Cu2+对序批式反应器中活性污泥胞外聚合物产量及其组分的影响

研究了长期暴露条件下Cu2+对序批式反应器(SBR)性能及其活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的影响。结果表明,进水中加入10 mg·L-1的Cu2+后,在SBR运行的第16~55天,COD和NH+4-N的去除率保持稳定;在第56~75天,COD和NH+4-N的平均去除率与进水Cu2+浓度为0 mg·L-1时相比分别下降了3.88%和6.41%。浓度为10 mg·L-1的Cu2+长期作用下,活性污泥中EPS、松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)产量及LB-EPS和TB-EPS中蛋白质(PN)含量增加。傅里叶变换红外光谱分析表明10 mg·L-1 Cu2+的长期暴露导致TB-EPS中PN的C=O键、N-H键和C-O键相对含量降低。X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示在10 mg·L-1 Cu2+长期暴露条件下,LB-EPS和TB-EPS中元素Cu和O百分含量增加。     

缺氧/好氧时间变化对SBBR处理海水养殖废水过程中胞外聚合物特性的影响

本文系统地评价了缺氧时间/好氧时间变化对处理海水养殖废水的序批式生物膜反应器(SBBR)中胞外聚合物(EPS)特性的影响。研究结果表明,在SBBR运行过程中好氧时间的缩短能抑制生物膜中微生物分泌EPS,从而导致松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量随着好氧时间的缩短而降低。随着缺氧时间/好氧时间的变化,LB-EPS和TB-EPS的三维荧光(3D-EEM)光谱中代表不同化学组分的荧光峰位置发生了移动,荧光峰强度也发生了变化,部分荧光峰在缺氧时间/好氧时间为9.5h/0.5h和8h/1h时消失。LB-EPS和TB-EPS的傅里叶红外(FTIR)光谱中不同吸收峰的强度随着缺氧时间/好氧时间变化而变化,好氧时间的缩短对生物膜中LB-EPS和TBEPS的PN和PS中官能团有明显的影响。     

盐胁迫对厌氧氨氧化污泥脱氮性能及其胞外聚合物特性的影响

探究了低负荷下盐胁迫对ANAMMOX污泥EPS特性的影响。当盐浓度低于10 g·L~(-1),厌氧氨氧化脱氮性能未受显著影响,NH~+_4-N和NO~-_2-N去除率接近100%,NO~-_3-N浓度略有升高;当盐浓度提升至15 g·L~(-1)后,脱氮效果急速下降,NO~-_3-N浓度持续升高,TN去除率最低为53.9%。后经较长时间盐浓度10 g·L~(-1)工况下运行恢复,厌氧氨氧化菌耐盐性经驯化后提高,脱氮效果得到提升;而后继续提升盐浓度至15 g·L~(-1),脱氮效果维持稳定。随盐浓度增加,EPS含量递增,由8.00 mg·g~(-1)VSS增至13.35 mg·g~(-1)VSS,增幅为66.9%;EPS中主要为TB-EPS,平均占比为81.2%。LB-EPS、TB-EPS中均以PN为主,其平均占比分别为77.0%与91.1%,主要组成为芳香族蛋白类物质与色氨酸蛋白类物质。LB-EPS和TB-EPS的三维荧光光谱图和傅里叶红外光谱图分析表明,盐浓度提升引起ANAMMOX污泥中EPS含量、EPS中蛋白质含量构成及官能团组成产生相应的应答,以抵御高盐对功能微生物的不利影响,从而稳定ANAMMOX工艺脱氮性能。     

铁酸锌纳米颗粒对序批式反应器性能及微生物群落的影响

本文研究了铁酸锌纳米颗粒(ZnFe_2O_4 NPs)浓度变化对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明:0~50mg/L的ZnFe_2O_4 NPs对COD和NH_4~+-N的去除未产生影响,出水NO_2~--N浓度接近于0mg/L,而出水NO_3~--N浓度在3.89~5.63mg/L之间变化。随着进水,ZnFe_2O_4 NPs浓度从0mg/L增加到50mg/L,活性污泥的比耗氧速率(SOUR)、比氨氧化速率(SAOR)、比亚硝酸盐还原速率(SNIRR)、脱氢酶(DHA)、氨单加氧酶(AMO)和亚硝酸盐还原酶(NIR)的活性逐渐降低。与进水ZnFe_2O_4 NPs浓度为0mg/L时相比,活性氧(ROS)产生量和乳酸脱氢酶(LDH)释放量的变化表明,ZnFe_2O_4 NPs对活性污泥中微生物有一定毒性效应。ZnFe_2O_4 NPs的浓度变化导致微生物群落种类和相对丰度在门和属水平上发生变化。该研究结果为评价ZnFe_2O_4 NPs对污水生物处理系统的潜在影响提供可靠的理论基础和技术依据。     

二价钴离子对序批式反应器性能、微生物活性及其微生物群落的影响

本文考察了二价钴离子(Co(II))浓度变化对序批式反应器(SBR)性能、脱氮速率、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明,进水中Co(II)浓度在0～10 mg/L时,COD和NH~+_4-N去除率分别为(92.21±1.31)%和(98.40±0.66)%。在进水Co(II)浓度为20 mg/L时,COD和NH~+_4-N去除率分别降至(81.78±0.52)%和(80.30±1.08)%。与进水未添加Co(II)时相比,活性污泥比耗氧速率、脱氮速率、脱氢酶活性和与脱氮相关的微生物酶活性在进水Co(II)浓度小于5 mg/L时略微升高,而在进水Co(II)浓度为10和20 mg/L时则明显降低。活性污泥活性氧产生量和乳酸脱氢酶释放量随进水Co(II)浓度升高而逐渐增加,表明Co(II)的存在能造成细胞氧化应激和细胞膜损伤。随着进水Co(II)浓度从0 mg/L升至20 mg/L,活性污泥微生物群落丰富度和多样性逐渐降低,且活性污泥中硝化菌属(Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌属(Luteimonas、Flavobacterium、Comamonas、Thauera和Zoogloea)的相对丰度发生改变,从而影响SBR脱氮性能。     

Ni~(2+)和金霉素共存对序批式反应器性能、微生物活性及其微生物群落的影响

本文研究了10 mg/L的Ni~(2+)和5 mg/L的金霉素(CTC)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明,COD去除率在反应器整个运行过程中始终保持在90%以上。10 mg/L Ni~(2+)单独存在及其与5 mg/L CTC共存均能导致氮去除率的下降,且在二者共存时下降程度最大,表明Ni~(2+)和CTC共存对氮的去除呈现协同抑制作用。随着进水中Ni~(2+)和CTC的加入,活性污泥的耗氧速率、硝化和反硝化速率均有所降低。脱氢酶活性以及与脱氮相关的微生物酶活性的变化趋势与耗氧速率和相应的硝化反硝化速率的变化趋势保持一致,均出现了一定程度的降低。Ni~(2+)和CTC共存对硝化反硝化活性呈现协同抑制作用,协同抑制作用主要依赖于Ni~(2+)的含量。Ni~(2+)和CTC共存对活性污泥中活性氧(ROS)的产生和乳酸脱氢酶(LDH)的释放呈现协同促进作用,可以诱导活性污泥细胞内氧化应激以及细胞损伤。长期暴露条件下添加10 mg/L Ni~(2+)和5 mg/L CTC会降低微生物群落的丰富度和多样性。Ni~(2+)和CTC的存在显著抑制了活性污泥中硝化菌(Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌(Thauera、Longilinea、Denitratisoma和Anaerolinea)的相对丰度,从而抑制了SBR的脱氮性能。     

活性污泥和颗粒污泥生物吸附废水中Pb~(2+)的对比研究

采用序批式实验,分别以活性污泥和颗粒污泥为吸附材料,考察接触时间、pH等因素对废水中Pb2+生物吸附效果的影响.结果表明,活性污泥和颗粒污泥对低浓度Pb2+(0～20 mg/L)能在30 min内达到吸附平衡,当Pb2+浓度在20～100 mg/L时,浓度越低,达到平衡时间越快,以被动吸附为主.在Pb2+低浓度条件下(0～20 mg/L),初始pH为4～5时,Pb2+的去除率达99%以上,且初始pH值是影响活性污泥和颗粒污泥生物吸附Pb2+的重要因素.活性污泥和颗粒污泥对Pb2+的生物吸附符合朗缪尔(Langmuir)方程,在pH为4及25 ℃下,活性污泥饱和吸附量为59.88 mg/g,颗粒污泥饱和吸附量为80.65 mg/g.因此,活性污泥和颗粒污泥可作为有效的生物吸附剂处理低浓度(0～20 mg/L)含铅废水,且颗粒污泥比活性污泥的生物吸附效果好.     

镀镍多壁碳纳米管对序批式反应器性能及其微生物群落的影响

本文研究了长期暴露条件下镀镍多壁碳纳米管(MWCNTs-Ni)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。研究结果表明,10 mg/L MWCNTs-Ni的长期暴露未对SBR去除有机物产生影响,而NH_4~+-N的去除率由(99.10±0.60)%明显降至(39.04±1.61)%。与进水中未加入MWCNTs-Ni时的第32天相比,活性污泥比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶(DHA)活性在第148天时分别降低了17.43%和24.32%;而脱氮速率和与脱氮相关的微生物酶活性均降低了60%以上,从而导致SBR对氮的去除效果明显降低。MWCNTs-Ni的长期暴露导致活性污泥活性氧(ROS)产生量和乳酸脱氢酶(LDH)释放量在第148天时分别增加了67.23%和65.33%,表明MWCNTs-Ni的长期暴露能够诱导活性污泥中微生物产生氧化应激和细胞膜损伤。高通量测序结果表明,长期暴露于10 mg/L的MWCNTs-Ni条件下,活性污泥中与硝化过程相关菌属(Nitrosomonas、Nitrosospir、Nitrospira)和与反硝化过程相关菌属(Dokdonella、Dechloromonas、Steroidobacter、Devosia、Thermomonas)的相对丰度明显降低,进而影响到SBR对氮的去除。该研究结果可为评价MWCNTsNi对污水生物处理系统的潜在影响提供一定的理论基础和技术依据。     

海水有色可溶性有机物质荧光光谱的质量浓度响应

用自制的海水有色可溶性有机物(CDOM)干粉配制不同质量浓度的水溶液,研究其对三维荧光光谱(EEMS)和同步荧光光谱(SFS)的影响。结果表明:当CDOM质量浓度ρ≥62.5 mg/L时,其EEMS均为单一峰,随着质量浓度降低,激发和发射波长向短波长方向移动,这种波长移动变化与质量浓度的变化呈良好的线性相关关系;当ρ≤52.5 mg/L时,其三维荧光光谱显示3个峰。质量浓度在此范围内变化时,EEMS谱形基本不变。不同质量浓度CDOM水溶液的SFS显示,当质量浓度ρ≥150 mg/L时,随着质量浓度降低,激发和发射波长也向短波长方向移动,其谱形也发生变化;当ρ<150 mg/L时,激发和发射波长不发生漂移,谱形不变,荧光强度随质量浓度降低而降低。一定范围内CDOM质量浓度的变化会影响EEMS和SFS的谱形,从而影响EEMS和SFS法定性判定水体CDOM质量浓度的准确性。用EEMS和SFS法定性不同水体中的CDOM要考虑质量浓度的影响。     

活性污泥微生物对苯胺废水的降解研究

利用序批式反应器(SBR)对活性污泥进行培养和驯化,分别取未经驯化和经盐驯化后的活性污泥,通过批量实验研究了两种污泥中微生物对苯胺的降解效果。SBR运行结果表明,活性污泥经过驯化适应了10gNaCl/L后,取得较高的COD、NH_4~+-N和TN的去除率,分别为86.5%、97.6%和96.4%。批量实验结果表明,苯胺降解速率随初始苯胺浓度的升高逐渐增加,且苯胺降解速率在未驯化污泥无盐条件下高于盐驯化污泥加盐条件,分别为2.63~21.31和2.06~12.08mg/(gVSS×h);未投加苯胺时,COD和NH_4~+-N的降解速率是投加苯胺时的5.2~19.3和2.5~4.2倍,且未驯化污泥无盐条件下COD和NH_4~+-N的降解速率是盐驯化污泥加盐条件的2.4和1.5倍;投加苯胺后,COD的降解速率随苯胺浓度的升高逐渐增加;实验结束时,未驯化污泥无盐条件下只存在NO-3-N,而盐驯化污泥加盐条件下同时存在NO-2-N和NO-3-N。     

EM对SBR工艺处理生活污水的强化作用

生物强化技术对于改善现有污水处理工艺的效果具有重要作用 。实验研究以生活污水中添加有效微生物群(EM)和单以生活污水两种方式培养活性污泥,然 后分别将其引入SBR反应器,以考察EM对SBR工艺处理生活污水的强化作用。结果表明,在正 常生活污水浓度和最优工艺条件(污水pH6～8,曝气2h,静置沉淀0.5h)下,EM-SBR反应器对 污水CODcr、NH+4-N的平均去除率分别比普通SBR工艺高19.08%和23.17%;且具有较好 的稳定性。此外,EM强化的SBR工艺还具有极强的抗冲击负荷能力,当进水CODcr为2738mg．L-1时,处理3h后,出水CODcr即可达到《污水综合排放标准》的要求,去除率高于96 %,而普通SBR工艺即使处理6h也不能达标。     

瞬时Cu~(2+)冲击负荷对序批式反应器脱氮性能、微生物活性和微生物群落的影响

本文考察了Cu~(2+)冲击负荷对序批式反应器(SBR)脱氮性能、脱氮速率、微生物酶活性和微生物群落的影响,并评价了SBR的抗Cu~(2+)冲击负荷能力。结果表明,在100 mg/L Cu~(2+)冲击24 h后,COD的去除率由92.59%下降到47.01%,NH~+_4-N的去除率由99.64%下降到45.76%。冲击停止后,SBR脱氮性能经过61天得到恢复。比耗氧速率、脱氮速率以及相关酶活性在Cu~(2+)冲击60天后恢复正常水平。Cu~(2+)冲击促进了活性氧的产生、乳酸脱氢酶的分泌,说明瞬时冲击引起了细胞氧化应激并使细胞膜受损。过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性在瞬时Cu~(2+)冲击下明显增加,以抑制活性氧的产生。微生物群落的丰富度和多样性在Cu~(2+)负荷冲击下变化显著。SBR具有一定的抗瞬时Cu~(2+)冲击负荷的能力,Cu~(2+)冲击负荷消失后能够逐渐恢复其脱氮性能。     

C/N对以消化污泥为碳源的反硝化效果影响

利用初沉池污泥发酵液作为反硝化碳源可实现污泥减量化和资源化,同时可解决污水处理中碳源不足的问题。本研究在C/N为9,8,7,6,5,4,3的条件下,探究了NO-3—N和NO-2—N浓度在反硝化进程中的变化,以及SCOD、VFAs、蛋白质和总糖的利用效率,同时采用三维荧光光谱技术(EEM)结合积分区域法(FRI),分析进出水中各类有机物组分所占比例及利用情况。结果表明,最佳C/N为5,此时NO-3—N的去除率为98.7%,出水中NO-2—N浓度仅为0.2mg/L,SCOD浓度仅为38.2mg/L。初沉污泥发酵液含有大量的VFAs,利用率达96%以上。     

2,4-二氯苯氧乙酸对细基江蓠孢子生长和存活的影响

以细基江蓠(Gracilaria tenuistipitata)的果孢子和四分孢子为实验材料,用不同浓度的(0,0.1,0.5,1,2,4,6 mg/L)生长激素2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)处理刚刚放散的孢子和附着2d孢子,研究其对果孢子和四分孢子附着和生长及存活的影响。与对照组相比,2,4-D使两种孢子的附着量明显降低;2.0~4.0mg/L的2,4-D可以极显著的促进孢子的生长(P<0.01);0.1~2.0mg/L的2,4-D提高孢子的存活率(P<0.01);6.0mg/L的2,4-D使得孢子的生长和存活率降低。综合以上指标,在细基江篱采孢子育苗时,孢子附着2~3d后用2,4-D处理孢子萌发体,以1.0~2.0mg/L为宜。     

刚毛藻在半咸水中对汞的累积

于1982年以刚毛藻为材料测定了其在汉沽污水库中对汞的累积量,现场测定和室内试验结果表明:(1)刚毛藻(Cladophora)对汞毒性的耐受力较强,在1.0mg/L以下汞培养液中经48h生长正常;(2)在汞浓度分别为0.2,0.5,1.0,2.0,5.0mg/L半咸水培养液中,经48h刚毛藻汞含量由0.021mg/kg分别上升到60.0,128.0,240.0,325.0,420.0mg/kg,其累积量随水环境中汞浓度的增加而增加;(3)浓缩系数最高为8×10~3;(4)死藻积累汞的趋势与活藻近似,惟程度差些;(5)10g刚毛藻经48h使5L 0.2—5.0mg/L汞培养液平均去除率达72.3％;(6)刚毛藻在半咸水中去汞能力略高于在淡水中。     

植物激素对海带配子体克隆附着的影响

实验研究 2 ,4 - D、KT、IAA、NAA四种植物激素对海带配子体克隆附着的影响。结果表明 :2 ,4 - D对附着有较明显的促附着作用 ,最有效浓度为 2 .5mg/L 和 5mg/L,其 4 h的附着率分别是对照的 2 .79倍和 2 .95倍 ;KT的作用较复杂 ,在浓度为 1mg/L 时 ,对附着有明显的促进作用 ,其 4 h的附着率是对照的 2 .3倍 ;IAA对配子体附着没有明显的促进或抑制作用 ;NAA对附着有抑制作用 ,浓度越高 ,抑制作用越强。     

序批式反应器改良工艺对海水养殖废水中氮和磺胺嘧啶去除及微生物群落分析

本研究利用投加磁粉和粉末活性炭的序批式反应器(Sequencing batch reactor, SBR)改良工艺处理模拟海水养殖废水,探究了污染物去除性能及微生物群落结构。与未投加磁粉和粉末活性炭的SBR比较,SBR改良工艺COD、NH⁺₄-N和NO^-₃-N的去除性能变化较小,平均去除率均保持在97.0%以上;SBR改良工艺NO^-₂-N和总无机氮(Total inorganic nitrogen, TIN)的去除率高于未投加吸附剂的SBR,SBR改良工艺的NO^-₂-N和TIN平均去除率分别保持在78.56%和90.88%以上;投加磁粉和粉末活性炭均促进了磺胺嘧啶去除,投加粉末活性炭SBR的磺胺嘧啶去除效果最好(95.88%),说明粉末活性炭是磺胺嘧啶去除的有效吸附剂。反硝化菌Pseudoalteromonas是3个SBR的优势菌属,投加磁粉时丰度最高(43.5%)。氨氧化菌(Ammonia oxidation ...     

硝酸钠浓度对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)MACC/B226生长及脂肪酸组成的影响

在温度为22±1℃ ,盐度为28,硝酸钠浓度分别为75,375,750,1125,1500,1875mg/L的条件下 ,用F/2培养基对青岛海洋大学微藻种质库保存的三角褐指藻(Phaeodactylumtricor-nutum)MACC/B226进行培养 ,测定了生长及脂肪酸组成。实验结果表明 ,在硝酸钠浓度为1125mg/L时 ,三角褐指藻相对生长率最高。在75～375mg/L之间二十碳五稀酸 (EPA)含量随着硝酸钠浓度的增加而增加 ,在375～1875mg/L之间EPA含量变化不大 ,在1875mg/L时达到最高值 (占总脂肪酸的12.6% )。     

硅浓度对筒柱藻B169生长、叶绿素荧光参数、总脂含量及脂肪酸组成的影响

本文以底栖硅藻筒柱藻(Cylindrotheca sp.)为实验材料,研究了一次性培养过程中,不同硅浓度即:0mg/L(Si0)、8.35mg/L(Si1)、33.4mg/L(Si2)、133.6mg/L(Si3)、534.4mg/L(Si4)和1068.8mg/L(Si5)对藻细胞密度、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、总脂含量及脂肪酸组成的影响。结果表明:第5~9d,筒柱藻的细胞密度随硅浓度的增加而增加,硅浓度较高的Si3、Si4和Si5处理组的细胞密度显著高于硅浓度较低的Si0、Si1和Si2处理组的细胞密度。第1~9d,Si5处理组的荧光参数F_v/F_m(PSII的最大光能转换效率)和F_v/F_o(PSII的潜在活性)均显著低于其它处理组。第3~6d,Si3处理组的上述荧光参数均显著高于其它处理组。第1~7d,Si4和Si5处理组的荧光参数φPSII(PSII的实际光能转化效率)和rETR(相对电子传递效率)均显著低于其它处理组,其中Si5处理组的上述荧光参数最低,其次是Si4处理组。筒柱藻的叶绿素含量随着硅浓度的增加而增加,到Si3处理组叶绿素含量达最高值,之后叶绿素含量下降,Si3处理组的叶绿素含量最高,Si0处理组的叶绿素含量最低。筒柱藻的总脂含量随硅浓度的增加而降低,Si0处理组的总脂含量最高,Si5处理组的总脂含量最低。筒柱藻的主要脂肪酸是1 4:0(5.1 5~8.7l%)、16:0(22.40~42.27%)、1 6:1n-7(3l.40~33.12%)、16:3n-4(1.89~8.45%)、20:4n-6(5.95~11.39%)和20:5n-3(EPA)(3.47~8.07%)。饱和脂肪酸含量随着硅浓度的增加而降低,多不饱和脂肪酸含量随着硅浓度的增加而增加,硅浓度对单不饱和脂肪酸的影响差异不显著。经济价值较大的20:4n-6和20:5n-3含量均在Si3和Si4处理组达到最高值。     

氨氮对文蛤存活及能量收支的影响

在实验室条件下,研究了氨氮(NH3-N)对文蛤(Meretrix meretrix)的急性毒性作用以及对其能量收支的影响。实验结果表明:在水温(24.5±0.5)℃,盐度21.5,pH8.00的条件下,文蛤(壳长3.85～4.35cm)死亡率随着氨氮质量浓度、胁迫时间的增加而增加(P0.05)。96 h文蛤死亡率与添加氨氮(NH3-Nt)质量浓度对数的回归方程为Y=2.3787x+0.3246(R2=0.978 9),文蛤对总氨氮(NH3-Nt)或分子氨(NH3-Nm)的安全浓度(SC96h)为9.237 mg/L或0.418 mg/L;随着环境中添加氨氮(NH3-Nt)质量浓度的不断上升(0,0.5,1,2,4,9,18,36 mg/L),文蛤摄食能不断下降,呼吸能和排泄能则呈现出先升高后降低的趋势;当总氨氮(NH3-Nt)在0～2 mg/L(或NH3-Nm≤0.090 mg/L)时,文蛤的生长余力没有显著变化(P﹥0.05);当总氨氮(NH3-Nt)≥4 mg/L(或NH3-Nm≥0.181mg/L)时,文蛤的生长余力显著降低(P0.05)。因此,文蛤养殖环境中的NH3-Nt或NH3-Nm应控制在2mg/L或0.090 mg/L以下水平。