以纸为碳源去除地下水硝酸盐的研究

研究了以纸为碳源和反应介质的生物反应器对水中硝酸盐的去除。结果表明,以纸为碳源的反应器启动快．反硝化反应受温度及水力停留时间影响大。25℃的反硝化速率是14℃的1．7倍。在室温25±1℃,进水硝酸盐氮浓度为45．2mg·L^-1、水力停留时间8．6h时,反应器对硝酸盐氮的去除率在99．6％以上,当水力停留时间为7．2h,氮去除率只有50％。反硝化反应受pH值和溶解氧的影响小,反应进行过程中,纸表面形成了生物膜,纸也被消耗了．采用反应器出水再经活性炭吸附的工艺流程处理高硝酸盐氮地下水,<33．9mg·L^-1的硝酸盐氮完全去除,没有出现NC2-N,最终出水水质DOC<11mg·L^-1。     

生物反应器填埋场系统渗滤液的脱氮性能

利用填埋场垂直分布的好氧-缺氧-厌氧的独特生态环境,并采用填埋垃圾上层间歇曝气充氧的方式,研究了生物反应器填埋场系统渗滤液的脱N性能.结果表明,填埋垃圾上层间歇曝气充氧,促进了填埋垃圾层硝化细菌和反硝化细菌的生长,且可使反硝化细菌的数量比普通的填埋垃圾层高4～13个数量级,硝化细菌的最大数量可达到10⁹个·g^-1;营建了填埋场内硝化、反硝化等脱N反应的生物环境,有利于回流渗滤液含N化合物的去除.试验结束时,其渗滤液NH₄⁺-N和TN浓度分别为186和289 mg·L^-1,仅为对照的18%和26％.此外,填埋垃圾上层间歇曝气充氧也有利于填埋垃圾的降解,提高垃圾的稳定化效果.     

好氧反硝化细菌碳氮代谢特点及途径的研究进展

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有必要明确碳源在好氧反硝化脱氮过程中的代谢机理。基于此,本文阐述了好氧反硝化细菌的种类及其对硝态氮与亚硝态氮的代谢途径;系统分析了不同好氧反硝化细菌对碳氮源代谢的差异与代谢机理;综合分析了碳代谢差异对好氧反硝化脱氮过程的影响,并对未来的研究方向进行了展望,旨在深入理解好氧反硝化细菌同时去除碳氮的机理,为提高废水生物脱氮除碳效率提供理论依据。     

好氧反硝化细菌SY-D-22的分离、优化及脱氮机理

【背景】在处理含硝酸盐氮的废水中,常见微生物不能同时高效去除硝酸盐氮和总氮,导致处理废水时往往使用多种微生物复合菌剂或者使用复杂的工艺。【目的】高效、安全地去除水中的硝酸盐氮和总氮。方法】富集筛选出一株新型高效好氧反硝化细菌,对其进行16S rRNA基因鉴定。利用响应面法对其影响脱氮因素进行优化并探索其最佳脱氮条件。研究其对含硝酸盐氮废水的反硝化能力及脱氮特性。【结果】从活性污泥中筛选获得一株新型高效好氧反硝化细菌SY-D-22,经鉴定为葡萄球菌属(Staphylococcus)。响应面法优化其最佳反硝化条件为：pH 8.18,C/N为13.39,温度31.43°C,摇床转速130 r/min。当以最佳碳源柠檬酸钠为唯一碳源时,对于100 mg/L浓度的NO₃^--N去除率可达100%,同时对于总氮(total nitrogen,TN)的去除率为95.34%,具有高效脱氮能力。【结论】从活性污泥中筛选出一株新型好氧反硝化细菌Staphylococcus SY-D-22,通过响应面法条件优化,菌株的硝酸盐氮去除率达到100.00%,总氮去除率达到...     

一株异养硝化-反硝化不动杆菌的分离鉴定及脱氮活性

[目的]分离筛选并鉴定一株异养硝化-反硝化细菌,并探讨其在脱氮中的作用.[方法]富集培养分离筛选微生物,通过形态观察和生理生化特征及16S rDNA鉴定细菌,定时测定其OD600研究生长曲线,正交试验研究其脱氮影响因素和最佳条件,与污水处理厂活性污泥共同作用检验其脱氮活性.[结果]分离到一株异养硝化-反硝化细菌,鉴定结果表明是一株不动杆菌,命名为Acinetobacter sp.YF14,这是已知报道的第一株进行异养硝化和好氧反硝化的不动杆菌.该菌在12 h时进入对数期,22 h时进入稳定期,45 h以后进入衰亡期.该菌能进行异养硝化,3d后氨氮和总氮的去除率可以达到92％和91％,且无硝酸盐氮和亚硝酸盐氮积累.好氧条件下该菌能进行反硝化,在硝酸盐和亚硝盐培养基中均能将氮几乎完全去除.对该菌脱氮的影响程度大小依次为转速＞接种量＞碳源＞碳氮比＞ pH.当转速为160 r/min,碳源取葡萄糖,接种量1％,碳氮比为8∶1,pH为6.5时,脱氮效果最好.该菌株可以提高活性污泥对于生活污水总氮脱除率约30％.[结论]菌YF14可以明显加强活性污泥脱氮效果,显示了良好的应用前景.     

人工湿地黑臭水体处理系统微生物脱氮机理研究

以上海市老段浦I、II和北夏3座水平潜流人工湿地黑臭河道处理系统为研究对象,进行了水平潜流湿地处理黑臭河道氨氮的转化及脱氮机理的研究。研究表明,3座人工湿地的pH值均呈弱碱性,且沿湿地水流方向变化较小。溶解氧值在0.09—0.35mg/L范围内波动,氨氮沿湿地的流向呈递减的趋势,亚硝态氮及硝态氮浓度较低。在老段浦人工湿地的同一土样中,亚硝化细菌的数量远大于硝化细菌的数量,北夏人工湿地中,湿地前端的亚硝化细菌与硝化细菌的数量近似相等,但在湿地末端亚硝化细菌数量要远小于硝化细菌的数量。原位曝气抑制反硝化反应试验研究表明,3座人工湿地都发生了"新"的脱氮途径-短程硝化-反硝化反应,其中两座老段浦人工湿地50%的氮以短程硝化-反硝化反应去除。北夏人工湿地中约20%的氮以短程硝化反硝化的途径去除。       

改性生物填料载体强化厌氧氨氧化反应器脱氮研究

以上流式厌氧污泥床(UASB)为研究对象,主要探究2种改性生物填料载体对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响,并以电子扫描显微镜(SEM)、脱氢酶活性检测及菌群结构分析等微观方面解析影响脱氮性能差异的原因。结果表明:活性炭聚氨酯及改性聚乙烯塑料填料2种生物填料载体的投加均能在一定程度上提高厌氧氨氧化反应器的脱氮性能,当反应器容积负荷提升至1.37 kg/(m³·d),其总氮去除率仍分别有76.41%及82.89%,而未添加改性生物填料的反应器总氮去除率仅剩70.26%。结合SEM分析及高通量测序结果可知:投加2种改性生物填料载体的反应器对厌氧氨氧化菌均具有良好的富集效果,并且投加改性聚乙烯塑料填料的反应器对厌氧氨氧化菌的吸附效果更为明显;2个投加改性生物填料载体的UASB反应器底泥的脱氢酶活性均高于对照组,而改性聚乙烯塑料填料表面生物膜的脱氢酶活性高于活性炭聚氨酯,从而导致3个厌氧氨氧化反应器脱氮性能有所不同。总体而言,无论是在对反应器脱氮性能的提高方面还是对厌氧氨氧化菌的富集方面,改性的聚乙烯塑料填料的效果明显较好。     

固相反硝化系统中微生物群落结构的研究进展

固相反硝化是一种新型的异养反硝化工艺,采用固体有机物同时作为反硝化微生物的碳源和生物膜载体,可用于地下水和低C/N比污水的脱氮处理。固相反硝化系统生物膜的微生物群落结构决定固体碳源的降解效率,进而决定反硝化脱氮的速率和系统的稳定运行。因此,微生物群落结构的研究对于固相反硝化工艺的优化以及反应机理的解析具有重要意义。对不同固相反硝化系统微生物群落结构的研究现状和进展进行了综述,并探讨了当前研究中存在的问题和发展趋势。     

海水反硝化细菌富集培养及性能研究

目的：建立一种海水反硝化细菌的富集培养方法,为海水反硝化微生物在实际应用中处理硝酸盐氮做基础工作。方法：选取污水处理厂缺氧池活性污泥,利用人工海水富集培养反硝化细菌。结果：经过25d,可以培养出反硝化速率为4.83mg/（gMLSS&#183;h）、反硝化强度为110mg/（L&#183;h）的海水反硝化细菌培养物。结论：该培养物可利用柠檬酸钠、葡萄糖、甲醇、乙醇、可溶性淀粉作为唯一碳源进行反硝化,其中以柠檬酸钠和乙醇作碳源时硝酸盐氮去除效果最佳,经过12h,去除率即可达到100%。pH在7～8范围内时,改变pH对去除率的影响不大,但当pH〈6时,去除率明显下降。温度在35℃时,去除效果最好,并且随着温度的降低,去除率也降低。     

异养硝化细菌的生物脱氮

正氮类污染物是造成水体污染和富营养化的主要原因,水体中氮的去除对于清洁水体有着重要的意义~([1-2])。因此,高效与便捷地去除污水中的氮是污水处理中的关键问题,而生物脱氮又被认为是目前废水脱氮中最经济有效的方法之一~([3])。最初研究者们认为只有自养硝化细菌才能进行高效的硝化作用,近年来研究表明,异养硝化微生物同样在生物硝化过程中起着不可忽视的作用~([4])。异养硝化微生物相比传统的自养微生物在废水生物脱氮中占有明显优势,具有良好的应用前景。     

脱氮功能菌去除市政废水中氮素的研究

为了探讨实验室筛选获得的氨氧化细菌CM-NRO14和反硝化细菌CM-NRD3联合去除市政废水中氮素的应用价值,采用了两级A/O工艺进行菌株去除废水中氮素的小试实验,最后将菌株用于废水脱氮工程中。结果表明,脱氮功能菌实现了短程硝化-反硝化,氨氮去除率在98%以上,总氮去除率在75%以上, COD (化学需氧量)去除率大于90%,出水各项指标均低于城镇污水处理厂污染物排放一级(A)标准。脱氮功能菌在去除市政废水中氮素方面有很高的应用价值,可用于城镇污水处理厂提标改造等。     

生物电化学耦合厌氧氨氧化强化脱氮及其微生物群落特征

为探究生物电化学强化厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,anammox)脱氮作用过程,采用双室微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)富集电活性微生物,构建耦合厌氧氨氧化阴极的生物电化学系统。具体地,在外加0.2 V电压条件下改变不同总氮进水浓度于30°C进行暗培养批次实验研究,结合循环伏安法、电化学阻抗谱、高通量测序方法等多种表征手段研究了强化脱氮机理。结果表明,在初始总氮浓度分别为200、300和400 mg/L时对应获得了96.9%±0.3%、97.3%±0.4%和99.0%±0.3%的总氮去除率,且阴极电极生物膜表现出良好的电化学活性。高通量测序结果表明外加电压富集了除厌氧氨氧化菌以外的其他脱氮功能菌群:反硝化菌(Denitratisoma)、Limnobacter和氨氧化菌SM1A02和Anaerolineaceae、亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)和硝化螺菌属(Nitrospira)等,这些具有电化学活性的微生物构成了体系的氨氧化胞外产电菌(ammonium oxidizing exoelectrogens,AOE)和反硝化电养菌(denitrifying electrotrophs,DNE),它们连同厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia构成了系统的脱氮微生物群落结构。AOE和DNE的种间直接电子传递作用协同厌氧氨氧化是强化系统总氮去除的关键原因。     

折流曝气生物滤池中污染物与微生物沿程变化规律

BBAF滤池是一种新型曝气生物滤池,为考察其中污染物与微生物沿程变化规律,分析了不同厚度滤层对有机物、氨氮等污染物的去除效果,MPN法测定了具有代表性滤层厚度处的异养菌和硝化菌数量;通过镜检观察研究了BBAF滤池中微生物种群的沿程分布特点。研究表明:BBAF滤池中COD浓度随滤层厚度增加逐渐降低,前4个单池对COD有很好的去除效果,但对氨氮的去除作用较弱,其中的微生物以异养菌为主;第5、6、7单池中,有机负荷较低,促进了硝化菌增殖,提高了硝化效果。BBAF滤池的各单池之间存在浓度梯度,使不同滤层中形成了微生物优势种属,有利于BBAF滤池达到最佳运行效果。     

基于响应面法对一株好氧反硝化菌脱氮效能优化

【目的】水体富营养化是当今我国水环境面临的重大水域环境问题,氮素超标排放是主要的引发因素之一。好氧反硝化菌构建同步硝化反硝化工艺比传统脱氮工艺优势更大。获得高效的好氧反硝化菌株并通过生长因子优化使脱氮效率达到最高。【方法】经过序批式生物反应器(Sequencing batch reactor,SBR)的定向驯化,筛选获得高效好氧反硝化菌株,采用响应面法优化好氧反硝化过程影响总氮去除效率的关键因子(碳氮、溶解氧、pH、温度)。【结果】从运行稳定的SBR反应器中定向筛选高效好氧反硝化菌株Pseudomonas T13,采用响应面法对碳氮比、pH和溶解氧关键因子综合优化获得在18 h内最高硝酸盐去除率95%,总氮去除率90%。该菌株的高效反硝化效果的适宜温度范围为25?30 °C;最适pH为中性偏碱;适宜的COD/NO3?-N为4:1以上;最佳溶解氧浓度在2.5 mg/L。【结论】从长期稳定运行的SBR反应器中筛选获得一株高效好氧反硝化菌Pseudomonas T13,硝酸盐还原酶比例占脱氮酶基因的30%以上,通过运行条件优化获得硝氮去除率达到90%以上,对强化废水脱氮工艺具有良好应用价值。     

季节性温度变化对CANON型潮汐流人工湿地脱氮的影响

探究了温度的季节性变化对基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)型潮汐流人工湿地(TFCW)脱氮性能及其微生物特性的影响。CANON型TFCW中的脱氮微生物群落在温度的季节性变化下会发生不同程度的改变,其脱氮途径及性能随之会出现周期性的波动。填料层温度在20.0 ℃以上时对TFCW脱氮性能及其中的优势脱氮菌群无显著影响,CANON作用是系统脱氮的主要途径。当填料层温度低于20.0 ℃时,厌氧氨氧化菌丰度与活性显著降低,在9.3~20.0 ℃时,亚硝酸盐氧化菌(NOB)的增殖及其活性的提高使TFCW中脱氮的主要途径由CANON作用演替为硝化/反硝化作用,系统对总氮(TN)的去除率仅为(34.8±13.0)%;在2.2~9.0 ℃时,TFCW中的厌氧氨氧化菌在受到抑制的同时仍保持着对NOB和反硝化菌群的相对竞争优势,系统脱氮重新依赖于CANON作用,其对TN的去除率为(54.8±4.8)%。该研究可为CANON型TFCW工艺的优化及工程化应用提供参考。     

耐冷亚硝酸盐型反硝化菌Pseudomonas tolaasii Y-11的鉴定及其脱氮特性

摘要:【目的】反硝化细菌在生物脱氮中具有重要作用,而耐冷亚硝酸盐型反硝化细菌研究较少,本文从长期淹水的冬水田泥土分离获得一株耐冷高效去除亚硝酸盐氮和总氮的好氧反硝化细菌Y-11,明确其分类地位以及除氮特性,以期为后续利用该菌在初冬到春末处理亚硝酸盐水体污染奠定基础。【方法】通过形态学特征、特异性磷脂脂肪酸以及16S rRNA基因测序分析对该菌株进行鉴定;在好氧条件下以亚硝酸钠为唯一氮源,分别研究不同初始温度、转速、pH、碳源、接种量以及亚硝酸盐氮浓度对该菌去除亚硝酸盐氮和总氮的影响,确定最适降解条件。【结果】分离得到的菌株Y-11,经鉴定归于托拉斯假单胞菌(Pseudomonas tolaasii);在国内外尚无该种菌具有反硝化作用的报道,是对亚硝酸盐型反硝化细菌的进一步补充。Y-11菌株的最适脱氮条件为15 ℃,200 r/min,pH7.0,100 mL反硝化培养基中最适接种量为1.5×108 CFU,最佳碳源为乙酸 钠,亚硝酸盐氮为10 mg/L;以乙酸钠为电子供体,15 ℃、初始pH为7.2、150 r/min 振荡培养,48 h对亚硝酸盐氮和总氮的去除率分别为100%和61.28%。【结论】Y-11是一株具有较高反硝化能力的托拉斯假单胞菌,能高效地去除亚硝酸盐氮和总氮,其最适温度是15 ℃左右,是一株耐冷反硝化细菌。     

好氧反硝化菌强化生态浮床对水体氮与有机物净化机理

好氧反硝化菌强化生态浮床通过挂膜将异养硝化-好氧反硝化菌与填料结合,并添加曝气强化措施,提高浮床对富营养化水体中氮和有机物的去除效果。结果表明,在7天内,好氧反硝化菌强化生态浮床在COD_(Cr)/TN=1.7~2.9的进水下,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD_(Cr)的去除率分别为54.5%、100%、59.8%和56.3%,对TN和COD_(Cr)的去除率比传统生态浮床分别提高了47.1%和36.3%;在COD_(Cr)/TN=3.3~5.0的进水下,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD_(Cr)的去除率分别为55.4%、100%、48.9%和65.6%,对TN和COD_(Cr)的去除率比传统生态浮床分别提高了21.0%和20.0%。好氧反硝化菌强化生态浮床中,曝气和异养硝化-好氧反硝化菌的添加提高了浮床对有机物的降解,增强了其在高溶解氧水平下的反硝化作用,克服了曝气生态浮床对NO_3~--N降解效果差的缺点。利用Monod动力学方程对好氧反硝化菌强化生态浮床初期降解氮素和有机物过程进行描述,相关系数为0.9,说明Monod动力学方程适用于描述好氧反硝化菌强化生态浮床的反应动力学。     

间歇曝气对微污染源水生物接触氧化修复系统脱氮性能的影响

针对寡营养生境下生物脱氮过程碳源不足等问题,开展不同间歇曝气方式对微污染源水生物接触氧化修复系统脱氮性能的影响研究,探究修复系统短程硝化反硝化的可行性与过程机理.结果表明:在停曝-曝气时间为8 h-16 h的间歇曝气方式(Ⅰ)下启动的生物接触氧化修复系统,其铵态氮(NH+4-N)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)的平均去除率分别稳定在93.0%、78.1%、19.4%;而在停曝-曝气时间为16 h-8 h的间歇曝气方式(Ⅱ)下运行修复系统,其NH+4-N、CODMn平均去除率仍能分别维持在81.2%、76.4%,体系内NO-2-N发生积累,TN去除率增至50%以上.对工况Ⅱ下修复系统周期内氮素转化特性分析发现,在确保出水NH+4-N、溶解氧(DO)浓度达标的前提下,缩短曝气时间可将体系DO长时间控制在0.5～1.5 mg·L-1,亚硝酸氧化菌(NOB)生长及其活性受到抑制,NO-2-N明显累积,最终实现了微污染源水生物接触氧化修复系统的短程生物脱氮.     

有机物消耗对珠江口沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响

反硝化及厌氧氨氧化是两个主要的氮汇途径, 能有效地将生态系统中的固定氮转化为N₂ 或N₂O 释放到大气中。利用微宇宙与中宇宙模拟实验, 本研究系统地分析了有机物的种类、可利用性和浓度大小对珠江口沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响。研究结果表明: 有机物的消耗能显著提高反硝化的活性, 不同种类的有机物表现出不同的活性, 简单的小分子有机物活性最高, 复杂有机物次之, 惰性有机物则难以被利用。然而, 有机物对厌氧氨氧化过程的促进并不显著, 这主要与其自养型的代谢方式有关。中宇宙实验室进一步表明, 有机物的消耗不但给反硝化过程提供了能源, 而且由于有机物分解消耗氧气,为反硝化过程的发生提供了必要的环境条件。在有机物负荷状态下, 反硝化过程在珠江口沉积物的脱氮过程中发挥主导作用。总之, 沉积物中微生物脱氮是依赖有机物消耗的过程, 表现出强烈的碳氮代谢耦合。     

电极生物膜研究概述

电极-生物膜反硝化脱氮技术由于在脱除硝酸盐方面具有较好的反硝化效果,而被广泛应用于废水的反硝化过程中。结合国内外发展现状,本文系统地介绍了电极生物膜反应器原理、脱除硝酸盐等方面的研究现状。