降解苯胺和氯苯胺类污染物好氧污泥颗粒化及微生物种群结构分析

以序批式气提生物反应器(SABR)为平台,研究了苯胺和氯苯胺类有毒有机废水处理过程好氧污泥颗粒化。结果表明,通过缩短污泥沉降时间、逐步提升目标污染物进水负荷,反应器连续运行3个月,最终在污泥沉降时间5min、COD负荷1.0~3.6kg/(m3.d)、苯胺和氯苯胺负荷1kg/(m3.d)条件下实现污泥颗粒化,COD、苯胺和氯苯胺去除率分别稳定在90%、99.9%以上;获得的成熟好氧颗粒粒径在0.45~2.5mm,SOUR稳定在150mgDO/(gVSS·h)以上,颗粒污泥EPS中PN含量为28.0±1.9mg/gVSS,PN/PS比值为6.5mg/mg,苯胺类比降解速率达0.18g/(g·d);应用PCR-DGGE分子指纹图谱技术分析了稳定运行的颗粒化反应器内好氧污泥微生物种群结构,结果表明好氧颗粒内主要细菌分属β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria及Flavobacteria等类群,优势菌为Pseudomonas sp.、Flavobacterium sp.;与已获得的降解氯苯胺好氧颗粒相比,苯胺存在下培养获得的好氧颗粒污泥微生物菌群结构更为丰富。     

厌氧反应器中颗粒污泥的培育及应用研究进展*

厌氧生物处理技术因其具有有机负荷高、污泥产量低、能耗低等优点被广泛应用于各种废水处理中。厌氧颗粒污泥具有沉降性能好、微生物浓度高、有机负荷高等优点,极大地提高了废水处理效率。尤其在处理含高氨氮废水中,厌氧颗粒污泥的形成对反应器的高效生物脱氮至关重要。但到目前为止,厌氧反应器中的颗粒污泥形成及废水处理效果还缺乏系统的认识。鉴于此,总结了厌氧反应器中颗粒污泥的形成机制,分析了影响厌氧反应器中颗粒污泥形成的因素,论述了厌氧反应器中厌氧颗粒污泥生长的模拟,最后介绍了厌氧颗粒污泥在国内外的主流应用。厌氧反应器中颗粒污泥的形成是综合因素影响的结果,对影响厌氧颗粒污泥形成的每个因素都需要认真对待,可为在厌氧反应器中颗粒污泥的培育和应用提供理论指导和技术支撑。     

厌氧颗粒污泥微生物群落结构与功能的研究进展

厌氧颗粒污泥(anaerobicgranularsludge,AnGS)是由多种功能微生物组成的自固定化聚集体，具有容积负荷高、工艺简单、剩余污泥产量低等优点，在废水处理领域中显示出巨大的技术和经济潜力，被认为是一种很有前景的低碳废水处理工艺。本文系统总结了近年来厌氧颗粒污泥微生物结构和功能的研究成果，从微生物学角度讨论了厌氧颗粒污泥形成及稳定的影响因素，并对今后厌氧颗粒污泥的研究进行了展望，以期为后续厌氧颗粒污泥技术的深入研究和实际工程应用提供参考。     

废水处理中群体感应调控行为研究进展

群体感应是微生物在繁殖过程中分泌一些特定的信号分子,当信号分子浓度达到一定阈值后,可以调控某些基因表达,从而实现信息交流的现象.群体感应调控着生物膜形成、公共物质合成、基因水平转移等一系列社会性行为,广泛存在于各类微生物信息交流中.活性污泥、生物膜和颗粒污泥等生物聚集体广泛存在群体感应现象,了解和认识群体感应与微生物之间的调控行为,对于废水处理具有重要意义.本文综述了感应信号分子的分类、群体感应调控机制,群体感应在活性污泥、生物膜、好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥等废水处理中的调控行为的研究进展,并对废水处理中群体感应的研究进行了展望,以期为深入理解废水处理中群体感应调控行为提供参考.     

酰基高丝氨酸内酯(AHLs)介导群感效应在好氧颗粒污泥中的研究进展

虽然好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge,AGS)具有沉降性能好、高效脱氮除磷以及抗冲击负荷等优点,但是该技术仍然存在颗粒化进程缓慢及容易解体等技术瓶颈.因此,如何克服上述瓶颈是实现好氧颗粒污泥技术在实际污水处理推广的关键.近年来,酰基高丝氨酸内酯(Acyl Homoserine Lactone...     

Anammox反应器启动过程中颗粒污泥性状变化特性

以厌氧颗粒污泥作为接种物,通过185 d的运行,成功启动了上流式厌氧氨氧化污泥床(Upflow anaerobic sludge blanket,UASB)反应器。反应器的进水氨氮与亚硝氮浓度分别提升至224 mg/L和255 mg/L,容积氮去除速率提升至3.76 kg/(m3·d)。采用红外光谱、扫描电镜和透射电镜等对厌氧氨氧化颗粒污泥的性状进行观察,发现颗粒污泥在启动过程中经历了污泥颗粒裂解到污泥颗粒重组的过程,且厌氧氨氧化颗粒污泥表面含有丰富的官能团,说明厌氧氨氧化颗粒污泥可能具有良好的吸附性能。采用宏基因组测序的方法对启动前后颗粒污泥的生态结构进行分析,发现原接种污泥优势菌群(变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门)丰度大幅减少,厌氧氨氧化菌所属的浮霉状菌门丰度则由1.59%提升到23.24%。     

高活性厌氧颗粒污泥稳定性及基质代谢和种间氢转移的研究

选择了几种废水形成的厌氧污泥,进行了稳定性、基质代谢及种间氢转移的研究.颗粒化的污泥对盐、pH、酶作用、温度、压力等外界条件影响有一定的抗性,在丙酸代谢中,丙酸对颗粒污泥抑制浓度可达1000mg/L,而絮状污泥在500mg/L就被明显抑制,并比较了两者的最大比产甲烷速率和氢酶活性,在种间氢转移实验中,乙醇对颗粒污泥的抑制浓度比絮状污泥要高,颗粒污泥在各方面的性能都明显优于絮状污泥,还对颗粒污泥的物理特性及保存方式进行了初步研究.     

基于热水解的高效污泥厌氧消化技术研究进展

污水处理厂产生的大量剩余污泥,是目前困扰市政工程的主要问题之一,对其进行减量化、稳定化、无害化和资源化是污泥处理处置的核心任务。厌氧消化技术是目前最广泛使用的污泥处理工艺之一,但厌氧消化技术受到污泥低水解速率的制约。基于热水解的高效污泥厌氧消化技术不仅打破传统厌氧消化的水解限速,还在改善污泥流变特性和化学特性、提高污泥厌氧消化效率和新兴污染物的去除等方面有着明显的优势。综述了热水解预处理对污泥特性和对系统中新兴污染物去除特性的影响,总结了目前的研究成果并展望了发展前景,指出工艺运行条件的进一步优化和经济可行性的系统评价是其推广使用的重要支撑。     

造纸废水处理过程中浮游动物的生态演替规律

采用序批式反应器驯化活性污泥处理造纸废水,观察颗粒污泥的形成过程及浮游动物的变化.结果显示:在污泥驯化初期污泥颗粒化程度低,COD去除能力不高,鞭毛虫纲(Mastigophora)最早出现,随后出现肉足纲(Sarcodina)生物;污泥驯化中期,污泥颗粒化程度增加,污水处理能力提高,以纤毛虫类(Ciliata)为主;污泥驯化稳定期,处理能力达到最大值,污泥颗粒化完成,固着型纤毛虫--钟虫(Vorticella)的出现和增长,标志着活性污泥的成熟.其次,在反应器运行过程中,如果运行条件发生改变或出现异常,如负荷增加、pH异常、营养缺乏等,系统内浮游动物及其活动情况也会发生有规律的变化.     

成熟厌氧颗粒污泥的结构及其特征*

厌氧序批式反应器〈AnaerobicSequencingBatchReactorASBR〉在处理啤酒废水过程中 ,能形成厌氧颗粒污泥。文中采用扫描电子显微镜和荧光显微镜技术对成熟厌氧颗粒污泥的结构及微生物群落等进行跟踪观察 ,结果显示 ,颗粒污泥结构复杂 ,细菌以微群落形式分布 ,其中产甲烷菌占一定比例。同时也探讨了厌氧颗粒污泥的形成机制。     

工业化废水处理反应器污泥总DNA提取方法

根据工业化废水处理反应器污泥特性,对常规的溶菌酶-SDS-酚/氯仿环境样品总DNA提取方法进行改进,增强样品预处理,强化细胞裂解,提高杂质去除效率,获得了一种工业化污泥总DNA提取的通用方法,并采用该方法对石家庄若干实际运行的工业化厌氧、好氧反应器的污泥样品进行了总DNA提取研究.结果表明,该方法对所选污泥样品均有效,具有普适性.提取的污泥总DNA杂质含量少,纯度高,A260/A280在1.8左右;提取效率较高.总DNA产率都在0.7 mg/g以上,最大产率可达0.85 mg/g.所提取的污泥总DNA可以直接作为模板进行PCR反应,PCR产物直接进行变性梯度凝胶电泳(DGGE),能够得到较好的DGGE谱图,表明该方法提取的污泥总DNA样品可满足后续分析研究的要求.     

厌氧颗粒污泥的超微结构分析

目的：通过透射电镜对厌氧污泥颗粒内部结构进行系统的分析,研究其中微生物的生态情况及分布特征。方法：对颗粒的表面、1／3、1／2等特征部位处进行超薄切片,在透射电镜下观察并分析。结果：厌氧颗粒污泥由多种微生物但主要是丝状菌、杆状菌和球状菌组成。这些菌群整体上以混栖分布的形式存在,菌体密度从外向内看由密变疏,呈递减式的梯度分布。结论：厌氧颗粒污泥是一个微生态系统,不同类型的细菌种群在系统中相互依存,形成互营共生体系,有利于细菌对有机物的降解。透射电镜下对于污泥颗粒内不同层面中的菌群生态及分布情况的观察非常直观,十分有利于了解各菌群之间的生态关系。因此,采用透射电镜技术是研究厌氧污泥颗粒一种好方法。     

厌氧E-MBR反应器在焦化废水处理中的微生物特性研究

【目的】将厌氧的膜生物反应器(MBR)与微生物燃料电池(MFC)耦合的厌氧电辅助膜生物反应器(E-MBR)应用于实际工业焦化废水处理。【方法】通过正交实验优化了反应器进水的培养条件为PO_4~(3–)14.3 mg/L、Fe~(2+)0.2 mg/L、Fe~(3+)0.1 mg/L、Co~(2+)0.1 mg/L和Mn~(2+)0.2 mg/L。在此条件下考察了该反应器对系统中有机污染物的去除效率及厌氧污泥的污泥特性、产电性能、胞外聚合物(EPS)、微生物群落结构及膜污染的影响。【结果】结果表明,与未优化的培养条件相比,工业焦化废水COD的去除率提高了23%;污泥浓度(MLSS)、比重、沉降速度增加,污泥体积指数(SVI)降低,表明污泥颗粒化及沉降性能提高;污泥中溶解性EPS (SMP)、松散态EPS (LB-EPS)及紧密结合态EPS (TB-EPS)这3种组分中的蛋白质与多糖的比例(P/C)分别降低0.12、0.25和0.16,表明污泥更易于被降解;厌氧污泥的产电性能增强;高通量分子测序结果表明,反应器中污泥的群落结构发生了明显的变化,优势菌群突出;经扫描电镜(SEM)对比结果表明,反应器阴极膜的污染情况也得到了一定的减缓。【结论】优化进水培养条件可以达到使反应器污水处理效率提高、清理周期缩短和运行更稳定等效果,对于工业废水处理技术的节能环保方面提供一定的理论依据。     

低温污水生物处理技术研究现状与展望

我国绝大多数地区冬季污水处理能力降低,处理成本增加,进而影响周边环境,危害人类健康。总结了近年来国内外学者对低温污水生物处理技术的研究成果,以不同形态污泥(絮状污泥、厌氧颗粒污泥和好氧颗粒污泥)为出发点展开分析,通过对不同形态污泥的优缺点的对比,展望了低温污水生物处理技术的发展前景。     

采油废水模拟处理系统中酵母菌群落结构动态初步解析

本研究建立好氧活性污泥的模拟体系处理经过物化预处理的采油废水, 控制温度等条件接近实际运行体系的情况下, 考察系统COD去除率和污泥体系中酵母菌多样性变化。结果显示系统稳定后COD去除率在70%以上; 利用非培养的方法考察了污泥中酵母菌在系统启动和稳定后的多样性变化, 结果表明酵母菌在采油废水处理系统中有较高的多样性和稳定性; 原水中具有较高的酵母菌多样性, 并在系统稳定过程中呈现逐渐增加的趋势。表明酵母菌可以在活性污泥系统中稳定存在, 同时酵母菌等真核微生物在烃类污染物去除和环境治理上具有一定的研究和应用 价值。     

厌氧氨氧化工艺的应用现状和问题

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)工艺因其高效低耗的优势,在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景。在过去的20年中,许多基于ANAMMOX反应的工艺得以不断研究和应用。预计到2014年末,全球范围内的ANAMMOX工程将会超过100座。综述了各种形式的ANAMMOX工艺,包括短程硝化-厌氧氨氧化、全程自养脱氮、限氧自养硝化反硝化、反硝化氨氧化、好氧反氨化、同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化耦合、单级厌氧氨氧化短程硝化脱氮工艺。对一体式和分体式工艺运行条件进行了比较,结合ANAMMOX工艺工程(主要包括移动床生物膜,颗粒污泥和序批式反应器系统)应用现状,总结了工程化应用过程中遇到的问题及其解决对策,在此基础上对今后的研究和应用方向进行了展望。今后的研究重点应集中于运行条件的优化和水质障碍因子的解决,尤其是工艺自动化控制系统的开发和特殊废水对工艺性能影响的研究。     

pH、温度和癸酸对厌氧颗粒污泥产甲烷毒性关系的研究

在间歇培养中研究了癸酸对UASB反应器厌氧颗粒污泥的产甲烷毒性,并考察了pH、温度和癸酸抑制的关系。结果表明,癸酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性有强烈的抑制,对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性产生50％抑制的浓度为1．9mmol/L。pH影响癸酸在液相中的存在形式,pH越低,游离癸酸比例越大,对厌氧颗粒污泥的抑制越严重。高温条件下癸酸使厌氧颗粒污泥的结构变得松散,对厌氧颗粒污泥产甲烷毒性较中温和低温条件下严重。     

导电碳颗粒促进污泥厌氧消化及微生物种间电子传递的研究进展

添加导电碳颗粒能够促进厌氧消化过程稳定性、底物降解率以及产沼气品质的同步提高。本文总结了以活性炭和生物炭为代表的导电碳颗粒对城市污泥厌氧消化的影响,探讨了导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的机理,阐述了导电碳颗粒介导的微生物直接种间电子传递(Directinterspecies electrontransfer,DIET)在强化污泥厌氧消化中的作用机制,分析了复杂厌氧消化体系中微生物DIET互营关系的研究现状,同时对导电碳颗粒的物理化学特性及其对污泥厌氧消化产甲烷的影响进行了分析,最后对未来导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的研究进行了展望。     

高活性厌氧颗粒污泥微生物特性和形成机理的研究

选择了几种生产废水和人工配水形成的厌氧颗粒污泥,进行了其微生物形态,特性和组成研究.成熟的颗粒表面电镜扫描观察表明,产甲烷索氏丝状菌是形成颗粒的主要细菌,在生长的后期相互缠绕形成拟颗粒状的菌团;八叠球菌在颗粒形成的初期也起到了一定的作用.本研究对人工配水颗粒污泥形成五阶段的污泥微生物组成和运行特点,以及“241”网状中空载体核对细菌的粘附作用等进行了初步观察.讨论了厌氧颗粒污泥形成必要的条件.     

球形红细菌污泥颗粒化及降解氯苯

投加絮凝剂是促使微生物快速形成污泥颗粒的一种有效手段,通过研究在不同絮凝剂下生成的生物絮体的形态和沉降性能,推荐选用聚合氯化铝(PAC)作为促进光合细菌球形红细菌形成污泥颗粒的絮凝剂。PAC的最佳投加量范围为140-160mg/L,其中,PAC投加量150mg/L时,促进污泥颗粒化的效果最好。考察球形红细菌污泥颗粒降解氯苯的环境条件,结果表明球形红细菌污泥颗粒降解氯苯的最佳条件为好氧、pH7.0、30°C。