活性污泥体系中DNRA与反硝化的竞争抑制研究

硝酸盐异化还原为铵(Dissimilatory nitrate reduction to ammo-nium,DNRA)过程是将硝酸盐等含氮污染物转化成可以资源利用的氨,从而减少硝酸盐的排放量,维护生态平衡,对自然界中的氮循环以及废水废气中硝酸盐、氮氧化物的资源化回收具有重要意义。本课题主要探讨活性污泥体系中混合菌群的DNRA能力,从活性污泥样品中成功提取一株具备DNRA能力的菌株,进一步研究了该菌株的硝酸盐还原特性。在混菌条件下,采用序批式的活性污泥反应器(SBR),评估硝酸盐的还原产铵效率和影响因素。主要研究结果如下:(1)在多种外加碳源环境中对接种污泥的DNRA能力进行了分析研究,实验结果表明:C/N对产铵效果的影响较大,在C/N越高的环境中,DNRA过程更容易占主要地位,DNRA更趋于发生在氧化程度较弱的碳源环境中。在定性检测低温条件下混合菌群析出结晶中氮的存在形态后,进一步筛选得到一株DNRA功能菌株,经过鉴定为Pseudomonas菌属,基因登录号为OQRegorafenib体外711934,命名菌株为Pseudomonas.LZ-1。(2)碳源及C/N、p H、温度、S/N等对菌株Pseudomonas.LZ-1的DNRA能力有显著影响。以柠檬酸钠作为碳源,C/N为8时,菌株DNRA能力最强,效率最高,NH_4~+-N的产量为21.56 mg/L,转化率为15.64%。在初始p H为9时,菌株的产NH_4~+-N量达确认细节到最高的22.49 mg/L,转化率为17.21%,当初始p H提高到10后,菌株的DNRA能力会下降,表明在碱性较强的环境下,菌株Pseudomonas.LZ-1的生长会受到一定影响。菌株Pseudomonas.LZ-1的DNRA能力增强,在30℃时NH_4~+-N产量达到最高的26.21 mg/L,转化率为19.88%,而温度升高到35℃后,DNRA能力降低,NH_4~+-N的转化率下降了1.77%。与对照组相比S~(2-)和SO_4~(2-)的添加对与菌株的DNRA过程起到了抑制作用。随着S/N(S~(2-))比由0.25增加到1后,会减弱对于DNRA的抑制作用,NH_4~+-N的产量从16.77mg/L增加到了23.69 mg/L,NH_4~+-N的转化率增加了5.48%;当S/N(SO_4~(2-))比由0.5增大到4后,会减弱对于DNRA的抑制作用,NH_4~+-N的产量从19.69 mg/L增加到了29.86mg/L,NH_4~+-N的转化率增加了7.37%。(3)反应器一共运行115天,运行期间反应器对硝酸盐的去除率均维持在较高水平,在反应器运行的第五阶段,出水中无硝酸盐氮。提高进水中的硝酸盐浓度,增大C/N比和改变HRT都有助于反应器中的硝酸盐还原为氨,可有效促进反应器的DNRA过程。功能菌株的投加也能促进反应器的产铵效率。功能菌株的投加使反应器中NO_3~–N还原为NH_4~+-N的最高转化率matrix biology从12.98%提升到19.85%。16S r RNA高通量测序分析结果表明,在属水平上,第四阶段、第五阶段中假单胞菌属Pseudomonas是丰度最高的菌属,分别为23.94%、32.58%。