氢自养高氯酸盐还原菌培养驯化的研究

考察了以氢气作为电子供体和厌氧污泥作为接种污泥培养驯化氢自养高氯酸盐还原菌的过程。结果表明,在高氯酸盐的起始控制浓度约为300mg/L和厌氧条件下,采用周期运行培养方式,随着培养驯化时间的增加而逐渐缩短,高氯酸根去除率达99%所需时间从最初的8天最终稳定在1天,未发现中间产物的ClO-3和ClO-2的积累,全部被还原为氯离子。对不同阶段的样品进行PCR-DGGE图谱和相似系数分析,发现随着反应的持续进行,微生物种群结构发生了演替变化,证实污泥微生物生态能够迅速进行优胜劣汰的筛选,调整内部微生物种群结构,从而达到适应环境的目的。

氢自养菌降解水中溴酸盐和高氯酸盐的影响因素

基于序批式摇瓶实验研究了pH、NO_3^--N、底物浓度(BrO_3^-、ClO_4^-初始浓度)对氢自养反硝化菌同步降解水中BrO_3^-和ClO_4^-的影响。结果表明:氢自养还原反应的最佳pH为7.0~7.5,pH过高或过低均会对BrO_3^-和ClO_4^-的还原产生抑制作用。NO_3^--N为5 mg/L时,氢自养反硝化菌对BrO_3^-和ClO_4^-降解率最大。氢自养微生物降解BrO_3^-和ClO_4^-有一定的浓度限制,浓度过高或过低均会降低BrO_3^-和ClO_4^-的降解效果。

氢自养反硝化菌降解水中溴酸盐和高氯酸盐的可行性研究

基于序批式摇瓶试验考察了驯化培养出的以H2为电子供体的自养反硝化菌同步还原降解溴酸盐(Br O-3)和高氯酸盐(Cl O-4)的可行性。结果表明,活性反硝化菌利用H2为电子供体可快速降解Br O-3和Cl O-4,Br-和Cl-浓度也随反应时间不断增加,反应过程中Br O-3和Cl O-4的降解速率最高可达1.1 mg/(L·d)和0.73 mg/(L·d),当反应结束时Br O-3和Cl O-4的去除率达到98.2%和96.6%;反硝化菌对NO-3的降解率可达到100%。反硝化菌灭活处理的反应器中通入H2时,Br O-3和Cl O-4去除效率仅为11.9%和8.4%,Br-和Cl-浓度没有发生明显变化。当含活性菌的反应器中通N2时,Br O-3和Cl O-4去除率分别为18%和14%,Br-和Cl-含量少量增加。结果进一步表明,驯化培养的氢自养反硝化菌能够以H2为电子供体将Br O-3和Cl O-4同步还原降解成无毒或低毒的Br-和Cl-。这将对Br O-3和Cl O-4的生物降解技术提供一种新的思路或方法。

硝酸盐存在对硫自养/电化学氢自养组合工艺还原高氯酸盐性能影响

评价了进水NO_3^--N浓度变化对硫自养/电化学氢自养还原高氯酸盐性能的影响。研究结果表明,与进水NO_3^--N浓度为0mg/L相比,进水NO_3^--N浓度为10mg/L时对硫自养/电化学氢自养组合工艺还原ClO_4^-效果无明显影响,进水NO_3^--N浓度为30和50mg/L时硫自养段和电化学氢自养段出水ClO_4^-浓度明显增加。进水中NO_3^--N和ClO_4^-硫自养还原和氢自养还原过程存在着竞争关系,ClO_4^-还原过程出现了滞后,相同的硫自养和氢自养条件下NO_3^--N比ClO_4^-优先被还原。硫自养段出水pH在7.40~7.98范围内变化。在氢自养段将硫自养还原NO_3^--N和ClO4产生的H+作为电化学产氢还原NO_3^--N和ClO_4^-的前驱物,使电化学氢自养段出水pH升高,从而有效地解决了硫自养段出水pH降低的问题。

氢自养还原菌去除地下水中硫酸盐的影响因素研究

采用批式试验研究了以氢气为电子供体的氢自养还原菌对SO42-的还原及其影响因素。结果表明,氢自养还原菌还原SO42-的适宜温度为30～35℃;在pH为7.5～8.0时SO42-还原效果最好,当pH高于9.0时还原菌活性受到影响;提高SO42-负荷,还原速率随之升高,但SO42-去除率降低;NO3-对SO42-还原具有抑制作用,表现为SO42-去除率随NO3-负荷的升高而显著降低。

氢自养还原菌同步去除水中Cr（Ⅵ）和NO3-

本实验研究了序批式条件下Cr(Ⅵ)和NO3-浓度、pH值和H2含量对于氢自养还原菌同步去除水中Cr(Ⅵ)和NO3^-的性能及微生物群落的影响.结果表明:系统中存在氢气时,正常活性的氢自养还原菌可实现Cr(Ⅵ)的还原;Cr(Ⅵ)初始浓度不高于2000μg/L时,Cr(Ⅵ)和NO3-的还原速率及氢自养还原菌的活性不会受到Cr(Ⅵ)初始浓度的影响;作为一种优先电子受体,NO3-会与Cr(Ⅵ)争夺电子,降低Cr(Ⅵ)的还原速率;氢自养还原菌同步还原Cr(Ⅵ)和NO3^-的最佳pH值为7.0左右,酸性或碱性环境都会抑制Cr(Ⅵ)还原,且NO2^-会随着pH值的升高逐渐积累;作为电子供体,H2是还原Cr(Ⅵ)和NO3^-的必要条件,但H2足量后,过量提供H2不能提高Cr(Ⅵ)和NO3-的还原速率.

氢自养还原菌去除实际工业废水中NO3^--N可行性及影响因素研究

针对较高浓度NO_3^--N与SO_2^(4-)的实际工业废水处理较难的问题,考察了摇瓶实验下氢自养菌还原工业废水中NO_3^--N的可行性及其对NO_3^--N与SO_2^(4-)的优先利用级别,探究了进水COD、p H和温度对氢自养还原菌去除NO_3^--N的影响。结果表明,氢自养还原菌能够降解实际废水中NO_3^--N且出水总氮质量浓度达到企业15 mg/L的排放标准;进水SO_2^(4-)质量浓度在2~200 mg/L时NO_3^--N去除率均维持在90%以上,SO_2^(4-)不会抑制NO_3^--N的反硝化过程;氢自养菌还原实际废水中NO_3^--N优化p H和温度范围分别为7.3~8.0和35~40℃,进水中130 mg/L难生物降解有机物不会影响氢自养菌对NO_3^--N的还原能力。

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。

硫自养高氯酸盐还原菌培养与驯化

考察了以污水处理厂的好氧污泥作为接种污泥,以S0作为电子供体培养驯化硫自养高氯酸盐还原菌的过程,并利用PCR-DGGE技术对不同阶段的污泥样品进行群落分析。结果表明,接种污泥在经过短暂的适应期后能具有较高的还原ClO-4的性能,随着驯化时间的延长,降解速率显著提高。培养驯化过程中微生物种群结构发生了演替变化,菌种Dechloromonas sp.CL、Quadrisphaera granulorum、Comamonadaceae bacterium 32-4、Acidovorax caeni、filamentous bacterium Plant1Iso8、Candidatus Nitrospira defluvii存在整个驯化培养阶段。随着培养驯化时间的延长,菌种Bacteroidetes bacterium S22-33、Herbaspirillum huttiense逐渐消失,出现新菌种Methyloversatilis universalis、beta proteobacterium HTCC379、beta proteobacterium CDB21和Clostridium bifermentans,并逐渐成为优势菌种。

硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌的培养和驯化

为了提高硫自养高氯酸盐和硝酸盐的还原效率,进行了以单质硫(S0)和好氧污泥分别作为电子供体和接种污泥培养驯化硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌的过程研究.结果显示,在厌氧条件下采用间歇周期运行的培养方式,高氯酸盐和硝酸盐的初始浓度分别从80 mg/L和40 mg/L逐渐增加到240 mg/L和120 mg/L时,去除率达到99%以上的周期随培养驯化时间的增加而逐渐缩短,从最初的7 d稳定在4 d,高氯酸盐和硝酸盐最终分别被还原为Cl-和N2.由于S0的歧化反应,SO42-的实际产生量高于理论产生量.培养驯化过程中pH在6.5-7.3范围内变化,适合硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌生长、发育和繁殖的条件.PCR-DGGE图谱分析表明随着培养和驯化时间的增加微生物种群数量逐渐减少,污泥微生物群落能够迅速进行优胜劣汰,达到适应环境的目的.培养驯化末期的污泥中β变形杆菌纲处于优势地位,是硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌的主要组成部分.因此,经培养驯化的微生物菌群具有较高的高氯酸盐和硝酸盐还原能力,本研究可为水中高氯酸盐和硝酸盐净化技术提供一定的理论依据和技术支持.

硫自养填充床反应器降解水中高浓度高氯酸盐的特性及菌群分析

采用硫自养填充床反应器处理模拟高浓度高氯酸盐(Cl O-4)污染水,考察不同进水Cl O-4浓度及水力停留时间(HRT)下的Cl O-4降解特性.结果表明,HRT为12 h时,进水Cl O-4浓度由50 mg·L^(-1)增加到194 mg·L^(-1)时,Cl O-4能被完全降解;进水Cl O-4浓度为194 mg·L^(-1)时,HRT由12 h减少至4 h时,Cl O-4去除率仅为74%;SO_2-4的产量随着进水Cl O-4浓度与HRT的增加而增加;进水pH和碱度(以Ca CO_3计)分别为8.0和500 mg·L^(-1),出水pH和碱度(以Ca CO_3计)分别为6.7和100mg·L^(-1);反应器底部氧化还原电位(ORP)稳定在-380^-330 m V,反应器上部氧化还原电位(ORP)稳定在-300^-250m V.分子生物学分析表明,反应器内的菌群结构随高度的变化而变化,硫氧化菌Sulfurovum随反应器高度的增加而减少,由底部57.78%减少到上部的32.19%,同时硫化氢氧化菌Hydrogenophilaceae随反应器高度的增加而增加,由底部4.35%增加到上部的22.24%.