厌氧氨氧化菌基质转化特性的研究

直接以氨为电子供体的反硝化反应是一种新的生物反应．作者对能进行这种生物反应的厌氧氨氧化菌混培物的基质转化特性作了研究．试验发现，除已被证实的硝酸盐外，亚硝酸盐和Ｎ２Ｏ也能作为厌氧氨氧化的电子受体；还发现，在厌氧氨氧化中可产生中间产物羟胺和联氨，彼此可相互转化．此外，对厌氧氨氧化的可能途径也作了初步探讨     

厌氧氨氧化菌好氧代谢特性的研究

将取自厌氧氨氧化反应器的混培物与Nitrosomonas europaea和取自常规硝化反应器的混培物所作的比较研究表明,厌氧氨氧化菌混培物能利用氨和羟胺为基质消耗氧;也能将基质氨和羟胺转化为亚硝酸;抑制氨氧化的抑制剂烯丙基硫脲和联氨可抑制厌氧氨氧化菌对氨的氧化。厌氧氨氧化菌与好氧氨氧化菌,特别是两种混培物之间,具有许多共性。     

厌氧氨氧化菌的特性与分类

       厌氧氨氧化是环境领域和微生物领域的一个重大发现,对于认识氮素生物地球化学循环、丰富微生物学理论和开发新型生物脱氮工艺均具有巨大的推动作用.近年来对厌氧氨氧化菌的研究取得了许多突破性成果,探明了个体形态特征、细胞化学组分特征、富集培养与分离特征、生理生化特征以及生态学特征,提出了厌氧氨氧化代谢模型,纯化研究了多种厌氧氨氧化酶,分离获得和分类鉴定了5属9种厌氧氨氧化菌,建立了厌氧氨氧化菌科(Anammoxaceae).本文系统介绍了厌氧氨氧化菌的特性,详细描述了9种已被鉴定的厌氧氨氧化菌.     

牛粪堆肥中厌氧氨氧化菌分子生物学检测

研究利用PCR-DGGE方法对堆肥中厌氧氨氧化菌16S r RNA基因特异扩增,检测堆肥厌氧氨氧化菌种属及多样性水平。结果表明,牛粪堆肥中厌氧氨氧化菌群组成与海洋环境不同。海洋环境中Candidatus Scalindua属厌氧氨氧化菌为优势菌群,而牛粪堆肥中厌氧氨氧化菌中优势菌属为Candidatus Brocadia、Candidatus Kuenenia和Candidatus Scalindua,多样性相对较高。可为堆肥发酵过程中厌氧氨氧化过程提供分子生物学依据。     

太湖底泥中厌氧氨氧化菌初步研究

以太湖底泥为研究对象,根据宏基因组学原理,采用PCR、克隆测序等分子生物学方法,研究了底泥中厌氧氨氧化菌的多样性.结果表明:太湖梅梁湾底泥中有厌氧氨氧化菌存在,试验得到2个未见报道的厌氧氨氧化菌序列片段,登录号分别为JQ927330、JQ927331,与已报告的序列相似度最高为93％,是2种新型的厌氧氨氧化菌.     

进水基质对厌氧氨氧化反应器稳定性能的影响

利用ASBR试验装置接种城市污泥成功启动反应器后,研究其厌氧氨氧化工艺对进水基质抗冲击能力的影响。结果表明:进水NO2--N的降低对反应器去除NH4+-N和NO2--N影响不大,对TN影响较大。当进水NO2--N与NH4+-N质量比为0.3时,TN去除率低于50%。当保持进水基质比值不变,考察高负荷稳定运行时降低NH4+-N负荷对反应器性能的冲击,在进水NH4+-N浓度由高逐渐降低过程中,NH4+-N、NO2--N去除率高达100%,而NO3--N生成量逐渐增加。当进水NH4+-N在10 mg/L时,TN去除率降至6.5%。向低氨(NH4+-N浓度<10 mg/L)废水中加入葡萄糖后,TN去除率立即上升,当进水溶解性有机碳(DOC)为90 mg/L时,TN去除率达到90%,说明反应器可以良好的处理模拟养殖废水。     

厌氧氨氧化反应器载体生物膜细菌多样性的研究

采用细菌16S rRNA通用引物1055F/1392R-GC获得的PCR产物进行变性梯度凝胶电泳(DGGE),分析了两个厌氧氨氧化反应器在不同运行时间其载体生物膜上的细菌多样性。结果表明,两个反应器在不同运行时间其细菌种群多样性有一定差异。DGGE优势条带序列系统发育分析结果表明,反应器载体生物膜上的细菌类群主要是陶厄氏菌属Thauera、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas,外硫红螺旋菌科Ectothiorho-dospiraceae、酸杆菌门Chloroflexi、绿弯菌门Acidobacteria及不可培养细菌。当反应器运行208 d时,水体中氨氮和亚硝态氮的去除率维持较高水平,两者去除率之比为1.1,表明反应器内发生了厌氧氨氧化反应。针对厌氧氨氧化细菌16S rRNA基因引物Pla46F/Amx368R-GC获得的PCR产物,采用DGGE技术对载体生物膜上的厌氧氨氧化细菌进行了检测。DGGE优势条带序列分析结果表明,在反应器中富集得到的厌氧氨氧化细菌分别与Planctomycete KSU-1、Candidatus Jettenia asiatica的相似性均为96%,可以认为它们是反应器内起厌氧氨氧化作用的主要细菌。     

利用上流式双层厌氧滤器启动厌氧氨氧化研究

厌氧氨氧化是一种高效的脱氮处理工艺,但其启动和运行过程困难,高效反应器是解决此问题的有效手段。本文利用改进的上流式双层厌氧滤器开展厌氧氨氧化启动反应的试验研究。在反应器填料上分别接种反硝化污泥、厌氧污泥、混合污泥,通过模拟废水提供自养反硝化条件,并逐步提高基质浓度和水力负荷,促使菌群向厌氧氨氧化反应转变。试验发现,反硝化污泥、厌氧污泥、混合污泥均可启动厌氧氨氧化反应,启动时间分别为42、54 d和45 d。以反硝化污泥为接种物的启动效果最好,启动时间较短且废水氮素去除率高,总氮去除率最高达到82.2%。双层填料的反应器有效提高了厌氧氨氧化的稳定性,该反应器中厌氧氨氧化菌对氨氮、亚硝氮的适宜浓度负荷为270、360 mg·L^-1,废水中COD浓度不宜超过150 mg· L^-1,系统中存在厌氧氨氧化和甲烷化共存的效应。     

Anammox反应器中氨氧化菌的分离鉴定及特性研究

从Anammox反应器污泥中分离了6株好氧氨氧化菌，并对其中的N1菌株进行了生物学特性研究，试验证实该菌株具有厌氧氨氧化能力。     

厌氧氨氧化反应器载体生物膜细菌多样性的研究

采用细菌16SrRNA通用引物1055F／1392R-GC获得的PCR产物进行变性梯度凝胶电泳（DGGE）,分析了两个厌氧氨氧化反应器在不同运行时间其载体生物膜上的细菌多样性。结果表明,两个反应器在不同运行时间其细菌种群多样性有一定差异。DGGE优势条带序列系统发育分析结果表明,反应器载体生物膜上的细菌类群主要是陶厄氏菌属Thauera、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas,外硫红螺旋菌科Ectothiorho．dospiraceae、酸杆菌门Chloroflexi、绿弯菌门Acidobacteria及不可培养细菌。当反应器运行208d时,水体中氨氮和亚硝态氮的去除率维持较高水平,两者去除率之比为1．1,表明反应器内发生了厌氧氨氧化反应。针对厌氧氨氧化细菌16SrRNA基因引物Pla46F／Amx368R—GC获得的PCR产物,采用DGGE技术对载体生物膜上的厌氧氨氧化细菌进行了检测。DGGE优势条带序列分析结果表明,在反应器中富集得到的厌氧氨氧化细菌分别与PlanctomyceteKSU-1、CandidatusJetteniaasiatica的相似性均为96％,可以认为它们是反应器内起厌氧氨氧化作用的主要细菌。     

ASBR厌氧氨氧化反应器启动过程研究

采用一套有效容积为5L的ASBR厌氧氨氧化反应器,接种普通城市污水处理厂污泥浓缩池污泥,对厌氧氨氧化反应过程的启动进行研究.运行表明:可将反应器启动阶段分为污泥初期适应阶段、污泥表现厌氧氨氧化活性阶段、污泥厌氧氨氧化活性增强阶段及污泥厌氧氨氧化活性稳定阶段等4个阶段共117 d.反应器稳定后,NH4+-N、NO2--N、TN的去除率分别达到100％、100％、88％,并获得红褐色的厌氧氨氧化活性污泥.反应后113 d对污泥进行扫描电镜观察,结果初步证明培养出了厌氧氨氧化菌.     

利用亚硝化生物膜加速启动厌氧氨氧化反应器的特性研究

[目的]培养高活性的亚硝化生物膜,再将其作为接种微生物启动ANAMMOX反应器。[方法]试验通过监测进出水中NH4^＋-N和NO2--N的变化情况判定反应器工作环境是否由亚硝化为主逐步转变为以厌氧氨氧化为主,继而判定厌氧氨氧化反应器的启动是否完成。[结果]反应器在第185～201天运行稳定,亚硝氮与氨氯的平均去除比例分别为0．65和0．62,而厌氧状态下氨氮和亚硝氮以一定的比例被同时去除是厌氧氨氧化反应器成功运行的特征之一。[结论]亚硝化微生物作为ANAMMOX反应器的接种微生物是可行的。     

高负荷条件下厌氧氨氧化处理猪场废水启动效果研究

以厌氧反硝化泥为接种污泥启动厌氧氨氧化反应器后处理猪场废水的研究结果表明,高负荷处理条件下对废水的NH4 -N、COD、NO2-N最高去除率分别为60%、80%、99%,平均去除率分别为45%、75%、75%。     

厌氧氨氧化处理猪场养殖废水最佳运行工艺研究

以实际猪场废水为研究对象,以SBR为反应器,接种厌氧消化污泥培养厌氧氨氧化细菌,厌氧氨氧化阶段成功启动后,研究了厌氧氨氧化最佳运行工艺,试验研究表明:厌氧氨氧化最佳运行参数为pH值7.5±0.1,温度33(±1)℃,HRT1.2d。当达到最佳运行参数时,NH4+-N的去除率达到98.47%,NO2--N去除率达到99.09%。     

常温下UASB反应器厌氧氨氧化生物脱氮试验

[目的]研究常温下厌氧氨氧化反应器的脱氮效果。[方法]以人工配水为进水,接种某城市污水处理厂氧化沟活性污泥,在常温(22~29℃)下进行了一套容积为3.2 L的UASB反应器厌氧氨氧化生物脱氮试验。[结果]反应器在运行75 d后,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率分别达93.5%和86.1%,去除的氨氮、去除的亚硝酸盐氮和生成的硝酸盐氮比例为1.00∶1.30∶0.31,成功实现厌氧氨氧化途径生物脱氮。反应器停运近3个月后,在常温(17~25℃)再次启动时,只需16 d反应器就可以恢复高效厌氧氨氧化生物脱氮,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率分别达96.6%和90.1%。[结论]常温下可以实现厌氧氨氧化反应器的启动,并且可以实现高效脱氮。     

厌氧氨氧化及其在低碳源废水处理中的应用

在缺氧条件下,厌氧氨氧化菌可以直接以NO3-或NO2-为电子受体,以NH4+为电子供体,将2种氮素同时转化为氮气.这种厌氧氨氧化作用无需有机碳源、供氧能耗低,运行费用少.本研究从厌氧氨氧化机理出发,介绍了厌氧氨氧化技术的应用,并针对其在低碳源废水处理方面的研究进展进行了阐述.     

半亚硝化-厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究与应用进展

厌氧氨氧化工艺由于能耗低,污泥产量少,耐高盐度,脱氮效能高等优点成为研究的热点.半亚硝化-厌氧氨氧化联合技术通过解决厌氧氨氧化电子受体来源问题,实现了高氨氮废水自养生物脱氮.对半亚硝化、厌氧氨氧化及其联合工艺的研究现状进行综述,分析了目前这些工艺的优缺点,为今后的研究方向提出了一些建议.     

亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理高含氮废水的研究

采用实验室规模的亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究其对高含氮、低C/N废水的处理能力.结果表明,亚硝化反应器的水力停留时间控制在1.0d时,亚硝化活性比较稳定,进水氨氮浓度对其影响不大.进水氨氮浓度在400～600 mg/L时,出水亚硝酸氮浓度都在260～280 mg/L,可以通过控制进水氨氮浓度调节出水亚硝酸氮/氨氮的比率.亚硝化反应器出水的亚硝酸氮/氨氮的比率对厌氧氨氧化脱氮率有重要的作用.当进水氨氮浓度为480 mg/L时,出水中亚硝酸氮/氨氮的比率为1.2左右,进入厌氧氨氧化反应器的氮物质去除率达到     

荧光定量PCR技术检测红壤稻田土壤厌氧氨氧化细菌

利用厌氧氨氧化细菌16S rDNA基因特异引物对红壤稻田土壤总DNA进行扩增、PCR产物纯化、克隆和测序,得到属浮霉菌(Planctomycetes)的厌氧氨氧化细菌的部分16S rDNA序列(长度为502 bp)。以含该序列的重组质粒作为荧光定量PCR的标准品,对水稻不同生育期红壤稻田土壤中的厌氧氨氧化细菌数量进行检测。结果表明水稻各生育期内稻田表层和根层土壤中均存在一定数量的厌氧氨氧化细菌,且其数量随水稻生长有所变化。表土中的数量随水稻生长呈逐渐增加的趋势,根层土的数量在水稻生长前期变化不大,孕穗期后明显增加。红壤稻田土壤中存在的厌氧氨氧化细菌对稻田土壤的硝化作用可能具有一定贡献。