基于生物膜法磷回收工艺厌氧释磷研究

城市污水经过碳回收后的低碳源进水水质将对活性污泥法强化除磷（EBPR）工艺的运行带来困难.本研究基于生物膜法磷回收的序批式反应器（Biofilm-SBR）对低碳、低磷进水进行磷回收,在BSBR反应器好氧无碳源、厌氧低碳源投加的运行基础上,研究了该工艺在低碳模式下厌氧磷释放的关键影响因素.同时,研究了不同的碳源浓度和碳源投加方式对BSBR工艺释磷的影响.最后,分析了系统中生物膜蓄磷量的变化,并探究其与碳源消耗、释磷效果的量化关系.结果表明,该系统在好氧无碳源、厌氧仅200 mg·L^-1的碳源投加下,即可取得115 mg·L^-1（可溶性磷）的富磷回收液.系统的C_upt/P_rel（释放单位质量磷的COD消耗量）平均为（11.12±1.03）mg·mg^-1,最大蓄磷量为124 mg·g^-1.     

聚己内酯与聚羟基丁酸戊酸酯的脱氮性能对比

以可生物降解聚合物聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)作为反硝化缓释碳源和微生物载体,利用清水释碳和批式反硝化试验选出适用于再生水反硝化深度脱氮生物滤池的可生物降解碳源滤料,通过比较与分析碳源滤料的表面形态及物质特性和附着微生物的群落特征揭示其性能优越的原因.结果表明,PHBV反硝化启动时间短,反硝化速率高,剩余有机物浓度低,相比PCL具有更稳定持续的反硝化效果.原因是其表面粗糙,且含有大量C—O和CO等亲水性基团,易于微生物附着和降解利用;其表面附着的微生物种类多样,其中发硫菌属(Thiothrix)、假单胞属(Pseudomonas)、菌胶团属(Zoogloea)、黄杆菌属(Flavobacterium)和脱氯菌属(Dechloromonas)等优势菌属均具有异养反硝化功能.因此,PHBV更适合作为再生水反硝化深度脱氮生物滤池的碳源滤料.     

不同碳源及光照对小球藻生长和产油脂的影响

考察了3种碳源(葡萄糖、NaHCO3和乙酸钠)在不同初始质量浓度和光照条件下对小球藻(Chlorella vulgaris)生长和产油脂的影响。采用OD680和生物量来评价小球藻的生长情况;以溶剂浸提法提取生物油脂,并以油脂质量分数和油脂产量来描述产油脂特性。结果表明,经过9 d的培养,3种碳源中葡萄糖是最佳有机碳源。由其培养的小球藻生长速率最快,由NaHCO3培养的小球藻的生长效果不如葡萄糖,而乙酸钠不利于小球藻的生长。随着光照的增强,小球藻光合效率提高,生物量逐渐提高,5 000 lx最利于小球藻的生长,而1 600 lx最利于小球藻油脂的积累。研究表明,光照5 000 lx下,初始质量浓度为15 g/L的葡萄糖作为碳源是小球藻适宜的生长和产油条件,获得了3.17 g/L的最大生物量和1.025 g/L的最大油脂产量。     

碳源对微生物硝酸盐异化还原成铵过程的影响

微生物通过异化性硝酸盐还原成铵(DNRA)途径,硝态氮转化为仍可生物再利用的铵盐。以琥珀酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾钠为碳源,研究碳源的差异对有氧条件下微生物通过DNRA途径产铵的影响。结果显示,以琥珀酸钠和柠檬酸钠为碳源,初始浓度为20 mmol/L是较佳的实验条件,此时C/N约为1.5～2.0,NH4+-N质量浓度30.0～45.0 mg/L,最高产铵率分别为29.9%和27.0%;以酒石酸钾钠为碳源则在初始浓度为30 mmol/L,C/N约为2.0,NH4+-N质量浓度为40.0～45.0 mg/L时,最高产铵率为30.7%。反硝化和DNRA过程是同时存在的,培养液中NO3--N浓度的下降伴随着中间产物NO2--N的积累和NH4+-N浓度的升高。     

地下水有氧反硝化的固态有机碳源选择研究

目前生物反硝化多采用液态有机碳源,如甲醇、乙醇等,而对富含有机碳的固态有机碳源研究较少.选取4种农业废弃物:麦杆、稻草、木屑、稻壳作为反硝化细菌的碳源,以菜园土和白蚁侵蚀过的木条为接种物的有氧条件下,研究了含100 mg·L-1 NO3-废水的氮去除情况.研究结果表明充填麦杆和稻草的反应具有较好的反硝化效果,且最终无NO2-的积累;反应过程中无NH4 的产生;pH值随反硝化进行而略有升高,随反硝化结束而趋于定值.因此,麦杆和稻草可作为进一步反应的固态有机碳源.     

信号分子对类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)碳源利用的影响

类球红细菌拥有cer群体感应系统.它既有细胞间信息传递的功能,也对碳源利用进行调节.为调查自诱导物对碳源利用的影响,在仅少量EDTA作唯一能源物的培养基中加入N-(tetradecanoyl)-DL-homoserine lactone,通过测定活菌数变化观察这种类球红细菌自诱导物的结构类似物对碳源利用的影响.然后利用Biolog-GN鉴定板,在加入外源信号分子和对照的条件下,研究了类球红细菌正常培养与饥饿培养下对95种单一碳源的不同利用情况.结果表明,在存在信号分子的饥饿情况下,细菌能更好的利用EDTA维持活菌数量.当培养到6h的时候,加入信号分子培养的鉴定板中,正常培养情况下细菌对碳源的利用丰富度指数最高;而在饥饿培养情况下细菌能利用更多种类的碳源.     

人工湿地基质微生物群落的碳源代谢特性

利用Biolog微平板技术研究了水平潜流人工湿地基质微生物群落结构及代谢特性,结果表明,供试人工湿地基质微生物群落的碳源代谢能力,床体上层高于床体下层,前部高于后部.在实验期内,前部上层样点平均色度变化(AWCD)值增长速率较前部下层、后部上层及后部下层分别高出83.3%、15.8%和57.1%.主成分分析(PCA)结果表明,不同部位的基质微生物群落具有不同的群落结构和代谢特征,其对不同碳源的利用能力也存在显著性差异(P<0.05),前部上层基质微生物利用率较高的碳源为糖类和氨基酸,而前部下层对聚合物和羧酸的代谢程度最高.功能多样性指标分析表明,基质上层微生物群落丰度、均匀性和多样性指标均高于下层,前部下层微生物群落的均匀性指数显著低于其他取样点,存在较强的优势种;后部下层的丰度指数则明显低于其他采样部位.     

北京现代都市低碳农业的前景与策略

现代都市发展低碳农业是降低温室气体排放,实现国家宏观战略目标的重要组成部分.本文对低碳农业的定义、特征进行了初步阐述,认为低碳农业是通过技术改进和制度创新建立起来的一种低投、高产、低(负)碳、生态的现代农业,具有系统开放性、技术集成性、生命周期性、过程安全性四个特征.利用碳汇/源平衡方法分析北京农业现状,结果表明:目前北京农业领域的碳源与汇分别为10-20 TgCO2eq·a-1和10.23-14.16 TgCO2eq·a-1,碳源基本稳定,碳汇还有较大的发展潜力.根据北京市生态特点和未来农业的定位,发展低碳农业,在技术层面上,可以加强与种植相关的土壤碳汇建设,与养殖相关的减排和其他减排技术;在制度层面上,建立农业布局调整机制,大力发展清洁生产机制、生态补偿机制、农业准入机制和综合调节机制.预测北京低碳农业的前景,初步估算未来北京农业的碳汇潜力可以达到20-30 TgCO2eq·a-1,直接的碳源可以减少到4-5 TgCO2eq·a-1.通过发展低碳农业,不仅可以抵消农业碳源,还能抵消6%-10%总温室气体,真正起到净碳汇功能.     

皖江城市带农田生态系统碳排放动态研究

基于化肥、农药、农膜、农业灌溉、农地翻耕、农机运用、农作物收割后残留根系分解 7个主要碳源,测算皖江城市带1991~2010年农业碳排放量。结果表明：研究区农业碳排放总量从1991年的273万t增加到2010年的535万t,年均增长率为1035%,同时2010年其排放量约占安徽省碳总排放量的443%。1991~2010年研究区人均农业碳排放年均增幅26%,农业碳排放密度年均增幅584%,碳排放强度年均降幅3769 t/亿元。研究区农业碳排放以农作物收割后残留根系分解为主(占总排放量的5987% ),且化肥碳排放比重年均增长最快达1618%。各市农业碳排放量六安最大,安庆较大,铜陵最小,其中平均增幅最大为六安298万t/a,最小为铜陵009万t/a;碳排放强度最大为六安,较大为滁州,最小为铜陵,平均降幅最大为滁州64774 t/（亿元·a）,最小为铜陵19760 t/（亿元·a）;人均农业碳排放量最大为滁州,最小为铜陵,人均增加量最大为六安460 kg/a,最小为合肥039 kg/a;碳排放密度年均增幅最大为芜湖836%,最小为马鞍山345%。最后根据该区农业碳源的构成特点和动态特征,为其降低农业碳排放提出一些建议     

老龄垃圾渗滤液反硝化脱氮的补充碳源应用进展

老龄垃圾渗滤液中含有大量氨氮且碳氮比较低,通常需要在反硝化脱氮过程中补充碳源.总结单一易降解有机物和复杂混合有机物等液态碳源和纤维素类、生物可降解聚合物等固态碳源的应用进展,分析了易腐有机垃圾作老龄垃圾渗滤液反硝化脱氮的补充碳源的可行性,并比较了各类碳源的优缺点.