东华理工大学李芸:短程反硝化的微生物富集策略及应用研究进展
不羁的投影仪
2023年04月10日 10:01:10
只看楼主

0 1       图文摘要      



0 1

     
图文摘要      
 


0 2

     
成果简介      

短程反硝化是将NO 3 - -N仅还原到NO 2 - -N,实现NO 2 - -N积累的过程,可以通过以下2种方式实现:

(1)调控酶的活性,即抑制常规反硝化过程中的Nir、Nor、Nos酶活性,提高Nar酶活性,将反应控制在NO 2 - -N积累阶段;

(2)驯化和富集以NO 2 - -N为最终产物的短程反硝化菌群来实现NO 2 - -N积累。

目前关于短程反硝化的研究主要集中在硫短程自养反硝化和异养短程反硝化2个方面。一般来说,对于硫短程自养反硝化系统,应控制n(S):n(N)<1.31,HRT在4~8 h,SRT在12~40 h,pH稳定在7.0~8.0,温度维持在30~35 ℃,此条件下可以实现硫短程自养反硝化微生物(如 Pseudomonas fluorescens Thiobacillus denitrificans Sulfurimonas denitrificans )的富集和NO 2 - -N的稳定积累。

对于异养短程反硝化系统,可选取河涌底泥和乙酸盐作为接种污泥和有机碳源,将m(COD)/m(NO 3 - -N)控制在2.5左右,进水pH调节至9.0,此条件下可富集抵抗低温影响的异养短程反硝化微生物(如Thauera和Halomonas),并实现NO 2 - -N的稳定积累。

另外,短程反硝化工艺的应用主要是与厌氧氨氧化工艺耦合成为PD-Anammox工艺,PD-Anammox工艺有一体式和分体式2种类型,其中分体式工艺可以根据所处理污水的类型将短程反硝化单元放置于厌氧氨氧化的前或后。PD-Anammox工艺的处理对象有城市污水、高氨氮废水和工业硝酸盐废水等。


0 3

     
创新性发展      

1.硫短程自养反硝化微生物有 Pseudomonas fluorescens、Thiobacillus denitrificans Sulfurimonas denitrificans 等。

2.控制n(S)﹕n(N)<1.31,HRT在4~8 h,SRT在12~40 h,pH稳定在7.0~8.0,温度维持在30~35 ℃,可以实现硫短程自养反硝化微生物的富集。

3.异养短程反硝化微生物有 Thauera、Halomonas 等。

4.选取河涌底泥和乙酸盐作为接种污泥和有机碳源,将m(COD)/m(NO 3 - -N)控制在2.5左右,进水pH调节至9.0,可以实现异养短程反硝化微生物的富集。


0 4

     
全文导读      

近些年发展出的厌氧氨氧化工艺依靠其自身优点在众多生物脱氮工艺中脱颖而出,并常与短程硝化结合成PN-Anammox工艺用于含氮废水处理。然而PN-Anammox工艺也存在脱氮不完全的问题,为解决该问题又开发出短程反硝化与厌氧氨氧化结合成PD-Anammox工艺。由于短程反硝化作为PD-Anammox工艺的一部分,其功能微生物的特性与富集方法对耦合工艺的启动及运行起着关键作用。

短程反硝化是将NO 3 - -N仅还原到NO 2 - -N,实现NO 2 - -N积累的过程,可以通过以下2种方式实现:

(1)调控酶的活性,即抑制常规反硝化过程中的Nir、Nor、Nos酶活性,提高Nar酶活性,将反应控制在NO 2 - -N积累阶段;

(2)驯化和富集以NO 2 - -N为最终产物的短程反硝化菌群来实现NO 2 - -N积累。

目前,关于短程反硝化的研究主要集中在硫短程自养反硝化和异养短程反硝化2个方面。硫短程自养反硝化是指以NO 2 - -N为最终产物的硫自养反硝化过程。

在反硝化脱硫微生物中, Pseudomonas fluorescens 在初始NO x --N较低条件下,能迅速将NO 3 - -N还原为NO 2 - -N,而其将NO 2 - -N继续还原为N2的能力较弱,因此,对 Pseudomonas fluorescens 进行富集有利于硫短程自养反硝化的实现。

另外, Thiobacillus denitrificans Sulfurimonas denitrificans 被认为是SPAD系统中常见的功能菌。

一般来说,对于硫短程自养反硝化系统,应控制n(S)﹕n(N)<1.31,HRT在4~8 h,SRT在12~40 h,pH稳定在7.0~8.0,温度维持在30~35 ℃,此条件下可以实现硫短程自养反硝化微生物的富集和NO 2 - -N的稳定积累。

异养短程反硝化(Heterotrophic partial denitrification)是指以有机物为电子供体,积累大量NO 2 - -N的反硝化过程。一般认为 Thauera 的反硝化菌在以乙酸盐为碳源的反硝化系统微生物群落中处于主导地位,并且 Thauera 菌株的反硝化调节表型表明NirS的转录在NO 3 - -N耗尽后才被检测到。

Halomonas也是高NO 3 - -N负荷条件下的异养短程反硝化系统中的优势菌属。对于异养短程反硝化系统,可选取河涌底泥和乙酸盐作为接种污泥和有机碳源,将m(COD)/m(NO 3 - -N)控制在2.5左右,进水pH调节至9.0,此条件下可富集抵抗低温影响的异养短程反硝化微生物,并实现NO 2 - -N的稳定积累。

另外,PD-Anammox工艺的应用主要包括城市污水、高氨氮废水和工业硝酸盐废水的脱氮处理。PD-Anammox处理城市污水可以通过在PD-Anammox单元前或后添加硝化单元及回流装置的途径实现。

对于高氨氮废水,利用短程反硝化处理厌氧氨氧化出水NO 3 - -N已在一体式系统和实验室规模的分体式系统中得到验证。对于工业硝酸盐废水,PD-Anammox工艺可实现在低碳氮比条件下对该类废水和城市污水的同步处理,有效去除污水中NO 3 - -N和NH 4 + -N。


yj蓝天
2023年04月11日 07:32:45
2楼

资料不错,学习啦,谢谢楼主分享

回复

相关推荐

APP内打开