菌藻共生系统处理重金属废水的机理及其应用进展

首先从菌藻之间的关系介绍了菌藻共生系统。随后,阐述了菌藻共生系统处理重金属废水的机理,主要是细胞通过吸附作用将重金属附着在细胞壁表面,再将重金属运送到细胞内进行生物富集,以及胞外聚合物与重金属形成络合物去除重金属。最后,综述了菌藻共生系统处理畜禽养殖废水和矿山废水以及纺织废水的现状。归纳了菌藻共生系统处理重金属废水的优点以及现阶段存在的问题,并对发展前景进行了展望。

菌藻颗粒污泥处理污水的机理及研究进展

综述了菌藻颗粒污泥工艺处理污水的研究现状与发展趋势,介绍了菌藻颗粒污泥的形成机理以及影响该工艺处理效能的关键环境因素,评估了在碳中和的大背景下该工艺的优势,并分析了未来菌藻颗粒污泥户外工艺的发展前景以及可能面临的相关问题。

菌藻共生系统污水处理及CO_(2)固定作用机制的研究进展

目前水生态环境污染严重,现有水处理工艺存在能耗高、温室气体排放等问题。菌藻共生技术是一种能同步处理污水和固定CO_(2)的绿色处理技术。文章综述了菌藻共生体系提高减污固碳效率的作用效能及作用机制,详细阐述了菌藻共生体系降解氮磷污染物及固定CO_(2)的作用机理:微藻通过同化作用实现对氮磷的吸收,并通过光合自养、异养、兼养3种固碳过程实现CO_(2)的固定;细菌通过硝化作用和反硝化作用脱氮,利用聚磷菌强化除磷,通过促进碳酸酐酶的产生来提高藻细胞的固碳效率。总结了菌藻共生体系实际应用中的现存问题,并对未来的研究方向进行了展望,为今后菌藻共生体系的进一步应用提供了理论支持。

菌藻协同调控水产养殖环境技术研究进展

为发展菌藻协同水产养殖技术提供借鉴资料,概述了水产养殖生物及水环境中藻、菌的基本信息,说明了水产养殖中主要的藻和菌及使用情况,通过不同的试验来了解藻类及菌类对养殖水环境及养殖生物生长性能的影响,分析了菌藻协同系统对养殖水环境及养殖生物生长性能的作用,最后对优化新型高效菌藻协同调控养殖环境技术作出展望。

菌藻好氧颗粒污泥的培养方法及影响因素研究

综述了菌藻好氧颗粒污泥的几种培养方法,探讨了不同因素对污泥颗粒形成的影响。藻菌好氧颗粒污泥(ABGS)具有结构致密、生物产量高、沉降能力强、污染物去除率高、运行成本低、能耗小等优点,因而备受关注。菌藻之间的共生系统可大幅减少反应系统曝气量和碳排放量,对水处理技术节能减排具有重大意义,有助于加快实现我国“碳中和,碳达峰”的目标。

固定化菌藻填料强化人工湿地去除营养盐和PFOS效果研究

针对全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane Sulfonate, PFOS)污染现状,开展3种人工湿地去除复合污染水体中营养盐和全氟辛烷磺酸的效果研究。选取普通垂直流人工湿地(Constructed Wetlands, CW)、固定化菌人工湿地(Immobilized Bacteria Constructed Wetlands, IB-CW)和固定化菌藻填料人工湿地(Immobilized Bacteria Algal Constructed Wetlands, IBA-CW)为研究对象,通过露天试验研究3种湿地在不同质量浓度PFOS下对水体中污染物的去除效果。结果显示,3种湿地对水体中的营养盐和PFOS均具有较好的去除能力,且PFOS对各营养盐的去除具有一定的影响。高质量浓度(100μg/L)PFOS抑制风车草生长,CW植物PFOS质量比达到试验最高值,为(100.56±3.28)μg/g, IB-CW和IBA-CW风车草的总生物量分别比CW增加了10.73%和18.52%。低质量浓度(1μg/L)PFOS促进风车草的生长,IBA-CW风车草总生物量达到了试验最高值,与未加PFOS的处理组相比,生物量增长了16.05%。在高质量浓度PFOS胁迫下,3种人工湿地化学需氧量(Cemical Oxygen Demand, COD)、NH3-N、总氮(Total Nitrogen, TN)和总磷(Total Phosphorus, TP)的去除效果均有所降低。其中,与对照组(无PFOS)相比,IBA-CW对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别降低了(4.23±0.21)百分点、(10.50±0.45)百分点、(13.33±0.51)百分点和(6.87±0.25)百分点,比其他两种湿地降幅小。3种人工湿地均可以有效去除废水中的PFOS,IBA-CW对PFOS的去除率优于CW和IB-CW。3种人工湿地中填料吸附占比均大于植物占比,IBA-CW中填料贡献率比CW高12.90百分点,比IB-CW高5.51百分点。

菌藻颗粒污泥工艺在城市污水处理中的研究

菌藻颗粒污泥(Algal-bacterial granular sludge,ABGS)工艺是一种节能高效的低碳污水处理工艺。本研究采用10L序批式光反应器,针对ABGS的快速启动进行了研究。通过将绿藻投加到好氧颗粒污泥中,30天左右实现了ABGS工艺的快速启动。丝状藻类与丝状菌交织形成颗粒骨架,胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的大量分泌促进了微生物的聚集,进而促进了ABGS的快速形成。稳定的ABGS系统内,氨氮(NH4_(+)—N)、COD和总氮(TN)的去除率分别达到了99%、92%和70%。正磷酸盐(PO_(4)^(3-)—P)的去除率受进水磷浓度和COD浓度影响而不太稳定。系统内发酵菌、聚糖菌和反硝化聚磷菌得到了良好的富集。

菌藻共生耦合等离子体净化猪场废水的效果研究

【目的】分析各类菌藻共生系统耦合等离子体在废水处理方面的能力。【方法】以小球藻光合菌共生系统、栅藻光合菌共生系统及小球藻+栅藻光合菌共生系统3个菌藻共生系统耦合等离子体来处理猪场废水,分别测定处理后废水的COD (化学需氧量)、TN (总氮含量)、NH4+-N (铵态氮)和TP (总磷含量)等指标,并与无等离子体耦合的菌藻共生系统处理废水效果进行比较。【结果】在处理猪场废水方面,菌藻共生系统和等离子体具有一定协同作用,在220 V条件下产生的等离子体在试验前期,对小球藻光合菌共生系统处理废水TP方面、对栅藻光合菌共生系统处理废水COD效果提升明显;在试验后期对栅藻光合菌共生系统处理废水COD和NH4+-N方面效果提升明显。【结论】等离子体对菌藻共生系统处理猪场废水的能力有一定提高。

C/N对HN-AD菌藻颗粒污泥体系处理农村污水的影响

通过在传统菌-藻共生好氧颗粒污泥体系(ABGS)中引入异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌构建H-ABGS体系,以合成农村污水为研究对象,考察碳氮比(C/N=1,2,4,6,8,10)对H-ABGS系统中污染物去除性能和微生物特性影响.结果表明,C/N为4时,H-ABGS系统的总氮去除率高于ABGS系统(12.05%)和好氧颗粒污泥(AGS)系统(44.86%).微生物群落分析显示,适应低碳环境的Thauera菌属和脱氨关键菌属norank_f__A4b可能是确保H-ABGS系统在低碳环境下具备高脱氮性能的关键.微生物群落的共生模式和相关性分析表明,引入HN-AD菌有助于最小化生态位,与藻共同形成稳定的共生体系,从而确保系统的稳定性.此外, C/N为4时,高表达的硝酸还原酶可能有助于确保H-ABGS系统在低碳环境下具备卓越的脱氮性能.

基于菌藻共生的水产养殖尾水零排放研究与展望

首先介绍了菌藻共生系统类型,并进一步阐述了菌藻共生系统的应用和污染物去除机理,最后对菌藻共生系统在实现水产养殖尾水零液体排放中的应用进行了探究,为水产养殖尾水的高效、资源化处理提供参考。

基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究

以含有粘红酵母和小球藻的菌藻泥为原料,通过单因素试验和响应面试验对菌藻类胡萝卜素提取工艺进行优化,并考查菌藻类胡萝卜素的体外抗氧化活性。结果表明:菌藻破壁的最优离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(BMIMCl),菌藻类胡萝卜素的最佳提取工艺为离子液体浓度1 mol/L、预处理温度53℃和预处理时间57 min,在该条件下,菌藻类胡萝卜素的提取量为1.311 mg/g;当质量浓度为30μg/mL时,菌藻类胡萝卜素对DPPH自由基、·OH自由基和ABTS^(+)自由基的清除率分别为82.3%、37.6%、和86.8%,还原力为0.289,表现出较好的抗氧化活性。因此,经BMIMCl破壁处理后,从菌藻泥中提取的类胡萝卜素含量更高,抗氧化活性也较好。

菌藻颗粒污泥工艺脱氮除磷研究

近年来,全球对环境问题的关注不断增加,保护和净化水资源已成为人类的重要目标之一。在水处理领域,菌藻颗粒污泥工艺通过菌藻协同作用,能够高效地处理各种类型的污水,实现脱氮和除磷效果。本研究将介绍菌藻颗粒污泥工艺的脱氮和除磷机理,并综述光照、pH、不同碳源等因素对工艺的影响,为未来相关研究提供基础。

菌藻共生系统在养殖尾水处理中的研究进展

菌藻共生系统是利用细菌和藻类两类生物之间的生理功能、协同作用来净化污水。因投资省、维护简单,在污水处理,尤其是养殖尾水处理领域日益受到广泛关注。本文从菌藻作用机理出发,介绍了菌藻作用关系及影响因素,综述了菌藻系统在养殖尾水处理中的研究进展,以期为菌藻共生系统在养殖尾水处理中的推广应用提供参考。

土霉素对菌藻共生系统去除营养盐的影响机制探究

为明确新污染物土霉素(OTC)对藻-菌共生系统去除营养盐的影响及作用机制,通过控制进水OTC浓度,在反应温度30℃和进水有机负荷5.1~5.6 g/L的条件下,考察了OTC对藻-菌共生系统处理畜禽养殖废水的影响并揭示了相关机制。结果表明,低剂量(低于0.1 mg/L)OTC对藻-菌共生系统影响不明显,当高剂量(>0.5 mg/L)OTC显著降低了污染物及氮磷的去除效率。高剂量OTC降低了藻菌共生系统内污泥浓度,降低了污泥沉降性及叶绿素a产量但刺激了可溶性有机质的释放。高剂量OTC降低了微生物的活性,在4.0 mg/LOTC暴露组别内,比耗氧速率(SOUR)下降至26.7 mg O_(2)/(g VSS·h)。微生物学分析高剂量OTC降低了Proteobacteria和Bacteroidota门级别微生物,norank_f__Saprospiraceae属级别微生物。研究结果为藻-菌共生系统处理含抗生素废水提供了一定的数据支撑和理论依据。

固定化菌藻小球去除猪场废水中氨氮的研究

菌藻共生体系对猪场废水中的氨氮去除效果良好,但游离的菌藻易流失,将菌藻进行有效粘附是目前该体系的研究热点。以聚乙烯醇—海藻酸钠为载体,采用包埋法将光合细菌和混合藻液制备成固定化菌藻小球,考察其物理特性及最优制备条件,并探讨其对猪场废水中氨氮的去除效果。实验结果表明,固定化菌藻小球的最佳制备条件为:海藻酸钠投加量0.14%(m/V)、光合细菌包埋量1.18×10^(10) cfu/mL、包埋时间3.46 h。对于初始氨氮浓度为500 mg/L的猪场废水,在不调节废水pH的条件下,经过10 g/L的固定化菌藻小球处理12 d后,氨氮去除率高达93.3%。

运行模式对菌藻共生颗粒污泥系统的影响

为探究运行模式对菌藻共生颗粒污泥系统的影响,采用序批式反应器(SBR)和连续流反应器(CSTR)启动菌藻共生颗粒污泥系统,并分析两个系统中藻类含量、污染物去除性能以及微生物的差异.结果表明两种运行模式下的菌藻共生颗粒污泥中藻类空间分布不同,SBR运行模式下藻类充当内核,细菌主要分布在外层,颗粒在外界环境变化时更易解体,而CSTR运行模式下藻类均匀分布在整个颗粒,丝状菌能够作为骨架网捕悬浮藻类和细菌参与造粒过程,有利于富集藻类和污泥的快速颗粒化.两种运行模式下总无机氮(TIN)去除途径有所差异,SBR中主要由功能细菌去除,而CSTR中存在亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制,藻类的同化作用为主要去除途径,且对TIN的去除性能更好.CSTR运行模式下系统对化学需氧量(COD)、总磷(TP)以及TIN的去除率在实验末期能够达到96%、96%、60%左右.两种运行模式下微生物群落存在差异,CSTR运行模式下系统中藻类种类更多、丰度更高,而SBR运行模式下系统中功能细菌种类更多.

絮凝颗粒化菌藻系统净化缓流微污染河水

采用铁镁改性粉煤灰絮凝剂絮凝沉淀得到光合细菌和小球藻絮凝颗粒,然后通过颗粒化菌藻系统进行了缓流微污染水体原水净化处理,优化了絮凝剂投加量,研究了水力停留时间(HRT)和菌、藻比对污染物去除效果的影响。结果表明,菌液(藻液)中絮凝剂质量浓度达到500 mg/L以上即可使光合细菌和小球藻絮凝率均超过94%;光合细菌、小球藻絮体颗粒总投加量为0.5%(体积比),HRT为48 h,菌/藻比(体积比)为1:1时,COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达到59.86%~62.16%、61.35%~63.72%、76.98%~79.42%和65.48%~68.32%,出水中COD、氨氮、总氮和总磷浓度分别为1.75~4.31 mg/L、0.18~0.59 mg/L、0.30~0.96 mg/L和0.05~0.09 mg/L,系统具有稳定的净化效果。

菌藻共生技术在工业废水零排放中的应用与展望

工业废水含有大量的毒性有机物与氮磷营养盐,是导致黑臭水体和富营养化水体的关键源头,因而工业废水零排放成为工业可持续发展的必由之路。菌藻共生技术同时具备有机物降解和碳氮磷固定的优势,日益成为废水零排放战略的研究热点。本文综述了菌藻共生技术去除工业废水中有机物与氮磷的作用机制以及关键影响因素,并就典型工业废水——印染废水、制药废水和石化废水,阐述了菌藻共生技术处理不同废水的特性与难点。此外,环境因子中过度的温度、光照和工业废水中高浓度毒性有机物胁迫微藻营养方式转变,并诱导微生物的强烈氧化应激反应,从而抑制菌藻的生长代谢,降低废水处理效能。因此,本文对菌藻共生技术在工业废水处理中的应用进行展望,需要从预处理工艺和菌藻共生工艺优化着手,削减环境氧化胁迫和增强菌藻生物代谢优势的偶联,并且可通过探索环境因子调控策略实现生物质的定向转化。

菌藻共生系统削减抗生素类污染物的去除途径及胁迫响应

菌藻共生系统不仅能够高效去除污水中的氮磷、重金属、抗生素等污染物,而且还能够捕集并固定二氧化碳,因而受到日益广泛的关注。本文介绍了菌藻共生系统对抗生素类污染物的去除途径,包括生物降解、生物吸附、生物累积等,其中生物降解是菌藻共生系统去除抗生素的最主要途径;同时简述了降解抗生素的生物反应器类型,主要可分为悬浮生长系统和固定化生长系统。本文还重点介绍了菌藻共生系统应对抗生素胁迫的短期和长期响应机制,短期响应主要是通过产生活性氧(ROS)并激活SOS响应,长期响应则具体表现在抗生素抗性基因的富集转移和微生物群落的演替进化等方面。本文为菌藻共生系统用于去除废水中抗生素类污染物提供了理论依据和技术参考。

固定化菌藻强化生物滞留池脱氮除磷效果

针对传统生物滞留池对氮磷去除效果较差的问题,开展固定化菌藻填料淋洗试验和不同配比固定化菌藻填料的生物滞留池脱氮除磷效果研究。将固定化菌藻填料在去离子水中连续淋洗,研究营养物的释放特征,同时分别设置固定化菌藻填料占填料层的2/5(G1组)和占填料层的4/5(G2组),分析其在不同淹没高度(0、30、60 cm)和落干期下的脱氮除磷效果。结果表明:固定化菌藻填料在前8次淋洗中,未检测出总磷(TP)、总氮(TN),菌藻经过固定化后适合作为生物滞留池填料的改良剂;生物滞留池对氨氮(NH_(3)-N)、TN的去除率随淹没高度的增加而提高,淹没高度为60 cm时,G1、G2组对NH_(3)-N的平均去除率分别为68.25%和72.00%,对TN的平均去除率分别为64.20%和68.70%;淹没高度分别为0和60 cm时,G1、G2组对TP的去除率分别为79.50%和78.00%、70.05%和71.00%,而淹没高度为30 cm时,G2组对TP的去除率最高,达86.00%;落干期从2 d延长至8 d时,NH_(3)-N和TN去除率分别从最高的69.38%和67.10%降至最低的55.13%和57.70%,对TP的去除率从最低的75.50%升至90.00%。固定化菌藻填料有效提高了生物滞留池脱氮除磷性能。