胞外聚合物、Ca^(2+)及pH值对生物絮凝作用的影响

应用阳离子交换树脂从活性污泥中提取了胞外聚合物(EPS),考察了EPS、Ca2+及pH值对生物絮凝作用的影响.结果表明,当pH≥7.5, EPS≥70mg/L,[Ca2+]≥300mg/L时,有利于生物絮体的形成.通过正交试验,得出pH值、EPS和[Ca2+]对生物絮体形成综合影响的回归方程: h浊度= -901.70+97.35pH+1.96[Ca2+]+9.08EPS-0.11pH[Ca2+]-0.91pHEPS-0.02[Ca2+]EPS+0.0021pH[Ca2+]EPS.回归分析表明,pH值对生物絮体形成影响最显著,其次是EPS和Ca2+.

不同泥龄下活性污泥絮体性状的研究

采用序批式反应器对不同泥龄下污泥絮体的化学性状(胞外聚合物成分及含量)、物理性状(表面电荷)、形态性状(粒度分布、分形维数)等进行了对比研究.结果表明:泥龄对胞外聚合物总量及各组分含量的影响规律并不明显;多糖/蛋白质愈大,污泥絮体表面电负性愈强;污泥絮体的平均粒径随泥龄的延长呈逐渐减小的趋势,且粒度分布愈来愈均匀;不同泥龄下,污泥絮体形态结构亦不相同,泥龄短时,絮体表面粗糙,结构开放疏松;泥龄长时,絮体表面平滑,结构紧凑;随着泥龄的增大,絮体分形维数逐渐增加.由于不同泥龄下所表现出的污泥絮体性状的差异,直接影响了污泥的絮凝和沉降性能.

剩余活性污泥胞外聚合物对水中Cd^(2+)和Zn^(2+)的吸附效能

以占剩余活性污泥质量80%的胞外聚合物(extracelluar polymeric substances,EPS)作为新型吸附剂,考察了pH、EPS投加量和吸附时间对其在水中吸附Cd2+与Zn2+的性能的影响,以达到剩余活性污泥的资源化利用.结果表明:Cd2+和Zn2+的最佳吸附条件为:pH=6,EPS的最佳投加量分别为375mg/L和250 mg/L,Cd2+和Zn2+的吸附率分别达到36%和51%.EPS对Cd2+和Zn2+的吸附过程均可分为两个阶段,分别在90 min和60 min时达到吸附平衡.离子共存实验发现,EPS对Cd2+的选择吸附性强于Zn2+;Freundlich和Langmuir方程均可描述EPS在常温下吸附Cd2+的热力学过程;而Zn2+的吸附等温线与Langmuir方程拟合更好.拟合系数显示,EPS对Zn2+的吸附稳定性、吸附能力和亲和力均比对Cd2+的吸附强.表明剩余活性污泥EPS作为吸附剂前景广阔,具有更深的研究价值.

微生物胞外聚合物对重金属镉的解毒作用及红外光谱分析

为探索微生物胞外物在微生物对重金属的抗性和去除过程中的作用,比较分析了对重金属镉具有不同抗性和去除率的菌株SCSE425-7和SCSE709-6胞外物的产生情况和菌株的红外光谱谱图。结果表明,在含镉条件培养时,菌株SCSE425-7表现了较高的镉抗性,分泌了相对较多的可溶性胞外多糖;而菌株SCSE709-6镉抗性较SCSE425-7低,但镉的生物去除性能较好,分泌了更多不可溶胞外聚合物。这说明,在重金属毒性胁迫下,微生物分泌的可溶性胞外多糖可能有助于提高微生物对重金属的抗性,而不可溶性胞外聚合物有助于重金属的微生物吸附。菌株红外光谱分析结果表明不可溶胞外聚合物上的酰胺基和羧基是其吸附镉离子的主要官能团。

活性污泥胞外聚合物提取方法及其絮凝性能研究

采用水浴法、蒸汽法、硫酸法、甲醛-NaOH法对曝气池活性污泥的胞外聚合物(EPS)进行提取,测定了蛋白质和DNA含量,以评价提取效果和对细胞的破坏程度。实验结果表明,蒸汽法提取的EPS蛋白质含量为1 175.00 mg/g,提取效率高、操作简单,是一种较好的提取方法。在废水pH为3、EPS加入量为5 mL、CaCl_2加入量为7.0 mL的条件下,EPS对模拟黏土矿尾矿水的絮凝率为86.66%。

几种放线菌处理后对猪粪中主要病原菌和恶臭产生菌的影响研究

采用室内培养方法,研究评估了细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、抗生链霉菌(Streptomyces antibioticus)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus)三种放线菌及其组合对猪粪中主要病原菌的影响,并对其体外的抑菌作用机理进行了初步探讨。结果表明,接菌处理能有效减少猪粪中的沙门氏菌(Salmonella spp.)、病原性大肠埃希氏菌(Escherichia coli O157)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter spp.)、单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenos)的数量。与对照组相比,单独添加细黄链霉菌组后猪粪中空肠弯曲杆菌的数量从3.1×101cfu·g-1降至不可检测。放线菌胞内外活性混合物质的体外抗菌试验的结果显示,不管是单独处理还是几种放线菌的复合处理都对供试的大肠杆菌、梭菌、优杆菌、沙门氏菌、病原性大肠埃希氏菌、空肠弯曲杆菌、单核细胞增生李斯特氏菌表现出一定程度的抑制作用,在抑菌能力方面,单独添加细黄链霉菌的效果优于其他各组。

自然水体生物膜优势菌种胞外聚合物对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附规律

研究了长春南湖水生物膜上优势菌种的胞外聚合物对金属Pb2+和Cd2+的吸附规律及影响吸附的因素。结果表明,两种金属在胞外聚合物上的吸附均遵守Langmuir和Freundlich热力学方程。当Pb2+和Cd2+共存时,两种金属的吸附量均减小。

一种直接从生物膜中萃取细胞外高分子有机物的方法

引言 生物膜(biofilm)是由微生物、细胞外高分子有机物(EPS)和惰性物质构成的多孔介质.最近研究发现,EPS的组成和含量不仅影响生物膜的内部结构和微生物活性,而且对基质在膜内的传质机理也有较大影响[1,5].

曝气池活性污泥胞外聚合物对Pb^(2+)和Zn^(2+)的吸附研究

以曝气池活性污泥提取的胞外聚合物(EPS)作为吸附剂,研究了吸附时间、pH、EPS投加量以及Pb2+、Zn2+共存等因素对其吸附Pb2+、Zn2+的规律.结果表明:随着时间的延长,去除率不断增加,分别在30 min和60 min达到吸附平衡;随着pH值的上升和EPS投加量的增加,去除率先上升后下降,当pH为6时,对应Pb2+和Zn2+去除率最大分别为52.17%和39.83%;当Pb2+、Zn2+共存时EPS对Pb2+、Zn2+去除率均有所降低,且胞外聚合物对Pb2+的选择吸附性强于Zn2+.

内导流EGSB处理淀粉废水的工艺及污泥性质研究

内导流膨胀颗粒污泥床(EGSB)处理高浓度淀粉废水过程中,对反应器内颗粒污泥床的性质变化进行研究。结果表明:内导流EGSB有很好的CODCr去除效果,在水力停留时间为24h,进水CODCr为18 890mg/L时,反应器的CODCr平均去除率为80.4%。内导流EGSB反应器由于增加了导流板,微生物可以更好地利用自身产气的动力作用,在水力负荷为3.55m3/(m2.h),产气量为5.96L/h时的污泥床膨胀率比产气量为2.77L/h时高9.5%。反应器内污泥平均粒径由0.51mm增加到1.66mm,当污泥活性未受到破坏时,颗粒污泥比产甲烷活性与胞外多聚物呈正相关。

软水中EPS对铜管/硅酸盐体系溶解性铜释放影响

以海藻酸钠模拟水体中的EPS,研究了软水体系中海藻酸钠对铜管/硅酸盐体系缓蚀效果的影响.结果表明,当有低浓度海藻酸钠存在时,体系中的溶解性铜浓度显著增加,且老化1a的铜管溶解性铜释放浓度明显高于老化3a和10a的铜管,释放溶解性铜浓度大小顺序为c1a>c3a>c10a;但随着海藻酸钠浓度的增加,老化1a的铜管的溶解性铜释放浓度增加,而3a和10a铜管的溶解性铜释放浓度减小,表明水体中EPS的存在降低硅酸盐对铜管的缓蚀效果.在pH值7.5和海藻酸钠为16mg/L条件下,不同停留时间溶解性铜释放呈现逐渐增加-降低-逐渐增加的趋势,表明海藻酸钠、硅酸盐、铜离子和管壁进行了复杂的相互作用.在低pH值条件下,海藻酸钠对铜管溶解性铜释放影响更加显著,随着pH值增加和铜管老化时间延长,其溶解性铜释放浓度降低,表明海藻酸钠对溶解性铜释放影响降低.

曝气池活性污泥胞外聚合物对Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)的吸附研究

[目的]研究曝气池活性污泥胞外聚合物对Pb2+、Zn2+、Cu2+的吸附能力。[方法]以曝气池活性污泥提取的胞外聚合物(EPS)作为吸附剂,研究了吸附时间、pH、EPS投加量、不同初始金属浓度以及Pb2+、Zn2+、Cu2+3种金属离子共存等因素对其吸附Pb2+、Zn2+、Cu2+的规律。[结果]吸附时间对EPS吸附Pb2+、Zn2+、Cu2+的影响均为随着时间的延长,去除率不断增加,分别在30、60和20 min处达到吸附平衡。pH对其的影响均表现为在酸性条件下随着pH的上升,去除率先上升后又下降,当pH=6时,去除率均达最大,分别为52.17%、39.83%和65.45%,之后去除率均随pH的升高先下降后上升。随着EPS投加量增加,Pb2+的去除率先增大后降低,其吸附量呈逐渐下降的趋势;Zn2+的去除率和吸附量均逐渐减少,而Cu2+的去除率和吸附量均逐渐增加。随着初始金属离子浓度的增加,EPS对Pb2+、Zn2+、Cu2+的吸附量均逐渐增加,而去除率均逐渐减小。3种金属离子共存时,EPS对Pb2+的去除率随着EPS投加量的增加先增加后降低,Zn2+的去除率是逐渐降低的,Cu2+的去除率先降低后上升,当EPS投加量>17 ml后,Cu2+的去除率远远高于Pb2+和Zn2+。[结论]该研究为含重金属废水处理提供理论依据。

磺胺类抗生素与胞外聚合物作用的热化学机制

本研究利用等温滴定微量热技术获得了胞外聚合物和磺胺类抗生素的相互作用的热力学参数,探索了其作用机制.结果表明,胞外蛋白和磺胺二甲基嘧啶(SMZ)强烈结合,结合过程由疏水相互作用驱动的熵作为主要驱动力.结合强度显著地受p H和离子强度的影响.在pH为6.8的近中性条件下,EPS和SMZ的结合反应最有利,且构象变化最大.离子强度对EPS和SMZ之间的相互作用有明显的影响.该研究的结果表明,活性污泥中存在的EPS对抗生素的迁移转化有显著影响.

胞外多聚物对污泥的调理

采用NaOH法、加热法、蒸汽法、离子交换法4种方法分别提取啤酒厂的剩余活性污泥的胞外多聚物(EPS),并研究其絮凝性能及对污泥的调理作用。结果表明NaOH法提取剩余污泥的EPS絮凝率45.4%,EPS能改善污泥沉降性能,且NaOH法提取的EPS可以使污泥的比阻下降15.2%,加快污泥的过滤速度,从而利于污泥的脱水性能。

碳纳米管对活性污泥胞外聚合物的吸附特性研究

以单壁碳纳米管(SWNTs)为吸附剂,系统地研究了其对活性污泥胞外聚合物(EPS)的吸附特性。结果表明,SWNTs能够快速吸附EPS,当吸附剂投加量为0.9 g/L时,吸附在20 min即可达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学模型。吸附等温线能较好地用Langmuir吸附等温模型来描述,最大单分子吸附量为123.577 mg/g。pH值对吸附有较大影响,最佳吸附pH范围为5～7。

胞外聚合物(EPS)的检测及受金属离子胁迫作用的研究进展

胞外聚合物(EPS)是细胞外由微生物分泌的一种三维空间的大分子聚合物,其在污水生物处理系统中具有重要的作用.胞外聚合物具有一定吸附性能,使其在污水净化、环境治理方面有一定优势,既能吸附有机混合物,又能吸附无机金属离子,有很好的解毒作用.生物膜中一些金属离子的存在会对胞外聚合物产生相关影响,如Cu2+、Pb2+、Ni2+、Al3+等.对于胞外聚合物的提取,有高速离心法、加热法、EDTA法、NaOH法、超声法、CER法等,不同提取方法会对胞外聚合物的组分产生较大的影响.文章从胞外聚合物的性能、金属离子对胞外聚合物的影响、胞外聚合物的提取方法以及变化特征等方面阐述EPS的研究进展.

胞外聚合物对生物污泥电渗透脱水特性的影响

污泥脱水是污水处理过程中重要的单元操作,其脱水程度直接关系到污泥后续的处理成本及资源化利用价值。电渗透脱水技术对于机械难脱水的污泥是非常有效的,但由于受污泥性质及其他因素的影响,其应用受到很大的限制。通过对城市污水厂生物污泥进行厌氧培养,考察了污泥胞外聚合物(EPS)的组成及分布对污泥电渗透脱水行为的影响。结果表明,EPS中蛋白质与多糖的比值与电渗透脱水后污泥最终的含水率呈正相关性;当蛋白质与多糖的比值为3.6时,污泥电渗透脱水后的含水率从75%降到58%;且当污泥表面电荷值较负(-0.92 meq/gDS)即污泥絮体之间结合力较弱时,污泥电渗透脱水后的含水率较低,污泥脱水性能较好。

排水管道沉积物中胞外聚合物的提取及检测方法研究

排水管道沉积物中的微生物及其分泌物EPS对管网淤积问题具有一定的影响。为此,考察并筛选了排水管道沉积物中EPS的提取及检测方法,并验证了所选方法的可行性。结果表明,苯酚-浓硫酸法测定多糖浓度的最佳反应条件是先加5%苯酚再加浓硫酸,然后90℃水浴加热15 min;加热法能在有效保护细胞结构的同时,获得较高的EPS提取效率,是一种较为温和且有效的沉积物EPS提取方法。加热法所提取EPS的三维荧光图谱及其含量能够反映管道沉积物的抗冲刷特性,因此所提出的EPS提取及检测方法具有可行性。

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响。结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 m L/g,氨氮去除率为93.15%和75.43%,COD去除率在90%以上,SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优。

脊髓ERK—CREB信号通路在吗啡依赖大鼠戒断反应中的作用

目的评价脊髓背角神经元细胞外信号调节激酶-cAMP反应元件结合蛋白（ERK-CREB）信号通路在吗啡依赖大鼠戒断反应中的作用。方法健康雄性SD大鼠，体重200～250g，2月龄。经枕骨大孔行鞘内置管，取置管成功的50只大鼠，采用随机数字表法，将其随机分为5组（n=10）：对照组（C组）、吗啡依赖组（MD组）、吗啡戒断组（MW组）、U0126组和二甲基亚砜组（DMSO组）。皮下注射吗啡10mg／kg，2次／d，隔天每次增加10mg／kg，至第6天末次注射50mg／kg，建立吗啡依赖模型。末次注射后4h，MW组、U0126组和DMSO组腹腔注射纳洛酮激发吗啡戒断反应。给予纳洛酮前30min时，U0126组和DMSO组分别鞘内注射U0126（溶于10ulDMSO中）150btg和DMSO10ul。于注射纳洛酮后1h内行戒断反应评分和促诱发痛评分，注射纳洛酮后1h处死大鼠，取脊髓组织，分别采用免疫组织化学法和Westernblot法测定脊髓背角磷酸化ERK（p-ERK）和磷酸化CREB（p-CREB）的表达。结果与c组比较，MW组脊髓背角p-ERK和p-CREB表达上调（P〈0．05）；与MD组比较，MW组、U0126组和DMSO组戒断反应评分和促诱发痛评分升高（P〈0．05）；与MW组比较，U0126组戒断反应评分和促诱发痛评分降低，脊髓背角p-ERK和p-CREB表达下调（P〈0．05），DMSO组上述指标差异无统计学意义（P〉0．05）。结论脊髓背角神经元ERK—CREB信号通路参与了吗啡依赖大鼠的戒断反应。