微藻DHA在几种烘焙产品中的应用--《华南理工大学》2011年硕士论文
微藻DHA在几种烘焙产品中的应用
【摘要】：DHA对人体具有重要的生理调节功能。本文对微藻DHA粉剂进行基础性研究,并探讨微藻DHA粉剂在蛋糕和面包中的应用。
本文首先考察不同温度对微藻DHA粉剂的影响,不同温度烘烤过的微藻DHA粉剂表面形态结构的观察,微藻DHA粉剂溶解性的考察,微藻DHA粉剂的保质期实验,来了解微藻DHA粉剂的性质,以便更好的把微藻DHA粉剂应用于蛋糕面包中。微藻DHA粉剂经120℃烘烤30min后,微藻DHA粉剂的损失率在10%以内,说明微藻DHA粉剂能承受120℃的高温30微藻DHA粉剂经150℃烘烤15min,微藻DHA粉剂DHA的含量急剧减少,微藻DHA粉剂的损失率超过50%,说明微藻DHA粉剂不能承受150℃以上的高温15微藻DHA粉剂经150℃烘烤30min后,微藻DHA粉剂(WP-1)的损失率明显高于微藻DHA粉剂(WP-2)的损失率,且通过电镜观察150℃烘烤30min的微藻DHA粉剂,微藻DHA粉剂(WP-2)破裂的微胶囊颗粒明显多于DHA粉剂(WP-1)破裂的微胶囊颗粒,故微藻DHA粉剂(WP-2)相比微藻DHA粉剂(WP-1)耐热性较好。微藻DHA粉剂(WP-1)是水溶性的,且在温水中的溶解效果较好,微藻DHA粉剂(WP-2)是斥水性的,故微藻DHA粉剂(WP-2)更适合应用于烘焙食品中。微藻DHA粉剂(WP-2)可以在12℃下存放800天。
通过在蛋糕面包配料中加入微藻DHA,评价蛋糕面包的感官和测定蛋糕面包中的DHA含量、过氧化值和酸价等,探讨微藻DHA在蛋糕面包生产中应用的可行性。结果表明:添加微藻DHA不会对蛋糕面包的气味、口感产生明显的影响;在试验的微藻DHA添加量(10mg/100g ~100mg/100g成品)内,蛋糕在烘烤后DHA的损失率平均在12.28%,室温放置2d后DHA的损失率也变化很小,面包在烘烤后DHA的损失率平均在8.39%,室温放置3d后DHA的损失率也变化很小;在此生产和放置过程中蛋糕面包的过氧化值和酸价也没有明显变化;蛋糕的各主要配料成分也不会对微藻DHA的稳定性有明显影响。且微藻DHA在蛋糕面包中的添加工艺简单,在原来的生产工艺上无需做大的改动,因此在蛋糕面包中添加微藻DHA是完全可行的。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TS202.3【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-10第一章 绪论10-22 1.1 DHA 概述10-18
1.1.1 多不饱和脂肪酸的组成及其生理功能10
1.1.2 DHA 的结构、性质及其生理功能10-14
1.1.3 DHA 来源14-16
1.1.4 DHA 的应用16-18 1.2 微胶囊化技术及应用18-21
1.2.1 基本概念18
1.2.2 微胶囊化的功能18-19
1.2.3 微胶囊在食品中的应用19-21 1.3 本课题研究意义、目的及内容21-22
1.3.1 本课题的研究意义与目的21
1.3.2 本课题的研究内容21-22第二章 微藻DHA 粉剂的基础性研究22-37 2.1 前言22 2.2 材料和方法22-26
2.2.1 实验材料与试剂22-23
2.2.2 实验仪器23
2.2.3 实验方法23-26 2.3 结果与分析26-35
2.3.1 不同温度对微藻DHA 粉剂的影响26-28
2.3.2 微胶囊表面显微形态观察28-33
2.3.3 微藻DHA 粉剂溶解性的考察33-34
2.3.4 微藻DHA 粉剂的保质期实验和感官评价34-35 2.4 本章小结35-37第三章 微藻DHA 在蛋糕中的应用37-45 3.1 前言37 3.2 材料和方法37-40
3.2.1 实验材料和仪器37-38
3.2.2 实验和分析方法38-40 3.3 结果与分析40-44
3.3.1 添加微藻DHA 对蛋糕感官品质的影响40
3.3.2 添加微藻DHA 对蛋糕的过氧化值和酸价的影响40
3.3.3 添加微藻DHA 对蛋糕的过氧化值和酸价的影响40-41
3.3.4 蛋糕中的鸡蛋含量变化对DHA 含量的影响41-42
3.3.5 蛋糕中的面粉含量变化对DHA 含量的影响42-43
3.3.6 蛋糕中的蔗糖含量变化对DHA 含量的影响43
3.3.7 蛋糕中的油脂含量变化对DHA 含量的影响43-44 3.4 本章小结44-45第四章 微藻DHA 在面包中的应用45-50 4.1 前言45 4.2 材料和方法45-47
4.2.1 实验材料与仪器45-46
4.2.2 实验和分析方法46-47 4.3 结果与分析47-49
4.3.1 添加微藻DHA 对面包感官品质的影响47-48
4.3.2 面包生产和放置过程中DHA 的稳定性48
4.3.3 添加微藻DHA 对面包的过氧化值和酸价的影响48-49 4.4 本章小结49-50结论与展望50-52 一、结论50 二、创新之处50-51 三、展望51-52参考文献52-56攻读硕士学位期间取得的研究成果56-57致谢57-58
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针对亚硝酸盐的存在会对传统的生物脱氮除磷系统产生抑制这一现象,本文在驯化成熟的SBR除磷系统中,分别在厌氧段和好氧段投加亚硝酸钠,研究亚硝酸盐对厌氧释磷和好氧吸磷的影响。然后在厌氧/缺氧/好氧SBR反应器中,培养驯化以NO2-为电子受体的短程反硝化聚磷菌,分析驯化成熟的短程反硝化除磷系统中各物质的相关性,以及研究COD/TP/NO2-对短程反硝化除磷系统效果的影响。主要研究成果如下：(1)接种污泥中存在聚磷菌,在厌氧/好氧SBR系统中,逐渐增大进水PO43-浓度,经过13天的培养驯化,在进水中PO43--P为10MG/L的条件下,出水PO43--P为1MG/L...
借助mozart模式，逐一计算分析影响大气中CO浓度变化的各个物理化学过程，发展一种新的方法，利用2004年MOPITT卫星观测的月平均CO柱总量浓度反演CO的源排放，得到*3.82分辨率的格点源强分布，为科学研究和政策制定起到一定的参考依据.对比模式模拟与mopitt观测结果表明，总体上MOZART模拟计算的CO分布比MOPITT的CO浓度要低20～40％，但在冬季欧洲、南美、中国西部及东南亚地区出现了高估的情况；对比新旧源排放表明排放集中在大陆地区，是以东亚、南美、非洲和北美为主，这些排放人类活动分布较为一致，非洲和南美地区的排放主要是与植被和生物质燃烧有关.总体上，新排放比旧排放大10-40％，但在欧洲、青藏高原和南美新排放比旧排放小，这一情况与模式模拟结果与实际观测值之间的差异近似，表明模式模拟的浓度差异确实是由上世纪90年代EDGAR的源排放误差引起的.
小球藻(CHLORELLA)生长繁殖快，生物量大，在营养缺乏等胁迫条件下可以大量积累油脂(LIPID)，在微藻生物柴油生产方面具有广阔的前景。本研究利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、PH、盐度对小球藻(CHLORELLAVULGARIS XQ-200419)和海洋小球藻(CHLORELLA MARINA NJ-016)光合作用的影响。通过测定藻液OD值变化研究了培养基营养成分加倍以及不同浓度NAHCO3对小球藻生长的影响。研究了环形培养池模拟系统中不同藻液深度对小球藻(CHLORELLA VULGARIS XQ-200419)生长速率、生物量产率及总脂含量的影响。在通气培养条件下研究了氮源浓度和盐度对小球藻(CHLORELLA VULGARIS XQ-200419)生长和总脂含量的影响。此外，还测定了添加不同碳源(NAHCO3)浓度的BG-11培养基的平衡PH值。主要结果如下：
1.小球藻(CHLORELLA VULGARIS XQ-200419)的适宜光照强度范围为100～＞1600μMOL·M-2·S-1，光饱和点在500μMOL·M-2·S-1附近；适宜温度范围为25～42.5℃，最适温度为37.5℃：适宜PH范围为6.5～9.0，最适PH为7.0；对盐度的适应范围较广，在0～0.6MOL/L范围内，随着盐度的升高，净光合放氧速率只有缓慢下降趋势。海洋小球藻(CHLORELLA MARINA NJ-016)的适宜光照强度范围为400～＞1600μMOL·M-2·S-1，光饱和点在1400μMOL·M-2·S-1附近；适宜温度范围为25～42.5℃，最适温度为37.5℃；适宜PH范围为5.0～9.0，最适PH为8.0；对盐度有很好的适应性，在0～0.6MOL/L 范围内，随着盐度升高，净光合放氧速率明显上升。小球藻和海洋小球藻的净光合放氧速率随光照强度、温度、PH值和盐度变化的规律，表明了两种小球藻的基本生理生态学特性：能适应较强的光照强度、较高的温度、中性偏碱的环境和较高的盐度。研究结果有助于小球藻培养条件的优化。两种小球藻对光照强度、温度、PH值和盐度变化的反应也有所不同：与小球藻(CHLORELLA VULGARIS XQ-200419)相比，海洋小球藻(CHLORELLA MARINA NJ-016)对光照强度有更好的适应性，对PH值变化有更宽的适应范围，适当提高盐度对其光合作用有明显的促进作用。这表明海洋小球藻(CHLORELLA MARINA NJ-016)在快速生长
繁殖方面具有更大的潜力，这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据。
2.在一定浓度范围内，增加培养基营养成分对小球藻(CHLORELLA VULGARISXQ-200419)的生长有明显的促进作用。
3.在一定浓度范围内，添加NAHCO3对小球藻(CHLORELLA VULGARISXQ-200419)的生长有一定的促进作用，在0G/L～16.8G/L的浓度范围内，8.4G/L浓度的NAHCO3对小球藻(CHLORELLA VULGARIS XQ-200419)生长的促进最显著。
4.较低的氮源浓度和适宜的盐度可以有效地促进小球藻油脂的积累，最适合的氮源浓度和盐度分别0.05G/L KNO3和0.1MOL/L NACL。
5.培养基的平衡PH值是指当培养基中的CO2分压与空气中CO2分压相等时的培养基溶液的PH值，它是培养基重要的化学参数之一。培养基的平衡PH值和碳源浓度密切相关。在实验条件下，碳源浓度越高，平衡PH值也越高。培养基的平衡PH值与碳源浓度之间的关系可以用指数回归方程描述：Y=0.2372LM(X)+8.5494(Y为培养基的平衡PH值；X为碳源浓度，单位MMOL/L)。
6.环形培养池模拟系统中，在2CM～10CM的藻液深度范围内，随着藻液深度的增加，小球藻(CHLORELLA VULGARIS XQ-200419)生长周期逐渐延长，最大生长速率逐渐变小；藻液OD值在0.727～1.189范围时，生长速率达到最大；藻液深度8CM时，最高生物量产率最大(13.01G/M2/DAY)；藻液深度4CM时，小球藻总脂含量最高(26.23％)，并且最高油脂产率最大(2.689 G/M2/DAY)。研究结果表明，合理控制藻液深度为开放池大规模养殖小球藻生产生物柴油过程中节能减排、实现环境友好生产提供了一种可借鉴的方法。
关键词：小球藻；海洋小球藻；生物柴油；油脂；光合作用；培养基平衡PH
传统观点认为，乙酸钠是生物除磷中的最佳碳源。但据报道，乙酸钠或葡萄糖为碳源时，都曾导致EBPR系统的崩溃。本试验在SBR内分别以乙酸钠和葡萄糖为碳源，在两种运行方式下培养驯化聚磷菌和反硝化聚磷菌，研究了乙酸钠、丁酸、葡萄糖、甲醇对除磷、反硝化聚磷的影响，以及乙酸钠和葡萄糖浓度对反硝化除磷的影响。试验结果表明：
(1)驯化过程中，好氧及反硝化聚磷效果均较好，运行稳定。由同等条件下缺氧与好氧最大吸磷速率比可知，两种碳源系统内A/A诱导前反硝化聚磷菌占总聚磷菌比例分别为：22.25％、18.08％；诱导后分别提高到78.61％、51.25％；缺氧反硝化吸磷量和硝态氮的消耗量存在一定比例关系，分别为1.22MGP/MGN、1.09MGP/MGN；
(2)分别以乙酸钠和葡萄糖为碳源，两种方式下运行，观察到四种生物快速降解碳源都能诱导释磷，但差别明显，释磷量和释磷速率按递减顺序都为：乙酸钠、丁酸、葡萄糖、甲醇，乙酸钠最易吸收，效果最佳；吸磷速率按递减顺序均为：丁酸、乙酸钠、葡萄糖、甲醇，说明反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌具有相似的代谢特征，也说明同等条件下丁酸厌氧合成PHB较多，吸磷效果较好；
(3)随碳源浓度增加，释磷量增大，但递增速率减少。C/P大于40，释磷量反而降低，乙酸钠为碳源释磷曲线存在初始线性段，线性段长度随基质浓度增加而延长；
(4)乙酸钠为碳源，C/P比为30时，释磷速率为其它情况的2～4.6倍，且摄磷量/释磷量为1.58，高于其它C/P比，反硝化除磷率达89％，反硝化脱氮率高达98％；当C/P比小于40时，缺氧段反硝化速率大致相同，而C/P比越小，反硝化吸磷速率越大，说明缺氧时残留COD越少越利于除磷；C/P比大于40，缺氧段释磷、吸磷和单纯反硝化同时进行，造成除磷效果不稳定。经对比C/P为30时除磷效果最佳；
(5)葡萄糖为碳源，C/P比小于20，大于40时，都不利于聚磷菌释磷，摄磷量/释磷量在C/P比为40时效果较好；当C/P大于40时，过高的COD负荷不利于反硝化除磷效果的提高。当C/P比为30～40时，释磷及吸磷都达到了较好的效果，经比较可知，工艺应在C/P比为30～40的范围内运行。
本研究利用13C同位素自然丰度法、田间培养、静态箱采样、气相色谱等技术，选用火炬松凋落物、高CO2浓度条件下生长形成的小麦秸杆(简称FACE麦秸)和常规CO2浓度条件下生长形成的小麦秸杆(简称AMBIENT麦秸)等三种外源有机物料添加到土壤中，研究了淹水条件下不同质与量的外源有机碳在土壤中的分解特征以及不同质与量的外源有机碳输入土壤对土.气界面C交换和土壤碳库周转与固定的影响，揭示了大气CO2升高影响土-气间碳交换和土壤碳变化的主要驱动因素。　　
火炬松凋落物中木质素和酚含量显著高于麦秸，其分解率远远低于麦秸；而FACE麦秸和AMBIENT麦秸间分解速率没有显著差异，并且外源有机物料添加量对各自分解速率没有显著影响，说明CO2浓度升高引起的小麦秸秆生化性质和数量的改变对麦秸的分解特征无显著影响。　　
施用有机物料均显著促进了土壤CO2和CH4排放，而且添加麦秸的促进效应极显著大于添加火炬松凋落物；CO2和CH4累积排放总量与有机物料添加量成显著线性正相关；CO2浓度升高引起的麦秸生化性质的改变(N含量降低，C/N比升高)对土壤CO2和CH4排放无显著影响，而高CO2浓度引起的输入土壤C量的增加将促进土壤CO2和CH4排放。　　
有机物料输入影响了土壤原有有机碳分解产生的CO2释放，产生激发效应，火炬松凋落物输入产生的激发效应强度显著低于麦秸；且激发效应强度与有机物输入量均成显著线性正相关。CO2浓度升高引起的麦秸生化性质的改变对土壤原有有机碳分解的无显著影响；而CO2浓度升高引起的输入土壤C量的增加将促进土壤原有有机碳的分解，产生正激发效应。　　
各处理的土壤总CO2排放速率与5 CM土温和气温都成显著的正相关；而添加有机物料影响了土壤CH4排放速率与温度之间的关系；不同质与量的外源有机C输入对土壤CH4和C2O排放以及土壤原有有机碳分解影响的不同可以用微生物生物量C及土壤脱氢酶活性变化加以解释。　　
培养结束后，全土和各粒级组分C含量都随有机物料输入量的增加而增加；各粒级组分C的更新率为：大于53μM组分>全土>小于53μM组分，且更新率随有机物料输入量的增加而升高。在添加量相同情况下，添加麦秸土壤>53μM组分C更新率显著高于添加火炬松凋落物。由于激发效应而损失的C主要来自于土壤>53μM的组分。CO2浓度升高引起的麦秸生化组成的改变还不足以对土壤C周转产生显著影响。在未来CO2浓度升高的条件下，C向土壤输入量的增加比作物生化性质的改变对土壤碳库的影响更大，且有利于土壤碳库的累积。据估算，CO2浓度升高引起的输入土壤碳量的增加会导致土壤多固定139.6 KG HA-1 SEASON-1碳量；但是增加的土壤C固定量还不足以缓减因输入土壤C量的增加而导致的CH4-C排放量提高。
本论文分别于2001年7月、10月和2002年1月、4月在重庆市北碚区缙云山、渝北区环保局、江北区重庆市环境科学研究院、渝中区儿童附属医院、南岸区环保局、沙坪坝气象局、九龙坡区杨家坪中学七个采样点采集大气总悬浮颗粒物，采用先进的仪器对颗粒物中有机碳、元素碳、无机元素、水溶性离子进行了分析和测试，研究了重庆市大气颗粒物中有机碳、元素碳、无机元素和水溶性离子的污染状况以及相互关系，并且采用化学质量平衡(cmb)模型对重庆市大气总悬浮颗粒物来源进行了解析。主要获得如下结论：
1.重庆市主城区大气tsp质量浓度季节变化比较明显，最大浓度出现在秋季308.7μg/m3，最低浓度出现在春季130.2μg/m3，全年平均浓度为217.1μg/m3。就空间分布而言，tsp年均值浓度最高值在江北区322.3μg/m3，北碚区对照点最低44.13μg/m3。同过去10年来监测结果比较，虽然tsp的污染有所好转，但污染仍然很严重。
2.重庆市主城区大气tsp中有机碳和元素碳全年平均浓度分别为60.84μg/m3，11.51μg/m3。其中oc/ec为5.64＞2，说明重庆市存在二次污染。且其浓度季节变化也比较明显，有机碳最大浓度出现在秋季105.8μg/m3，最低浓度出现在夏季36.50μg/m3，元素碳最大浓度出现在冬季15.10μg/m3，最低浓度出现在春季9.00μg/m3。就空间分布而言，有机碳年均值浓度最高值在南岸区最高84.27μg/m3，北碚区对照点最低15.67μg/m3。元素碳年均值浓度最高值出现在江北区17.37μg/m3，北碚区对照点最低3.55μg/m3。
3.重庆市大气tsp中重金属浓度季节变化同样比较明显。秋季重庆市大气tsp中cr、cu、zn和pb四种重金属污染是最为严重，其质量浓度分别为0.87μg/m3，0.07μg/m3，0.98μg/m3，0.29μg/m3。春季各种重金属污染最轻，其质量浓度分别为0.08μg/m3，0.04μg/m3，0.48μg/m3，0.09μg/m3。就空间分布而言，沙坪坝区cr和pb浓度最高，分别为1.49μg/m3，0.41μg/m3，江北区zn和cu浓度最高分别为1.52μg/m3，0.11μg/m3。九龙坡区cd浓度最高为0.02μg/m3。大气tsp中重金属的年均浓度分别为cr0.29μg/m3、cu0.06μg/m3、zn0.71μg/m3、cd0.01μg/m3、pb0.22μg/m3，且各类重金属的富集系数均大于10，说明大气颗粒物中重金属的污染与人类活动密切相关。
4.重庆市大气tsp中na+、cl-浓度比较低，k+、ca2+、no3-、so42-四种离子浓度相对而言也比较高，离子浓度季节变化各区不尽相同。沙坪坝区阴阳离子总含量最高26.25μg/m3，北碚区对照点最低6.25μg/m3。重庆市各区no3-/so42-比值均比较低，说明重庆市大气污染主要来自于固定污染源。并且发现oc和no3-、so42-两种二次气溶胶有很好正相关性，这说明重庆市二次气溶胶污染比较严重。
5.根据cmb模型的解析结果发现重庆市大气tsp主要的污染源是建筑尘、扬尘、煤烟尘、机动车尘和钢铁尘它们的贡献率分别为24.6％、30.3％、18.1％、10.0％和7.6％，总和为90.6％。其中未能解析部分为9.4％。
反硝化除磷技术具有节约碳源，节省曝气量，以及降低污泥产量的优点。本试验采用sbr反应器，按厌氧/缺氧/好氧(a/a/o)模式，采用以红糖为碳源，以硝酸盐、亚硝酸盐为电子受体进行了反硝化除磷(dpb)的研究。试验详细研究了碳源、电子受体、ph及温度对反硝化除磷的影响。试验发现：
运行稳定后，缺氧吸磷量占总吸磷量的85％，dpb占整个pao的比例为56.8％。厌氧停留时间以不超过1.5h为宜，缺氧停留时间以2h为宜，好氧停留时间以0.5～1h为宜。
碳源浓度越高，越有利于厌氧释磷的发生，缺氧段外加碳源对缺氧吸磷是不利的，外加碳源浓度越高，吸磷性能受到的抑制作用也越大。以红糖为碳源，在a/a/o模式下运行时，在c/p=32时，dpb污泥具有最佳的除磷性能。在相同浓度的条件下，基质越简单，释磷效果越好，后续的吸磷速率也越大。
no3-作电子受体时，在保证有足够的硝酸盐做电子受体的情况下，缺氧吸磷速率几乎不受硝酸盐浓度的影响。在本试验条件下，缺氧阶段每消耗1mgno3--n吸收约1mgpo43--p。
dpb能够以亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化吸磷。在低no2--n浓度(5～10mg/l)的条件下，亚硝酸盐对dpb没有抑制作用，缺氧吸磷速率高于以硝酸盐为电子受体的缺氧吸磷速率。亚硝酸盐对dpb的抑制作用与ph有非常大的关系，在初始ph=7.0时，亚硝酸盐的抑制浓度在20mg/l～35mg/l之间，并且抑制程度随浓度的增加而增大。当no2--n=35mg/l，缺氧吸磷几乎被完全抑制。在缺氧段ph=7.5时，当no2--n=50mg/l时，也没有非常明显的抑制现象。
在反硝化吸磷过程中，do不会对dpb构成影响。0.5h～1h的曝气能够使系统比较容易的保持长期稳定，过量曝气对系统则是有害的。
温度对反硝化除磷有重要的影响。对厌氧释磷来说，15℃是一个临界点，对缺氧吸磷来说，20℃是一个临界点。在低于临界点时，厌氧释磷或缺氧吸磷随温度的变化明显，随温度的升高而显著增加；当温度高于临界点时，厌氧释磷或缺氧吸磷均随温度升高而略有提高；在10～30℃范围内，反硝化速率随温度的升高而增加。缺氧吸磷速率与no3--n消耗速率相比，n03--n消耗速率受温度的影响更大。
ph对dpb有重要的影响，ph越低，越有利于dpb的厌氧释磷，但是这种释放包括“酸溶效应”造成的无效释磷，会影响污泥的活性，对后续吸磷造成不利的影响。在6.0～8.0范围内，ph越高，越有利于dpb缺氧吸磷。ph能够较准确指示厌氧释磷与缺氧吸磷的终点，因此，能够作为实时监控的参数。
针对传统生物脱氮除磷工艺的弊端，本文联合新型的短程硝化技术和反硝化除磷技术，采用厌氧/缺氧sbr反应器，提出以no2-为电子受体的短程硝化-反硝化脱氮除磷工艺，通过单因素试验法，研究其在人工配制有机废水模拟生活污水的深度处理方面的反应特征与效能。主要研究成果如下：
(1)厌氧/好氧吸磷污泥中本身就存在短程反硝化聚磷菌，通过逐渐增加no2-浓度及缺氧时间的方法，可有效地驯化反硝化聚磷菌(dpao)抵抗和利用较高浓度no2-作为电子受体的能力，获得良好的脱氮除磷效果，试验证实，在驯化1个月左右时，缺氧吸磷效率可稳定在70％左右。且短程反硝化聚磷菌一旦驯化成熟，其以no2-为电子受体进行吸磷的特性是稳定的，不因其他电子受体的存在而发生逆转，所利用的电子受体是以其存在的顺序依次发生的。
(2)no2-投加量是决定反硝化聚磷效果的关键因素之一，no2-不足，出水po43-。浓度较高，no2-过量，则影响下一周期的厌氧释磷。当no2-投加量在短程反硝化聚磷菌的耐受范围内时，短程反硝化吸磷速率随着no2-浓度的升高而升高，同时在反应过程中吸磷速率随着no2-的消耗而逐渐降低。而no2-是否对缺氧吸磷产生抑制作用，取决于污泥对no2-的适应程度、no2-浓度及ph值，污泥对no2-的适应程度越高，则污泥具有更强抵抗no2-的能力；no2-浓度越高，ph越低，溶液中水解生成的no2-分子就越多，污泥受到的抑制就越强烈。缺氧段no2-的消耗量和吸磷量呈正相关关系。
(3)短程反硝化聚磷工艺要获得良好的脱氮除磷效果和污泥沉降效果，后好氧段必不可少，no2-对后好氧吸磷也会产生影响。在污泥驯化过程中，好氧段中发生聚磷的是纯好氧聚磷菌，其对no2-很敏感；污泥驯化成熟后，系统中利用no2-或o2为电子受体进行吸磷的是同一类菌种，因此，厌氧/缺氧/好氧运行方式的好氧段比厌氧/好氧运行方式的好氧段对no2-具有更强的耐受能力。
(4)碳源浓度是影响反硝化聚磷效果的另一关键因素，碳源不足，厌氧释磷不充分，碳源过量，影响缺氧吸磷效果。本试验中，c/p值为25时，基本满足反硝化聚磷菌对碳源的需求：高于此值，碳源过量；低于此值，碳源不足。厌氧释磷量及厌氧释磷速率均随着c/p值的增加而增加，但二者并不随c/p值的增加而成比例增加，说明当碳源过高时，厌氧释磷量及厌氧释磷速率有可能更多地和微生物组成有关。且在恰当的c/p比下，只有投加了适当的no2-，才能获得良好的除磷效果，说明no2-的投加量也受到c/p比的制约。
(5)在碳源浓度不变的情况下，系统的除磷效果并不完全随着厌氧释磷量的增加而改善，厌氧释磷量与缺氧吸磷量呈现的关系是：若厌氧释磷下降，则缺氧吸磷量下降的幅度更大，若厌氧释磷量上升，则缺氧吸磷量上升得越快，二者成二次多项式关系。
(6)反硝化聚磷菌和聚糖菌共存于除磷系统中，若工艺条件控制不当，则会引发聚糖菌的增殖，使其在系统中占据主导地位，从而抑制了聚磷菌的活性。本试验引发聚糖菌增殖的原因主要有以下几方面：较低的ph值、过长的污泥龄、后好氧段过量曝气、营养元素单一、搅拌速度过大等，另外，还有一个很重要但尚处于推论阶段的原因，即no2-能抑制聚磷菌活性而增强聚糖菌活性。
本研究基于稳定碳同位素分析方法，首次建立了南海北部及珠江口相对系统的溶解无机碳(DIC)δ13CDIC值资料数据库，通过对南海北部及珠江口δ13CDIC值特征的分析，进而初步探讨南海北部及珠江口碳循环研究中的δ13CDIC指标的应用，本研究报告得出以下主要结论：
在外海水域，δ13CDIC主要受控于生物泵和机械泵。表层海水光合作用将溶解无机碳(DIC)转化为有机碳，光合作用优先取走了DIC中的12C，其合成的有机碳的δ13C值要比海水中DIC的δ13C值低得多，因而使得δ13CDIC偏正；随着水深增加，光合作用的影响逐渐减弱，受重力作用沉降的部分有机碳又重新降解为富12C无机碳，使得δ13CDIC逐渐偏负。2004年2月份航次南海北部δ13CDIC值变化范围在-0.157-0.919‰之间，2004年7月份航次南海北部δ13CDIC值变化范围在-0.112-0.843‰之间，两个航次的δ13CDIC值随深度的垂直分布特征总的趋势为随深度增加δ13CDIC值逐渐减小。不同断面各站位的δ13CDIC值垂直分布在200M以上层位不存在明显的差异，同一断面的不同站位δ13CDIC值也没有规律性的变化。
海洋初级生产力直接与光合作用合成有机质的量一致，而光合作用是影响上层海水δ13CDIC值变化的主导因素。2004年2月份和7月份航次南海北部200M以上层位δ13CDIC值实测范围在0-0.9‰之间，上层海水δ13CDIC值比其它海域明显偏低，与南海北部低初级生产力一致。
2004年2月份和7月份航次南海北部A、B、C和D断面各站位100M以上层位海水因光合作用导致的δ13CDIC值变化对PO4浓度基本没有影响，δ13CDIC值与NO3+NO2浓度则存在一定程度的反相关关系，表明有机质的合成导致δ13CDIC值升高的同时，NO3+NO2浓度的消耗速率要大于PO4浓度的变化速率，可大致判断对初级生产力的贡献，氮(N)可能是限制因素。
在河口水域，溶解无机碳δ13CDIC值主要受控于贫13C的陆源无机碳的输入和对有机碳现场降解的响应，海气交换、光合作用等引起的同位素分馏对δ13CDIC的影响所占比例相对不大，因而总的变化趋势为受陆源影响越大(盐度越小)，δ13CDIC值越偏负。2004年2月份航次珠江口P1-P23站位表层水δ13CDIC值变化范围在-8.590-0.199‰之问；2005年1月份航次珠江口H001-H043站位表层水δ13CDIC值变化范围在-10.660--0.241‰之问，两个航次样品的δ13CDIC值与盐度的正相关关系非常一致。各站位不同层位的水样的δ13CDIC值也仅对应于所在层位的盐度，与不同层位的深度无直接相关。
浮游植物进行光合作用生长所利用的碳源是水体中的溶解无机碳(DIC)，因此，水体中的溶解无机碳的δ13CDIC值直接影响浮游植物光合作用产物的δ13C值，2004年2月份航次珠江口δ13CDIC与δ13CPHYTOPLANKON值有很好的线性关系。颗粒有机质δ13CPOM与溶解无机碳δ13CDIC的关系比δ13CPHYTOPLANKON与δ13CDIC的关系复杂，对比珠江口δ13CDIC值与δ13CPOM值，总体上成正相关关系，但是数据间的相关性要低于13CPHYTOPLANKON值与δ13CDIC值的对应关系，说明了陆源有机质或人为有机污染物信号在δ13CPOM值上的叠加。
在滇池蓝藻水华频繁爆发，束丝藻属与微囊藻属随季节演替，成为滇池蓝藻水华的两大优势种群，其中微囊藻属主要在夏季爆发，而束丝藻属主要在冬季爆发。由于冬季水体中co的浓度高于夏季水体，我们假设束丝藻属对co浓度升高更为敏感。本文在综述蓝藻水华的研究进展、大气co浓度升高对植物生理生态效应的基础上，研究了co浓度倍增对蓝藻水华代表性种类水华束丝藻的生长、光合特性、光合色素组成和酶活的影响。此外，本文还初步研究了有机碳浓度改变对水华束丝藻生长和光合色素组成的影响。研究结果如下：
气相co浓度倍增促进了水华束丝藻的生长，与对照相比，稳定期水华束丝藻的生长约增加了40％。co浓度加倍的条件下，水华束丝藻中各种色素的含量以及相对比例不受影响。在co浓度加倍培养下，与对照相比，以单位叶绿素a表示的暗呼吸速率及光合斜率升高，光饱和点下降，而最大光合速率和光补偿点不受影响；水华束丝藻光合作用对无机碳(dic)具有较高的亲和力，co浓度倍增最大光合速率以及其对dic的表观亲和力无显著影响。co浓度倍增后，水华束丝藻中sod、cat、gr活性比对照中显著下降，而pod活性变化不显著。
研究还发现在一定的浓度范围内，两种有机碳源(葡萄糖和乙酸钠)均能显著的促进水华束丝藻的生长，影响水华束丝藻光合色素含量及其比值。
该论文从全球碳循环角度出发,开发了一个大气、海洋和陆地生物圈三圈耦合的全球碳循环模式,包含化石燃料和土地利用变化两大人为源的影响,并考虑碳循环过程中的稳定同位素分馏效应.该模式的创新点在于:提出了一种计算极地海水示踪物浓度的新方法;根据近期监测结果对海洋生物光合作用产率的传统算法做进一步简化;提出了一套土地利用变化影响陆地生物圈各储库碳储量的分配方案,并用一种简单方法计算土地利用变化对陆地生物圈光合作用产率的影响.
亚硝化-厌氧氨氧化脱氮技术是一种新型生物脱氮技术，近年来一直是国内外学者关注的热点研究问题，并取得许多研究成果。然而，关于碳源的种类以及有机碳源条件下不同离子对亚硝化过程的影响的研究及亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺高氨氮及低C/N废水的研究较少。为此，本实验采用SBR反应器，研究不同C/N、不同碳源及盐对亚硝酸盐积累的影响，最终成功利用部分亚硝化/厌氧氨氧化联合工艺处理高氨氮废水及低C/N废水，并得到如下主要结果与结论：　　
在温度为30℃，PH为7.5、HRT=1D及DO<1MG/L的条件下，可以成功的将硝化作用控制在亚硝化阶段，并且在进水C/N≤0.34的情况下，仍可以稳定实现亚硝酸盐的积累；在温度为37℃，PH为7.5、HRT=1D及厌氧的条件下，驯化培养两个月，可成功实现厌氧氨氧化启动。　　
外加碳源对亚硝酸盐的积累有促进作用，亚硝酸盐积累率可达到78％；碳源种类对亚硝酸盐积累的影响不明显，而对出水COD的影响较为明显，其中以葡萄糖为碳源时COD去除率最高，可达到98.4％。亚硝酸盐的积累率随氯离子、硫酸盐以及磷酸盐浓度的增大而迅速下降，当其浓度分别达到0.5MOL/L、0.4 MOL/L以及0.4 MOL/L时，好氧氨氧化菌活性被完全抑制，氨氮转化率为零；抑制亚硝酸盐累积的离子排序为：硫酸盐>磷酸盐>氯离子>C/N。 　　
在进水NH4+-N为360MG/L的情况下，控制部分亚硝化SBR反应器出水NH4+-N/NO2--N在1：1.1～1：1.4的范围内，亚硝化.厌氧氨氧化联合工艺脱氮效率可达到80.44％；对比研究发现，在相同进水氨氮浓度下（NH4+-N=360MG/L），当进水中有外加碳源时，联合工艺对总氮去除率高于无外加碳源时的处理效果（82.05％>80.44％），同时，对COD亦有较好的去除效果。
嗜热菌(thermophilicbacteria)一般指在55℃以上能生长的微生物，它们大多生活在温泉、堆肥、工厂废水排放口以及火山口等处。嗜热菌及嗜热酶的研究与开发是一个近几十年来在应用与环境微生物学领域引人注目的话题。
本论文主要研究城市污泥中的有益嗜热菌，这里所讲的有益嗜热菌，是指有一定的工程应用价值的嗜热菌。在55℃下，利用特定的培养基分离与纯化出能分别降解蛋白质、淀粉、脂肪、纤维素的四种有益嗜热菌；然后通过水解试验对菌株进行筛选，分别找出降解蛋白质、淀粉、脂肪、纤维素能力较强的高效有益嗜热菌各一株；之后通过生理生化试验对它们进行初步鉴定；接着，通过比浊法测定各株高效有益嗜热菌的生长曲线，并摸索它们最适宜的生长条件；最后，把四株菌放进城市污泥中，研究它们对城市污泥中有机质的降解效果，从而为以后把该有益菌群作为添加菌剂来提高堆肥效果提供理论依据。
实验结果表明，降解蛋白质能力较好的有益嗜热菌为db10，降解淀粉能力较好的有益嗜热菌为df5，降解脂肪能力较好的有益嗜热菌为zf3，降解纤维素能力较好的有益嗜热菌为xws6。通过初步鉴定，四株菌都为芽孢杆菌。其中db10的最佳生长条件如下：碳源为葡萄糖，氮源为蛋白胨，碳氮比为1∶2，生长温度为55℃，ph为7.0，基质物浓度为2％，转速为250r/min；df5的最佳生长条件如下：碳源为淀粉，氮源为蛋白胨，碳氮比为2∶1，生长温度为50℃，ph为8.0，基质物浓度为4％，转速为250r/min；zf3的最佳生长条件如下：碳源为葡萄糖，氮源为蛋白胨，碳氮比为1∶2，生长温度为55℃，ph为7.0，基质物浓度为1％，转速为200r/min；xws6的最佳生长条件如下：碳源为葡萄糖，氮源为蛋白胨，碳氮比为2∶1，生长温度为55℃，ph为8.0，基质物浓度为1％，转速为150r/min。在验证菌效方面，添加混合菌群db10、df5、zf3、xws6于污泥后，污泥中的有机质降解速度加快，证明菌株db10、df5、zf3、xws6的降解有机质的能力比较强，有一定的应用潜力。
随着工业的迅速发展，重金属铬及其化合物广泛应用于制革、冶金、印染、纺织等行业。这些行业排放的废水，造成了水体铬的严重污染，危害人类健康和社会发展。作为各国优先控制污染物，铬及其治理已经引起社会重视。然而，在含cr(vi)废水中，常常伴随有有机物的存在，这不仅使金属铬在环境中的行为转化更加复杂，更增加了污染环境的治理难度。虽然之前有学者对微生物还原cr(vi)和降解芳香族化合物做了大量的相关的研究工作，为cr(vi)污染和有机物污染的治理提供了重要的理论依据，但是，以往的研究大多是针对单一污染物在环境中的行为而展开。环境污染实质上是多种污染物组成的复合污染体系，以往的针对单一污染物在单介质中的环境行为的研究成果在应用到实际污染环境的治理时，往往会因为其他共存污染物的存在而影响了治理效果。因而，对微生物处理既含cr(vi)又含有机物的废水进行研究是十分有必要的。本文利用耐cf(vi)且利用有机物苯酚(pheno1)作为营养碳源的高效混合细菌群体，cr(vi)还原菌bacillus sp.和phenol降解菌pseudomonas putida migula(cctcc ab92019)，对既含cr(vi)又含phenol的废水进行同时处理，并对混合细菌群体同时还原cr(vi)和降解phenol的特性和机理进行了研究和探讨。
从cr(vi)污染环境中分离筛选出一株cr(vi)还原菌株bacillus sp.，经测定，该菌株对cr(vi)有较好的抗性，菌体能在cr(vi)浓度高达100mg/l的液体培养基中生长。随着cr(vi)初始浓度的不断增大，细胞的生长量越来越低。对bacillussp.菌株还原cr(vi)的影响因素，如碳源、培养基初始ph值、cr(vi)初始浓度、温度等的研究发现，外加碳源(葡萄糖)能明显促进cr(vi)的还原；培养基初始ph值对菌体还原cr(vi)有重要影响，当ph值为9时，bacillus sp.对cr(vi)的还原效果最好，42小时后，cr(vi)的浓度由开始的20mg/l几乎降到0mg/l。在三个不同温度下考察bacillus sp.对cr(vi)的还原，结果发现，37℃下cr(vi)的还原速率明显高于其他两个温度条件下cr(vi)的还原速率，36小时以后几乎达到了完全还原。
实验设计的第二步是对phenol降解菌pseudomonas putida migula(cctccab92019)对phenol的降解情况及动力学的考察研究。phenol作为唯一碳源和能量来源。实验分别在phenol初始浓度100-1000mg/l，ph值4-10，温度20-50℃以及外加碳源葡萄糖浓度0.5-1.0g/l的条件下进行，并使用著名的莫氏动力学模型来描述phenol的降解过程。结果表明，在考察范围内，当phenol的降解率达到最大(95.5％)的条件下，phenol的降解过程符合一级动力学过程，其相关系数为0.928；phenol降解最优情况下，ph值、温度、外加葡萄糖浓度等参数的值分别为7.07，30℃和0.5-0.6g/l。另外，实验最后研究了包含cr(vi)还原菌bacillus sp.和phenol降解菌pseudomonas putida migula(cctcc ab92019)的复合细菌群体对cr(vt)和phenol的同时去除。phenol作为唯一的碳源和能量来源。bacillus sp.利用phenol降解产生的中间产物作为电子供体和碳源来还原cr(vi)。当cr(v1)初始浓度为15没mg/l，phenol浓度为150mg/l时，cr(vi)还原达到最优。细菌组成比例对cr(vi)还原和phenol降解都有影响，但phenol的降解受bacillus sp.含量变化影响较小。实验同时发现，还原相当量的cr(vi)所消耗的phenol的量比理论值要大。
本文基于四年的气溶胶监测数据，综合ICP-AES、IC、EA和GC-MS多种分析手段，采用富集系数、后向轨迹、因子分析、相关性分析以及图像分析法多种数据分析方法，系统全面的研究了以北京为代表的中国典型地区PM2.5中有机碳和元素碳的时空分布、来源及其对区域大气环境的影响。结果表明：北京城区不同功能区间PM2.5、有机碳和元素碳浓度分布没有显著性差异，但是城区和郊区有显著差异。北京OC和EC分布有明显的季节差异，冬季远高于夏季。燃煤是北京有机碳和元素碳最主要的来源，工业排放、机动车排放和生物质燃烧也对北京有机碳和元素碳有重要贡献。夏季二次有机碳的贡献大，平均占到总有机碳的约59％。局地污染和来自污染严重的西路长距离传输是碳质颗粒物的浓度高的原因，而当气团是来自相对清洁的北路和东北路时，碳质颗粒物浓度低，所以在治理颗粒物污染时不仅要对北京市加强污染控制，对北京周边的重污染城市也要加强治理。
生物处理是目前废水处理的重要手段之一。微生物在降解废水基质的同时，会产生一类大分子物质—溶解性微生物产物(soluble microbial products，smp)。它是生物处理系统出水中残留化学需氧量(chemical oxygen demand，cod)的主要组分，它的存在决定了系统对有机物的最大去除效率，直接关系着出水能否达到排放标准。本论文系统研究了废水处理过程中smp的形成规律及影响因素，深入探讨了smp的螯合特性，探索了活性污泥及其胞外多聚物(extracellular polymeric substances，eps)对典型药物及个人护理品(pharmaceuticals and personal care products，ppcps)的吸附作用。主要研究内容和研究结果如下：1.应用响应曲面方法(response surface methodology，rsm)结合灰关联分析(grey relational analysis，gra)研究进水底物浓度，氨氮浓度，温度和曝气速率对smp生成的影响。研究结果表明：反应器出水中smp浓度在7.5-25 mg/l之间，且多糖是出水smp的主要组成部分；进水底物浓度，氨氮浓度，温度和曝气速率都对smp的形成有很大的影响，这四个因素对smp产出的影响权重遵循：温度＞碳源浓度＞曝气速率＞氨氮浓度。在优化的操作条件下(碳源浓度654.8 mgcod/l，氨氮浓度23.9 mg/l，温度13.7℃，曝气速率0.1 m3/h)，smp的浓度最低，为7.5 mg/l。2.用三维激发发射矩阵荧光光谱淬灭法(three-dimensional excitation-emission matrix，eem)结合自加权交替三线性分析(self-weighted alternating trilinear decomposition，swatld)研究了smp与三种常见金属(cu2+、al3+和fe3+)间的相互作用。结果表明：smp中的蛋白类和腐殖类物质对于这三种金属离子都有很强的络合作用，且对cu2+＞al3+＞fe3+。相比较腐殖质，蛋白质对这几种金属离子有更强的亲和性；smp与金属的络合反应受溶液ph值影响明显。在偏中性条件下smp的络合性能较强，而在过酸过碱条件下，均不利于络合反应的进行。离子强度对smp的络合性能影响较为复杂，在不同的离子强度区域内产生不同的影响。
3.从热力学和动力学角度系统地研究了污泥絮体及其eps对三氯生(triclosan，tcs)的吸附作用，并初步探索了三氯生对微生物smp形成的影响。研究发现：活性污泥絮体对三氯生的吸附过程符合lagergren动力学模型和freundlich吸附模型；eps通过疏水性作用吸附三氯生，属于物理吸附范畴；lb(loosely bound)-eps，tb(tightly bound)-eps与三氯生发生疏水性作用的基团有所不同，tb对于三氯生的结合能力略强于lb，结合作用受ph的影响不明显；三氯生在短时间内对微生物毒性不明显，一定程度上能够提高新陈代谢，同时会刺激微生物分泌更多的smp。关键词：溶解性微生物产物(smp)，响应曲面(rsm)，灰关联分析(gra)，过程参数，三维荧光光谱(eem)，自加权交替三线性分析(swatld)，三氯生(tcs)，胞外聚合物(eps)
生物膜在人工湿地处理污水的过程中起着非常重要的作用。本文研究了人工湿地生物膜的形态结构、空间分布、脱氢酶活性和多糖、生物膜净化氮磷的能力以及不同营养源条件下生物膜培养液PH值的变化，主要研究结果如下：
1.自然水体生物膜厚度随着培养天数增加而增大。在一定的生长时间后，0.3 M水深处生物膜样品重量大于1.5 M水深处样品。复合垂直流人工湿地基质生物膜上仅仅观察到一些藻类，主要是硅藻，无浮游动物出现。
2.上、下行流池中各层基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量分别与挥发性膜重显著相关(P3.2 MG/L时，生物膜脱氢酶活性升高，多糖含量增加。
不同营养元素的正交实验表明，葡萄糖是影响脱氢酶活性的主要因素，硝酸钾是影响多糖含量的主要因素。获得最大生物膜酶活性的营养元素优化组合为：C6H12O6，0.2G/L；KNO3，0.8G/L；NAH2PO4，0.05G/L。获得最大多糖含量的营养元素优化组合为：C6H12O6，0.2 G/L；KNO3，0.4G/L；NAH2PO4，0.2G/L，与之对应的脱氢酶活性和多糖含量分别为5.40 μGTF/G/12H和3454.6 μG/G。
培养时间≤72 H时，温度为37℃时的生物膜酶活性最高；培养时间>72 H后，在25℃条件下培养的生物膜脱氢酶活性最高。
PH=7的中性条件下，生物膜脱氢酶活性最高。同时，生物膜混合液酸性或者碱性越强，脱氢酶活性越低。
实验开始后48 H内，黑暗条件下培养的生物膜酶活性略高于自然光线条件
下培养的酶活性，之后，在自然光线条件下培养生物膜表现出明显的优势。
72 H内，PCP对生物膜脱氢酶活性的提高和多糖的积累是不利的。维生素C和腐殖酸对受PCP抑制影响的生物膜脱氢酶活性和多糖含量有促进作用。
72 H内，添加2 MG/L的ZN2+有利于生物膜酶活性的提高和多糖的积累。CO2+和MN2+对脱氢酶活性表现为抑制作用，并且随着浓度的增加和时间的延长，抑制作用越来越明显。CO2+和MN2+对多糖含量没有明显影响。
无论是单一作用还是复合作用，6 H和24 H时生物膜脱氢酶活性均随着CD2+和PB2+浓度的增加显著下降。CD2+和PB2+对脱氢酶活性的抑制作用有协同效应。不同浓度和时间条件下的多糖含量没有显著统计学意义上的差别。
4.生物膜对NO3--N一直表现为一定的净化能力。生物膜去除N的最佳时间为48 H。15℃条件下生物膜对N仍然有15％左右的去除率，温度升高使生物膜净化N的能力变弱。PH为8.5的碱性条件有利于生物膜对N的去除。添加腐殖酸对于提高生物膜净化N的能力是有利的。较高浓度的C6H12O6能够提高N的去除率，然而较高浓度的KNO3使N去除率下降。生物膜对N的去除率与生物膜脱氢酶活性存在一定的负相关关系(R2=0.415)。
尽管生物膜对磷的去除率为负值，但时间、温度和腐殖酸对生物膜净化N、P能力的影响是相似的。PH为5.5的酸性条件有利于生物膜对P的去除。与C6H12O6对N的去除的影响相反，高浓度的C6H12O6不利于生物膜对P的去除，并且高浓度的C6H12O6和KNO3组合条件下，生物膜对P的去除率降为负值。生物膜对P的去除率与生物膜多糖含量之间呈三次曲线关系(R2=0.518)。
5.实验所设6个不同处理中，处理1(以尿素和乙酸钠分别为氮源和碳源)、处理4(以碳酸氢铵为氮源和碳源)以及处理5(以硫酸铵和碳酸氢钠分别为氮源和碳源)中PH值的变化趋势较为相似，即PH先下降然后再上升。但是，3个处理中PH值下降和上升的幅度不同。与此同时，处理2(以亚硝酸钠和乙酸钠分别为氮源和碳源)、处理3(以硝酸钾和乙酸钠分别为氮源和碳源)以及处理6(以磷酸二氢钾和碳酸氢钠分别为磷源和碳源)中PH值的变化趋势也非常相似，即添加碳源前，PH值基本在7.3～7.4之间缓慢变化，而添加碳源后均上升至9.0左右。
关键词：生物膜；脱氢酶活性；多糖；去除率；复合垂直流人工湿地
该实验室自九十年代初一直对天然源植物的排放行为进行长期的研究工作,取得了大理的研究成果.该文在此基础上对树龄,季节,年度等因素对树木排放碳氢化合物的行为进行了研究.在中国北京和广州地区测定了部分优势树种的排放特征和排放速率,对珠江三角洲地区碳氢化合物排放通量进行了估算.同时利用欧拉模式研究天然源排放对北京和广州地区臭氧浓度的贡献率.
A/O工艺是一种前置反硝化工艺，是目前实际工程中广泛采用的生物脱氮工艺。对于已建无脱氮功能的传统活性污泥法污水处理厂经过适当的改造，很容易改造成A/O工艺实现脱氮目的。本研究对A/O生物脱氮工艺过程控制进行研究，在全面分析国内外污水生物处理智能控制和活性污泥法动力学模型研究现状的基础上，以实际生活污水为研究对象，通过试验对A/O生物脱氮工艺的影响因素和运行参数进行研究，确定了工艺的控制对象和控制策略，并探索了用DO、PH值、ORP作为控制参数的可行性，对于实现A/O生物脱氮工艺在线控制具有重要的现实意义。
关于A/O连续流工艺的控制一直是污水生物处理控制的难点之一。A/O连续流工艺连续进水，进水水质水量是随时间变化的，在无调节池的情况下，水流在反应系统的停留时间也是变化的，因此根据进水氨氮负荷变化，通过控制曝气量的大小，可以间接控制硝化反应速率，从而充分利用反应器容积，使出水水质满足排放指标要求。在反应系统碱度充足的条件下，通过PH值变化可以判断处理系统曝气量过量与否。在曝气过量的情况下，PH值沿反应器推流的方向出现一个最低点，通过这个最低点，可以判断硝化反应的结束点；但在曝气适量或曝气不足的情况下，PH值沿反应器推流方向一直下降，无法通过PH值的变化判断硝化反应的结束点。
研究发现用平均溶解氧浓度能间接反映处理系统的耗氧情况，可以用平均溶解氧浓度，来判断反应系统的曝气状态是过量、适量还是不足，从而控制处理系统的供气量，降低能耗费用。当通过PH值变化无法判断硝化反应的进程及供气量大小时，此时可通过控制反应系统的平均DO浓度在2.5～3.0MG/L范围内，优化供气量。
对曝气过渡区的控制，可根据进水水质和环境变量的变化，合理分配缺氧区和好氧区的容积比，有效利用反应器容积。当进水氨氮负荷低时关闭曝气过渡区，增加缺氧区的容积，延长反硝化的时间，提高TN的去除率；当进水氨氮负荷较高时，启动曝气过渡区，增加好氧区的容积，首先保证出水氨氮浓度满足出水水质指标。如果DO不是反应过程的限制因素，当环境温度升高时可通过关闭曝气过渡区来加大缺氧区容积，延长反硝化水力停留时间，充分利用进水中的碳源进行反硝化，减少外碳源的投加量。
研究确定了总回流比和碳源投加量的控制方案：总回流比由进水总氮浓度和出水NOX--N的设定值来确定，通过使缺氧区出水NOX--N浓度保持在2MG/L左右来控制外加碳源的投加量。这样既保证了回流的硝酸盐量，又容易判断碳源投加的最佳量，节省碳源的投加量。由于进水氨氮负荷较高，为防止污泥在二沉池中发生反硝化，引起污泥上浮现象，采用前馈控制来实现定污泥浓度控制，污泥回流比在100～150％较高的范围内变化。
研究引入BP神经网络的理论与方法，根据试验所得总回流比、碳源投加量与出水TN浓度的数据对BP神经网络进行训练并检验，检验的预测输出值与试验测量值具有很好的一致性。可见，神经网络作为一种新型无参数模型，能够很好的模拟A/O生物脱氮系统的性能，并且通过建立的三维仿真模型，可以寻找到它们之间的最佳配合关系，优化系统的运行，降低运行费用。
通过对A/O生物脱氮工艺的分析，确定了以缺氧区NOX--N浓度为控制目标来计算外加碳源投加量的方法；通过对外加碳源投加量、总回流比和出水总氮关系的分析，基于ASMNO.1建立了A/O工艺外碳源投加的数学模型；并在MATLAB程序下对PI控制器和前馈PI控制器的控制效果进行了仿真比较，结果表明前馈PI控制器具有较好的控制效果。
在生物反硝化过程中，参与氧化还原反应的氧化态物质和还原态物质主要是硝酸盐和进水中的易生物降解的有机物，其变化可以用ORP来表示。当缺氧区的硝酸盐浓度在3～18MG/L之间变化时，ORP的绝对值同时受硝酸盐浓度和CODCR浓度的影响，很难用ORP的绝对值确定缺氧区硝酸盐浓度；但是，从ORP的绝对值是否高于-160MV或者低于-230MV，可以判断缺氧区硝酸盐浓度是否过高或者已经被全部还原(即在3～18MG/L以外)，可将此作为工艺运行状态与运行参数调节的依据。
为了进一步提高处理系统的脱氮效率，研究中还对A/O推流反应器做了适当的变形，形成串级缺氧-好氧脱氮工艺。通过对三种运行工况的研究结果比较，确定了串级缺氧-好氧工艺的运行工况，缺氧区A1：好氧区O1：缺氧区A2：好氧区O2的容积比为22：53：14：11，并将缺氧区A1容积的一半设置为曝气过渡区，当进水氨氮负荷大于0.129KG/(KGMLSS·D)或者出水氨氮浓度大于5MG/L时，启动曝气过渡区。
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主办单位：保定市科学技术信息研究所、电话、地址：保定市东二环路1539号。
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