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Effects of solution conditions on the physicochemical properties of stratification components of extracellular polymeric substances in anaerobic digested sludge 被引量:5
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作者 Dongqin Yuan Yili Wang 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第1期155-162,共8页
The composition and effects of solution conditions on the physicochemical properties of the stratification components of extracellular polymeric substances (EPS) in anaerobic digested sludge were determined. The tot... The composition and effects of solution conditions on the physicochemical properties of the stratification components of extracellular polymeric substances (EPS) in anaerobic digested sludge were determined. The total EPS in anaerobic digested sludge were extracted by the cation exchange resin method. Another EPS extraction method, the ceutrifugation and sonication technique was employed to stratify the EPS into three fractions: slime, loosely bound (LB)-EPS, and tightly bound (TB)-EPS from the outside to the inside of the anaerobic digested sludge. Proteins and polysaccharides were dispersed uniformly across the different EPS fractions, and humic-like substances were mainly partitioned in the slime, with TB-EPS second. Protein was the major constituent of the LB-EPS and TB-EPS, and the corresponding ratios ranged from 54.0% to 65.6%. The hydrophobic part in the EPS chemical components was primarily comprised of protein and DNA, while the hydrophilic part was mainly composed of polysaccharide. In the slime, the hydrophobic values of several EPS chemical components (protein, polysaccharide, humic-like substances and DNA) were all below 50%. The protein/polysaccharide ratio had a significant influence on the Zeta potentials and isoelectric point values of the EPS: the greater the protein/polysaccharide ratio of the EPS was, the greater the Zeta potential and the higher the isoelectric point value were. All Zeta potentials of the EPS showed a decreasing trend with increasing pH. The corresponding isoelectric point values (pH) were 2.8 for total EPS, 2.2 for slime, 2.7 for LB-EPS, and 2.6 for TB-EPS. As the ionic strength increased, the Zeta potentials sharply increased and then gradually became constant without charge reversal. In addition, as the temperature increased (〈 40℃), the apparent viscosity of the EPS decreased monotonically and then gradually became stable between 40 and 60℃. 展开更多
关键词 anaerobic digested sludge extracellular polymeric substances stratification components physicochemical properties solution conditions
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胞外聚合物(EPS)构成的影响因素分析 被引量:42
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作者 曹秀芹 赵自玲 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期420-424,471,共6页
污水生物处理系统中污泥胞外聚合物EPS对系统性能变化起到重要的作用,其含量反映污泥中微生物特性及构成的变化,并进而影响到污泥特性和系统的处理效果。但由于EPS影响因素众多,因而目前尚缺乏标准的分析方法。文中对EPS的影响因素进行... 污水生物处理系统中污泥胞外聚合物EPS对系统性能变化起到重要的作用,其含量反映污泥中微生物特性及构成的变化,并进而影响到污泥特性和系统的处理效果。但由于EPS影响因素众多,因而目前尚缺乏标准的分析方法。文中对EPS的影响因素进行综合分析,其中影响因素主要包括废水基质以及工艺运行条件如污泥负荷、溶解氧、停留时间等,并对不同的EPS提取方式及其组分测定方法进行了比较分析。随着人们对EPS及其作用认识的不断深入,必将对污水生物处理系统处理效果的有效控制起到重要的推动作用。 展开更多
关键词 胞外聚合物(EPS) 废水基质 工艺条件 提取方法
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低氮胁迫对蛋白核小球藻生化组分和絮凝性能的影响 被引量:3
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作者 赵艳 汪成 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期489-497,共9页
【目的】蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)蛋白含量高,富含各种必需氨基酸和多种营养保健因子,2012年被我国增列为新资源食品。本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为材料,研究低氮胁迫对自养和兼养来源的藻细胞生化组分和... 【目的】蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)蛋白含量高,富含各种必需氨基酸和多种营养保健因子,2012年被我国增列为新资源食品。本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为材料,研究低氮胁迫对自养和兼养来源的藻细胞生化组分和絮凝性能的影响,为开发应用提供技术支撑。【方法】分别以BG11基本培养基和BG11添加10 g/L葡萄糖接种培养蛋白核小球藻,获得自养和兼养来源的种子藻细胞。以BG11基本培养基中18 mmol/L硝酸钠为正常供氮对照,设置硝酸钠水平为3、6、9 mmol/L的低氮胁迫培养基。种子藻细胞培养14天后,分别采用干重法、脂染色法测定藻细胞干重生物量和总脂含量;蛋白和淀粉含量的测定采用紫外分光光度法;用三维荧光光谱分析藻细胞胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组分和含量。【结果】1)自养与兼养来源的蛋白核小球藻在低氮胁迫处理下均能生长,自养来源藻细胞更能迅速感应低氮胁迫的条件变化,转接后第1天即开始快速生长。四个胁迫处理中,以硝酸钠6 mmol/L组藻细胞干重和油脂含量最高。该低氮胁迫培养4天后,所有藻细胞样品生长到达稳定期,此时自养与兼养来源的藻细胞干重分别为2.56 g/L和4.62 g/L,藻细胞油脂含量分别为15.5%和39.3%,与正常对照组(硝酸钠18 mmol/L)相比均显著增加。2)低氮胁迫处理能提高蛋白核小球藻的油脂产率。其中6 mmol/L胁迫处理4天后,兼养藻细胞油脂产率最高,达到129.56 mg/(L·d),同比是自养来源藻细胞的7.95倍。3)兼养组藻细胞胞内外蛋白、淀粉(多糖)初始含量显著高于自养组。藻细胞油脂、蛋白、淀粉含量在低氮胁迫处理培养2天或3天内均显著下降,之后低氮胁迫组藻细胞胞内外蛋白含量持续下降,细胞油脂与胞内淀粉含量开始回升,在第4天出现明显的拐点。4) 6 mmol/L低氮胁迫处理4天后,自养来源藻细胞中,对藻细胞絮凝有促进作用的蛋白类色氨酸物质含量比对照组增加40.3%,兼养来源藻细胞蛋白类色氨酸物质和对藻细胞絮凝有抑制作用的胡敏酸和富里酸类腐殖酸物质的含量分别为对照组的83.6%、74.8%和54.8%。兼养和自养组藻细胞自絮凝率分别为78.5%和80.3%,均比对照组显著提高。【结论】自养与兼养来源的蛋白核小球藻对低氮胁迫处理的响应存在差异,藻细胞生化组分含量变化受培养基供氮水平和培养时间的影响。低氮胁迫通过影响藻细胞促进和抑制藻细胞自絮凝的生化组分的比例,显著提高其收获期的自絮凝率。针对供试藻种,以硝酸钠6 mmol/L低氮胁迫处理4天对蛋白核小球藻的油脂产率和絮凝性能的提升效果最佳。 展开更多
关键词 蛋白核小球藻 低氮胁迫 生化组分 胞外聚合物 絮凝
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低水力负荷下好氧颗粒污泥的特性及胞外聚合物关键组分对该污泥稳定性的影响 被引量:3
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作者 付尧 暴瑞玲 +2 位作者 顾文卓 严晓菊 吴娟 《净水技术》 CAS 2017年第2期11-18,共8页
使用一种快速启动SBAR反应器培养好氧颗粒污泥,在此基础上研究污泥颗粒化过程与解体过程中好氧颗粒污泥的特性、反应器对污染物的去除效果以及三种胞外聚合物(EPS)关键组分含量的变化对颗粒污泥稳定性的影响。结果表明:(1)在低水力负荷... 使用一种快速启动SBAR反应器培养好氧颗粒污泥,在此基础上研究污泥颗粒化过程与解体过程中好氧颗粒污泥的特性、反应器对污染物的去除效果以及三种胞外聚合物(EPS)关键组分含量的变化对颗粒污泥稳定性的影响。结果表明:(1)在低水力负荷条件下,通过缩短沉淀时间、改变进水基质浓度等措施,反应器在92 d时完全形成淡黄色、小粒径、不规则形状的颗粒污泥;同时完全颗粒化后,SVI保持在50mL/g以下,MLSS保持在4.0g/L以上。(2)在144 d的运行时间内,反应器对COD的去除率均在91.18%以上,出水COD浓度均在50 mg/L以下;而TP的处理效果波动较大,去处率在49.25%~99.22%;除启动过程外,反应器对NH_4^+-N的去除效果达到80%以上。(3)颗粒污泥中溶解型EPS(S-EPS)、松散结合型EPS(LB-EPS)的含量较少且变化不明显,而紧密结合型EPS(TB-EPS)中的蛋白质(PN)在颗粒污泥的形成与解体过程中变化明显,当维持在35~40 mg/g MLSS时,颗粒污泥可以保持稳定。 展开更多
关键词 胞外聚合物(EPS) 好氧颗粒污泥 稳定性 变化特性
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基于分离预处理的城镇污泥原位资源化技术分析 被引量:3
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作者 王学科 陈北洋 +4 位作者 周保卫 穆童 张春苗 杨再威 汪诚文 《华电技术》 CAS 2021年第12期23-28,共6页
结合污水处理厂生产运行情况,增加污泥分离预处理工序段,并耦合国内主流污泥处理技术,可补足现有工艺短板,实现污泥的高效精准资源化利用。通过破坏污泥中的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)降低污泥黏性,实现对污... 结合污水处理厂生产运行情况,增加污泥分离预处理工序段,并耦合国内主流污泥处理技术,可补足现有工艺短板,实现污泥的高效精准资源化利用。通过破坏污泥中的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)降低污泥黏性,实现对污泥有机物、无机盐类和砂组分的分离。分离后污泥有机物质量分数高于75%,热值稳定在12 MJ/kg以上,用作生物质燃料可自持燃烧;或无需添加辅料即可符合污泥堆肥的要求;或用作厌氧发酵沼气产量可提升至96.0 mL/g,且沼液浓度低,处理相对简单。分离出的铝铁盐可用作污水处理厂絮凝剂进行化学除磷,磷盐可回收作为园林绿化用磷肥原料,砂组分经脱水及自氧化干化后可用作建筑基材。 展开更多
关键词 污泥 分离预处理 胞外聚合物 有机组分 无机金属盐 原位资源化
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Occurrence,distribution,and potential influencing factors of sewage sludge components derived from nine full-scale wastewater treatment plants of Beijing,China 被引量:3
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作者 Xu Wang Meiyan Li +1 位作者 Junxin Liu Jiuhui Qu 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第7期233-239,共7页
Millions of tons of waste activated sludge(WAS) produced from biological wastewater treatment processes cause severe adverse environmental consequences. A better understanding of WAS composition is thus very critica... Millions of tons of waste activated sludge(WAS) produced from biological wastewater treatment processes cause severe adverse environmental consequences. A better understanding of WAS composition is thus very critical for sustainable sludge management. In this work, the occurrence and distribution of several fundamental sludge constituents were explored in WAS samples from nine full-scale wastewater treatment plants(WWTPs) of Beijing, China. Among all the components investigated, active heterotrophic biomass was dominant in the samples(up to 9478 mg/L), followed by endogenous residues(6736 mg/L),extracellular polymeric substances(2088 mg/L), and intracellular storage products(464 mg/L)among others. Moreover, significant differences(p 〈 0.05) were observed in composition profiles of sludge samples among the studied WWTPs. To identify the potential parameters affecting the variable fractions of sludge components, wastewater source as well as design and operational parameters of WWTPs were studied using statistical methods. The findings indicated that the component fraction of sewage sludge depends more on wastewater treatment alternatives than on wastewater characteristics among other parameters. A principal component analysis was conducted, which further indicated that there was a greater proportion of residual inert biomass in the sludge produced by the combined system of the conventional anaerobic/anoxic/oxic process and a membrane bioreactor. Additionally, a much longer solids retention time was also found to influence the sludge composition and induce an increase in both endogenous inert residues and extracellular polymeric substances in the sludge. 展开更多
关键词 Wastewater treatment plant Waste activated sludge Sludge component Solids retention time extracellular polymeric substances Principal component analysis
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混合白腐真菌的固定化及其在治理铅污染废水中的应用 被引量:1
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作者 毛轩雯 李逸雯 +9 位作者 姜小羽 王颜和 吴楠 蒋云杰 刘粤 游薇 王婷舒 肖茵翠 方芳 刘鹏 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期283-302,共20页
【目的】为缓解重金属废水污染对全球食品安全和人类健康的威胁,降低铅(plumbum,Pb)在土壤及动植物体内的积累,借助固定化技术提高菌株的重金属去除效率。【方法】以白腐真菌(white rot fungi)为实验材料,通过混菌兼容性及铅离子(Pb^(2... 【目的】为缓解重金属废水污染对全球食品安全和人类健康的威胁,降低铅(plumbum,Pb)在土壤及动植物体内的积累,借助固定化技术提高菌株的重金属去除效率。【方法】以白腐真菌(white rot fungi)为实验材料,通过混菌兼容性及铅离子(Pb^(2+))去除能力筛选出吸附效果好且兼容性优的复合菌种,探究最优混菌类型及其比例,优化菌球最佳固定化助剂配方,在此基础上深入探究菌球在实际应用中的最优吸附条件。【结果】黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、云芝(Coriolus versicolor)、凤尾菇(Lentinus sajor-caju)和平菇(Pleurotus ostreatus)4种菌株兼容效果佳,可进行后续实验;其中云芝和凤尾菇以体积1:1混合后对Pb^(2+)去除效果显著优于各单菌作用;固定化条件优化实验中,20.0 g/L海藻酸钠、15.0 g/L生物炭和2.0×10^(6)个/mL白腐真菌组成混菌体系,辅以二氧化硅及沸石制得的固定化菌球在96 h Pb^(2+)去除率为90.63%,且制得的固定化菌球机械强度高,耐受机械剪切力强;环境条件优化实验中,固定化菌球投加量为8.35 g/L、pH 5.64时,96 h Pb^(2+)去除率可达97.45%;本固定化菌球吸附-解吸-再吸附后可重复利用7次并保持高效Pb^(2+)去除能力。【结论】固定化白腐真菌混合菌株相较传统的单菌处理方式能够显著提高微生物利用率及含铅废水处理效率,在适宜的条件下短时间内可极大程度吸附废水中的Pb^(2+),减轻重金属污染物造成的环境生态威胁,因此将固定化白腐真菌混合菌株应用于重金属废水修复领域对推进环境保护事业具有重要意义。 展开更多
关键词 铅污染 白腐真菌 混菌固定化 胞外聚合物组分变化
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活性污泥胞外聚合物(EPS)的分层组分及其理化性质的变化特征研究 被引量:40
8
作者 袁冬琴 王毅力 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3522-3528,共7页
针对活性污泥的胞外聚合物(EPS),采用阳离子交换树脂(CER)法和离心/超声波法对总EPS和分层EPS(由外至内依次为slime,LB-EPS,TB-EPS)分别进行提取,测定EPS中多糖(PS)、蛋白质(PN)和DNA的含量,并对各EPS溶液的理化特性随溶液条件的变化特... 针对活性污泥的胞外聚合物(EPS),采用阳离子交换树脂(CER)法和离心/超声波法对总EPS和分层EPS(由外至内依次为slime,LB-EPS,TB-EPS)分别进行提取,测定EPS中多糖(PS)、蛋白质(PN)和DNA的含量,并对各EPS溶液的理化特性随溶液条件的变化特征进行了探讨.结果表明,EPS的化学组分(PS、PN和DNA)在TB-EPS层中含量最高,其亲水性组分的含量高于疏水性组分,但PN的疏水比高于PS.各层EPS中PS/PN的值对其Zeta电位和等电点有重要的影响.其中,PS/PN越高,各层EPS的Zeta电位越小,分层EPS的等电点越高.各种EPS溶液pH的增加导致其Zeta电位基本呈下降趋势,对应的等电点分别为pH总EPS=2.9、pHslime=2.2、pHLB-EPS=2.3、pHTB-EPS=1.3.离子强度的增加可以导致EPS溶液的电导率呈直线上升,对应的Zeta电位却迅速增加然后趋于稳定,但并未出现电位逆转现象.此外,升高温度(<40℃)可以降低各种EPS溶液的表观黏度,并在40~60℃之间时逐渐趋于稳定. 展开更多
关键词 活性污泥 胞外聚合物 分层组分 理化性质 变化特征
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反硝化生物滤池生物膜胞外聚合物空间分布特征 被引量:9
9
作者 周晓黎 孙迎雪 +1 位作者 石娜 田媛 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期2836-2844,共9页
研究了上流式反硝化生物滤池(DNBF)生物膜胞外聚合物(EPS)的空间分布特征,EPS的空间结构及组成对基质在生物膜内的传质作用有较大的影响,进而影响反硝化反应的进程和DNBF的脱氮效果。结果表明,沿水流方向生物膜EPS含量呈先升高后降低的... 研究了上流式反硝化生物滤池(DNBF)生物膜胞外聚合物(EPS)的空间分布特征,EPS的空间结构及组成对基质在生物膜内的传质作用有较大的影响,进而影响反硝化反应的进程和DNBF的脱氮效果。结果表明,沿水流方向生物膜EPS含量呈先升高后降低的变化趋势,在滤料层中间段为最高(56.14 mg·g^(-1))。将生物膜EPS分为悬浮型与附着型(包括溶解型、松散附着型和紧密黏附型)进行分层分析,发现每个分层的蛋白质含量均高于多糖含量;悬浮生物膜EPS中的多糖含量高于其他分层;溶解型和松散附着型生物膜EPS中的多糖含量高于紧密黏附型生物膜EPS。三维荧光光谱分析表明,悬浮生物膜EPS中所含主要物质为溶解性微生物分解副产物类,附着生物膜中,溶解型和松散附着型生物膜EPS包含酪氨酸类、色氨酸类蛋白质以及溶解性微生物分解副产物类蛋白质,紧密黏附型生物膜EPS主要包含溶解性微生物分解副产物类蛋白质。傅里叶红外光谱解析表明,羧基、酰胺基、羟基等是EPS中的主要基团。 展开更多
关键词 生物滤池 生物膜 脱氮 胞外聚合物 有机物组分
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活性污泥胞外多聚物提取方法的比较 被引量:11
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作者 孙秀玥 唐珠 杨新萍 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期3306-3313,共8页
活性污泥污水处理系统中胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对污染物的去除及污泥的絮凝、沉降和脱水性能都有着重要作用,影响活性污泥工艺的运行稳定性,然而不同的提取方法可能导致EPS组分、数量有显著差异,直接影响... 活性污泥污水处理系统中胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对污染物的去除及污泥的絮凝、沉降和脱水性能都有着重要作用,影响活性污泥工艺的运行稳定性,然而不同的提取方法可能导致EPS组分、数量有显著差异,直接影响相关实验结果.本文采用离心法提取溶解型和疏松型EPS后,采用文献经常报道的8种物理、化学方法提取紧密型EPS(tightly bound EPS,TB-EPS),研究TB-EPS数量及多糖、蛋白质、核酸等成分含量并进一步分析TB-EPS的基团组成,也分析了TB-EPS中15种元素含量.结果表明,8种方法中,加热法提取TB-EPS组分数量较多,对污泥微生物细胞破坏程度低,且在EPS提取过程不引入外源物质,是一种较为合适的EPS提取方法.阳离子树脂法对TB-EPS中芳香族蛋白质和腐殖酸类物质有较好的提取效果,Na OH法对富里酸类物质提取效果较好.物理法对TB-EPS红外光谱的官能团种类无明显影响,但化学法对TB-EPS官能团种类影响较显著,TB-EPS具有不同的特征吸附峰.总体上,化学法提取的TB-EPS中元素含量高于物理法.研究者应根据实验目的,选取适宜的EPS提取方法;或者建立EPS提取的标准方法,有助于实验结果间的比较. 展开更多
关键词 活性污泥 胞外多聚物 提取 组分 元素
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