葡萄籽纳米铁介导微氧污泥床生物脱氮性能研究

针对微氧活性污泥技术面临的启动周期长、氮去除效率低等问题,通过投加采用葡萄籽提取物为原材料制备的纳米铁(Grape Seed-nano iron,GS-nFe)构建了GS-nFe介导的微氧活性污泥新体系,从而实现了运行效能的提高。研究结果表明,GS-nFe的单个粒径范围在50~300 nm;反应器在投加GS-nFe后,平均出水NH_(4)^(+)-N、TIN和COD去除率分别维持在89.48%、76.24%和79.39%,GS-nFe的投加使得厌氧氨氧化菌属的相对丰度由1.98%增至2.87%。此外,norank_f_norank_o_C10-SB1A的相对丰度占比由1.59%增至3.02%,其可与好氧反硝化菌、铁自养反硝化菌、厌氧氨氧化等菌属共同协作,提高生物脱氮效能。

硫自养反硝化ASBR工艺脱氮除硫效果及功能菌研究

研究了硫自养反硝化-厌氧序批式反应器(SDAD-ASBR)同步脱氮除硫效果的影响因素和SDADASBR中微生物群落结构特征。结果表明,当n(S)/n(N)(记作S/N)为1,进水S^(2-)和NO_(3)^(-)-N质量浓度分别为300 mg/L和131.25 mg/L时系统内无亚硝酸盐积累现象,脱氮除硫效率高,硫化物和硝酸盐的去除率分别为99.97%和84.34%;但S/N降低,出水产物中亚硝酸盐升高。水力停留时间(HRT)对硝酸盐的去除效果影响显著,但对硫化物的去除效果影响不大,当HRT由12 h缩短至2.4 h时,硫化物的去除率均在99%以上,而硝酸盐的去除率则由93.14%下降至77.04%。系统中脱氮除硫的主要功能菌属为微小杆菌属、梭菌属、芽孢杆菌属、硫杆菌属和鞘单胞菌属。

硫型免烧自养反硝化填料制备及其脱氮性能研究

针对目前自养反硝化填料成本高、结构不稳定等缺点,利用硫铁矿和硫磺为主要原料通过免烧法得到硫型免烧填料(SUF)。结果表明,SUF破碎率低(4.73%)、孔隙丰富,SUF反应器启动时间短(12 d),在提高进水NO3--N浓度阶段,进水NO3--N质量浓度在15~30 mg/L范围内,SUF反应器对NO3--N的平均去除率为88.14%,在进水NO3--N质量浓度提升至44 mg/L时,SUF反应器能够适应并迅速恢复高效运行,平均去除率为90.84%,显示出了优异的脱氮性能。相比于市售填料(CF),SUF在保证脱氮效率的同时,成本更低且结构稳定。SUF反应器中主要功能菌属为Ferritrophicum、Sulfurimonas、Thiobacillus等,SUF中的硫和硫化物作为电子供体被微生物利用。

污水处理厂尾水硫自养反硝化人工湿地脱氮效果

针对目前城市污水处理厂尾水深度脱氮困难的问题,通过模拟试验研究了硫自养反硝化人工湿地对城市污水处理厂尾水的脱氮性能和脱氮途径。结果表明:装置启动后,人工湿地硫自养反硝化区逐渐形成以硫自养菌种(Thiobacillus、Sulfuritalea、Sulfurimonas,占菌群总量的18.06%)为主的微生物群落形态,系统脱氮效果明显;在水力停留时间为24 h时,系统脱氮效果最好,出水硝态氮平均质量浓度为0.2 mg/L,平均去除率为96.4%。该研究成果可以为污水处理厂尾水深度脱氮提供新的思路。

长期-短期饥饿对CANON工艺启动的影响

采用序批式反应器(SBR)启动全程自养脱氮(CANON)工艺,考察启动过程中长期饥饿胁迫和短期饥饿调控对脱氮效果的影响,对短期饥饿前后功能菌活性进行测试,分析在缩短恢复时间下反复进行短期饥饿对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制作用,对CANON启动过程中的不同阶段进行微生物测序,分析群落结构的变化情况.结果表明,长期饥饿后系统在7d恢复运行时,TN去除率(NRE)可达到62.34%.短期饥饿-恢复模式加快了工艺的启动速度,成功将SBR中ΔNO_(3)^(-)-N/ΔNH_(4)^(+)-N控制在0.11左右.在实现启动时,工艺平均氨氮去除率(ARE)超过95%,平均NRE可达79.45%.采用短期饥饿调控前后,NOB活性由91.32mgN/(gVSS·d)降至45.40mgN/(gVSS·d),比厌氧氨氧化活性(SAA)升高至219.25mgN/(gVSS·d),保证了CANON脱氮性能.高通量测序表明,在经历长期饥饿后,好氧氨氧化菌(AerAOB)功能菌Nitrosomonas能够迅速恢复.Candidatus Kuenenia具有抵抗长期饥饿的能力,在7d恢复运行后,相对丰度高达69.04%,在稳定恢复运行中,丰度有所降低,但在工艺启动后丰度达到61.19%,实现了厌氧氨氧化菌(AnAOB)的富集.CANON工艺能够在长期饥饿胁迫中恢复,短期饥饿调控有利于提高工艺效能.

氢自养还原菌同步降解水中4-溴酚及硝酸盐

基于摇瓶研究了以H_(2)为电子供体的氢自养还原菌降解4-溴酚(4-BP)的可行性;并在此基础上研究了4-BP浓度、硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)浓度及氢分压对4-BP的去除影响;最后研究了4-BP加入前后的微生物菌群变化。结果表明,提高初始4-BP浓度会降低其去除效果;作为一种优先电子受体,NO_(3)^(-)-N会与4-BP争夺电子供体H_(2),增大初始NO_(3)^(-)-N浓度导致4-BP去除效果下降;提高氢分压会使得单位浓度NO_(3)^(-)-N及4-BP获得更多的电子供体,提升两者还原速率;加入4-BP后,改变了微生物的生长环境,使得具有脱卤能力的Thauera丰度提升,达到42.8%。当系统中存在H_(2)时,具有正常活性的氢自养还原菌,在脱卤酶作用下4-BP释放Br^(-)从而被降解。

生物处理硫系恶臭气体的现状及展望

脱臭微生物是生物脱臭工艺的核心。根据营养类型，自然界中参与硫化物氧化的微生物主要分为自养型菌和异养型菌。自养菌主要是光合硫氧化菌、化能自养型菌，异养微生物则种类很多。目前主要应用一些自养型微生物对硫系恶臭气体进行生物处理。详细介绍了脱除硫系恶臭气体微生物的种类、特点及其在硫系恶臭气体生物处理中的应用现状与展望。

异养菌与自养菌对好氧颗粒污泥稳定性的影响

研究了异养菌和自养菌颗粒污泥的特性:与异养菌相比,自养菌颗粒污泥粒径小、密度大、胞外多聚物(EPS)含量高但强度小。通过对粒径、EPS等特性与密度的变化规律分析,研究发现,自养菌颗粒污泥的粒径与密实度呈现出一致性,颗粒趋于稳定;而异养菌颗粒污泥粒径成长同时伴随着密度减小,粒径与密实度呈现不一致性,颗粒容易解体。颗粒强度的分析结果表明:在自养菌系统中EPS与孔隙率能够达到动态平衡是其长期维持稳定的主要原因,而异养菌中粒径与孔隙率无法达到平衡,操作条件无法控制高强度丝状菌的繁殖是其不稳定的主要因素。

有机负荷对膜-生物反应器硝化性能的影响

采用厌氧动态膜-生物反应器(AnDMBR)组合自养膜-生物反应器(MBR)工艺,研究冬季低温条件下系统的硝化效果以及TP的去除效果,并与单级MBR工艺进行对比。结果表明:(1)AnDMBR对COD的去除率基本保持在50%～60%,AnDMBR组合自养MBR工艺对COD的去除率为80%～85%;单级MBR工艺对COD的去除率为80%左右。(2)总体上,AnDMBR组合自养MBR工艺对NH4+-N的去除率大于95%;单级MBR对NH4+-N的去除效果比AnDMBR组合自养MBR工艺差。(3)AnDMBR组合自养MBR工艺中,出水NO2--N与NO3--N均有积累;单级MBR工艺中,出水NO2--N积累不明显。(4)相对于亚硝酸盐氧化菌(NOB),氨氧化菌(AOB)对有机负荷更敏感,当有机负荷高时,AOB更易受到异养菌活动的抑制;当有机负荷降低、异养菌活性减弱时,AOB活性明显增强,系统的硝化效果得到明显改善。(5)AnDMBR组合自养MBR工艺对TP的去除率高于80%,单级MBR工艺稳定后对TP的去除率仅为20%～30%。(6)从呼吸速率和硝化速率可知,自养MBR的硝化效果优于单级MBR。

电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺的影响

针对污水处理厂尾水TN去除问题,研究了电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺(3DBER-S)脱氮性能及菌群结构的影响.运行结果表明:在进水pH为7.0~7.5,ρ(NO_3^--N)为35 mg/L,ρ(C)/ρ(N)为1,HRT为12h条件下,电流由60 mA增大到800 mA,NO_3^--N和TN去除率变化不明显,分别稳定在87%和76%左右;随电流增大,体系氢自养反硝化作用所占比例由22.8%逐渐上升到74.4%.基于nirS基因的克隆文库结果表明:3DBER-S中与异养、硫自养和氢自养反硝化功能菌属相似的细菌均占有一定比例;随电流增大,与氢自养反硝化功能菌属相似的细菌所占比例增大.该体系中存在异养、氢自养和硫自养反硝化协同去除硝酸盐氮的作用,维持了稳定高效的脱氮效果,且增大电流利于氢自养反硝化作用的增强.

脱氮硫杆菌的生态特性及其应用

介绍了脱氮硫杆菌的生态特性与适宜的生长条件。说明了脱氮硫杆菌在地球元素循环中的地位与作用。向浅层油藏中添加硝酸盐和磷酸盐,能够刺激其中的脱氮硫杆菌大量增殖,抑制 H2 S的生成,消除 FeS造成的堵塞,减轻管材的腐蚀。以硫磺为电子供体,石灰石作碳源和平衡碱度,脱氮硫杆菌接种的反应器用来脱除饮用水和地下水中的硝酸盐,可获得98%以上的脱除率,但易引起SO2-4 和硬度超标,若将其与其它反硝化方法集成使用则可克服这一缺陷。用脱氮硫杆菌在碱性条件下脱除天然气中的H2S亦能获得良好的效果。

硫自养菌降解还原高氯酸盐的优化控制研究

通过驯化培养以硫为电子供体的自养菌,考察硫自养菌降解高氯酸盐的效果。利用序批式试验,研究初始pH、生长温度、泥量和溶解氧等因素对ClO4-降解效果的影响,确定最佳优化控制条件。结果表明,在30℃、初始pH为7.0的厌氧条件下,添加270 mg/L硫粉,0.64 g/L厌氧培养的活性污泥能在15 h内将质量浓度15 mg/L ClO4-完全降解。

海水微生物菌群去除铵氮和亚硝酸氮研究

研究了筛选的自养和异养微生物菌群的脱氮效果后发现 ,异养微生物无论是生长还是对NH+ 4 N及NO-2 N的去除都明显好于自养微生物。通过研究 ,培养出了具备很强脱氮能力包含自养和异养菌的混合微生物 ,在细胞干重浓度为0 .4 8g/L的情况下 ,在实验 3h和 5h后 ,可将初始浓度 10 6mg/L的NH+ 4 N和初始浓度 4 9.9mg/L的NO-2 N全部去除。

全程自养脱氮体系中硝化菌株的筛选和鉴定

在建立全程自养脱氮反应器的基础上,以活性污泥为对照,分析了反应器内硝化菌和亚硝化菌的数量变化,并通过富集培养,从反应器中筛选、分离用于治理氮污染的硝化菌和亚硝化菌．研究结果表明,自养脱氮反应器内亚硝化菌数量显著增加,说明亚硝化菌积累是全程自养脱氮体系的一个显著特点．从反应器内富集到参与自养脱氮反应的细菌菌株,鉴定结果表明,参与亚硝化反应的菌株主要为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和食酸丛毛单胞菌(Comamonas acidovorans);参与硝化反应的菌株主要为睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testoseroni),同时测定了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的亚硝化能力和睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testoseroni)的硝化能力．

厌氧氨氧化菌的研究进展

近年来,有关厌氧氨氧化过程这一特殊的生化机制以及微生物类群的研究引起了人们的极大关注,尤其是这类微生物的生态生境可能比人们预想的范围更加广泛,因而在自然界N循环中可能具有重要意义。对这类菌结构特征、系统发育地位以及厌氧氨氧化小体和厌氧氨氧化机制的更深入认识将大大促进它们在污水处理工程中的应用。综述了近年来有关厌氧氨氧化菌的生理特性、生化机制、结构特点、生态生境以及工程应用等方面的最新进展。

单级自养脱氮系统亚硝化菌株的分离、鉴定及定性

【目的】研究单级自养脱氮系统中亚硝化菌株的培养及代谢特征,为系统运行操控提出理论指导。【方法】从单级自养脱氮系统活性污泥中采集微生物样品,经过4次富集和分离过程,最终获得一株亚硝化能力较强的菌株N1,通过显微镜观察及16S rDNA序列分析鉴定该菌株,研究摇瓶装量、pH、温度及底物浓度对其代谢过程的影响。【结果】该菌株与Nitrosomonas sp.NL7(AY958677)、Nitrosomonas AS1(EF016119)、Nitrosomonas sp.Is32(AJ621027)相似性分别为97%、96%和96%,对氧气需求量存在较严格要求,pH及温度对其氨氧化活性具有明显的影响,最适条件分别为pH8.0和30℃,在氨氮浓度80～800mg/L较宽的底物浓度范围内具有活性,当氨氮浓度高达800mg/L时,其氨氧化活性没有受到明显的抑制。【结论】该N1菌株为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.),与已有报道的其它亚硝化菌相比,N1对氨氮有较强降解能力及较广的浓度适应范围。

零价铁-反硝化菌在地下水硝酸盐污染修复中的应用

综述了应用零价铁-反硝化菌复合体系去除地下水中硝酸盐氮污染的研究进展。脱氮技术主要包括物理化学法、化学还原法和生物反硝化法,但单独使用任何一种方法都无法得到令人满意的处理效果。以零价铁在水中厌氧腐蚀所释放的氢气供给微生物进行反硝化,可以同时解决这两种技术单独使用时所存在的弊端。在此复合体系中,主要反应包括产氨、析氢和反硝化,降低脱氮产物中的氨氮比例就要减少产氨反应的发生几率。此外,使用纳米铁代替零价铁和反硝化细菌复合,可以大大提高脱氮反应速率。然而,该技术的研究在国内外尚处于起步阶段,在反应机理、产物控制、条件优化等方面都存在不足,还需要深入研究。

含盐量与负荷对好氧颗粒中自养与异养菌的影响

研究了含盐量分别为2.5%和5%,有机负荷分别为8 kg COD/(m3.d)和1.6 kg COD/(m3.d)条件下好氧颗粒污泥中自养菌和异养菌的成长情况,研究结果如下:(1)系统在高COD负荷条件下抗盐度的冲击能力要强于低负荷条件;(2)从4个反应器对COD的去除效果来看,含盐量对异养菌的影响要低于硝化自养菌;(3)在低负荷情况下,硝化自养菌为优势菌种,在一个周期内产生的NO3--N要高于高负荷,而在高负荷情况下,异养菌为优势菌种。

污水处理厂自养菌生长动力学参数的测定研究

自养菌生长动力学参数（μA）是污水处理系统模拟和设计的关键参数，该值对污水特性非常敏感，需要准确测定。通过连续监测恒温间歇反应器中硝态氮浓度的变化，并结合非线性最小二乘法进行拟合，给出了μA的测定方法。在不同污泥浓度下多次试验的测定结果表明，该方法具有较好的重现性，试验测定μA的最佳VSS为100—200mg／L。对上海市曲阳水质净化厂的测定结果表明，20℃时好氧池中自养菌的应。为（0．79±0．06）d^-1；温度对应。的影响显著，其Arrhenius温度系数约为1．11。

反硝化细菌在污水处理作用中的研究

反硝化细菌在污水处理过程中起到十分重要的作用。传统理论认为反硝化细菌是异养厌氧的,20世纪80年代发现了好氧反硝化细菌。最近,自养反硝化细菌的发现,特别是脱氮硫杆菌的发现引起了人们的极大兴趣。