SRT对富集高聚PHA能力嗜盐MMC的影响

调控菌群富集过程的工艺参数,富集具有高PHA积累能力的混合菌(MMC)是发酵生产PHA的第一步也是最重要的一步。采用批式培养条件,集中研究了污泥停留时间(SRT)对PHA积累菌群的富集作用。研究结果表明SRT影响富集MMC的底物降解速率(q_S),微生物积累PHA的速率(q_P)和PHA积累能力。长SRT(SRT4d)导致了较低的q_S,q_P和PHA细胞含量;过短的SRT(SRT1d)则降低了MMC的PHA转化率(Y_PHA/S)和PHA积累能力,刺激了非PHA积累菌群的快速增殖。研究确定的最佳SRT为2d,在此条件下富集的MMC最大PHA积累量可达细胞干重的56%。研究证明了SRT在选择嗜盐MMC中的重要作用,为快速富集PHA积累能力MMC奠定基础。     

pH对嗜盐混合菌发酵挥发性有机酸混合物合成PHA的影响

嗜盐混合菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate,PHA）具有免灭菌程序、产量高、易提取等优势而被广泛关注。集中考察了pH对嗜盐混合菌（MMCs）发酵混合挥发性有机酸（VFA）生产PHA的影响。研究结果表明,在6.5～8.2范围内pH对PHA合成没有明显影响,过高或者过低的pH都会降低PHA合成速率和VFA的吸收速率。发酵体系的pH影响了嗜盐MMC的PHA产量,但是在酸性和碱性条件下却存在不同的影响机制。碱性环境增大了VFA的解离程度,导致MMC对底物的吸收耗费大量的能量,造成VFA吸收速率的下降。这一作用在pH升高至9.2以上时表现显著。酸性环境下,分子态VFA进入细胞后改变了胞内的pH,降低了相关酶和蛋白质的活性,从而影响了底物的利用。当pH=5.2时微生物代谢及底物利用能耗量降低,导致PHA胞内降解利用率降低,刺激了PHA合成量的提高。PHA组分受pH影响不大,初始pH=5.2～10.2时羟基脂肪酸戊酯（hydroxyvalerate,HV）所占比例维持在34.9%～38.3%范围内。本研究对于进一步利用嗜盐MMC发酵含有混合VFA的废弃物生产PHA具有重要的指导意义。     

pH对嗜盐混合菌发酵挥发性有机酸混合物合成PHA的影响

嗜盐混合菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)具有免灭菌程序、产量高、易提取等优势而被广泛关注。集中考察了p H对嗜盐混合菌(MMCs)发酵混合挥发性有机酸(VFA)生产PHA的影响。研究结果表明,在6.5~8.2范围内p H对PHA合成没有明显影响,过高或者过低的p H都会降低PHA合成速率和VFA的吸收速率。发酵体系的p H影响了嗜盐MMC的PHA产量,但是在酸性和碱性条件下却存在不同的影响机制。碱性环境增大了VFA的解离程度,导致MMC对底物的吸收耗费大量的能量,造成VFA吸收速率的下降。这一作用在p H升高至9.2以上时表现显著。酸性环境下,分子态VFA进入细胞后改变了胞内的p H,降低了相关酶和蛋白质的活性,从而影响了底物的利用。当p H?5.2时微生物代谢及底物利用能耗量降低,导致PHA胞内降解利用率降低,刺激了PHA合成量的提高。PHA组分受p H影响不大,初始p H?5.2~10.2时羟基脂肪酸戊酯(hydroxyvalerate,HV)所占比例维持在34.9%~38.3%范围内。本研究对于进一步利用嗜盐MMC发酵含有混合VFA的废弃物生产PHA具有重要的指导意义。     

F/F对嗜盐污泥以乙酸钠为底物生产PHB能力的影响

嗜盐混合菌生产PHB具有较好的成本优势。本研究接种入海口底泥发展嗜盐活性污泥,利用嗜盐活性污泥以两步法工艺生产PHB。在连续300 d的试验中从长期试验、发酵生产PHB以及表观动力学等方面探索了不同盛宴期/饥饿期(F/F)下筛选菌群的PHB积累能力。研究发现F/F作为重要的参数直接影响嗜盐活性污泥的PHB积累能力。在高F/F下非PHB积累菌群成为优势菌,而低F/F下促进高聚PHB嗜盐菌的选择和富集。在F/F≤0.33条件下筛选的嗜盐活性污泥最大PHB含量可以达到细胞干重的46.7%,PHB产率为0.358 mg PHB·(mg Ac)^-1。研究结果将对进一步实现嗜盐污泥生产PHB提供有益的指导。     

新型后置缺氧工艺处理农村低C/N废水的影响探究

本研究在序批式活性污泥反应器中探究了污泥停留时间（SRT）对新型后置反硝化工艺脱氮除磷的影响。结果表明SRT能影响新型后置反硝化工艺污泥特征，脱氮除磷效率及微生物种群相对丰度。当SRT为15 d时，挥发性悬浮固体/总悬浮固体为0.74，污泥体积指数为106.2 mL/g。营养盐去除分析表明当SRT为15 d，化学需氧量（COD）、总氮（TN）、溶解性磷酸盐（SOP）去除效率为91.2%、78.5%和91.2%，显著高于其他组别。SRT能影响胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成，当SRT为15 d时，PHA合成量最大为1.68 mmol/g。微生物群落结构分析表明SRT为15 d时，Protebacteria及Bacteroidetes的相对丰度最大且分别为42.3%和12.3%。     

复合菌群利用模拟APG协同FNA预处理剩余污泥水解液合成PHA

为探究亚硝酸（FNA）预处理协同烷基糖苷（APG）处理剩余污泥水解液合成聚羟基烷酸酯（PHA）的可行性,本文启动接种两种不同污泥的序批式反应器（SBR）富集PHA产生菌,研究活性污泥复合菌群以模拟APG协同FNA预处理剩余污泥的水解液为底物的PHA合成效果;并采用批次合成实验,考察pH、C/N和C/P对PHA合成量的影响。结果表明：与接种污水厂二沉池污泥的反应器（SBR^#1）相比,接种以葡萄糖为底物驯化成熟的产PHA混合菌的反应器（SBR^#2）在30天时得到的PHA合成量较高;随着富集时间的推移,到117天时,接种污水厂二沉池污泥得到的PHA产生菌性能更优。PHA合成的最佳条件为：pH=8,C/P=100∶0.03,C/N=125∶1。在此条件下,PHA合成量最大,为57.34%。以实际FNA预处理协同APG处理剩余污泥水解液为底物时,PHA的累积合成量为24.43%。该研究结果可丰富污泥合成PHA技术方法,为污泥的处理和资源化利用提供技术支持。     

污泥龄对复合式膜生物反应器运行特性的影响

在不同污泥龄(SRT)条件下同时运行5套复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水,进行实验室小试,研究了SRT对HMBR运行特性的影响。试验结果表明,SRT对有机物和营养物质的去除有重要影响,COD、NH3-N、TN和TP平均去除率最高时对应的SRT分别为30、20、30、20 d。此外,过长和过短的SRT均会加剧膜污染,最佳SRT为30 d,对应的膜组件运行周期为117 d。     

污泥龄对好氧MBR处理黄姜皂素厌氧出水影响

采用一体式好氧MBR处理黄姜皂素厌氧出水,在HRT=43 h的条件下,研究污泥龄(SRT)对MBR膜出水COD、NH_4~+-N去除效果和污泥混合液特性的影响,并对MBR动力学参数进行求解。结果表明,优化运行SRT为30~40 d,此时COD、NH_4~+-N处理效果良好,平均去除率分别达到95%、93%以上;ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)大部分在0.350左右,明显低于传统活性污泥法;SRT对污泥负荷有一定的影响,SRT在30~40 d时,COD污泥负荷为0.090~0.140g/(g·d)。相关的动力学参数:V_(max)为0.285~1.061 d~(-1),K_s为20.90~178.8 mg/L,V_(max)/K_s为3.22~21.0 L/(g·d)。可为MBR优化SRT的选用以及处理该废水的工艺设计和运行操作提供参考。     

长泥龄改良A2/O工艺的短程硝化反硝化除磷

为解决传统A²/O工艺硝化与除磷泥龄(SRT)之间的矛盾,进一步提高低C/N(P)比生活污水同步脱氮除磷效率,采用一种改良A²/O工艺在长SRT条件下处理生活污水.试验结果表明,该工艺可有效筛选和强化反应器内活性污泥,并大量富集长SRT的反硝化除磷菌(DPAO).通过亚硝酸盐氧化菌(NOB)淘洗阶段后,反应器在SRT=19.6d、A²O段污泥浓度(MLSS)=5.5 g·L^-1、水力停留时间(HRT)=8.2 h、污泥回流比(R)=90%、硝化液回流比(r)=250%、溶解氧(DO)=1.5～0.3 mg·L^-1,间歇曝气段HRT=4 h、曝气周期1 h曝气1 min(DO=0.3～0.5 mg·L^-1)、沉淀59 min条件下长期运行,COD、NH₄⁺-N、TP和TN的平均去除率分别为88.71%、99.2%、93.77%和89.52%,出水亚硝化率(NO₂^--N/NO_x^--N)可达97.2%,DPAO占聚磷菌(PAO)比为95.5%.污水中约72.96%的COD被DPAO合成PHA除磷,15.75%的COD由异养反硝化消耗,约41.96%和31.31%的N分别通过反硝化除磷和异养反硝化去除.剩余污泥主要由DPAO和反硝化菌增殖产生,分别占82.74%和17.24%,较传统脱氮除磷途径减少了58.76%的碳源消耗和44.6%的污泥排放.     

SRT对酪蛋白水解物为碳源的EPBR系统的影响

为了探究污泥龄（SRT）对以酪蛋白水解物（Cas aa）为唯一碳源的强化生物除磷（EPBR）系统性能的影响，采用序批式反应器（SBR），在低温条件下考察了SRT对Cas aa为碳源的EPBR中微生物菌群的变化及其污染物去除性能的影响。结果表明，SRT为15 d时，系统除磷性能最佳，除磷率可达95%以上，显著高于其他SRT条件。系统运行典型周期分析表明：当SRT为15 d时，系统的厌氧释磷质量浓度最大，为34.03 mg/L，好氧吸磷质量浓度最大，为48.45 mg/L，除磷效果最优。高通量测序分析结果表明，系统内聚磷菌（PAOs）的组成和结构会随着SRT的变化而变化，SRT为15 d时，系统内全体PAOs相对丰度最高。     

pH对新型后置反硝化系统生物脱氮除磷的影响

为了探究p H对内聚物驱动后置反硝化生物脱氮除磷的性能及其影响机理,以实际废水为研究对象,在序批式反应器中通过p H变化比较生物脱氮除磷效率,单位周期营养盐和内聚物变化。实验结果表明,p H=8是后置反硝化脱氮除磷系统最佳p H,在此p H下,生物除磷效率为92.5%,脱氮效率为87.6%。机理研究表明,p H为8有助于内聚物聚羟基烷酸酯(PHA)的积累,PHA的最大积累量为4.5 mmol/L,该值高于p H=7和p H=9作用下PHA的最大合成量。此外,p H=8作用下,生物脱氮除磷关键酶的活性显著高于p H=7和p H=9。     

酸性/碱性启动模式下SRT对剩余污泥水解酸化的影响

以城市污水处理厂二沉池剩余污泥为研究对象,采用完全混合式污泥处理反应器研究了酸/碱2种启动模式下SRT对污泥水解产酸特性的影响。结果表明,采用酸性启动(p H=6.0)模式,控制SRT为6 d,水解酸化液中SCOD、VFAs最高累积质量浓度分别可达6 235.8、1 683.5 mg/L,较碱性启动模式(p H=10.0)分别提高了21.4%、37.5%,VFAs中乙酸累积量达到69.0%。2种启动模式下污泥水解酸化最佳SRT均为6 d,酸性启动(p H=6.0)模式较碱性模式更有利于城市剩余污泥水解酸化产物中的碳源的资源化利用。     

污泥停留时间对微波-厌氧消化联合处理水解酸化残余污泥的影响研究

研究了污泥停留时间( SRT)分别为7、14、28 d时,采用微波-厌氧消化联合处理水解酸化残余污泥的效果.试验同时设置进泥为不经微波处理的水解酸化残余污泥的对照组.结果表明,SRT为14d时微波组SCOD去除率可达最高值84.91％;微波组和对照组在SRT为7、14、28 d的条件下对SS的去除率差异不明显,SRT由28 d缩短至7d时SS去除率仅下降了3.95％; SRT为7、14、28d时,微波组的污泥产甲烷率比对照组的分别高出39.09％、27.48％和26.75％.说明采用该联合工艺处理水解酸化残余污泥在SRT为14d时即可达到较好的效果,同时微波处理可增加水解酸化污泥的产甲烷活性.     

污泥停留时间对活性污泥微生物代谢产物的影响

采用序批式反应器,通过改变排泥量控制(SRT)变化,分析变化的SRT对微生物代谢产物的影响趋势.结果表明,单一反应器SRT的连续变化过程中微生物代谢产物的变化没有明显的规律性.EPS含量在总体上与SRT的变化呈反比,但具体变化较为复杂.SRT在10～30d波动时,EPS含量对SRT的下行趋势具有短时的缓冲能力,但SRT在5～40 d波动时其缓冲能力被破坏SRT的变化对EPS中蛋白质组分的影响明显大于多糖组分,蛋白质组分在SRT的变化初期通常有所下降.SMP含量受SRT影响的规律性不强,且在SRT为10～30d变化较为平缓.短泥龄培养条件下,EPS作为碳源和能源被储备时,蛋白质的储备优先于多糖.     

以葡萄糖为基质的消化污泥厌氧发酵产氢气的研究

进行了用消化污泥对以葡萄糖为基质的厌氧发酵系统产氢的研究。表明在厌氧产酸阶段 ,通过控制体系的pH值和污泥停留时间 (SRT) ,可以得到较高的产氢量。在 pH值为 5 0、SRT为 6h的条件下 ,产氢能力达到 2 2 98L/L·d ,日均处理葡萄糖COD负荷 8 7kg/m3     

污泥龄对HMBR中S-EPS及膜污染的影响

采用4台复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水,研究了污泥龄(SRT)对溶解性胞外聚合物(SEPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对S-EPS有重要影响,当SRT由10 d延长到20 d时,S-EPS降低了6.8%;继续延长SRT到30 d和60 d,S-EPS基本保持稳定。S-EPS对活性污泥物理性能影响较大,它与Zeta电位、污泥絮凝沉淀性能及滤饼层比阻具有较强的相关性。当SRT为20 d时,随着S-EPS的减少,膜过滤阻力明显降低,膜总阻力仅为1.9×1013m-1,膜组件过滤周期为99 d。     

甲烷作为电子供体合成聚羟基脂肪酸酯的研究进展

采用不同的技术来进行甲烷减量成为当前全球的研究热点。甲烷可以作为电子供体被甲烷氧化菌利用,且在营养限制的条件下合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)。利用甲烷氧化菌将甲烷转化为PHA,既可以增加污水中资源的回收,又有助于缓解气候变化问题。大量研究者对纯种甲烷氧化菌进行了研究,证明了其具有PHA积累的能力。然而,工艺参数的优化、反应器的设计、合成PHA的种类单一等问题仍限制着利用甲烷合成PHA。就PHA的性质及应用展开阐述,综述了关于甲烷氧化菌合成PHA的生物代谢途径的研究,并强调了不同环境因素对甲烷氧化菌利用甲烷合成PHA的影响以及未来研究的重点。     

运行方式对SBBR亚硝酸型同步脱氮及N_2O释放的影响

以实际生活污水为处理对象,利用序批式生物膜反应器(sequencing batch biofilm reactor,SBBR),碳纤维为填料(填充率35%),在(20±2.0)℃条件下,分别通过低氧和间歇曝气两种运行方式,成功实现了亚硝酸型同步生物脱氮(simultaneous nitrification and denitrification, SND)过程。120 d后,氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria, AOB)成为硝化系统中优势菌种。AOB具有的"饱食饥饿"特性保证间歇曝气下能快速实现亚硝积累。生物膜能够吸附大量有机物并以聚β–羟基烷酸酯(poly-β-hydroxyalkanoate, PHA)的形式储存在微生物体内,用作后续同步反硝化过程所需碳源。低氧(DO=0.5 mg/L)和间歇曝气条件下,SBBR反应器氨氮去除率均达95%以上,同步脱氮效率分别为77.9%和87.1%,出水以NO_2~--N为主,N_2O产率分别为4.38%和3.65%。低DO和间歇曝气均能降低COD降解速率,为同步反硝化过程节省外碳源作为电子供体,降低N_2O释放量。低氧条件下,AOB的好氧反硝化过程和以PHA作为内碳源的异养菌反硝化过程,都会导致N_2O释放增加。间歇曝气条件下交替存在的缺氧环境降低了好氧反硝化底物,有利于减少N_2O释放量。     

温度对序批式生物反应器工艺同步硝化反硝化的影响

为了考察不同温度下碳氮质量比w(C/N)和污泥龄(SRT)对同步硝化反硝化(SND)的影响,研究采用序批式生物反应器(SBR)对模拟废水进行了长期连续实验.结果表明:在pH值为7.5-8的条件下,温度为(5±1)℃,当w(C/N)为8、污泥龄为20 d时,总氮反应速率为1.25 ms/(L·h),COD去除率达到60%...     

短程硝化颗粒污泥SBR的快速启动与维持

为探究短程硝化污泥快速颗粒化的最佳条件,采用SBR反应器,在温度28℃,曝气量0.2m3.h-1,溶解氧(DO)2.0mg·mL-1,污泥龄(SRT)为15d的运行工况下,缩短沉降时间为2min,通过以pH作为氨氧化过程的控制参数,优化曝气时间,防止过曝气,经过80周期(19d)成功实现短程硝化絮状污泥的颗粒化,并维持稳定。形成的颗粒污泥粒径在1.5～2.0mm之间,对COD和氨氮的去除率分别达到80%和95%,亚硝酸盐积累率(NO2--N/NOx--N)平均达到95%。分子生物学FISH技术对颗粒污泥菌群结构的定量分析表明,AOB依旧是优势菌群,约占17.8%左右,NOB占0.6%。曝气初期FA的抑制和实时控制是启动和维持颗粒污泥短程硝化性能的主要原因。