pH对UASB运行效能及产甲烷互营菌群的影响

研究产甲烷互营菌群对pH变化的响应,对于寻求提高有机废水厌氧生物处理效能的策略具有重要意义.以处理制糖废水的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器的运行为基础,考察不同pH对反应器运行效能及产甲烷互营菌群的影响.结果表明,在进水COD 20 000 mg·L-、HRT 8 h的条件下,当进水pH分阶段由6.9降至5.4时,UASB系统的pH随之从6.8 ～7.4下降至5.7 ～6.7,导致COD去除率降低了23.3％,出水中残留丙酸提高了3.9倍.聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析结果表明,产氢产乙酸菌群在UASB中的多样性显著低于产甲烷菌群,其分布和优势度受pH降低的影响显著.以Eub 19(Pelotomaculum)为代表的食丙酸产氢产乙酸菌在偏酸环境中的优势度明显减弱,而食乙酸产甲烷菌及部分食氢产甲烷菌对pH下降响应并不显著,且随着pH下降,耐酸的食氢产甲烷菌Methanobacterium ferruginis和Uncultured Methanobrevibacter的优势度逐渐增强.由此可见,与产甲烷菌群相比,UASB系统中的产氢产乙酸菌群对pH的变化更加敏感.     

限氧废水处理系统的再启动与ANAMMOX功能恢复

为解决低碳氮比有机废水生物脱氮的难题,经济高效的厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术得到广泛研究,但ANAMMOX菌群对环境要求苛刻且富集困难,系统启动缓慢,限制了其工程应用.前期研究中,构建了用于处理高氨氮低碳氮比养猪废水的升流式限氧生物膜反应器(UOLBR),经180 d的启动运行实现了以ANAMMOX为主导的脱氮功能.将UOLBR闲置2个月,以COD与TN比为0. 6～1. 0的干清粪养猪废水为进水,在水力停留时间10 h、25℃和出水回流比25∶1的条件下再次启动,考察其处理效果和ANAMMOX功能的恢复情况.结果表明,经过溶解氧分别为2. 5～3. 0和0. 2～0. 5 mg/L两个阶段,共计53 d的连续运行,UOLBR的处理效能得以恢复并达到稳定状态,对COD、NH_4~+-N、TN的平均去除率分别为64. 0%,96. 5%和91. 7%,出水质量浓度分别仅为61,7. 0和16. 4 mg/L左右.微生物群落结构和物料平衡分析表明,UOLBR系统恢复了以ANAMMOX为主要脱氮途径的特征.该研究可为低碳氮比有机废水ANAMMOX处理系统的启动和运行管理提供指导.     

pH对发酵系统的产甲烷活性抑制及产氢强化

为抑制厌氧发酵系统的产甲烷活性,强化其发酵产氢性能,采用逐级降低pH的调控方法,探讨连续流搅拌槽式反应器(CSTR)从具有显著甲烷发酵特征的厌氧发酵系统向发酵产氢系统转变的运行特征．在进水COD 7 000 mg／L、水力停留时间(HRT) 8 h条件下,发酵体系在pH 由65～72降低到60～65时,虽然发酵气中的甲烷体积分数逐渐减少乃至消失,但氢气体积分数一直在3％以下;当pH下降到40～50时,系统中的产酸发酵作用得到了进一步强化,挥发性发酵产物总量平均为2 052 mg／L,呈现为典型的乙醇型发酵,发酵气产量平均为26 L／d,其氢气体积分数稳定在45％左右,活性污泥的比产氢率达167 L／(g·d)．     

铁碳内电解法预处理安普霉素生产废水

应用铁碳内电解法对安普霉素生产废水进行毒性去除及污染物处理,在固定铁屑和活性炭的体积比为1∶1的条件下,考察了水力停留时间(HRT)和pH对处理效果的影响.在对原水不进行pH调节的条件下,HRT为1 h时,铁碳内电解工艺对安普霉素废水中的COD和安普霉素去除率均可达50%以上,对NH3-N的去除率可达70%以上,废水可生化系数从处理前的0.26提高到处理后的0.45.产甲烷活性试验表明,经铁碳内电解工艺处理的废水,毒性消除,可以采用厌氧生物技术和好氧生物技术对其作进一步的有效处理.     

生物制氢细菌分离培养与分子鉴定技术进展

分离鉴定、培养产氢发酵细菌是提高利用高浓度有机废水制氢系统产氢能力的重要因素.首先对连续流发酵法生物制氢系统进行工程调控和生态位调整,达到产氢最佳的乙醇型发酵阶段后,设计HPB-LR培养基,用改良Hungater等3种厌氧培养技术分离培养产氢菌;采用16S rRNA/rDNA序列分析和16S-23S rDNA间隔区测序技术对分离出产氢细菌进行鉴定.     

有机负荷对厌氧活性污泥发酵产氢系统的影响

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),通过改变进水COD浓度与水力停留时间(HRT)2种方式,考察了有机负荷(OLR)对厌氧活性污泥发酵产氢系统产氢特性的影响.结果表明,在维持HRT 8 h、(35±1)℃不变的条件下,CSTR发酵产氢系统在进水COD浓度为6 000 mg/L(OLR为18 kg/(m3·d))时可获得较高的产氢量,平均为10.96 L/d;当进水COD浓度提高到8 000 mg/L(OLR为24 kg/(m3·d))时,系统产氢能力迅速下降.在维持进水COD浓度为6 000 mg/L、(35±1)℃不变的条件下,HRT为6 h(OLR为24 kg/(m3·d))时,CSTR发酵产氢系统的最大产氢量为16.2 L/d;当HRT降至4 h(OLR为36 kg/(m3·d))时,反应系统逐渐丧失了产氢能力.有机负荷过高,将引起了厌氧活性污泥发酵产氢系统内pH、碱度、氧化还原电位等生态条件的剧烈变化,不仅导致了厌氧活性污泥的微生物群落结构的改变,同时严重抑制了微生物的代谢活性.     

Effect of initial substrate and biomass concentrations on anaerobic fermentative hydrogen production in batch reactors

The effects of initial substrate (5 -60 g/L) and biomass concentration (0.5 -3 g/L) on fermentative hydrogen production by mixed cultures were investigated in batch tests using glucose as substrate.The...     

一个产氢产乙酸菌互营共培养体的培养基优化

营养生态位位于产酸发酵菌和产甲烷菌之间的产氢产乙酸菌,其分离培养困难,种子资源匮乏,限制了基于强化产氢产乙酸功能作用的高效厌氧生物处理技术的开发．在前期获得对丙酸具有较强降解能力的产氢产乙酸茵互营共培养体7-m-2a的基础上,探讨了丙酸质量浓度、氮源、ca^2＋、Fe^2＋、Mg^2＋和泛酸等对其生长代谢的影响．结果表...     

Optimization of detecting hydrogenase activity for acidogenic fermentation of activated sludge

In order to evaluate the hydrogen-producing efficiency of anaerobic activated sludge in Anaerobic Baffled Reactor(ABR)fermentation processes,the optimal conditions for hydrogen producing hydrogenase method on methyl viologen(MV)assay was used to detect the hydrogen production activity of the activated sludge.The most favorable parameters such as 0.6 mL sodium acetate buffer(pH 5.0),100 μL lysozyme,0.2 mL sodium dibromoethane(9.0 mmol/L)and 0.7 mmol/L iron added into 1 mL activated sludge(2.66～26.64 gMLVSS/L)were found.Furthermore,reaction temperature and culture time were detected as 40 ℃ and 30 min respectively.Sodium thiosulfate and sodium sulfides were taken as the reducing agent while trichloroacetic acid as terminator.Under the MV optimal conditions,micro-toxic Dimethyl sulfoxide(DMSO)get higher security and better accuracy.The sensitivity of the detection methods(DMSO as electron carrier)was increased by more than 30%.The results show that the optimal conditions can be applied to measure hydrogenase activity correlating with its specific hydrogen production rate in a hydrogen-producing anaerobic activated sludge system.     

二相厌氧生物工艺相分离优越性的探讨

通过对有关实验结果和有关资料的研究,从产酸相的效能、产甲烷相的运行状况及相分离对厌氧发酵菌群分布和组成的影响等方面,分析了产酸相与产甲烷相分离的优越性。结果表明,实现厌氧生物处理过程的二相分离,能从两个主要方面提高整个厌氧生物处理系统的处理能力和运行稳定性：１．产酸相为产甲烷相提供最佳发酵末端产物组成,提高产酸发酵的相对收率及产甲烷相的处理能力;２．二相分离使厌氧生物处理过程中各大类微生物群体之间