反硝化-厭氧氨氧化摻雜培養(yǎng)的厭氧氨氧化菌影響因素研究

王思慧，宋圓圓，劉云曼，郭延凱，廉 靜，郭建博

(1.河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018；2. 河北省污染防治生物技術(shù)實驗室，河北石家莊 050018；3.天津城建大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，天津 300384；4.天津市水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，天津 300384)

反硝化-厭氧氨氧化摻雜培養(yǎng)的厭氧氨氧化菌影響因素研究

王思慧1,2，宋圓圓3,4，劉云曼1,2，郭延凱1,2，廉 靜1,2，郭建博3,4

(1.河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018；2. 河北省污染防治生物技術(shù)實驗室，河北石家莊 050018；3.天津城建大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，天津 300384；4.天津市水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，天津 300384)

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量廢水及污染物排放到水體[1]，氮素污染日趨嚴(yán)重，廢水中超標(biāo)的氮嚴(yán)重影響人體健康[2]，因此如何去除水體中的氮成為亟待解決的問題。目前經(jīng)濟有效的脫氮技術(shù)之一就是生物脫氮。

1 材料與方法

1.1 實驗廢水

1.2 實驗內(nèi)容

1.3 分析方法

硝態(tài)氮采用紫外分光光度法[17]測定，亞硝態(tài)氮采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法[17]測定，氨氮采用納氏試劑光度法[17]測定；pH值采用DELTA-320型pH計進行測量。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對厭氧氨氧化菌脫氮性能的影響

溫度是影響細菌生長和代謝的重要條件，是影響微生物酶促反應(yīng)的主要因素之一，溫度升高可使反應(yīng)速率加快，但每種微生物都存在一個溫度耐受極限，如果超過極限值，反應(yīng)速率會急劇下降，控制微生物反應(yīng)的最適溫度有利于維持體系高效穩(wěn)定的反應(yīng)速率。

圖1 溫度對厭氧氨氧化菌活性的影響 Fig.1 Effect of temperature on the anammox activity

2.2 pH值對厭氧氨氧化菌脫氮性能的影響

圖2 pH值對厭氧氨氧化菌活性的影響Fig.2 Effect of pH value on the anammox activity

2.3 COD對厭氧氨氧化菌脫氮性能的影響

新的研究表明厭氧氨氧化菌還能氧化有機物[21], 如果它(如同某些硝化細菌一樣)也能利用有機物進行異養(yǎng)生長, 則可能提高厭氧氨氧化菌細胞產(chǎn)率, 有效地縮短反應(yīng)器的啟動時間。另外，厭氧氨氧化菌為自養(yǎng)菌，無需外加有機碳源，但實際廢水中大多含有一定量的有機物。研究有機碳源條件下厭氧氨氧化的脫氮特性對厭氧氨氧化技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。故本實驗針對不同質(zhì)量濃度的COD(外加葡萄糖作為有機碳源)對厭氧氨氧化菌活性的影響作出研究。

圖3 COD質(zhì)量濃度對厭氧氨氧化菌 活性的影響Fig.3 Effect of COD on the anammox activity

2.4 進水基質(zhì)對厭氧氨氧化菌脫氮性能的影響

圖-N對厭氧氨氧化菌活性的影響Fig.4 Effect of -N on the anammox activity

圖-N對厭氧氨氧化菌活性的影響Fig.5 Effect of -N on the anammox activity

3 結(jié) 語

1)研究了以反硝化菌摻雜厭氧氨氧化菌的接種策略培養(yǎng)得到的厭氧氨氧化菌的影響因素，實驗結(jié)果表明，溫度和pH值對厭氧氨氧化菌活性有明顯影響，最適溫度為40 ℃，最適pH值范圍為7.0～8.0。對于不同類型的厭氧氨氧化菌，其最適的生長溫度也有所不同；目前研究的厭氧氨氧化菌一般為中溫菌，適宜的溫度為30～40 ℃[10-13]，與本文研究所得結(jié)果一致。有文獻報道[19-20]厭氧氨氧化菌的適宜pH值為6.7～8.3，在pH值小于6.5或大于9.0時，厭氧氨氧化菌完全沒有活性，本實驗研究結(jié)果與此相似。

本文利用不同培養(yǎng)策略研究了厭氧氨氧化菌的最適宜生長條件，豐富了厭氧氨氧化菌的影響因素研究，可為厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動提供理論基礎(chǔ)。

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Influencing factors analysis of anammox bacteria cultured by mixing denitrifying-anammox

WANG Sihui1,2, SONG Yuanyuan3,4, LIU Yunman1,2, GUO Yankai1,2, LIAN Jing1,2, GUO Jianbo3,4

(1. School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China; 2. Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, Shijiazhuang, Hebei 050018, China; 3. School of Environmental and Municipal Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China; 4. Tianjin Key Laboratory of Aquatic Science and Technology, Tianjin 300384, China)

1008-1542(2017)03-0298-07

10.7535/hbkd.2017yx03013

2016-07-22；

2016-10-17；責(zé)任編輯：王海云

國家自然科學(xué)基金(51208170)；河北省杰出青年科學(xué)基金(E2012208012)；河北省高校百名優(yōu)秀創(chuàng)新人才支持計劃(Ⅱ)(BR2-211)；河北省高校重點學(xué)科建設(shè)項目

王思慧(1992—)，女，河北石家莊人，碩士研究生，主要從事水污染控制方面的研究。

郭建博教授。 E-mail：jianbguo@163.com

X523

A

王思慧，宋圓圓，劉云曼，等.反硝化-厭氧氨氧化摻雜培養(yǎng)的厭氧氨氧化菌影響因素研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報,2017,38(3):298-304. WANG Sihui, SONG Yuanyuan, LIU Yunman,et al.Influencing factors analysis of anammox bacteria cultured by mixing denitrifying-anammox[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2017,38(3):298-304.