文档介绍：第 43 卷第 6 期
辽 宁 化 工
,No. 6
2014 年 6 月
Liaoning Chemical Industry
June,2014
厌氧氨氧化菌的特性及富集培养方法的研究进展
安 娜 1, 马晨曦 2
(1. 沈阳市环境技术评估中心,辽宁沈阳 110011; 2. 沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168)
摘 要:厌氧氨氧化是一种以厌氧氨氧化菌的生化作用为核心的新型生物脱氮技术,具有良好的开发前景。然而由于厌氧氨氧化菌细胞产率极低,生长非常缓慢,且对环境条件较为敏感,使其不能很快地实现大规模的推广应用。根据厌氧氨氧化菌的生理生态学特性,从反应器和接种污泥两个方面综述了近年来国内外富集培养厌氧氨氧化菌的方法,并指出了今后研究的主要方向。
关键词:厌氧氨氧化菌; 富集培养; 反应器; 接种污泥
中图分类号:X 703 文献标识码:A 文章编号:1004-0935(2014)06-0727-05
厌氧氨氧化( ANAMMOX-anaerobic ammonia oxidation)是一种目前在废水生物脱氮领域内备受关注的新技术,为氮素的转化提供了一条便捷的途
1994 年,荷兰 Delft 大学的 Vande Graaf 和 Mulder 等[3, 4]证实了 Broda 的预言,他们在一个处理工业废水的实验室规模的三级自养反硝化流化床中观察
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径,在节能降耗方面表现出十分明显的优势,特别
是处理低碳氮比废水,其优越性更加显著,因而自发现以来一直是国内外研究的热点。
厌氧氨氧化菌是厌氧氨氧化技术的核心,然而由于厌氧氨氧化菌具有如下特点使其在反应器内难以维持较高的生物浓度,直接制约了厌氧氨氧化技术的深入研究和工程化应用[1]。一是厌氧氨氧化菌生长十分缓慢,倍增时间长(比增殖速率仅为 h-1,即世代时间长达 11 d),且对环境条件敏感性高(避光、严格厌氧、有机物等);二是厌氧氨氧化菌生物量较低,反应器启动时间过长;三是在反应过程中持续产生的大量 N2 使得微生物悬浮于反应器内,容易造成菌种流失。
近年来,国内外学者在厌氧氨氧化菌的微生物学特性方面取得了大量的研究成果,这对于实现厌氧氨氧化菌的快速高效富集培养,进一步推动厌氧氨氧化技术的发展具有十分重要的意义。
1 厌氧氨氧化菌的特性
厌氧氨氧化菌的发现
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早在 1977 年,奥地利理论化学家 Broda[2]通过化学反应自由能的热力学计算,大胆预言自然界应该存在反硝化氨氧化菌的假设,一种以 NO --N 或
到了 NO3 -N 和 NH4 -N 同时消失且成一定的比例,
并伴有 N2 产生的异常现象,他们将其称为厌氧氨氧化。在随后的试验研究中进一步证明了厌氧氨氧化反应实质上是一个发生在微生物体内的氧化还原过程。
厌氧氨氧化菌的分布及种类
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越来越多的文献表明,在海底沉积物、土壤的缺氧层、河底底泥、污水处理厂的活性污泥等多种环境中都有厌氧氨氧化菌存在。据估计,海洋中厌氧氨氧化反应产生的 N2 量约占全球海洋中 N2 总量的 30%~50%,可见厌氧氨氧化菌在自然界生态系统的氮素循环中起着举足轻重的作用。1998 年, Strous[4]等首次采用 SBR 反应器历时 1 年