pH值对微生物燃料电池处理生物废弃物的影响

以生物废弃物为底物,采用双室微生物燃料电池对生物废弃物进行处理,研究阳极液初始pH值对生物废弃物CODcr、TOC去除率的影响,以及对微生物燃料电池产电性能影响。实验结果表明,当阳极液pH值为6时,CODcr去除率达72.1%,TOC的去除率达44.5%,其输出电压最大为1.27 V,平均电压797 mV,最大功率密度达到136.6 mW/m2。     

活性无烟煤/滤砂双滤料处理微污染原水

将原普通砂滤池改造为活性无烟煤/滤砂双滤料滤池,当挂膜完成后,进入稳定运行期后活性无烟煤/滤砂双滤料滤池可削减氨氮约2.0～3.50mg/L,对CODMn的去除率为50%～60%,均远高于原普通砂滤池,实践证明,生物活性无烟煤滤池是处理氨氮4.0mg/L以下,CODMn(1.40～5.28mg/L)微污染原水的经济性选择。     

FISH法对垃圾渗滤液硝化生物膜发育的观察与分析

氨氧化细菌的培养和快速检测一直是高浓度氨氮废水处理工程的调试和运行监测中的难点问题。利用荧光原位杂交(FISH)方法,对广州大田山垃圾填埋场渗滤液好氧处理过程中复合生物膜反应器不同挂膜时间的填料和相应时期的悬浮污泥中氨氧化菌的群落结构和动态变化进行了监测,并且用扫描电子显微镜(SEM)观察了相应时间段的生物膜的表面情况。结果表明,在挂膜初期,细菌首先在填料表面的凹陷处定居,随着挂膜时间的延长,填料上的细菌总数在增加。挂膜7d的填料上,氨氧化菌占全菌的比例为60%左右,挂膜20d的填料上,氨氧化菌占全菌的比例为40%左右;挂膜50d的填料上,已经形成了完整的生物膜菌群结构,其中氨氧化菌是最主要的优势菌群,它占全菌的比例保持在35%左右,这个比例在106d和155d的生物膜上仍然保持稳定。与填料同时取样的悬浮污泥,其氨氧化菌占全菌的比例远远低于同时期的填料上的比例,并且较不稳定。当出水氨氮浓度由30mg/L升高到70mg/L左右时,悬浮污泥中氨氧化菌的比例有所降低,而完整生物膜上氨氧化菌的比例仍然保持在30%左右并且对氨氮的去除起了主要的作用。     

生物被膜在病原细菌与植物识别中的作用

生物被膜是微生物附着在生物或非生物表面所形成的一种三维结构,细胞被其自身所产生的胞外聚合物所包围,生物被膜的形成被认为是微生物应对生物和非生物胁迫时所产生的一种自我防御机制。众多微生物能够在植物叶、维管束和根等组织中生长,并在植物不同组织表面附着形成生物被膜,病原细菌的生物被膜随植物内部环境动态变化是其有效发挥致病作用的关键,研究植物病原细菌生物被膜调控机制是认识植物-病原菌互作的重要方面。文中将系统地介绍植物病原细菌生物被膜特征、组成成分、分子调控机制及最新研究进展。     

耐冷细菌的筛选及对畜禽废水处理研究

从若尔盖高原湿地采集沼泽土, 驯化后分离获得了14株对畜禽废水具有降解能力的耐冷细菌, 对供试菌株6°C的生长代时、对畜禽废水CODcr去除能力进行了测定。结果表明, 供试菌株的代时介于4.9 h~11.6 h之间, 据此选取了生长代时在4.9 h~6.5 h的9株耐冷细菌(NLJ1、NLJ6、NLJ7、NLJ9、NLJ10、NLJ11、NLJ12、NLJ13和 NLJ14)用于畜禽废水处理。在6°C~9°C条件下, 单个菌株对畜禽废水CODcr去除率存在差异, 其中, 6株耐冷细菌NLJ6、NLJ7、NLJ9、NLJ10、NLJ11和NLJ13的 CODcr去除率约为60%~70%, 其余菌株的 CODcr去除率小于50%。因此, 用这6个菌株混合接种处理灭菌畜禽废水6 h, 其CODcr去除率达85.42%。进而, 将采自雅安、都江堰和成都等地污水处理厂的活性污泥混合接种上述6株耐冷细菌后处理畜禽废水6 h, 其CODcr平均去除率分别为81.67%、76.32%和70.56%; 方差分析表明, 不同处理间CODcr去除率无显著差异, 说明这6株耐冷细菌对活性污泥的适应性较好。     

土壤产铁载体细菌的筛选及其对铁氧化物的活化与利用

【背景】土壤中铁主要以难溶态铁氧化物的形式存在,有效性较低,产铁载体细菌对铁氧化物的活化是提高铁利用效率的有效途径。【目的】从林木土壤筛选产铁载体细菌,并观察菌株对难溶性铁氧化物的利用效应,可为土壤微生物资源开发及其在养分调控中的作用提供理论依据。【方法】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离产铁载体细菌,借助生物培养实验分析温度和pH对微生物生长和铁载体产生的影响,通过振荡平衡实验,探究细菌产铁载体对铁氧化物的活化效应。【结果】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离得到12株产铁载体细菌,16S rRNA基因扩增子测序初步鉴定结果显示筛选细菌均为假单胞菌属。选取铁载体产生能力和生长活性较高的两株细菌ARSB02和CNRSB01作为重点研究对象,结果显示,不同条件下CNRSB01的生物量和铁载体产量均高于菌株ARSB02,22 h时菌株ARSB02和CNRSB01的铁载体活性单位分别达到67.07%和84.60%。pH 5.0-8.0的范围内两株细菌可以保持较好的铁载体产生能力,菌株ARSB02和CNRSB01在pH7.0时铁载体产生能力最强,铁载体活性单位分别达到38.9...     

自然微生物挂膜处理水产养殖废水的效果及微生物群落分析

以弹性填料和流化床填料为硝化反应的生物挂膜材料, 聚羟基丁酸/戊酸共聚酯(PHBV)为反硝化反应的碳源和生物膜载体, 通过微生物自然挂膜处理低C/N比水产养殖废水, 去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮及总氮。应用Miseq高通量测序技术对生物膜的微生物群落组成和结构进行分析。结果表明: 温度25—30℃, 该处理系统首次挂膜成功需要4周, 启动后运行稳定, 对2种不同来源和氮污染程度的养殖废水均有较好的脱氮效果, 氨氮、亚硝酸盐氮及总氮的去除率均在90%以上。硝化生物膜(a)的优势菌分别归属变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。反硝化生物膜(b)微生物群落的多样性指数和丰度指数均远大于前者, 主要为变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门(Spirochaetae)及绿菌门(Chlorobi)。其中, 归属于变形菌门β-变形菌纲(Betaproteobacteria)的丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和红环菌科(Rhodocyclaceae)在2种生物膜中占比均较高。由于所处环境(载体, 碳源、溶氧等)不同, 在属分类水平上, 2种生物膜的细菌群落结构表现出明显差异。生物膜a中属的种类仅为b的三分之二, 相对丰度>0.5%的优势菌属, a为8个, b为18个。其中, 隶属丛毛单胞菌科和红环菌科未知属的优势种群分别占到a、b总序列数的56.67%和45.51%。磁螺菌属(Magnetospirillum)和硝化螺菌属(Nitrospira)是a中特有的优势功能菌群, 梭菌属(Clostridium)、动胶菌属(Zoogloea)、管道杆菌属(Cloacibacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等具有反硝化功能的菌群为b的优势菌属。     

铜绿假单胞菌生物被膜对抗菌药物作用影响的实验研究

细菌生物被膜形成在难治性感染中起重要作用,本实验在体外进行铜绿假单胞菌生物被膜与抗菌药物作用的研究。铜绿假单胞菌在生理盐水特氟隆系统孵育6d,可在特氟隆表面上形成细菌生物被膜(Biofilm),经扫描电镜证实,它包裹在微菌落表面。应用环丙氟哌酸,甲红霉素,罗红霉素,穿心莲作用于生物被膜细菌并观察结果。发现与2倍MIC环丙氟哌酸作用4h后,悬浮细菌存活率降至002%,但生物被膜细菌存活率则为41%,当10μg/mL甲红霉素,12μg/mL罗红霉素,005g/mL穿心莲分别与环丙氟哌酸联合应用时,生物膜细菌存活率分别降至02%,05%和27%。结果表明生物被膜细菌对环丙氟哌酸的抵抗力较悬浮细菌明显增强,而环丙氟哌酸分别与甲红霉素,罗红霉素,穿心莲联合应用则有明显抑菌作用。推测此种联合用药方式可能提高对难治性感染的治疗效果     

青藏高原高寒草地地下生物多样性: 进展、问题与展望

栖息于土壤中的微生物和微型动物种类繁多、数量巨大, 在对地上生物多样性的调控和在生态系统功能与服务的维系中, 具有举足轻重的作用。虽然对土壤微生物以及土壤动物已经开展了广泛的调查, 但是整体上对于地下生物多样性的分布格局、驱动机制及其对全球变化的响应与适应过程, 仍缺乏深刻的认识。青藏高原是全球变化的敏感区域, 其中高寒草地是高原最主要的植被类型, 占高原面积的60%左右, 在高寒生态系统生物多样性维持中具有重要意义。近年来, 已有大量研究关注于高寒草地地下生物多样性, 但是缺乏系统的总结与论述。基于此, 本文从细菌、真菌、古菌、线虫、节肢动物五大土壤生物类群出发, 阐述了青藏高原高寒草地的地下物种丰富度、分布格局及其影响因素, 重点探讨了它们对气候变化和人类活动的响应, 并就未来高寒草地地下生物多样性亟需关注的关键问题进行了展望, 包括: (1)地下各个生物类群的分布格局、各类群之间的联系及驱动机制; (2)地上与地下生物多样性耦联的机制; (3)地下生物多样性对生态系统功能和健康的影响; (4)地下生物多样性的调控实验研究。     

细菌生物被膜分散及分子调控机制研究进展

生物被膜分散(Biofilm Dispersal)是生物被膜发展后期细菌响应营养物、低浓度的一氧化氮、D-氨基酸、自诱导肽(Autoinducing Peptide,AIP)、酰基高丝氨酸内酯(Acyl Homoserine Lactones,AHL)、腺苷三磷酸(Adenosine Triphosphate,ATP)等信号变化而做出的一种程序性反应,有利于细菌从恶劣的生物被膜内部环境中脱离出来寻找新的定殖位点。此外,由生物被膜引起的细菌短暂的抗生素耐受性在分散过程中会恢复正常水平,这有助于治疗由致病菌引起的难治愈的生物被膜相关疾病。目前生物被膜分散的相关研究正处于起步阶段,本文希望通过综述生物被膜分散现象、信号分子及调控机制,可以更好地了解细菌生物被膜分散对于防控病原微生物和应用有益微生物的重要意义。     

Phenol inhibition of biological nutrient removal in a four-step sequencing batch reactor

Nutrient removal from synthetic wastewater was investigated using a four-step sequencing batch reactor (SBR) at different phenol (C₆H₅OH) concentrations in order to determine the inhibition effects of phenol on biological nutrient removal. The nutrient removal process consisted of anaerobic, oxic, anoxic, and oxic phases with hydraulic residence times (HRT) of 1 h/3 h/1 h/1 h and a settling phase of 3/4 h. Solids retention time (SRT) was kept constant at 10 days in all experiments. Initial phenol concentrations were varied between 0 and 600 mg l⁻¹ at seven different levels. The effects of phenol on COD, NH₄-N, and PO₄-P removals and effluent nutrient levels were investigated. Phenol was almost completely degraded up to 400 mg l⁻¹ phenol concentration resulting in almost negligible inhibition effects on COD, NH₄-N, and PO₄-P removals. Nutrient removals were adversely affected by phenol at concentrations above 400 mg l⁻¹. Above 95% COD, 90% NH₄-N and 65% PO₄-P removal was obtained for phenol concentrations below 400 mg l⁻¹. The sludge volume index (SVI) was almost constant around 45 ml g⁻¹ for phenol concentrations below 400 mg l⁻¹ but increased to 90 ml g⁻¹ at a phenol level of 600 mg l⁻¹.     

渠式生物膜氧化法处理生活污水的技术研究

研究了利用渠式生物膜法进行生活污水处理实验。该法结合了活性污泥法和生物膜法的优点,能有效处理城市生活污水,而且装置不设二沉池,占地面积少,基建投资省。实验测定了不同的水力停留时间(HRT)和进水负荷下的化学需氧量(COD_Cr)及氨氮(NH₃-N)浓度,并分析其对去除率的影响。结果表明,在实验设定的范围内,COD_Cr和NH₃-N去除率随着水力停留时间的增大而增大,而随着进水负荷的增大而相应的减少。在水温25℃,流量0.6L·min^-1,COD_Cr 100mg·L^-1,NH₃-N 15 mg·L^-1的条件下,污染物的去除率较高(COD_Cr为71%、NH3-N为36%),出水水质比较理想,可以达到景观、娱乐和冷却水等的用水标准。     

Removal of ammoniacal-nitrogen from an artificial landfill leachate in downflow reed beds

The fate of ammoniacal-nitrogen (NH₄-N) was studied in a lab-scale downflow reed bed system treating an artificial landfill leachate. Individual reed beds were saturated by the leachate, then drained and rinsed by tap water. NH₄-N was removed by a two-stage process, adsorption onto the reed bed media followed by nitrification into nitrite-nitrogen (NO₂-N) and nitrate-nitrogen (NO₃-N). Decrease of the NH₄-N level of the leachate was observed when the reed beds were saturated. By rinsing the beds, part of the NH₄-N adsorbed inside the bed matrices was released into the rinse water. The presence of NO₂- and NO₃-N in the rinse water demonstrated that nitrification took place while NH₄-N was retained inside the bed matrices. For artificial leachates with NH₄-N levels of 150±5 mg/l, an average removal rate of 44% in a 3 h treatment was achieved. Mass balance analysis indicated that adsorption, transformations into NO₂- and NO₃-N accounted for 64, 4 and 24% of the NH₄-N removal, respectively. This study also demonstrated that in general a greater rate of effluent recirculation around downflow reed beds gives higher NH₄-N removal.     

生物毒性自动监测系统在天津饮用水源地的应用

2012 年10 月8 日至11 月11 日选择位于引滦工程明渠段的3 号监测点,使用Toxcontrol 生物综合毒性监测仪开展了饮用水源地生物毒性自动监测研究,并对3 号监测点及其下游4 号监测点的pH 值、氨氮浓度、高锰酸盐指数和溶解氧浓度进行了同步监测。试运行阶段生物综合毒性监测仪实际获取有效数据210 组,样品毒性值介于-52%-21%之间,均小于30%,未超过报警临界值。同步监测所得pH 值、氨氮浓度、高锰酸盐指数和溶解氧浓度均达到国家地表水Ⅲ 类水质标准。统计结果显示,水质指标中的毒性值与氨氮浓度呈显著负相关关系(sig.<0.05),说明在一定浓度范围内氨氮可能促进发光细菌的生长或者增强细菌发光能力。     

Waste treatment and biogas quality in small-scale agricultural digesters

Seven low-cost digesters in Costa Rica were studied to determine the potential of these systems to treat animal wastewater and produce renewable energy. The effluent water has a significantly lower oxygen demand (COD decreased from 2968 mg/L to 472 mg/L) and higher dissolved nutrient concentration (NH₄-N increased by 78.3% to 82.2 mg/L) than the influent water, which increases the usefulness of the effluent as an organic fertilizer and decreases its organic loading on surface waters. On average, methane constituted 66% of the produced biogas, which is consistent with industrial digesters. Through principle component analysis, COD, turbidity, NH₄-N, TKN, and pH were determined to be the most useful parameters to characterize wastewater. The results suggest that the systems have the ability to withstand fluctuations in the influent water quality. This study revealed that small-scale agricultural digesters can produce methane at concentrations useful for cooking, while improving the quality of the livestock wastewater.     

红假单胞菌去除养鱼废水三态氮及COD的研究

利用红假单胞菌(Rhodopseudomonas sp.)wps对鲫鱼养殖废水三态氮及COD进行处理.菌株wps对水体亚硝氮的去除率随菌浓的降低而降低,当添加菌液量降到0.4 mL(终浓度约为5×10⁴cell·mL^-1)时,其对亚硝氮的去除效果已不明显,但同时投加400μg碳源明显提高其亚硝氮去除率,高出对照20.06%;菌株wps对氨氮也有一定去除效果,但碳源的添加对氨氮的去除影响更大;同时施加0.4 mL wps菌液和40μg碳源对硝氮和COD的去除率分别比对照提高20.51%和22.03%.光照与否对其处理养鱼废水的效果影响不大.PCR-DGGE结果分析显示,菌株wps在与土著光合细菌的竞争中处于劣势.     

青藏高原天然湿地水环境特征和水质净化能力分析

研究以拉萨市拉鲁湿地及其相连干渠和茶巴朗湿地水体为研究对象, 分别于2020年8月(夏季)和2021年4月(春季)各采集22个水样, 测定水体氮磷营养盐和高锰酸盐指数, 分析了夏季和春季湿地的水环境特征和水质净化能力。结果表明, 拉鲁湿地和茶巴朗湿地由于流域人为污染水平不同进水水质存在差异, 拉鲁湿地进水水质主要受氮磷营养盐影响, 茶巴朗湿地水质主要受耗氧有机物影响。两湿地对水质都具有净化作用, 不同季节湿地对不同污染物的去除效果也有所差异。夏季, 拉鲁湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP和SRP的最大去除率分别为75.0%、65.2%、89.5%、82.2%和35.3%。茶巴朗湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP和SRP的去除率分别为60.7%、73.5%、12.7%、35.9%和5.0%。夏季两湿地对COD_Mn均未表现出去除作用。春季, 拉鲁湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP、SRP和COD_Mn的最大去除率分别为35.2%、65.9%、56.8%、59.5%、62.3%和17.9%。茶巴朗湿地的水质净化效果较差, 对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP、SRP和COD_Mn的去除率分别为2.2%、10.2%、11.3%、11.3%、9.0%和26.0%。湿地水生植物、湿地结构、特殊的水动力特征及水污染负荷都可能影响高原湿地的水质净化能力, 春季高原湿地较低的水温、植物丰度和水文条件可能会降低湿地对污染物的去除效果。     

沸石滤床去除炼油废水中氨氮的研究

中国石化广州石油化工厂炼油污水NH₄-N含量高、COD/NH₄-N比低,致使其具有经氧化沟处理后出水脱氮效果不稳定的特点,为此研制开发了一种沸石滤床。将氧化沟出水沉淀后连续导入沸石滤床(ZPB)及活性炭滤床(ACB)与陶粒滤床(CPB),控制滤速1m·s^-1.运行结果表明:沸石滤床的氨氮平均去除率高于99%,COD平均去除率为24.8%,均大大高于活性炭滤床与陶粒滤床。     

一株枯草芽孢杆菌的分离鉴定、生物学特性及其对水质净化的作用

[背景]随着水产养殖业的发展和养殖集约化程度的提高,养殖水环境日趋恶化,养殖动物病害频发,而水产益生菌因其环境友好、安全而被广泛应用于水产养殖中.[目的]从南美白对虾养殖池底泥分离枯草芽孢杆菌,探究其体外生物学特性及对水质的净化作用,以期扩充微生态制剂的种质资源.[方法]采用稀释涂布平板法分离菌株,通过形态学观察、生理...