反硝化-厌氧氨氧化掺杂培养的厌氧氨氧化菌影响因素研究

为了得到厌氧氨氧化菌最适宜的生长环境,利用培养成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥进行厌氧氨氧化菌的影响因素研究。探讨了温度、pH值、COD、进水基质(NH_4~+-N和NO_2~--N)对厌氧氨氧化菌活性的影响。研究结果表明:厌氧氨氧化菌最适温度为40℃;最适pH值范围为7.0~8.0;COD质量浓度低于100mg/L时,对厌氧氨氧化菌无明显抑制作用,COD质量浓度高于100mg/L时,反硝化菌生长占据优势,一定程度上抑制了厌氧氨氧化菌的活性;进水基质NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别低于1 540mg/L和140mg/L时,厌氧氨氧化菌活性没有受到严重抑制。控制厌氧氨氧化工艺的最适生长条件,有利于厌氧氨氧化菌的快速生长,进而为厌氧氨氧化反应器的快速启动奠定基础。     

厌氧氨氧化及其工艺的研究现状

厌氧氨氧化工艺是生物脱氮领域里不断发展起来的新工艺,具有自身的优势,有很好的发展前景。通过介绍厌氧氨氧化的发展,进而谈到对厌氧氨氧化菌的研究。重点介绍了目前已开发出的三种厌氧氨氧化工艺:两相SHARON-ANAMMOX工艺、OLAND工艺、CANON工艺。     

分子生物学测定Anammox菌研究进展

目前,已经发现了4种厌氧氨氧化菌属:Candidatus"Brocadia"(Candidatus" Brocadia fulgida",anaerobic ammonium-oxidizing Planctom ycete和Candidatus"Brocadia anammoxida"),Candidatus"Kuenenia"(Candidatus "Kuenenia stuttgarti"),Candidatus"Scalindua"(Candidatus"Scalindua wagneri",Candidatus"Scalindua brodae"和Candidatus"Scalindua sorokinii")和异养厌氧氨氧化菌属(Candidatus"Anammoxoglobus propionicus"、anaerobic ammonium-oxidizing planctomycete Cquenviron-1和Candidatus"J ettenia asiatica").采用分子生物学方法测定厌氧氨氧化菌包括:PCR扩增(DGGE,末端标记限制性片段长度多态性(TRFLP)和定量PCR)、FISH、FISH-MAR和ISR-FISH等方法.结合传统方法和分子生物学方法对各种系统中的厌氧氨氧化菌进行测定,这对于全面认识厌氧氨氧化菌的性质、开发新的废水脱氮技术都具有重要意义.     

重金属对厌氧氨氧化工艺的影响

厌氧氨氧化(anammox)是一种新型废水生物脱氮工艺,因其高效低耗的优势,在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景.然而废水中存在的重金属对anammox菌产生抑制甚至毒害作用,制约了anammox工艺的推广应用.文章结合厌氧氨氧化菌自身优势和受限条件,综述了重金属对厌氧氨氧化菌的短期、长期影响,探讨了其作用机理,并据此提出调控策略.     

厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究

根据厌氧氨氧化菌、反硝化菌与甲烷菌的特征,采用气提式反应器,利用反硝化颗粒污泥进行厌氧氨氧化污泥培养,研究厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合作用,并考察其对高氨氮有机废水的处理效果.反应器经过106 d的试验运行表明,NH3-N、TN、NO3-N及COD的去除率分别可达45%、69%、94%及81%;试验过程中同时观察到了厌氧脱磷现象;反应器中接种的灰黑色絮状污泥在连续运行期间逐渐转变为深棕黄色颗粒污泥.经PCR检测表明厌氧氨氧化活性较高.     

分子生物学技术及其在环境样品微生物分析中的应用

综述了荧光原位杂交(FISH)、多聚酶链式反应(PCR)、DNA克隆及DNA测序等分子生物学技术,并将这些分子生物学技术应用到淡水水体底泥厌氧氨氧化茵(anammox菌)和好氧氨氧化菌的原位检测中,从底泥样品中鉴别出这两种细菌,其中好氧氨氧化菌属于亚硝酸单胞菌属,厌氧氨氧化菌属于anammox菌的Brocadia分支,为进一步研究淡水环境中氮的微生物循环过程提供了一定的依据．     

冷藏孵育对厌氧氨氧化低温脱氮性能和菌群结构的影响

为提高厌氧氨氧化菌在低温(10～15℃)下的脱氮能力,将厌氧氨氧化菌群在5℃低温孵育,探究复苏的厌氧氨氧化菌的低温氮代谢能力。结果表明,经过92天的低温孵育,厌氧氨氧化菌在12±1℃的环境温度下脱氮容积负荷达到225±25mgN/(L·d),约为22±1℃工况下脱氮负荷的68%,显著高于以往研究结果。利用16SrRNA基因高通量测序和主成分分析的方法对反应器内功能微生物菌群进行分析,发现低温孵育对厌氧氨氧化生物膜上的微生物群落结构的演替有显著的影响。典型厌氧氨氧化菌Candidatus＿Kuenenia对低温环境的适应性高于Candidatus＿Brocadia和Candidatus＿Jettenia。低温孵育后Candidatus＿Kuenenia占比的提高和低温代谢能力的增强,对于提升厌氧氨氧化反应器在10～15℃时低温的脱氮性能具有重要作用。     

沸石载体恢复受饥饿影响厌氧氨氧化菌的性能研究

利用沸石良好的吸氨能力和微生物载体功能,将受饥饿影响的厌氧氨氧化菌在含沸石的反应器内进行活性恢复,研究沸石对长期饥饿影响下厌氧氨氧化菌恢复过程中菌群活性及结构的影响.结果表明,经过82天的运行,沸石反应器和对照反应器(无沸石添加)内厌氧氨氧化菌均获得恢复.沸石反应器的脱氮效率从第59天开始与对照反应器拉开差距,运行第8...     

联氨氧化酶初步纯化及醌类化合物对其活性影响

厌氧氨氧化菌是一种化能自养菌,它具有独特的生理生化特性及生物脱氮机理.对厌氧氨氧化菌进行实验室扩大培养,对其主要代谢酶联氨氧化酶性质进行研究,对联氨氧化酶进行初步纯化,并探究醌类化合物对联氨氧化酶活性的影响.最终得出联氨氧化酶活性最适温度为35℃,最适pH为7.5.酶纯化结果表明超滤相对分子质量在50～100 kDa....     

厌氧氨氧化反应器启动及污泥产率系数测定

在膨胀颗粒污泥床中接种厌氧颗粒污泥,采用间歇进水、间歇出水方式运行210 d,成功启动了厌氧氨氧化反应器.在总氮容积负荷为0.11 kg/(m3*d)下,氨氮去除率达75%,亚硝酸盐氮去除率达85%,污泥颜色由原来的黑色渐渐变为棕色,厌氧颗粒污泥逐渐解体,新的厌氧氨氧化污泥颗粒粒径较小.氨氮、亚硝酸盐氮去除量和硝酸盐氮生成量的比例为1:1.1:0.18.在对厌氧氨氧化过程电子流分析基础上,建立了厌氧氨氧化细胞产率系数与NH 4、NO-2去除量和NO-3生成量之间的计量学关系,估算出厌氧氨氧化菌产率系数为0.080 mol CH2O0.5N0.15/mol NH 4.     

2类氨氧化菌的生态特性及其应用研究进展

氮素作为组成生物体的重要元素，一直以其独特的方式在自然界中循环。经典氮循环理论认为细菌的好氧氨氧化是氧化氨氮的唯一途径，然而，随着生物技术的发展，新的氮循环途径被不断发现，其中的古菌好氧氨氧化以及厌氧氨氧化过程，由于其突出的生态及工程应用重要性，成为学术界的研究热点。本文主要综述了氮循环新途径中的厌氧氨氧化以及古菌好氧氨氧化过程的发现及研究现状，并进一步探讨了这两类氨氧化菌的研究及应用前景。     

亚铁离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响

研究通过投加厌氧氨氧化污泥,待反应器稳定运行后考察不同浓度Fe2+对厌氧氨氧化污泥活性的影响.实验结果表明:经过210 d的连续培养,发现Fe2+可以促进厌氧氨氧化菌的细胞合成并且增加其基质代谢,当溶液中Fe2+浓度为0.085 mmol/L(4.76 mg/L)时,氨氮转化率维持在90%以上;添加Fe2+可以增加厌氧氨氧化菌亚铁血红素含量.此时样品中亚铁血红素C含量达到0.143μmol/mg,是同期对照反应器的2.04倍.通过SEM电镜发现当Fe2+浓度为0.085 mmol/L时,厌氧氨氧化菌群结构与形态趋于稳定.     

无机碳对厌氧氨氧化反应的影响

利用上向流生物膜滤池厌氧氨氧化反应器,考察了无机碳对厌氧氨氧化反应的影响.实验分两阶段进行,在初始阶段加入少量的无机碳,亚硝酸盐氮浓度高于100mg/L时会对厌氧氨氧化产生可逆性抑制,将NO2--N的浓度提高至250mg/L时,总氮的去除率降至58%;在第二阶段逐步提高无机碳浓度,经过长期培养发现NO2--N的浓度高于100mg/L时厌氧氨氧化并没有受到抑制,提高NO2--N浓度至250mg/L时去除率仍能达到高达86%.结果表明,高浓度的无机碳有助于厌氧氨氧化菌克服亚硝酸盐氮对其的抑制作用.     

厌氧氨氧化菌混培物的培养及上流式厌氧污泥床反应器运行

采用污泥混合接种的方法,利用UASB(厌氧污泥床)反应器完成了厌氧氨氧化混培菌的培养与驯化并启动了实验室规模的厌氧氨氧化反应器。当含氮模拟废水进水氨氮浓度和亚硝氮浓度分别为3～5mmol/L和4～6mmol/L,进水氨氮、亚硝氮的容积负荷分别为2mmol/(L·d)和2.5mmol/(L·d),氨氮、亚硝氮的最大去除率分别可达63%和78%。对UASB反应器工艺运行条件的研究表明:厌氧氨氧化反应的最适pH为7.5,最适反应温度为35°C。厌氧氨氧化反应速率与亚硝氮浓度有关,当亚硝氮浓度大于10mmol/L时对厌氧氨氧化反应具有明显的抑制作用。     

废水生物脱氮技术研究进展

介绍了几种新型脱氮工艺,主要包括短程硝化反硝化、氧限制自养硝化反硝化(OLAND)、全程自养脱氮(CANON)、厌氧氨氧化、同步反硝化脱磷除硫等工艺。它们以亚硝化反应和厌氧氨氧化反应为主,使脱氮具有更加低能耗、高效率的特点。微生物种类的扩展,厌氧氨氧化和反硝化反应的竞争,羟氨转化为联氨是厌氧氨氧化菌活性出现的标志等是最新的研究内容,但新型脱氮工艺的影响因素与控制方略,特别是相关物质转换,微生物学机理有待进一步研究。     

厌氧氨氧化菌种的低温保藏条件

剖析了厌氧氨氧化菌种低温保藏的影响因素,系统总结了保藏温度、保护剂（海藻糖、二甲亚砜、甘油等）、保藏时间、基质及活性恢复措施的设置要点。最后指出,保藏厌氧氨氧化菌种时需根据优势菌的生理特性选择恰当的保藏条件。     

不同种泥和运行方式对启动厌氧氨氧化反应器的影响

采用6个相同的序批式反应器(SBR),以好氧硝化-厌氧氨氧化和直接厌氧氨氧化2种运行方式,分别以河岸带污泥、好氧污泥和厌氧污泥为接种污泥启动厌氧氨氧化反应器。研究结果表明,采用好氧硝化-厌氧氨氧化方式时,接种河岸带污泥和好氧污泥的反应器分别在第110天和165天实现了厌氧氨氧化反应;接种河岸带污泥的反应器启动更快,对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率分别可达94%和99%,接种好氧污泥的反应器对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高仅为53%和67%;接种厌氧污泥的反应器并未发生明显的厌氧氨氧化反应。直接以厌氧氨氧化方式运行的反应器,3类种泥都培养了190 d,没有出现厌氧氨氧化现象。     

厌氧氨氧化及其工艺的研究现状

厌氧氨氧化工艺是生物脱氮领域里不断发展起来的新工艺,具有自身的优势,有很好的发展前景。通过介绍厌氧氨氧化的发展,进而谈到对厌氧氨氧化茵的研究。重点介绍了目前已开发出的三种厌氧氨氧化工艺：两相SHARON-ANAMMOX工艺、OLAND工艺、CANON工艺。     

铁对厌氧氨氧化过程及其微生物群落的影响

从电子传递机制、微生物活动和影响因子等角度出发,综述铁对厌氧氨氧化过程的影响。结果表明,不同价态的铁作为电子受体或电子供体生成厌氧氨氧化底物促进反应,且产生铁氨氧化(Feammox)、硝酸盐依赖型亚铁氧化反应(nitrate-dependent ferrous iron oxidation,NAFO)等不同反应。同时铁元素对厌氧氨氧化过程中功能微生物富集、血红素含量提升及颗粒化过程均有促进作用,从而明显提升对厌氧氨氧化工艺的处理效果。并总结了最佳的铁投加状态,铁元素加强厌氧氨氧化过程中的最适温度、pH值,为后续的铁元素加强厌氧氨氧化过程的研究提供参考。     

垃圾渗滤液中有机物对其厌氧氨氧化的影响

为了考察垃圾渗滤液中有机物对其厌氧氨氧化反应的影响,保证晚期垃圾渗滤液的深度脱氮,采用短程硝化SBR联合厌氧氨氧化SBR(ASBR)两级系统处理氨氮为(2 000±100)mg/L、COD为(2 200±200)mg/L的实际晚期垃圾渗滤液进行试验研究.短程硝化SBR运行了100d,亚硝酸盐积累率达到了95%以上.ASBR采用进水逐步加大渗滤液掺入比例的方式进行驯化.实验结果表明,随着掺入比例的增大,进水可降解COD增加到150 mg/L左右时,ASBR的氮负荷速率从1.20 kg/(m3·d)降到了0.28 kg/(m3·d),氮去除速率从1.10 kg/(m3·d)下降到了0.19 kg/(m3·d),表明系统趋于崩溃.当ASBR进水可降解COD再次降低到50 mg/L左右时,系统的厌氧氨氧化菌活性得到了恢复,最大的氮负荷速率和氮去除速率分别达到了1.55和1.20 kg/(m3·d).定量PCR试验表明,当系统的厌氧氨氧化菌活性得到恢复后,厌氧氨氧化菌占全细菌的比例达到了试验期间的最大值1.94%.