水量冲击对AAO系统中微生物群落结构的影响

为进一步明确AAO系统抗水量冲击能力,文中通过AAO中试试验对比了1.5倍水量冲击前后AAO系统出水水质变化,并采用高通量测序技术对水量冲击前后好氧区活性污泥的微生物群落结构进行分析.在1.5倍水量冲击期间,出水CODCr变化较小,出水氨氮和TN明显上升,出水TP呈先升高后下降趋势.水量冲击后,微生物物种总数下降、群落多样性下降、微生物群落结构发生变化,其中,拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度变化最为明显,相比水量冲击前降低了18.15％,变形菌门(Proteobacteria)和绿菌门(Chlorobi)的相对丰度上升了10.80％、10.64％.对比水量冲击前后污泥中主要脱氮除磷功能菌属分布特征,发现系统中的氨氮氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、亚硝酸氮氧化细菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)和大部分具有反硝化功能的菌属受水量冲击影响,相对丰度下降,导致出水氨氮和TN上升,而系统中的聚磷菌的Candidatus accu-mulibacter相对丰度明显上升,生物除磷效果提升.     

厌氧活性污泥产电特性及产电过程微生物群落变化

以厌氧活性污泥为接种液构建微生物燃料电池(MFC),检测了运行第1周期前后电池的理化性质及菌群变化情况。结果表明,MFC启动后产电性能良好,外接1000 Ω电阻时输出电压可达0.62 V,功率密度达1247 mW/m2,内阻为143 Ω, 化学需氧量(COD)去除率达63.6%;高通量测序结果显示,MFC菌群与原始接种厌氧活性污泥菌群相比变化较明显,菌群多样性指数降低,优势菌门硬壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为产电菌群常见门,与MFC产电能力直接相关的克雷伯氏菌属(Klebsiella)富集并成为优势菌属,相对丰度达16.73%。     

厌氧氨氧化反应器的快速启动及脱氮性能研究

为考察厌氧氨氧化反应器快速启动效果和脱氮性能,按照3∶1的体积比接种厌氧池厌氧污泥和氧化沟好氧污泥,运行77 d成功启动厌氧氨氧化反应。启动过程中反应器内污泥由黑色变为棕黄色最终变为红棕色,并逐渐颗粒化。采用高通量测序技术对启动成功后的厌氧氨氧化颗粒污泥进行微生物群落结构分析,发现主要菌门为：浮霉菌门(Planctomycetes)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria),其中浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度最大,占比41.98%。厌氧氨氧化菌(AnAOB)的优势菌属为Candidatus＿Brocadia属,占比为38.78%。反应器稳定运行阶段NH₄⁺-N和NO₂^--N平均去除率分别达到97.00%和98.58%,TN平均去除率及TN平均去除负荷分别达到81.57%和0.14 g/(L·d),化学计量比Δn(NH₄⁺-N...     

含余氯工业废水对不同活性污泥处理工艺的冲击影响

以浙江某城镇污水处理厂为研究对象,在其受到上游工业园区余氯工业废水冲击期间,对厌氧-缺氧-好氧(AAO)和序批式活性污泥法(SBR)两种不同活性污泥处理工艺的运行影响和出水水质进行研究,研究了余氯工业废水冲击及恢复期间两种工艺的出水数据、污泥指数(SVI)和比耗氧速率(SOUR)的变化,并检测了活性污泥的微生物丰度。结果表明：余氯工业废水冲击会造成AAO工艺和SBR工艺运行性能的下降,AAO活性污泥受到的冲击影响程度比SBR更高,SBR工艺的出水水质、技术指标均要优于AAO,活性污泥中的硝化菌和COD_Cr降解菌丰度也要高于AAO。在冲击过程中对AAO和SBR采用相同的恢复措施,SBR工艺的运行性能恢复速度比AAO快,出水数据恢复时间早于AAO。     

电-生物耦合技术降解中药提取废水及微生物群落分析

通过现场实验采用电-生物耦合技术处理中药提取废水,探究不同水力停留时间（HRT）和不同电压下的化学需氧量（COD ）去除率,通过高通量测序技术分析最佳工况下阴阳极板附近微生物群落结构差异。结果表明,在HRT分别为12、24和36 h的动态条件下,中药提取废水COD去除率分别为70.78%±2.41%、82.83%±1.76%和92.62%±1.28%;在0、10和27 V的静态条件下,处理24 h的废水COD去除率分别为56.85%、98.97%和33.33%。阴阳极板附近微生物涵盖了29门、54纲、119目、219科和413属,优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）和Epsilonbacteraeota,在阴阳极板附近菌落相对丰度分别为94.82%和99.53%。属水平上,阴阳极板附近菌属种类和相对丰度差异较大,脱硫球茎菌属（Desulfobulbus）、Lentimicrobiaceae、球衣菌属（Sphaerotilus）、地杆菌属（Geobacter）和Methyloversatilis 等菌属在阴极板附近相对丰度较高,在阳极板相对丰度均小于1%,动胶菌属（Zoogloea）、不动杆菌属（Acinetobacter）、小纺锤状菌属（Fusibacter ）等菌属在阳极板附近相对丰度较高。研究表明,与仅在微生物或电化学作用下相比,电-生物耦合技术可有效降解中药提取废水,Zoogloea是阴阳极板菌群中的主要差异微生物。     

好氧/延长闲置生物除磷系统中的聚磷菌特征

以往的研究发现,普通序批式活性污泥系统在适当延长闲置时间时可激发一些微生物产生过量摄磷的代谢响应。然而,此工艺中潜在聚磷微生物仍有待进一步识别。因此,本研究结合多种分子生物学手段对好氧/延长闲置生物除磷系统中的聚磷菌特征进行了系统的研究。研究表明,在以实际生活污水运行的好氧/延长闲置生物除磷系统中,传统的聚磷菌Accumulibacter仍然大量存在,其丰度为18%±4%,这说明传统的聚磷菌Accumulibacter可以在无厌氧段的条件下生存。另外,好氧/延长闲置生物除磷系统中,菌胶团类细菌Zooglea与伯克氏菌Burkholderiaceae也占有大量的比例,其丰度分别为27%±5%与17%±6%。同步FISH与聚磷染色进一步表明,菌胶团类细菌Zooglea可以在好氧条件下合成聚磷而伯克氏菌Burkholderiaceae没有明显的聚磷菌显型。研究证实了,除广泛接受的传统聚磷菌Accumulibacter外,好氧/延长闲置生物除磷系统存在着大量的其它聚磷微生物。     

MFC-好氧颗粒污泥系统中C/N对阴极微生物的影响

为了探索微生物燃料电池更广泛的适用性，本试验将好氧颗粒污泥（AGS）与微生物燃料电池（MFC）进行耦合，并采用序批式运行方式，固定进水COD为780 mg/L，通过改变NH4+的浓度（39、50、78和156 mg/L）将碳氮比（C/N）分别调节为5、10、15、20，研究了不同C/N对系统阴极室内微生物的多样性和群落结构产生的影响。通过高通量测序分析显示，随着进水C/N的变化，阴极室内不同菌群的相对丰度都产生了明显的变化。在门水平下，最为丰富的变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度在C/N=10时，占比为45%；而在C/N=20时，降为41.1%。在纲水平下，相对丰度变化幅度最大的异常球菌纲（Deinococci）在C/N=5时占比最大达到27.2%，在C/N=20时占比最小只有15.1%。在C/N=15和20的条件下，阴极室内微生物的新陈代谢相对丰度最高，为77.1%，对应的阴极好氧颗粒污泥代谢较强，这对微生物降解COD有着举足轻重的作用。     

微氧耦合电化学强化污水厌氧消化的除碳脱氮

传统污水厌氧消化处理技术同步除碳脱氮效率低下。针对这一问题，该研究提出了一种微氧耦合铁碳微生物电解池强化污水厌氧处理的技术。结果表明，在外加电压为0.6 V作用下，DO质量浓度为0.84 mg/L的微氧介入可明显提高反应器的厌氧消化甲烷化效能，且在低有机负荷运行下可同时提高除碳脱氮性能。其中，微氧介入的铁碳微生物电解池耦合厌氧反应器的平均甲烷产量最大提高至91.85 mL/d,是空白组的4.5倍，总氮去除率较空白组提高18.1%。16S rRNA高通量测序表明，微氧耦合铁电极可有效提高Petrimonas、Methanosarcina等微生物丰度，提升除碳脱氮功能菌丰度。     

厌氧氨氧化SBBR启动过程中菌群演替分析

采用序批式生物膜反应器(SBBR),以混合污泥作为接种污泥,研究了反应器启动过程中菌群演替规律。结果表明,通过逐步提高进水NH4+-N和NO2--N含量的方式将SBBR的N容积负荷由0.10 g/(L·d)提升至1.164 g/(L·d),经过144 d成功启动厌氧氨氧化SBBR,TN去除率达93.92%,厌氧氨氧化活性为5.86 mg/(g·h)。在反应器启动过程中,厌氧氨氧化菌的丰度不断升高,其它非功能菌的丰度逐渐降低。稳定运行期,浮霉菌门在活性污泥和生物膜上的丰度有显著的差异,前者为8.83%,后者为24.21%。3种检出的厌氧氨氧化菌属在活性污泥和生物膜上的差异也十分明显,Candidatus Jettenia、Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia在活性污泥中的丰度分别为2.89%、2.29%和0.65%,而在生物膜的丰度分别为10.04%、5.93%、2.22%。     

微生物燃料电池-好氧颗粒污泥系统中C/N对阴极微生物的影响

为了探索微生物燃料电池(MFC)更广泛的适用性，将好氧颗粒污泥(AGS)与MFC进行耦合，并采用序批式运行方式，固定进水化学需氧量(COD)为780 mg/L，通过改变NH₄⁺-N的质量浓度(39、50、78和156 mg/L)将COD与NH₄⁺-N的质量浓度之比(简称碳氮比，C/N)分别调节为20、15.6、10、5，研究了不同C/N对系统阴极室内微生物的多样性和菌群结构产生的影响。通过高通量测序分析显示，随着进水C/N的变化，阴极室内不同菌群的相对丰度都产生了明显的变化。在门水平下，当C/N=10时，最为丰富的变形菌门(Proteobacteria)相对丰度为45.0%，而当C/N=20时降为41.1%。在纲水平下，当C/N=5时，最为丰富的异常球菌纲(Deinococci)相对丰度均为27.2%，而当C/N=20时只有15.1%。当C/N=15.6和20时，阴极室内微生物的新陈代谢最高，相对丰度均为77.1%，对应的阴极好氧颗粒污泥代谢能力较强，对微生物降解COD具有重要作用。     

厌氧耦联二级缺氧-好氧工艺强化生物脱氮除磷的探究

针对传统A²/O工艺处理低C/N废水过程中氮磷去除不理想的现状，开发了厌氧耦连二级缺氧-好氧工艺(AMAO)强化低C/N生活废水的新工艺。结果表明在低C/N进水中，AMAO工艺能较好去除COD、氨氮和总磷，在稳定时期，出水COD、氨氮和TP的去除效率分别为94.6%～96.2%、94.2%～95.6%和92.1%～93.5%，均高于传统A²/O工艺。多级缺氧好氧交替强化了脱氮除磷微生物代谢。在污泥特征方面，AMAO工艺污泥浓度大致为4.5～4.6 g/L，胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)的含量大致为5.4～5.6 mmol/g，高于传传统A²/O工艺。微生物群落分析表明AMAO工艺内相对丰度前四的为Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Nitrospirae(硝化菌门)和Acidobacteria(酸杆菌门)。本研究结果为低C/N生活废水的高效处理提供了一定的技术支撑。     

AO工艺处理大蒜加工废水处理效能和微生物菌群结构分析

为了提高大蒜废水处理效能，采用AO工艺分析了不同进水条件下的污染物去除效果，明确微生物多样性及菌群结构与水质因子之间的关系。SBR反应器在高负荷和中负荷运行条件下COD、NH₃-N、TP去除率均在90%以上。此时，Bacteroidetes、Proteobacteria是大蒜废水活性污泥系统中的优势菌门，两者的总体细菌相对丰度占到了56.48%～98.41%，通过其脱氮除磷降解有机物的功能，使得污染物得到有效去除。中负荷运行时活性污泥微生物群落丰富度和多样性均优于高负荷运行，不同样品多样性存在差异。高负荷运行条件下的优势菌属为Chryseobacterium、Comamonas、Bdellovibrio、Brevundimonas、Soonwooa、Sphingobacterium；中负荷运行条件下的优势菌属为Macellibacteroides、Fluviicola、Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis、Petrimonas、Propionibacterium。Macellibacteroides、Chryseobacte...     

短HRT下AF深度处理城市污水快速启动实验

采用厌氧生物滤池(AF)对兰州某污水厂二级出水进行深度处理,在常温短HRT下以两步法——微生物固定化的好氧预挂膜法及复合配水的厌氧启动法进行快速挂膜.实验结果表明:好氧预挂膜阶段生长的丝状菌的网状结构为厌氧微生物的生长提供栖息地,厌氧启动过程包括好氧微生物的内碳源释放阶段、厌氧微生物的繁殖适应阶段及稳定阶段.AF在启动7周后达到稳定,对COD去除率可达28％以上.     

铝盐混凝剂强化絮状厌氧氨氧化污泥颗粒化研究

探究不同剂量铝盐混凝剂(聚合氯化铝)对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响。采用经过筛分的絮状厌氧氨氧化污泥作为种泥(粒径小于0.425 mm)，设置空白组和实验组，实验组在2、4、8 mg/L铝盐投加量下开展序批式反应器的厌氧氨氧化污泥颗粒化研究。具体分析厌氧氨氧化污泥颗粒化过程中沉降性能、脱氮性能、污泥粒径变化和微生物群落特征。实验结果表明，经过110天的富集培养，铝盐混凝剂的投加提升了厌氧氨氧化污泥粒径。与空白组相比，投加铝盐混凝剂促进厌氧氨氧化污泥平均粒径增长了209.8μm，同时改善了污泥沉降性能，污泥沉降比和污泥体积指数出现一定降低。微生物群落分析结果表明，投加铝盐后拟杆菌门相对丰度增加了7.8%，浮霉菌门相对丰度降低了9.8%。其中，厌氧氨氧化优势菌属Candidatus Kuenenia相对丰度降低了8.9%，但并没有影响系统脱氮活性。两组反应器最终容积脱氮负荷差异不大，稳定在0.6 kgN/(m³·d)左右。本研究初步探究了利用铝盐混凝剂强化厌氧氨氧化污泥颗粒化的效果。     

好氧微生物的净化废水作用

综述了微生物在采用活性污泥法净化废水中的作用。从微生物的生理特征入手分析了有机物在好氧微生物的作用下，被充分降解的生化过程。     

2,4-二叔丁基苯酚对活性污泥微生物的毒性研究

通过厌氧产甲烷毒性实验和活性污泥呼吸抑制实验,分别研究了不同浓度2,4-二叔丁基苯酚对活性污泥微生物的厌氧和好氧毒性。结果表明:当2,4-二叔丁基苯酚质量浓度13.14 mg/L时,对厌氧微生物无抑制作用;其质量浓度为13.14~40.56 mg/L时,为轻度抑制;质量浓度为40.56~152.41 mg/L时,为中度抑制;质量浓度152.41mg/L时,为重度抑制。2,4-二叔丁基苯酚对好氧微生物的半数有效抑制浓度(EC50)为49.61 mg/L。2,4-二叔丁基苯酚为0~250 mg/L时,好氧毒性大于厌氧毒性,质量浓度250 mg/L时,厌氧毒性高于好氧毒性。     

不同区域污水处理厂活性污泥中微生物菌落结构分析

结合纯种分离纯化和变性梯度凝胶电泳法（DGGE）分析了中国不同区域污水处理厂的曝气池中活性污泥的微生物群落结构及差异性。其中,可培养微生物经纯化后对16s rDNA片段进行PCR扩增并测序,在Blast中分析后构建系统发育树。分离培养得到的89种细菌大部分属于β-变形菌门（Bataproteobacteria）、γ-变形菌门（Gamaproteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）。DGGE分析表明所有活性污泥样品中的菌种丰富度都很高,不同的样品中存在很多相同的条带,是属于所有活性污泥中共有的优势菌群,说明不同的活性污泥系统具有高度的生物相似性;每个地区的样品中也都含有自己的特异条带。并且同一地区活性污泥的相似性大于不同地区活性污泥的相似性,主要与各地区不同的自然经济环境和人们的生活习惯相关。     

污泥厌氧消化功能微生物群落结构的研究进展

污泥厌氧消化处理技术因其具有无害化、资源化和稳定化的特征备受关注。污泥厌氧消化涉及水解发酵、产氢产乙酸和产甲烷多种微生物,并发挥不同的功能。本文介绍了污泥厌氧消化体系中常见的细菌(门水平)和古菌（属水平）群落,如拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、螺旋体门（Spirochaetes）（细菌）和甲烷杆菌属（Methanobacterium）、甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）、甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）、鬃毛甲烷菌属（Methanosaeta）（古菌）等。同时也综述了影响厌氧体系中的微生物群落结构的因素,如pH、营养物质、温度、氨氮(NH₄⁺-N)及有毒有害物质等。最后展望了稳定同位素标记、宏基因组学和蛋白质组学等分子生物技术在探查微生物功能方面的应用前景,为进一步分析厌氧体系中未识别的功能微生物提供技术支撑。     

A2/O工艺中微生物群落结构分析

通过PCR-DGGE技术对A2/O工艺中的微生物多样性进行了分析,以细菌和古细菌16s rRNA 基因通用引物530F/1490R对A2/O活性污泥中提取的细菌基因组DNA进行PCR扩增,扩增产物经纯化后用于变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析.结果显示,A2/O工艺中活性污泥的微生物群落非常丰富,在好氧区微生物的种属达到19种,缺氧区为18种,厌氧区为15种;A2/O工艺不同单元都有一些各自的特有种属和共有种属,工艺中的微生物群落演替不明显,微生物群落相似性为71.4%,群落结构较为稳定.     

氯代酚同时厌氧好氧代谢过程的研究

以PVA和海藻酸钠为载体,采用冷冻法混合固定好氧菌和厌氧颗粒污泥,在有限的供氧环境下建立了同时厌氧好氧Coupled系统,并与独立的UASB厌氧过程进行了对比,发现2,4,6-三氯苯酚在前者通过在生物膜微环境中厌氧菌还原脱氯和好氧菌氧化作用能较完全降解,同时具有较高的有机负荷去除率和耐冲击负荷能力。微生物的活性实验结果表明,在Coupled系统中,由于生物膜对氧的传递阻力,污泥颗粒内部的厌氧菌在有限的供氧条件下仍具有较高的厌氧活性,固定化载体具有的好氧活性证实了在固定颗粒的外层好氧或兼性菌在生物膜的外层主要进行微生物好氧活动。