好氧活性污泥体系中磺胺类抗生素生物降解的研究进展

磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)是一类被广泛应用于医疗和畜禽养殖的抗菌药物,但其在人和动物肠道中的可降解性较差,会通过人及畜禽粪便和尿液的排放进入污水处理系统。目前,污水处理厂中的好氧活性污泥(Aerobic activated sludge,AAS)被证实能够有效转化SAs。文中基于对国内外文献的调研,总结了好氧活性污泥体系中SAs生物降解的研究进展,对生物降解机理、主要的生物降解途径和影响降解效率的环境因素进行了梳理与回顾,并针对现有研究的不足提出展望,以期为优化污水处理厂中SAs的生物降解提供科学依据。     

工程纳米材料对污水生物处理影响的研究进展

工程纳米材料因其独特的物理化学性质被广泛应用于生产和生活中,但其潜在的风险正逐渐引起越来越多研究者的关注。目前国内外的研究主要探讨了工程纳米材料对模式微生物的毒性效应,但是对污水处理微生物的潜在影响尚缺乏系统和完整的报道。因此,本文综述了常见纳米材料对污水生物处理的影响,如碳、氮、磷的去除、甲烷化以及功能微生物种群结构演变等;同时还探讨了两种削减纳米银颗粒毒性的途径。综述内容为深入研究纳米材料对污水生物处理的潜在影响奠定了重要的理论基础。     

药物类新污染物的微生物降解机制研究进展

环境微生物作为自然界中主要的分解者蕴含着丰富的遗传和代谢多样性,在有机污染物降解中发挥着重要作用。药物被持续不断地释放到环境中,其环境暴露、环境风险和对人体健康的潜在影响已得到广泛关注。研究药物在环境中的微生物降解过程对于药物的环境命运、药物的环境风险评估和药物污染去除技术的开发等具有重要价值。本文重点综述了目前环境中常检出药物的微生物降解途径及其分子机理,总结了目前药物微生物降解研究领域的进展,最后探讨了药物的微生物降解领域未来的研究趋势。     

污水生物处理中的噬菌体及其功能研究进展

污水生物处理是一种利用微生物分解污水中的污染物、实现污水净化的方法。噬菌体是侵染细菌的病毒,在污水生物处理系统中广泛存在,它们能够特异性地控制微生物菌群,影响污水处理效果和调控污泥性状。因此,研究污水生物处理中噬菌体的分布及其功能具有重要意义。本文介绍了不同污水生物处理中噬菌体的分布,简要分析了噬菌体分离、培养与鉴定方法及其优缺点,详细总结了噬菌体在污水生物处理中的功能,包括:(1)调节微生物群落结构,影响污水处理效果;(2)作为环境监测的指示生物;(3)控制病原菌、污泥膨胀、污泥发泡和膜污染;(4)减少污泥产量,重点分析了影响噬菌体功能的因素,探讨了污水生物处理中噬菌体功能应用存在的问题及其解决方法,最后对噬菌体未来应用的发展方向进行了展望,以期为污水生物处理技术和工艺的开发与应用提供参考,促进污水处理健康发展。     

污水处理厂中四环素和磺胺类抗生素抗性基因的分布、传播及去除

近年来,抗生素滥用造成的抗性基因(ARGs)污染问题引起了人们的关注.四环素及磺胺类抗生素由于价格低廉被广泛使用,大量残留的四环素和磺胺通过各种途径进入污水处理厂,并进一步导致ARGs的污染.为深入了解四环素和磺胺类ARGs的污染及治理现状,本研究对污水处理厂中四环素和磺胺类ARGs的分布情况及传播机制进行了综述,并重点讨论了不同污水处理工艺对ARGs的去除效果.在此基础上,从加大污水处理厂ARGs污染调查、改进污水处理工艺以及探讨ARGs传播机制等方面进行了展望.     

二甲基硅油的环境行为与生态效应研究进展

二甲基硅油(polydimethylsiloxane, PDMS)广泛应用于工业产品、医药保健品和个人护理品中.PDMS在污水处理过程中几乎不被生物降解,主要随剩余污泥排放进入环境,仅有少量PDMS吸附在悬浮固体或污泥颗粒表面随污水排放进入水体和沉积物中.现有研究表明,PDMS在沉积物中较难迁移和降解;而在不同类型土壤中均可以降解.PDMS对水生态系统风险较低,对底栖生物的急性毒性也不明显;在土壤环境中,PDMS及其降解产物对土壤微生物、土壤动物及农作物的生长和活动没有显著的影响.根据目前为数不多的研究,PDMS及其降解产物在各种环境中的生态毒性都较小,但随着PDMS产量和使用量的快速增长,其在环境中的含量呈快速上升趋势,有必要进一步明确PDMS对环境的潜在威胁.     

二甲基硅油的环境行为与生态效应研究进展

二甲基硅油(polydimethylsiloxane,PDMS)广泛应用于工业产品、医药保健品和个人护理品中.PDMS在污水处理过程中几乎不被生物降解,主要随剩余污泥排放进入环境,仅有少量PDMS吸附在悬浮固体或污泥颗粒表面随污水排放进入水体和沉积物中.现有研究表明,PDMS在沉积物中较难迁移和降解;而在不同类型土壤中均可以降解.PDMS对水生态系统风险较低,对底栖生物的急性毒性也不明显;在土壤环境中,PDMS及其降解产物对土壤微生物、土壤动物及农作物的生长和活动没有显著的影响.根据目前为数不多的研究,PDMS及其降解产物在各种环境中的生态毒性都较小,但随着PDMS产量和使用量的快速增长,其在环境中的含量呈快速上升趋势,有必要进一步明确PDMS对环境的潜在威胁.     

基于能值的污水处理系统环境影响分析

污水处理厂及其“产物”(处理水和脱水污泥)的处理处置系统共同构成了污水处理综合系统,它从整体上涵盖了污水处理的全过程.污水处理综合系统在构建和运行的过程中主要包括两方面的环境影响:1)物质资源的消耗;2)排放污染物对环境的危害,而后者在既往有关的污水处理系统分析中往往被忽略.为了更全面地了解污水处理过程的环境影响状况,本文以能值分析理论为基础对污水处理综合系统进行分析,同时,结合生态足迹理论对系统的可持续性进行分析.结果表明:水体污染物的环境影响能值远大于大气污染物,且主要受氨氮排放量的影响;污水处理综合系统的能值消耗主要为废物流能值和本地可更新资源能值;“处理厂系统+填埋系统”的能值利用效率最高,“处理厂系统+中水回用系统+焚烧系统”的能值利用效率最低;“处理厂系统+中水回用系统+填埋系统”的环境可持续性最好,而“处理厂系统+焚烧系统”的可持续性最差.     

污水脱氮功能微生物的组学研究进展

生物脱氮是污水处理厂的核心,掌握生物脱氮过程相关微生物代谢特性,对于探索微生物资源和提高污水处理厂脱氮性能具有重要意义。近年来,分子生物学方法不断发展和改进,已被广泛应用于揭示脱氮微生物群落多样性、组成结构和潜在功能等方面,大幅提升了研究者们对污水生物脱氮系统中微生物,尤其是不可培养微生物的代谢机理、抑制调控原理及新型生物脱氮工艺途径的认识。本文对流行的分子生物学方法(16S rRNA基因测序、实时荧光定量PCR技术、宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学)进行了介绍,综述了其在硝化细菌、反硝化细菌、完全氨氧化细菌、厌氧氨氧化细菌、厌氧铁氨氧化细菌、硫酸盐型厌氧氨氧化细菌及亚硝酸盐/硝酸盐型厌氧甲烷氧化微生物等方面的研究进展,阐明了这些氮素转化微生物在氮循环过程的代谢途径和酶促反应,并从标准测定方法构建、不同方法的联用及跨学科结合和检测方法的简易化这3个方面展望了分子生物学方法的技术突破及其在污水生物处理系统中的应用前景。本综述从系统角度全面认识脱氮微生物群落及其结构,为未来污水处理生物脱氮微生物的研究提供了新方向。     

高效微生物菌剂在污水处理厂的应用

环保微生物菌剂是指一种或多种从自然界分离纯化,通过自然或人工选育(未经基因改造)所获得微生物菌种(株)所组成的应用于生态环境保护和污染防治的微生物菌剂。如今,在一部分污水处理厂,由于系统故障或受负荷冲击,使污泥活性下降,系统处理效率降低,出水不能达标;或一部分污水处理厂由于生产量的扩大,进水量大幅增加,而如果添加新的工艺则投资较大,且耗时时间长。而如果投加高效生物菌种,则会在原有污水处理的基础上,其中的高效微生物会提高系统抗冲击负荷能力,提高对污水中有机物的处理能力,增加系统处理效率,     

我国南北区域城市污水处理系统内真菌群落的差异

【背景】微生物是污水处理系统内污染物去除的主体,真菌作为其中不可或缺的一部分,在去除有毒化合物、提高生物转化等方面发挥着重要作用,应引起人们的关注。【目的】明确我国南北区域城市污水处理系统内真菌群落的多样性、组成差异及其影响因素。【方法】采集我国北方23个污水处理厂的90份活性污泥样品和南方37个污水处理厂的121份活性污泥样品,提取上述样本的总DNA,并应用Illumina MiSeq平台进行ITS高通量测序,结合多种数量生态学分析方法对数据进行分析。【结果】我国南北区域城市污水处理系统内真菌群落结构存在显著差异,真菌群落多样性南方显著高于北方;我国南北区域真菌群落的组成差异显著,南方群落以Sordariomycetes和Glomeromycetes为优势菌纲,以Ophiocordycep和Alternaria为优势菌属,北方群落以Tremellomycetes和Saccharomycetes为优势菌纲,以Trichosporon和Saccharomyces为优势菌属,其中Tremellomycetes和Sordariomycetes是常见的病原菌,对下游生物或者人类的健康具有潜在威胁,Trichosporon属的丝状真菌若大量异常增殖会引发污泥膨胀现象,影响系统的稳定运行;地理纬度、年平均气温、进水NH_4~+浓度、进水总氮浓度是导致我国南北区域真菌群落存在差异的重要影响因子。【结论】我国南北区域真菌群落多样性、组成存在显著差异,地理因素、所在城市的气候因素和进水污染物浓度对真菌群落结构影响显著。针对南北区域,应合理调控相应区域内的重要功能菌群,以调控污水处理厂的高效稳定运行,同时密切关注其中的条件致病菌和易引发污泥膨胀的菌群,建立面向种群的优化控制系统以管控风险。     

活性污泥污水处理系统中胞外多聚物的作用及提取方法

活性污泥污水处理系统依靠微生物代谢作用净化污水。活性污泥胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对水中污染物的去除及污泥的絮凝、沉降、脱水性能都有着重要作用,从而影响活性污泥污水处理系统的稳定运行和性能改进。本文综述了活性污泥污水处理系统中EPS维持系统的功能作用,并对目前常见的多种活性污泥EPS提取方法进行了比较。不同的提取方法显著影响EPS的组成成分和数量,从而影响活性污泥的物理化学性质。最佳的EPS提取方法是指既能获得高的EPS数量又对污泥微生物细胞破坏最小的方法。EPS提取方法的标准化是研究活性污泥胞外多聚物的基础。根据研究目的选用适宜的EPS提取方法是阐明EPS在污水生物处理系统中的作用、改善活性污泥性能的基础。     

功能微生物强化生物流化床工艺处理工业园区废水的研究

本研究采用功能微生物强化生物流化床工艺处理丽水市工业园区废水,研究表明:出水化学需氧量低于50 mg/L,氨氮低于5 mg/L,总氮低于15 mg/L,去除率分别达到85%、85%、60%,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级(A)标准。功能微生物强化生物流化床工艺在污水处理中具有很好的应用价值,可用于城镇污水处理厂提标改造等。     

含氮有机物在污水处理过程中的生物转化机制与模型研究进展

随着市政污水处理厂的提标改造,出水总氮浓度逐渐降低,但溶解性有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)在总氮中的占比却越来越高,对含氮消毒副产物的生成和受纳水体富营养化的潜在贡献不可忽视.正因如此,近年来有关污水处理系统中DON的研究不断增加.本文重点综述了污水处理厂DON特征、生成转化规律...     

人为源微生物气溶胶的分布特征及风险研究进展

近年来,新型冠状病毒肺炎疫情全球肆虐,引起了公众对于微生物气溶胶潜在风险的极大关注,其中人为源微生物气溶胶潜在的健康危害逐步成为越来越多学者关注的热点之一。本文综述了近年来4类主要人为源微生物气溶胶的研究现状,比较了不同人为源微生物气溶胶的分布特征和微生物组成特性,并探究了影响微生物气溶胶特征的主要因素及其存在的潜在风险。结果表明,畜禽养殖场微生物气溶胶平均浓度最高,其次是污水处理厂和垃圾填埋场,医院最低。从微生物组成特性来说,不同人为源微生物气溶胶中微生物组成与其产生源密切相关;同时,其组成也受其所处环境条件影响。基于以上分析,本文进一步展望了未来人为源微生物气溶胶的主要研究方向,以期为微生物气溶胶控制标准的制定及控制技术的研发奠定基础。     

两个污水处理系统的能值与经济综合分析

运用改进的能值评价指标和经济指标对构建的两个污水处理综合系统("污水处理厂处理+脱水污泥填埋"及"污水处理厂处理+脱水污泥填埋+中水回用")进行了环境可持续性和经济竞争力的综合分析。改进的能值指标(能值产出率SEYR、环境负载率SELR、环境可持续发展指数SESI和能值受益率SEBR)是在考虑研究对象废物及产物能值对环境影响的基础上提出的,更好地反映了系统的特征。结果表明,中水回用系统的增加有利于提升系统的环境可持续发展能力;"污水处理厂处理+脱水污泥填埋+中水回用"系统较"污水厂处理+脱水污泥填埋"系统的经济竞争力差,但却拥有更强的可持续发展能力,有利的经济政策能够刺激其更好的推广运用。     

环境污水处理中微生物技术的实施探析

水资源利用的紧迫性和水资源污染导致的恶性事件,使污水处理引起整个社会的重点关注。常规污水处理方法的处理质量和效率均不理想,还可能产生二次污染,在后续研究中微生物技术在环境污水处理中逐渐表现出优势,因此,研究者开始尝试将微生物技术应用到环境污水处理工作中。因此,文章针对我国水污染处理现状及技术进行简单阐述,分析微生物技术在环境污水处理中发挥的作用,并探讨微生物技术在环境污水处理中的具体应用,以期为相关工作提供理论支持。     

污水处理过程中微塑料去除的现状及发展趋势北大核心CSCD

微塑料(microplastics,MPs)被发现广泛存在于海洋、陆地以及大气等生态系统中。城市污水中的大量微塑料被污水处理厂截留在活性污泥中,但仍有不计其数的微塑料颗粒“逃脱”污水处理厂,排放到自然环境中。与此同时,污水处理过程中绝大部分微塑料会转移到污泥中,伴随着活性污泥的利用过程进入土壤环境,形成微塑料的二次污染。文中基于对国内外文献的调研,对环境中微塑料的来源、分布及危害进行了概述,对活性污泥工艺过程中微塑料的处理情况以及活性污泥中残留微塑料的处理方式进行了梳理;展望了生物技术及合成生物学在活性污泥核心菌群遗传改造,赋予核心菌群微塑料降解能力方面的应用;以期为优化污水处理厂MP的降解提供参考。     

人工湿地污水处理系统研究及性能改进分析

人工湿地污水处理系统是有效的污水处理与水资源再用相结合的方法,与传统的污水处理法相比具有基建、运行费用低,操作与维护简单等优点。该系统已被广泛应用于生活污水的处理,并通过工艺创新有向工业污水、农业废水等特殊污水处理方向发展的趋势。本文总结了人工湿地系统的研究现状,预测其研究与应用发展的趋势,探讨不同类型的污水在人工湿地系统中的净化过程,分析影响人工湿地污水处理性能的因素及技术性能改进的一些措施,并探讨人工湿地污水处理系统的应用前景。     

低温微生物在污水处理中的应用分析

低温微生物作为极端环境微生物研究的一大热点,自20世纪70年代以来,其研究应用就得到了越来越广泛的关注。低温微生物凭借一系列耐冷机制,可有效抵御低温对其细胞生存生长的胁迫,保障其在低温环境下仍能够生存繁殖。文章首先阐述了低温微生物的相关内涵及其适冷机制,然后探讨了低温微生物在污水处理中的实际应用,以期为低温微生物在实际生产生活中的应用提供参考。