Preservation Property and Decay Kinetic of Polyurethane Immobilized Nitrifying Bacteria Pellets

The preservation methods of polyurethane immobilized nitrifying bacteria pellets which had been enriched in laboratory were provided. Factors such as temperature, pH and light, which affect the nitrification activity of polyurethane immobilized pellets, were investigated. The result showed that dark, deionized water and low temperature is suitable for polyurethane immobilized nitrifying bacteria pellets’ long term preservation.

Nitrification performance of nitrifying bacteria immobilized in waterborne polyurethane at low ammonia nitrogen concentrations

Suspended and waterborne polyurethane immobilized nitrifying bacteria have been adopted for evaluating the effects of environmental changes, such as temperature, dissolved oxygen （DO） concentration and pH, on nitrification characteristics under conditions of low ammonia concentrations. The results showed that nitrification was prone to complete with increasing pH, DO and temperature. Sensitivity analysis demonstrated the effects of temperature and pH on nitrification feature of suspended bacteria were slightly greater than those of immobilized nitrifying bacteria. Immobilized cells could achieve complete nitrification at low ammonia concentrations when DO was sufficient. Continuous experiments were carried out to discuss the removal of ammonia nitrogen from synthetic micropollute source water with the ammonia concentration of about 1mg/L using immobilized nitrifying bacteria pellets in an up-flow inner circulation reactor under different hydraulic retention times （HRT）. The continuous removal rate remains above 80% even under HRT 30 min. The results verified that the waterborne polyurethane immobilized nitrifying bacteria pellets had great potential applications for micro-pollution source water treatment.

生物脱氮材料对对虾养殖水体的净化研究

针对水产养殖过程中常用的脱氮材料存在着不能分解氮类物质或者是不能重复利用等弊端,研究将反硝化菌与海泡石、沸石一起驯化培养,固定化后制备出一种脱氮新材料。材料使用结果表明当材料使用温度高于25℃时,可使对虾养殖水体中的氨氮与亚硝酸盐氮的降解率达80%。60 d的连续性试验显示,材料可长期稳定地使对虾养殖水体中氨氮的出水含量低于0.3 mg/L,亚硝酸盐氮低于0.06 mg/L。处理后的水质基本上可以满足室内对虾养殖对水质的要求。

复合垂直流人工湿地污水处理系统硝化与反硝化作用

研究了复合垂直流人工湿地各基质层的硝化与反硝化菌数量以及硝化与反硝化作用强度 .结果表明 ,基质中硝化菌数量为 7 5× 10 3 ～ 1 1× 10 5MPN·g-1,反硝化菌数量为 7 5× 10 6～ 1 1× 10 7MPN·g-1.硝化作用强度为 0 0 1～ 6 35 μg·(g·d) -1,反硝化作用强度为 3 37～ 4 19μg·(g·d) -1.沿水流方向硝化菌数量和硝化作用强度明显降低 ,其变化趋势呈显著正相关 (r =0 96 6 1,p <0 0 0 1) .反硝化菌数量和反硝化作用强度比较稳定 ,沿水流方向略有上升 ,其变化趋势呈显著正相关 (r =0 772 2 ,p <0 0 2 5 ) .沿水流方向 ,硝化作用与反硝化作用强度变化呈显著负相关 (r=- 0 9776 ,p <0 0 0 1) ,这与人工湿地的溶氧状况和污水中氨氮含量较高相一致 .

不同基质对人工湿地脱氮效果和硝化及反硝化细菌分布的影响

对组合基质和煤渣基质潜流式人工湿地的脱氮效果进行了对比研究,结果表明:组合基质人工湿地的脱氮效果较好,氨氮和总氮的平均去除率达到81.9%和75.7%,而煤渣基质人工湿地的去除率相对较低,氨氮和总氮的平均去除率仅为59.6%和51.8%.为进一步探讨2组人工湿地脱氮效果差异显著的原因,研究了不同基质潜流式人工湿地系统内硝化细菌和反硝化细菌的空间分布.实验结果表明:基质类型对人工湿地中硝化细菌和反硝化细菌的数量和空间分布有较大影响;在上层,组合基质人工湿地硝化细菌数是煤渣基质人工湿地的2.8倍,在下层,反硝化细菌数是煤渣基质人工湿地的1.8倍.人工湿地表层溶解氧水平较高,硝化细菌密度大,底层溶解氧水平较低,反硝化细菌密度大,使得湿地中形成上层以硝化菌为主的硝化反应区和下层以反硝化菌为主的反硝化区.

单级生物脱氮的特性研究

以 PVA为载体 ,采用冷冻法混合固定硝化菌和反硝化菌 ,研究硝化菌与反硝化菌的比例、有机碳源、p H值、碱度、温度和DO等因素对单级脱氮过程的影响 .试验结果表明 :当硝化菌 /反硝化菌 =1 .5∶ 1～ 3.6∶ 1 ( W∶ W)时 ,脱氮速率最快 .在甲醇、乙醇、醋酸和葡萄糖 4种有机碳源中 ,以乙醇为碳源时脱氮速率最快 .最适的温度、p H值和 DO分别是 30℃、8.2和 2 mg/L～ 6mg/L.碱度与氨氮的比例越高 ,脱氮速率越快 ,但当碱度 /氨氮 >9.0时 ,脱氮速率趋于稳定 .

竹丝填充床对高有机负荷及低C/N水质的脱氮特性

利用竹丝填料作为生物载体而组建的接触氧化工艺对高浓度难降解水质和低C/N水质的脱氮特性进行了研究.结果表明,当进水COD为804～5100mg/L,BOD为45.0～1100mg/L,BOD/COD为0.01～0.46的情况下,TN去除率为26.6%～96.95%,出水BOD/COD为0.07～0.75;当COD为98～251mg/L,TN为28.0～105.1mg/L,COD/TN为1.6～4.6时,TN去除率为4.94%～48.8%,说明竹丝填料接触氧化工艺在高浓度难降解水质和低C/N比水质条件下具有很好的脱氮效果,但竹子囊腔内的竹汁会使系统脱氮效果波动;对反应器内的主要菌群的分布特征研究发现,在处理高浓度难降解水质过程中,进、出口处细菌浓度相当;而在处理低C/N水质过程中,细菌、硝化细菌主要分布在反应器的进口处,反硝化细菌沿程均匀分布.

污水生物处理功能微生物的多样性

综述了污水处理微生物学近期的研究现状,介绍了一些仍不能培养的细菌被鉴定为对污泥膨胀、提高生物学除磷、亚硝酸盐氧化和脱氮负责,而许多原来认为的优势群体却对污水处理不是最重要的.这些知识可以为微生物多样性、种群动态、生态稳定和特定微生物种群活性等提供新的视野,可以应用于污水生物反应器的设计和处理参数的控制,为改进污水处理厂的处理策略等提供更多的理论基础和依据.

固定化硝化细菌去除养殖废水中氨氮的研究

用硝化细菌富集培养基摇床驯化污泥 ,选用聚乙烯醇 (PVA)作为包埋载体 ,添加适量粉末活性炭包埋固定化硝化污泥 ,制备固定化小球 ,驯化后处理废水中 NH+4 - N。结果表明 :经 6周驯化后 ,硝化细菌从最初的 13个 / ml增至 2 .7× 10 7个 / m l;混凝沉淀处理可显著降低养殖的化学需氧量 (COD) ,但对 NH+4 - N无影响 ;应用固定化小球结合混凝沉淀处理合成废水 (COD=2 2 1m g/ L,NH+4 - N=40 mg/ L) 2 4h,COD去除率为 86 .4%,NH+4 - N去除率达 99.0 %;处理养殖废水 (COD=2 43mg/ L ,NH+4 - N=45 mg/ L ) 2 4h,COD去除率为 74.9%,NH+4 - N去除率达 82 .5 %。

加气条件下土壤N_2O排放对硝化/反硝化细菌数量的响应

为揭示加气灌溉及不同灌水量处理设施番茄地土壤N2O排放对土壤微生物的响应,于2016年8—12月在日光温室内进行试验,以充分供水的灌水量(W)为基准,设置0.6W、0.8W和1.0W 3个灌水定额,每个灌水定额又设置加气和不加气处理,共计6个处理:0.6W加气(AI0.6)、0.6W不加气(CK0.6)、0.8W加气(AI0.8)、0.8W不加气(CK0.8)、1.0W加气(AI1.0)和1.0W不加气(CK1.0)。结果表明,番茄生育前期,不同灌溉处理的土壤N2O排放通量呈下降的趋势;移植25 d后,N2O气体维持在较低且稳定的排放水平。与不加气处理相比,不同灌水定额的加气处理增加了土壤N2O排放,平均增加了4.7%;且随着灌水量的增加,土壤N2O排放也在增加,平均增加了1.9%,但处理间差异性均不显著(P>0.05)。就番茄全生育期微生物数量均值而言,加气较不加气处理增加了土壤硝化细菌数量,平均增加了2.1%;但加气减小了土壤反硝化细菌数量,平均降低了9.7%(P>0.05)。而随着灌水量的增加,土壤硝化细菌和反硝化细菌数量均逐渐增加(P>0.05)。相关分析表明,土壤N2O排放与土壤水分和土壤温度呈极显著正相关关系(P<0.01),与土壤反硝化细菌数量呈极显著负相关关系(P<0.01)。试验结果为研究设施菜地土壤硝化和反硝化反应过程及氮循环奠定了理论基础。

森林土壤氧化亚氮排放对大气氮沉降增加的响应研究进展

森林土壤N2O来源于土壤氮素的氧化还原反应,硝化、反硝化、硝化细菌反硝化以及化学反硝化是其产生的四个关键过程。当前,氮素富集条件下森林土壤N2O排放存在硝化和反硝化主导作用之争,对大气氮沉降增加的响应模式以及微生物驱动机制尚不清楚。综述了森林土壤N2O来源的稳定性同位素拆分,森林土壤总氮转化和N2O排放对增氮的响应规律,增氮对N2O产生菌群落活性和组成的影响,并指出研究的薄弱环节与未来的研究重点。总体而言,森林土壤N2O排放对大气氮沉降增加的响应呈现非线性,包括初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加三个阶段,取决于森林生态系统"氮饱和"程度。施氮会引起森林土壤有效氮由贫氮向富氮的转变,相应地改变了土壤硝化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成,进而影响土壤N2O排放。由于森林土壤N2O排放监测、土壤总氮转化和N2O产生菌群落动态研究多为独立进行的,难以阐明微生物功能群与N2O排放之间的耦合关系。未来研究应该有机结合15N-18O标记和分子生物学技术,准确量化森林土壤N2O的来源,揭示森林土壤N2O排放对增氮的非线性响应机理。

不同氮肥对水稻根圈微生物生物量及硝化─反硝化细菌的影响

本文采用自行设计根箱,研究了不同形态N肥(硫铵、尿素)施用条件下,植稻模拟生态系统中水稻苗期根圈微生物生物量C、N和亚硝酸细菌及反硝化细菌的动态变化。结果表明:不同N肥处理的水稻根圈土壤中微生物生物量C和N均高于非根圈土壤,而尿素处理又高于硫铵。两组N肥处理的水稻根圈土壤中亚硝酸细菌和反硝化细菌数量也比非根圈土壤高。硫铵处理的根圈亚硝酸细菌数量在施肥后第7天达到高峰;反硝化细菌数量有随时间呈递增现象。而尿素处理的根圈亚硝酸细菌和反硝化细菌均在第11天出现数量高峰。说明水稻根圈有明显的根圈效应,亚硝酸细菌和反硝化细菌的存在,是引起土壤硝化、反硝化气态N损失的潜在动力;对N的生物有效性而言,施用尿素比硫铵具有明显滞后期,有利于土壤N素对植物生长的持续供应,减少N素损失和环境污染。

牛粪堆肥中氮素转化关键菌群的动态变化影响

研究以牛粪为原料,水稻秸秆为调理剂,采用添加木质纤维素复合菌剂和自然堆肥方法相结合进行为期45 d堆肥化处理,探讨堆肥过程中温度、碳素及氮素各形态含量等参数变化,采用最大可能数法(MPN:Most-Probable-Number),测定固氮菌、氨化细菌、硝化和反硝化细菌菌群数量,结合氮素上升趋势进行分析。结果表明,堆肥过程中固氮菌数量在升温期均呈现最低值,进入高温期后数量增加;氨化细菌和反硝化细菌随着堆肥进程,在高温期均出现数量高峰值,随后逐渐减少;硝化细菌与氨化细菌和反硝化细菌作用关系紧密,数量在高温期出现最低值,随后缓慢上升;揭示氮素关键菌群之间相互作用及其保氮功效。

硝化菌与反硝化菌混合培养生物脱氮的研究

从污泥中筛选得到了脱氮效率较高的硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌,测定了其在含氮溶液中的生长曲线,计算得到其反硝化或硝化强度。将所得菌种在好氧条件下于模拟污水中进行混合培养,研究了脱氮效率及影响因素,并与用传统生物序列法进行硝化与反硝化培养脱氮的效果进行了比较。结果表明:混合培养硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌过程中不会累积中间产物,生物脱氮率可达76.7%,较传统序列式脱氮法有显著提高,混合培养过程受pH值和温度的影响较小,是一种简易可行、高效和无污染的生物脱氮方法。

养殖水体氨氮去除的固定化微生物技术

应用固定化技术 ,将富集培养的硝化活性污泥制成固定化小球 ,对固定化小球在不同条件下其硝化活性的影响进行了研究 ;同时 ,采用摇瓶试验比较了固定化小球和悬浮硝化活性污泥对养鳖污水氨氮的处理效果。结果表明 ,固定化小球具有明显抗不利因素的能力 ,降解氨氮的效率稳定 ,对养殖污水氨氮的生物处理具有一定的效果。

变性梯度凝胶电泳在环境微生物生态学中的应用

PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,已被广泛应用于环境生态学中微生物群落多样性、动态性分析和功能细菌的跟踪。本文综述了PCR-DGGE技术的基本原理,不同DNA提取方法的比较,不同PCR方式的比较及其在环境生态学中研究微生物群落多样性、环境中微生物群落变化的动态监测、硝化菌-反硝化菌和硫酸还原菌(SRB)的动态分析和监测等领域中的应用,并对该技术自身存在的局限性和应用前景进行了评价。

固定化硝化细菌去除水体中氨氮的研究

研究了以聚乙烯醇(PVA)为骨架载体,添加适量的添加剂,利用活性炭吸附硝化细菌,采用包埋法制作固定硝化细菌小球,去除水体中氨氮的方法.通过实验,发现1%的海藻酸钠(占PVA的凝胶百分比),4%SiO2,0.3%CaCO3作为添加剂,PVA包埋硝化细菌的成球效果较好,小球表现有较佳的机械强度以及传质性能.同时用正交实验确定了在PVA质量浓度为10%,活性炭含量占PVA凝胶的2%,交联时间32h及包菌量的值为1∶2的情况下,包埋的固定化小球去除氨氮的效率最高,42 h就可以达到80%以上,去除氨氮效率强.

包埋微生物载体的结构与性能研究

对凝胶包埋型硝化菌载体LQ-1的溶胀-扩散性能、力学性能、硝化性能及储存性能等进行了全面考察,载体内部形成了互相贯穿的5μm左右的通孔结构,85%压缩比时压缩强度达0.48 MPa,10 min扩散进程完成95%以上,25℃时4 h氨氮去除量为58.1 mg/L,5℃时硝化菌以较低工作效率状态存活,储存45 d硝化性能保持率在90%以上。

黄土高原旱塬区陇东苜蓿草地N_2O释放动态及微生物驱动因子的研究

在甘肃庆阳黄土高原,采用静态箱-气相色谱法测定了3年龄陇东苜蓿草地不同物候期的N2O释放通量,采用最大或然数法（MPN）测定了土壤0～30 cm硝化细菌和反硝化细菌数量,探讨旱区紫花苜蓿草地N2O释放规律与其土壤微生物的关系。结果表明：（1）3年龄陇东苜蓿草地年内N2O释放通量在-0.099～0.085 mg·m-2·h-1之间;N2O释放通量在头茬花期和越冬前再生期达到高峰,而二茬再生期和越冬期则处于N2O吸收期,成为N2O贮存库。（2）陇东苜蓿草地亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌数量在不同物候期和土壤层次间存在差异。（3）3年龄陇东苜蓿草地N2O释放通量与土壤水分含量、土壤pH、硝酸细菌和反硝化细菌数量间呈显著正相关线性关系。（4）庆阳黄土高原旱区陇东苜蓿草地是较弱的农业N2O释放源,远低于同类研究和国际释放平均水平。

固定化反硝化菌在低污染水处理中脱氮性能研究

在面源低污染水的原位修复领域,人工湿地生物脱氮过程受温度、p H波动影响以及NO2--N积累抑制反硝化脱氮效果等问题,因此强化系统脱氮性能在实际工程应用中具有重要意义。固定化微生物技术具有环境变化适应能力以及耐毒害能力强等优点。该研究通过分离筛选高效反硝化菌,对其进行DNA序列分析鉴定及其种属和系统发育地位分析,并以包埋法加以固定,考察固定化反硝化菌在不同温度、p H、DO和C/N下的反硝化性能,分析各因素变化对固定化反硝化菌脱氮效果的影响,探究各影响因素对固定化反硝化菌脱氮性能的作用机理,以期为固定化反硝化菌强化人工湿地脱氮性能提供参考。经反硝化能力测定,筛选得到的高效反硝化菌株对NO3--N、TN的去除率分别为98.83%、98.36%,NO2--N积累量仅为0.28mg·L^(-1),24 h内脱氮效率为8.59 mg·L^(-1)·h^(-1),经16S r RNA测序结果表明该菌株与Pseudomonas stutzeri A1501的最大相似度为99.7%。采用PVA、SA为材料包埋固定该菌株,固定化反硝化菌的生物量为15.67 g·L^(-1),颗粒密度为0.93 g·m L^(-1)。通过对固定化反硝化菌处理低污染水的性能研究得知,p H、T、DO的波动对固定化反硝化菌的脱氮效果影响均小于游离反硝化菌,固定化反硝化菌在p H为7,θ为30℃,DO为0.87~1.54 mg·L^(-1),C/N为5时的脱氮效果最好。