MPB和MTB对海水小球藻的抑制作用

研究了哌嗪甲萘醌亚硫酸盐(MPB)和三氨基三嗪甲萘醌亚硫酸盐(MTB)对海水小球藻的抑制作用以及对发光细菌毒性试验分析.结果表明:MPB和MTB对小球藻具有良好的抑制效果而且对环境友好.MPB和MTB在72 h时的半效应质量浓度(EC50)分别为4.28 mg.L-1和6.61 mg.L-1.MPB和MTB对海水小球藻的抑制随着质量浓度和作用时间增加而加强,当达到一定的质量浓度时,MPB和MTB的抑制效果达到饱和.10 mg.L-1以下的MPB和MTB的发光细菌抑光率远远低于30.

厌氧微生物对新疆六中区稠油的降解特性

厌氧微生物作为油藏中微生物的重要组成部分,受到人们越来越多的关注,但是关于对原油的降解效果和降解机制的研究报道较少.对发酵菌富集培养物和产甲烷菌富集培养物作用前后的原油进行色质联用分析,结果表明:产甲烷菌富集培养物作用后的原油,其原油族组成变化明显,饱和烃和胶质相对含量降低,而芳香烃和沥青质相对含量上升,其中正构烷烃的含量有所增加,尤其是大于C22的正构烷烃的含量增加明显,藿烷及其同系物的含量也都有所上升.而发酵菌富集培养物作用后,饱和烃、芳烃以及胶质含量都略有上升,变化最明显的沥青质作用后下降了2%,发酵菌富集培养物降解了原油中的杂环芳烃二苯并噻吩和二苯并呋喃.同时两种富集培养物对二环芳烃的降解作用明显.产甲烷菌富集培养物和发酵菌富集培养物作用后,新疆六中区原油中短链正构烷烃含量相对增加,而长链正构烷烃含量则相对减少,∑nC21-/∑nC22+值由作用前1.033分别下降到1.023和1.015,Pr/Ph的值基本都保持在0.945左右,但是Pr/nC17和Ph/nC18都有所增大.总的来说,产甲烷菌富集培养物对原油的降解作用更明显,两种不同厌氧微生物的富集培养物对原油的作用表现出了一定的选择性.

水稻田中产甲烷菌数量和优势种

采用改良的亨格特(Hungate)厌氧技术,用MPN法和滚管法同时测定水稻不同生育期土壤中的产甲烷菌数量有明显差异,在混合基质中生长的产甲烷菌数量,早稻在分蘖末期数量最高,可达3.6×10^(10)个/克干土;在H_2和CO_2生长的产甲烷菌数量,晚稻在分蘖盛期明显增高,到乳熟期可高达3.1×10^(11)个/克干土;在甲酸钠和乙酸钠基质中生长的产甲烷菌数量,晚稻在分蘖盛期较高,分别达3.7×10~8个/克千土和1.2×10~8个/克干土;在甲醇基质中生长的产甲烷菌数量,晚稻在各生育期差异不显著。不同深度土壤中产甲烷菌数量无显著差异。施用有机肥料在一定程度上可促进产甲烷菌数量的递增。水稻土中占优势的产甲烷菌种群为甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium formicicum)、马氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)和巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)。

厌氧处理构筑物中SRB的生态学

对处理硫酸盐废水过程中，硫酸盐还原菌（SRB）在处理构筑物中的生态学研究进行了综述。着重论述了影响SRB代谢的重要生态因子包括pH值、温度、底物资源、抑制剂等），SRB与MPB和AB对H2和乙酸、VFA等共同底物的竞争利用，并介绍了不同SRB种群对底物的竞争，指出对SRB生态学研究的深入和完善可使硫酸盐废水的处理水平和技术不断提高。

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争 Ⅰ.动力学推定的模型及实验方法

产甲烷菌(MPB)和硫酸盐还原菌(SRB)的竞争是一个有关厌气处理过程生死存亡的重大问题。研究的目的是提供一个明确实际厌气过程中MPB和SRB竞争机理的动力学研究方法。首先,以Monod模型为基准建立了一整套动力学模型用于微生物菌体浓度和诸动力学常数推定。其次,进行包括乙酸和氢气利用MPB和SRB的两系列连续培养及批量实验,为下一步的动力学常数推定及讨论实际厌气过程中MPB和SRB的动力学竞争机理打好基础。

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争 Ⅱ.动力学推定的结果及讨论

根据前文建立的动力学模型及批量实验结果,进行了包括乙酸及氢气利用在内的MPB和SRB的动力学常数的推定。结果显示,以Methanothrix及Methanobacter为种属的乙酸和氢气利用MPB;以Desulfobacter postageix和Desulfovibrior为种属的乙酸和氢气利用SRB分别存在于葡萄糖消化过程中。在反映现实情况的低浓度硫酸根离子条件下,热力学及动力学均占优势的乙酸利用SRB相反完全竞争不过乙酸利用MPB。这是由于对硫酸根离子乙酸利用SRB竞争不过氢气利用SRB的缘故,因为后者(Kg=10.7-13.3 mg/L)具有比前者(Ks=19.5-21.4mg/L)更高的硫酸根离子亲合性。这一结果进一步显示有必要重新评价长久以来一直承担负面角色的SRB的作用。因为如果从有利于厌气过程中甲烷主要产生者-乙酸利用MPB的生长这一角度来看,适量生长的氢气利用SRB能够完全抑止作为对手的乙酸利用SRB的生长以至发挥重大的正面作用。另外,该研究提供的动力学推定方法能简便、快速、准确的推定出微生物菌体浓度和诸动力学常数,对于生物处理的近乎所有过程都具有参考价值。

高浓度硫酸盐废水的厌氧生物处理

对高浓度硫酸盐在废水的厌氧生物处理过程中的各种影响因素进行了综述,着重论述了硫酸盐还原菌的生态学特性,硫酸盐还原菌对产甲烷菌的抑制作用,以及各种高浓度硫酸盐废水的处理工艺。

硫酸盐在厌氧生物过程中的行为 Ⅱ.硫酸盐还原行为及对体系抑制作用机理

采用半连续实验方法,研究了中温厌氧条件下硫酸盐的还原行为及产生抑制作用的机理.实验结果表明,SO_4^(2-)在厌氧体系中被硫酸盐还原菌(SRB)全部或部分还原为硫化物,其还原率与SO_4^(2-)累积加入浓度有关.还原产物的形态与体系中pH值有关,较高的pH值(7.6—8.4)使体系中H_3S含量下降.SO_4^(2-)对厌氧体系的抑制与SO_4^(2-)还原过程中SRB与产甲烷菌(MRB)的底物竞争及还原产物的毒性相关.前者受COD/SO_4^(2-)比值的影响,比值大于7,对厌氧体系只产生轻度抑制作用.而后者与沼气中H_2S含量有直接关系,沼气中H_3S含量小于40mg/L时,基本不产生抑制作用.

关于硫化物抑制厌氧消化的新探讨

采用间歇试验的方法研究了硫化物对厌氧消化的影响。试验结果表明，投加量小于４０ｍｇ／Ｌ时，硫化物促进产气，投加量大于８０ｍｇ／Ｌ时，硫化物抑制产气，并且随硫化物投加量增加抑制增强。硫化物在发酵过程中能以Ｈ２Ｓ的形式随生物气排出，抑制随发酵时间延长逐渐减轻。当硫化物浓度由８０ｍｇ／Ｌ增至９００ｍｇ／Ｌ时，在生长率下降期的平均产气量由９２％减至１０％。

细菌瓶法用于产甲烷菌菌量的测定

在微生物采油(MEOR)研究、废水厌氧生物处理及沼气发酵等领域,产甲烷菌(MPB)菌量的测定目前主要采用的是繁琐的Hungate滚管培养法。为了更准确、简便测定MPB的菌量。推荐使用含有碳源、氮源、磷源及化学脱氧剂等的培养液MPB专用测试瓶。将待测水样注入测试瓶逐级稀释,在30℃或现场温度±5℃培养14 d后,培养液变浑浊并出现气泡表示有MPB生长。MPB的计数按常规细菌瓶法进行。用所推荐的细菌瓶法测定了油田采出液、微生物采油菌剂、污水处理厂厌氧消化池中MPB的菌量,所得结果与Hungate滚管培养法结果相同。与Hungate滚管培养法相比,细菌瓶法生长指示明显、操作简单,效率高。

厌氧复合床处理有机硫染料中间体-对位酯生产废水

通过145天连续流试验,考察厌氧复合床处理对位酯生产废水的可行性。逐步提高进水COD,考察有机负荷(OLR)从0.167 g COD/(L·d)提高到6.68 g COD/(L·d)过程中的处理效果。结果表明在最优的OLR 5.0 g COD/(L·d)的条件下(COD 15000 mg/L),COD去除率达到60%,产甲烷率达到1.23 d-1。增加硫酸盐达到10000 mg/L(COD/SO2-4=1.5),发现硫酸盐还原菌没有受到抑制,产甲烷菌却受到抑制。恢复COD/SO42-至3.58,厌氧系统在1周后完全恢复。有机硫化合物的特性使出水中虽然有硫化物的产生,出水硫酸盐却一直高于进水硫酸盐。

两相厌氧耦合生物脱硫组合工艺处理糖蜜乙醇废水的性能

采用两相厌氧耦合生物脱硫组合工艺处理糖蜜乙醇废水,在启动和运行过程对各处理单元的效能进行了测定分析。结果表明,当进水COD和SO_4^(2-)负荷提升至18~21 kg/(m^3·d)和0.8~1.1 kg/(m^3·d)时,组合工艺的COD和SO42-去除率可分别达到95%~96%和86%~90%,出水中COD、SO_4^(2-)和硫化物含量分别为6 000~6 500、800~850、750~800 mg/L。从各处理单元的运行效能来看,一级厌氧和二级厌氧对COD去除的贡献率分别为86%和11%,同时两者对硫酸盐去除的贡献率分别为90%和7%;而生物脱硫贡献率较小,均在3%左右。由此可见,一级厌氧的处理效能要显著高于二级厌氧。此外生物脱硫单元在高负荷运行条件下的硫化物去除率较低(30%左右),增加曝气量虽然一定程度上可以增加溶氧以及缓解单质硫在陶粒表面的吸附,但同时也可能会影响生物膜的形成和硫细菌的固定,从而造成微生物大量流失。因此如何保证氧气、底物与硫细菌之间的高效传质将是今后需要进一步解决的关键问题之一。

蓝铁矿形成于污泥厌氧消化系统的验证与分析

磷危机"与"水体富营养化"现象随行,致污水磷回收势在必行。最近,在污泥厌氧消化过程中发现了磷回收新产物——蓝铁矿,一种化学稳定性很强、回收用途极为广泛、经济价值更高的磷酸盐化合物。鉴于此,通过试验验证污泥厌氧消化条件下,Fe^(3+)生物还原至Fe^(2+)、与污泥释放的PO_4^(3-)反应生成蓝铁矿的可行性以及所需环境条件与限制因素。结果显示,Fe^(3+)在厌氧消化过程中会被异化金属还原菌(DMRB)还原为Fe^(2+),与污泥细胞裂解释放出的PO_4^(3-)可以生成蓝铁矿,含量高达204 mg/g DS。进言之,碳酸盐(MCO_3)不会干扰蓝铁矿生成。Fe^(3+)被生物还原时,DMRB会与产甲烷菌(MPB)争夺电子供体(有机物),一方面会抑制厌氧消化产甲烷(CH_4),另一方面,Fe^(3+)也提供了MPB所必需的Fe元素,可刺激酶活,反而能促进产CH_4过程;Fe^(3+)对产CH_4过程的综合影响为促进作用。

乙醇对硫酸盐还原-甲烷发酵效率影响的研究

针对硫酸盐还原菌(SRB)、产酸菌(AB)和产甲烷菌(MPB)的生态位特征,采用两级厌氧与循环气提吹脱工艺,以蔗糖和乙醇为有机底物(COD为6000 mg.L-1),在不同COD/SO42-时分别研究了底物中乙醇浓度对硫酸盐还原、有机物去除和甲烷发酵效率的影响,以及系统的硫化物吹脱效果和最佳回流率.结果表明,乙醇的添加可以促进SO42-还原,并使COD/SO42-降低产生的竞争性抑制作用减弱,SRB、AB和MPB菌群处于良好的协同代谢状态.乙醇/SO42-从0提升至2后系统的处理效率明显改善,COD/SO42-为12、6和4时的SO42-还原率分别由7.7%、8.1%、14.1%提高为84.7%、87.6%、82.5%,COD去除率由83.3%、76.5%、69.6%提高为92.8%、93.5%、89.7%,CH4/COD由225.7、204.6、178.6 mL.g-1提高至278.5、253.7、236.1mL.g-1.系统经10倍回流水稀释及气提吹脱30%~55%的硫化物后,硫化物浓度分别低于27.8、38.4、52.4 mg.L-1,有效地抑制了H2S的毒性作用.但回流率偏大(20倍)使底物浓度梯度过低,SO42-还原率下降;回流率偏低(5倍)使污泥床无法充分膨胀,COD去除率降低.

对乙酰氨基苯磺酰氯生产废水的UASB处理及硫酸盐的影响

采用UASB处理以甲醇为有机溶剂的对乙酰氨基苯璜酰氯(p-ASC)生产废水。通过逐步减少HRT,考察有机负荷(OLR)从2.0 g COD/(L·d)逐步提高到24.0 g COD/(L·d)过程中反应器处理效果的变化。结果表明,在最优的OLR 7.0 g COD/(L·d)的条件下,p-ASC和COD的去除率分别能达到76%和100%。虽然进水没有硫酸盐,但是出水却有硫化物和硫酸盐的产生。进一步保持最优的OLR条件下的HRT(0.45 d)不变,逐步增加进水p-ASC浓度到1 100 mg/L,产甲烷菌没有发现受到抑制。持续增加进水硫酸盐浓度到3 000 mg/L,发现硫酸盐还原菌没有受到抑制,但是产甲烷菌却受到抑制,最后减少硫酸盐浓度到1 000 mg/L,厌氧系统在1周后几乎完全恢复。

蓝铁矿形成要素探究:涉及细菌对乙酸的亲和性

蓝铁矿是继鸟粪石后又一种被关注的高含磷量磷酸盐化合物。不同的是,蓝铁矿只能在污泥厌氧消化过程中形成,且需要污泥中含有足量的三价铁(Fe3+)。有关蓝铁矿的研究目前又到了趋之若鹜的程度,但是蓝铁矿形成的关键制约因素仍未完全明晰。为此,通过序批式厌氧消化反应探究了厌氧消化系统中铁还原细菌(DMRB)与产甲烷菌(MPB)对共同基质——乙酸的竞争关系,以确定蓝铁矿的形成是否会因MPB消耗乙酸而被影响(共性问题)。结果发现,两种微生物对挥发性脂肪酸(VFAs)确实存在底物竞争关系,因DMRB对乙酸的亲和系数比MPB低约1个数量级,使其在竞争中立于不败之地。因此,MPB并存并不会明显影响Fe3+还原速率及蓝铁矿形成。然而,蓝铁矿大量形成会减少甲烷(CH4)产量,平衡二者关系应为后续研究重点。

天然和水热合成针铁矿对有机物厌氧分解释放CH_4的影响

以乙酸钠为碳源,通过序批式实验研究了天然和水热合成针铁矿对铁还原菌-甲烷菌厌氧微生物生化系统中CH4释放量的影响.通过对实验过程中气体组分、溶液中总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、Fe2+等主要组分的分析测定和固体产物的X-射线衍射(XRD)分析,结合对矿物的比表面(BET)、XRD、X-射线荧光光谱(XRF)分析表征,探讨了针铁矿在铁还原菌存在下对有机物厌氧消化产CH4的影响和作用机制.利用修正Gompertz方程对累计产CH4和CO2量进行拟合.结果表明,与对照实验组相比,添加针铁矿能使CH4累计释放量提前60～78 d达到最大值,并且能有效降低CO2释放量达30%～67%,添加水热合成针铁矿较之天然针铁矿更能促进CH4释放和减少CO2释放;固体产物分析表明添加针铁矿促使菱铁矿形成固定部分CO2.