高效反硝化聚磷菌株的筛选及其生物学特性

为研究反硝化聚磷菌的生物学特性,通过吸磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB颗粒染色辅助检验,从稳定运行的厌氧/缺氧SBR反应器中分离筛选出4株高效反硝化聚磷菌H16、H19、H24和Xg.经鉴定,前3者属于假单胞菌属(Pseudomonas),后者属于肠杆菌属(Enterobacter).测定了这4株菌的生长曲线,研究了温度和pH值对这4株菌的生长及除磷效能的影响,结果表明,菌株的生长最适温度均在35℃左右,除磷反应的最适温度均在25℃左右;在中温条件下,H16、H19和H24生长的最适pH为6～8,菌株Xg生长的最适pH值为7～9;4株菌除磷反应的最佳pH值均为中性偏碱.     

含磷铁矿石生物除磷试验研究

研究利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f菌)和嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t菌)从某含磷铁矿石中除磷的主要影响因素。研究结果表明:1)At.f菌对该铁矿石的除磷效果比At.t菌的更好,而未接种任何细菌的铁矿石除磷率在第26 d时只有11.76%;2)不同摇床转速中,140 r/min最利于At.f菌去除铁矿石中的磷;3)随着矿浆浓度的增加,除磷率逐渐降低;4)加入一定量的黄铁矿能提高除磷率,当黄铁矿与铁矿石的质量比超过10%时,除磷率能提高到90%以上;5)经浸矿驯化过的At.f菌,其除磷性能比未驯化前有了一定程度的提高;6)At.f菌浸矿后产生的主要物质为黄铵铁矾[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]。     

铁强化微生物除磷的效能及机理

从深海菌中筛选出一株高效除磷菌,并研究了铁强化此除磷菌在高盐合成废水中的除磷效能及机理。通过批次试验研究了铁磷物质的量比、初始pH值对除磷效率的影响以及铁强化生物除磷的动力学,并利用扫描电镜和能谱分析对微生物表面形貌进行了研究。结果表明,与单独铁盐和生物除磷相比,铁强化微生物除磷效率更高效且稳定在95%以上。当n(Fe(III)):n(P)=1:1时,铁强化微生物除磷的最大效率达98.50%,相比单纯生物除磷提高30%,而单独铁盐除磷n(Fe(III)):n(P)=2:1～3:1时,除磷率仅90%;当n(Fe(III)):n(P)≤1:1时,铁强化微生物除磷以微生物除磷为主,铁盐辅助,处理后水pH中性且稳定;当物质的量比n(Fe(III)):n(P)>1:1时,由于Fe(III)水解造成pH降低至5.50以下,微生物生长受抑,磷的去除主要靠化学沉淀。废水初始pH在6.0～9.0范围内,铁强化生物除磷去除率均在95%以上。准一级动力学模型能够很好地模拟生物除磷过程;准二级动力学模型能够很好地模拟铁强化生物除磷,且较长时间内无磷释放现象。铁强化生物除磷的机理包括:(1)细菌生长除磷以及胞外聚合物对磷的吸附;(2)在混合液中形成了羟基磷酸铁络合物;(3)在细菌表面形成了由细菌诱导的铁磷微沉淀。     

起始pH值对序批式反应器中强化生物除磷系统的影响研究

通过3个序批式反应器(SBR)的连续运行,研究了污水不同起始pH值对强化生物除磷系统(EBPR)的影响(SBR1:pH=6.5;SBR2:pH=7.0;SBR3:pH=7.5).结果表明:随着pH值的提高,厌氧释磷量和好氧吸磷量都逐渐增加,释磷速率和吸磷速率也在增加;除磷效率分别为82.69%、93.87%和98.50%.运用荧光原位杂交技术(FISH)鉴定EBPR中的功能菌为聚磷菌(PAO)并计算出其含量,即SBR3>SBR2>SBR1,得到在一定的pH值范围内pH值越高聚磷菌的含量越高.比较不同pH值下EBPR系统中脱氢酶活性的变化规律,在pH=6.5～7.5范围内,脱氢酶的活性随着pH的增加而线性增加,表明较高的pH有利于PAO的生长和提高PAO的活性,从而提高了除磷效率.因此,通过控制污水起始pH值的方法可以达到显著提高强化生物除磷效果的目的.     

一株聚磷菌的形态特征及其发酵条件研究

从磷矿废水中分离、筛选出一株聚磷效果较好的聚磷菌,命名为P6-1.对该菌株的形态特征进行初步研究,并通过单因素试验、正交试验研究不同营养成分和培养条件对聚磷菌P6-1菌株生长及聚磷率的影响.结果显示:其菌落呈圆形、乳白色,中央凸起,边缘整齐光滑,不透明.菌体为杆状,无芽孢,无鞭毛、不运动,有荚膜,大小为(2.89±0.38)μm×(0.98±0.12)μm.聚磷菌P6-1生长适宜的营养条件为:0.5%牛肉膏、0.25%酵母粉、0.5%FeSO4和0.05%KH2PO4;聚磷适宜的营养条件为:0.5%牛肉膏、0.25%酵母粉、0.5%FeSO4和0.01%KH2PO4,添加葡萄糖可提高其聚磷率.适宜的培养条件为温度30℃,pH 7,装液量50mL.在该营养和培养条件下,该菌株0～2h为延缓期,2～20h为对数期,20～24h为稳定期,并在20h时生长量达到最大;24h后进入衰亡期.研究确定了聚磷菌P6-1生长和聚磷适宜的培养条件,在该条件下菌株聚磷率达到85.23%.     

SBR反应器聚磷菌筛选及其聚磷效能

从SBR系统启动期驯化污泥中筛选得到聚磷效果较好的4株功能菌株Q16、Q19、Q191、Q192.找到一种分离聚磷菌效果较佳的方法——稀释混合法.通过形态特征及24项生理生化指标,鉴定其到属.分析研究以上菌株的聚磷效果、生理生化特性(PHB颗粒及异染颗粒染色、硝酸盐还原试验),4株菌中Q191还具有一定反硝化功能.测定Q16、Q191的24h多维生长曲线,了解生物量、培养液含磷量、pH值的动态变化,从多角度考察其吸磷放磷的全过程.研究pH对Q16、Q191作用的影响,发现其pH耐受范围为pH=6.0～10.0,适宜生长的pH和吸磷反应的最佳pH为中性微碱.对Q16、Q19、Q191、Q192进行复配,菌株间的复配并未能提高吸磷的效率.     

分点进水频繁曝气SBR工艺除磷脱氮影响因素

分点进水频繁曝气SBR工艺将分点进水和频繁曝气技术手段相结合,促进硝化菌、聚磷菌等目的菌群的增殖优势,提高处理污水的能力.实验考察不同进水方式、不同进水比例对系统除磷脱氮效率的影响.结果表明,进水方式及进水比例(厌氧段进水量/频繁曝气段进水量)对系统除磷脱氮效率有着明显的影响.在进水比例0.4/0.6,仅在厌氧段和缺氧段进水的条件下,实验系统除磷脱氮能力最强.在最佳进水方式条件下,通过考察系统在不同泥龄、ρ(C)/ρ(N)、ρ(C)/ρ(P)下的除磷脱氮效率,发现系统在泥龄为10 d和5 d时的除磷脱氮效果相对较好,NH 4+-N、TN、TP去除率可达97%、87%、99%左右;而当ρ(C)/ρ(N)为20时系统的除磷脱氮能力最佳,CODCr、TN、TP去除率为95%、92%、99%;当ρ(C)/ρ(P)为88.9时系统的CODCr、TN、TP去除率分别达97%、89%、99%.     

高磷赤铁矿两步法生物除磷实验研究

采用嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)直接浸出和两步法浸出,对鄂西高磷鲕状赤铁矿(铁品位43.50%,磷含量0.85%)进行生物除磷的实验研究。结果表明:矿浆浓度为2%时,At.t菌直接浸出除磷率为62.35%,且硫含量高达28.57%;采用两步法摇床培养At.t菌,24d菌液pH值接近0.8,磷含量可降至0.15%,硫含量为1.09%;采用自行设计制作的生物反应器培养At.t菌8d,菌液pH值接近0.98,分离菌液浸出原矿12h磷含量为0.18%。对磁选精矿进行的两步法浸出表明,当矿浆浓度为3%以下时菌液的除磷效果明显。     

pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果及N2O释放的影响

为研究pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果以及对N_2O释放的影响,接种亚硝化活性污泥,以含乙酸钠、氨氮、磷酸盐的人工配水为基质,通过逐步提高进水COD,在厌氧-限氧(DO 0.3~0.8 mg/L)SBR中成功实现了同步脱氮除磷(SNDPR).反应器稳定期间氮、磷的去除率分别达(76.1±5)%、(98.4±1)%.采用批式实验研究了不同进水pH(6.0、7.0、8.0、9.0)对脱氮除磷效果及N_2O释放的影响.结果表明,pH为9.0时除磷效果最好,除磷率达87.7%,其次为pH为6.0时,除磷率达84.0%;随着pH降低,氨氧化速率呈升高趋势,pH为6.0时单位MLSS氨氧化速率和脱氮率最大,二者分别为3.7 mg/(L·h·g)和83.9%;N_2O释放量随pH的升高而减小,pH为6.0时的释放量是9.0时的3.5倍.综上,pH为6.0时,能获得较高的脱氮除磷效率,但同时会增加N_2O的释放量.     

AOA后置短时低氧曝气实现短程硝化反硝化除磷

为培养亚硝酸盐型反硝化聚磷菌实现好氧颗粒污泥（AGS）短程硝化内源反硝化除磷,设置3组同规格以厌氧/好氧/缺氧后置短时曝气（AO₁A-O₂）模式运行的SBR,各反应器好氧段/后置好氧段（O₁/O₂）的曝气强度和曝气时间均不同,通过对比3组反应器60 d的运行情况,探究各系统污染物处理性能和功能菌活性。结果表明,后置短时低氧曝气10 min且O₁、O₂的曝气强度分别为5、2.5 L/(h·L)的R2脱氮除磷效果最佳,其COD、TP、NH+₄-N、TN去除率达95.49%、95.57%、100%、95.52%。通过短时好氧饥饿和低溶解氧可以创造出短程硝化内源反硝化除磷的最适环境,R2中约60%的除磷菌为DPAOs,且亚硝酸盐型聚磷菌最多,可达38.76%,其反应器好氧段的亚硝酸盐积累率(R_NA)为74.19%,实现了较高的NO-₂-N积累,游离亚硝酸(FNA)为1.03 μg/L,可抑制PAOs和NOB,同时富集出更多的AOB和DPAOs。     

亚硝化-反硝化除磷技术研究进展

氮磷引起的环境问题已引起世界关注,低成本减少水体氮磷污染是生物处理工艺面临的挑战。亚硝化-反硝化除磷工艺具有节约碳源和能源、节省空间及占地、提高水处理设备利用率、减少污泥产量等优势,但关于聚磷菌( PAOs)的认知缺乏深入了解,且目前尚未见氨氮亚硝化-反亚硝酸除磷整体工艺的稳定运行报道。关于PAOs的分类,不同研究者有不同见解,而短程反硝化除磷机理的研究结果主要是利用厌氧释磷储能,能量用以供给缺氧条件下利用亚硝酸盐为电子受体进行反硝化过量吸磷。短程反硝化除磷的脱氮除磷效果会受到温度、pH、碳源种类及ρ( C)/ρ( P)等诸多因素的影响,调节控制合理的反应条件有助于实现稳定高效的污废水处理效果。总结分析短程反硝化除磷的相关研究报道,对指导污废水生物脱氮除磷并克服其存在的不利因素很有必要。     

亚硝酸盐对聚磷菌厌氧代谢的影响

以2种强化生物除磷(EBPR)系统中的活性污泥为研究对象,考察亚硝酸盐对聚磷菌厌氧代谢的影响,结果表明:不同EBPR系统中的聚磷菌对于亚硝酸盐的耐受能力不同.人工配水富集聚磷菌的活性污泥,当亚硝态氮浓度超过10 mg/L时,聚磷菌吸收VFA受到抑制,PHA的合成减少,磷酸盐的释放增加;处理生活污水的SBR短程脱氮除磷活性污泥,亚硝酸盐的浓度高达30 mg/L时,未对聚磷菌的厌氧代谢造成抑制,但引起异养反硝化菌与聚磷菌竞争VFA,导致PHA合成量和释磷量的减少.富集聚磷菌的活性污泥投加亚硝酸盐后P/VFA增大,说明有亚硝酸盐存在时更多的能量用于VFA的吸收.对2种活性污泥中聚磷菌的荧光原位杂交(FISH)定量分析表明:富集聚磷菌系统中聚磷菌含量达到55％,而短程脱氮除磷系统中为7.6％.     

生物除磷中聚磷菌与聚糖菌竞争因素研究进展

强化生物除磷(EBPR)技术已成为污水除磷的重要手段,如何使聚磷菌(PAOs)成为优势菌种是生物除磷工艺面临的重要问题。近些年的研究主要集中在解释潜在除磷机理和确定实际参与反应的相关微生物研究方面,而确定聚磷菌和聚糖菌竞争影响因素是聚磷菌研究的前提和基础。文章对EBPR系统中影响微生物竞争的主要因素如碳源、pH值、温度等研究进展进行了阐述,介绍了PAOs代谢过程及如何调整好微生物种群组成和最佳培养条件,提出了PAOs代谢机理和种群分析是未来研究方向的观点。     

多孔水泥石合成滤料的制备及其污水吸附除磷试验研究

以普通硅酸盐水泥为主要原料,经反应釜高温蒸汽养护制备出多孔水泥石合成滤料。通过正交实验得到最优工艺组合条件为水固比 0.25,成孔剂/水泥=0.3,反应釜内蒸养恒温温度为180 ℃,恒温时间为4 h。采用最优条件制备的多孔水泥石合成滤料进行污水除磷试验,考察了pH值、投加量及初始磷浓度对多孔水泥石合成滤料除磷的影响。结果发现,在实验条件下,滤料对浓度5~10 mg·L -1的含磷废水的去除率都在95.3%以上,最高达99.8%;废水浓度为50 mg·L -1,pH在中性条件下,每100 mL投加2.5 g滤料,磷去除率最高达89.6%。由吸附动力学过程分析可知,该滤料除磷吸附速率特性与准二级动力学模型拟合且吸附速率由颗粒内部扩散速率控制。     

序批式MBBR中反硝化聚磷菌的选择与富集

采用序批式移动床生物膜反应器(MBBR),研究了以硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌(DPB)的选择和富集.结果表明,采用3个阶段进行选择和富集,DPB占全部聚磷菌(PAOs)比例约从11.77%提高到66.07%;第3阶段培养末期,COD和TP去除率平均值分别为68.78%和69.02%,缺氧所耗ρ(NO3--N)达到23.91 mg/L;对反应器中生物膜进行直接染色发现,在厌氧放磷阶段能观察到聚磷菌体内有大量聚-β-羟丁酸(PHB)出现,而在缺氧吸磷阶段则有大量聚磷颗粒(Poly-p)出现,故可尝试采用聚磷生物膜的直接染色方法观察聚磷微生物细胞内PHB和Poly-p颗粒的变化,来判断生物除磷过程及效果.     

电子受体对厌氧/好氧反应器聚磷菌吸磷的影响

为对聚磷菌有进一步的了解,以厌氧/好氧生化反应器中的聚磷菌为试验对象,研究了3种不同电子受体(O2、NO3-N、NO2-N)对聚磷菌吸磷效果的影响.结果表明:传统的厌氧/好氧生化反应器中存在有反硝化聚磷菌,且随着NO3-N质量浓度的不同,反硝化聚磷速率和总量也不同,而低水平的COD/TP将有利于反硝化聚磷菌的生长;此外,NO2-N也可参与聚磷菌缺氧吸磷反硝化的过程,但高质量浓度的NO2-N(本试验结果为≥95mg/L)将会对聚磷菌产生抑制作用.试验证实,以氧为电子受体的聚磷速率和聚磷总量明显高于NO3-N和NO2-N,但是,后二者的能耗、污泥产生量低于前者.     

低温强化生物除磷反应器中微生物的竞争关系

为了考察低温条件下聚磷菌和聚糖菌之间的竞争关系及其对反应器除磷效果的影响,利用FISH技术跟踪检测了低温条件下运行的强化生物除磷(EBPR)SBR反应器中的聚磷菌和聚糖菌.实验结果表明,0～20d为调整阶段,反应器的各项指标不稳定,聚磷菌和聚糖菌在反应器中竞争优势地位.从菌体数量曲线发现,调整阶段中,聚磷菌数量逐渐增加,而Alphaproteobacteria数量逐渐减少,Gammaproteobacteria数量低于8.11%.这种现象说明低温更有利于聚磷菌的生长繁殖,使其在反应器中占据优势地位,并淘汰聚糖菌.50～60d聚磷菌快速增殖,由于聚磷菌的数量5d内只增加了3.2%,没有造成反应器处理效果的延迟现象.     

环境因素对微藻去除氮磷的影响

微藻能够有效去除废水中的氮磷等营养物质,但是其对氮磷的实际去除能力受到各种因素的影响,本文综述了废水中氮磷的浓度、温度、藻密度、光照和pH值等诸多环境因素对微藻去除氮磷的影响。在不影响微藻正常生长的前提下,氮磷浓度、废水温度和藻密度越高,光照强度越强,且废水的pH值接近中性时,微藻对氮磷的去除速率和最终去除量也会越高。