电子供体对地下水中高氯酸盐生物去除的影响研究

通过静态实验,考察了电子供体类型及用量对厌氧条件下微生物去除地下水中高氯酸盐的影响.结果表明,电子供体醋酸盐和H₂的加入,可以明显提高ClO₄^-的去除率,驯化后的微生物去除ClO₄^-的速率比未加入电子供体时提高约1.4~3倍.Monod动态模型能很好地拟合两种电子供体环境下ClO₄^-的微生物去除过程,分别以醋酸盐和H₂作为电子供体时,基质半饱和常数K_s为12.6 mg·L^-1和2.2 mg·L^-1,最大比基质消耗速率V_m为0.45 d^-1和0.08 d^-1.动力学参数表明,本实验条件下,异养型混合菌去除ClO₄^-的效果明显优于自养型混合菌;在少数受高浓度ClO₄^-污染的地下水环境中,为了提高ClO₄^-的去除速率只有通过增加菌体浓度或提高微生物酶的活性来实现.随着电子供体醋酸盐用量增加,ClO₄^-的(比)消耗速率逐渐增大.当初始CH₃COO^-与ClO₄^-的比例为3.80 mg(COD)/mg(ClO₄^-)时,比消耗速率v最大(0.27 d^-1).     

电子供体对Fe(Ⅱ)EDTA络合NOx产物还原的影响研究进展

氮氧化物(NOx)因对环境和人体健康的潜在危害而成为重要的大气污染控制因子。络合吸收-还原技术利用金属螯合物提高NOx的气液传质效率,结合化学还原或生物还原实现络合吸收产物的循环再生,是经济的、可持续的NOx治理技术。Fe(Ⅱ)EDTA作为最常用的高效络合吸收剂,络合吸收产物的还原是限制性步骤,电子供体对还原过程有重要影响。文章阐述了络合吸收-还原的原理,主要针对还原过程的不同电子供体进行论述,探讨其还原机理、还原效果以及温度、pH等因素对不同电子供体还原产生的影响,并提出Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收NOx技术的展望。     

垃圾渗滤液尾水氮的深度处理技术研究进展

根据垃圾渗滤液尾水特点,系统分析了现有工艺的优缺点,认为物化处理技术不能实现垃圾渗滤液尾水的完全脱氮,但可作为前处理或辅助手段,而生物法是实现氮脱除的经济有效方法,但需要结合填埋场特点考虑电子供体来源。同时,提出了一种脱氮工艺——硫铁自养反硝化工艺,并进行了可行性分析。     

聚磷菌在不同碳源下的反硝化研究

利用SBR系统对聚磷菌进行了培养,并通过荧光原位杂交手段检测了系统中聚磷菌Candidatus Accumulibacter phosphatis的富集程度.聚磷菌也是一种普通异养菌,为了研究它的反硝化能力,排除了聚磷菌的正常释磷和吸磷过程,仅考察在不同碳源下反硝化性能.结果表明,乙酸和PHB都能成为聚磷菌反硝化的电子供体.当以乙酸为外在单一碳源时,其反硝化速率和PHB生成速率与起始硝酸盐浓度无关,但是当起始状态硝酸盐浓度越高时,消耗单位乙酸生成的PHB和硝酸盐还原量越小.以PHB为内在碳源和能源时,聚磷菌的反硝化速率呈现对于基质(硝酸盐)的零级动力学反应,比反硝化速率为0.973 3mg/(g.h),此外PHB平均比消耗速率为(以PHB计)2.462 6 mg/(g.h).     

SO2在水和有机溶剂中的化学形态及其脂/水分配系数：SO2生理学研究新模式

为了探讨内源性SO2生理作用和毒理作用的化学机制,采用真空减压法、超声波法、通气法、光谱扫描法及摇瓶法等对SO2在水和有机溶剂中的化学形态及其脂/水分配系数进行了研究.研究结果表明:1)气态SO2不仅易溶于水,而且更易溶于有机溶剂;2)SO2在水和有机溶剂中的溶解主要是物理性溶解,其主要以SO2分子状态存在于溶液中,在饱和溶液中90%以上是以自由分子状态存在,在较低浓度下也有50%左右以自由分子状态存在;3)SO2的脂/水分配系数仅为0.16～0.20,使存在于生物膜(脂相)系统的内源性SO2很容易进入水相并转化为亚硫酸盐,这将导致其在组织细胞内的半寿期很短,这符合信号分子的特征.由此结论:1)以SO2生理盐水溶液作为SO2供体,可作为研究内源性SO2生理作用和毒理作用的新模式;2)内源性SO2在组织细胞内的失活途径是:SO2→SO32-/HSO3-→SO42-.此外,论文认为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液并不能作为"SO2供体"用以处理生物组织.     

不同共代谢基质对四氯乙烯的厌氧生物降解研究

用驯化好的厌氧污泥对葡萄糖、乳酸盐和醋酸盐作为电子供体时四氯乙烯(PCE)的降解进行研究。实验结果表明,PCE是通过还原脱氯发生生物降解的。实验的回归结果表明,反应均符合一级动力学反应速率,常数的大小依次为k乳酸>k葡萄糖>k醋酸。表明乳酸盐作为电子供体时PCE的降解速率较快,说明在实验条件下乳酸盐是最合适的电子供体。并且在整个实验过程中由共代谢基质提供的电子供体不是PCE降解的限制因素。     

不同共代谢基质对四氯乙烯的厌氧生物降解研究

用驯化好的厌氧污泥对葡萄糖、乳酸盐和醋酸盐作为电子供体时四氯乙烯（PCE）的降解进行研究.实验结果表明,PCE是通过还原脱氯发生生物降解的.实验的回归结果表明,反应均符合一级动力学反应速率,常数的大小依次为k乳酸＞k葡萄糖＞k醋酸.表明乳酸盐作为电子供体时PCE的降解速率较快,说明在实验条件下乳酸盐是最合适的电子供体.并且在整个实验过程中由共代谢基质提供的电子供体不是PCE降解的限制因素.     

硫自养反硝化系统运行效能和微生物群落结构研究

启动了单质硫自养反硝化反应器并研究其脱氮性能,通过血清瓶批式实验测定了污泥的反硝化活性,并采用扫描电镜和高通量测序手段揭示了系统内微生物群落结构特征.结果表明,SBR反应器进水NO₃^--N浓度为80mg/L,随水力停留时间由12h逐渐缩短为6h,反应器的自养脱氮性能逐渐增强,稳定期反应器的总无机氮去除率达99.1%,总无机氮去除负荷平均值为0.158kg N/（m³·d）;SBR周期内NO₂^--N浓度最大值为13.3mg/L,NO₃^--N还原为NO₂^--N过程pH值由7.38降低至6.94,NO₂^--N还原为N₂过程pH值基本不变;批式实验结果表明,硫自养反硝化和异养反硝化NO₃^--N去除速率分别为0.515,0.196kg N/（kg VSS·d）,硫自养反硝化污泥NO₂^--N降解速率为0.117kg N/（kg VSS·d）,污泥同时具有自养反硝化和异养反硝化活性;扫描电镜显示,污泥中存在大量的杆状细菌和球状菌;污泥中主要的硫反硝化细菌分别为Thiobacillus、Sulfurimonas和Thermomonas属,其相对丰度分别为14.5%、7.6%和6.0%.     

C/S对生物氮转移途径的影响

电子供体是生物脱氮必不可少的要素,且不同种类的电子供体对于生物氮转移途径存在影响。以乙酸盐和硫化钠同时作为电子供体,以NO3--N作为电子受体,通过不断降低C/S改变异养和自养反硝化菌的活性,研究电子供体种类在异养反硝化和自养反硝化的混养状态下对生物脱氮的影响。当n(C)/n(S)=4∶1、n(C)/n(S)=2∶3时,有少量NH4+-N的产生,出水分别为1. 7,4. 9 mg/L。在n(C)/n(S)=4∶1中S2-去除率可达到98. 58%,同时随着电子供体增多,呈现白色悬浮物状态的硫逐步增多。pH、氧化还原电位(ORP)可判断系统内剩余物质的大致存在形态,因此系统内pH和ORP可间接为生物脱氮途径提供指示依据。研究发现,系统内过量的电子供体对生物脱氮效果更好;同时在有限的电子受体(NO3--N)情况下,高电子供体有可能导致反硝化过程向硝酸盐异化还原成铵过程转变。     

京津冀水源涵养生态服务供体区与受体区范围的划分

京津冀水资源问题已经严重制约区域经济发展,定量分析研究区水源涵养生态服务供受关系,有助于深刻理解区域上下游之间的生态联系,促进区域生态公平,实现区域社会持续健康发展.利用降水储量法、水量平衡法及水源涵养生态服务供体区与受体区划分方法,分析2000-2010年京津冀净水源涵养量空间格局,划分研究区水源涵养生态服务供体区和受体区范围.结果表明:①冀北燕山山区净水源涵养量最高,年均值为65.24~81.35 mm,其次是冀西太行山山区,年均值为46.47~61.28 mm;净水源涵养量负值区主要分布在东部沿海和大中小城市,年均值为-130.46~-152.39 mm.②水源涵养生态服务供体区占研究区面积的41.42%,单位面积（m2,下同）平均净供水量为0.03~0.07 m3;水源涵养生态服务平衡区面积占25.01%;水源涵养生态服务受体区面积占33.57%,单位面积平均净需水量为0.18~0.41 m3,是供体区供水能力的6倍左右.③从流域来看,滦河流域的承德市为天津市、秦皇岛市及唐山市供应水资源,年均供水总量为23.7×108 m3;永定河流域的张家口市为北京市供应水资源,年均供水总量为5.3×108 m3;大清河流域的保定市为北京市及天津市西南部供应水资源,年均供水总量为8.2×108 m3;但子牙河流域和漳卫河流域供水能力严重不足.研究显示,燕山山区和太行山山区为水源涵养生态服务供体区,东部沿海和大中小城市为主要水源涵养生态服务受体区,水源涵养生态服务供体区净水源涵养能力不能满足水源涵养生态服务受体区需水量,整个研究区供受关系严重失衡.