好氧和缺氧条件下游离亚硝酸对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性抑制

【背景】稳定短程硝化是实现城市污水厌氧氨氧化技术的瓶颈,目前国内外关于游离亚硝酸(Free nitrous acid,FNA)对硝化菌活性的影响大多是在曝气条件下进行研究,鲜有关于缺氧条件下FNA对硝化菌活性影响的报道。【目的】探究好氧和缺氧下FNA对氨氧化菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(Nitrite oxidizing bacteria,NOB:Nitrospira和Nitrobacter)活性的抑制影响。【方法】采用序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR),基于混合液悬浮固体浓度(Mixed liquid suspended solids,MLSS)为8 300 mg/L的全程硝化污泥条件,通过批次试验分别考察好氧和缺氧下FNA(初始浓度为1.16 mg/L)处理48 h后,AOB和NOB活性的变化情况。【结果】好氧FNA处理活性污泥48 h后,FNA浓度维持在1.16-1.17 mg/L,游离氨(Free ammonia,FA)浓度小于0.017 mg/L,AOB、Nitrospira、Nitrobacter丰度均未发生明显变化;过曝气至99 h时,与空白组相比,比氨氮氧化速率(r~+_(NH4-N))、比亚硝酸盐氮氧化速率(r_(NO2-N))均出现小幅下降,分别由3.5、4.828 mg N/(g VSS·h)降至3.3、4.668 mg N/(g VSS·h),且亚硝酸盐氮累积率(Nitrite accumulation rate,NAR)始终低于33.2%。缺氧FNA处理活性污泥48 h后,FNA浓度维持在0.64-1.16 mg/L,FA浓度低于0.039 mg/L,AOB丰度变化较小,而Nitrospira、Nitrobacter丰度均明显下降,分别由3.002 9×10~9、4.245×10~8 copies/g VSS降至1.666 5×10~8、5.163 8×10~7 copies/g VSS;过曝气至99 h时,与空白组相比,r~+_(NH4-N)值下降幅度较小,而r_(NO2-N)值明显降低,由4.828 mg N/(g VSS·h)降至0.007 mg N/(g VSS·h),且在过曝气0-292 h内,NAR均大于94%。【结论】好氧FNA处理活性污泥48 h后对AOB和NOB无明显抑制作用,但缺氧FNA处理活性污泥48 h后对AOB具有轻微抑制作用,而对NOB具有强烈的抑制作用,可以实现稳定的短程硝化。     

污水处理系统中厌氧氨氧化菌分布及影响因素

基于厌氧氨氧化的污水生物脱氮工艺近年来发展迅速,污水处理系统中厌氧氨氧化菌的分布和多样性成为了重要的研究方向。目前,在污水处理系统中曾检测出多种厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)菌,最常被检测出的是待定布罗卡地菌Candidate Brocadia和待定斯图加特库氏菌Candidate Kuenenia的Anammox菌,并且研究发现单一生境下往往只存在一种类型的Anammox菌,但是影响Anammox菌分布和多样性的因素与机制目前仍不明确。系统总结了污水处理系统中,不同工艺形式和运行条件下的Anammox菌分布情况,归纳分析了关键因素对Anammox菌分布的影响,包括底物浓度和微生物比生长速率、污泥性质与微生物生境、多重因素的联合作用和影响等。在此基础上,阐述了Anammox菌分布机制研究的工程意义,并对该领域的研究方向和思路进行了展望。