24051.厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)及乙酸影響研究

1、分類號分類號密級UDC編號碩士學位論文厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)及乙酸影響研究孫佳晶（1118010）指導(dǎo)教師姓名張蕾副教授專業(yè)名稱環(huán)境科學論文答辯日期2014年6月9日學位授予日期年月日摘要I摘要近年來，氮素污染問題日趨尖銳，危及人類健康和生態(tài)安全。為此，越來越多的國家和地區(qū)都制定了嚴格的氮素限值和排放標準，多種新型廢水脫氮技術(shù)也應(yīng)運而生。厭氧氨氧化工藝（Anammox）是一項具有廣泛應(yīng)用前景的新型生物脫氮技術(shù)，以其高效、經(jīng)濟的特點，受到

2、國內(nèi)外廣泛關(guān)注。然而，Anammox菌生長緩慢，工藝啟動時間長，且Anammox菌受廢水中有機物的影響嚴重，制約了實際工程應(yīng)用。本研究通過優(yōu)化接種物、反應(yīng)器構(gòu)型和操作條件，快速獲取了Anammox菌富集培養(yǎng)物，并研究了乙酸對Anammox菌代謝的影響。接種已馴化半年的Anammox污泥和普通活性污泥的混合污泥，控制溫度361℃，進水pH為7.01~7.71，280d后成功獲得了Anammox菌富集培養(yǎng)物。培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，短水力停留時間（

3、HRT）低基質(zhì)濃度的方式比長水力停留時間高基質(zhì)濃度的方式更容易獲取較高的脫氮速率。HRT為0.5d，基質(zhì)NH4N和NO2N濃度分別為580mgL和730mgL，反應(yīng)器總氮去除速率達2.29kg(m3d)。HRT為0.2d，僅在較低的基質(zhì)濃度（NH4N和NO2N濃度分別為325mgL和480mgL）時，總氮去除速率就達到了3.59kg(m3d)，遠遠高于HRT為0.5d時的水平。且在NH4N和NO2N濃度分別達到470mgL和640mgL

4、時，獲得5.16kg(m3d)的總氮去除速率。HRT的縮短并未對反應(yīng)器的脫氮效果產(chǎn)生不良影響，反應(yīng)器脫氮性能反而變好。HRT由0.4d縮短至0.2d，總氮去除速率不斷增加，由1.89kg(m3d)增加到3.74kg(m3d)。紅色顆粒污泥中細菌的細胞形態(tài)主要為球形，表面有火山口狀結(jié)構(gòu)，為典型的Anammox菌特征。Anammox污泥的比活性可達0.45kgNH4N(kgd)。經(jīng)16SrDNA鑒定，顆粒污泥中的Anammox菌屬于“Cid

5、atusKuenenia”屬。對乙酸作用下Anammox菌的代謝研究發(fā)現(xiàn)，乙酸的加入對Anammox菌基質(zhì)NH4N的代謝及反應(yīng)計量學產(chǎn)生了影響。乙酸濃度為1mmolL時，對Anammox菌代謝基質(zhì)NH4N和NO2N影響不大，但出水NO3N濃度降低，平均總氮去除效率大幅度升高，由89.27%升到95%以上，出水乙酸濃度0.82mgL，基本消耗殆盡。反應(yīng)器中雖出現(xiàn)了反硝化反應(yīng)，但在1mmolL乙酸存在下，Anammox反應(yīng)和反硝化反應(yīng)可協(xié)同

6、脫氮，使總氮去除效率高于單純Anammox工藝。乙酸濃度為3mmolL和4mmolL時，對Anammox菌代謝基質(zhì)NH4N產(chǎn)生抑制，抑制類型為基質(zhì)競爭抑制。氨氮的出水濃度由1.54mgL升高到54.7mgL，總氮去除速率和總氮去除效率均有所下降。乙酸抑制后，實驗組NO2NNH4N的值比對照組高，NO3NNH4N的值比對照組低。NH4N、NO2N和NO3N的計量關(guān)系基本穩(wěn)定，為1:1.50:0.07，乙酸與三者的計量關(guān)系與乙酸濃度有關(guān)。關(guān)