聚糖菌颗粒污泥基于胞内储存物质的同步硝化反硝化

采用特殊运行方式的厌氧-好氧SBR系统(厌氧后排水),以乙酸钠为有机基质成功富集了聚糖菌颗粒污泥.聚糖菌颗粒污泥厌氧-好氧批式实验表明,聚糖菌颗粒污泥具有较强的SND能力,TOC/N分别为5.0,4.0,2.8时,SND效率分别96.4%、95.3%及96.2%,而周期总氮去除效率随着碳氮比降低而降低,分别为66.0%、61.2%及56.3%.通过对周期氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、TOC以及胞内糖原、PHB变化的测定分析,证明聚糖菌颗粒污泥SND过程中,污泥以厌氧阶段储存于胞内的多聚物PHB作为反硝化碳源,并且反硝化聚糖菌是系统中反硝化能力的来源.与溶解性基质相比,PHB的降解速率相对较低,因此在SND过程中,反硝化可以与硝化保持相近的速率,从而有助于获得良好的SND效果.

生物除磷系统聚糖菌的代谢机理及菌群结构

针对聚糖菌的富集引起强化生物除磷系统(EBPR)运行不稳定问题,开展聚糖菌代谢机理、微生物形态和菌群结构研究,以了解EBPR工艺的微生物原理.聚糖菌在厌氧环境中分解体内的糖原以获得能量来摄取外界环境中的短链脂肪酸,因而在厌氧反应阶段与聚磷菌形成对有机底物的竞争矛盾.尤其当聚糖菌在某些未明确因素下取得竞争优势后,系统中的聚磷菌将逐渐被淘汰替换或成为非优势菌种,从而导致EBPR除磷功能的完全丧失.研究表明,进水基质类型、进水P/C比、pH、温度以及亚硝酸盐等因素决定着聚糖菌和聚磷菌的竞争优势,并在特定阈值内引起EBPR系统聚糖菌的富集而使除磷功能丧失.

进水磷碳比对聚磷菌与聚糖菌竞争生长的影响

以葡萄糖和乙酸盐为混合碳源,考察了进水磷碳比对SBR生物除磷系统中聚磷菌和聚糖菌竞争生长的影响。结果表明,进水磷碳比较高(10∶100)时,会在运行初期导致系统出水磷浓度较高,但反应器运行40d后,出水磷浓度可降至1mg/L以下。当进水磷碳比为2.5∶100时,单位污泥释磷量、单位污泥吸磷量、污泥含磷量和污泥含糖量分别为7.5mg/g、8.3mg/g、2.3%和9.5%;当进水磷碳比为10∶100时,上述各指标值分别为12.1mg/g、14.7mg/g、6.7%和7.0%。在高进水磷碳比条件下,单位污泥释磷量、单位污泥吸磷量和污泥含磷量均较高,污泥含糖量则较低,故高进水磷碳比对于聚磷菌的生长更为有利。

EBPR系统中聚糖菌及其反硝化代谢机理的研究进展

聚糖菌(GAOs)作为强化生物除磷(EBPR)系统中重要的微生物组成部分,具有反硝化脱氮的作用,但目前国内外关于GAOs的富集培养及反硝化代谢机理的研究尚不完善。综述了GAOs的种群类型以及反硝化聚糖菌(DGAOs)的代谢机理,着重归纳了碳源、pH、温度等因素对GAOs富集生长的影响,并在此基础上,对GAOs的研究现状及其研究方向进行了总结和展望,以期对GAOs的生理性能及强化生物除磷系统的稳定运行提供理论参考。

驯化后的聚糖菌对NO_2^--N和NO_3^--N内源反硝化速率的影响

在序批式(sequencing batch reactor,SBR)反应器中,通过分段厌氧-好氧(厌氧后排水)运行方式,在以葡萄糖为碳源、P/C比小于2/100的条件下,成功实现了聚糖菌(glycogen accumulating organisms,GAOs)的驯化富集,厌氧段磷酸盐的释放量(phosphorus release amounts,PRA)稳定在1.0 mg·L-1以内,胞内糖原(glycogen,gly)含量是初始阶段的1.2倍。驯化后的GAOs分别以NO_2^--N、NO_3^--N为电子受体经厌氧-缺氧运行方式,可进行内源反硝化反应过程。GAOs在内源反硝化过程中依次利用胞内的聚β-羟基戊酸酯(poly-β-hydroxyvalerate,PHV)、聚β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxyvalerate,PHB)和gly作为内碳源。在22℃时,反硝化聚糖菌(denitrifying glycogen accumulating organisms,DGAOs)以NO_2^--N、NO_3^--N为电子受体平均比内源反硝化速率分别为0.067 g N·(g VSS)-1·d-1、0.023 g N·(g VSS)-1·d-1,常温短程内源反硝化速率约是全程内源反硝化速率的3倍。

不同丙酸/乙酸对聚糖菌长/短期代谢的影响

在3个SBR反应器(即SBR-A,SBR-C和SBR-E)中,以3种不同比例的丙酸/乙酸中长期驯化活性污泥使之富集聚糖菌,对丙酸/乙酸对聚糖菌的长期和短期代谢的影响进行了研究.结果表明,长期高丙酸/乙酸驯化导致聚糖菌厌氧消耗的糖原量和合成的聚β羟基烷酸酯(poly--βhydroxyalkanoates,PHA)的量都较少,在好氧段积累的糖原量和降解的PHA的量也较小,并且对聚糖菌的脱氢酶活性、生长速率及对有机酸的利用能力等都有抑制作用.当进水中的丙酸与乙酸的碳摩尔数相同时,单位生物量利用乙酸的速率较丙酸快.不同丙酸/乙酸对聚糖菌代谢的短期影响的研究表明,当进水中乙酸浓度突然提高时,长期以高丙酸/乙酸驯化的聚糖菌可以直接利用乙酸参与代谢,但长期以低丙酸/乙酸驯化的聚糖菌则无法快速利用丙酸.提高进水中丙酸/乙酸有可能成为有效抑制聚糖菌生长并提高增强生物除磷系统稳定性的一种策略.

活性污泥体系中聚糖菌的富集与鉴定

活性污泥体系中,聚糖菌(GAOs)在厌氧环境下与聚磷菌(PAOs)形成对底物的竞争关系,对聚糖菌的研究对于优化生物除磷工艺有重要意义。以葡萄糖为惟一碳源,在磷限制条件下,利用特殊运行方式对活性污泥进行驯化培养出了稳定的聚糖菌颗粒污泥,厌氧阶段磷释放量与有机物吸收量浓度(mg/L)比从7.4%下降为0.25%。从培养好的活性污泥反应器中分离获得2株聚糖菌,经菌落PCR和16S rRNA序列分析确定了所得聚糖菌菌株G1和菌株G2分别是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解鸟氨酸克雷伯氏菌(Klebsiella ornithinolytica)。

聚糖菌颗粒污泥的有机物吸收及胞内储存特性

采用特殊运行方式的厌氧-好氧SBR系统(厌氧后排水),在乙酸钠、葡萄糖及葡萄糖-乙酸钠混合基质条件下均培养出了稳定的聚糖菌颗粒污泥.通过对典型周期有机物、磷酸盐、胞内糖原及聚β-羟基丁酸(PHB)变化的测定分析,证明有机基质的种类对于聚糖菌能量利用模式、有机物吸收速率及胞内储存物质种类具有显著的影响.污泥初始胞内糖原水平是有机物吸收数量及吸收速率的关键影响因素,当糖原水平低于0.05g/gSS时,厌氧有机物去除率与糖原水平直接相关:而糖原水平高于0.05g/gSS时,厌氧有机物去除率趋于稳定.不同糖原水平污泥厌氧吸收有机物的速率具有明显差异,在厌氧初期有机物快速吸收阶段,有机物厌氧吸收速率随胞内糖原水平升高而增加.

聚磷菌与聚糖菌竞争影响因素的研究进展

根据国内外文献的有关报道,综述了在强化生物除磷系统中聚糖菌与聚磷菌相互竞争的有关影响因素,并指出了今后的研究方向。

强化生物除磷系统中聚磷菌与聚糖菌的种群分析及代谢机制研究进展

强化生物除磷(EBPR)工艺是目前国内外广泛应用的废水除磷技术之一。微生物的研究对于提高EBPR系统的除磷稳定性有着非常重要的意义。综述了EBPR系统中聚磷菌和聚糖菌的种群分析及其代谢机制、聚磷菌与聚糖菌之间竞争的影响因素等方面的研究进展。分析了目前相关研究中存在的不足,并展望了今后相关的研究发展方向。

生物除磷系统中聚磷菌与聚糖菌代谢模型比较

基于国内外学者对生物除磷代谢机理的最新研究成果,介绍了生物除磷系统中聚磷菌与聚糖菌的代谢模型,并对两者进行了比较。指出有必要对聚磷菌与聚糖菌的代谢机理与生理特性进行进一步研究,以提高系统的运行效率和稳定性。

生物除磷系统中聚糖菌代谢机理的研究进展

强化生物除磷(EBPR)被认为是一种最经济、可持续的污水除磷工艺。近年来大量研究报道,系统中聚糖菌的大量繁殖会使除磷工艺性能变差或完全失败。介绍了聚糖菌的代谢机理和影响聚糖菌与聚磷菌之间竞争的因素(如进水基质、P/C、pH值、温度和泥龄等),便于更好地理解聚糖菌的特性,从而实现提高生物除磷系统运行的性能与稳定性。

强化生物除磷系统中聚磷菌和聚糖菌的竞争研究进展

强化生物除磷(EBPR)是一种经济高效的除磷方法,近年来得到了越来越广泛的应用,但EBPR系统内聚磷菌(PAO)和聚糖菌(GAO)之间的竞争又常常导致其除磷效果恶化。通过参考历年文献,简要总结了EBPR系统中主要的微生物种类以及新发现,并分别从碳源、温度和pH值3个方面探讨了各自对菌种竞争的影响。聚磷菌和聚糖菌的种群更替和代谢变化根本上取决于酶的作用及基因表达,并总结了EBPR系统中酶学和组学方面的一些研究成果,对未来的研究方向进行了展望。

聚磷菌和聚糖菌对碳源竞争及调控的研究进展

介绍了生物强化除磷原理以及聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)的代谢机理,阐述了不同碳源对GAOs与PAOs的影响,不同碳源下的除磷效果和微生物群落结构变化,提出了抑制生物强化除磷系统中GAOs竞争的措施。

利用聚糖菌活性污泥系统处理酿酒废水的试验研究

采用聚糖菌活性污泥系统处理酿酒工业废水，考察了不同pH和厌氧／好氧时间比对COD、TP、TN处理效果的影响。结果表明：当pH在6.0～7.1时，pH越低，越有利于提高聚糖菌对乙酸盐的吸收速率，出水COD最低仅为15．31mg／L，COD去除率最高可达97％。当厌氧／好氧时间比在1-2时，系统COD去除率能维持在95％以上，但该比值越大越不利于氮和磷的去除。当厌氧／好氧时间比小于1时，不利于COD的去除。

污水处理过程中聚糖菌的富集培养

研究了通过磷限制条件来达到聚糖菌的选择与富集,同时在驯化过程中还观察到,在第一阶段培养过程中,对除磷效果乙酸比丙酸更加有效。

聚糖菌的代谢机制及生物学特性研究进展

强化生物除磷(EBPR)是一种经济、高效、可持续的除磷工艺之一,然而聚糖菌(GAO)的过量生长将导致EBPR系统恶化甚至完全失效。介绍了GAO的厌氧/好氧代谢机制,重点总结了两种GAO(Competibacter和类Defluviicoccus vanus细菌)的生物学特性,分析了碳源、pH、温度等影响GAO生长的关键因素,并对今后的研究进行了展望。

影响聚磷菌与聚糖菌竞争的关键因素研究进展

增强生物除磷(EBPR)是一种高效、经济的除磷工艺,然而在某些条件下聚糖菌的过量繁殖导致除磷效果恶化。文章阐述了影响聚磷菌和聚糖菌生长的关键因素,从而可以选择性的培养聚磷菌并使其处于竞争优势,这对于提高EBPR的除磷效果、增强工艺的稳定性具有重要的意义。

生物除磷中聚磷菌与聚糖菌竞争因素研究进展

强化生物除磷(EBPR)技术已成为污水除磷的重要手段,如何使聚磷菌(PAOs)成为优势菌种是生物除磷工艺面临的重要问题。近些年的研究主要集中在解释潜在除磷机理和确定实际参与反应的相关微生物研究方面,而确定聚磷菌和聚糖菌竞争影响因素是聚磷菌研究的前提和基础。文章对EBPR系统中影响微生物竞争的主要因素如碳源、pH值、温度等研究进展进行了阐述,介绍了PAOs代谢过程及如何调整好微生物种群组成和最佳培养条件,提出了PAOs代谢机理和种群分析是未来研究方向的观点。

不同基质的聚磷菌和聚糖菌竞争的代谢模型

主要阐述了3种不同基质(乙酸盐、丙酸盐、葡萄糖)下聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)厌氧阶段的代谢模型,对比分析了不同代谢模型下的化学计量系数的差别及其对PAOs和GAOs竞争的影响。针对目前代谢模型主要集中于化学计量学方面,提出今后应在动力学及相关代谢中酶的活动方面进行深入研究。