天红2号苹果花芽分化期枝条和叶片碳水化合物含量和C/N变化

以天红2号苹果为试材,研究不同砧木短枝和中枝在花芽分化期间叶片和枝条中碳水化合物含量和C/N变化情况。结果表明,稳产期天红2号苹果成花率不受砧木影响。整个花芽分化期,无论嫁接在SH40中间砧还是八棱海棠乔砧上,在同一枝类中,天红2号苹果叶片可溶性糖、蔗糖、果糖和氮含量高于枝条,淀粉含量和C/N低于枝条。嫁接在SH40中间砧上的天红2号苹果成花率高的短枝叶片淀粉和果糖含量低于成花率低的中枝叶片,可溶性糖、蔗糖含量和C/N于花芽分化初期至花瓣原基分化期高于中枝叶片,短枝枝条可溶性糖、果糖含量和C/N低于中枝枝条,短枝枝条淀粉含量于花瓣原基分化期前高于中枝枝条;嫁接在八棱海棠乔砧上的天红2号苹果成花率高的短枝叶片可溶性糖、淀粉、果糖含量和C/N低于成花率低的中枝叶片,短枝枝条可溶性糖、果糖含量和C/N低于中枝枝条,短枝枝条淀粉含量于转化期低于中枝枝条。说明碳水化合物含量和C/N的高低对苹果成花不起决定性作用。在整个花芽分化期,叶片中可溶性糖含量呈上升趋势,枝条中淀粉含量和C/N呈波动性上升趋势,说明天红2号苹果花芽形态分化需要碳水化合物和C/N的积累。

水产养殖为什么要关注“C/N”?

水产养殖业的快速发展,在满足人们日益增长的动物蛋白需求的同时,所带来的养殖污染和养殖病害爆发日益引起人们的关注。而池塘污染的主要来源是N污染。有研究表明,水产动物仅能利用投喂饵料中20%~30%的N,剩余的N则以残饵、粪便等有机氮及氨氮、亚硝态氮的形式存在于水环境中,既污染养殖水体,又是对饵料蛋白的浪费。以碳控氮,即向养殖水体投加有机碳源,调节水体C/N,促进水体异养微生物繁殖,通过异养微生物吸收、利用、降解水体氮元素达到控氮、降氮目的的方式,目前正被越来越多的水产从业者所接受。

人造沸石对低C/N污水中氮的去除性能及机理

以人造沸石为吸附剂,处理低C/N高速服务区污水。考察了沸石投加量对人造沸石去除污水中氮效果的影响,利用正交实验探讨了影响人造沸石吸附污水中NH_(3)-N效果的因素,并结合吸附动力学和热力学、比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等手段探讨了人造沸石去除NH_(3)-N的机理。结果表明:人造沸石可在短时间内实现对污水中NH_(3)-N和TN的显著去除,并可有效提升污水C/N,反应24 h后,40 g/L人造沸石可使污水中NH_(3)-N和TN分别降至(13.45±0.39)、(19.23±0.21)mg/L,去除率分别达到(91.14±0.32)%和(87.12±0.10)%,C/N由1.30±0.01提升至5.47±0.07;正交实验表明各因素影响人造沸石脱氮效果的程度表现为沸石投加量>曝气量>NH_(3)-N初始浓度;人造沸石对NH_(3)-N的吸附过程符合准二级反应动力学模型(R^(2)=0.990),且该吸附行为是吸热过程;BET和SEM显示,人造沸石对NH_(3)-N的高效去除主要得益于其较大的比表面积(493.23 m^(2)/g)以及以介孔为主且分布范围较宽的孔道,吸附后沸石表面的颗粒变得光滑、紧密且数量减少。

磺胺甲恶唑对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废水的影响

磺胺甲恶唑(SMX)是废水内高频检出的新污染物,SMX的环境影响行为备受关注,然而SMX对新型后置反硝化工艺处理城镇低C/N废水的影响至今鲜有报道。本工作在中温条件下考察了SMX对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废水的影响,并通过分析SMX暴露条件下新工艺胞内和胞外聚合物的变化规律揭示SMX对新工艺的影响机制。结果表明低于0.5 mg/L SMX对新工艺内污染物去除影响不明显,而超过1.0 mg/L降低了新工艺脱氮除磷效率,4.0 mg/L SMX组别内,COD、总氮(TN)和磷酸盐(SOP)去除效率分别下降至71.3%~75.5%、59.6%~63.4%和71.3%~73.6%。机制分析表明高浓度SMX降低了胞内聚合物PHA的生物合成而刺激了糖原质代谢。SMX暴露浓度越高,PHA生物合成下降越显著,而糖原质代谢越强烈。研究结果为新型后置缺氧工艺处理含SMX废水提供了一定的数据支撑。

藻-菌颗粒污泥处理低C/N生活污水的研究

在光暗交替、零曝气条件下建立两组不同进水C/N(chemical oxygen demand,COD/total nitrogen,TN)(R_(1):10.0,R 2:5.6)的序批式反应器并运行了70 d,研究微藻-细菌颗粒污泥(microalgal-bacterial granular sludge,MBGS)在低C/N进水条件下的污染物去除效果、颗粒组成及稳定性的变化。研究发现,R^(1)组颗粒形态稳定,结构紧密,而R^(2)组颗粒形态出现差异化,结构略松散。R^(2)的COD去除率无显著变化,并且有更好的NH_(4)^(+)-N去除效果(94.68±7.24)%,但其PO_(4)^(3-)-P的去除效果不佳(50.69±13.64)%。通过元素分析进一步发现低C/N条件使MBGS中细菌的比例增加36%,并证明低C/N生活污水中的COD和PO_(4)^(3-)-P主要依靠MBGS的同化作用去除,NH_(4)^(+)-N主要被细菌的硝化作用转化。此外,低C/N组中蛋白质含量显著增加,并分泌更多的松散结合EPS(loosely bound EPS,LB-EPS)来提高颗粒稳定性。

C/N配施对旱作谷子根系形态分布及土壤养分的影响

为明确不同C/N配比对谷子的根系形态分布及土壤养分的影响,研究以晋谷21号为研究对象,设置5个处理分别为C115 g/m^(2)生物炭、C220 g/m^(2)生物炭、C325 g/m^(2)生物炭,N13 g/m^(2)氮肥、N29 g/m^(2)氮肥交互的处理。结果表明:拔节期C2N2谷子根系长度、根系总表面积、根系体积增幅分别为134.06%、293.40%、500.00%;成熟期C2N2土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、有机碳增幅分别为149.64%、139.00%、10.53%、20.83%和136.00%,综上所述,C2N2配比能显著促进晋谷21根系的生长发育,调控土壤养分,存在最佳的配比。

不同C/N对高氮废水高效脱氮处理的影响

考察低C/N(质量比,0.03、0.17、0.27、0.33)对高氮废水脱氮过程及污染物降解的影响,同时结合高通量测序,探讨系统中微生物多样性和菌群结构。结果表明,低C/N条件下高氮废水仍能实现脱氮,当C/N为0.33时,总氮去除率达到83.01%,该条件下出现较高的亚硝酸盐氮积累现象,最高达到316.09 mg/L。高通量测序结果表明,特吕珀菌属(Truepera,相对丰度31.33%)、水微菌属(Aquamicrobium,相对丰度6.42%)等是C/N为0.33时系统能够维持较高脱氮效率的原因。在低C/N条件下对高氮废水进行高效脱氮处理是可行性的。

水力停留时间强化复合载体基固定化藻菌系统处理低C/N废水脱氮

为探索一种低C/N废水脱氮新技术,本研究将绿沸石和玉米芯组成复合载体,以小球藻和活性污泥为接种物,通过吸附法构建固定化藻菌系统(IABS),探究了装置的脱氮效果及水力停留时间(HRT)对脱氮效率的影响。研究结果表明,复合载体可有效改善废水的C/N,构建的固定化藻菌系统可实现低C/N废水中氮素的有效去除。装置脱氮效果随着HRT的延长而提升,当HRT达18h时,装置的总氮去除率最高可达98%;氨氮去除率可达100%。综合而言,绿沸石和玉米芯复合载体构建的固定化藻菌系统具有脱氮效率高、无需连续投加碳源、出水水质稳定等优点。

C/N对EGSB系统生物产气及脱氮除碳性能的影响

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)处理高浓度同时含有氨氮和硝酸盐的有机废水,重点探究碳氮比(COD/TN)对系统生物产气及脱氮除碳性能的影响.136d运行结果表明:C/N对系统COD去除影响不显著,而对产甲烷和TN去除率影响显著.分时水质测定证实了亚硝酸盐氮积累及硝酸盐短程还原与厌氧氨氧化(Anammox)耦合.C/N为5.71时产甲烷、硝酸盐短程还原耦合Anammox效果最好.随着C/N升高,厌氧氨氧化活性下降,而产甲烷和硝酸盐异化还原(DNRA)活性增强.C/N能够显著改变污泥胞外聚合物组分、含量及有机基团,进而影响污泥结构稳定性及微生物代谢活性.Anammox菌Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia相对丰度低C/N时远高于高C/N,高C/N下检测到了大量产甲烷菌Methanothrix、Methanolinea和Methanobacterium,同时共存反硝化菌和DNRA菌.微生物功能基因注释证明了短程反硝化/DNRA促使亚硝酸盐积累和Anammox发生以及乙酸途径产甲烷.最后,提出了最佳C/N下碳氮同步去除机制.

低C/N比高氨氮废水生物脱氮技术研究进展

针对低C/N比高氨氮废水利用传统生物脱氮技术存在碳源不足、总氮去除率不达标、经济花费高等问题,总结了高氨氮废水处理中几种主要的生物脱氮工艺及研究动态,介绍这几类工艺在处理高氨氮废水的研究成果,同时比较分析各类工艺优缺点,指出未来的主要研究方向,为低C/N比高氨氮废水处理经济高效脱氮工艺的工程化应用提供思路。

MABR-AO耦合工艺处理乡镇低C/N比生活污水效果研究

本研究针对村镇生活污水低碳氮比导致碳源不足、硝化-反硝化工艺动能不足、脱氮难度高导致脱氮效果不理想的问题,通过设计搭建膜曝气生物反应器(MABR)与传统AO工艺的耦合工艺系统,对村镇进水条件下的挂膜启动,处理低碳氮比(COD/TN为4、3、2、1、0.5)污水,并对两种活性污泥的生物多样性检测分析。结果表明,MABR挂膜周期约30天,系统达到较为稳定的污染物去除效果;在低碳氮比进水条件下,MABR-AO耦合工艺比AO工艺有更好的脱氮能力,总氮(TN)平均去除率相比AO工艺提高17.9%;MABR生物膜中OUTs更高,且脱氮类微生物占比高于AO工艺活性污泥,是脱氮能力更强的主要原因。该工艺运维简单,低碳氮比条件下总氮去除能力较强。

全氟辛酸对好氧颗粒污泥处理低C/N废水的影响

开展了不同温度下新污染物全氟辛酸(PFOA)含量对好氧颗粒污泥(AGS)处理低C/N废水过程中运行效能及微生物群落特征的影响。结果表明,PFOA对AGS系统的影响具有浓度依赖性。低浓度PFOA(低于0.5 mg/L)对COD、NH_(4)^(+)-N及总氮(TN)去除无明显影响,但提高磷酸盐去除。超过0.5 mg/L PFOA降低AGS对污染物和营养盐的去除。温度升高(25℃提高至35℃)利于提高AGS活性,且提高PFOA在AGS系统内的去除。高浓度PFOA降低了污泥浓度和有机质占比,刺激胞外聚合物(EPS)分泌,提高蛋白质(PN)和多糖(PS)含量。在2 mg/L,25℃下,EPS含量为73.6 mg/g,PN和PS占比提高至39.5 mg/g和26.6 mg/g。温度升高能降低PFOA的生物毒性。微生物群落特征分析揭示高浓度PFOA降低了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)占比,在属水平上,降低了与生物脱氮相关微生物的相对丰度。研究结果AGS处理含PFOA的低C/N废水提供一定理论依据和强化策略。

序批式MPR反应器处理低C/N城市污水运行方式优化研究

微压内循环生物反应器(Micro-Pressure Inner-Loop Bioreactor,MPR)是一种新型的污水处理工艺,在处理低C/N城市污水方面具有潜在优势。本实验考察了不同曝气量和进水方式下序批式MPR反应器对模拟城市污水处理效果,分析了污染物去除过程和污泥特性。研究结果表明,一次进方式下,在进水TN和TP浓度分别为79.52、4.1mg/L,进水C/N约为3.9的进水条件下,曝气量为7.5 L/h时,反应器TN和TP去除率分别达到70.26%和97.76%;采用二次进水方式后出水TN降至13.95 mg/L,TN的去除率提高至81.71%;两种进水方式下,反应器对COD和TP平均去除率保持在88.67%和95.03%。典型周期内污染物历时表明,和一次进水方式相比,分次进水优化了碳源分配,使更多碳源用于反硝化,系统内酸碱环境较一次进水更稳定,活性污泥浓度MLSS和污泥SOUR高于一次进水。

低C/N比污水脱氮除磷技术应用研究进展

人类的生存依赖水资源,工业的快速进步发展对水体产生负面影响,氮、磷过度排放使得水体持续恶化,随之而来的水污染成为不可小觑的重大环境问题,干扰人类正常生命活动,毁坏生态平衡,是国民经济绿色长远发展停滞的根源。现已通过多种技术对水环境进行改善修复,其中低C/N比污水脱氮除磷是解决环境问题的重要方法和研究热点。以传统工艺和新型工艺为切入点,以应用型和改进型为分类方法,对现今低C/N比污水脱氮除磷处理工艺进行总结,旨在为低C/N比污水脱氮除磷技术的发展提供新参考和新思路。

C/N对藻菌共生处理油田污水的影响

利用小球藻和好氧细菌共培养用于处理不同C/N(4:1和8:1)的油田污水。结果显示,相比于低C/N(4:1)污水,高C/N(8:1)的污水中获得的总生物量更大,小球藻比生长速率和叶绿素含量更高。藻菌共生系统对高C/N污水的SCOD和TN的去除分别为62.13%和30.70%,均高于低C/N污水。进一步探讨了C/N对小球藻和好氧细菌在降解不同污染物中的作用。在低C/N污水中,细菌在去除SCOD方面起着主导作用,小球藻对TN降解贡献更大。而在高C/N污水中,微藻对有机物去除能力更强,好氧菌对氮营养的吸收更多。

活性污泥-悬浮生物膜系统处理低C/N污水深度脱氮性能

通过农业废弃物玉米芯悬浮生长生物膜的载体,构建了活性污泥-悬浮生物膜混合系统,以SBR工艺运行方式对低浓度低C/N污水的深度脱氮性能进行了研究.探究了挂膜启动阶段系统脱氮效果;在工艺稳定运行后,考察了温度、HRT、DO、进水C/N、进水pH等参数对工艺脱氮性能的影响.经过24 d挂膜后,结合污染物去除情况及镜检显示生物膜挂膜成功.运行结果表明,以预处理后的生活污水作为模拟原水,控制反应温度为26—30℃,HRT=8 h,COD/TN为(4.0±0.1),DO=(2.2±0.1)mg·L^(-1),进水pH=(8.0±0.1)的条件下,系统达到最佳运行条件,COD、NH_(4)^(+)-N、TN平均去除率分别为70.2%、94.8%和80.8%,平均出水COD、NH_(4)^(+)-N、TN浓度分别为14.89 mg·L^(-1)、0.57 mg·L^(-1)和2.40 mg·L^(-1).好氧阶段DO浓度对TN去除率有一定的影响,当好氧阶段DO浓度为(2.2±0.1)mg·L^(-1)时,TN去除率达到峰值84.38%.结果表明,活性污泥-悬浮生物膜混合系统处理低浓度低C/N污水具有优良性能,为低浓度低C/N污水的深度脱氮及玉米芯的资源化利用提供新的思路.

混合营养脱氮在低C/N工业废水处理中的研究进展

富氮工业废水中难降解的氮杂环化合物加剧了碳氮比失衡,抑制了生物脱氮工艺中硝化反硝化过程,因而探究新型处理工艺是高效处理低C/N工业废水的必由之路。混合营养脱氮技术结合异养脱氮和自养脱氮的代谢路径,优化低C/N工业废水脱氮性能,进而实现低C/N工业废水处理提质增效。本文综述了混合营养脱氮工艺中铁介导生物脱氮、硫介导生物脱氮和菌藻共生脱氮工艺的作用机理、研究进展与影响因素,阐述了三种工艺特点及不同类型低C/N工业废水的适用性,并就三种混合营养脱氮工艺中存在的问题并结合当前研究方向,从优化电子供受体和代谢路径的角度提出增大电子容量、提高电子转移速率,结合电化学体系与Fe-S耦合增强协同代谢从而提升污染物代谢性能的建议。

处理低C/N废水的反硝化细菌及生物脱氮工艺的研究进展

目前,我国大部分生活污水、城市污水和部分工业废水中有机物含量偏低,呈现低C/N的特征,不利于大多数异养反硝化细菌的生物脱氮。因此,需要筛选适应低C/N废水的反硝化细菌,并应用于实际低C/N废水的脱氮处理。本文着重介绍了适应低C/N反硝化细菌的脱氮性能和适应机制,以及利用反硝化与其他技术相耦合的组合脱氮技术在处理实际低C/N废水中的应用。最后,探讨了处理低C/N废水面临的挑战和发展前景。

菘蓝碳氮代谢与基质C/N对氮处理的动态响应

为研究施氮后基质C/N和菘蓝(Isatis indigotica Fort.)碳氮代谢的动态变化,以河北居群的菘蓝为试验材料,播种后施用0、5、15、20 g·L^(-1)CO(NH_(2))_(2),分别记为CK、N1、N2、N3。利用重铬酸钾外加热法和碳氮分析仪测定基质及菘蓝碳、氮元素含量;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法测定菘蓝碳氮代谢酶基因的表达;超高效液相色谱(UPLC)法测定菘蓝指标成分含量。结果表明,菘蓝碳氮代谢对不同浓度氮营养的响应不同。随着处理时间延长,N1、N2、N3叶与根的可溶性糖含量先增加后减少,与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因表达量变化趋势相反,与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性变化趋势相似。菘蓝碳氮代谢产物与碳氮代谢关键酶的活性及基因表达量密切相关。N1靛蓝含量与硝酸还原酶(NR)基因表达量变化趋势相似,靛玉红含量与谷氨酰胺合成酶(GS)基因表达量、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性变化趋势相似,与GOGAT基因表达量、GS活性变化趋势相反。N2靛蓝含量与NR活性变化趋势相反,与GOGAT基因表达量变化趋势相似,靛玉红含量与NR、GS基因表达量、GOGAT活性变化趋势相似。N3靛蓝、靛玉红含量与NR、GS基因表达量、GOGAT活性变化趋势相似。GS、GOGAT活性和其相应酶基因表达量的变化趋势相反。随着菘蓝的生长,基质中的碳元素含量逐渐增加,氮元素含量逐渐减少,C/N升高。菘蓝碳、氮元素含量的变化趋势与基质相反。施氮后,菘蓝叶、根中累积的氮素含量增多,基质中的氮素减少,碳元素含量的变化与氮相反。N2处理各种酶的活性及基因表达量较高,同时累积更高的活性成分。综上,15 g·L^(-1)CO(NH_(2))_(2)处理更有助于菘蓝指标成分的累积。本研究结果为菘蓝氮营养高效利用提供了理论参考。

不同调理剂对尾菜低C/N堆肥腐殖化效果的影响

针对尾菜碳氮比(C/N)低自身无法堆肥,现有好氧堆肥工艺下尾菜堆肥需要大量调理剂,不同调理剂组分对尾菜堆肥过程的腐殖化进程影响差异不清的问题,本研究以番茄藤蔓尾菜为主要原料,选用小麦秸秆、椰糠和蘑菇渣三种不同的调理剂进行好氧堆肥,明确不同调理剂添加情况下,尾菜低碳氮比(C/N=14)好氧堆肥过程中腐殖质的产生与变化趋势。采用温度、pH、电导率(EC)和发芽指数(GI)进行堆肥腐熟度评判,通过腐殖质组分的变化,明确不同调理剂添加情况下的尾菜堆肥腐殖化效果及变化规律。结果表明,相较于尾菜无法自身堆肥完成腐殖化,添加不同调理剂均能使尾菜发生腐殖化,且不同处理腐殖化程度相似,堆肥结束腐殖质含量均在28%左右,但不同处理堆肥产物的胡敏酸含量差异较大,蘑菇渣处理(T3)含量最高达到11.9%,添加椰糠处理(T2)最少仅为4.8%;对不同处理堆肥产物红外光谱分析表明,相较于其他两个处理,添加椰糠处理的芳香族伸缩振动改变量最少,腐殖化程度较低。堆肥结果表明,小麦秸秆、椰糠和蘑菇渣三种调理剂均能使尾菜在低C/N条件下进行好氧堆肥,温度、pH、EC和GI值都能达到相关有机肥标准。添加小麦秸秆更易促进腐植酸产生,促进腐殖质的形成;添加椰糠处理,腐殖化效果较差。