游离氨对硝化菌活性的抑制及可逆性影响

为考察游离氨(FA)对硝化菌(氨氧化菌AOB和亚硝酸盐氧化菌NOB)活性的抑制影响,采用SBR反应器,基于FA与过程控制协同作用在实现短程硝化的基础上,考察了不同FA浓度(1.0,5.3,16.6,13.4,9.9,5.2,1.0mg/L)梯度下,FA对AOB和NOB活性的抑制作用及可逆性.结果表明,当FA浓度达到13.4mg/L时,系统内亚硝态氮积累率(Ni AR)逐渐增加,硝态氮积累率(Na AR)逐渐减小,且Ni AR/Na AR>1时,系统实现了稳定短程硝化.在此FA浓度条件下,FA对AOB和NOB活性均产生一定的抑制作用,但相对于AOB,NOB对FA的抑制作用更加敏感.当AOB活性被短暂抑制后,其活性又迅速恢复;而NOB活性被完全抑制.此后当FA浓度又逐渐降至1.0mg/L时,AOB活性始终维持较高水平,而NOB活性尚未恢复.也即是说,在本试验控制的FA浓度条件下,FA对AOB活性的抑制作用是可逆的,而对NOB活性的抑制作用不可逆.

人工芦苇湿地氨氮污染物去除及氨氧化菌群落多样性分析

对不同质量浓度的NH3-N在水平潜流人工湿地内的去除过程进行考察,并且对比分析了去除率和硝化强度,利用PCR-DGGE技术研究了ρ（NH3-N）及植物种植等因素对人工湿地中AOB（氨氧化细菌）群落结构的影响. 结果表明：在水力停留时间为2.5d的情况下,模拟低污染水ρ（NH3-N）分别为0.6-0.7和4.5-5.0mgL时,芦苇湿地对TN的去除率分别为81.9%和62.2%. 较高的ρ（NH3-N）和种植芦苇有利于提高湿地硝化强度和AOB群落多样性. 系统运行50d时,处理高ρ（NH3-N）和低ρ（NH3-N）低污染水的芦苇湿地的硝化强度分别为0.164和0.103mg/（kg·h）；AOB群落Shannon-Weaver多样性指数（系统运行90d时）分别为2.32和1.75. 处理高ρ（NH3-N）的低污染水时,空白湿地和芦苇湿地的硝化强度分别为0.082和0.164mg/（kg·h）；AOB群落Shannon-Weaver多样性指数（系统运行90d时）从1.95增至2.32.

HEMA与HEA辐射共聚制备固定化微生物载体的结构与性能

应用低温辐射技术辐射诱导甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)共聚合制备了高分子载体,用增殖细胞技术固定氨氧化细菌。利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及接触角和含水率的测试对聚合物载体进行了性能表征。结果表明:经充分溶胀后的聚合物表面水接触角几乎为0,含水率为450%,润湿性能良好;聚合物表面具有极性官能团;聚合物的非晶结构有利于小分子尤其是水分子的渗透和扩散,多孔结构有利于微生物的生长和繁殖。以聚合物为载体固定化氨氧化细菌在处理含氨废水的过程中实现了短程硝化,在3种氨氮负荷(100、1502、00 mg/L)条件下,氨氮去除率和亚硝化率可分别达到95%和90%以上。

MUCT工艺处理实际生活污水实现亚硝酸型硝化

采用MUCT工艺处理低C/N比实际城市生活污水,研究在连续流工艺中实现亚硝酸型硝化的调控措施。试验在常温下共进行了121d,结果表明:经过87d的启动期,最终在水力停留时间(HRT)8h,溶解氧浓度(DO)0.3～0.5mg.L-1,污泥回流比80%,缺氧回流比120%,硝化液回流比300%的条件下,成功启动了短程硝化,并稳定维持了35d。短程硝化期间,好氧区亚硝酸盐积累率平均62%,最高达到80%;氨氮去除率65%,最高达87%。短程硝化影响因素的分析表明:pH值,游离氨(FA),游离亚硝酸(FNA)对本试验短程硝化无影响;温度和污泥停留时间(SRT)影响较小;HRT和DO是短程硝化实现的控制因素。荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)试验结果表明:当系统由全程硝化状态转为短程硝化状态后,氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)的比例明显提高,最高达到9.3%;亚硝酸盐氧化细菌(nitrite oxidi-zing bacteria,NOB)以Nitrospira为主,其所占比例明显下降。

焦化废水工业处理装置和实验室装置硝化菌群的分子比较

反应器的群落结构分析有助于对工业装置的故障原因进行诊断。为了解决某焦化废水处理装置硝化功能低下的故障,构建了一套相似的实验室装置作为参照系统,该装置的硝化功能良好。通过工业装置和实验室装置好氧池生物膜16SrDNA克隆文库的比较,分析了它们之间硝化菌群的组成差异。实验室装置克隆文库的构成说明Nitrosomonas europaea-Nitrosoccus mobilis类群和Nitrospira属Ⅰ亚区系分别是该工艺条件下优势的氨氧化菌和亚硝酸氧化菌,但工业装置的克隆文库中却没有找到任何与硝化菌序列相近的克隆,这说明工业装置中硝化菌的多度较低。进一步使用Taqman荧光探针实时定量PCR测定了样品中Nitrospira属的多度,实验室装置中Nitrospira属16S rDNA的拷贝数达到3.4×106个/微克基因组DNA,而工业装置的测定值不到实验室装置的1/300。这些试验结果都表明工业装置好氧池微生物群落中缺少适当的硝化菌群是造成其硝化能力低下的重要原因。提高菌群中Nitrosomonas属和Nitrospira属的多度是解决工业装置硝化能力低下的关键。

硝化抑制剂对不同旱地农田土壤N_2O排放的影响

通过室内培养法,研究了硝化抑制剂双氰胺(DCD)和3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对施加尿素的沈阳草甸棕壤、运城褐土、美国明尼苏达州粉砂壤土的N2O排放、氮素转化速率和微生物群落结构的影响。结果表明:抑制剂DCD和DMPP对草甸棕壤的N2O减排率为54.1%～75.9%,但对速效氮含量影响不显著,约24%的硝化潜势被DCD所抑制,而在高含水量下DMPP却对硝化潜势无抑制作用;在褐土中,DMPP抑制效果显著,其在两种含水量下的N2O减排率为85.5%和66.7%、对硝化作用潜势抑制率为97.2%和96.4%,但DCD只在低含水量下有少许抑制效果(24.6%～57.5%),而在高含水量下则失效;DMPP对粉砂壤土在两种含水量下的N2O减排率为42.9%和53.1%,而DCD在高含水量下未能减排N2O;在草甸棕壤和褐土中,施氮肥有效促进氨氧化细菌(AOB)的生长繁殖,DCD与DMPP使AOB amoA数量减少了4.1%～63.5%,有显著抑制作用,而对氨氧化古菌(AOA)和反硝化菌则影响不大;与AOB相比,AOA在数量上占优势,但AOB amoA基因丰度与硝化潜势显著正相关,表明AOB在硝化过程中起了更重要的作用。