PCR-DGGE研究亚硝化-电化学生物反硝化全自养脱氮工艺细菌多样性

采用分子生物学手段PCR-DGGE技术对亚硝化-电化学生物反硝化全自养脱氮工艺细菌的多样性进行了研究。结果表明,亚硝化段内主要的细菌种群为相似于Nitrosomonas sp.(AJ224410)和Nitrosomonas sp.NM41(AF272421)的种群,相似性分别为97%和94%;电化学生物反硝化段细菌类群主要有β-proteobacteria类群、γ-proteobacteria类群和Chlo-roflexi类群。填料上生物膜细菌种群较底部泥水混合物丰富,两者细菌种群相似性为75%;底部泥水混合物样中存在与厌氧氨氧化菌Brocadia anammoxidans(AF375994)相似性为93%的菌种,而填料上生物膜中存在与Thioalkalivibrio sp.K90mix(EU709865)和Thiobacillus thioparus(AJ243144)相似性分别为94%、97%的菌种,其中Thiobacillus thioparus(AJ243144)是典型的硫自养反硝化菌,表明填料上生物膜中有大量的硫自养反硝化菌。

固定化异养硝化-好氧反硝化菌在污水生物强化中的研究进展

异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌可以在有机碳存在的好氧条件下实现同时硝化和反硝化,广泛应用于各类污水处理过程中。综述了HN-AD菌株的脱氮特性和代谢途径,总结了其在污水处理中的应用和研究现状,比较了不同载体材料的优缺点,重点讨论了固定HN-AD菌株提高反应器处理效果和稳定性的作用机理。最后,展望了固定化HN-AD菌株在污水处理中面临的挑战和未来的研究方向。

亚硝化/电化学生物反硝化全自养脱氮工艺研究

开发出了针对低C／N比高氨氮废水处理的亚硝化／电化学生物反硝化全自养脱氮新工艺，并对新工艺进行了系统的研究．试验结果表明，新工艺能取得较好的脱氮效果，在溶解氧为0．5—1．2mg·L^-1，pH值为7．5—8．2，温度为17—30℃，进水氨氮浓度不高于1000mg·L^-1，C／N比不高于0．5，HRT不高于32h条件下，亚硝化／电化学反硝化工艺装置运行稳定，亚硝化段膜生物反应器（MBR）出水的氨氮去除率和亚硝氮生成率均能稳定在50％左右，MBR出水中的剩余氨氮和生成的亚硝氮经电化学生物反硝化段（硫碳混合反应器）处理后，最终出水总氮去除率超过95％；出水中的SO4^2-浓度不高于1280mg·L^-1．新工艺最高氨氮负荷为1．11kg·m^3·d^-1。

电化学生物膜反硝化磁场促进效应

针对BER(电化学生物膜反应器)的传质问题,设计了MBER(磁场-电化学生物膜反应器).通过对不同电流强度下BER和MBER中NO3--N,NO2--N,NH4+-N和TN去除或产生情况的对比,以及不同电流强度下电流利用效率的分析发现,在HRT为10 h,温度为25℃,进水pH为7.8,进水ρ(NO3--N)为30 mgL的运行条件下,MBER对NO3--N的去除率高出BER13%～38%,MBER对TN的去除率高出BER 10%～30%.且MBER在电流强度为70 mA时就达到最高去除率,而BER则需要电流强度为80 mA时才能达到最高去除率.试验证明磁场的存在促进了BER反硝化,提高了电流利用效率,使得MBER可以在较低电流强度下达到优于BER的脱氮效果.

改性蓝藻生物炭促进生物电化学系统阴极氢自养反硝化过程研究

以太湖蓝藻为原料制备不同种类的活性生物炭,并将其投入到生物电化学系统(BES)的阴极促进氢自养反硝化。通过扫描电镜、能谱仪和傅里叶红外光谱对未经改性(ABC-800)、硝酸改性(ABC-800N)和KOH改性(ABC-800K)3组蓝藻生物炭进行观察,并与不加入蓝藻生物炭的对照组进行比较,以考察生物炭促进BES生物阴极的反硝化过程中的电子传递机制。结果表明:ABC-800N表面的N、O元素含量最高,同时与电子传递能力及生物相容性相关的共轭醌、酮结构的丰度也最高;将蓝藻生物炭投加至BES的非生物阴极中可提高阴极的脱氮效率,ABC-800N投加量为0.5 g时,7 d内脱氮效率达到最高,为96.0%,而对照组仅为29.6%;高通量测序表明,ABC-800N组的优势菌属为Thauera、JGI_0001001_H03、Thiobacillus、Denitratisoma等。

电化学强化脱氮中反硝化菌对活性炭纤维电极电化学反应影响初步研究

研究固定反硝化菌活性炭纤维电极的阴极极化行为及其硝酸盐氮脱除率,考察了活性炭纤维电极电化学强化脱氮系统中生物过程对电化学过程的影响。实验表明,反硝化过程影响电极电化学反应,参数表观交换电流密度可用来表征体系反硝化菌的反硝化能力,新定义了生物效益量,其变化率与硝酸盐氮脱除率相关性良好。

亚硝化-反硝化固定化细胞捷径生物脱氮的研究

选用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(CA)作为载体,添加适量SiO2粉末,将筛选出来的高效亚硝化细菌和反硝化细菌分别制成固定化细胞,联合进行脱氮实验.结果表明:按1:1的比例,亚硝化细菌和反硝化细菌固定化细胞接种量为15%(W/V),在温度为30℃,摇床转数为110rpm的条件下处理合成废水(NH4+-N=150mg/L,碱度(NaHCO3=1700mg/L,pH=8.0),27h,脱氮率为97.53%;处理富营养化水体(NH4+-N=34.26mg/L,pH=6.7),20h,脱氮率达到79.51%.

基于碳纤维强化的Fe^(0)混养反硝化脱氮效能与机制

以含NO_(3)^(-)-N合成废水为处理对象,对比了单独投加Fe^(0)与碳纤维强化Fe^(0)混养反硝化连续流反应器反硝化脱氮的效能。结果表明,在COD/NO_(3)^(-)-N为2.9~3.1、水力停留时间(HRT)为24 h时,投加碳纤维强化Fe^(0)的实验组R1对TN和NO_(3)^(-)-N平均去除率分别高达89.04%和97.13%,显著高于单独投加Fe^(0)的对照组R0。胞外聚合物(EPS)及电子传递活性(ETSA)变化规律表明,碳纤维的投入可进一步促进EPS生成,且强化了微生物对电子的利用率。扫描电镜-能量色散光谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析结果发现R1中Fe^(0)表面有明显的微生物腐蚀现象,FeO(OH)和含铁有机复合物是主要的腐蚀产物。微生物学分析表明,有机碳源投加量的提高及碳纤维的投加有效提高铁自养反硝化菌属丰度,促进反硝化功能基因的富集。

A^(2)/O-BAF工艺短程硝化模式下反硝化除磷效能

采用厌氧/缺氧/好氧-曝气生物滤池(A^(2)/O-BAF)工艺处理低C/N城市污水,研究硝化液回流比为0、50%、100%、150%和200%时该工艺脱氮除磷效能。结果表明,在A^(2)/O中控制污泥龄(SRT)为15d,水力停留时间(HRT)为10h,好氧段溶解氧(DO)为2.0mg/L;BAF中控制HRT为3h、好氧/缺氧曝停时间比为50min∶10min以及硝化液回流比R=200%的条件下,进水COD、TN、NH_(4)^(+)-N和PO_(4)^(3-)-P的浓度分别为232.61mg/L、53.99mg/L、52.20mg/L和5.54mg/L,系统出水中COD、TN、NH_(4)^(+)-N和PO_(4)^(3-)-P的浓度分别为34.11mg/L、12.44mg/L、1.01mg/L和0.34mg/L,亚硝积累率(Ni AR)高达95.20%。出水NO_(2)^(-)-N回流至A^(2)/O缺氧段后,缺氧段出水的PO_(4)^(3-)-P含量下降至2.68mg/L,反硝化除磷(DPR)对系统PO_(4)^(3-)-P的去除贡献达75.42%。批次试验表明,A^(2)/O反应器中的除磷菌在厌氧120min后释磷量达到36.35mg/L,缺氧条件下以NO_(2)^(-)-N为电子受体的反应中吸磷量为26.28mg/L,吸磷率为72.30%,以NO_(2)^(-)-N为电子受体的反硝化除磷菌(DPB)占总除磷菌的72.91%。

亚硝化-反硝化除磷技术研究进展

氮磷引起的环境问题已引起世界关注,低成本减少水体氮磷污染是生物处理工艺面临的挑战.亚硝化-反硝化除磷工艺具有节约碳源和能源、节省空间及占地、提高水处理设备利用率、减少污泥产量等优势,但关于聚磷菌(PAOs)的认知缺乏深入了解,且目前尚未见氨氮亚硝化-反亚硝酸除磷整体工艺的稳定运行报道.关于PAOs的分类,不同研究者有不同见解,而短程反硝化除磷机理的研究结果主要是利用厌氧释磷储能,能量用以供给缺氧条件下利用亚硝酸盐为电子受体进行反硝化过量吸磷.短程反硝化除磷的脱氮除磷效果会受到温度、p H、碳源种类及ρ(C)/ρ(P)等诸多因素的影响,调节控制合理的反应条件有助于实现稳定高效的污废水处理效果.总结分析短程反硝化除磷的相关研究报道,对指导污废水生物脱氮除磷并克服其存在的不利因素很有必要.

膜-生物反应器污泥缺氧反硝化过程中SMP的形成

在不同C/N比下,研究了膜-生物反应器在缺氧状态下溶解性微生物产物（SMP）的形成规律.结果表明,不同C/N比的反硝化过程,随着底物的降解,SMP都呈现不同程度的累积,且高C/N比下的合成量（9~10mgCOD/gVSS）高于低C/N比下的合成量（3~4mgCOD/gVSS）.从SMP的组分来看,不同C/N比下糖类的代谢规律相似,蛋白质则随着C/N比的升高其含量占SMP总量的比例增加,成为膜污染潜在的主要贡献者.随着反硝化过程的进行,体系中亚硝酸盐的累积对SMP的形成没有影响.

SBR法短程硝化-反硝化生物脱氮工艺的研究

针对目前传统生物脱氮工艺存在的问题 ,结合国内外在该方向的研究现状 ,以实际豆制品废水为研究对象 ,控制反应器内混合液温度在 31± 0 .5℃的条件下 ,实现了短程硝化 反硝化生物脱氮工艺 ,NO-2 N NOx N的比率始终维持在90 %以上。并在此试验基础上 ,考察了曝气时间对反应器内氮形态变化的影响及系统对进水COD和NH3 N浓度的抗冲击负荷能力。结果显示 ,曝气时间对硝化效果影响较大 ,同时 ,本工艺具有较强的抗冲击负荷能力。

电极-生物膜法反硝化脱氮研究进展

电极 生物膜法是由电化学和生物膜技术相结合而发展起来的一项新型水处理技术 ,在反硝化脱除水中的硝酸盐氮方面具有良好的效果。综述了国内外有关电极 生物膜法反硝化脱氮研究的概况 ,对其基本原理作出探讨 。

后曝气池HRT对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺的影响

目的研究双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺的最佳后曝气池水力停留时间(HRT).方法通过改变后曝气池出水口位置的方法调节后曝气池HRT,研究不同后曝气池HRT条件下,双泥生物膜工艺的脱氮除磷性能和COD去除率的变化.结果在后曝气池HRT为2.4 h的条件下,系统COD平均去除率为66.68%,NH4+-N平均去除率为88.41%,出水NH4+-N平均质量浓度为6.26 mg/L,大部分NH4+-N都在前段反应中去除,同步亚硝化反硝化不受COD质量浓度的限制;TP平均去除率在94.88%左右,厌氧释磷率稳定在45.24%左右,缺氧吸磷率最大,维持在54.59%.HRT为4.8 h时,TP平均去除率降至59.48%,可利用的COD质浓度逐渐减少,使运行后期的NH4+-N氧化率下降.结论对于长期运行的双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺,保持后曝气池HRT为2.4 h,系统出水COD值可满足排放标准,脱氮效果稳定,除磷效果最好.

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯生物降解膜对土壤氨氧化和反硝化微生物变化的影响

【目的】研究聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)生物降解膜对土壤理化性质及氮循环相关微生物的影响。【方法】以铺覆PE膜为对照,利用实时荧光定量PCR和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术解析铺覆PBAT生物降解膜中土壤氮循环相关微生物的数量和群落多样性。【结果】同种作物(除棉花外)铺覆PE膜和PBAT生物降解膜土壤理化性质差异不显著。同种作物铺覆PBAT生物降解膜与PE膜之间,AOA-amoA、AOB-amoA及nosZ基因丰度无显著差异,而不同作物对AOA-amoA、AOB-amoA及nosZ基因丰度的影响较为明显。【结论】PE膜和PBAT生物降解膜对土壤理化性质及氮循环微生物的影响差异不显著,PBAT生物降解膜可以作为PE膜的替代品以解决PE膜造成的白色污染。

一体式膜-生物反应器同步硝化反硝化中试试验

当污泥浓度维持在19~20g/L时,一体式平板膜-生物反应器运行112d,通量稳定在25.2~25.7L/(m2.h),运行过程除正常曝气以保持对膜进行水力冲刷外没有进行任何物理和化学清洗。试验考察不同DO浓度对同步硝化反硝化效果的影响,结果表明,反应器内有较好的硝化反硝化效应,当温度在18~12℃变动时,膜生物反应器的硝化反硝化效果基本不受温度的影响。

短程硝化-反硝化生物脱氮技术研究

对传统生物脱氮工艺原理和短程硝化-反硝化工艺原理进行了比较,分析了短程硝化-反硝化技术的实用价值,并就实现该技术工艺的控制因素进行了探讨.

种源及培养方式对反硝化生物阴极性能的影响

本研究考察了种源及培养方式对反硝化生物电化学系统(BES)的影响,分别以河流底泥,活性污泥和反硝化菌剂等为种源构建直接启动式BES(DS-BES),发现以不同种源构建的DS-BES均可利用电极电子实现硝酸盐还原,但硝态氮去除能力仅为11.9~25.2mg/(m^(2)·d),其中以河流底泥为种源的DS-BES具有相对较高的性能.以河流底泥和厌氧池污泥为种源构建极性反转培养式BES(PR-BES),发现其硝态氮去除能力可达227.4和160.6mg/(m^(2)·d),远高于DS-BES.16S rDNA测序分析发现,种源并未显著影响BES电极表面附着的优势微生物种类,Afipia和Aquamicrobium在DS-BES和PR-BES内均被富集并成为优势微生物.生物量分析发现PR-BES电极表面的DNA含量远高于DS-BES,说明极性反转培养方式可能主要通过提高电极表面的微生物附着量从而提高BES的硝态氮去除性能.

电极-生物膜前后置条件下的反硝化脱氮性能比较

进行了电极-生物膜前置和后置条件下去除污水中COD和硝酸盐氮的对比试验。结果表明:在前置或后置条件下,电极-生物膜对COD的去除能力均一般;电极-生物膜后置时,对污水中的硝酸盐氮有较好的去除效果,与前置时相比去除率可提高28.6%。并从微生物营养的角度对电极-生物膜前置和后置条件下的反硝化性能进行了详细分析和比较。

短程硝化-反硝化生物脱氮技术研究

将短程硝化-反硝化生物脱氮技术与传统生物脱氮技术进行了比较,论述了短程硝化-反硝化生物脱氮技术的机理及特点。分析了实现亚硝酸盐积累的影响因素,包括温度、溶解氧浓度、pH值、分子态游离NH3浓度和泥龄。结合典型工艺,提出了目前短程硝化-反硝化脱氮技术存在的问题及改进建议。