苯酚对活性污泥硝化与反硝化动力学的影响

通过批次试验,研究苯酚与活性污泥缺氧和好氧接触对微生物硝化和反硝化作用的影响。结果表明:(1)苯酚对缺氧2h后的活性污泥硝化有抑制作用,且苯酚浓度越高,抑制作用越强。当苯酚浓度较低时对自养菌的最大比氨氧化速率(AUR)的抑制作用能用竞争性抑制Monod方程拟合,半数抑制质量浓度(IC50)为19.2mg/L。(2)苯酚对直接曝气的活性污泥比对缺氧接触2h后再曝气的活性污泥的硝化抑制作用更强,当苯酚从0mg/L增加到10.0mg/L,AUR由2.51mg/(L·h)降至0.36mg/(L·h),且在10.0mg/L时,硝化抑制率(IR)高达85.7%。(3)苯酚的抑制效应随着缺氧时间延长而逐渐降低。当苯酚为10.0mg/L时,直接曝气的活性污泥受到的硝化抑制最强,IR为85.8%,并在缺氧4h后IR降为0。(4)当碳源充足时,活性污泥的反硝化菌对苯酚的耐受力较强,苯酚对活性污泥的反硝化过程没有影响,微生物的反硝化速率(NUR)维持在5.279～5.308mmol/(mg·h)。     

腐植酸强化苯酚厌氧发酵降解

在无外加电子受体的条件下,首次研究了腐植酸对活性污泥厌氧降解苯酚的影响。研究结果表明,腐植酸Suwannee River Humic Acid Standard(SR-HA)、Leonardite Humic Acid Standard(L-HA)和Pahokee Peat Humic Acid(PP-HA)作为氧化还原介体能够提高苯酚的厌氧发酵降解效率。其中腐植酸PP-HA对苯酚的厌氧降解表现出了最为明显的强化效果,反应进行36 h后,苯酚去除率提高了18.5%。当单独投加的PP-HA浓度在0至100 mg/L范围内,苯酚的厌氧降解效率随着腐植酸浓度增加而逐渐提高,而浓度大于100 mg/L后,腐植酸对苯酚降解效率的促进作用随着PP-HA浓度的增加逐渐减缓。除此之外,当低浓度的蒽醌-2-磺酸钠(AQS)(0.02 m M)和PP-HA(20 mg/L)在反应体系中共存时,相比于无介体存在的对照组,苯酚厌氧降解效率提高了约1.4倍。产物分析结果表明,乙酸和CH4作为苯酚发酵降解的重要产物被检测出来。最后,在氧化还原介体腐植酸的存在下,初步探讨了苯酚厌氧发酵降解的代谢途径。     

苯酚的厌氧生物处理

采用不断增加苯酚浓度而降低葡萄糖浓度的方法可驯化厌氧污泥中的微生物,使厌氧污泥最终以苯酚为唯一碳源生长,可显著提高厌氧污泥降解苯酚的能力;对苯酚间歇厌氧降解过程进行了分析。苯酚浓度在0～1.680 mg/L范围内,其厌氧降解过程符合一级动力学。Aiba模型、Haldane模型和Teisser 模型均可很好地描述处于对数期时厌氧污泥的比生长速率与初始底物浓度之间的关系,其中以Teisser 模型模拟的效果最好。将驯化污泥接种于UASB中可实现对含酚废水处理的连续运行,最大的有机负荷达2 g COD/（L·d）,稳定运行时苯酚的去除率可维持在96%以上。     

好氧颗粒污泥降解苯酚

以人工配水启动SBR,逐步提高进水苯酚浓度,探究好氧颗粒污泥对苯酚的降解能力,同时分析苯酚对好氧颗粒污泥特性的影响。经过55 d的运行,进水苯酚浓度逐渐增到3 000 mg/L,苯酚、COD及NH+4-N去除率分别达到了98.33%、97.27%和57.58%,好氧颗粒污泥表现出对苯酚的良好的去除能力。扫描电镜照片显示投加苯酚后的颗粒污泥表面更加光滑,结构更为紧凑。胞外聚合物红外光谱分析表明投加苯酚前后好氧颗粒污泥EPS的主要组分没有明显改变。苯酚毒性刺激了颗粒污泥分泌更多胞外聚合物,胞外聚合物中多糖含量由初始的12.70 mg/g VSS增加到35.17 mg/g VSS,蛋白含量由4.93 mg/g VSS增加到8.01 mg/g VSS。投加苯酚后的污泥粒径明显增大,主要污泥粒径由0.5~2.0 mm增大到2.0 mm以上。     

共代谢基质对苯酚降解菌XTT-3降酚作用的影响

采用驯化的方法从活性污泥中分离到一株苯酚降解菌XTT-3,经16SrDNA鉴定为Sphingobiumsp.。对该菌株进行碳饥饿处理,发现其降解苯酚的能力受到抑制。以只含苯酚的M9培养基为参照,添加0.2g/L酵母膏作为共代谢基质,对XTT-3菌株降解苯酚有较明显的促进作用,36h后苯酚降解率为68%。在含0.2g/L酵母膏的M9培养基中,同时添加20mg/L邻苯二酚,XTT-3降解苯酚作用显著增加,24h后苯酚降解率达75%,苯酚降解速度达0.261mg/min。     

水蚯蚓微生物共生系统的脱氮特性

采用泥水同步降解的"水蚯蚓-微生物共生系统",考察了该系统污泥减量能力以及污染物去除性能,研究了水蚯蚓对共生系统脱氮特性的影响。结果表明,与对照组相比,实验组污泥减量率为25.0%,污泥性状无明显差异。实验组氨氮与总氮去除率明显低于对照组,实验组每周期单位质量活性污泥氨氮与总氮去除质量分别为6.63 mg/g与5.81mg/g,均低于对照组。共生系统脱氮性能下降主要由水蚯蚓含氮物质释放引起,活性污泥本身硝化能力没有降低,反而略有提高,反硝化能力没有明显改变。"水蚯蚓-微生物共生系统"对中低氨氮浓度的废水处理具有较大的潜力。     

硝基苯酚类的快速吸附与降解

以对硝基苯酚(PNP)和邻硝基苯酚(ONP)为主要研究对象,采用粉末活性炭和Fenton试剂快速吸附与降解PNP和ONP溶液,使其浓度降至生活饮用水准许浓度(分别为0.02 mg/L和0.06 mg/L)以下,并比较2种物质的处理效果,为硝基苯酚的水体污染治理和废水处理中的深度降解提供依据。结果表明,用粉末活性炭吸附浓度为1 mg/L和4 mg/L的PNP溶液60 min后,浓度低于0.02 mg/L,长时间跟踪监测,污染物浓度仍控制在0.02 mg/L以下,在pH<6时,粉末活性炭吸附PNP的效果较好;用Fenton试剂处理浓度为10 mg/L的PNP溶液70 min后,可完全降解PNP。粉末活性炭吸附12 mg/L的ONP溶液时,效率高于吸附PNP;Fenton试剂处理浓度为12 mg/L的ONP时,与PNP的处理效果相当。     

废水中KMnO4对生物处理效果的影响

为减轻和消除含高浓度KMnO4的牛仔服加工废水对生物处理系统的毒害作用,采用模拟序批式活性污泥法,研究KMnO4对活性污泥微生物生长的影响及COD和NH4+-N的降解规律。结果表明,当处理进水COD浓度500 mg/L,NH4+-N浓度23.5 mg/L,污泥浓度为2 000 mg/L时,曝气时间为4 h,KMnO4质量浓度增加对COD和NH4+-N的降解影响很大;同样条件下曝气时间改为8 h,对NH4+-N的降解影响显著减小,但对COD的降解影响减少不多;并且,高浓度KMnO4对NH4+-N去除效果的抑制作用比对COD的大。因此,处理含高浓度KMnO4的废水需要延长一倍曝气时间,可以获得良好的COD和NH4+-N的降解效果。同时,KMnO4对活性污泥的抑制影响较好地吻合非竞争性抑制机理修正莫若特方程的规律。     

活性污泥对硒化镉量子点暴露的胁迫响应机制

为揭示硒化镉(CdSe)量子点(quantum dots, QDs)在复杂环境体系中的生物毒性效应,本研究以活性污泥为研究对象,探讨了CdSe QDs(0.1～10 mg·L^-1)长期暴露对序批式活性污泥反应器运行效能、污泥性能以及微生物代谢作用的影响。结果表明,在实验质量浓度范围内,出水COD值和硝酸盐波动较大,而硝化作用影响较小,且低剂量CdSe QDs的存在加速了NH₄⁺-N的降解,1 mg·L^-1 CdSe QDs将平均氨氧化速率由2.2 mg·(L·h)^-1提高到3.3 mg·(L·h)^-1。尽管CdSe QDs会引起出水浊度略微增加,但污泥沉降性能始终维持稳定。CdSe QDs主要与污泥表面的C—O—C、C—O、C—C和磷酸基团结合,诱导胞外聚合物的酪氨酸类蛋白荧光淬灭。同时,微生物会通过分泌色氨酸类蛋白以缓解胁迫影响。此外,活性污泥的物种丰富度和多样性均受CdSe QDs的抑制,但低质量浓度CdSe QDs有利于Nitrospirae相对丰度...     

一株苯胺降解菌的分离及其降解特性

从某城市生活污水处理厂曝气池的活性污泥中分离出一株以苯胺为唯一碳源和氮源的高效降解菌Z1。通过16S r DNA基因序列分析,初步鉴定菌株。结果表明,菌株Z1为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。该菌株最适生长和降解条件为p H 6.0~8.0、30℃、盐度0.1%~1.0%。在此条件下,16 h内能够将400 mg/L的苯胺降解完全,且当苯胺初始浓度为1 300 mg/L时,苯胺的最大降解速率为41.4 mg/(L·h),32 h内降解率达到98%。菌株对苯胺的最大耐受浓度为1 800mg/L。当苯胺和苯酚共存时,苯胺的降解效果随着苯酚浓度的增大而减小,当苯酚浓度达到370 mg/L时,Z1无法降解苯胺。添加氯化铵做外加氮源能解决高浓度苯酚和苯胺共降解的问题。在苯胺降解过程中大约有43%苯胺态氮转化成氨氮释放到环境中。