透射电镜技术在好氧污泥颗粒超微结构研究中的应用

利用透射电镜观察研究SBR反应器中的好氧污泥颗粒。结果显示,不同成熟度的好氧污泥颗粒呈现不同的超微结构特征:成熟度高的污泥颗粒中细菌的微群落化程度高,细菌密度大,颗粒中富含构成细菌之间及微群落之间连接结构的胞外多聚物。而在成熟度低的污泥颗粒中细菌微群落化程度较低,细菌密度相对较小,构成菌间及微群落之间连接的胞外多聚物结构松散或缺失;以电镜钌红染色技术标记好氧污泥颗粒中的多糖,显示了好氧污泥颗粒中多糖的分布与结构特点,为进一步研究污泥颗粒的形成机制、多糖对污泥颗粒稳定性和沉降性能的作用机理提供了形态学依据。     

芽孢对提高好氧颗粒污泥环境耐受力的作用

为研究好氧颗粒污泥中大量存在的芽孢对其环境耐受力的作用,将好氧颗粒污泥经过低温无营养、高温高压、冷冻和紫外线处理后,监测其活性恢复过程中2,6-吡啶二羧酸根(dpa)的释放、比耗氧速率(SOUR)和以还原2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)为标志的脱氢酶的活性变化.实验结果显示,好氧颗粒污泥中大量存在的芽孢在不良环境条件下处于休眠状态,环境条件改善后能迅速转化为繁殖体细胞,进行正常的代谢活动.作为潜在的生命力,好氧颗粒污泥对不良环境的耐受力增强.芽孢是好氧颗粒污泥不容忽视的重要组分.     

活性污泥和颗粒污泥生物吸附废水中Pb2+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.     

海洋生境的甲烷好氧氧化作用对氧浓度的响应特征

海洋生境来源的甲烷好氧氧化菌及其产生的甲烷氧化作用是否具有独特性,对氧浓度这一环境因子如何响应,目前尚不清楚。本文采用海底新鲜沉积物作为菌种来源,借助微生物培养技术,实验研究了不同氧浓度条件（0%、1%、10%和50%）下的甲烷好氧氧化过程。结果表明,完全无氧条件（0%）不能发生甲烷好氧氧化作用,实验体系的甲烷氧化速率及甲烷氧化菌总丰度随氧浓度升高而降低,当氧浓度由1%升高至50%时,甲烷氧化速率减弱了约15倍,甲烷氧化菌总丰度降低了两个数量级。甲烷氧化菌优势菌属为I型氧化菌Methylobacter属,由Methylobacter leteus和Methylobacter whittenburyi组成,氧浓度增加时Methylobacter leteus的占比随之降低,Methylobacter whittenburyi则相反。本实验中甲烷好氧氧化菌及其氧化作用的最适氧浓度条件为1%,这与采样位置的原始生存环境最为接近。在海底低氧条件叠加低温、高压等特殊生境的长期驯化下,甲烷氧化菌的最适氧浓度条件将逐渐趋于其原始生存环境。     

海洋环境中甲烷好氧氧化过程的研究进展

海洋环境中微生物驱动的甲烷好氧氧化作用是甲烷迁移转化过程的关键环节之一,在降解甲烷方面的贡献不容忽视,能够有效降低甲烷大气通量、影响海洋碳循环。本文系统调研了国内外文献资料,认识到海洋环境中甲烷好氧氧化的赋存范围十分广泛,可赋存于超过3 000 m水深的深海环境、热液喷口等极端环境,其中海底高压、渗漏甲烷的动态运移等是甲烷好氧氧化所面临的特殊环境,在该赋存环境下,好氧甲烷氧化菌主要以I型氧化菌为主。I型与II型氧化菌对甲烷、微量金属元素等环境条件具有一定偏向性,并且在水体和沉积物两种赋存环境下氧化菌的类型也不尽相同。同时,在该赋存环境下甲烷好氧氧化强度存在时间或空间上的差异,受温度、甲烷浓度、氧浓度、微量金属元素等环境因子影响显著,但目前对压力以及甲烷渗漏运移状态对好氧氧化过程的影响规律认识不清。随着深海科研探索不断发展,甲烷氧化菌菌群多样性研究将更加丰富。此外,还需进一步针对海底高压渗漏状态下的好氧氧化过程开展精细研究工作,进一步理解海洋环境中甲烷的好氧氧化规律,这对深刻揭示甲烷迁移转化机制、科学评估甲烷生态环境效应具有重要意义。     

环境因子对好氧不产氧光合细菌脂肪酸组成的影响

对赤杆菌属(Erythrobacter)、柠檬酸微菌属(Citromicrobium)和玫瑰杆菌(Roseobacter)分支的9株好氧不产氧光合细菌(AAPB)的脂肪酸组成进行分析,并以10株非AAPB菌为参照,从脂肪酸角度考察光照、温度、营养等重要环境因子对AAPB的影响.结果显示, AAPB的脂肪酸以C18:1 w7c为主,该成分在Roseobacter分支中含量最高,不同种脂肪酸对环境因子的响应不同,低温和寡营养条件主要作用于不饱和脂肪酸(UFA);二羟基脂肪酸在寡营养和光照双重作用下有较明显的升高.此外,结合非AAPB 的比较也为 AAPB 脂肪酸研究提供了新的视角,如温度实验显示,由于不饱和脂肪酸的比例较高, AAPB 可能在寒冷海域有更好的竞争优势,而从饥饿培养试验来看, AAPB 的异养能力似乎比非AAPB更弱.     

台湾海峡南部海域好氧不产氧光合异养细菌对上升流的响应

国内外关于好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)和上升流之间关系的研究甚少。本文采用“基于蓝细菌校正的时序红外显微技术”研究了台湾海峡南部近岸上升流中心区AAPB对上升流变化的响应。研究结果发现,在上升流涌升的初始阶段,AAPB和总异养细菌丰度较低;随着上升流的发展,两者丰度均增加并在上升流的成熟期达到最高值;而当上升流衰退时,AAPB和总异养细菌丰度开始下降。在上升流发展过程中,AAPB丰度与叶绿素a浓度在一定范围内呈显著正相关,但同时受环境低磷浓度的限制,总异养细菌丰度与氮、磷、硅营养盐均有显著正相关,表明叶绿素a指示的浮游植物所释放的溶解有机碳和环境中的磷限制可能对AAPB起着更为直接和重要的作用,而营养盐则可能在总异养细菌对上升流的响应中起着重要作用。本研究有助于我们理解AAPB在碳及其他生源要素循环中的作用及其调控机制。     

舟山海域好氧不产氧光合异养细菌群落结构分析

好氧不产氧光合异养细菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,AAPB)是广泛分布在各种海洋环境中并在微生物生态学、海洋碳汇和海洋生态系统的生物地球化学循环的过程中具有潜在的重要作用的一类光合异养微生物。于2016年4月份在舟山群岛不同海洋功能区海域的八个站点采集表层海水,基于编码光合反应复合中心小亚基的puf M基因进行高通量测序,对测序结果进行分析,结果发现:除了岱山的样品测序失败以外,其它七个站点共得到192633条序列,我们进行了OTU聚类分析,相似性设为97%,可以看到,所有的数据最后一共分成4051个OTU。属于Proteobacteria的AAPB占明确分类的各细菌门的97%。Rhodobacteraceae科的Loktanella和Roseobacter两个属的AAPB在所有的采样站点中都处于优势地位。Desulfocapsa属在朱家尖站位(ZJJ)的发现非常具有研究价值,在以往的研究中还没有出现过。研究结果表明,在舟山群岛不同功能海域AAPB的群落结构和分布情况也是有差别的,而且与很多环境因素有关,这可以解释为什么目前很难准确预测水生环境总AAPB分布的问题。     

粗颗粒两相流计算方法研究

针对具有颗粒粒级跨度大且粒径大特点的固液两相流系统,如深海采矿系统等,开发新型粗颗粒—均质浆体计算模型,该模型采用欧拉—拉格朗日计算法,大粒径颗粒视为固相粗颗粒,其余视为细颗粒与海水组成液相均质浆体。固—液相间滑移速度v_(slip)作为粗细颗粒划分标准,通过联立颗粒雷诺数Re_p,液相对颗粒绕流阻力系数C_d,颗粒粒径d_p等参数,得到滑移速度v_(slip)与颗粒粒径d_p的相关函数,获得粗细颗粒的划分粒径,进而得到两相流控制方程。利用CFD软件,使用该方法对粗颗粒固—液两相流垂直管提升系统进行仿真计算,并将所获得的仿真结果与已发表成果进行对比,发现数据较为吻合,从一定程度上验证了该计算模型的准确性。     

竹醋对生活污水好氧处理的强化作用初步研究

采用在生活污水好氧处理之前投加外源物质的方法 ,研究了竹醋 (Bamboo Vinegar,BV)及其主要有机成分 (乙酸 )对污水好氧处理效果的强化作用。结果表明 :1当 VBV/ V污水 的比值达到1 / 1 0 6时 ,BV对污水 CODcr的去除有极显著的强化作用 :CODcr去除率比不加竹醋的对照组提高1 0 %。但是 ,BV对污水中 NH+ 4 - N,T- P的去除率没有影响。 2乙酸单独使用亦可显著提高污水CODcr去除率 ,当 V乙酸 / V污水 为 1 / 1 0 7时 ,强化效果最好 ,CODcr去除率提高 1 3%。由于乙酸具有与BV相似的作用特点 ,所以认为 BV对污水处理效果的强化作用来自其中的乙酸。为了将 BV应用于污水处理中 ,需要进一步研究确定 BV对活性污泥法、生物膜法处理污水的强化效果     

海洋沉积物中蒽和甲基取代蒽在自然菌群作用下的生物降解研究

选择蒽、9-甲基蒽和9,10-二甲基蒽作为模型化合物,以李村河口区沉积物为培养基质,进行实验室好氧微生态培养,通过超声萃取-柱层析-气相色谱法测定目标污染物浓度随培养时间的变化,研究了它们在自然菌群作用下的生物降解行为。测定方法的基质加标回收率在66.20%~82.95%之间,相对标准偏差在3.34%~6.19%之间。6个月的好氧生物降解实验表明,沉积物中本底蒽由32.88 ng.g-1降到32.32 ng.g-1,降解率仅为1.70%;而在添加了蒽的沉积物样品中其浓度由170.40 ng.g-1降到151.36 ng.g-1,降解率高达11.17%;加入的9-甲基蒽和9,10-二甲基蒽的浓度也分别由133.84 ng.g-1和144.26 ng.g-1减少至122.52 ng.g-1和135.13 ng.g-1,降解率分别达到8.46%和6.33%。相同条件下三种有机污染物的不同降解速率表明,9,10位取代使得蒽在沉积环境中更加持久,自然降解速率更慢     

团岛污水处理厂消化污泥强制通风好氧堆肥的研究

采用强制通风堆肥工艺对团岛污水处理厂消化污泥进行堆肥化处理.通风系统采用时间和温度联合自动化控制,在消化污泥和木屑的体积配比为1∶1的情况下,堆肥温度能够顺利地达到设定温度(60 ℃),并维持在3 d以上,堆肥高温使大肠菌群的数量级由107降到102,达到了国家高温堆肥标准.温度、含水率、有机质、pH等参数的监测表明堆肥过程能顺利进行.第41天种子发芽指数达到了93.74%,表明堆肥已消除植物毒性,达到了完全腐熟.     

从厌氧反应器的发展谈UASB反应器的改良

对厌氧反应器的发展沿革、技术现状和研究进展进行了较为全面的总结。介绍了第 1代、第 2代和第 3代厌氧反应器的特点及应用状况。分析了厌氧反应器的发展趋势 ,对比了 EGSB、IC反应器与 UASB反应器的结构特征 ,提出并验证了改良 UASB反应器。结果显示 ,改良 UASB反应器有利于提高负荷和设备开发。     

不同类型Zn胁迫对1株好氧反硝化细菌功能影响的比较研究

本文通过分析在不同浓度普通氧化锌(ZnO)、硫酸锌(ZnSO4)及纳米氧化锌(ZnO-NPs)胁迫下1株筛自胶州湾的好氧反硝化菌Zobellella sp.B307生长量和反硝化能力的变化,比较研究了不同类型Zn对该菌株生长及脱氮功能的影响.结果表明,ZnO-N Ps对该菌株的生长有明显的持续抑制作用,显著降低其最大生...     

水质处理残渣污泥封堵大孔道技术研究与应用

濮城油田水质改性后,产生大量的水处理污泥残渣,水处理残渣不仅占用大量的土地,同时对环境也造成了危害。为此在室内实验的基础上,对水处理残渣进行了分析,其主要成分为碳酸钙,它具有很好的封堵性。在大量试验的基础上,通过对配方的完善,在调剖上进行了广泛应用,通过45口井的现场试验,取得了较好的效果。将水处理残渣进行水井调剖,不仅解决了对环境的污染,而且取得了明显的经济效益。     

具竞争扩散Lotka-Volterra系统概周期解研究

讨论一类推广的具竞争扩散Lotka—Volterra系统，利用微分不等式，证明了该系统概周期解的存在唯一性及其在壳扰动下的稳定性；推广和改进了秦发金、罗桂烈等在Lotka—Volterra系统概周期解的结果。