好氧反硝化细菌处理农田灌溉地下水中硝酸盐污染的研究

[目的]反硝化细菌是原位生物修复地下水硝酸盐污染过程中起主要脱氮作用的微生物,通过好氧反硝化细菌去除灌溉农田地下水中的硝酸盐.[方法]将菌株NSA4接种于灌溉农田地下水中,检验其在实际地下水中的脱氮效果.总氮测定采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法;氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法;硝氮采用酚二磺酸紫外分光光度法测定;亚硝氮测定采用N-(1-奈基)-乙二胺分光光度法.[结果]加菌处理地下水中的NO3--N的去除率要比未加菌处理对NO2--N的去除率高10;～40;,加菌处理对地下水中的TN的去除率要比未加菌处理对TN的去除率高10;左右.[结论]好氧反硝化细菌对于农田灌溉地下水脱氮效率具有显著的改善能力,在未来的地下水处理中具有一定的应用价值.     

UBF实现同步反硝化产甲烷的启动与运行特征

[目的]寻求同步反硝化产甲烷工艺的快速启动方法,并观察启动后同步反硝化产甲烷的稳定运行特征。[方法]利用自制的上向流厌氧污泥床-生物膜复合反应器(up-flow anaerobic sludge bed-filter,简称UBF)处理高碳氮比垃圾渗滤液,选择好氧预挂膜-厌氧驯化联合方式对反应器实施启动,最终实现同步反硝化产甲烷功能。[结果]整个启动过程历时42d,下部污泥床的污泥浓度约为9.5g·L-1,上部填料床的挂膜量达5.2g·g-1填料;高碳氮比下反应器的处理效果十分稳定,CODCr、NO3--N、NH4+-N和TN的总去除率分别为88.83%、99.95%、70.97%、82.80%,污染物降解效率较高;生物气日产量约7.2~8.9L,所含气体成分较为稳定,CH4、CO2、H2和含氮气体的平均含量比例分别为54.41%、44.09%、0.58%、0.92%。[结论]利用好氧预挂膜-厌氧驯化的启动方式,可以对UBF反应器快速实现同步反硝化产甲烷功能,并获得稳定且良好的运行效果。     

固定反硝化菌强化人工湿地处理低污染水研究

将固定反硝化菌Pseudomonas stutzeri(以聚乙烯醇、海藻酸钠为材料包埋固定)投加至人工湿地不同位置,进行低污染水模拟脱氮实验,以探究固定反硝化菌的最佳投加位置;采用高通量测序技术分析各系统微生物组成,并考察最优系统在低温下的脱氮效果。结果表明,上层投加固定反硝化菌对湿地脱氮的强化效果最佳,TN与NO_3~--N去除率分别为60.31%与64.98%;微生物多样性指数显示,投加固定反硝化菌虽降低了系统微生物丰富度,但各处理系统内主要微生物物种差异不大,Proteobacteria(变形菌门)丰度最高,投加固定反硝化菌系统中Nitrospira(硝化螺旋菌门)比例增大,有利于脱氮效果的提高。在15℃条件下,上层投加固定反硝化菌系统的TN与NO_3~--N去除率分别为50.86%与55.06%,高于空白湿地系统(TN与NO_3~--N去除率为24.81%与27.53%)。     

不同填料生物膜对海水养殖尾水的脱氮效能及微生物群落分析

为探究不同填料生物膜对海水养殖尾水氮污染物的处理能力,分别以无填料(C)、牡蛎壳(M)、珊瑚石(S)、弹性填料(T)和悬浮球填料(F)构建5组生物滤池,比较填料生物膜成熟时间、成膜情况及对不同氮污染物的24 h去除能力,同时利用高通量测序技术分析挂膜期间(20、40、60 d)填料生物膜上微生物群落的变化。结果表明：不同填料生物膜成熟时间需要46～50 d,珊瑚石所需时间最短(46 d);扫描电镜显示,弹性填料和悬浮球填料附着生物量最多,以杆状细菌为主;对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的24 h去除率最高的填料分别是悬浮球填料(68.66%±6.27%)、珊瑚石(99.99%±0.00%)和悬浮球填料(6.73%±3.41%);高通量测序显示,随着挂膜时间延长,弹性填料生物膜上的细菌丰度显著增加,牡蛎壳和珊瑚石生物膜上的细菌多样性显著下降(P<0.05);在门分类水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)是不同填料生物膜的主要优势菌群,硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、硝化刺菌门(Nitrospinae)的相对丰度随挂膜时间延长不断...     

红枫湖沉积物中氮循环相关微生物研究（英文）

选择喀斯特地区饮用水源地红枫湖水库为研究对象,研究与氮循环有关的微生物。采用稀释平板法及最适或然数法测定了8个站位表层沉积物中氨化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、反硝化细菌的分布情况。结果表明：8个站位中氨化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、反硝化细菌分别为104～106CFU/g、105～107MPN/g、105～108MPN/g、105～109MPN/g。其中,氨化细菌数量最多的是大坡上采样点,其余采样点差别不大;氨氧化细菌数量最多的是花渔洞大桥采样点;新庄的亚硝酸氧化细菌高于其他采样点;反硝化细菌数量较大的是大坡上。     

一株高效好氧反硝化细菌的分离与鉴定

采用选择性培养基通过定量增加亚硝酸盐含量来富集筛选好氧反硝化细菌,经过选择性培养基初步筛选,测定NO-2-N与NO-3-N的去除率,再通过反硝化培养基复筛选出同时具有去除NO-2-N与NO-3-N能力的目的菌。通过16S rRNA基因序列分析及同源性比对以及与其他已筛选出的部分硝化细菌与反硝化细菌的比对构建系统发育树,结合菌株的生理生化鉴定试验,鉴定出目的菌株。在好氧、28℃培养条件下,在反硝化培养基中,该菌株5 d内将NO-2-N由3 570 mg/L降至22 mg/L,去除率达99.4%,将与NO-3-N由2 464 mg/L降至27 mg/L,去除率达98.9%。通过形态学、生理生化反应以及16S rRNA序列测定鉴定菌株DB-6为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae),命名为DB-6。新筛选的阴沟肠杆菌反硝化能力较强,具有生物脱氮的应用潜质,有望应用于海水养殖水质净化。     

功能菌剂强化-无回流多级A/O处理村镇生活污水工艺研究

从活性污泥中筛选出1株具有高效反硝化能力的聚磷菌B8,将其投加于无回流多级A/O生物反应器中,进行生物强化去除总氮(TN)和总磷(TP)试验,考察B8对多级A/O工艺的脱氮除磷效果,推测B8生物强化脱氮除磷机理与TN降解动力学模型。结果表明,连续投加14 d B8菌液于无回流多级A/O反应器后,投菌阶段TP平均去除率为73.03%,而未投菌阶段TP平均去除率为57.31%,同时投菌阶段TN平均去除率为70.72%,未投菌阶段TN平均去除率为61.17%,从而证实投加B8菌液能有效强化无回流多级A/O工艺脱氮除磷能力。无回流多级A/O工艺对TN的降解符合Modified Stover-Kincannon动力学模式。     

低温条件下海水暂养装置脱氮系统的构建及其应用效果

[目的]设计一种可有效降低海水暂养循环系统中氮浓度的新型脱氮技术工艺,提高鲜活海产品的暂养存活率,以确保健康安全海产品的流通及满足人们的膳食需求.[方法]针对暂养水体温度低、碳氮比低及溶解氧高等特点,采用农业废弃物玉米芯作为碳源和生物膜载体,通过驯化低温脱氮菌(硝化菌和反硝化菌)并结合人工强化挂膜方式建立同步硝化反硝化脱氮系统.[结果]经低温、高盐驯化富集培养的硝化菌富集液和反硝化菌富集液均以变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主,但在纲水平上,硝化菌富集液中以γ-变形菌纲(Gammaproteo-bacteria)和α-变形杆菌纲(Alphaproteobacteria)为主,其相对丰度分别为83.50%和12.90%,而在反硝化菌富集液中γ-变形菌纲为主要纲,其相对丰度为91.30%.通过电镜扫描发现,置于脱氮反应器内的玉米芯表层有微生物膜覆盖,其表层孔隙数量明显减少;玉米芯还作为固相碳源,促使反硝化过程持续进行.玉米芯脱氮反应器装置运行60 d内,出水口水样的总氮、氨氮和硝氮去除率均随时间推移呈先升高后降低的变化趋势,最高去除率分别达(63.46±0.55)%、(62.79±0.52)%和(65.00±0.63)%.[结论]以玉米芯为碳源和生物膜载体、利用人工强化挂膜构建的玉米芯脱氮反应器装置能同步实现硝化反硝化过程,脱氮效果佳且可保证系统长期运行,还具有构建工艺简单、体积小及成本低等特点,适用于大部分海产品低温暂养系统.     

共固定化亚硝化-反硝化细菌工艺及特性研究

以亚硝化细菌、反硝化细菌为研究对象,采用共固定化细胞技术,以海藻酸钠共固定化亚硝化-反硝化细菌,研究了共固定化工艺条件及其在模拟污水中的脱氮效果。结果表明,共固定化亚硝化-反硝化细菌最佳工艺条件为4.5%海藻酸钠和2.1%氯化钙共固定化细胞,接种量为3个/m L培养基,接种于装有140 m L模拟污水液体培养液的250 m L三角瓶中,最佳p H为8,最佳培养温度30℃,110~140 r/min培养。54 h时氨氮去除率为95.95%,78 h时亚硝态氮去除率为95.82%。共固定化小球可重复使用3次、低温对共固定化后菌种脱氮性能的影响较小。     

高效硝化细菌的富集培养与分离

硝化细菌是生物硝化脱氮中起主要作用的微生物,直接影响硝化效果和生物脱氮的效率.有研究表明 ,污水中硝化细菌的浓度与硝化速率成正比[1], 因此,提高污水中硝化细菌的浓度、获得纯种硝化细菌,可大大提高生物脱氮和污水处理的效率.     

A/O-MBR处理低C/N生活污水的脱氮因素研究

采用A/O-MBR工艺处理低C/N(3~5)生活污水,考查溶解氧(DO)、水力停留时间(HRT)及回流比(R)对脱氮效果的影响,并对处理过程进行全氮分析。结果表明,该工艺NH4+-N去除率在95%以上,但TN去除率最高仅为66%,TN去除在DO=2~3 mg/L、HRT=9 h及R=300%时分别出现峰值,缺氧段处理效果明显优于好氧段。对处理过程的全氮分析表明,28~32℃水温条件下,系统亚硝化率(NO2-/TN)保持在3%以下的低比率,说明短程硝化反硝化作用可以忽略,TN去除主要依赖硝化反硝化;控制DO=2~3 mg/L、HRT=9 h,系统好氧池硝化率(NO3-/TN)维持在61%~90%之间,缺氧池硝化率随R增加逐渐上升,在R=300%时达到高点76%;控制DO=2~3 mg/L、R=300%,缺氧池硝化率也在HRT=9 h时达到高点。结果表明,A/O-MBR工艺维持TN去除效果的先决条件是缺氧池达到足够的硝化率。由于反硝化细菌是典型的异养菌,TN去除不够理想主要源于进水碳源相对缺乏。除了增加碳源的传统措施外,提高TN去除率应更多地关注工艺条件的改进。     

异养型同步硝化反硝化处理氨氮废水及群落结构分析

从生物陶粒反应器中筛选出6株异养硝化细菌,采用乙酸钠-氯化铵培养基培养细菌进行硝化特性研究.经过12 d好氧培养,6株异养硝化细菌对COD的去除率在45%以上,总氮和氨氮最终去除率在60%以上,并且具有产生NOx--N的硝化性能.采用污泥驯化手段富集好氧反硝化细菌,将得到的驯化污泥分离纯化,共得到5株高效好氧反硝化细菌(f1、f2、f3、f5、f7),他们对总氮(TN)的去除率分别为90.4%、91.2%、94.6%、95.6%、97%,表现出较好的总氮去除能力.将6株异养硝化细菌和5株好氧反硝化细菌扩大培养后,建立SBR反应器进行氨氮去除的试验研究.PCR-DGGE图谱表明,在反应器运行的不同时期,微生物群落结构发生动态演替.在反应器稳定运行期间,筛选的异养硝化细菌wgy5,wgy21,好氧反硝化细菌d5和Pseudomonas sp.的细菌是系统的优势菌群.     

空间位置对聚丁二酸丁二醇酯固相反硝化脱氮性能的影响

采用室内装置以可生物降解聚合物(BDPs)聚丁二酸丁二醇酯[Poly (butylene succinate),PBS]为碳源和载体构建固相反硝化系统,研究反应器内上、中、下3层PBS颗粒表面所附着的生物量、质量损耗以及反硝化脱氮速率.结果表明,在进水硝酸盐浓度为50 mg/L、水力停留时间(HRT)为4h的条件下,反应器具有良好的脱氮能力,第20d时出水硝酸盐浓度降到0.2476 mg/L,去除率为99.50％.在生物量和质量损耗的试验中发现,PBS的空间物理结构对表面附着的生物量和PBS质量损耗有着显著的影响,随高度的增加呈递减趋势;上、中、下3层PBS表面所附着生物量分别为7.65×108、1.48×109、3.64×109 CFU/cm3,质量损耗量分别为0.3517、0.6749、3.9336 g.反硝化脱氮速率测试结果表明,上、中、下3层PBS颗粒的硝酸盐去除能力存在极显著差异,去除率分别为38.479％、72.128％和99.233％;在前9h内亚硝酸盐的含量都呈升高趋势,浓度分别为9.7075、7.2982、10.0527 mg/L,随后的14h内开始下降,终浓度分别为6.9351、5.3473、0.2119 mg/L;总氮的去除率分别为58.3449％、70.0623％和99.1570％.     

复合微生态制剂对池塘水体氮循环细菌动态变化的影响

采用最大可能数法分析了不同季节池塘水体中氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的种群数量。结果显示,在池塘水体中,各种氮循环细菌的分布规律为:氨化细菌的n(MPN)为春季(8.6×105)>夏季(6.8×105)>秋季(3.1×104);亚硝化细菌为夏季(3.2×105)>春季(6.4×103)>秋季(1.8×103);硝化细菌则正好相反,为春季(2.4×106)>秋季(1.0×106)>夏季(7.6×105);反硝化细菌为春季(4.5×106)>夏季(9.5×105)>秋季(6.2×104),由春季到秋季逐级降低1个数量级。养鱼的池塘水体中氮循环细菌的分布与不养鱼池塘是相类似的,惟一有所不同的是各种细菌的含量略为高一些。使用活菌数为2×108CFU·mL-1的含枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)、水生假丝酵母(Candidaaquati-ca)和球形酵母(Saccharomycesglobosus)的复合微生态制剂后,可明显提高池塘水体中氨化细菌、反硝化细菌和亚硝化细菌的数量,但对硝化细菌的影响不大。复合微生态制剂可使池塘水体各种氮循环细菌在春夏秋不同的季节保持较为恒定的数量,最大限度地提高氮循环的速率和效能。试验同时发现氨化细菌、反硝化细菌的数量与其相应作用的产气量呈显著的相关性(P<0.01),说明两者可将水体中的氮素转化为NH3、N2O或N2等不同的气体而从水中逸散。研究结果表明,复合微生态制剂通过直接影响水体中氮循环细菌的数量而促进水体的氮循环。     

晋城市丹河水中氮利用细菌研究

[目的]探讨丹河水体中氮利用菌的分布及生物多样性特征.[方法]在丹河的赵庄断面水面下10～20 cm深处采集水样(7次),采集时间为1年,微生物菌落按不同菌落特征分类计数,研究了丹河水体氮利用菌的数量分布和特征.[结果]水体中固氯菌、氨化细菌、硝化细菌年平均数分别为140、1 179和691 CFU/ml,亚硝化和反硝化细菌年平均数分别为647和369MPN/ml.氮素转化菌在水体环境中的数量分布与季节、营养状况等有关,固氮菌主要受总氯影响较大,反硝化细菌主要受总氮和总磷的影响,固氮菌和硝化细菌的数量分布与反硝化细菌的数量分布均具有一定的一致性.[结论]丹河水体中的氮利用菌中氨化细菌分布较多,硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌次之,固氮菌则相对较少.     

不同灌水模式和施氮处理下稻田N2O排放通量及其与硝化-反硝化细菌数量的关系

为获得减少稻田N_2O排放的合适灌溉模式和施氮管理,通过大田试验,研究了不同灌溉方式和施氮处理对生育期内稻田N_2O排放通量和不同时期土壤无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的影响,并分析了采样当天稻田N_2O排放通量与无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的关系。试验设3种灌溉方式,即常规灌溉(CI)、"薄浅湿晒"灌溉(TI)和干湿交替灌溉(DI),以及2种施氮处理,即全部施用尿素(RN1)和50%尿素+50%猪粪(RN_2),2种施氮处理氮用量相同。相同施氮处理下,TI模式可以降低稻田N_2O排放;DI和TI模式土壤无机氮含量、硝化细菌数量和亚硝化细菌数量较CI方式高,而CI和TI模式土壤反硝化细菌数量较DI模式高。相同灌水模式下,RN1处理可显著降低稻田N_2O排放,且RN1处理土壤无机氮含量、硝化细菌数量、亚硝化细菌数量和反硝化细菌数量较RN_2处理低。稻田N_2O排放通量与土壤反硝化细菌、硝化细菌数量和NH_4~+-N含量之间均呈极显著正相关关系(r≥0.309,P0.01),且土壤NH_4~+-N含量与硝化细菌数量和反硝化细菌数量之间也均呈极显著正相关关系(r≥0.555,P0.01)。因此,"薄浅湿晒"灌溉和尿素处理可以降低稻田N_2O排放,且稻田N_2O排放通量受到土壤NH_4~+-N含量、反硝化细菌数量和硝化细菌数量的综合影响。     

SBR生物脱氮试验研究

由于当今污染现象越来越严重,污水脱氮已成为社会焦点,该实验就污水生物脱氮进行试验研究。实验采用SBR生物脱氮工艺,在常温,pH7.0～8.5以及控制其它一些常见条件下,试验确定最佳硝化和反硝化时间分别为3.5和1.5h,整个试验的脱氮效率在70%以上,其中好氧硝化段去除率就达60%左右。并且在实验其它数据的分析中,有迹象表明该实验中明显有存在同步硝化反硝化的可能。     

晋城市丹河水体中氮利用细菌研究

[目的]探讨丹河水体中氯利用菌的分布及生物多样性特征。[方法]在丹河的赵庄断面水面下10～20cm深处采集水样（7次）,采集时间为1年,微生物菌落按不同菌落特征分类计数,研究了丹河水体氮利用菌的数量分布和特征。[结果]水体中固氮菌、氨化细菌、硝化细菌年平均数分别为140、1179和691CFU／ml,亚硝化和反硝化细菌年平均数分别为647和369MPN／ml。氮素转化菌在水体环境中的数量分布与季节、营养状况等有关,固氮菌主要受总氮影响较大,反硝化细菌主要受总氮和总磷的影响,固氮菌和硝化细菌的数量分布与反硝化细菌的数量分布均具有一定的一致性。[结论]丹河水体中的氮利用菌中氨化细菌分布较多,硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌次之,固氮菌则相对较少。     

医药化工废水同步硝化反硝化的研究及工程应用

[目的]为同步硝化反硝化技术在工程上应用提供依据。[方法]利用序批式反应器,研究医药化工废水的同步硝化反硝化(SND)生物脱氮工艺,并对SND工程应用进行尝试。[结果]实现SND最佳脱碳、脱氮效果的溶解氧(DO)浓度应控制在1.0~2.0mg/L,最佳进水pH值为7.0~7.5,在该条件下,COD去除率达80%以上,氨氮去除率达80%~82%,总氮去除率达74%~78%。在SND工程应用中,控制DO浓度为1.0~2.0 mg/L、进水pH值为7.0~7.5、水温为28~32℃时,COD、氨氮、总氮去除率分别为78.8%、78.4%和74.5%。水温过高将影响SND脱氮、脱碳的效果,且污泥微生物有一定适应调节能力,总体上COD、氨氮、总氮平均去除率分别为72.1%、66.2%和57.5%。[结论]同步硝化反硝化生物脱氮工艺有广阔的工程应用前景。     

红枫湖沉积物中氮循环相关微生物研究

选择喀斯特地区饮用水源地红枫湖水库为研究对象,研究与氮循环有关的微生物。采用稀释平板法及最适或然数法测定了8个站位表层沉积物中氨化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、反硝化细菌的分布情况。结果表明：8个站位中氨化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、反硝化细菌分别为104～106 CFU/g、105～107 MPN/g、105～108 MPN/g、105～109 MPN/g。其中,氨化细菌数量最多的是大坡上采样点,其余采样点差别不大;氨氧化细菌数量最多的是花渔洞大桥采样点;新庄的亚硝酸氧化细菌高于其他采样点;反硝化细菌数量较大的是大坡上。