厌氧氨氧化颗粒污泥研究进展

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺是一种新的生物脱氮技术。一经问世即得到人们青睐,现已成为废水脱氮的升级技术。厌氧氨氧化菌(Anaerobicammoniumoxidation bacteria,AnAOB)是Anammox工艺的功能之源。以颗粒污泥形态存在的AnAOB是Anammox颗粒污泥床脱氮系统的重要支柱。由于AnAOB生长缓慢且对环境条件变化敏感,Anammox脱氮系统不仅启动缓慢,而且运行极易失稳甚至崩溃。值得庆幸的是,AnAOB可自主选择、组合和固定功能菌群落而形成Anammox颗粒污泥,并通过其优良的重力沉降性能和高效的基质转化性能保障Anammox脱氮系统的持续工作。本文综述了AnAOB的种类和特性及Anammox颗粒污泥的组成、结构和功能,以期为Anammox工艺的优化和拓展提供参考。     

天然脂肪酸的臭氧化—氧化分解反应

本文以棉油皂脚脂肪酸为原料,用气相色谱跟踪法研究了天然脂肪酸的臭氧化一氧化分解反应,包括溶剂的选择,脂肪酸臭氧化反应温度和时间的控制以及臭氧化物氧化分解反应温度和时间的控制等。分离反应混合物,可以获得壬二酸、C_(6～9)羧酸和棕榈酸等用途广泛的化工产品。     

臭氧自血疗法及其在糖尿病治疗中的应用

目前,糖尿病及其并发症已经成为我国一个重大的公共卫生问题。大量研究证实,氧化应激与糖尿病大血管和微血管并发症的发生及发展密切相关。臭氧自血疗法的应用已有半个世纪,低强度、精确计算且可重复的臭氧自血治疗可诱发标准化的急性氧化应激,使机体的抗氧化防御系统得到锻炼和增强,而在此过程中产生的一定数量的信使,可以与血液和实质细胞产生相互作用,改善缺血组织的血液循环和氧供,使免疫系统轻度活化,增加生长因子的释放,激活神经保护系统,改善患者的健康状态。虽然有证据显示臭氧治疗在改善血糖和血脂控制方面的贡献,且安全性良好,但迄今为止,臭氧自血疗法的临床试验数据还相当欠缺,有必要开展设计良好的临床试验,进行长期观察,以获得其应用和推广所需的更为确凿的证据。本综述旨在探讨臭氧自血疗法的作用机制及应用前景。     

厌氧氨氧化颗粒污泥聚集机制研究进展

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)工艺被认为是当前污水生物脱氮领域最经济的处理工艺,有利于实现污水处理厂的能源自给。厌氧氨氧化菌是该工艺的核心功能微生物。以厌氧氨氧化菌为主导微生物形成的厌氧氨氧化颗粒污泥具有沉速大、污泥持留能力强及对不利环境抵抗能力强等突出优势,是实现厌氧氨氧化工艺最有前景的污泥形态。本论文围绕厌氧氨氧化颗粒,介绍了厌氧氨氧化菌的特性、种类及代谢途径,综述了厌氧氨氧化颗粒污泥的形成假说及与厌氧氨氧化颗粒污泥聚集密切相关的胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)和群体感应研究现状,并对今后厌氧氨氧化颗粒的研究进行了展望,以期为后续厌氧氨氧化颗粒的研究及厌氧氨氧化颗粒工艺的优化提供参考。     

高浓度臭氧水在水产品加工过程中的应用

根据臭氧的氧化性强和不稳定易分解的特点,将高浓度氧水直接用于水产品加工过程中的杀菌、消毒,以控制微生物的污染,同时解决了传统的用饮氯酸钠水作消毒剂所产生的氯残留污染问题,为今后的水产品加工中全方位使用臭氧作用消毒剂提供了依据。     

甲烷氧化菌及其在环境治理中的应用

甲烷的生物氧化包括好氧氧化和厌氧氧化两种,分别由好氧甲烷氧化菌和厌氧甲烷氧化菌完成.由于该过程是减少自然环境中温室气体甲烷排放的重要途径,越来越受到各国学者的重视.本文主要对当前甲烷氧化菌的研究现状进行了综述,对好氧甲烷氧化菌的种类、参与氧化甲烷的关键酶,厌氧甲烷氧化菌的种类、参与的微生物菌种以及氧化机理进行了论述,并对这两类微生物在温室气体减排、污染物治理、废水生物脱氮、硫及金属元素回收等方面的应用现状及前景进行了分析.     

保藏温度对厌氧氨氧化颗粒污泥特性的影响

为考察保藏温度对厌氧氨氧化污泥颗粒特性的影响,同时优化保藏厌氧氨氧化颗粒污泥温度参数,本试验首先通过HRT调控进水基质负荷培养厌氧氨氧化颗粒污泥,并采用KHCO3和Na HCO3交替提供无机碳源。然后分别在–40℃、4℃、(27±4)℃室温和35℃条件下避光保藏。结果表明,Na HCO3可代替KHCO3作为厌氧氨氧化菌生长的无机碳源。相比于其他保藏温度,4℃保藏能够较好地维持生物量和生物活性,同时能较好地维持颗粒污泥的沉降性能、颗粒污泥和细胞结构完整性。在保藏过程中,一阶衰减指数模型可拟合厌氧氨氧化颗粒污泥生物量及活性的衰减过程,衰减指数与胞溶程度正相关,而且生物量的衰减比活性的衰减更快。同时,颗粒污泥胞外聚合物中蛋白质与多糖的比值(PN/PS)和血红素不能有效指示保藏过程中颗粒污泥沉降性能和活性的变化,而生物活性与胞溶程度呈负相关。     

湿式氧化处理的污泥对小麦种子的萌发及幼苗生长效应的研究

通过盆栽实验研究污泥湿式氧化处理后对小麦种子的萌发情况及幼苗生长的生理生化指标和对重金属吸收的影响。结果表明施用湿式氧化处理后的污泥,能够显著促进小麦种子的萌发和幼苗的生长,且小麦中重金属Cu、Zn的含量均未超过国家食品卫生标准范围内。     

生物淋滤技术在去除污泥中重金属的应用

利用微生物方法去除污泥中重金属（生物淋滤法）具有成本低,去除效率高,脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注,生物淋滤法采用的主要细菌为氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans),在其作用下,污泥中以难溶性金属硫化物被氧化成金属硫酸盐而溶出,通过固液分离即可达到去除重金属的目的,污泥的生物淋滤效果受温度、O2和CO2浓度,起始pH、污泥种类与浓度、底物种类与浓度、抑制因子、Fe^3 浓度等的影响,较为详细地介绍了生物淋滤法的作用机理及高效去除污泥中重金属的操作程序,并对其在环境污染治理方面的应用前景作了分析。     

厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用

在无分子氧环境中,同时存在NH4^＋和NO2^-时,NH4^＋作为反硝化的无机电子供体,NO2^-作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化。目前已经发现了3种厌氧氨氧化菌（Brocadia anammoxidans,Kuenenia stuttgartiensis,Scalindua sorokinii）;对厌氧氨氧化菌的细胞色素、营养物质、抑制物、结构特征和生化反应机理的研究表明,厌氧氨氧化菌具有多种代谢能力。基于部分硝化至亚硝酸盐,然后与氨一起厌氧氨氧化,以及厌氧氨氧化菌与好氧氨氧化菌或甲烷菌的协同耦合作用,提出了几种生物脱氮的新工艺（ANAMMOX、SHARON—ANAMMOX、CANON和甲烷化与厌氧氨氧化耦合工艺）。     

抗体催化的臭氧生成及其在动脉粥样硬化发病中的潜在作用

本文采用靛蓝胭脂红褪色反应检测抗体是否能催化经佛波酯(PMA)激活的THP-1单核细胞产生臭氧(O_3),并借助荧光分光光度法检测细胞内胆固醇的积聚,以及高效液相色谱法(HPLC)分析细胞内胆固醇的臭氧氧化产物5,6-secosterol生成的情况,探讨抗体催化水的氧化作用对动脉粥样病变形成潜在的影响。结果显示,THP-1单核细胞经人IgG、PMA共同孵育后,显著产生了O_3的化学信号,对靛蓝胭脂红具有明显的褪色作用,过氧化氢酶能加强这种褪色反应,而乙烯苯甲酸具有显著的抑制作用;THP-1单核细胞经人IgG、PMA及低密度脂蛋白(LDL)共同孵育后,其细胞内积聚的总胆固醇(TC)、游离胆固醇(FC)、胆固醇酯(CE)及胆固醇酯占总胆固醇的比值均明显增多,并显著产生了胆固醇的臭氧氧化产物5,6-secosterol,乙烯苯甲酸对它们均有抑制效应。以上结果表明：激活的THP-1单核细胞在抗体的催化下具有产生臭氧的能力,可能是动脉粥样硬化形成过程中一种新的重要机制。     

抑制剂在氨氧化微生物研究中的应用

在氨氧化微生物的相关研究中经常使用各类抑制剂,包括针对硝化作用的抑制剂和针对微生物生长的抑制剂。自发现氨氧化古菌以来,人们在氨氧化细菌抑制剂的基础上重新筛选和使用不同的抑制剂来满足氨氧化微生物研究的需求。抑制剂既可以加速氨氧化古菌的富集,也可以帮助研究者区分古菌与细菌对硝化作用的贡献以及它们自身合成代谢能力的差别。本文综述了各类抑制剂的使用浓度和抑制效果,包括双氰胺(DCD)、3,4-二甲基吡啶磷酸盐(DMPP)、丙烯基硫脲(ATU)等传统抑制剂,乙炔和辛炔等炔烃类抑制剂,一氧化氮清除剂以及抗生素等对氨氧化微生物的活性和生长有特异性或通用抑制能力的抑制剂。通过对氨氧化微生物抑制剂的归纳总结,可为氨氧化微生物研究过程中抑制剂的选择提供参考。     

氧化石墨烯在骨组织工程中的应用

传统骨组织工程支架材料存在强度不足、生物活性低等缺点。近年来,碳纳米材料在骨再生方面展现出独特的优势。氧化石墨烯(graphene oxide, GO)是一种具有代表性的二维碳纳米材料,作为石墨烯的氧化形式,GO具有优异的力学性能、良好的生物相容性、大比表面积、易于改性等特点。GO不仅能够直接促进干细胞黏附、增殖和分化,还可以改善传统支架的机械性能、生物活性、抗菌能力、免疫调节能力等,基于GO的复合材料有望成为理想的骨再生支架。综述GO的物理化学性能、生物相容性、生物降解和清除等特性,总结GO作为涂层、控释材料和复合支架在骨组织工程中的最新应用,并对其未来研究方向进行展望。     

甲烷厌氧氧化机理及其应用研究进展

甲烷是一种重要的温室气体, 研究证明甲烷厌氧氧化(AOM)对于降低全球甲烷的排放有着重要意义。参与AOM 反应的最终电子受体可分为三类, 即SO2– 4、NO₂^– /NO₃^–以及以Fe³⁺、Cr⁵⁺等为代表的金属离子。本文基于甲烷厌氧氧化过程所利用的电子受体的差别, 结合不同类型AOM 反应微生物的基因型分析, 阐述了AOM 过程的反应机理、相关的微生物种类及其代谢途径。其中对AAA(AOM-associated archaea, 属于ANME-2d)的分离培养, 以及其利用硝酸盐、Fe³⁺、Cr⁵⁺等离子氧化甲烷的研究对认识AOM 反应机理和AOM 的实际应用有很大推动作用。本文还介绍了AOM 过程在环境污染控制领域实际应用中的最新研究进展, 对AOM 的实际应用及其在节能减排上的价值进行展望。AOM 过程的进一步研究对拓宽该过程的工程应用以及对正确认识全球碳、氮、硫循环均有着重要意义。     

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。     

污泥颗粒化技术在废水处理中的应用

以厌氧颗粒污泥为代表的污泥颗粒化技术具有容积负荷高、节省沉淀分离空间、节能减排、单位投资成本和运行成本低等优点,在废水处理中得到广泛应用。近年来,好氧和缺氧颗粒污泥技术也受到关注,在去除废水中有机物的同时还可实现对氮磷的同步去除,其中好氧颗粒污泥技术已在国外实现了工业应用。文章从厌氧、好氧和缺氧颗粒污泥的起源和发展、运行条件对颗粒形成的影响、废水处理反应器和工程应用等几个方面进行综述和总结,分析了目前颗粒技术在应用中存在的问题,并对污泥颗粒化技术的发展前景进行了展望。     

复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥中的作用研究

应用复合微生物菌剂对剩余污泥进行堆肥试验,较系统地研究了复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥系统中的作用。结果表明:接种复合微生物菌剂进行剩余污泥堆肥,与对照组相比,不但能够提高堆肥温度,而且高温持续时间长,堆肥反应速率加快,腐熟时间缩短,当接种量为7%(体积比)时,腐熟时间比对照组提前了12 d。     

氨氧化古菌及其在氮循环中的重要作用

氨氧化作用作为硝化过程的第一步,是氮素生物地球化学循环的关键步骤.长期以来,变形菌纲卢和',亚群中的氨氧化细菌一直被认为是氨氧化作用的主要承担者.然而,近年来研究发现氨氧化古菌广泛存在于各种生态系统中,并且在数量上占明显优势,在氮素生物地球化学循环中起着非常重要的作用.本文概述了氨氧化古菌的形态、生理生态特性及其系统发育特征,对比分析了氨氧化古菌和氨氧化细菌的氨单加氧酶及其编码基因的异同,综述了氨氧化古菌在水生和陆地等生态系统氮素循环中的作用,同时就氨氧化古菌在应用生态和环境保护领域今后的研究重点进行了展望.     

铁矿物强化厌氧氨氧化效能及其微生物机制研究进展

自然界中的氮循环与铁循环相互交联,参与氮循环的厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,anammox）菌的生长代谢及活性发挥也与铁元素紧密关联。自然界广泛存在的铁矿物因具有运行成本低廉、稳定性好、二次污染小等优势,在污水处理领域得到广泛应用。在厌氧氨氧化脱氮系统中引入适量铁矿物,不仅有助于促进anammox菌和铁还原菌的富集,提高功能基因丰度和相关酶活性,还可能通过影响污泥浓度、血红素c含量、胞外聚合物含量和颗粒化程度,改善污泥性能和提高厌氧氨氧化系统的稳定性。同时,铁矿物具有促进体系多种氮素转化途径（如anammox、铁自养反硝化、铁氨氧化、异化硝酸盐还原成铵和反硝化）相耦合的潜能,可以提高anammox污水处理系统的总氮去除率。本文基于铁矿物在促进污水生物脱氮方面的良好性能及其在anammox系统中的变化,从脱氮效能、污泥特性、微生物特征及酶活性等方面,系统综述了铁矿物对厌氧氨氧化系统的强化作用机制,并从anammox菌对铁矿物的利用及铁元素的摄取角度展望了后续的研究方向,以期为铁矿物强化厌氧氨氧化系统的实际应用提供理论和技术指导。