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微生物载体应用于厌氧消化系统的研究进展

环境工程 2018年第5期36卷 160-165页

作者：杨晓同张栋戴翎翎戴晓虎同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

在传统厌氧消化系统中,大量发酵微生物随出料一起流失,发酵罐中难以保持高生物活性。向发酵罐中添加微生物载体,使污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)分离,将微生物保留在发酵罐中,从而提高厌氧消化性能。此外,导电性载体还能通过促... 详细信息

在传统厌氧消化系统中,大量发酵微生物随出料一起流失,发酵罐中难以保持高生物活性。向发酵罐中添加微生物载体,使污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)分离,将微生物保留在发酵罐中,从而提高厌氧消化性能。此外,导电性载体还能通过促进种间直接电子转移(DIET)而提高厌氧消化效率。综述了微生物载体对厌氧消化性能的影响、微生物固定化厌氧消化工艺的影响因素以及微生物载体对微生物的影响,为提高厌氧消化系统效能提供参考。

关键词：厌氧消化微生物载体固定化种间直接电子转移

微生物载体对MBBR工艺性能及微生物群落结构的影响研究

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微生物载体对MBBR工艺性能及微生物群落结构的影响研究

作者：黎镛湖南大学

学位级别：硕士

传统MBBR所采用的微生物载体材质多为球形聚丙烯,或是管状聚乙烯,这类材质的微生物载体虽然具有相对耐用的优势,但是也具有微生物不易附着,流化程度较差等缺点。本研究使用MBBR工艺对实验室配制的模拟生活污水进行处理,同步运行三组分... 详细信息

传统MBBR所采用的微生物载体材质多为球形聚丙烯,或是管状聚乙烯,这类材质的微生物载体虽然具有相对耐用的优势,但是也具有微生物不易附着,流化程度较差等缺点。本研究使用MBBR工艺对实验室配制的模拟生活污水进行处理,同步运行三组分别选用了聚氨酯吸水凝胶(Porous Polymer Carriers,PPC)、聚氨酯(Polyurethane,PU)海绵、聚丙烯(Polypropylene,PP)三种材质微生物载体的MBBR反应器,在ρ(COD)=400 mg/L;ρ(NH-N)=20 mg/L;ρ(TP)=4 mg/L的进水条件下,考察了三种微生物载体对MBBR工艺的启动性能、COD去除效果、总氮总磷去除效果的不同影响;运用16S r DNA基因测序技术,对三种微生物载体上的生物膜样品进行测序,比较各自微生物群落的特点;运用宏基因测序技术对生物膜样品进行测序,分析其功能基因的丰度情况,并对氮元素的微生物代谢过程进行研究。定期检测三组装置的出水情况,发现MBBR对于生活污水中的一般有机物的有着较好的去除性能,进行实验的三组MBBR装置的出水COD指标低于《地表水环境质量标准》中IV类水的要求。氮去除方面,PPC-MBBR、PU-MBBR、PP-MBBR的氨氮去除率分别为:69.32%、71.24%、62.55%,PU-MBBR虽然去除氨氮的效果最好,但是其反硝化效果并不理想,因而总氮去除效果并不好,综合氨氮、硝态氮情况来看,PPC-MBBR具有三组装置中最好的氮去除效果。总磷去除方面,本试验中,三组MBBR装置都没有达到令人满意的去除率,出水总磷平均浓度均高于1mg/L,只满足了《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B的标准。原因是大量游离的硝酸盐氮对聚磷菌起到了抑制作用。对三种微生物载体的生物膜样品进行16S r DNA测序,发现PU载体具有最高的微生物丰富度。在属分类层面,微生物群落结构区别较为明显,PPC-MBBR中出现了较高丰度的Denitratisoma菌属和Nitrospira菌属,这可能是PPC-MBBR在三组装置中拥有最稳定的脱氮能力的原因。PU-MBBR中出现了较高丰度的Sphaerotilus菌属,这可能与PU载体氧传质效率较高且原水中较高的Fe浓度有关,此外,PU-MBBR中还检出了较高丰度的Haliscomenobacter菌属,说明在环境温度较低时,PU-MBBR出现了丝状菌膨胀的现象。PP-MBBR中较高丰度的菌群都不具备明显的硝化/反硝化能力,且在PPC-MBBR中大量存在的Denitratisoma菌属,在PP-MBBR中的相对丰度较低(0.18%),因而导致了PP-MBBR装置的脱氮效果较差。除此以外,一些与脱氮相关的重要菌属,如Thauera菌属等,在本试验的三组装置中都只检出了较低的相对丰度,这些现象导致了本试验三组装置的总氮去除没有达到更好的水平。宏基因方面,KEGG注释结果表明,从PPC、PU、PP载体中分别得到了687509种、815894种、802857种功能基因,并从中注释到666种与氮代谢相关的功能基因,分别占PPC-MBBR、PU-MBBR、PP-MBBR功能基因总数的0.097%、0.082%、0.083%。根据氮代谢通路图对脱氮相关过程的功能基因进行丰度统计时发现,在几种脱氮途径中,参与反硝化过程的基因含量最多,参与硝化过程的功能基因含量排第二,这些现象说明硝化作用及反硝化作用在本试验的三组试验装置的脱氮过程中占主导地位,对该过程的各功能基因进行分析,发现Amo CAB与Hao基因含量较少,其在氮循环中的主要作用为将NH-N转化为羟胺与亚硝酸盐氮,这一现象也导致了氨氮的转化成为整个脱氮过程的限速步骤,也是本试验没有达到更高的总氮去除率的原因。

关键词： MBBR 微生物载体脱氮高通量测序宏基因组测

褶皱型微生物载体在污水处理中的水动力特性及应用效果

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净水技术 2023年第8期42卷 101-110页

作者：王锐韦兵朱健赵旭东喻国良上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 广西泰能工程咨询有限公司广西南宁530000

文章研制了一种新型可用于移动床生物膜处理方法的褶皱型微生物亲和性生物载体,并对其水动力特性及在污水处理中的应用效果分别进行了数值模拟和物理试验研究。研究结果表明:采用褶皱圆柱体结构、聚酰胺树脂-高密度聚乙烯(PA-HDPE)混合... 详细信息

文章研制了一种新型可用于移动床生物膜处理方法的褶皱型微生物亲和性生物载体,并对其水动力特性及在污水处理中的应用效果分别进行了数值模拟和物理试验研究。研究结果表明:采用褶皱圆柱体结构、聚酰胺树脂-高密度聚乙烯(PA-HDPE)混合材料制作的微生物载体相较于同孔数的HDPE材料制作的传统结构微生物载体,其比表面积提升了约5.1%;在相同曝气条件下,该褶皱型微生物载体更容易充分流化;并且对污水具有良好的处理效果,对CODCr的平均去除率达87.75%,对氨氮的平均去除率达95.00%。

关键词：微生物载体褶皱结构混合材质比表面积处理效果

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独特的微生物载体废水处理方案

酒．饮料技术装备 2020年第3期 60-64页

随着工业活动增长,排放到自然生态系统的污染物明显增多。有些水域的负荷量超越了大自然本身对污染物的转化能力,自然生态系统平衡遭到破坏,最终地表水异味、鱼类消失。在20世纪70年代,有些国家开始征收高额工业废水排污费,对工业废水... 详细信息

随着工业活动增长,排放到自然生态系统的污染物明显增多。有些水域的负荷量超越了大自然本身对污染物的转化能力,自然生态系统平衡遭到破坏,最终地表水异味、鱼类消失。在20世纪70年代,有些国家开始征收高额工业废水排污费,对工业废水进行生物学处理也成为一个重要课题。目前,废水处理系统已成为工厂生产设施不可分割的组成部分。本期刊载以色列、西班牙等国对废水处理的探索。

关键词：废水处理系统工业废水自然生态系统微生物载体排污费负荷量生态系统平衡生物学处理

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一种特定微生物载体在对虾育苗中的应用

科学养鱼 2017年第3期39卷 54-56页

作者：吴翔宇邢诒炫张光超周宁符致德海南省海洋与渔业科学院 570203

微生物载体是为选定的微生物提供更多可依附的生态位，限制或定位在一定的区域内，使其高度密集和维持生物活性，充分发挥其功能作用。近年来，对虾养殖环境恶化严重，养殖产量大幅下降，抗生素等化学药物的滥用更加剧了环境问题。而利... 详细信息

微生物载体是为选定的微生物提供更多可依附的生态位，限制或定位在一定的区域内，使其高度密集和维持生物活性，充分发挥其功能作用。近年来，对虾养殖环境恶化严重，养殖产量大幅下降，抗生素等化学药物的滥用更加剧了环境问题。而利用微生物载体培养有益菌，调节水体微生态平衡、改善水质、防治病害等生态防控理念已逐步获得认可。

关键词：微生物载体对虾育苗应用对虾养殖微生态平衡生物活性环境恶化环境问题

聚乙烯醇缩甲醛微生物载体的制备及其在制药废水中的应用研究

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广东化工 2020年第19期47卷 97-98页

作者：朱旺平何滔苟青贺磊中国海诚工程科技股份有限公司研发中心上海201702

以PVA和海藻酸钠为原料、氯化钙凝结剂、甲醛为交联剂、硫酸为催化剂,采用化学交联法分步制备聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)载体。所制备的聚乙烯缩甲醛载体为球状或椭球状、直径3~5 mm、具有多孔三维结构。制药废水处理结果表明:该载体挂膜速度... 详细信息

以PVA和海藻酸钠为原料、氯化钙凝结剂、甲醛为交联剂、硫酸为催化剂,采用化学交联法分步制备聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)载体。所制备的聚乙烯缩甲醛载体为球状或椭球状、直径3~5 mm、具有多孔三维结构。制药废水处理结果表明:该载体挂膜速度快,对废水COD和氨氮有较高的去除效果,稳定时去除率均能达到90%以上,挂膜后的载体对氨氮去除效果是活性污泥的2倍左右。

关键词：聚乙烯醇缩甲醛微生物载体聚乙烯醇

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改性玄武岩纤维制备及其在微生物载体的应用

合成纤维 2019年第3期48卷 19-22页

作者：解玉洁张晓颖吴智仁陈园园江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 艾特克控股集团有限公司江苏宜兴214214

为提高玄武岩纤维(BF)作为微生物载体的生物亲和性,采用酸碱刻蚀法获得改性玄武岩纤维(MBF),以达到提高BF表面粗糙度的目的。通过扫描电子显微镜观察BF刻蚀前后微观形貌的变化,以大肠埃希菌的生长曲线评估MBF的生理毒性,并采用光学显微... 详细信息

为提高玄武岩纤维(BF)作为微生物载体的生物亲和性,采用酸碱刻蚀法获得改性玄武岩纤维(MBF),以达到提高BF表面粗糙度的目的。通过扫描电子显微镜观察BF刻蚀前后微观形貌的变化,以大肠埃希菌的生长曲线评估MBF的生理毒性,并采用光学显微镜观察改性前后BF表面微生物的生长情况。结果表明:与BF相比,MBF表面较为粗糙,表面粗糙度和比表面积均有所增加。MBF固定的微生物量明显增加,说明表面粗糙度的增加有利于提高BF的生物亲和性,提高其作为微生物载体时的污/废水处理效能。

关键词：玄武岩纤维酸碱刻蚀微生物载体生物亲和性

不同载体对于微生物矿化修复混凝土裂缝效果的研究进展

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粘接 2022年第4期49卷 98-101页

作者：田园姚星旭吉林农业大学生命科学学院吉林长春130118 清华大学土木水利学院北京100084

混凝土容易产生裂缝影响其耐久性,传统的修补法价格昂贵且效果一般,而微生物矿化修复裂缝技术具有较大的应用潜力。从固载方式和机理、载体材料及效果,存在问题和未来展望4个方面对近年来的微生物载体材料研究进行论述。微生物载体对激... 详细信息

混凝土容易产生裂缝影响其耐久性,传统的修补法价格昂贵且效果一般,而微生物矿化修复裂缝技术具有较大的应用潜力。从固载方式和机理、载体材料及效果,存在问题和未来展望4个方面对近年来的微生物载体材料研究进行论述。微生物载体对激活芽孢形成营养细胞进行代谢,为芽孢提供营养物质以及混凝土抗压强度的影响较大,载体类型的探索具有很高的研究价值和应用前景。

关键词：混凝土微生物载体抗压强度吸水率裂缝

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微生物自修复混凝土载体材料研究进展

材料导报 2023年

作者：侯福星白一鸣沈頔王剑云人居环境与建筑工程学院西安交通大学

裂缝的存在会使混凝土性能逐渐退化，因此进行裂缝修复具有重要意义。基于微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）的自修复技术作为一种环境友好、长期可行的修复方法而备受关注。在自修复体系中，微生物矿化沉积能力直接决定自修复的效果，而载... 详细信息

裂缝的存在会使混凝土性能逐渐退化，因此进行裂缝修复具有重要意义。基于微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）的自修复技术作为一种环境友好、长期可行的修复方法而备受关注。在自修复体系中，微生物矿化沉积能力直接决定自修复的效果，而载体则充当微生物“保护壳”的作用，为其新陈代谢提供足够的空间，载体材料的使用显著提高了微生物抵抗恶劣环境的能力，确保自修复效果的实现。本文评述了目前国内外应用于微生物自修复混凝土体系中载体材料的研究成果。对微生物自修复混凝土的工作机理进行阐述与总结，对多孔类载体、闭合类载体、纳米材料载体以及菌群自身充当载体不同载体材料的研究进展进行了讨论与对比，分析了载体材料的专利转化以及工程应用，并指出当前存在的问题。最后，展望了载体材料在微生物自修复混凝土领域的应用前景，旨在为该技术的应用提供“一定的指导和建议”。

关键词：自修复机理裂缝微生物载体多孔类载体水凝胶