含油污泥微生物处理技术研究

针对胜利油田现河采油厂和滨南采油厂联合站罐底污泥的含油污泥进行了微生物处理技术研究工作。主要是利用微生物分离含油污泥的油、泥和降解污泥中的污染物的性能,达到油泥分离和污染物降解的目的。经过了微生物的分离、筛选和诱导培养,选育到了合适的菌株,利用该菌株对含油污泥经厌氧处理后再进行好氧脱油实验,对污泥中脱出原油进行回收。结果表明：所选菌株可以使含油23000mg/kg的含油污泥在4h内脱油到。10100mg/kg,脱油率达到53．4％;微生物降解实验中,随着时间的延长,油去除率越高,降解效果越明显,当处理时间为60d处理后的污泥达到排放标准。     

变废为宝：利用活性污泥生产生物可降解塑料聚-3-羟基丁酸酯

活性污泥(简称污泥)是废水处理产生的副产物,量大而且难以处理。本研究通过对污泥的高温热裂解处理,获得可用于培养微生物的营养物质。实验发现污泥热裂解液可以取代培养嗜盐单胞菌Halomonas CJN的氮磷源、酵母膏和微量元素,来生产生物可降解塑料聚-3-羟基丁酸酯(PHB)。进一步发现厌氧发酵污泥热裂解液产生的乙酸可以取代葡萄糖来作为碳源支持微生物的生长。这样,可以实现利用污泥热裂解液来生产生物塑料PHB。通过进一步在Halomonas CJN中构建附加PHB合成路径,可以实现完全用污泥热裂解液来高效生产PHB,粗略估计使PHB的制造成本从30 000元/t下降到20 000元/t,实现污泥变废为宝的目标。     

嗜热微生物及其降解剩余污泥的机理

活性污泥法已经被广泛应用于污水处理中.剩余污泥是此过程的副产物,其处理费用约占污水处理系统总成本的25%～60%,处理不当则会带来严重的二次污染,成为目前污泥处理研究的难点之一.利用嗜热微生物降解污泥操作方便、经济性较好且易于管理,具有良好的应用前景.本文对污泥降解中的嗜热微生物、嗜热微生物污泥降解机理以及污泥降解过程中起重要作用的嗜热蛋白酶和脂肪酶的最新研究进展进行综述,归纳总结了影响嗜热微生物降解污泥的主要影响因素,并对嗜热微生物在污泥消化方面的应用研究进行展望.     

蚯蚓作用下污泥重金属形态变化及其与化学生物学性质变化的关系

城市污泥处理是一项世界性难题,污泥农业利用是其最简单有效的资源化利用方式之一,但污泥中较高的重金属含量限制了其实际推广应用,利用蚯蚓-超富集植物联合修复污泥重金属的方法已引起国内外研究者的关注。以新鲜城市脱水污泥为研究对象,接种赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行室内培养试验,系统研究蚯蚓作用下污泥重金属形态的变化,及其与污泥氧化还原条件、化学和微生物性质变化的关系,以期为蚯蚓-超富集植物联合修复技术在污泥重金属处理中的应用提供理论依据。结果表明,试验前期蚯蚓在污泥中能正常生长和存活,前20 d总生物量增加了52%。蚯蚓可以显著促进污泥中的Cu、Zn、Cd、Ni等重金属从残渣态和铁锰态等稳定形态向交换态和水溶态等有效形态转化。还可以显著降低污泥中还原性物质的含量,减缓p H值下降速度,降低总有机碳含量,促进铵态氮向硝态氮转化,减少污泥微生物的数量并增加其种群活性。蚯蚓作用下,污泥中重金属的活化程度与还原性物质的含量呈显著负相关,而与微生物种群的活性呈显著正相关(P0.05)。综上所述,蚯蚓可以促进污泥重金属的活化,并改善污泥的肥力条件,为修复植物在污泥中的正常生长和对重金属离子的快速吸收提供有利条件。     

复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥中的作用研究

随着我国社会经济的快速发展,社会经济活动中产生的污水和污泥处理问题也越来越严重,广泛存在于污水处理机构中的污泥成为一个日渐严重的问题,复合微生物菌剂在污水处理活动中剩余污泥的处理活动中,因为其对污泥无害化处理的积极作用而备受欢迎,本文将从复合微生物菌剂的角度出发,结合剩余污泥堆肥处理中的实际,对复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥处理中的作用进行简要的分析。     

利用污泥提取液制备微生物絮凝剂

以污水厂剩余污泥作为培养基原料,经过一系列处理,探索微生物絮凝剂产生菌的最适发酵培养基配方,结果表明,污泥预处理条件以pH 12碱解条件最优,碳氮源产出量最大,补加8 g/L葡萄糖后灭菌,微生物絮凝剂产生菌LLin6可正常产絮,絮凝率达91.55%。该结果为降低微生物絮凝剂的制备成本,并实现污泥的减量化和污泥资源化利用提供了基础。     

微生物蛋白提取技术化污泥为蛋白

目前对城镇污水处理厂污泥处理较好的方法有2种：焚烧和填埋,但这2种方法都不能从根本上解决污泥处理无害化和资源化的问题。天津裕川公司在微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化技术的研究课题中,采用污泥微生物蛋白提取技术,以CaO为主要水解药剂,在105～185℃下热碱水解提取污泥中微生物蛋白。这一工艺不仅使污泥蛋白回收率超过50％,而且能稳固污泥中的重金属,杀死细菌,回收的微生物蛋白产品质量分数达30％以上。以此为原料可制成性能优良的蛋白发泡剂。     

剩余污泥热碱解及其用于微生物油脂生产的探索

为了将剩余污泥中的蛋白质成分进行资源化利用,采用热碱解法进行处理,并尝试将处理后得到的上清液作为氮源培养圆红冬孢酵母用于微生物油脂的合成。结果表明,pH 13下处理5 h的条件对于污泥减量以及含氮物质析出最为有效,而污泥在pH 10处理5 h时得到的上清液则相对更适于酵母培养。在剩余污泥中添加NaOH调节初始pH为10,在60 ℃下处理5 h后中和体系pH值至7,得到的上清液经微孔膜过滤后用于配制限氮培养基可以使菌体生长良好,并且细胞内油脂含量达35％。     

剩余污泥资源化利用新工艺研究进展

随着城市化进程加速, 污水处理厂剩余污泥大量产生, 如何对其进行处理并有效资源化利用成为广泛关注的问题。文章在综述我国城市污水处理厂剩余污泥特征、相应处理与综合利用方法的基础上, 进一步综述了污泥干化芦苇床、人工湿地、微生物燃料电池以及相关组合工艺等剩余污泥资源化利用新工艺。总结了各种新工艺的优势以及当前尚未解决的关键问题, 对未来新工艺的潜在应用进行了展望, 以期开发出低能耗、低成本、高效率、绿色生态的技术, 真正实现剩余污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化。     

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。     

城市污泥处理处置技术及资源化利用研究

城市污泥的产量巨大并且成分复杂,如何对城市污泥处置与利用已成为人们所关注的问题.污泥是有用的生物资源,如能合理利用则不仅能变废为宝,还能增加经济效益,所以,探讨适合我国国情的有效处理处置和利用污泥的技术具有重要的现实意义.本文对城市污泥的特性、国内外处理、处置技术和污泥资源化技术的现状进行了分析,认为对污泥进行资源化利用是符合我国国情的一种经济、有效的途径,污泥的资源化利用尤其是农业利用不但可以节省大量的污泥终端处置费用,更可以为肥力低下的农田增添有机质、提高肥力,促进农业生产发展、实现农业生态环境的良性循环.     

用ERIC-PCR结合分子杂交监测焦化废水处理系统(A2/O)中微生物群落结构的变化

建立一种不依赖纯培养 ,可以在废水处理工业现场使用的监测微生物群落结构变化的分子技术。以处理焦化工业废水(A2 /O生物膜工艺 )不同构筑物中的悬浮污泥的微生物群落为研究对象 ,每周采样 1次 ,连续 4周。获得悬浮污泥总 DNA的ERIC- PCR指纹图谱 ,结合分子杂交进一步区分相同条带间的不同序列信息。结果表明 ,在缺氧池 (A2池 )和好氧池 (O池 )之间 ,各个采样点的 ERIC- PCR图谱差异不大 ,悬浮污泥在各构筑物之间交流充分 ;同一采样点的图谱在不同采样时期具有明显差异 ,显示了在此期间微生物群落的连续动态变化过程。通过对生物膜系统中悬浮污泥的微生物群落结构的指纹图谱分析 ,可开发出对该系统微生物群落结构动态变化进行检测的技术     

Anammox反应器启动前后微生物群落结构差异性

接种A^2/O回流污泥启动Anammox-UASB反应器,研究了上升流速对系统脱氮性能影响,利用高通量测序对反应器中微生物群落结构变化进行了研究。结果表明,历时35 d成功启动Anammox反应器。上升流速升高可以明显促进脱氮效果,在最佳上升流速为1.14 m/h时TN去除率达84.74%,去除速率高达0.766 gTN/(L·d)。高通量分析表明,Anammox污泥群落Alpha多样性较接种污泥明显减少,Anammox污泥中的Anammox菌主要为Candidatus Jettenia和Candidatus Brocadia两个属,同时检测到大量的其他脱氮微生物菌属,系统中这些脱氮微生物的大量增值使系统脱氮能力逐步提高。     

微生物絮凝剂处理废水的研究和发展趋势

概括了微生物絮凝剂及其产生菌的研究成果,重点阐述了微生物絮凝剂在处理高浓度废水、废水脱色、废水除浊、废水除油、污泥脱水和污泥改性等方面的研究现状,并指出研究中存在的问题。同时,提出微生物絮凝剂在废水处理领域的发展趋势和实现规模化生产的研究重点。     

厌氧消化污泥微生物组研究方法及应用

污泥厌氧消化是在消化污泥微生物组的协调下将剩余污泥中有机物转化为甲烷的微生物过程。与传统厌氧消化过程不同,污泥厌氧消化系统的进料底物为含有大量微生物细胞及胞外多聚物等复杂大分子有机物的剩余污泥。因此,厌氧消化污泥微生物组的种群组成、功能及种群间互作关系等异常复杂,使厌氧消化污泥微生物组分析成为难点问题。但近年来高通量测序技术及生物信息学分析方法的快速发展为消化污泥微生物组研究提供了契机,并迅速推动了该研究领域的发展。本文从4个方面梳理、总结厌氧消化污泥微生物组的研究及应用现状:剩余活性污泥结构、组成及其厌氧消化;基于16SrRNA基因序列测序的微生物组研究;基于宏基因组及宏转录组分析的微生物组研究;厌氧消化污泥微生物组研究案例分析。最后我们提出了厌氧消化污泥微生物组研究亟待解决的关键科学问题。     

利用剩余活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯的研究进展

利用单一微生物发酵是现阶段获得聚羟基脂肪酸酯 (PHA) 的主要方式,但过高的生产成本限制了其大规模应用。近年来利用活性污泥菌群混合培养合成PHA被广泛研究。将剩余污泥处理与PHA合成相结合,不仅可以省去纯培养所必需的灭菌环节,同时可以实现剩余污泥的资源化利用。剩余污泥的水解酸化、菌群富集驯化及PHA合成受环境因素影响,深入的生物合成机制研究有助于混合培养合成PHA的推广应用。文中主要介绍利用剩余污泥合成PHA的可行性、影响剩余污泥水解酸化的因素、污泥菌群富集驯化合成PHA及其机制等方面的研究进展。     

污水处理厂污泥膨胀和污泥发泡的比较分析

活性污泥法由于操作简单、处理效果好被广泛应用于市政污水和工业废水的处理。污泥膨胀和污泥发泡现象影响二次沉淀池的泥水分离过程和生物反应池的微生物量稳定,严重困扰着污水处理厂的正常运行,被称为污水处理厂的"癌症"。本文从污泥膨胀和污泥发泡的定义及分类出发,全面地比较了表征污泥膨胀和污泥发泡的方法、引起污泥膨胀和污泥发泡的丝状细菌种类及控制污泥膨胀和污泥发泡方法的异同,并探讨了污泥膨胀和污泥发泡问题的未来研究方向和控制策略,期望能够为今后污泥膨胀和污泥发泡问题的研究和调控提供有价值的参考。     

基于多Agent仿真解析处理剩余污泥的微生物电解池种群互作关系

【背景】微生物电化学系统耦合了电化学反应和厌氧消化过程,在处理剩余污泥同时实现能源回收,成为具有应用前景的技术之一。揭示电活性生物膜和活性污泥种群互作机制,有助于进一步调控和强化系统性能。高通量核酸测序技术研究微生物群落具有投入大、耗时长和不可预测的缺点,开展微生物群落动态仿真可以更有效地预测群落结构与功能。【目的】研究厌氧消化和生物电化学系统的微生物种间热力学与动力学的演化规律。在考虑电子供体、电子受体、温度、pH值等生态条件下,分析底物的电子流向及微生物群落结构的动态变化。【方法】通过对剩余污泥处理的微生物电解池(Microbial electrolytic cell,MEC)建立一个多Agent仿真(Multi-agent-based simulation,MAS)模型,评估MEC对底物氧化电子转移的能量效率和传质效率,模拟微生物群落结构实时变化,同时耦合动力学和热力学分析;揭示影响MES运行的电子流向决定性因素及相应的微生物种群,为复杂污染物生物处理系统中种间互作和动力学研究提供基础依据。【结果】通过MAS模拟,确定MEC污泥处理工艺的最佳能量传递效率与传质效率为η=0.2,ε=0.5,MAS结合热力学与动力学参数模拟微生物的群落动态与实验组有较高的吻合性。在长期的运行中,微生物电化学系统中丙酮酸没有积累。【结论】证实了MAS结合热力学与动力学参数可以预测微生物的群落动态,并进行实时监测。研究表明多Agent仿真为微生物群落结构动态变化提供了一种新的研究方法,该方法与高通量核酸测序技术进行校验和联用,为人工和自然生态系统中微生物种群预测与评估研究提供一个新的手段。     

脱水污泥中脱色偶氮染料功能菌

近年来,随着印染与染料工业的发展,染料的数量和品种不断增多,由染料废水造成的污染呈增加的趋势,开发环境友好、高效、快速、低成本的染料废水处理方法是当前研究的热点。国内外常用的偶氮染料废水处理的方法可以分为物理法、化学法和生物法。传统的物化法虽然效果好,但较高的成本以及严重的二次污染,限制了其在实际中的应用,生物法以廉价、高效与环境友好等优势而广为应用。目前利用微生物处理偶氮染料废水的应用和研究居于首位,许多研究者致力于高效脱色偶氮染料微生物的筛选、分离和驯化[1-2]。本刊2014年第12期刊登了解井坤、花莉等的文章《脱水污泥中脱色偶氮染料功能菌群的驯化分离》[3]。作者以脱水污泥作为脱色偶氮染料功能菌群的新来源,经驯化分离获得降解混合偶氮染料的高效降解菌株若干,菌株所制备干粉也可在无外源碳源的条件下完全脱色金橙I,研究表明脱水污泥是耐胁迫工程菌株的理想种质来源。近年来该研究团队利用研究所得菌株,对脱水污泥处理不同偶氮染料废水的微生物群落结构进行了基于分子生物学的分析,得到了偶氮染料结构和功能群落结构组成的信息,研究结果表明偶氮染料结构同降解菌群落组成有对应关系,不同偶氮染料驯化下的混合微生物更倾向于形成以优势种群为主的特定微生物群落结构,而群落多样性在偶氮染料的脱色作用中不是主要因素[4];基于脱污污泥中分离得到的偶氮染料脱色菌种构建的聚氨酯泡沫固定化微生物体系,能够快速、反复用于偶氮染料废水的脱色[5]。由于实际偶氮染料废水的成分十分复杂,针对不同的偶氮染料废水构建特定的高效脱色微生物群落结构在实际中的应用有待进一步探究;其次本研究在固定化微生物的脱色过程中,采用的是较小的反应器,对于反应器放大后的脱色效果也需要进一步的研究。进行了脱色偶氮染料废水的微生物燃料电池体系的搭建和运行,证明分离株能够有效进行胞外电子传递,在脱色偶氮染料的同时实现产能资源化,同时说明脱水污泥也可作为保外电子呼吸菌的种质来源[6-7];在MFC同步脱色产电性能的研究中,虽然MFC加速了偶氮染料的脱色,但是其产电水平整体偏低,达不到有效利用水平,所以如何进一步提升产电能力从而到达有效利用水平也是亟待解决的问题。     

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。