短程硝化启动运行中功能菌群变化研究

【目的】短程硝化-厌氧氨氧化是可实现的最短生物脱氮工艺,短程硝化是实现该工艺的重要环节和必要条件。【方法】采用序批式反应器(SBR)来实现短程硝化过程的启动和稳定运行,并对该过程中的相关功能菌群变化进行检测分析。【结果】通过控制低DO浓度(<1 mg/L)和逐步提高氨氮进水负荷,可抑制氨氧化细菌(NOB)菌群增殖并促进亚硝酸氧化菌(AOB)菌群规模显著扩大,实现短程硝化过程的启动和稳定运行。在氨氮进水负荷为0.055 kg/(m3.d)时,平均氨氮去除容积负荷和污泥负荷可达到0.043kg/(m3.d)和0.16 kg/(kg.d),平均亚硝酸盐积累率可达到83.4%。在短程硝化启动和稳定运行过程中,NOB菌群密度从2.0×105CFU/mL降至1.5×104CFU/mL,相对丰度从5.51%降至2.14%;AOB菌群密度从4.5×104CFU/mL增加至1.5×107CFU/mL,相对丰度从0.18%增加至7.25%。【结论】AOB菌群规模的扩大是实现短程硝化和氨氮去除能力提高的主要原因,同时较高的进水氨氮浓度和负荷也会造成亚硝化活性的抑制。

蠡河底泥中氨氧化细菌复合菌群的富集和过程中群落结构的变化

从蠡河底泥中富集氨氧化细菌(AOB)复合菌群,研究富集AOB复合菌群不同培养阶段氨氮(NH+4-N)去除率及氨氧化速率,通过单因素法和响应面法(RSM)分析AOB复合菌群最大活性的富集条件,采用PCR-DGGE研究富集阶段Ⅱ和最大活性阶段AOB复合菌群的群落结构变化。实验结果表明,AOB复合菌群在富集阶段Ⅲ时,1.5 d内NH+4-N去除率达到95.9%,氨氧化速率达到4.16 mg/(L·h),AOB复合菌群的活性达到最大;富集培养最佳条件是,NH+4-N初始浓度(I-NH+4-N)为403.26 mg/L,p H为7.96,C/N为1.47∶1,温度为29.79℃,碳源为柠檬酸钠,AOB复合菌群氨氧化速率达最大,为10.63 mg/(L·h);2个实验阶段AOB复合菌群群落结构发生很大变化,共富集6株AOB菌株,属于Comamonas sp.,Acidovorax sp.,Rhizobium sp.和Diaphorobacter,编号LHA4是绝对优势菌株,属于Comamonas sp.,相似性为98%。