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.     

分点进水厌氧+多级A/O工艺处理过程水质的变化规律

分点进水厌氧+多级A/0工艺通过分点进水技术手段,在系统中形成高污泥浓度和高污泥浓度梯度,构成了高污泥浓度、低底物状态的环境条件,促进硝化菌和聚磷菌的增殖优势;通过分点进水手段,将原污水中的碳源分别配至厌氧段和缺氧段,满足厌氧释磷和反硝化脱氮的碳源需求;多级A/0的运行方式,促使好氧硝化产物随即在缺氧段被反硝化菌消耗,促进硝化、反硝化反应的进行.处理系统的除磷脱氮效率得到很大提高,CODCR NH3-N,TN和TP的平均去除率分别为87.28%,96.99%,77.97%和79.92%,而且无需硝化液内回流,节省了动力消耗.通过对整个反应系统各区内的MISS和各项水质指标系统的监测,发现系统对各种污染物的去除规律具有-致性.     

预处理方法对玉米芯静态反硝化特性的影响及微生物群落分析

为探究不同预处理方式玉米芯的反硝化能力,分别用无处理、碱处理、酸处理玉米芯进行试验,对处理后的玉米芯进行静态反硝化试验,考察预处理后玉米芯反硝化性能及微生物情况。结果表明,经NaOH预处理后的玉米芯释碳效果和反硝化效率明显提高,静态反硝化试验稳定时,NO~-_3-N去除率维持在90.12%以上。故NaOH预处理方式能够提高玉米芯释碳性能,有助于微生物的附着及碳源的利用;静态反硝化系统的优势菌群有:Proteobacteria菌门和Bacteroidetes菌门,其中Hydrogenophaga菌属为优势菌属,它们对污染物的去除起重要作用。     

用于地表水反硝化的淀粉碳源选择研究

[目的]解决地表水反硝化脱氮过程中的低C/N比问题,向反应体系中添加以聚乙烯醇为骨架的固态缓释淀粉碳源作为电子供体。[方法]从江南大学校内湖水富集接种微生物,选取来源较为广泛的小麦、玉米、马铃薯、木薯淀粉构建碳源材料,结合静态筛选试验对淀粉的有机物释放以及反硝化系统中NO3--N的降解特性进行综合分析。[结果]在未接种条件下,4种有机质的释放量为γ木薯〉γ小麦〉γ玉米≈γ马铃薯;在接种条件下,马铃薯和小麦淀粉合成材料表现出了良好的有机质释放和硝酸盐降解能力,第7天的脱氮率即可达到96.59%和92.53%,且在重新加入硝酸盐后,脱氮率仍在95%以上。[结论]综合考虑各因素后,选取马铃薯作为最佳地表水反硝化的淀粉碳源。     

生活污水脱氮的计量学及其动力学

脱氮计量学及其动力学是生活污水处理中的理论基础和本质过程,对于氮的去除至关重要。主要介绍了生物硝化过程中的生化反应过程以及氧与碱度的消耗和反硝化过程中的电子供体与碱度的补充。     

阿氏节杆菌菌株DA-1的厌氧反硝化研究

阿氏节杆菌(Arthrobacter arilaitensis)菌株DA-1是一株氨氮降解细菌,且在有氧及厌氧条件下均具有反硝化作用.通过对该菌的厌氧反硝化条件进行优化,考察了碳源、C/N、温度和初始pH对其反硝化作用的影响.结果表明,乙酸钠为最佳的反硝化碳源,当C/N为10∶1、温度为30℃、初始pH为7.0时,A.arilaitensis DA-1能获得最高的反硝化效率,在该条件下,向硝酸盐模拟污水(NO3--N浓度为25mg/L)中接入2％(V/V)的A.arilaitensis DA-1菌剂,经过48 h的静置培养,N03--N的去除量达到了20.13 mg/L,而此时NO2--N积累浓度仅为0.56 mg/L.     

亚硝酸型反硝化菌脱氮研究

通过对污水处理厂底泥中反硝化细菌的驯化和富集,得到富含反硝化细菌的富集液。利用富集液处理含不同碳源的实验废水,同时研究不同环境因子对亚硝酸型反硝化菌脱氮速率的影响。结果表明,以甲醇为碳源、温度30℃、pH8．0时为最适条件。在此条件下,处理太原市A湖实际废水脱氮率达到98％以上。     

双污泥系统反硝化除磷工艺研究进展

反硝化除磷菌采用"一碳两用"的方式实现了反硝化脱氮并化解了反硝化菌和聚磷菌之间碳源竞争的矛盾。基于该技术的双污泥系统,对于解决目前脱氮和除磷这一难点、热点问题,提供了一种新的思路。目前较典型的双污泥系统是A2NSBR工艺、A2N工艺以及一些改良工艺。在此基础上,结合"分点进水"理论,提出了新的一种改良的双污泥系统。     

AAO工艺反硝化生物滤池中氨氮去除的影响因素研究

[目的]介绍水解酸化-缺氧-好氧（AAO）工艺处理氨氮的方法。[方法]介绍了生物脱氮技术-反硝化脱氮技术,并分析了监测水温、pH、DO、SS、停留时间等因素对氨氮去除效果的影响,最终确定了最佳试验条件。[结果]厌氧池中需投加甲醇来补充反硝化菌进行同化代谢时需要的碳源;厌氧池中反硝化菌以pH 6.5～8.0为最佳;污水处理厂的温度对反硝化菌无太大影响;反硝化停留时间以8 h为宜。[结论]为城镇污水处理厂出水氨氮能达到新的排放标准提供了参考。     

一株反硝化细菌的分离及其反硝化特性

[目的]研究微生物对氮素污染的脱除作用,为在生产实践中更好地开发利用反硝化细菌提供依据。[方法]通过定向富集法,从淄博市一印染厂的污水处理系统中采集的活性污泥中分离出一株反硝化细菌D3,并对该细菌的反硝化特性进行系统的研究。[结果]反硝化细菌D3为一革兰氏阴性短杆菌,在限制性反硝化培养基中60 h内可将硝酸根脱除10.43%~13.13%。该菌可利用蔗糖、葡萄糖、乙酸钠、柠檬酸钠和碳酸氢钠为唯一碳源进行反硝化,其中最适碳源为柠檬酸钠。适合该菌反硝化的碳氮摩尔比为12.0∶1.0。最适投菌浓度为9.6×108CFU/L。[结论]牛肉膏、酵母粉、蛋白胨和乙酰胺等含有机氮的添加因子不能有效促进硝酸根的脱除,而反硝化细菌D3则更适合脱除有机氮含量低的一些工业污水中的硝态氮。     

以纸为固体碳源去除水中硝酸盐的研究

采用批实验和连续实验对以报纸为固体碳源的反硝化过程进行了研究。批实验结果表明,以报纸为碳源的反硝化反应受温度影响较大。室温条件下(25℃左右),细菌活力旺盛,代谢速度快,反硝化速率很高,是低温条件下的2.73倍。在连续实验中,室温条件下反应器启动快;稳定运行了2个月时间,进水NO3--N浓度变化范围为20.5~105.1 mg/L,当进水NO3--N浓度为20 mg/L左右时,出水NO3--N浓度最低为0.12 mg/L,去除率为99.41%;随着进水NO3--N浓度的升高,NO3--N去除率逐渐下降。实验后期,由于报纸表面变得光滑,没有足够的表面积供细菌生长附着,导致反硝化效率持续下降。     

球孢白僵菌硝酸还原酶缺陷型突变体的筛选与鉴定

分别利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变原生质体和用氯酸盐培养基(WAC)诱变菌丝,获得球孢白僵菌硝酸还原酶缺陷型突变体。EMS诱变得到突变体68株,其中硝酸盐还原酶活性最低的突变体相比于野生型菌株活性降低了63.49%。WAC方法诱变获得突变体菌株19株,其中硝酸盐还原酶活性最低的突变体比野生型菌株活性降低了59.46%。     

旱地反硝化作用和N2O排放影响因子的研究

用乙炔抑制原状土柱和模拟土柱法,研究了包括水分、碳源、氮源以及反硝化的主要决定因子水分干湿交替对土壤N2O排放量的影响。结果表明,影响旱地土壤反硝化的主要因子是作为微生物能源和碳源的有机物质,在碳源充足时,土壤的硝态氮含量和水分因子是限制因子;两种氮源相比较,在一定的碳含量和水分条件下,土壤N2O排放量并不随NO3--N加入量的增加而增大,最大N2O排放量发生在氮源加入量为300 mg/kg时;而当氮源为NO2--N时,土壤N2O排放量随NO2--N加入量的增加而增大,最大排放量为NO2--N为450 mg/kg处理。在同等土壤水分条件下,土壤由湿变干过程中产生的N2O通量高于土壤由干变湿过程中的产生量;土壤由干变湿过程中N2O通量随着土壤水充孔隙空间(WFPS)含量的增加而增大,但在土壤由湿变干过程中最大N2O通量并非在土壤水分饱和状态下,而是在土壤WFPS为70%时,而后N2O排放量随土壤WFPS含量的减少而降低;施肥处理土壤与不施肥对照相比,两者的N2O通量变化趋势相同,但对照的变化幅度相对较小。     

北京低山区森林土壤硝化和反硝化作用的研究

应用土壤培养法和硝酸盐消失法对北京低山区森林土壤的硝化和反硝化作用分别进行了研究．结果表明：①森林土壤有较强的硝化活性,且表土层比底层土强,同时根际土利于硝化作用进行,根际效应Ｒ／Ｓ在４５左右;②淹水厌气培养２４ｈ,ＮＯ－３ Ｎ的消失率为５２％～５８％,占第１０天的５５％～７１％,且表土层ＮＯ－３ Ｎ的消失率比底层土大;③参与同化反硝化作用的还原酶活性较强,在培养２４ｈ后,被还原的基质数量占加入基质数量的７０％～９０％．     

开放式大气CO2浓度增高对水稻土反硝化活性的影响

利用江都市小记镇的稻-麦轮作FACE平台,研究大气CO2浓度增高对农田反硝化活性的影响.在2005年水稻生长季研究不同施肥(施常规氮量和低氮量)、不同秸秆还田(秸秆半还田、秸秆不还田)处理土壤中的反硝化细菌数量、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性在大气CO2浓度升高(FACE)条件下随时间的变化情况,并且在拔节期测定对照及FACE土壤的反硝化潜势.结果表明:CO2浓度增高对水稻生长各时期的土壤反硝化细菌数量具有一定的抑制作用,这种抑制作用在常规氮肥施用及秸秆不还田情形下最为显著(P＜0.01).FACE对硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性几乎没有影响.对反硝化潜势的研究发现,在低氮与常氮施用条件下,FACE土壤的反硝化潜势分别为对照土壤的84.21%和97.46%.通过与土壤理化性质的相关性研究,认为主要是因为FACE促进植物生长和土壤中的微生物活性,反硝化微生物在竞争中受到抑制,使得反硝化活性降低.     

Side-on copper-nitrosyl coordination by nitrite reductase

A copper-nitrosyl intermediate forms during the catalytic cycle of nitrite reductase, the enzyme that mediates the committed step in bacterial denitrification. The crystal structure of a type 2 copper-nitrosyl complex of nitrite reductase reveals an unprecedented side-on binding mode in which the nitrogen and oxygen atoms are nearly equidistant from the copper cofactor. Comparison of this structure with a refined nitrite-bound crystal structure explains how coordination can change between copper-oxygen and copper-nitrogen during catalysis. The side-on copper-nitrosyl in nitrite reductase expands the possibilities for nitric oxide interactions in copper proteins such as superoxide dismutase and prions.     

不同剂量的复合酶制剂对肉牛育肥效果的影响

[目的]为复合酶制剂在肉牛日粮中的科学应用提供参考.[方法]在日粮中分别添加0.1％和0.2％的复合酶制剂,探讨不同剂量酶制剂对肉牛生长性能的影响.[结果]添加0.1％和0.2％的复合酶制剂的Ⅰ组和Ⅱ组肉牛的日增重比对照组（Ⅲ组）分别提高14.7％和36.5％,差异极显著（P＜0.0l）.Ⅰ组和Ⅱ组肉牛的料重比较对照组分别降低17.5％和30.6％,差异极显著（P＜0.01）.添加0.2％的复合酶制剂的Ⅱ组肉牛的育肥效果最好.[结论]在肉牛饲料中添加复合酶制剂可以显著提高其日增重,降低料重比,提高肉牛育肥中的经济效益.     

腐植酸对食用型甘薯块根硝酸盐积累的影响

采用池栽方式,以北京553为试材,研究了腐植酸对甘薯块根硝酸盐积累的影响。结果表明,施用腐植酸降低了甘薯块根中硝酸盐含量,提高了前、中期功能叶片硝酸还原酶活性和块根中全氮含量,降低了收获期块根全氮含量,提高了块根和叶片中谷氨酰胺合成酶活性。     

利用反硝化技术净化养殖水体的研究进展

随着水产养殖业的大力发展,养殖水体净化技术的研究受到普遍重视,利用反硝化技术净化养殖水体的研究日益增多。本文中阐述了养殖水体中硝酸盐积累所造成的危害,详细介绍了养殖水体反硝化净化机理以及生物载体、碳源选择、脱氧方法和反硝化工艺等的研究进展,并对反硝化技术在养殖水体净化方面的应用前景进行了探讨分析。     

设施菜地土壤硝态氮淋溶防控技术的研究

在寿光有代表性的大棚里,研究了几种措施对土壤硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明:添加秸秆调节土壤C/N,是防控土壤硝态氮淋溶最经济可行的措施。在防控土壤硝态氮累积和淋溶的效果上,T6(综合防控处理)添加了滴灌技术,在比T4(优化化肥处理)提高供肥强度的同时,最有效的减少了硝态氮的淋溶;其次就是T5(C/N调节处理),表层土壤硝态氮的累积量比T3(农民习惯施肥处理)减少49.16%,土壤硝态氮淋溶减少32.67%;再次为T4处理,表层硝态氮累积量比T3减少了39.76%,土壤硝态氮淋溶减少27.25%。