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活性污泥法及其衍生改良工艺是市政污水和工业废水净化处理的主流技术,动胶菌等微生物是构成活性污泥中菌胶团的主要成分。污泥菌胶团可通过重力沉淀下来,实现泥和水的分离,净化后清水经消毒处理即可排出,无需过滤。活性污泥中的微生物利用曝气提供的氧气,迅速地将溶解在污水中的污染物质降解或转化,为己所用,从而实现污水的快速高效净化。在自然界需要4~6个星期才能完成的净化过程,在污水处理厂依靠活性污泥菌胶团只需4~6个小时即可完成。
菌胶团的形成是活性污泥法成功的关键。菌胶团形成菌及其产生的胶质状胞外多聚物(简称EPS)是菌胶团形成所必需的“黏合剂”。EPS种类多样、结构复杂。然而,活性污泥也容易发生“膨胀”,漂浮在水面,不能通过重力沉降下来,随出水流失,影响出水水质和净化效果。活性污泥膨胀归因于丝状菌的过量生长(称为丝状菌膨胀)和菌胶团形成菌EPS过量合成(粘性膨胀)。
中国科学院水生生物研究所研究员邱东茹带领的团队开展了对微生物菌胶团形成的分子机制研究。他们分别从武汉和香港的城市污水处理厂分离得到喜树脂动胶菌(Zoogloea resiniphila),进行了基因组测序和分析,揭示了这一活性污泥优势细菌属的碳、氮和磷代谢的一些特点,通过分子遗传学分析,鉴定了与菌胶团形成相关的一个大型基因簇,发现其中两个编码天冬酰胺合成酶的旁系同源基因在菌胶团形成过程中具有重要功能。结合前人和国内外同行研究成果,他们提出了活性污泥法的新概念模型(An et al., 2016. Water Research 102: 494-504)。
最近,该团队以从湖北某自来水厂水井中分离纯化的菌胶团形成菌——解叔丁醇水居菌(Aquincolatertiaricarbonis)RN12菌株为研究材料,鉴定了与菌胶团形成相关的大型EPS基因簇、sigma因子RpoN1(σ54)等基因,确定RpoN1是菌胶团形成的主要调控基因之一。有趣的是,该基因插入突变株中所合成的大量胞外多糖被分泌和溶解到培养基中,不能包裹细菌细胞群形成菌胶团。分析发现RpoN1并不影响胞外多糖合成基因的转录,说明RpoN1所调控的基因在表达后通过某种机制使胞外多糖链紧密地结合在细菌群体的表面以形成菌胶团,而不是直接调控EPS的合成。RN12菌株具有rpoN1、rpoN2、rpoN3和rpoN4 等四个旁系同源基因,但只有RpoN1能调控菌胶团的形成,并且调节该菌株的群集运动(Swarming motility)和生物被膜形成(Biofilm formation)。
这一研究工作以RpoN (σ54) is required for floc formation but not for extracellular polysacidebiosynthesis in a floc-formingAquincolatertiaricarbonis strain 为题已于5月12日在线发表在美国微生物学会期刊《应用与环境微生物学》(Applied and Environmental Microbiology)上。
这些科学发现为揭示活性污泥微生物菌胶团形成机理和脱氮除磷工艺作用原理打下了良好的基础,对活性污泥膨胀的控制、剩余污泥减量和资源化利用等新技术开发具有参考意义。
图1 从武汉市江夏污水处理厂活性污泥中分离的喜树脂动胶菌显微镜照片(左图放大200倍;右图放大600倍;An et al., 2016)
图2 活性污泥菌胶团形成机制和活性污泥法原理示意图
图3 野生型菌株RN12(A)和菌胶团缺失突变株(B)显微观察(放大1000倍,标尺为10微米)
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近日,一场环保公益宣传活动在大面街道车城西五路818号陡沟河生态公园广场举行,居民们纷纷前来领取环保科普资料、聆听环保知识讲解,在家门口上起了“节水课”。可你知道吗?就在居民们的脚下,竟然藏着一座污水处理厂。位于陡沟河生态公园广场下的污水处理厂,整个厂区明亮通透,设备分布整齐,而且
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活性污泥法是污水处理最常用的方法,而活性污泥的培养和驯化也是我们日常的重要工作。1、污泥的增长曲线活性污泥微生物是多菌种混合群体,其生长规律比较复杂,但是也可用其增长曲线表示一定的规律。把少量活性污泥加入污水中,在温度适宜、溶解氧充足的条件下进行曝气培养时,活性污泥的增长曲线如下
活性污泥浓度提升困难原因很多,通过控制活性污泥运行的各工艺指标,我们能够发现活性污泥提升浓度困难与这些指标的关系密切,主要有如下原因:
在温暖季节,先使曝气池充满生活污水,闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后,即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节-污水处理,连续运行数天即可见活性污泥出现,并逐渐增多。为加快培养进程-污水处理,在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等,以提高营养物浓度。培菌时期-污水处理(尤其初期)由于污泥尚未大量形成,污泥浓度低,故应控制曝气量-污水处理,应大大低于正常期曝气量。
污水处理设施-生活污水培菌法:在温暖季节,先使曝气池充满生活污水-污水处理,闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后,即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节-污水处理,连续运行数天即可见活性污泥出现,并逐渐增多。为加快培养进程-污水处理,在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等,以提高营养物浓度。培菌时期-污水处理(尤其初期)由于污泥尚未大量形成,污泥浓度低,故应控制曝气量-污水处理,应大大低于正常期曝气量。
污泥资源化利用技术及污泥处理处置的“四化”目标
在市政污水处理厂和工业废水处理厂中,引起污泥上浮的因素有很多如:1)进水水质方面:过量表面活性物质和类脂类化合物,PH冲击,水温及致毒物质的流入等等;2)工艺运行方面:过量曝气,回流量过大及机械应力等等。当出现问题时,首先要保持冷静,不要慌,不能盲目的进行的进行分析、判断、调整,应根
在市政污水处理厂和工业废水处理厂中,引起污泥上浮的因素有很多如:1)进水水质方面:过量表面活性物质和类脂类化合物,PH冲击,水温及致毒物质的流入等等;2)工艺运行方面:过量曝气,回流量过大及机械应力等等。当出现问题时,首先要保持冷静,不要慌,不能盲目的进行的进行分析、判断、调整,应根
本文对硝化、反硝化系统进行详解:由于环境污染的不断加重,国家从加强环保的角度出发,出水总氮成为一个重要的指标:非敏感地区40mg/L,敏感地区20mg/L;另外《城市污水再生利用工业用水水质》标准(GB/T19923-2005)中的循环冷却水水质标准对氨氮提出了更高的排放要求。可是到目前为止应用的许多脱氮
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