Fe_3O_4 NPs类芬顿预处理对活性污泥法处理阿莫西林废水的影响

以阿莫西林为研究对象,探讨了其经不同程度磁性纳米铁(Fe_3O_4 NPs)多相类芬顿预处理后对活性污泥理化特性及其微生物群落结构的影响。结果表明,随着预处理程度(未经预处理、经40%H_2O_2预处理和经60%H_2O_2预处理)的升高,活性污泥对废水COD平均去除率由81.5%升高到89.1%,氨氮平均去除率由86.2%升高到95.6%,同时活性污泥中蛋白酶的含量由0.13 mg·g-1升高到0.19 mg·g-1。且随着阿莫西林预处理程度的升高,活性污泥溶性微生物产物(SMP)的三维荧光光谱(EEM)中可见光区类腐殖酸与类富里酸的吸收峰强度逐渐减小,表明活性污泥活性良好。对于微生物群落分布而言,在未经预处理、经40%H_2O_2、经60%H_2O_2预处理的条件下,变形菌门所占比例分别为73..81%、84.08%和77.08%,同时厚壁菌门所占比例为0.6%、0.82%与0.78%。变形菌门为优势菌种,诸多固氮细菌与聚磷菌属于变形菌门;而厚壁菌门可利用水解酶来分解蛋白质与糖类,两者所占比例的升高,为废水中污染物的高效去除提供了保障。

阳极位置对新型ABR-BEF系统处理性能及微生物群落的影响

研究了阳极所处位置对新型厌氧折流板-生物电Fenton(ABR-BEF)系统处理中药废水效能与产电能力的影响,并对各格室污泥的疏松胞外聚合物(LB-EPS)及紧密胞外聚合物(TB-EPS)组分情况进行了分析,继而通过高通量测序技术对系统中微生物群落演替进行了探讨.结果表明,当将阳极电极位置由系统的第4格室调整到第3、第2格室后,由于阳极与阴极距离的增大,COD平均去除率由原来的90%分别下降到70%和65%;输出电压由149.8mV降至95.3mV、50.0mV左右,同时最大功率密度由76.78mW/m^3减少到55.57mW/m^3和52.87mW/m^3;但阴极室对邻苯二酚的降解率仍保持在95%左右.改变阳极位置后LB-EPS、TB-EPS中蛋白质含量均下降,TB-EPS尤为明显;而对于多糖而言,阳极在第3号格室时,各组分多糖含量最高.阳极位置由第4格室改为第2格室后,第1到第4格室甲烷丝状菌属(Methanothrix)所占比例分别增大到71.09%、72.47%、58.03%和76.79%;在总细菌纲水平上产电菌所属的δ变形菌纲(Deltaproteobacteria)在第1到第4格室中分别减少了2.54%、6.06%、4.40%和4.87%,阳极与阴极距离的增大使得产电菌数量减少,这成为该系统产电能力下降的重要原因.

氮浓度对新型生物电化学-颗粒污泥反应器运行的影响

探讨了新型生物电化学-颗粒污泥反应器在不同进水氮浓度下的脱氮效能与产电性能,并从颗粒污泥的关键酶活性、胞外聚合物组分以及微生物群落分布等角度系统研究了其影响机制。结果表明,COD、NO3^--N、NO2--N和溶解性甲烷在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段(进水NO3^--N和NO2^--N浓度分别为60 mg·L-1和20 mg·L^-1、100 mg·L^-1和40 mg·L^-1、140 mg·L^-1和60 mg·L^-1、180 mg·L^-1和80 mg·L^-1)均得以有效去除,其中COD去除率在第Ⅳ阶段效果最佳,去除率达96%以上,NO3^--N出水浓度在第Ⅱ阶段更为稳定,其去除率达99%以上,NO2--N去除率在各阶段均达99%以上;该反应器最大的功率密度与输出电压值为第Ⅳ阶段的4号格室,分别为471.2 mV·m^-3和608.1 mV。污泥疏松型胞外聚合物(LB-EPS)中多糖与蛋白含量最高为第Ⅱ阶段的5号格室,分别为13.7 mg·g^-1和14.7 mg·g^-1;1号格室污泥中辅酶F420活性最低,进水氮浓度的增大提高了污泥中蛋白酶活性。由第Ⅰ阶段至第Ⅳ阶段,该反应器中变形菌门(Protebaoteria)相对丰度减少,而绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)和浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度增加;具有脱氮作用的陶厄氏菌属(Thauera)在1号格室减少了8.64%,但该反应器脱氮效果未受到影响;甲烷丝状菌属(Methanothrix)在4号格室相对丰度增至12.3%,表明产甲烷菌可在该反应器中与其他菌群联营共存。