垃圾渗滤液生物处理系统BP人工神经网络模型

垃圾渗滤液成分复杂 ,变化范围大 ,对其调试及长期持续良好运行存在较大困难。本文针对武汉市二妃山垃圾渗滤液的调试运行数据 ,利用人工神经网络原理 ,建立 BP人工神经网络垃圾渗滤液生物处理模型来预测处理效果 ,确定最优反应条件。实验结果显示网络具有良好的收敛特性 。

粪便与厨余垃圾现场处理研究

研究了粪便与厨余垃圾的源头真空管道收集及现场生物处理技术,根据系统工艺设计方案进行了分单元的小试.研究表明:真空便器的冲水量约为1L/次,破碎1kg垃圾用水0.4～0.6L;厌氧消化反应器进料粪便占40%,厨余垃圾占60%,水分控制在93%左右,C/N=25:1左右,pH控制在6.2～7.3之间,最佳搅拌频率为6h/d,总停留时间28d;ABR反应器对混合上清液的COD去除率可达91%;用驯化得到的解磷、解钾菌株与消化污泥混合制取菌肥,解磷菌对土壤有效磷增强度67.5%,解钾菌对土壤有效钾增强度33.4%.

16S rDNA-RFLP分析六氯苯好氧降解菌群的结构及其多样性

从某化工厂排水沟底泥中取样,经2个月的富集驯化得到六氯苯好氧降解菌群。通过测定该微生物菌群在降解六氯苯过程中累积耗氧量、微生物生长曲线及Cl-浓度的变化,证明在好氧条件下该微生物菌群能够以六氯苯为唯一碳源和能源生长。当培养温度为30℃,pH为7.0时,该菌群能在18d内将无机盐培养基中浓度为4.5mg/L的六氯苯降解55%以上,降解速率达到137.5μg/(L.d)。对降解菌群提取总DNA,选择性扩增细菌16S rDNA片段,建立克隆文库。通过限制性内切酶(限制性内切酶HaeⅢ和RsaⅠ)分析,得到9种不同的谱型,其中3种谱型是主要谱型。对主要谱型的克隆子测序,结果表明,它们分别与Alcaligenes和Azospirillum菌属相似性最高。该菌群在去除环境中难降解的有机氯污染物方面具有应用前景。

含铜蚀刻废液的回收与利用

某酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合得到沉淀物———Cu(OH)Cl,过滤后该沉淀物可与浓H2SO4反应生成CuSO4产品,而残留废水中的Cu2+可通过Na2S去除。实验室小试结果表明,当该酸性和碱性蚀刻废液以5∶13的体积比混合时,可以使Cu(OH)Cl得到最大限度的沉淀(96.53%的铜沉淀);当以15∶4的质量比(Na2S∶Cu2+)投加Na2S时,残留废水中的Cu2+可以最大限度的去除(98.78%的铜离子得到去除)。此后的工程实践对具体的工艺操作进行了调试,验证了此工艺回收与利用含铜蚀刻废液的可行性。

厌氧折流板反应器性能研究进展

综述了厌氧折流板反应器(ABR)自问世以来关于其水力特性、污泥特性及抗冲击负荷能力三方面的研究工作;分析了进行这些研究工作的意义;指出尽管ABR拥有许多优于其他厌氧工艺的特点,但仍然可以通过结构及工艺的改进,处理更多难降解废水,这在我国高浓度工业有机废水和有毒废水的处理中具有良好的研究开发价值和广阔的应用前景。

全自动热量计在固体废物热值测定中的应用

有机物热值是垃圾焚烧的一个重要化学数据。测定热值是确定固体废物可焚烧性的基本方法。

微生物群落对河流底泥中锑含量变化的响应

锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染河流底泥为研究对象,利用地球化学参数分析、高通量测序和统计分析等方法,研究Sb污染河流底泥中Sb的浓度分布规律及其对河流底泥微生物群落的选择性影响。结果表明,随着与Sb冶炼厂排水口距离的增加,河流底泥中Sb浓度逐渐降低,这可能是微生物还原产生的Sb(III)在厌氧环境下易与铁锰化合物结合形成沉淀所导致的。基于随机森林分析发现,Sb是塑造河流底泥微生物群落结构的主要因素,河流底泥微生物多样性随Sb浓度的降低而呈现逐渐增加的变化趋势。通过LEfSe差异分析可知,Sb是河流底泥微生物群落结构组成演变的关键驱动因子,在不同Sb污染环境下富集了差异微生物。结合共现网络分析,发现栖泥沼杆菌属Paludibacter和糖发酵菌属Saccharofermentans是Sb污染河流底泥中的核心微生物,其相对丰度与Sbtot、Sb(III)浓度呈显著正相关,表明这些关键微生物对Sb生物地球化学循环发挥重要作用,尤其对调控Sb的还原过程具有重要潜力。

尾矿先锋植物根际溶磷菌的分离鉴定与其促生研究

尾矿重金属环境污染严重,由于有毒金属的浸出严重污染了附近的栖息地,矿山尾矿引起了越来越多的关注。然而,养分限制,特别是磷(P)缺乏,会阻碍植物生长,破坏尾矿的植物修复。溶磷菌能通过分泌质子、有机酸等方式把土壤中难溶性的无机磷活化,提高土壤有效磷含量,促进植物对磷的吸收利用。从湖南锡矿山和广东凡口两个尾矿的先锋植物根际土中采用解磷固体培养基筛选溶磷菌,分离得到5株具有溶磷特性的溶磷菌,根据16S rRNA基因序列分析,对分离出的溶磷菌分别命名为Gordonia sp.G2、Intrasporangium sp.G16、Pseudomonas sp.Y1、Pseudomonas sp.Y22和Bacillus sp.Y38。分离筛选出的5株溶磷菌PSI范围为3.14—5.01之间,其中G2溶磷能力最强,Y38相比其他菌株溶磷能力最弱。共有3个菌株G16、G2和Y22具备固氮酶活性,其中G16的固氮酶活性最高(6808.34μmol·h^(-1)·mL^(-1))。同时对菌株的最适pH研究表明,大部分菌株可以在中性偏酸性环境下生长良好。为进一步验证尾矿溶磷菌的植物促生潜力,进行盆栽试验,结果表明,与对照组相比,接种G2、G16、Y38显著促进了植物干质量和鲜质量、株高的增加,分别提高了196.7%、96.7%、80.0%,而接种Y1、Y38显著增加了植株磷含量,相比对照组显著提高了74.12%和30.25%。研究结果表明,尾矿溶磷菌具有较大的植物促生潜力,其中G2和Y1菌株在尾矿生态修复中发挥重要作用,有助于推动新型生物肥料的研究,为尾矿绿色生态修复提供新的途径。

三级稳定塘在垃圾渗滤液处理系统后续处理中的应用

针对垃圾渗滤液主要污染物的特征 , 通过工程实例,对三级稳定塘在垃圾渗滤液后续处理系统中的主要作用进行了分析与讨论,并提出了在三级稳定塘的实际运行中需考虑的一些问题。

尾矿硫氧化微生物的分离鉴定与功能验证

尾矿污染是全球备受关注的环境问题之一,其产量大、污染风险高,对环境造成了严重的威胁。尾矿条件下的硫氧化过程会产生氢离子,导致尾矿酸化,进而使得金属污染物活化和迁移,对周边环境造成危害。硫氧化微生物作为硫元素生物地球化学循环的重要参与者,其硫氧化代谢途径是尾矿中硫氧化的主要组成部分。因此,加强对尾矿原位条件下微生物驱动的硫氧化过程的理解尤为重要。然而,目前对尾矿中硫氧化微生物的分离鉴定及其对原位环境的影响仍需进一步探讨和解析。针对这一问题,该文以“世界锑都”锡矿山的尾矿为研究对象,采用平板划线法,在硫氧化条件下对尾矿原位微生物种群进行分离纯化,并结合16S rRNA和硫氧化基因(soxB)序列分析对其进行物种鉴定。同时,构建硫氧化条件微宇宙实验体系,对两株具有硫氧化基因的纯菌进行功能验证。除此以外,通过构建尾矿原位条件模拟实验体系,探究尾矿酸化与硫氧化微生物之间的联系。结果显示,该研究成功得到了两株具有硫氧化基因的纯菌,分别为Methyloversatilis sp.LJY-1和Limnobacter sp.LJY-2。硫氧化实验进一步表明,LJY-1是首次被发现的具有硫氧化功能的Methyloversatilis属类,并且LJY-1的硫氧化能力明显强于LJY-2。基于尾矿原位条件模拟实验,证明在尾矿原位条件下,微生物驱动的硫氧化过程显著加剧了尾矿酸化(P<0.05)。针对尾矿不同阶段中含水率的差异,该研究进一步揭示了淹水条件下尾矿酸化过程显著快于湿润条件(P<0.05)。研究结果对尾矿场地的管理和修复具有重要意义。

蜈蚣草根际及内生微生物群落对砷污染胁迫的响应机制研究

由于广泛的采矿和工业活动,土壤砷污染已成为全球环境问题之一。蜈蚣草(Pteris vittata L.)作为世界上首次被发现的砷超累积植物,被认为是一种修复土壤砷污染的理想植物。蜈蚣草对砷的吸收和转运过程会受多种因素调控,其中蜈蚣草内生菌能够促进这一过程,然而目前关于微生物促进蜈蚣草砷富集的响应机制方面的研究报道还很少。为探明蜈蚣草内生微生物对砷污染的响应机制,采用不同砷添加量(0、250、500 mg·kg^(−1))进行蜈蚣草盆栽试验,结合蜈蚣草根际土、根和茎叶砷含量分析及对应微生物群落分析,研究砷污染对蜈蚣草根际及内生微生物群落结构的影响及相关性。结果表明,砷在蜈蚣草茎叶中的富集量远高于根内砷含量,当土壤砷污染水平分别为250 mg·kg^(−1)和500 mg·kg^(−1)时,蜈蚣草茎叶砷富集系数分别为99.99和66.83,转运系数分别为103.53和93.98。微生物群落多样性结果表明,砷胁迫对微生物群落结构具有显著影响(P=0.001),砷污染对蜈蚣草根际土微生物群落结构的影响大于对内生微生物群落结构的影响,其中根瘤菌目是在蜈蚣草根际及根内富集的核心微生物。相关性分析结果表明,德沃斯氏菌属(Devosia)、根瘤杆菌属(Rhizobacter)等菌属是与砷含量呈正相关的优势微生物种群(P>0.6)。在蜈蚣草茎叶中,寡营养单胞细菌属(Stenotrophomonas)不仅是核心微生物,还是与砷含量呈正相关的优势微生物种群。

锑和砷对固氮菌的毒性效应及其机制研究

锑作为一种具有毒性和致癌性的类金属,其不合理的开发造成了严重的生态环境污染,尤其是土壤中高浓度锑和砷污染导致了环境中多种营养元素的缺乏。其中,氮素的缺乏严重阻碍了环境的恢复。然而,固氮微生物不仅能为氮素匮乏环境提供稳定的氮素来源,而且其固氮潜能可以作为监测土壤金属污染的敏感指标。为此,该文通过乙炔还原法(ARA)微宇宙培养试验手段,研究了不同价态锑和砷(三价及五价)在不同质量浓度(100、200、500、1 000、2 500、5 000 mg·L^-1)水平下对棕色固氮菌固氮潜能的影响,同时进一步探究了土壤固氮菌群落固氮潜能对土壤中主要锑和砷价态[Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)]的响应机制。结果表明,锑和砷浓度与棕色固氮菌和土壤固氮微生物的固氮潜能均呈显著负相关,验证了以固氮微生物固氮潜能作为生物指示物的可行性。此外,Sb(Ⅴ)对土壤固氮微生物的毒性显著小于As(Ⅴ)。三价锑和砷污染对固氮菌固氮潜能的毒性高于五价[As(Ⅲ)>Sb(Ⅲ)>As(Ⅴ)>Sb(Ⅴ)],这可能是由于Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)对细胞的致裂性强于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)。相较于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)对于棕色固氮菌固氮潜能的抑制作用,其对土壤固氮菌群落的固氮潜能的影响相对较弱。这一差异可能是由于土壤复杂的理化性质以及微生物群落和功能多样性而导致的。

尾矿固氮菌的分离筛选及其植物促生效应研究

尾矿是一种寡营养环境,含有大量重金属元素,然而营养元素的缺乏,尤其是氮素的缺乏严重阻碍了尾矿生物修复策略的发展。固氮菌可为植物提供可利用性氮,促进尾矿生态修复。然而,目前关于栖息在尾矿中固氮菌的分离研究较少。采用无氮培养基和稀释涂布平板分离法,从湖南怀化溆浦县黄家尾矿分离出7株具有固氮功能的菌株,结果表明,PC-3的固氮酶活性最高(7133.71μmol·h^(−1)·mL^(−1))。IAA、金属抗性和铁载体定性测定结果表明,G6、L31和PC-3同时具备有IAA特性、铁载体和金属抗性的能力。同时研究了菌株的最适生长pH,结果表明大部分菌株在pH偏中性下生长较好,但G6、L2+2在pH=9的条件下生长趋势最好。16S rRNA测序结果表明,上述7株菌分别为Brevundimonas(G15、G18),Xanthobacter(L31),Sphingobium(L2+2),Pseudomonas(PC-3),Mycobacterium(G6),Rhodococcus(L45)。为了进一步探究尾矿固氮菌的植物促生潜力,进行了盆栽试验。与对照组相比,接种L2+2、L31菌株显著提高了植物根长和茎长,其中L31菌株使植物根长和茎长分别增长了130%、93%;接种菌株也显著提高了植物根和茎的干质量,其中接种L2+2处理植物的根、茎的干质量分别增长了260%、188%;接种G6、L31处理植物根和茎的氮含量显著增加,效果最显著的是G6,增长量分别达到406%、131%。结果表明,L2+2、L31和G6具有较大的植物促生潜力,在获取营养物质和促进尾矿的生态演替方面发挥重要作用,可作为生物肥料的良好候选菌株,以促进尾矿生态环境的修复。