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低温下丝状菌膨胀污泥的微生物多样性

环境科学 2020年第7期41卷 3373-3383页

作者：高春娣张娜韩徽任浩李悦侯春艳王传德彭永臻北京工业大学环境与能源工程学院城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京100124

为探究低温下丝状菌污泥膨胀过程中微生物多样性的变化特征,实验采用低温-SBR反应器成功诱发污泥膨胀,并借助Illumina MiSeq高通量测序技术,考察了不同沉降性能下活性污泥微生物群落的整体变化特征、各特定菌群及特定菌属的变化特征.结... 详细信息

为探究低温下丝状菌污泥膨胀过程中微生物多样性的变化特征,实验采用低温-SBR反应器成功诱发污泥膨胀,并借助Illumina MiSeq高通量测序技术,考察了不同沉降性能下活性污泥微生物群落的整体变化特征、各特定菌群及特定菌属的变化特征.结果表明,在系统运行温度降至(14±1)℃后可成功诱发丝状菌污泥膨胀,SVI可恶化至663.99 mL·g-1,且膨胀后COD去除率和TN去除率仍能维持在90%和86%左右.低温下污泥膨胀的发生不仅会导致系统内微生物整体多样性和均一性的降低,使特定菌群中丝状菌群的丰度由0.49%增至26.04%,还会使脱氮菌群的丰度由21.04%减少至13.99%、除磷菌群的丰度由4.25%减少至1.93%.发现的5种丝状菌属中,以Thiothrix为代表的3种菌属的丰度递增,仅Haliscomenobacter的丰度递减;发现的19种脱氮菌属中,以Nitrosomonas为代表的5种菌属的丰度递增,以Nitrospira为代表的7种菌属的丰度递减;发现的8种除磷菌属中,Pseudomonas和Tetrasphaera的丰度递增,以CandidatusCompetibacter为代表的5种菌属的丰度递减.虽然污泥膨胀对微生物菌群结构产生较大影响,但不同泥样中始终存在的477个OTUs和227个菌属说明膨胀过程中反应器内主体微生物仍呈相对稳定状态.

关键词：低温污泥膨胀生物多样性丝状菌功能菌

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膨胀污泥中丝状菌的分离鉴定与特性分析

环境科学 2017年第6期38卷 2477-2485页

作者：张崇淼牛全睿徐丽梅王陇梅王岱武少华西安建筑科技大学环境与市政工程学院国家非传统水资源开发利用国际科技合作基地西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安710055 西安水务(集团)有限责任公司西安710061

为了阐明膨胀污泥中的丝状菌种类和特性,利用培养法、显微镜检和分子生物学分析技术从城市污水处理厂的膨胀污泥中分离鉴定丝状菌,并对典型丝状菌进行特性分析.利用高氏一号培养基和淀粉培养基分离出的丝状菌可归入18个属,其中链霉菌属(... 详细信息

为了阐明膨胀污泥中的丝状菌种类和特性,利用培养法、显微镜检和分子生物学分析技术从城市污水处理厂的膨胀污泥中分离鉴定丝状菌,并对典型丝状菌进行特性分析.利用高氏一号培养基和淀粉培养基分离出的丝状菌可归入18个属,其中链霉菌属(Streptomyce)、细杆菌属(Microbacterium)属于放线菌门,其余均属于真菌.青霉菌属(Penicillium)、枝孢菌属(Cladosporium)、链格孢属(Alternaria)、曲霉菌属(Aspergillus)、毛孢子菌属(Trichosporon)在培养基上的出现频次较高.毛孢子菌、链霉菌、青霉菌和链格孢菌都能在pH中性或偏酸性条件下良好生长.高浓度的Na Cl能够抑制毛孢子菌和链霉菌,但对青霉菌和链格孢菌的抑制作用不明显.除毛孢子菌外,链霉菌、青霉菌和链格孢菌都可有效地利用蔗糖、淀粉和纤维素,碳源浓度增加会促进它们的生长.r DNA-ITS区高通量测序结果表明膨胀污泥中存在大量未知真菌.

关键词：膨胀污泥丝状菌分离高通量测序

膨胀污泥中主要丝状菌及生物调控措施研究进展

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应用化工 2023年第12期52卷 3365-3370页

作者：杨阔林慧敏陈坦杨婷张冰中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心北京100081

通过总结文献发现,不同地区造成污泥膨胀的丝状菌类似,包括Ca.M.parvicella、Thiothrix、H.hydrossis、Ca.Amarolinea等,其中以Ca.M.parvicella为主。温度过低、pH过低、溶解氧浓度不足、污泥负荷过低、氮磷等营养物质含量不足等均可能... 详细信息

通过总结文献发现,不同地区造成污泥膨胀的丝状菌类似,包括Ca.M.parvicella、Thiothrix、H.hydrossis、Ca.Amarolinea等,其中以Ca.M.parvicella为主。温度过低、pH过低、溶解氧浓度不足、污泥负荷过低、氮磷等营养物质含量不足等均可能导致丝状菌的大量繁殖并引发污泥膨胀。结合研究现状重点介绍了利用群体感应相关技术控制污泥膨胀的方法,并提出相关技术的发展方向,为活性污泥法稳定运行和科学管理提供理论依据。

关键词：活性污泥丝状菌污泥膨胀影响因素群体感应

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丝状菌在污水处理中的控制与应用

水处理技术 2015年第9期41卷 19-23页

作者：苏雪莹付昆明北京建筑大学环境与能源工程学院城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室北京100044

为研究丝状菌在污水处理中的作用,分别对丝状菌在活性污泥法、生物膜法及颗粒污泥反应器中的作用进行了详细分析。分析认为,在传统活性污泥法中,丝状菌不一定会导致活性污泥膨胀,但在丝状菌非常多的情况下,会导致污泥膨胀,并严重影响污... 详细信息

为研究丝状菌在污水处理中的作用,分别对丝状菌在活性污泥法、生物膜法及颗粒污泥反应器中的作用进行了详细分析。分析认为,在传统活性污泥法中,丝状菌不一定会导致活性污泥膨胀,但在丝状菌非常多的情况下,会导致污泥膨胀,并严重影响污泥沉降的性能。在生物膜法中,一般认为丝状菌有益无害,但曝气生物滤池除外,应尽量予以避免;在颗粒污泥反应器中,适当数量的丝状菌有利于颗粒污泥的形成,但是丝状菌过量会造成出水水质恶化,颗粒污泥解体等一系列严重后果。同时提出了不同情况下控制丝状菌膨胀的方法,建议加大对于污泥膨胀尤其是微膨胀的研究,以进一步优化丝状菌的功能,提高污水出水效果。

关键词：丝状菌活性污泥污泥膨胀生物膜颗粒污泥

AGS系统丝状菌过度生长前后微生物群落结构对比

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中国给水排水 2021年第19期37卷 22-27页

作者：刘小英陈远曾翱秦诗友李仁杰武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430014 武汉市政工程设计研究院有限责任公司湖北武汉430011

微生物群落结构是影响颗粒污泥反应器性能的主要因素,而丝状菌的生长状态对颗粒污泥系统性能及稳定性具有重要作用。基于此,借助高通量测序手段对比分析了丝状菌正常生长和过度生长时颗粒污泥中微生物群落结构的变化。研究表明,丝状菌... 详细信息

微生物群落结构是影响颗粒污泥反应器性能的主要因素,而丝状菌的生长状态对颗粒污泥系统性能及稳定性具有重要作用。基于此,借助高通量测序手段对比分析了丝状菌正常生长和过度生长时颗粒污泥中微生物群落结构的变化。研究表明,丝状菌过度生长后,微生物多样性显著下降,两种情况下颗粒污泥在属水平上仅有4种相同的菌属。当丝状菌正常生长时,优势菌属为Candidatus_Saccharimonas、Candidatus_Accumulibacter、Thauera、Lewinella;当丝状菌过度生长时,优势菌属为Hydrogenophaga、Gemmobacter、Opitutus、Meganema、Pseudoxanthomonas,微生物群落结构变化显著。随着丝状菌的过度生长,具有硝化和除磷功能的菌属相对丰度有所下降,而具有反硝化功能的菌属相对丰度由31.29%显著增加到52.99%,同时丝状菌的相对丰度也由7.99%增加到19.46%,这一变化与反应器性能和污泥特性变化相一致。

关键词：颗粒污泥丝状菌过度生长微生物群落结构高通量测序

A^(2)O工艺系统丝状菌膨胀原因分析及对策

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工业用水与废水 2023年第1期54卷 37-41,79页

作者：陆王烨陈悦李向阳刘陈鸿覃思广西交科集团有限公司南宁530000

构建A^(2)O工艺系统以探究生活污水处理中丝状菌膨胀的主要原因及有效控制措施,试验结果表明,缺氧池(A2池)由于池水搅拌不均,底部污泥腐化严重导致贝日阿托氏细菌(Beggiatoa)膨胀;好氧池(O池)由于低温条件下的高浓度进水负荷导致微丝菌(... 详细信息

构建A^(2)O工艺系统以探究生活污水处理中丝状菌膨胀的主要原因及有效控制措施,试验结果表明,缺氧池(A2池)由于池水搅拌不均,底部污泥腐化严重导致贝日阿托氏细菌(Beggiatoa)膨胀;好氧池(O池)由于低温条件下的高浓度进水负荷导致微丝菌(Microthrix parvicella)膨胀;采用传统停水闷曝、添加NaClO试剂等措施并不能实现迅速有效控制丝状菌膨胀的目标。通过采用空床饥饿调试、提高氧传质效率、改变污泥絮体结构等措施,能够快速有效抑制丝状菌膨胀,并恢复菌胶团生长优势,重构生活污水生物处理系统。

关键词：丝状菌污泥膨胀 A2O工艺生活污水原因分析

氮/磷缺乏对污泥沉降性能及丝状菌生长的影响

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化工学报 2014年第3期65卷 1040-1048页

作者：杨雄彭永臻郭建华唐晓雪宋姬晨王淑莹北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京市污水脱氮除磷处理与过程控制工程技术研究中心北京100124

在4个序批式反应器中,分别考察了氮磷正常供给、磷缺乏、氮缺乏及氮磷同时缺乏对污泥沉降性能和丝状菌生长的影响。结果显示:磷缺乏会导致聚磷菌流失,限制菌胶团菌对碳源的贮存和利用,导致胞外聚合物中蛋白质的含量减少,SVI达到200～250... 详细信息

在4个序批式反应器中,分别考察了氮磷正常供给、磷缺乏、氮缺乏及氮磷同时缺乏对污泥沉降性能和丝状菌生长的影响。结果显示:磷缺乏会导致聚磷菌流失,限制菌胶团菌对碳源的贮存和利用,导致胞外聚合物中蛋白质的含量减少,SVI达到200～250 ml·g?1;氮缺乏对聚磷菌生长及菌胶团菌贮存利用碳源的影响较小,能刺激菌胶团菌大量分泌蛋白质,SVI低于100 ml·g?1;短期内氮磷同时缺乏会导致污泥沉降性能恶化,但经长期驯化后微生物种群结构会发生较大改变,丝状菌数量减少,且会滋生大量球状菌胶团菌,SVI在120 ml·g?1左右。进水磷缺乏的优势丝状菌为N.limicola II;进水氮缺乏的优势丝状菌为Type 0092;进水氮磷同时缺乏的优势丝状菌为N.limicola I。氮磷缺乏所滋生的丝状菌种类对污泥沉降性能均只能产生有限的影响。

关键词：需氧营养元素氮磷缺乏污泥膨胀丝状菌沉降分子生物学

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菌丝球用于调控丝状菌膨胀污泥的效能研究

菌丝球用于调控丝状菌膨胀污泥的效能研究

作者：代星宝河北工程大学

学位级别：硕士

丝状菌污泥膨胀是活性污泥法污水处理系统中最常见的运行问题,目前应对污泥膨胀的主要措施为投加絮凝剂、增重剂或杀菌剂,以期快速提升污泥沉降性能,但该处理方式污泥膨胀极易反复出现,且药剂费用昂贵。另有使用生物选择器控制污泥膨胀... 详细信息

丝状菌污泥膨胀是活性污泥法污水处理系统中最常见的运行问题,目前应对污泥膨胀的主要措施为投加絮凝剂、增重剂或杀菌剂,以期快速提升污泥沉降性能,但该处理方式污泥膨胀极易反复出现,且药剂费用昂贵。另有使用生物选择器控制污泥膨胀的方法,这能较好地解决丝状菌反复过度生长的问题,但建设成本高,治理周期长,导致运行费用增加。菌丝球作为一种生物质载体,具有良好的沉降性能、吸附性能及生物兼容性,并且成本较低,具备调控膨胀污泥沉降性能的应用潜力。本文以解决丝状菌污泥膨胀为目标,提出以菌丝球为主的改善膨胀污泥性能的生物调控手段,结合活性炭、生物絮凝剂等强化措施,探讨菌丝球用于调控丝状菌污泥膨胀的可行性,并结合微生物群落结构变化规律,解析菌丝球用于调控丝状菌污泥膨胀的潜在机理。本研究创新性地提出了菌丝球用于污泥膨胀的生物调控技术手段,研究成果为该技术理论体系和运行参数优化进一步深入、系统研究提供了前期基础和支持依据,对解决活性污泥系统污泥膨胀问题具有十分重要的应用价值和指导意义。为研究菌丝球对丝状菌生长的生物抑制作用,将丝状菌污泥膨胀典型微生物浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)和菌丝球混合培养,结果表明,在利于浮游球衣菌生长的专用CGY培养液中添加菌丝球能够有效抑制球衣菌菌丝的生长。以城市污水厂实际污水为进水基质,在SBR反应器中考察菌丝球用于调控丝状菌膨胀污泥性能的效能。结果显示,投加菌丝球能有效地改善丝状菌膨胀污泥的沉降性能,菌丝球投加比(V/V)为25%条件下,污泥容积指数SVI值在运行前两天由235m L/g快速降至107m L/g。相比在系统中投加1g/L粉末活性炭可使污泥SVI值由235m L/g降至73m L/g,投加25%(V/V)菌丝球结合0.5g/L活性炭、5‰生物絮凝剂等强化措施可达到类似效果(污泥SVI降至78-82m L/g)。区别于膨胀污泥物化调控手段,投加菌丝球能提高活性污泥系统中胞外聚合物(EPS)中的蛋白含量,增强污泥疏水性进而提升污泥沉降性能。因系统运行水力条件等因素,系统运行8天后菌丝球开始自溶,第17天菌丝球完全破碎,其散落的菌丝作为活性污泥菌胶团骨架形成新的污泥聚集体,但系统污泥总量并没有因为投加菌丝球产生增量;运行期间系统中出现钟虫和轮虫等后生动物,标志着活性污泥系统成熟稳定,处理水质良好。菌丝球作为生物调控措施有效改善丝状菌造成的污泥沉降性能恶化问题,同步提升污水中污染物的去除效果。反应器运行3天后COD去除率由50%左右提升至约80%,运行10天后氨氮去除率由50%左右提升至约98%。可见,菌丝球有改善膨胀污泥沉降性能的效果,并具有治理丝状菌膨胀污泥的可行性。采用Mi Seq高通量测序技术解析菌丝球用于调控膨胀污泥过程中的微生物群落结构和多样性及功能分析。细菌微生物群落结构分析结果表明,当污泥膨胀问题有效修复后,细菌物种丰度与多样性得到提升,调控过程中Caldilineaceae(暖绳菌科)、Flavobacteriaceae(黄杆菌科)两种常见的丝状菌菌科丰度下降,而分泌黏性物质组成菌胶团的Zoogloea(动胶菌属)丰度提升。真菌微生物群落结构分析结果表明,随着菌丝球修复膨胀污泥系统的运行,真菌物种丰度与多样性降低,回归正常活性污泥水平;若仅投加活性炭,即使膨胀污泥性能得到改善,污泥系统中真菌群落结构与原膨胀污泥相似。细菌功能分析结果表明,系统运行过程中碳循环相关功能增强,大分子有机降解能力提升,产硫能力降低,硫氧化能力增强。

关键词：菌丝球丝状菌污泥膨胀污泥沉降性能微生物群落结构和多样性

丝状菌对生物淋滤去除底泥中重金属的促进作用

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环境工程学报 2010年第12期4卷 2853-2859页

作者：谭险夷袁兴中曾光明周梅芳蒋敏李鹏湖南大学环境科学与工程学院长沙410082 湖南大学环境生物与控制教育部重点实验室长沙410082

利用氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f）对采自株洲霞湾港底泥中的Cu、Cd、Pb和Zn 4种重金属进行生物淋滤实验,在实验中加入丝状菌考察其对重金属去除效果的影响。结果表明,丝状菌可以有效抑制低分子量有机酸对A.f... 详细信息

利用氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f）对采自株洲霞湾港底泥中的Cu、Cd、Pb和Zn 4种重金属进行生物淋滤实验,在实验中加入丝状菌考察其对重金属去除效果的影响。结果表明,丝状菌可以有效抑制低分子量有机酸对A.f的毒害作用,促进各种重金属的去除。当加入10%（体积比）的丝状菌后,生物淋滤过程中系统pH值在5 d内降低到2以下,Fe2＋在4 d内完全氧化。经过10 d的处理,Cu、Cd、Pb和Zn 4种重金属的最高去除率分别达到76.3%、92.5%、52.6%和88.5%,与不加入丝状菌的处理相比,达到最大去除率所需的时间缩短1~2 d,4种重金属中,丝状菌的加入对Pb的去除促进作用最为明显,其去除率增加1倍左右。因此,在生物淋滤处理重金属-有机物复合污染底泥工艺中接入丝状菌对处理效果有很好的促进作用。

关键词：丝状菌低分子量有机酸重金属生物淋滤底泥