复合硫基质驱动自养反硝化脱氮除磷效能与微生物群落结构

针对单一硫基质驱动自养反硝化性能的缺陷,采用单质硫(S^(0))与天然铁硫矿石(FeS、Fe_(1-x)S、FeS_(2))两种矿物作为生物填料,构建3组复合硫基质填充床反应器(B1、B2、B3),探究了启动与稳定运行期间反应器对市政尾水深度脱氮除磷的效果与微生物群落结构的特征。结果表明,3组反应器均表出现较高的脱氮性能,NO_(3)^(-)-N去除率均随反应器水力停留时间(HRT)的延长而提高,当反应器HRT分别为1h(B1)、12h(B2)和9h(B3)时,均实现20mg/L NO_(3)^(-)-N完全去除。PO_(4)^(3-)-P与脱氮过程中产生的铁离子形成铁磷沉淀物而被去除,且PO_(4)^(3-)P的去除率与脱氮效果呈正相关。复合硫基质反应器的SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)低于单一硫基质自养反硝化系统,硫酸盐产生量相应降低,且pH保持在6.3以上,无需添加pH缓冲剂。微生物群落结构分析表明,Thiobacillus(硫杆菌属)和Ferritrophicum(铁氧化菌属)是3组反应器中硫自养反硝化菌的优势菌属,在B1、B2和B3反应器的相对丰度分别为16.07%和31.24%、30.07%和50.19%以及30.20%和11.62%。复合硫基质提高了微生物群落丰度和物种多样性,从而表现出良好的脱氮除磷效果。

生物绳填料净化河流的效果及微生物群落分析

为了改善河流水质,选择了一种新型生物绳填料净化受污染河水,考察了其去除污染物的效果,分析了生物膜的形成过程以及微生物群落结构特征。结果表明：该生物绳过滤悬浮物质的效果较好,SS去除率可达90%;但COD和TP的去除率不高,分别为19.4%～34.4%和13.1%～18.5%;NH3-N和TN去除效果较好,去除率分别为55.2%～74.0%和46.2%～55.9%。环状纤维表面及其形成的空隙极有利于微生物附着。微生物群落分析表明：变形菌门Proteobacteria是克隆文库中的第一大类群,占总克隆子的57.9%;表层生物膜细菌多样性和丰富度较好,内层优势菌的富集状况较好。生物绳由外到内依次形成好氧-兼性-厌氧的动态环境,有利于生物脱氮的进行。

微生物群落多样性分析方法在白酒工业中的应用研究进展

白酒微生物在白酒酿造过程中起着至关重要的作用.研究白酒微生物群落多样性,对于指导中国传统白酒的生产、实现质量监控具有重要意义.本文简述了目前白酒微生物多样性研究中使用的现代微生物群落分析方法,并且阐述了白酒微生物群落多样性研究现状.

硫酸盐和Fe(Ⅱ)EDTA-NO/Fe(Ⅲ)EDTA厌氧还原过程特性及微生物群落分析

在生物法烟气脱硫技术(Bio-FGD)和络合吸收生物还原脱硝技术(BioDeNO_x)基础上,提出了生物结合络合吸收同步脱硫脱硝的工艺思路,该工艺利用加入Fe(Ⅱ)EDTA的碱性吸收液同时吸收烟气中的二氧化硫(SO_2)和一氧化氮(NO).本研究在厌氧反应器中实现烟气脱硫脱硝吸收产物硫酸盐和Fe(Ⅱ)EDTA-NO/Fe(Ⅲ)EDTA的同步去除.结果表明,水力停留时间为16 h,p H维持在7.0时,硫酸盐的平均去除率为95.16%,Fe(Ⅱ)EDTA-NO的平均去除率为96.61%.硫酸盐的还原产物主要以液相中硫离子和气相中硫化氢的形式存在,Fe(Ⅱ)EDTA-NO的最终还原产物为N2.反应运行的各个阶段均可实现Fe(Ⅲ)EDTA的还原,但还原率会随HRT降低而下降.第5阶段反应器中主要的硫酸盐还原菌为Desulfomicrobium,同时存在异养反硝化菌Pseudomonas与两种硫自养反硝化菌Sulfurimonas与Sulfurovum,并发现了两种具有还原单质硫功能的菌属Thermovirga与Mesotoga.

HMBR内微生物群落结构分析及功能菌脱氮机理

在SRT=30 d、HRT=10 h的工况下运行HMBR装置,采集膜丝表面、填料表面和混合液中活性污泥,使用高通量测序来检测分析3个位置的活性污泥微生物群落结构,比较三者之间的群落结构和脱氮功能菌的差异,并从微生物功能角度解析HMBR的脱氮机理。结果表明,HMBR系统中的优势类群为Proteobacteria,占克隆子总数的62.18%,存在于悬浮填料和混合液中从属于Bacteroidetes的Anaerolineaceae、Flavobacterium、Nitrosomonas和Nitrospira,可以起到强化脱氮的作用。

电镀废水生物膜工艺调控及微生物群落组成研究

电镀废水处理面临传统方法的局限性,生物膜处理技术因其高效环保而备受关注。本研究通过文献综述,系统探讨了电镀废水生物膜处理的关键科学问题。结果显示,微生物可以利用废水中的有机物实现代谢,降解污染物。操作参数优化可提升微生物活性,增强降解效率。不同样品间微生物群落结构存在差异,为系统稳定性评估及工艺优化提供依据。本研究全面总结电镀废水生物膜处理技术的研究进展,为相关工艺应用奠定基础。但微生物代谢机制有待深入解析,需要进一步的代谢组学和基因组学研究支持,以期获得更可靠的理论指导。本研究为电镀废水生物处理相关科研确定了方向,具有一定的科学以及应用价值。

不同阴极微生物脱盐电池处理榨菜废水性能及微生物群落分析

为处理高盐榨菜废水(mustard tuber wastewater treatment,MTWW),实现系统同步产电脱盐的目的,构建了以生物电化学为基础的微生物脱盐燃料电池(microbial desalination cell,MDC),探讨了铁氰化钾和水阴极MDC产电及脱盐效果,并对系统微生物群落进行了分析。结果表明:在相同脱盐时间内,铁氰化钾组盐度去除率为90.30%,略高于水阴极组;在整个脱盐周期内,铁氰化钾组产电性能优于水阴极组;随着脱盐时间的延长,铁氰化钾组产电性能略有下降,而水阴极组产电性能显著增强;铁氰化钾组阳极优势菌属为Methanosaeta(23.55%)、Geobacter(14.09%)和vadin HA17(8.64%),水阴极组阳极优势菌属为vadin HA17(18.17%)、Methanosaeta(13.00%)和Methanosaeta(9.79%),其中Geobacter为产电菌,vadin HA17为水解发酵菌,Methanosaeta和Methanosaeta为常见产甲烷菌。铁氰化钾组阳极和水阴极组阳极中产甲烷菌占比很高,然而,产甲烷菌对系统产电脱盐有不利作用,因此,有必要寻找合适的抑制产甲烷菌产生的方法。运行后期,水阴极组阴极中出现了产电菌,极大地降低了阴极过电势,提高了系统的产电性能。上述研究结果可为MTWW的资源化处理提供参考。

PCR-DGGE法用于活性污泥系统中微生物群落结构变化的解析

应用PCR- DGGE方法,对在相同的操作条件下分别用低温菌和常温菌接种的两套活性污泥系统中的微生物群落结构的动态变化进行了追踪。研究结果表明:由于工艺和操作条件相同,两系统的微生物群落结构的相似性随着运行时间的增加而增加。PCR-

大庆油田本源微生物群落分布及采油机理研究

采用微生物分子生态学方法在大庆油田各采油厂取126个油水样,对其中的微生物群落和细菌代谢速率进行了分析,检测出大庆油田地层水中含有11种好氧和厌氧类型的本源微生物,首次探索了聚合物驱后油层中菌群的生态分布及适合本源微生物采油技术的潜力。同时研究了本源微生物代谢机理和好氧与厌氧菌在代谢上存在的相关性,研究显示在油层形成好氧菌-乙酸盐菌-产甲烷菌的共生体系。并分离到一株代谢脂肽类表面活性物质的枯草芽孢杆菌,该菌种发酵液的界面张力降低了90.29%。模型实验中本源菌提高采收率幅度在9.4%以上,产生气体使压力上升了0.2 MPa。室内研究证明在大庆油田选择性地激活地层中的本源微生物采油菌,可以有效地提高油藏采收率。

微生物菌剂强化A/O脱氮反应器运行效果及微生物群落变化

采用传统缺氧/好氧(A/O)工艺与生物膜法组合的反应器处理模拟生活污水,通过调节水力停留时间(HRT)、碳氮比(C/N)、消化液回流比优化反应器运行状态,并投加微生物菌剂(氨氮去除菌剂和反硝化菌剂)考察反应器运行效果的变化。结果表明:反应器启动30 d后趋于稳定;当HRT为24 h,C/N为4,回流比为200%时,反应器运行效果最佳,化学需氧量(COD)、氨氮(NH^(+)_(4)-N)和总氮(TN)的平均去除率分别为80.3%、79.9%和47.8%;投加微生物菌剂后,反应器对NH^(+)_(4)-N处理能力加强,COD、NH^(+)_(4)-N和TN的平均去除率分别为79.5%、90.2%、56.6%,其中TN最高去除率可达70.0%,且反应器提高了对进水负荷的耐受性。高通量测序分析结果表明,原始污泥中微生物以变形菌门和拟杆菌门为主,其相对丰度之和为77.8%,运行过程中,2个门的细菌的相对丰度呈先下降后上升再趋于稳定的趋势;投加微生物菌剂后,缺氧池内细菌种类数和多样性明显增加,好氧池内2个门的细菌的相对丰度之和达92.3%。

末端限制性片段长度多态性技术在引起酵母提前絮凝的麦芽微生物群落分析中的应用

摘要：本文分别从麦芽微生物总DNA的提取、荧光标记引物的选择、产物的限制性酶切等条件建立并优化微生物群落分析技术-末端限制性片段长度多态性技术，利用该技术分析不同品种不同PYF值和同一品种高低不同PYF值麦芽微生物群落，确定麦芽中引起酵母提前絮凝的微生物。结果表明采用0．1g麦芽进行微生物DNA提取，采用FAM对引物进行荧光标记，细菌PCR产物采用HaeⅢ、Mspl、Rsal3种限制性内切酶联合酶切，真菌PCR产物采用HaeⅢ、Hinfl、Rsal联合酶切，建立的T—RFLP技术确定麦芽中引起酵母提前絮凝的微生物为镰刀菌Fusamm、曲霉菌Aspergillus、核腔菌Pyrenophora。

基于SPSS多元线性回归分析乙酸钠和铁氧化物产甲烷微生物群落关系

本文基于SPSS多元线性回归分析乙酸钠为底物添加针铁矿后的小瓶实验中的微生物群落进行研究,阐明了产甲烷过程中的细菌和古菌之间的关系。结果表明,乙酸钠为底物添加针铁矿产甲烷过程中的微生物丰富,存在多种细菌和古菌。针铁矿、Pseudomonas、Brochothrix、Bacillus与产甲烷菌具有明显的线性相关性,其中针铁矿和Bacillus对Methanothrix呈现正相关,Brochothrix和Pseudomonas呈现负相关,对Methanosarcina则相反。

微生物复合菌剂法污泥原位减量群落动态研究

为了探讨污泥原位减量效果和功能菌群演替,在序批式活性污泥反应器(SBR)中,投加具有污泥减量功能的微生物复合菌剂,连续运行33 d,考察了污泥原位减量效果和减量稳定性,通过PCR-DGGE技术分析污泥减量过程中微生物群落结构的变化。研究发现,投加日处理水量2%的污泥原位减量菌剂时,污泥原位减量20.8%,COD和氨氮的去除率保持在90%以上,处理效果未受到菌剂投加的影响;T-N和T-P的去除效率略有提高。群落分析发现,投加菌剂可以促进微生物的竞争,缩短稳定结构形成时间,强化群落结构稳定性,降低受外界环境因子变化的影响。活性污泥中的脱氮除磷和污染物去除能力较强的微生物,如Rhodobacter sp.、Exiguobacterium sp.、Williamsia sp.、Blastomonas sp.、Actinocorallia sp.等均得到强化。

以玉米淀粉废水为反硝化碳源的污染物降解特征与微生物群落结构研究

以玉米淀粉废水为反硝化碳源,研究了反硝化过程中硝态氮和有机物的去除效果,利用三维荧光光谱(EEMs)结合平行因子方法(PARAFAC)分析了反硝化过程中溶解性有机物的降解特征,利用高通量测序法研究了活性污泥中微生物的群落结构。结果表明:以玉米淀粉废水为反硝化碳源时,NO-x-N(NO-3-N与NO-2-N浓度之和)的去除率可达96.80%;应用三维荧光光谱结合平行因子方法,可以识别出反硝化系统中的2个荧光组分,分别为类络氨酸荧光组分〔组分1(230 nm/310 nm、275nm/310 nm)〕和类色氨酸荧光组分〔组分2(220 nm/350 nm、280 nm/350 nm)〕。组分1荧光峰强度呈下降趋势直至荧光峰完全消失,表明组分1可被微生物完全降解;组分2荧光强度逐渐升高,推测组分2为微生物代谢过程中产生的副产物;经淀粉废水驯化后的污泥中三大优势菌群为未经培养菌种(uncultured bacterium)、伯克氏菌目(Burkholderiales)和红环菌目(Rhodocyclales),其相对丰度分别为18.54%、14.65%和14.13%。

末端限制性片段长度多态性技术在引起酵母提前絮凝的麦芽微生物群落分析中的应用

本文分别从麦芽微生物总DNA的提取、荧光标记引物的选择、产物的限制性酶切等条件建立并优化微生物群落分析技术-末端限制性片段长度多态性技术,利用该技术分析不同品种不同PYF值和同一品种高低不同PYF值麦芽微生物群落,确定麦芽中引起酵母提前絮凝的微生物.结果表明采用0.1g麦芽进行微生物DNA提取,采用FAM对引物进行荧光标记,细菌PCR产物采用HaeⅢ、Mspl、Rsal 3种限制性内切酶联合酶切,真菌PCR产物采用HaeⅢ、Hinfl、Rsal联合酶切,建立的T-RFLP技术确定麦芽中引起酵母提前絮凝的微生物为镰刀菌Fusarium、曲霉菌Aspergillus、核腔菌Pyrenophora.

改进型ABR处理硫酸铵废水及微生物群落的影响

以改进型ABR系统对模拟硫酸铵废水进行处理研究,考察外加亚硝态氮源对污水中NH_(4)^(+)-N和TN去除效果的影响,并对其中效果最好的n(NO_(2)^(-)):n(NH4+)为1:1时的各隔室NH_(4)^(+)-N、TN变化进行分析。研究表明,外加亚硝态氮对改进型ABR中NH_(4)^(+)-N和TN的去除有促进作用,n(NO_(2)^(-)):n(NH_(4)^(+))为1:1时NH_(4)^(+)-N和TN的平均去除率达到最高,分别为55.74%和69.16%。4个隔室的TN和NH_(4)^(+)-N去除率之比分别为55:5:16:7和3:2:11:19。对不同条件下各隔室中的亚硝酸还原酶、羟胺氧化酶活性进行测定。结果显示在进水n(NO_(2)^(-)):n(NH4+)升高的同时,各隔室的酶活性也有显著上升。对n(NO2-):n(NH_(4)^(+))为1:1时的各隔室中的污泥进行高通量分析,结果在1#隔室中发现Enterobacter属的微生物,表明在1#隔室中发生了好氧反硝化。

基于pH值调控的厌氧酸化产物分布及微生物群落特征研究

针对果蔬和餐厨垃圾等易降解有机固体废弃物厌氧消化过程的酸化问题,国内外学者通常采用两相厌氧工艺替代传统的单相厌氧工艺。为进一步提高两相厌氧工艺的高效性和稳定性,文章考察了不同pH值(4.0,5.0和6.0)条件下有机物厌氧酸化产物分布情况和调控效应;并对稳定形成的产酸微生物群落结构进行了分析。结果表明,pH值控制能明显提高反应器酸化率;pH值为5.0和6.0时反应器酸化率较高,其最高值均超过70%,前者酸化产物以乙醇、乳酸和乙酸为主,后者则出现有大量丙酸(约占总产酸量50%),因此,pH值控制为5.0有望作为有机物产酸相的优选条件。pH值为5.0时形成的优势水解酸化菌属主要有Lactobacillus(8.9%),Prevotella(32.0%),Bifidobacterium(22.4%),Clostridium(22.3%)和Sporolactobacillus(11.4%),且优势菌属的典型代谢途径与实验过程中产物分布特征具有很好的一致性。

Fe(Ⅱ)、Se(Ⅵ)对厌氧处理APMP废水及微生物群落演化的影响

本研究以碱性过氧化氢机械浆(APMP)生产废水为研究对象,采用2套实验室厌氧反应器装置(对照组R1、实验组R2),研究微量元素铁(Fe(Ⅱ))和硒(Se(Ⅵ))对厌氧反应器运行性能和微生物群落演化的影响。结果表明,当2套厌氧反应器的容积负荷从3.3 kgCODCr/(m^(3)·d)逐渐提高到16.0 kgCOD_(Cr)/(m^(3)·d)时,R2中COD_(Cr)平均去除率达(78±4.5)%,R1中去除率仅为(67±6.4)%;挥发性脂肪酸(VFA)与碱度(ALK)比值显示R2<R1<0.3,R2系统运行更加稳定。实验结束时,R1、R2中辅酶F_(420)浓度相较于实验开始时分别增加了12.6%和19.6%,污泥的挥发性固体悬浮物/总固体悬浮物含量(V/T)分别为66.9%和68.2%,R1中污泥粒径整体小于R2。高通量测序结果显示,添加微量元素Fe(Ⅱ)和Se(Ⅵ)能够提高系统中微生物相对丰度,对厌氧系统的处理效果及优势菌的生长繁殖具有正向作用。

分子生物学技术在污水处理微生物检测中的应用

对现代分子生物学技术在污水生物处理系统微生物检测和群落分析中的应用进行了系统总结,重点对应用较多的PCR技术、FISH技术进行了介绍并对其优缺点进行了探讨.通过对生物处理系统中微生物检测和生态学研究,可以分析确定系统中功能微生物的数量,群体结构和活性,从而实现构建人工强化生态系统,提高废水生物处理效率的目的.分析认为,以DNA序列和相关的结构基因为基础的分子生物学技术已经在污水生物处理系统的种群分析方面得到了广泛和成功的应用,而且必将会对深入认识和优化污水生物处理过程,加快新工艺的开发和应用以及强化处理工艺的过程控制方面起到更大的作用.

甘肃陇南锑矿区污染及微生物群落结构特征

锑(Sb)是有色金属矿山开采和加工中对环境造成严重威胁的重点污染物,与砷(As)的硫化物和氧化物共存.微生物对土壤中重金属的迁移转化及修复具有重要意义.目前,锑矿不同功能分区(采矿区和冶炼区)中重金属有效态对土壤微生物群落结构的生态效应仍知之甚少.为掌握不同功能分区中重金属污染特征及重金属有效态与土壤微生物群落之间的相互作用关系,采用Wenzel连续提取法和16S r DNA高通量测序技术测定了Sb和As的化学形态及微生物信息.结果表明,Wenzel连续提取后Sb和As的化学形态分布占比大小为:无定型铁铝氧化物结合态(F3)>晶质铁铝氧化物结合态(F4)>残渣态(F5)>专性吸附态(F2)>非专性吸附态(F1).潜在生态风险指数(RI)和地累积指数(Igeo)显示,Sb污染程度大小为:冶炼区>采矿区>对照区,冶炼区为严重污染,采矿区为中度至重度污染;As污染程度大小为:采矿区>冶炼区>对照区,采矿区和冶炼区均为中度至重度污染.16S r DNA高通量测序显示:Proteobacteria是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的门,Kaistobacter、Pseudomonas、Sphingomonas和Lysobacter是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的属;Geobacter和Luteolibacter在采矿区有较高的LDA得分,Thiobacillus在冶炼区具有较高的LDA得分.Spearman相关性、方差分解(VPA)和随机森林预测(RF)表明,Sb、As、有效态锑[Sb(Bio)]和有效态砷[As(Bio)]是影响锑矿不同功能分区中微生物群落结构的主要因子;冗余分析(RDA)显示,对属水平微生物群落结构的影响大小为:As(Bio)>Sb(Bio)>Sb>As,Sb及Sb(Bio)和Nitrospira呈现显著负相关关系,和Thiobacillus呈现显著正相关关系(P<0.05).通过深入研究重金属污染特征及重金属有效态对微生物群落结构的生态效应,可为锑矿区生态修复和生态环境管理提供参考.