厌氧氨氧化菌的富集及衰减系数的测定

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厌氧氨氧化(ANAMMOX)作为一种新型生物脱氮工艺,具有不消耗有机物、污泥产率低、脱氮效率高等优点,尤其适合于处理高氨氮、低C/N的废水。然而,由于厌氧氨氧化菌的细胞产率低,因此,如何在较短时间内获得足够的厌氧氨氧化菌,成为厌氧氨氧化工艺启动和运行的关键。微生物的增长是同化和衰减共同作用的结果,而表征微生物衰减的参数为衰减系数,因此,研究衰减系数对探讨厌氧氨氧化微生物的增殖和培养具有重要意义。本研究采用SBR反应器,通过Feed-batch的进水方式富集培养厌氧氨氧化菌(Candidatus Brocadia),并以富集培养的污泥为对象,在温度为35℃且无电子供体的条件下,分别进行缺氧(NO2--N、NO3--N)和厌氧环境的连续衰减试验,通过测定厌氧氨氧化污泥的基质利用速率,确定了不同环境下厌氧氨氧化菌的衰减系数。主要结论如下:(1)在进水NH4+-N浓度为5501000 mg·L-1、NO2--N浓度为8001200 mg·L-1、HRT为18 h的条件下,SBR反应器的NH4+-N去除率为99.48%,NO2--N去除率为99.64%,TN去除率为90.64%。NH4+-N、NO2--N的消耗量与NO3--N的生成量之间的化学计量比为1:1.318:0.239。污泥的氨氮利用速率为95.03395.54 mg·(g MLVSS·d)-1。厌氧氨氧化污泥颗粒化程度较好,呈红棕色。荧光原位杂交(FISH)结果表明污泥中厌氧氨氧化菌为优势菌,其含量占总细菌含量的86.03%。(2)采用培养的污泥(初始基质利用速率为155.66 mg NH4+-N·(L·d)-1)分别进行缺氧(NO2--N、NO3--N)及厌氧环境下的连续衰减试验,经过40 d后的污泥基质利用速率分别为32.69 mg NH4+-N·(L·d)-1、48.82 mg NH4+-N·(L·d)-1和19.58mg NH4+-N·(L·d)-1,即NO3--N环境下衰减后的污泥基质利用速率最大,NO2--N环境次之,厌氧环境最小。(3)缺氧(NO2--N、NO3--N)及厌氧环境下厌氧氨氧化菌的衰减系数分别为0.0352 d-1、0.0257 d-1和0.0512 d-1。由于厌氧氨氧化菌的增殖速率较小,在进行污泥保存时,厌氧环境下厌氧氨氧化菌衰减较快,维持NO3--N的缺氧环境有利于厌氧氨氧化菌活性和数量的保存。(4)依据基质利用速率测定混合菌群中厌氧氨氧化菌的衰减系数是一种行之有效的方法。
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