文章对海南某焦炭制造厂的全规模污水处理系统进行了深入分析,该系统包含两个缺氧罐、四个好氧罐和三个硝化罐及相关配套设施.在研究过程中对系统的污水净化性能进行了评估,并基于运行参数对全规模颗粒污泥去氮的出水浓度影响进行了探讨.结果表明,尽管系统面临苯酚、SCN、氨和氰化物等污染物带来的硝化作用不稳定的问题,但通过调整废水净化系统的运行参数,可以达到对排放浓度的调控.此外,研究还展示了微生物活性在颗粒污泥硝化和反硝化活性的变化中所发挥的关键作用.因此,研究为提高工业废水的处理效率,特别是提高全规模颗粒污泥法的氮素去除效率提供了有益的研究成果和实践建议.

含藻人工多细胞体系研究是合成生物学的重要研究内容之一.微藻利用光能,通过光合作用在人工多细胞体系中发挥光能转换的作用.本文综述了含藻人工多细胞体系的构建、形成机制及其在废水处理中的应用.共培养是研究藻-菌相互作用的有效手段,而复杂的生物群落构建还需要进一步的完善.目前已经建立的人工光合多细胞系统包括高效藻类塘、海藻酸盐固定化、藻菌絮体、颗粒污泥和生物膜等.通过高通量测序等手段,可以从上至下地了解体系内微藻和微生物的动态变化.光合人工多细胞体系已经用于废水中有机污染物、抗生素等有害污染物以及重金属脱除.光合人工多细胞体系适配才能形成高效、稳定的系统,可以充分利用代谢互补和代谢协同,并逐步构建结构精准的多细胞体系.本文也展望了含藻人工多细胞体系存在的问题和可能的解决途径.

好氧颗粒污泥是微生物通过自凝聚作用形成的一种特殊的生物聚集体,具有结构致密、沉降性能优异、抗冲击负荷能力强、多功能微生物分区定殖等特点,其在废水强化脱氮除磷与难降解有机物去除方面具有明显的技术优势.针对目前工业和养殖废水及城镇生活污水等碳氮比低、处理出水总氮达标压力大等突出问题,综述基于好氧颗粒污泥的全自养、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、短程硝化-厌氧氨氧化、异养硝化-好氧反硝化等强化脱氮工艺,介绍其脱氮机制及技术优势,阐明不同好氧颗粒污泥脱氮工艺的特点与颗粒污泥特性,同时总结各种工艺的启动条件及富集相应功能菌的好氧颗粒污泥的形成因素,评估不同工艺应用于实际废水生物处理的可行性.在此基础上进一步分析进水基质组成(不同碳氮比)、运行模式(连续曝气和间歇曝气)、运行条件(溶解氧浓度、温度和pH)等对好氧颗粒污泥工艺强化脱氮性能与稳定运行的影响.最后提出应进一步优化好氧颗粒污泥强化脱氮工艺的运行参数,解析好氧颗粒污泥微生物菌群功能,揭示好氧颗粒污泥形成与结构稳定的微生物学机理.

以河南省沙质潮土为研究对象,通过2012-2016年田间连续定位试验,在小麦-玉米轮作制度下,研究单施化肥(CK)、添加污泥堆肥(CS) 15 t·hm-2(CS1)、30 t·hm-2(CS2)和45t·hm-2(CS3)对土壤活性氮各组分及其分配比例的影响.结果表明:连续施用污泥堆肥能够显著提高土壤含水率,降低土壤pH,提高土壤有机碳、全氮和速效养分含量,其中全氮(TN)含量显著增加了93.1％ ～ 284.3％;施用污泥堆肥45 t·hm-2显著提高了土壤轻组有机氮(LFON)、颗粒有机氮(PON)和微生物生物量氮(MBN).污泥堆肥促进了颗粒态有机氮(PON/TN)和微生物生物量氮(MBN/TN)分配,在CS2处理下分别显著提高了12.3％和539.9％,而降低了土壤轻组有机氮(LFON/TN)和溶解性有机氮(DON/TN)分配,分别降低了17.3％ ～40.1％和38.5％ ～71.3％.总体上,活性氮组分对TN的贡献为:PON＞LFON＞DON＞MB N.主成分分析表明,CS2和CS3处理下活性氮含量及其分配比例载荷值较高;冗余分析表明,土壤理化指标(pH除外)和生物学指标与活性氮含量及其分配比例呈正相关.污泥堆肥可提供大量稳定性有机物质,影响土壤物理、化学和生物学特性,促进土壤氮素向活性氮的形式转化,当污泥堆肥施用量达30、45 t·hm-2时培肥效果显著,可用作沙质潮土的改良材料.

筛选出可提高石油采收率的降解菌株.采用富集培养和稀释平板法,从陕北某采油厂附近长期受原油污染的水域和油污泥中筛选获得以原油为唯一碳源的降油菌株,并对其生长条件、排油圈能力、代谢产物表面活性物质、表面张力与乳化性及原油降解实验进行一系列的研究.含油废水和油污泥中筛选出10株细菌,从中选择了6株优势菌作为供试菌株进行后续研究,6株供试菌株均可使原油的理化性质发生变化.菌株B与原油作用后,使原油黏度降低了49.02％,菌株A-08、菌株5-13、菌株1-2及菌株A和菌株A-08复合菌群可使原油乳化为细小的圆型颗粒,与原油作用后,降解率达到43.25％-60.00％.

群体感应是微生物在繁殖过程中分泌一些特定的信号分子,当信号分子浓度达到一定阈值后,可以调控某些基因表达,从而实现信息交流的现象.群体感应调控着生物膜形成、公共物质合成、基因水平转移等一系列社会性行为,广泛存在于各类微生物信息交流中.活性污泥、生物膜和颗粒污泥等生物聚集体广泛存在群体感应现象,了解和认识群体感应与微生物之间的调控行为,对于废水处理具有重要意义.本文综述了感应信号分子的分类、群体感应调控机制,群体感应在活性污泥、生物膜、好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥等废水处理中的调控行为的研究进展,并对废水处理中群体感应的研究进行了展望,以期为深入理解废水处理中群体感应调控行为提供参考.

目的 分析印染污泥脱水车间大气颗粒物(PM10、PM2.5)中多环芳烃(PAHs)的污染特征及可能来源,为车间工作人员身体健康及污染治理提供依据.方法 于2017年8月(夏季)和11月(冬季)分别采集广州市某印染污泥脱水车间和一般办公车间(背景点)的室内PM10、PM2.5样品,采用气相色谱-质谱联用仪检测样品中16种PAHs质量浓度,并用特征比值法进行污染源判定.结果 印染污泥脱水车间的PM10、PM2.5中总PAHs浓度范围为25.03～150.76 ng/m3,且总PAHs浓度为秋季高于夏季.污泥脱水车间主要以2～3环为主,占总PAHs质量浓度的30％～41％.特征比值法显示,机动车尾气及燃煤排放为其主要污染源.以大气中苯并[a]芘为标准参考物,污泥脱水车间夏秋季PM2.5、PM10中日平均总PAHs毒性当量浓度为2.2～13.7 ng/m3.结论 污泥脱水车间大气颗粒物中存在PAHs污染,应加强检测并采取相应防护措施.

[背景]厌氧产氢颗粒污泥比絮状产氢污泥具有更高的生物量、沉降性与反应效率,对颗粒污泥进行蛋白质组学研究,有助于揭示其代谢调控的分子机制,从而对厌氧代谢过程进行优化调控.目前关于产氢颗粒污泥蛋白质组分析样品制备方法的研究尚未见文献报道.革兰氏阳性菌Ethanoligenens harbinense YUAN-3是自凝集产氢发酵细菌,在间歇和连续流培养中可形成自聚集的厌氧颗粒,由于其全基因组信息清楚,可作为模式研究材料对制备方法进行评估.[目的]针对厌氧产氢颗粒污泥的蛋白质组学研究,比较不同蛋白质提取方法进行优化.[方法]分别利用液氮研磨、超声破碎、匀浆破碎对产氢颗粒污泥破碎,比较这3种方法对总蛋白提取量的影响;通过双向电泳比较三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCA)-丙酮沉淀法与苯酚抽提法对总蛋白提取效果的影响;对总蛋白样品分别进行同位素标记相对和绝对定量标记(Isobaric tags for relative and absolute quantification,iTRAQ)、串联质谱标签(Tandem mass tag,TMT)标记以及质谱鉴定.[结果]液氮研磨、超声破碎、匀浆破碎3种破碎方法下总蛋白的提取量分别是对照样品的2.0、3.9与5.2倍.与TCA-丙酮沉淀法相比,苯酚抽提法总蛋白样品在双向电泳图谱上的蛋白质点明显增多,分布均匀,同时其在碱性蛋白端与小分子量蛋白端的蛋白质点也明显增多.质谱分析发现,iTRAQ标记样品与TMT标记样品中分别鉴定到1 797个与1 644个蛋白,在分子量、等电点、亚细胞定位的各个分布范围内,这些蛋白良好地覆盖了E.harbinense YUAN-3中各个类型的蛋白.[结论]匀浆破碎与苯酚抽提法联用的总蛋白制备方法更适用于厌氧产氢颗粒污泥,该方法有利于后续的蛋白质双向电泳和定量蛋白质组质谱分析,可作为产氢颗粒污泥以及革兰氏阳性菌总蛋白制备的方法参考.

添加导电碳颗粒能够促进厌氧消化过程稳定性、底物降解率以及产沼气品质的同步提高.本文总结了以活性炭和生物炭为代表的导电碳颗粒对城市污泥厌氧消化的影响,探讨了导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的机理,阐述了导电碳颗粒介导的微生物直接种间电子传递(Direct interspecies electron transfer,DIET)在强化污泥厌氧消化中的作用机制,分析了复杂厌氧消化体系中微生物DIET互营关系的研究现状,同时对导电碳颗粒的物理化学特性及其对污泥厌氧消化产甲烷的影响进行了分析,最后对未来导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的研究进行了展望.

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺是一种新的生物脱氮技术.一经问世即得到人们青睐,现已成为废水脱氮的升级技术.厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AnAOB)是Anammox工艺的功能之源.以颗粒污泥形态存在的AnAOB是Anammox颗粒污泥床脱氮系统的重要支柱.由于AnAOB生长缓慢且对环境条件变化敏感,Anammox脱氮系统不仅启动缓慢,而且运行极易失稳甚至崩溃.值得庆幸的是,AnAOB可自主选择、组合和固定功能菌群落而形成Anammox颗粒污泥,并通过其优良的重力沉降性能和高效的基质转化性能保障Anammox脱氮系统的持续工作.本文综述了AnAOB的种类和特性及Anammox颗粒污泥的组成、结构和功能,以期为Anammox工艺的优化和拓展提供参考.