曝气量对移动床生物膜反应器中微生物硝化活性的影响

移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)兼具活性污泥和生物膜两者的优点,硝化和反硝化能同步进行。为研究曝气量对MBBR运行效果的影响,分别设置曝气量为0.3 L/min、0.4 L/min和0.5 L/min,培养5 d后测定反应器中NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N浓度变化,分析不同曝气量下反应器生物膜中微生物的硝化活性差异。结果表明,在COD浓度为350 mg/L、NH_(4)^(+)-N浓度为45 mg/L时,曝气量为0.4 L/min的微生物硝化活性最佳,结果为以后高效运行MBBR提供依据。

用氧吸收速率(OUR)表征活性污泥硝化活性的研究

研究了用氧吸收速率（ＯｘｙｇｅｎＵｐｔａｋｅＲａｔｅ，简称ＯＵＲ）表征活性污泥硝化活性的方法．利用生物抑制剂丙烯基硫脲（ａｌｙｌｔｈｉｏｕｒｅａ，简称ＡＴＵ）和氯酸钠（ＮａＣｌＯ３）可以选择性地抑制亚硝酸细菌和硝酸细菌的活性．通过测量不同时间的ＯＵＲ，可以分别计算出污泥的亚硝化活性和硝化活性．结果表明：该方法的测量结果与实际反应器中的硝化反应情况相当一致．该方法简单易行，快速方便，适用于硝化系统中硝化活性的测量．

福建省几种主要红壤性水稻土的硝化与反硝化活性

在实验室培养条件下,研究了4种红壤性水稻土硝化和反硝化活性的差异。结果表明,氮肥在4种土壤中的硝化率差异极显著,表现为灰泥土>浅灰黄泥沙土>灰黄泥土>黄泥土,培养642h后硝化率分别为85.6%、24.3%、22.5%和6.7%。不同土壤的硝化率与土壤中硝化细菌数(主要是亚硝酸菌)显著相关(r2=0.95),pH值最高和最低的土壤其硝化率分别表现出最高和最低,但浅灰黄泥沙土在pH5.1条件下,硝化率可达24.3%。在施氮肥条件下,不同土壤的反硝化活性差异也极显著,其中黄泥土反硝化活性最高,氮肥反硝化损失量达25.16μgN·g-1土,占施氮量的12.12%,反硝化作用可能是该土壤氮肥损失的主要途径之一;另外3种土壤间反硝化活性差异不显著,氮肥反硝化损失量仅占施氮量的-0.15%～0.27%。反硝化菌数量与氮肥反硝化损失量之间无明显相关性。可以认为反硝化作用在不同类型土壤氮肥损失中的作用和贡献有很大差异。

开放式大气CO_2浓度增高对水稻土反硝化活性的影响

利用江都市小记镇的稻-麦轮作FACE平台,研究大气CO2浓度增高对农田反硝化活性的影响.在2005年水稻生长季研究不同施肥(施常规氮量和低氮量)、不同秸秆还田(秸秆半还田、秸秆不还田)处理土壤中的反硝化细菌数量、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性在大气CO2浓度升高(FACE)条件下随时间的变化情况,并且在拔节期测定对照及FACE土壤的反硝化潜势.结果表明:CO2浓度增高对水稻生长各时期的土壤反硝化细菌数量具有一定的抑制作用,这种抑制作用在常规氮肥施用及秸秆不还田情形下最为显著(P<0.01).FACE对硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性几乎没有影响.对反硝化潜势的研究发现,在低氮与常氮施用条件下,FACE土壤的反硝化潜势分别为对照土壤的84.21%和97.46%.通过与土壤理化性质的相关性研究,认为主要是因为FACE促进植物生长和土壤中的微生物活性,反硝化微生物在竞争中受到抑制,使得反硝化活性降低.

大气CO_2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响

利用中国唯一的FACE(Free-AirCarbondioxideEnrichment,开放式空气CO2浓度增高)平台,研究大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响。位于无锡的中国稻麦轮作农田生态系统FACE试验平台于2001年6月开始运行,设有FACE与Ambient(普通空气对照)2个处理,FACE区CO2浓度比Ambient区高200μmol·mol-1,每个处理含低氮与常氮2个氮肥水平。在轮作水稻和小麦各3季之后,发现大气CO2浓度增高下,常氮水平上土壤的NO3--N质量分数降低,NH4+-N质量分数增高;而低氮水平上土壤的NO3--N质量分数增高,NH4+-N质量分数没有显著差异。然后分别在土壤样品中加入NH4+-N,好气培养42d后通过测定土壤中的NO3--N、NO2--N总质量分数来研究土壤的硝化活性。结果显示,不管在CO2浓度增高下还是对照条件下,增加氮肥施用量均增强了土壤的硝化活性;且与对照相比,大气CO2浓度增高在常氮水平上降低了土壤的硝化活性,在低氮水平上却增强了土壤的硝化活性,说明大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响与N肥供应水平有关。

低温硝化活性污泥的富集及其生物强化效果

为解决冬季生物处理系统硝化功能差的问题,采用膜生物反应器(MBR)富集低温硝化污泥,分析富集前后微生物种群变化,考察在5、10、15、20℃下的氨氧化速率变化,探究低温硝化污泥(10℃)及中温硝化污泥(25℃)对受低温冲击的生物处理系统硝化功能的强化效果。结果表明:一般好氧池中的活性污泥在10℃和高氨氮负荷驯化后,可富集获得硝化活性为66 mg/(L·h)的低温硝化污泥;富集198 d后,其硝化杆菌属(Nitrobacter)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)的相对丰度提高了43倍和42倍;该硝化污泥在10~20℃的环境下,其硝化活性随温度的升高而升高,在5℃环境下,其氨氧化速率为10℃时的48%。对比低温和中温硝化污泥强化受7~8℃冲击的生物处理系统时,发现投加低温硝化污泥的生物处理系统5 d后,其氨氮去除率上升至99%以上;而投加中温硝化污泥的生物处理系统,则需20 d,且亚硝氮有明显积累,这说明采用与被强化体系温度差小的硝化污泥,能更快地恢复污水生物处理系统的硝化功能。

农田土壤剖面反硝化活性及其影响因素的研究

用培育法研究了我国3种农田土壤剖面各层土壤的反硝化活性及其影响因素。结果表明，潮土剖面各层上壤中以0～20cm土壤的反硝化活性为最高，培育20天时的反硝化活性达到49％，而下层土壤的反硝化活性，除52～65cm土层外，则都很低；加葡萄糖或肥土清液，明显地提高了各层土壤的反硝化活性，且以前者的作用更大些，但加磷则无此作用。黄泥土（中等肥力）剖面中各层土壤的反硝化活性，也以0～20cm土壤为最高。培育20天时的反硝化活性达到74％，随剖面深度的加深，反硝化活性逐渐减小。加葡萄糖和肥土清液对表土的反硝化活性没有明显的影响，却明显地提高了40～100cm各层土壤的反硝化活性。但加磷对各层土壤的反硝化活性则都无明显的影响。红壤（花生地）剖面中各层土壤的反硝化活性都极低。加葡萄糖或肥土清液能提高表土的反硝化活性，但对其下各层土壤的反硝化活性却没有影响。加磷未能提高各层土壤的反硝化活性。相关分析表明，培育20天土壤反硝化活性与土壤有机质含量呈极显著的正相关（r＝0．827^(**)），而与土壤速效磷含量和土壤pH无此相关性。

固定化硝化细菌在不同条件下的硝化活性

文章研究了以海藻酸钠固定的硝化细菌在不同底物条件下的硝化作用活性。结果表明 底物浓度的不同对固定化硝化细菌的硝化作用有较大的影响，要保持其较高的硝化活性，除必须 控制好温度及ｐＨ条件外，还必须保持其溶氧要求及适宜的碳、氮比；而ＮａＣｌ浓度对硝化活性没 有显著影响。

高效包埋硝化活性填料硝化特性及应用研究

为考察市政污水条件下高效包埋填料的硝化特性,采用聚乙烯醇对硝化细菌进行固定化处理。实验室恢复培养后实验考察了包埋填料对水力停留时间、温度等因素的适应性变化以及包埋填料在市政污水中的应用。结果表明,恢复后的填料实现了氨氧化速率93.20 mg·(L·h)-1的高表达。在常温条件下,水力停留时间对包埋填料硝化速率影响较小;温度对硝化速率影响显著,当水温为12℃时,氨氧化速率最高为30.70 mg·(L·h)-1。在市政污水低温和常温条件下,当水力停留时间分别为3 h和1 h时,进水氨氮基本完全去除,表明包埋填料用于市政污水硝化是完全可行的。扫描电镜结果显示填料内部有良好的孔隙度,网状结构明显;荧光定量PCR结果表明细菌大量增殖,说明填料为微生物提供了良好的生长微环境。

不同离子对一株亚硝化菌硝化活性的影响研究

以欧洲亚硝化单胞菌KYYX-1为对象,研究了硫酸盐、亚硝酸盐、Cd^(2+)、Cr^(6+)和Hg^(2+)等离子对其硝化活性的影响。结果表明,该菌株对硫酸盐的耐受度较高,最高可耐受的SO42-浓度约为40 000 mg/L;受亚硝酸盐的影响较明显,当NO2--N浓度达到3 000 mg/L时,氨氮降解速率仅为不含NO_2^--N时的12%;该菌株的硝化活性受重金属Cd^(2+)、Cr^(6+)和Hg^(2+)的影响明显,当Cd^(2+)浓度为0.5mg/L、Cr^(6+)浓度为0.05 mg/L、Hg^(2+)浓度为0.02 mg/L时,该菌株完全失去降解能力。因此采用该菌株处理含此类重金属的工业废水时,应首先将其中Cd^(2+)、Cr^(6+)和Hg^(2+)浓度降低至安全浓度以下。

碱度对污泥硝化活性的影响研究

本研究主要考察了碱度对污泥硝化活性的影响。研究结果显示,随着碱度的提高,污泥的最大硝化速率发生不同程度的降低。当碱度达到5000mg/L时,污泥发生解体;以上结果表明,随着碱度的提高,污泥的硝化活性逐渐下降,且在某一特定的碱度条件下,污泥将彻底丧失硝化活性。

不同环境因素对一株亚硝化菌硝化活性的影响研究

以欧洲亚硝化单胞菌KYYX-1为研究对象,研究了p H、温度、氨氮浓度、盐度和溶解氧等环境因素对其硝化活性的影响,结果表明,各环境因素对硝化菌KYYX-1的硝化活性均有显著影响,其中最适p H为7.8~8,最适温度为30℃,最适氨氮浓度为200 mg/L,最适总盐度为0.5%,最低溶解氧浓度为1.5 mg/L。

长期施肥对水稻土典型氨氧化菌和全程氨氧化菌种群活性和丰度的影响

【目的】通过研究长期施用有机肥和无机肥对硝化菌种群活性和丰度的影响,揭示其种群丰度变化与硝化活性之间的关系,为农业生产中减少温室气体排放和实现可持续发展提供科学依据。【方法】使用特异性抑制剂乙炔、1-辛炔和3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)等,结合实时荧光定量PCR技术(qPCR),分析水稻土长期不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M),以及化肥与有机肥配合施用(MNPK)4个处理的全程氨氧化菌(Comammox)、氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)种群活性和丰度,以及硝化螺菌(Nitrospira)和硝化杆菌(Nitrobacter)种群丰度差异。【结果】长期施用有机肥显著提高了Comammox和AOA的活性(双因素方差分析,P<0.001),在单施有机肥处理中,Comammox活性贡献比例高达64.2%,而施用无机肥仅显著促进了AOB的活性(双因素方差分析,P<0.001)。qPCR分析结果表明,有机肥处理显著提高了AOA、Nitrospira、Comammox分枝A和分枝B种群的丰度(双因素方差分析,P<0.001),而无机肥处理则显著提高了AOB和Nitrobacter的种群丰度(双因素方差分析,P<0.001)。相关性分析表明,AOA和Comammox的活性与土壤含水量、有机质、全氮、全磷、速效磷、碱解氮含量以及AOA和Nitrospira种群丰度显著正相关,Comammox活性还与Comammox分枝A丰度显著正相关;而AOB活性则与AOB和Nitrobacter种群丰度、硝态氮和速效钾含量呈显著正相关。【结论】Comammox对供试水稻土的硝化作用有着重要贡献,其活性和种群丰度主要受土壤含水量、有机质、全氮、全磷、速效磷和碱解氮等因子变化的影响。

温度对间歇曝气SBR短程硝化及硝化活性的影响

采用SBR反应器处理实际生活污水,单周期分别交替4次(30℃)和7次(18℃)好氧/缺氧模式,好氧/缺氧时间比为30min/30 min.进水氨氮和亚硝氮浓度为61.44 mg·L^(-1)和0.77 mg·L^(-1),分别运行61和90周期时,出水氨氮分别为0.68mg·L^(-1)和1.28 mg·L^(-1),氨氮去除率高达98.94%和99.57%;亚硝氮积累浓度达到20.57 mg·L^(-1)和20.18 mg·L^(-1),亚硝氮积累率分别达到95.92%和99.58%.在实现短程硝化过程中,氨氧化菌(AOB)活性逐渐增加最后稳定在100.00%左右,而亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性先增加后逐渐降低,分别在32和74周期时,AOB活性超过NOB活性,AOB成为优势菌种,61和90周期时NOB活性被完全抑制.

农药污染对水稻田土壤反硝化细菌种群数量及其活性的影响

在实验室条件下,研究了农药污染对水稻田土壤反硝化细菌(Denitrifying bacteria,DNB)种群数量及其反硝化活性的影响.结果表明,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的DNB种群数量范围分别为59.04 x 104～157.59×104、42.89×104～108.97×104和32.14×104～75.30×104 cfu·g-1.稻田土DNB种群数量和土壤NO3-的消耗量之间具有正相关性.在1kg干土中加入1 mg丁草胺或呋喃丹,能刺激DNB的生长及其反硝化活性.在1 kg干土中加入5 mg多菌灵、10 mg丁草胺或呋喃丹,对DNB的生长及其反硝化活性有明显的抑制作用,丁草胺和呋哺丹施后7 d,多菌灵施后14 d,对水稻田土壤的DNB种群数量和反硝化活性抑制作用达到最大,然后逐渐减轻,最后呈现一定的促进作用.

Ca^(2+)对污泥硝化活性和絮凝沉降性能的影响

Ca^2+是微生物重要的生长因子,影响污泥的活性和絮凝沉降性能.为了研究Ca2+在活性污泥体系中的作用,采用比耗氧速率(SOURAOB和SOURNOB)分析硝化菌和亚硝化菌活性的变化,利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和三维荧光光谱(three-dimensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy,3D-EEM)分析胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组分和结构的变化,考察Ca2+对污泥硝化活性和代谢产物的影响.结果表明,当Ca^2+浓度由0. 45 mmol·L^-1逐渐提高至3 mmol·L^-1时,SOURAOB和SOURNOB分别由6. 3 mg·(g·h)^-1和2. 3 mg·(g·h)^-1升高至10. 4 mg·(g·h)^-1和3. 7 mg·(g·h)^-1,EPS总量由68 mg·g^-1增加至93 mg·g^-1,污泥重絮凝能力(FA)增强.当Ca^2+> 3mmol·L^-1时,SOURAOB和SOURNOB均下降,FA维持在30%左右,污泥粒径持续增大.随着Ca^2+浓度的增加,由FTIR分析可知,LB-EPS和TB-EPS的主要组成基团均未发生明显变化,以氨基、酰胺Ⅰ和羧基为主;由EEM分析可知,LB-EPS组成未发生变化,在低硝化速率下,TB-EPS中存在腐殖酸类物质.低浓度的Ca^2+促进污泥硝化活性和絮凝性,高浓度的Ca^2+导致污泥硝化活性降低.

Cr^(3+)污染对稻田土壤的反硝化细菌种群数量及其活性影响的研究

在实验室条件下,对黄松稻田土壤、紫色稻田土壤和红壤稻田土的反硝化细菌(DenitrifyingBacteria,DNB)种群数量及其反硝化活性,以及Cr2(SO4)3·6H2O处理4周后Cr3+污染对DNB种群数量及其反硝化活性影响进行了研究。结果表明,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的DNB种群数量每克干土分别为(59.04～157.59)×104cfu、(42.89～108.97)×104cfu和(32.14～75.30)×104cfu。在每千克干土中加入200mgCr3+时,对稻田土的DNB种群数量及其活性有明显的抑制作用,但稻田土壤还能通过自身的能力,在培养3周后完全恢复稻田土壤的DNB种群数量及其活性。随着Cr3+加入量的增加,Cr3+对DNB的毒性越来越大,稻田土壤通过自身来恢复DNB种群数量及其活性越来越困难,但可通过外界力量(如调节土壤pH)逐渐恢复稻田土壤的生物活性。

北运河闸坝区水体氨氧化微生物及硝化活性特征研究

采用分子荧光定量PCR对北运河闸坝区(上游沙河闸和下游杨洼闸)水体中氨氧化细菌(AOB)的amoA基因拷贝数进行定量测定,并研究了闸坝设置和排污口污水排放对AOB的amoA基因拷贝数,硝化活性(NA)和氮素转化的影响.结果表明,1在沙河闸段,AOB的amoA基因拷贝数呈现先上升后下降,排污口处又显著上升的空间变化特征,其变化范围为(1.84±0.09)×10~8^(7.12±0.36)×10~8copies·L^(-1),排污口处最高;在杨洼闸段,amoA基因拷贝数呈现先上升后下降最后趋于平稳的空间变化特征,其变化范围为(3.05±0.15)×10~8^(6.83±0.34)×10~8copies·L^(-1),下游100 m处最高.闸坝的设置和排污口污水的排放对AOB的amoA基因拷贝数和空间分布具有显著影响.2硝化活性(NA)的空间变化特征与AOB的变化特征相同.闸坝的设置和污水排放能促进水体的硝化过程,加快污染物质的降解.3沙河闸排污口处排放的NH_4^+-N可以作为AOB生长的氮源,提高硝化活性,加快NH_4^+-N全向NO_3^--N的转化,促进硝化过程的完全进行;杨洼闸段闸门的开启导致溶解氧的升高和内源NO_3^--N的释放,为AOB的生长提供氮源,提高硝化活性,但造成了NO_2^--N的积累.

科尔沁沙地典型人工固沙植物群落土壤硝化活性

选取26年生的小叶锦鸡儿、山竹岩黄蓍、差巴嘎蒿、小黄柳和樟子松5种典型人工固沙群落及不同生长年限的小叶锦鸡儿群落为研究对象,对群落土壤养分、酶活性和硝化活性进行了对比研究。结果表明:26年生的小叶锦鸡儿群落土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量均明显高于其他4种植物群落;小叶锦鸡儿群落土壤脲酶、蛋白酶活性和硝化活性最高,小黄柳群落土壤硝酸还原酶活性最高。土壤脲酶和蛋白酶分别与有机质呈显著正相关。随着生长年限的增加,小叶锦鸡儿群落土壤养分、酶活性和硝化活性逐渐升高,其中有机质、脲酶和蛋白酶活性与生长年限之间均存在显著正相关关系。