不同固体碳源释碳特征及其对反硝化脱氮效果研究

碳源是低碳氮比废水反硝化过程的限制性因素之一,外加固体碳源可以强化微生物反硝化脱氮效果。为筛选出合适的外加碳源,本研究选用廉价的农业废弃物(稻草和锯木屑)和水生植物(绿狐尾藻和梭鱼草)作为固体碳源材料,分析不同固体碳源材料的释碳特征,比较其对反硝化过程的脱氮效果。结果表明,4种材料的释碳过程均符合二级动力学方程,其释碳能力大小为:稻草(25.64 mg/(g·L))梭鱼草(23.64 mg/(g·L))锯木屑(22.37 mg/(g·L))绿狐尾藻(20.45 mg/(g·L)),其中,绿狐尾藻的释放速率最快,其COD释放浓度达饱和浓度一半时所用时间仅为3.56 h。4种材料作为外加固体碳源可显著提高反硝化脱氮效率,其对水体硝态氮的去除率均达80%以上。由于梭鱼草在试验后期出现氨氮的大量积累,会造成水体二次污染。因此,稻草、锯木屑和绿狐尾藻适合作为外加碳源材料利用。     

SBR工艺同步硝化反硝化动力学模型研究

采用序批式生物反应器(SBR)处理实际生活污水,考察同步硝化反硝化(SND)过程中无碳源添加和有碳源添加氮的变化规律,采用硝化、反硝化动力学和物料平衡原理相结合的方法,导出同步硝化和反硝化两个阶段的动力学方程,建立SND的动力学模型,试验结果表明:SND动力学常数C1=7.0151,C2=0.3647,KM=0.0109.     

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。     

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.     

以棉花为碳源去除地下水硝酸盐的研究

采用室内试验装置,研究了以棉花为碳源和反应介质的生物反应器去除地下水中的硝酸盐。结果表明,以棉花为碳源的反应器启动快。在室温25℃±1℃,进水硝酸盐氮浓度为22.6mgN·L-1,水力停留时间不小于9.8h时,反应器对硝酸盐氮可以100%去除,出水未检出亚硝酸盐。反硝化反应受温度变化及水力停留时间影响大:14℃的反硝化速率不到25℃的1/2;当水力停留时间为7.2h,N去除效率只有45%。反硝化反应受pH值和DO的影响小,当pH值在6～9,进水DO在2～6mg·L-1范围变化时,反应器去除效率没有变化。在反应进行过程中,棉花也被消耗掉。     

以农业废弃物作为反硝化脱氮固体碳源的研究现状

综述利用农业废弃物作为反硝化固体碳源的国内外研究现状,结果表明,利用固态碳源作为碳源可以有效地去除硝态氮,反硝化效果明显,中间产物积累量不明显,而且其廉价易得,可长期使用。     

人工湿地外加碳源碳溶出及反硝化效果研究

为了解人工湿地中固体外加碳源的碳溶出规律及添加量对反硝化效果的影响,本研究选择竹子、木块和木本泥炭作为外加C源材料,在厌氧下测定3种材料的碳溶出量,同时应用于人工湿地中试试验,为人工湿地外加碳源的应用提供依据。结果表明:单位质量的试验材料C的溶出量是竹子木块木本泥炭,竹子、木块和木本泥炭的C溶出量均值分别达577、266和59mg/(kg·d);材料C溶出量随时间变化的回归曲线拟合度较高,溶出稳定。人工湿地中试试验中,添加62kg木块为外加碳源时的湿地系统对总氮和铵氮的去除率明显高于添加31kg木块的湿地系统。溶出试验中木块作为人工湿地反硝化脱氮的外加碳源材料促进了人工湿地对氮的去除。     

人工湿地中生物脱氮新路径分析

综述了人工湿地中除氮的传统路径和新型路径,包括氨化、硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和全程自养脱氮等脱氮方式,对生物脱氮的机理、优越性、影响因素以及在人工湿地中的应用现状进行分析,为采用新型脱氮路径,建立脱氮效果更好的人工湿地奠定了基础.     

曝气方式对序批式反应器培养生物絮凝体 的活性与营养组分的影响

以水产养殖固体废弃物为原料,利用序批式反应器培养生物絮凝体,研究连续曝气和间歇曝气方式对序 批式反应器培养生物絮凝体的活性与营养组分的影响。结果表明,间歇曝气方式可抑制序批式反应器中的硝化作用, 试验期间亚硝酸盐和硝酸盐平均浓度分别为0.93(依0.26)、0.90(依0.21) mg/L;而连续曝气反应器中,亚硝酸盐和硝酸盐积 累较高,试验结束时反应器内亚硝酸盐和硝酸盐浓度分别达到8.68、20.78 mg/L。间歇曝气序批式反应器培养的生物絮 凝体中有机氮占总氮比率逐渐上升,平均值为81.85(依1.27)%;连续曝气反应器中有机氮占总氮比率逐渐下降,平均值 为61.11(依4.30)%。间歇曝气反应器中生物絮凝体最大蛋白含量为34.38(依0.15)%,连续曝气反应器中最大蛋白含量为 28.59(依3.50)%,间歇曝气反应器培养的生物絮凝体的平均粗蛋白含量比连续曝气反应器中高5.85(依0.26)%。     

采用SND工艺处理高NH3-N、低COD废水

在序批式活性污泥反应器(SBR)中通过控制好氧段实现同时硝化反硝化(SND)过程,对高NH3-N、低化学需氧量(COD)废水进行脱氮试验.研究了不同进水C/NH3-N和溶解氧(DO)对脱氮的影响,结果表明,温度为(27±0.5)℃时,当进水氨氮浓度为200 mg/L,C/NH3-N=6:1,DO为1.5 ～2.0 mg/L时,NH3-N和总氮的去除率最好,分别为95.81％和73.27％,系统运行良好.     

意杨木屑栽培香菇技术研究

利用意杨木屑和棉籽壳混合物作为香菇栽培碳源基质,研究两者配比对菌丝生长状况、鲜菇产量的影响,以期为香菇栽培原料选择及意杨综合利用提供科学依据。结果表明,以意杨木屑52％、棉籽壳24％为碳源的配方栽培香菇菌丝生长最好,产量最高,生物学效率达89．40％,比对照（常规阔叶木屑配方）高2．45个百分点;该配方产投比也最高,为19．16,是对照的1．31倍。从香菇产量和产投比综合来看,以意杨木屑52％、棉籽壳24％为碳源的配方栽培香菇最优。     

人参锈腐病菌（Cylindrocarpon destructans.）生物学特性的初步研究

本文对人参锈腐病菌〔Cylindrocarpon destructans(zinss)Scholten〕生物学特性进行了较系统的试验研究。结果表明:人参锈腐病菌在PDA和查彼氏培养基上生长良好,菌落厚,深褐色;该菌对碳源的利用以甘露醇为最好,缺碳生长不好;对氮源的利用以蛋白胨为最好;该菌在相对湿度为79.3～90％生长缓慢,在95％以上生长很好;在PDA培养基上生长速率以第5d增长较快。该菌最适pH值为5.0～7.0,在自然光照射下菌落厚,深褐色,在连续黑暗条件下生长最差;生长最适温度20～25℃,在57℃条件下10min为该菌的致死温度。     

不同条件下稻草作为碳源释碳效果的对比研究

选取稻草作为碳源物质,探究纤维素分解菌、溶解氧、温度3个因素对稻草释碳效果的影响.研究发现:在30℃缺氧条件下,加入纤维素分解菌的稻草最大释碳量可达8.4 mg/d,而且试验5d后稻草的释碳量可维持在4 mg/d以上;未加纤维素分解菌的稻草最大释碳量仅4.1 mg/d.在30℃、引入纤维素分解菌的条件下,溶解氧浓度高的稻草释碳效果低于溶解氧浓度低的稻草.不同温度下稻草释碳量关系为30℃＞20℃＞ 10℃.     

野生香菇菌株鉴定及其与栽培菌株的生物学特性比较

【目的】对野生香菇进行鉴定，并比较其与栽培菌株的生物学特性，为野生香菇种质资源的应用提供理论基础。【方法】采用形态特征和分子序列分析方法对野生食用菌进行鉴定，并分析温度、碳源、氮源等因素对菌丝生长的影响，并比较其与 6 株栽培香菇的生物学特性。【结果】2 株野生食用菌（林香 18 和林香19）鉴定为香菇，所有供试菌株均能在 15~30 ℃条件下生长，其中，林香 18 在 15~30 ℃范围内菌丝生长速度为2.5~4.7 mm/d，菌丝生长力极强；林香 19 在 15~20 ℃时菌丝生长缓慢，生长速度为 0.5~1.6 mm/d，在 25~30 ℃时生长速度显著加快，为 2.58~3.08 mm/d，说明林香 19 不耐低温。2 株野生菌株在 30 ℃时菌丝生长速度最快，分别为 4.7、3.08 mm/d，且明显高于栽培菌株，属于耐高温菌株；其余 6 株栽培菌株在 25 ℃时生长速度最快，为3.18~4.91 mm/d，均属于中温菌株。供试菌株 L12、L26、林香 19、申香 34、申香 60 和浦香 08 以可溶性淀粉为最适碳源，林香 18 和 L808 的最适碳源为蔗糖，以乳糖为碳源时菌丝生长最差；供试菌株以尿素为氮源时均不能生长，以牛肉膏为氮源时菌丝生长最好，以硝酸钾为氮源时菌丝生长最差；林香 18、林香 19、申香 60 和 L26最佳 C/N 为 10/1，申香 34、L12 最佳 C/N 为 30/1，浦香 08 和 L808 最佳 C/N 分别为 40/1 和 50/1，由此可知，申香 34、林香 18 和林香 19 菌丝生长不受 C/N 的影响，其余菌株均受 C/N 的影响。【结论】野生香菇菌株林香 18和林香 19 均为耐高温菌株，但林香 19 对低温较敏感。林香 18 和林香 19 的最适碳源分别为蔗糖和可溶性淀粉，最适氮源分别为牛肉膏和蛋白胨，最适 C/N 均为 10/1。研究明确了野生香菇林香 18 和林香 19 菌丝生长的营养需求和条件，研究结果可为耐高温香菇新品种的选育提供新材料。     

无机与有机碳源混合营养培养对钝顶螺旋藻生长的影响

为深入考察碳源混合营养对螺旋藻生长的影响,采用响应面分析法对螺旋藻混合营养培养中的无机碳源(NaHCO3)与有机碳源(葡萄糖)进行2因素3水平试验.结果表明:单因素试验螺旋藻在基础培养基条件下,添加1.5g/L葡萄糖时,最终生物量为1.242 9 g/L;在以最佳葡萄糖添加浓度时,NaHCO3的最佳添加浓度为8.4g/...     

基于稳定碳同位素技术的养殖贝类碳源分析

贝类养殖作为碳汇渔业存在一定疑义,为了更好地解释贝类的碳汇功能并明确其碳源,应用稳定碳同位素技术对3种养殖贝类的碳源进行了分析。研究结果表明:3种养殖贝类的贝壳δ13C值介于-6.9‰~-6.3‰,软体组织δ13C值介于-23.2‰~-21.9‰,贝壳与软体组织δ13C的富集程度表现出负相关关系。3种养殖贝类的贝壳主要碳源为海水中的溶解无机碳(DIC),其次为溶解有机碳(DOC),两者合计贡献率在86%以上。3种贝类软体组织的主要碳源为悬浮物,其次为沉积物,两者合计贡献率在94%以上。贝壳与软体组织在碳源选择上具有极显著的差异性(P0.01)。沉积物即泥沙不是贝壳碳的主要来源,转化成贝壳的碳绝大多数来自于海水的DIC,这使得海水中的DIC浓度下降,从而促进大气中CO2向水体转移,起到了间接固碳的作用,因此贝类养殖具有明显的渔业碳汇功能。     

乳酸作为EBPR进水碳源的可行性研究

[目的]探索乳酸作为强化生物除磷(EBPR)进水碳源的可行性.[方法]首先采用厌氧-好氧型序批式生物反应器,以乳酸为唯一进水碳源驯化EBPR污泥(SBR-2),并与以乙酸为唯一进水碳源的EBPR污泥(SBR-1)对比;待SBR-2达到稳态运行后,在1个运行周期定期取样,测定混合液中化学需氧量(COD)、磷酸根、氨氮和硝氮等参数的周期变化,并与SBR-1比较;通过研究不同进水磷浓度对2个反应器除磷效率的影响,比较2种EBPR污泥的除磷能力.[结果]以乙酸为进水碳源的SBR-1和以乳酸为进水碳源的SBR-2分别经过8和31 d的驯化期实现了稳定的EBPR功能;与乙酸驯化的EBPR污泥类似,乳酸驯化所得的EBPR污泥也表现出典型聚磷菌(PAO)的代谢特征.以乳酸为碳源驯化而成的EBPR污泥其主要特征参数如有机酸吸收速率、磷释放速率和磷吸收速率均明显低于以乙酸为碳源驯化而成的EBPR污泥,但是由于其厌氧释放的磷浓度较低,结果仍可在相同的时间内完成磷的吸收.在进水磷酸根质量浓度小于等于12 mg· L-1时,以乳酸为进水碳源的反应器可以实现稳定高效的除磷效果,出水磷酸根质量浓度稳定在0.3 mg·L-1以下.[结论]采用乳酸作为EBPR的进水碳源是可行的.     

不同碳源和氮源对4种深色有隔内生真菌生长的影响

【目的】明确不同碳源及氮源对4种深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)生长的影响,确定4种DSE生长的最适碳源和氮源,为深色有隔内生真菌的研究和应用奠定基础。【方法】以沙门外瓶柄霉(Exophiala salmonis)、甘瓶霉(Phialophora mustea)、菊异茎点霉(Paraphoma chrysanthemicola)和枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)4种深色有隔内生真菌为材料,在固体和液体条件下培养,研究不同碳源(葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、甘露醇、果糖、乳糖、可溶性淀粉和山梨醇)和氮源(磷酸氢二铵、草酸铵、硫酸铵、氯化铵、尿素、硝酸铵、硝酸钠、酸水解酪蛋白、胰蛋白胨和蛋白胨)对其菌丝平均生长速度和菌丝干质量的影响。【结果】固体培养条件下,沙门外瓶柄霉、甘瓶霉和菊异茎点霉的最佳碳源均是葡萄糖,枝状枝孢菌的最佳碳源是乳糖;沙门外瓶柄霉、甘瓶霉和枝状枝孢菌的最佳氮源均是硝酸钠,菊异茎点霉的最佳氮源是胰蛋白胨。液体培养条件下,甘瓶霉、菊异茎点霉和枝状枝孢菌的最佳碳源均是可溶性淀粉,沙门外瓶柄霉的最佳碳源是葡萄糖;沙门外瓶柄霉、甘瓶霉、菊异茎点霉和枝状枝孢菌的最佳氮源分别是磷酸氢二铵、草酸铵、蛋白胨和硝酸铵。【结论】初步确定了4种深色有隔内生真菌生长的最佳碳源和氮源。