棉秆沼气发酵生物预处理及接种物的驯化

通过多代淘汰的方法,筛选了一组稳定高效的棉秆降解复合菌系-MEG复合菌系。将该菌系接入棉秆,静置处理7d后进行沼气发酵,其产气量较未经预处理的提高了25%。变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析结果表明,生物预处理后棉秆沼气发酵系统的细菌群落结构多样性较未经预处理的丰富。同时,比较了采用6种驯化方法获得的接种物对棉秆沼气发酵日产气量和累积产气量的影响,结果表明,采用河底泥、臭水沟泥、工厂废水底泥、荷塘底泥、湖底泥等5种污泥混合后驯化的活性污泥可作为棉秆沼气发酵的有效接种物,其沼气发酵的日产气量和累积产气量均较单种污泥驯化的接种物高。     

趋磁细菌培养及用于吸附分离贵重金属离子

生物吸附是有效处理含较低浓度重金属离子废水的廉价方法之一。本文通过对污水处理厂活性污泥的富集和培养, 经过分离、纯化活性污泥中的细菌, 最终得到了趋磁细菌MTB-11s。通过16S rDNA鉴定, 菌株MTB-11s属于代尔夫特菌属。对趋磁细菌的生物吸附性能进行了研究, 实验结果表明, 趋磁细菌MTB-11s对不同金属离子具有选择吸附特性, 其对银离子的吸附表现为快速过程, 温度对其吸附性能的影响较小, pH值为4?8时吸附率较高; 随着干菌浓度的增加, 吸附率不断升高, 最终趋于平稳; 随着银离子初始浓度的增加, 吸附率呈现先升高后降低的趋势。在菌量充足或金属离子浓度较低时, 铜、钴离子的存在能促进银离子的吸附, 其他范围则表现为竞争吸附。     

纳米氧化铈作用下活性污泥胞外聚合物及溶解性微生物产物特性

【目的】纳米氧化铈作为一种应用普遍的人工纳米材料,其生物毒性和环境效应得到了越来越多的重视。尝试从微生物代谢产物的角度,解读纳米氧化铈对活性污泥微生物的影响规律和过程。【方法】在实验室活性污泥系统中投加不同质量浓度纳米氧化铈,研究纳米氧化铈短期作用下微生物胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物产物(SMP)这两类主要的微生物代谢产物含量和组分的变化规律。【结果】短期作用下,EPS和SMP的总量都随着纳米氧化铈浓度的增加而增加。低浓度纳米CeO_2不会导致活性污泥中松散型胞外聚合物(LB-EPS)、紧密型胞外聚合物(TB-EPS)含量和组分的显著改变。高浓度纳米CeO_2(25 mg/L以上)作用下TB-EPS含量和组分不受影响,而LB-EPS中多糖和蛋白质为抵抗纳米CeO_2毒性而增多。EPS分层组分含量显著提高,且LB-EPS的增幅显著高于TB-EPS增幅。当纳米氧化铈浓度为50 mg/L时,相较于空白对照组,蛋白质和多糖增幅分别达到35.18%和46.57%。当纳米氧化铈超过25 mg/L以上时,SMP不仅出现蛋白质,多糖和腐殖酸的含量也明显增加。【结论】SMP中蛋白质的产生,可能会与纳米材料相结合,以减小纳米材料的毒性。当纳米氧化铈浓度较低时,EPS的吸附作用会抵制其进入细胞内,当纳米氧化铈浓度较高时,刺激细胞产生更多EPS吸附纳米CeO_2,形成更厚的外部屏障层保护细胞。EPS和SMP的共同作用,构成了微生物细胞对纳米CeO_2的毒性抵抗机制。     

来源于Micrococcus luteus的复苏促进因子异源表达及其对活性污泥中休眠细菌的促生长作用

【背景】复苏促进因子(Resuscitation promoting factor,RPF)是由某些放线菌分泌的一类活性蛋白质,最初在Micrococcusluteus中被发现。它不但能够复苏休眠细菌恢复生长,而且对正常的细菌也有促生长效果。然而关于RPF对于环境样品中除原始宿主以外细菌的复苏促进作用研究还鲜有报道。【目的】以寻找新的菌种资源、开发环境功能菌角度研究了RPF对环境样品中潜在休眠菌群的复苏促进作用。【方法】首先对来源于Micrococcus luteus IAM 14879的RPF(Ml RPF)蛋白序列进行生物信息学分析和同源模建;随后克隆了Ml RPF编码基因并在大肠杆菌中异源表达;最后利用重组Ml RPF对活性污泥样品中潜在的休眠细菌开展了复苏促生长研究。【结果】Ml RPF在进化树上处于单独分支,远离其它RPF家族成员;模建结构分析表明Ml RPF具有与C型溶菌酶相似的催化结构域,这有助于解释RPF家族蛋白具有溶解酶活性;重组Ml RPF在大肠杆菌中获得了可溶性表达,它能够促进休眠态M. luteus IAM 14879生长,保留了其生理活性;利用重组Ml RPF从某污水厂活性污泥样品中分离获得了Dietzia、Paracoccus、Rhodococcus和Brevundimonas菌株。【结论】为环境样品中微生物多样性研究及特殊微生物资源的发掘提供新的方法,也为基于Ml RPF的废水生物强化处理技术研发提供理论依据。     

荧光定量PCR监测五氯酚对好氧颗粒污泥和活性污泥中氨氧化细菌数量的影响

通过特异引物扩增环境中氨氧化细菌16S rDNAV2保守区域,将该片段克隆到T-easy载体上,PCR产物经测序和定量PCR扩增体系鉴定,证实PCR扩增产物为氨氧化细菌16S rDNA保守序列,以含该序列的重组质粒作为定量PCR监测氨氧化细菌数量的DNA标准品。用荧光定量PCR技术比较了五氯酚(PCP)对好氧颗粒污泥和活性污泥中氨氧化细菌数量的影响。结果表明,不加PCP的反应器中,好氧颗粒污泥和活性污泥中氨氧化细菌的数量分别为4.28×107±5.44×106cells/(g干污泥)和2.51×109±8.61×108cells/(g干污泥)。随着PCP浓度的增加(0~50mg/L),PCP对氨氧化细菌数量的影响不大(P>0.05),而且,污泥中氨氧化细菌的数量与氨氮的去除率无直接的正相关关系(P>0.05),PCP主要是抑制氨氧化细菌的代谢活性导致污泥氨氮去除效率降低。     

N+离子注入活性污泥辅助处理焦化废水的初步研究

利用离子束对活性污泥进行不同剂量的辐照处理。分析测定了辐照前后活性污泥的废水处理效果、性能参数与污染负荷的变化。结果表明离子束照射剂量在40×2.6×1013N /cm2~200×2.6×1013N /cm2时,污泥浓度、30 min沉降后的污泥沉降比、污泥指数和活性污泥增长率均略低于对照。40×2.6×1013N /cm2以上的辐照剂量即会导致污泥增长率下降,特别当剂量达到200×2.6×1013N /cm2时,污泥量出现负增长(-1.2%和-2.00%)。N 离子注入的单位活性污泥氨氮、化学需氧量去除率均有提高,在辐照剂量40×2.6×1013N /cm2~160×2.6×1013N /cm2时,处理效果随辐照剂量增加有增强趋势。酚的单位活性污泥处理能力明显优于对照,在辐照剂量为160×2.6×1013N /cm2时系统处理率达到99.76%。     

低能N^＋注入对活性污泥生物活性的影响

在研究不同剂量的N 注入活性污泥细菌存活率与注入剂量的关系的基础上,研究了低能N 注入活性污泥生物活性的变化规律。低能N 注入活性污泥细菌的剂量存活曲线呈典型的“马鞍形”曲线,20 keV,60×1014N /cm2离子注入活性污泥细菌的存活率在0.3左右。20×1014、60×1014和100×1014N /cm2三个剂量的变异均呈现“几乎所有变异为负突变,且突变谱狭窄”的分布特点,这在单一菌株的诱变研究中非常罕见。3种单剂量注入的混合样品的变异特点仍和单剂量注入的相近,没有出现正向突变率提高的现象。     

两株苯酚降解茵的分离及降解特性的初步研究

从南昌钢铁公司焦化污水处理厂的活性污泥中分离出64株能降解苯酚的细菌,通过耐受性试验从中筛选出2株降解活性较高的苯酚降解菌,编号为F-38和F-64。研究表明：F-38和F-64都为G-菌,苯酚浓度越高,生长延滞期越长;两株菌降解苯酚基本发生在对数期,其对苯酚降解适宜条件为温度30％,pH值8-9,通气有利于苯酚的降解。     

利用餐厨垃圾循环半连续厌氧发酵产氢研究

利用餐厨垃圾采用半连续厌氧发酵进行产氢的研究。实验结果表明以高温(100℃)预处理15 min的厌氧活性污泥为种泥,在温度37℃,pH 6.0左右,较宽的稀释率(1.0~4.0 d-1)范围内,均能较好的实现厌氧发酵产氢。在稀释率D=2.4 d-1下,流出液中乙醇、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的质量分数分别为5.6%、29.6%、5.4%、58.5%和0.9%,产氢过程属于典型的丁酸型发酵,最终氢气的体积分数可达60%,氢气的产生速率为5.49 m3/(m3.d)。将厌氧发酵液相产物作为稀释液返回到反应器中,反应器的产氢能力大幅度的提高,当回流比R=0.8时,最大产氢速率可达10.9 m3/(m3.d),最终氢气的含量可达65%,厌氧发酵反应器的产氢能力提高了约130%。     

PCR-DGGE法用于活性污泥系统中微生物群落结构变化的解析

应用PCR- DGGE方法,对在相同的操作条件下分别用低温菌和常温菌接种的两套活性污泥系统中的微生物群落结构的动态变化进行了追踪。研究结果表明:由于工艺和操作条件相同,两系统的微生物群落结构的相似性随着运行时间的增加而增加。PCR- DGGE方法可以在一定程度上反应出系统以及操作条件对微生物群落结构变化的影响