2种不同生物接触氧化工艺性能差异的微生态研究

研究了单级好氧生物接触氧化和缺氧/好氧两级生物接触氧化工艺对高氨氮河流模拟废水的处理效果,并针对二者工艺性能差异,采用PCR-DGGE、FISH/CLSM及FISH/FCM等分子生物学手段对生物膜进行了微生态分析,以考察不同工艺菌群结构的演替以及主要功能菌的空间分布和丰度变化规律,并探讨不同生物接触氧化工艺性能差异的微观影响因素和机制.两级生物接触氧化获得了优于单级生物接触氧化的污染物去除效果,COD平均去除率高约10%,氨氮平均去除率高32%～59%.单级接触氧化工艺的生物膜厚度大于两级工艺好氧区生物膜,硝化细菌分布在距生物膜表层180～200μm的深度,而两级接触氧化工艺硝化细菌分布在距好氧生物膜表层105～125μm的深度.PCR-DGGE结果表明单级接触氧化工艺微生物丰富度指数显著高于两级工艺,FISH/FCM实验结果表明两级系统中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的相对丰度随运行时间显著增加,而单级系统则逐渐下降.结果证明两级生物接触氧化工艺的分区结构有利于硝化细菌等功能菌群的富集,能够有效提高工艺对有机物和氨氮的去除效率.     

高价离子还原菌还原机理及研究进展

高价离子还原菌普遍存在于自然环境中,它们在环境的原位修复中起着非常重要的作用。本文主要介绍了三种典型的高价离子还原菌：异化Fe（III）还原菌（IRB）、硝酸盐还原菌及硫酸盐还原菌（SRB）,分别以Fe3＋、N03-和SO4^2-为电子受体,以有机物作为电子供体,在将高价离子还原的同时,达到对污染环境的修复作用。文章综述了此类细菌的特性、作用机理、影响因素以及在国内外实际中的应用,分析了异化Fe（III）还原菌、硝酸盐还原菌及硫酸盐还原菌的异同点,并对该类细菌在环境污染治理中的发展趋势进行了评述。     

碳源对反硝化细菌的反硝化速率和群落结构的影响

为探究碳源类型在反硝化过程中对氮素转化和微生物群落组成的影响,分别建立R1（以C₆H₁₂O₆为碳源）和R2（以CH₃COONa为碳源）反应器,通过分析R1和R2反应器中反硝化过程的氮素转化情况,评价C₆H₁₂O₆和CH₃COONa对脱氮效果的影响,并运用动力学模型对R1和R2反应器中反硝化能力进行评价;同时,采用高通量测序技术表征2种碳源对反应器中微生物群落结构和多样性的影响.结果表明:①运行后期的R1、R2反应器中单位生物量的反硝化速率（以NO₃--N计,下同）分别为8.56、11.26 mg/（g·h）,R1反应器中NO₂--N累积平均值为11.34 mg/L,显著高于R2反应器（0.20 mg/L）,且R1反应器中NH₄+-N累积平均值为6.58 mg/L,是R2反应器（0.65 mg/L）的10.11倍.②反应器中NO₃--N还原过程均符合Haldane模型,其中R1、R2反应器中单位生物量的r_max（最大降解速率）分别为35.61、47.79 mg/（g·h）,表明R2反应器中的反硝化能力强于R1反应器.③微生物经过富集后,其细菌多样性和物种丰度下降,但发挥反硝化作用的微生物相对丰度逐渐增加.R1和R2反应器中共同的优势菌门有Proteobacterias、Bacteroidetes、Firmicutes和Gracilibacters,其在R1反应器中的相对丰度依次为96.14%、2.06%、0.66%和0.47%,在R2反应器中依次为79.75%、6.88%、9.47%和2.13%,优势菌门在不同运行时间的丰度表达上存在消长变化状态.研究显示,C₆H₁₂O₆和CH₃COONa在反硝化过程的氮素转化上存在明显差异,对各类优势菌群的相对丰度有明显影响.      

水源水生物处理工艺启动中氨氮的去除

通过沉淀槽与生化槽串联的试验系统，分析了微污染水源水生物接触氧化处理工艺启动过程氨氮和亚硝酸盐氮的变化规律。研究结果表明，在无暴气条件下和曝气条件下，填料上硝酸盐细菌的生长均依赖于亚硝酸盐细菌转化氨氮为亚硝酸盐氮的过程。启动中氨氮去除效果趋于稳定的过程是两类硝化细菌在生长速率和转化能力上趋于稳定的过程。提供生化槽充足的曝光气量是保证填料上硝化细菌稳定生长，顺利完全启动过程的必要条件。     

硝化细菌在氨氮深度处理中的应用研究

通过使用硝化细菌增养液挂膜，用生物接触氧化法对生活污水处理厂出水以及富营养化河水中的氨氮进行了处理。试验结果表明：在很短的水力停留时间条件下（１ｈ），污水厂出水经处理后ＮＨ３－Ｎ全部达标并小于８ｍｇ／Ｌ，其去除率达７０％；ＮＯ＾－２－Ｎ小于４ｍｇ／Ｌ。富营养化河水在ＨＲＴ为１．２ｈ时，出水ＮＨ３－Ｎ与ＮＯ＾－２均小于１ｍｇ／Ｌ。试验出水中的氮主要以ＮＯ＾－３－Ｎ的形式存在。     

硝化细菌的固定化研究

通过对呼吸速率的测定，比较了3种不同的硝化细菌包埋方法。实验结果表明，海藻酸钠包埋法最佳。考察了海藻酸钠法固定的硝化细菌与游离的硝化细菌在不同温度下硝化速率的大小，发现固定化的硝化细菌比游离的硝化速率高，表明其具有抗低温能力的特点。通过对富营养化水体进行的降解试验表明，所得结果具有一致性。     

废水的硝化作用

硝化作用是废水生物脱氮中的关键。本文介绍了硝化作用的生化反应、硝化细菌的类群、硝化反应动力学和影响硝化作用的主要环境因子：溶解氧、ｐＨ、温度和毒物。     

多孔碳表面自养硝化生物膜的培养及其性能研究

在pH值7．5～7．8、温度28℃、DO≥3mg／L的条件下，分别以NaNO2和K2HPO4为氮源和磷源，按N：P=50：1的比例混合，对自养硝化菌进行液相培养并在一种新型材料多孔碳的表面挂膜，进而对其特征、性能等进行了研究。实验得到了稳定的自养硝化生物膜；当NO2^-浓度为206．82mg／L时，生物膜的稳定硝化速率可达260mg/L·d；经鉴定，硝化速率最高的N-20菌株属硝化杆菌属(Nitrobacter sp．)。