馬金元,左陸珅,李華宇,馬金貴,徐雅茹,姚 宏*,于海琴,山 丹(.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京 00044；.東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,哈爾濱 50040；3.中日友好環(huán)境中心,北京 0009)

氣相條件對ANAMMOX菌種短期保藏效果的影響

馬金元1,左陸珅1,李華宇1,馬金貴2,徐雅茹1,姚 宏1*,于海琴1,山 丹3*(1.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京 100044；2.東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,哈爾濱 150040；3.中日友好環(huán)境中心,北京 100029)

研究了氣相保藏條件對厭氧氨氧化菌種短期保藏效果的影響,分別在常溫(14±0.5)℃和低溫(4±0.5)℃條件下,將厭氧氨氧化菌種在氣相條件分別為13393mg/m3的NO、1339mg/m3的NO、氮?dú)夂涂諝獾沫h(huán)境中密封保存28d,考察了保藏前后菌種的脫氮性能、顏色、沉降性能和生物量的變化,并對常溫條件下保藏的菌種做了活性恢復(fù)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在濃度為1339mg/m3的NO中和氮?dú)庵斜２氐木N活性都高于相應(yīng)溫度下在空氣中保藏的菌種活性,其中常溫條件下4種保藏方式活性保留率依次為23.40%,86.22%,61.54%和46.47%,低溫條件下4種保藏方式活性保留率分別為36.53%,47.12%,53.53%和42.95%;在無氧環(huán)境中保藏能保持菌種的顏色和沉降性能,在高濃度NO中保藏能降低保藏過程中生物量的損失;不同保藏方式下菌種恢復(fù)過程中各階段的分布存在差異,空氣中保藏的菌種適應(yīng)期為6個周期,而在氮?dú)庵斜２氐木N其適應(yīng)期只有2個周期.

厭氧氨氧化(ANAMMOX)；短期保藏；一氧化氮(NO)；聯(lián)氨

厭氧氨氧化是一種新型生物脫氮工藝,能夠在厭氧條件下以亞硝酸鹽為電子受體將氨氮氧化為氮?dú)?實現(xiàn) 2種氮素污染物的同時脫除[1-2].然而,厭氧氨氧化菌生長緩慢,對氧氣、pH值、溫度、生長基質(zhì)等環(huán)境條件異常敏感[3-5],導(dǎo)致厭氧氨氧化工藝不易啟動,容易失穩(wěn),失穩(wěn)后難以恢復(fù)有關(guān)研究表明,部分或全部接種厭氧氨氧化污泥能快速啟動厭氧氨氧化工藝[6],同時,采取厭氧氨氧化污泥流加方式能夠顯著減小低溫、有機(jī)物和有毒物質(zhì)等對厭氧氨氧化工藝運(yùn)行的干擾[7-8].但是厭氧氨氧化菌倍增時間長達(dá)11～19d,細(xì)胞產(chǎn)率僅有 0.11gVSS/gNH4+-N[9-10],培養(yǎng)過程中污泥易流失,因而短期內(nèi)很難獲得大量菌種,此外,在實際運(yùn)行中,某些工業(yè)廢水來源的季節(jié)性可能導(dǎo)致厭氧氨氧化工藝暫停運(yùn)作,因此,如何高效保藏現(xiàn)有的厭氧氨氧化菌種成了研究的熱點(diǎn).

菌種在保藏過程中活性降低的主要原因是內(nèi)部細(xì)胞水解,蛋白質(zhì)水解和內(nèi)源呼吸[11],現(xiàn)有的保藏方法主要通過降低溫度和改變與菌體直接接觸的液相條件來避免或降低水解和內(nèi)源呼吸對菌體造成的危害[12-13],研究發(fā)現(xiàn):厭氧氨氧化菌的生長溫度為30～40℃[14],37℃時活性最高,溫度降到 11℃時,厭氧氨氧化活性只有 37℃時活性的 24%[15],在保藏厭氧氨氧化菌混培物時,以(NH4)2SO4作為基質(zhì)對厭氧氨氧化菌活性產(chǎn)生的影響小[16],在相同溫度和保藏時間的情況下,添加甘油時微生物群落反硝化活性是不加甘油時的1.5倍左右[17].然而,厭氧氨氧化菌是化能自養(yǎng)型缺氧菌,其對氣相條件也很敏感,通常以CO2為唯一碳源[18],通過乙酰-CoA 途徑還原CO2的過程需要一定的H2分壓才能順利合成細(xì)胞物質(zhì)[19],當(dāng)氧濃度達(dá)到0.5%～2.0%空氣飽和度時,厭氧氨氧化活性即被完全抑制,充氬氣除氧后活性可恢復(fù),但當(dāng)氧濃度超過 18%時,抑制作用則不可恢復(fù)[20-21],此外,NO作為厭氧氨氧化菌的中間產(chǎn)物

[22],厭氧氨氧化菌可以直接利用氣態(tài)形式的NO[23],但NO濃度過高會對厭氧氨氧化菌的活性產(chǎn)生抑制[24].關(guān)于厭氧氨氧化菌種保藏的研究主要集中在保藏溫度以及基質(zhì)和保護(hù)劑等液相保藏條件的對保藏效果的影響,但對保藏過程中氣相條件的對菌種保藏效果的還未見報道.

本文通過改變ANAMMOX混培污泥保藏過程中氧分壓和 NO濃度,研究氣相保藏條件對厭氧氨氧化菌混合培養(yǎng)物短期保藏效果的影響,以便為大量厭氧氨氧化菌種高效保藏提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

厭氧氨氧化菌種取自本實驗室SBR反應(yīng)器(反應(yīng)器有效體積 8L),該反應(yīng)器采用模擬廢水運(yùn)行,容積負(fù)荷達(dá) 0.97kg/(m3·d),進(jìn)水 NH4+-N和NO2

--N濃度分別為 80,100mg/L,水力停留時間(HRT)為4h,排水比為50%,VSS/SS在90%左右,使用恒溫裝置控制系統(tǒng)溫度為(32±1),pH℃ 值控制在 7.5～8.0,模擬廢水組成:0.01g/L的KH2PO4, 0.0056g/L 的 CaCl2·2H2O1.25g/L 的 KHCO3, 0.3g/L的 MgSO4·7H2O,微量元素Ⅰ和Ⅱ各1.25mL/L.其中微量元素成分詳見文獻(xiàn)[25],氮?dú)夂?NO采用大連大特氣體有限公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)氣體(平衡氣體為氮?dú)?.

1.2 活性檢測及菌種保藏

活性檢測: 活性測定所用的模擬廢水成分同上,pH值為7.7～7.8,在600mL的具塞玻璃瓶中加入泥水混合物200mL,再用氮?dú)庵脫Q其中的空氣15min.密封后置于(32±1)℃,135r/min恒溫?fù)u床中培養(yǎng),每隔1.5h取樣測定NO2--N和NH4+-N濃度,每個樣品檢測3次.

表1 不同保藏條件Table 1 Different Preservation Conditions

菌種保藏: 8L的反應(yīng)器(母反應(yīng)器)用32℃的不加基質(zhì)的模擬廢水洗滌 5次后,加入基質(zhì)(NH4HCO3和 NO2Na)使反應(yīng)內(nèi)的 NH4+-N和NO2

--N濃度分別為60,80mg/L,先在11個600mL的具塞玻璃瓶(1,2,3,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8)內(nèi)分別加入混勻后的母反應(yīng)器泥水混合物200mL,接著再分別向11個瓶中加入NH4+-N和NO2--N濃度分別為60,80mg/L的模擬廢水至充滿,用 99.99%的氮?dú)獯?15min,調(diào)節(jié) pH值為7.7～7.8,等待沉降后向R1～R8中充入相應(yīng)的氣體(表 1),利用排水法(不排污泥)使各瓶內(nèi)剩余泥水體積為 200mL,密封后將 R1～R4在常溫(14± 0.5)℃下保藏,R5～R8在低溫(4±0.5)℃下保藏,具體保藏方式如表1所示.1,2,3立刻做活性測定.

1.3 活性恢復(fù)實驗

先將保藏后的污泥用(15±1)℃的不加基質(zhì)的模擬廢水沖洗3次,用氮?dú)獯?5min,排水至泥水混合物體積為 200mL,充入氮?dú)饷芊夂?在(20±1)℃條件下靜置 12h,接著以同樣的方式添加NH4+-N和NO2--N分別為80,100mg/l的模擬廢水后,在(32±1)℃條件下靜置 12h之后,測定R1～R8活性.活性測定后開始對R1～R4進(jìn)行恢復(fù)實驗,同樣采用模擬廢水,NH4+-N濃度為80mg/l, NO2

--N濃度為100mg/L.R1中除了添加上述的模擬廢水外,還會投加1.0mmol/L的N2H4·2HCl,調(diào)節(jié)pH值至7.7～7.8,用氮?dú)庵脫Q頂部空氣后密封置于(32±1)℃、135r/min恒溫?fù)u床中培養(yǎng),每隔3h取樣測定NO2--N和NH4+-N濃度,每個樣品檢測3次,每個周期運(yùn)行6h.

1.4 分析項目與方法

NH4+-N和NO2--N測定方法分別為納氏試劑法和 N-(1-萘胺)-乙二胺光度法;混合液污泥濃度(MLSS)采用濾紙稱重法;揮發(fā)性污泥質(zhì)量濃度(MLVSS)采用馬弗爐灼燒重量法測定;污泥容積指數(shù)(SVI)采用30min沉降法,以上方法均參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》[26],沉降速度采用重力沉降法[27],厭氧氨氧化活性(SAA)的測定步驟詳見Yang等[28]的方法.

胞外多聚物:分光光度法.取經(jīng)10mmol/L、pH 7.5的磷酸緩沖液沖洗3次的濕厭氧氨氧化菌混培物2g進(jìn)行碾磨,將碾磨后的泥漿與蒸餾水以1:9的體積混合,并置于 80℃恒溫水浴中粗提 45min,冷卻后于4℃ ,20000r/min 高速離心機(jī)中離心 25min,最后取上清液測定多糖和蛋白含量,多糖采用硫酸-苯酚法,蛋白采用考馬斯亮藍(lán)-250G法[16].

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相條件對厭氧氨氧化菌脫氮性能的影響

由圖1可以看出,相同溫度不同氣相條件下保藏的菌種剩余活性存在明顯差異,相同氣相條件不同溫度下保藏的菌種剩余活性也存在一定的差異,經(jīng)過28d的保存,R1～R8的厭氧氨氧化活性(SAA)分別為 0.073,0.269,0.192,0.145,0.114, 0.147,0.167,0.134(g/gVSS·d),活性保留率分別23.40%,86.22%,61.54%,46.47%,36.53%,47.12%,5 3.53%,42.95%.對比發(fā)現(xiàn),在濃度為1339mg/m3的NO中保藏的R2、R6和在氮?dú)庵斜２氐腞3、R7的 SAA都高于相應(yīng)溫度下在空氣中保藏的R4、R8的 SAA,同時,在濃度為 13393mg/m3的NO保藏的R1和R5的SAA都小于相應(yīng)溫度下在空氣中保存的R4、R8的SAA.在常溫條件下, R2保存效果最好,其SAA是R4的2.01倍,是R8的1.86倍,其次是R3;在低溫條件下,R7的保藏效果最好,其SAA是R4的1.15倍,是R8的1.25倍,其次是 R6.由此可以看出,無氧條件更有利于厭氧氨氧化活性污泥脫氮活性的保存,低濃度的NO可以降低保藏過程中厭氧氨氧化菌的脫氮活性損失,但高濃度NO使污泥保藏過程中的活性損失更大.這主要是由于NO作為厭氧氨氧化過程中的中間產(chǎn)物[22],厭氧氨氧化菌可以直接利用氣態(tài)形式的 NO[23],但 NO濃度過高會對厭氧氨氧化菌的活性產(chǎn)生抑制,Schmidt等[24]研究表明,當(dāng)NO濃度達(dá)到803mg/m3時(NO負(fù)荷約為1mgNO/d)就會對Candidatus Brocadia屬的厭氧氨氧化菌的活性產(chǎn)生抑制,Mark等[23]研究發(fā)現(xiàn)在濃度為4017mg/m3的NO作用下,厭氧氨氧化菌不但沒有被抑制,反而能促進(jìn)氨氮的降解, Courtens等[29]發(fā)現(xiàn),NO優(yōu)先抑制以亞硝酸鹽為電子受體的脫氮菌(例如NOB).因此,從基質(zhì)供應(yīng)的角度出發(fā),無氧條件本身會使一些好氧菌對氨氮和亞硝的競爭處于劣勢[30-31],NO 又進(jìn)一步抑制這類菌種的活性,使其它與厭氧氨氧化菌存在基質(zhì)競爭關(guān)系的好氧菌和以亞硝為電子受體的菌種在體系中處于劣勢[32],另外,對厭氧氨氨氧化菌而言,一方面NO可以為厭氧氨氧化菌持續(xù)提供少量的基質(zhì),另一方面 NO本身對ANAMMO菌的抑制作用,也會使菌對基質(zhì)的消耗速率降低,避免了菌體更早的處于饑餓狀態(tài).

2.2 氣相條件對厭氧氨氧化菌混合培養(yǎng)物生化性狀的影響

圖1 不同保藏條件下剩余SAAFig.1 The Remaining SAA under different Preservation Conditions

圖2 保藏前后污泥顏色變化Fig.2 Change of sludge color before and after preservationa.保藏前 b.氮?dú)庵斜２?c.空氣中保藏 d.1339mg/m3的NO中保藏

2.2.1 對菌種顏色的影響 不同保藏方式下,厭氧氨氧化菌混培物顏色存在明顯的差異.從圖 2可知,保存前的厭氧氨氧化菌混培物因富含血紅素而呈磚紅色(圖 2a),常溫條件下在氮?dú)庵斜２氐膮捬醢毖趸炫辔锏念伾?圖 2b)和在濃度為1339mg/m3的NO(以氮?dú)馄胶鈿怏w)中保藏的厭氧氨氧化菌混培物的顏色(圖 2d)相近,均變成了暗紅色,在空氣保存的厭氧氨氧化菌混培物大部分變成了黑色(圖 2c).在有氧氣存在的條件下,好氧菌會利用一部分基質(zhì),使厭氧氨氧化菌過早的處于饑餓狀態(tài),微生物在沒有營養(yǎng)基質(zhì)的情況下利用自身體內(nèi)的物質(zhì)維持生命活動,最終導(dǎo)致細(xì)菌逐步解體,顏色變黑.實驗結(jié)果表明,在無氧狀態(tài)下保藏厭氧氨氧化菌種,能更好的保持菌種原有的顏色.

圖3 不同保藏條件下沉降性能Fig.3 Sedimentation performance under different storage conditions

2.2.2 對沉降性能的影響 經(jīng)過不同保藏方式保存28d后,厭氧氨氧化菌混培沉降性能也存在明顯的差異,隨著NO濃度的降低,沉降性能逐漸變差,R1和R5有更好的沉降性能(高的沉降速度和低的 SVI)[2].由圖 3可以看出,在濃度為13393mg/m3的NO中保存的R1和R5,它們沉降速度分別為(12.56±0.69),(12.20±0.83)cm/min,SVI分別為22.14,19.05mL/g,與保存前的相差不大,在氮?dú)庵斜４娴腞3和R7也有較好的沉降性能,相較而言,在空氣中保存的R4和R8菌體沉降性能惡化程度更加嚴(yán)重,其 SVI分別達(dá)到 40.31, 27.45mL/g.由此可以看出,在無氧環(huán)境中能更好的保存污泥的沉降性能,在高濃度NO保存更有利于保持污泥原有的沉降性能.由圖4可以看出,保藏前菌種 EPS中的多糖(PS)和蛋白質(zhì)(PN)分別為 41.44,58.91mg/L,不同保藏條件下菌種的EPS剩余量存在明顯變化,其中R1～R8的PS依次為:33.04,36.2,25.2,15.2,40.7,38.7,33.2,23.6mg/ L, PN依次為:53.93,40.6,32.2,20.8,47.6,45.9,40.3, 31.0mg/L.顯然,在4種保藏方式下菌種的PS和PN含量均降低,且隨NO濃度的降低其含量降低的越明顯.這主要有兩方面的作用,一方面高濃度的NO對厭氧氨氨氧化菌的活性產(chǎn)生抑制,菌種的生命活動速率降低,而低濃度的NO可以持續(xù)為菌種提供基質(zhì),緩解了菌種在對儲能物質(zhì)的消耗,另一方面在無氧環(huán)境中好氧微生物對基質(zhì)的競爭性降低,對儲能物質(zhì)的消耗量降低,而有氧環(huán)境加劇了好氧微生物對儲能物質(zhì)的消耗.由此可以看出,菌體保藏前后沉降性能的差異主要是因為R1和R5中含有高濃度的 NO,抑制了菌種的生命活動速度,菌體中EPS的消耗量減少,保護(hù)了菌體結(jié)構(gòu)的完整性,菌體的密度更大.而在空氣中保存的R4和R8菌體沉降性能惡化程度最嚴(yán)重,主要是沒有可供菌種持續(xù)利用的 NO,同時,因為有氧氣的存在,好氧菌加劇了體系中EPS的消耗量,破壞了菌體結(jié)構(gòu),菌體密度降低,沉降性能變差.

圖4 不同保藏條件下EPSFig.4 EPS under different storage conditions

圖5 不同保藏條件下MLVSS/MLSS值Fig.5 The ratio of MLVSS/MLSS under different storage conditions

2.2.3 對MLVSS/MLSS值的影響 保藏過程中,厭氧氨氧化菌混培物MLVSS/MLSS值存在明顯的差異,隨著NO濃度降低,MLVSS/MLSS的值也逐漸降低.保藏前菌種其值為89.23%.由圖5可以看出,保藏 28d后,常溫和低溫條件下,MLVSS/ MLSS都隨保存氣體中NO濃度降低呈現(xiàn)出下降趨勢.R1和R5的MLVSS/MLSS值分別為77.30%和82.53%,而R3和R7的MLVSS/MLSS分別降到了 72.56%和 67.72%,降幅比較明顯,由此可以看出高濃度NO條件下保存,能更好的保存菌種的生物性能.

2.3 氣相條件對厭氧氨氧化菌混合培養(yǎng)物活性恢復(fù)性能的影響

由圖6可以看出,R1～R4的初始脫氮負(fù)荷分別為:0.262,0.544,0.502,0.264kgN/(m3·d),運(yùn)行 15個周期后,R1～R4脫氮負(fù)荷分別為 0.620,0.672, 0.631,0.471kgN/(m3·d),其活性分別恢復(fù)到保藏前的91.99%,99.7%,93.62%和69.88%.可以看出,R2率先恢復(fù)活性,R4恢復(fù)的最慢,雖然R1的保藏方式(13393mg/m3的 NO下保存)使厭氧氨氧化活性損失較大,但在其恢復(fù)過程中投加一定量(1.0mmol/L)的聯(lián)氨,實現(xiàn)菌種活性快速恢復(fù).

圖6 不同條件保藏下的菌種活性恢復(fù)過程Fig.6 The recovery process under different storage conditions

比較R1～R4各自的活性恢復(fù)過程可以可以看出,菌種活性恢復(fù)的過程可以劃分為3個階段:適應(yīng)期、恢復(fù)期和穩(wěn)定期.適應(yīng)期是菌種在經(jīng)過保藏后,活性恢復(fù)緩慢的一段時期;恢復(fù)期是經(jīng)過適應(yīng)期緩慢的活性恢復(fù)后菌種活性快速恢復(fù)的一段時期;穩(wěn)定期是經(jīng)過恢復(fù)期活性快速恢復(fù)接近保藏前的活性時,菌種活性恢復(fù)又逐漸趨于穩(wěn)定一段時期.R1從第1個周期開始就進(jìn)入恢復(fù)期,到第11個周期,其活性已經(jīng)由初始的0.261kgN/ (m3·d)恢復(fù)至 0.613kgN/(m3·d),此后活性恢復(fù)減慢,至第 15個周期結(jié)束后,活性已經(jīng)恢復(fù)到0.620kgN/(m3·d).R2前4個周期為適應(yīng)期,從第5個周期開始,活性快速提高,在運(yùn)行至 9個周期,活性已經(jīng)達(dá)到 0.643kgN/(m3·d),基本接近恢復(fù)前的活性,此后活性恢復(fù)速度減慢,至第 15個周期,活性已經(jīng)達(dá)到 0.672kgN/(m3·d),已經(jīng)很接近保藏前的0.674kgN/(m3·d);R3從第3個周期開始,活性恢復(fù)速度加快,運(yùn)行至第 12個周期活性達(dá)到0.596kgN/(m3·d),此后活性恢復(fù)速度減慢,至第15個周期,活性已經(jīng)達(dá)到 0.631kgN/(m3·d).R4的適應(yīng)期長達(dá)6個周期,在這6個周期中,其活性由初始的0.264kgN/(m3·d)增長到0.289kgN/(m3·d),從第7個周期開始,進(jìn)入恢復(fù)期,至第15周期結(jié)束,活性已經(jīng)恢復(fù)到0.471kgN/(m3·d).

圖7 恢復(fù)過程不同階段的分布情況Fig.7 The distribution of the different stages of the recovery process

氣象條件對菌種整體活性恢復(fù)性能不會產(chǎn)生太大影響,但對恢復(fù)過程各階段的到達(dá)時間和持續(xù)時間有一定的影響.在空氣中保藏的菌種適應(yīng)期最長,在1339mg/m3的NO下保藏的菌種次之,在氮?dú)庵斜２氐木N其適應(yīng)期最短,通過投加一定量的聯(lián)氨,可以消除在13393mg/m3的NO中保藏的菌種適應(yīng)期,延長其活性恢復(fù)期,使菌體活性快速恢復(fù).

分析原因可能是聯(lián)氨作為厭氧氨氧化菌的中間產(chǎn)物,體系中的聯(lián)氨在聯(lián)氨脫氫酶(HDH)的作用下自行降解[22],其降解過程中產(chǎn)生的一部分電子供含有細(xì)胞色素c(CytC)和細(xì)胞色素d1的亞硝酸還原酶(NiR)將亞硝還原成一氧化氮(NO2-+2H++ e-→NO+H2O),在亞硝供應(yīng)充足的條件下,聯(lián)氨降解產(chǎn)生的這部分電子刺激亞硝還原酶快速的恢復(fù)活性,加快亞硝酸鹽的降解,亞硝酸鹽的降解又會進(jìn)一步產(chǎn)生更多的NO,NO的產(chǎn)量增加,在氨氮和NO都供應(yīng)充足條件下,聯(lián)氨降解產(chǎn)生的另一部分電子又進(jìn)一步刺激了聯(lián)氨合成酶(HZS)快速將 NH3和NO轉(zhuǎn)化為聯(lián)氨(NO+ NH3+3H++ 3e-→N2H4+H2O),氨氮的降解速度也逐漸加快,投加一定量的聯(lián)氨,相當(dāng)為整個體系提供了一定量的電子,能促使整個反應(yīng)加快,脫氮負(fù)荷快速恢復(fù).

3 結(jié)論

3.1 無論常溫還是低溫條件下,在濃度為1339mg/m3的NO中和氮?dú)庵斜２氐木N活性都高于相應(yīng)溫度下在空氣中保藏的菌種活性.其中常溫條件下 4種保藏方式(氣相條件分別為13393mg/m3的NO、1339mg/m3的NO、氮?dú)夂涂諝?活性保留率依次為 23.40%,86.22%,61.54%和46.47%,低溫條件下4種保藏方式活性保留率分別為36.53%,47.12%,53.53%和42.95%.

3.2 氣相條件對保藏污泥的生化性狀有一定的影響.在無氧環(huán)境中保藏能保持菌種的顏色和沉降性能,主要因為這種條件下降低了菌種對 EPS的消耗,更好的保存了菌體結(jié)構(gòu)的完整性.

3.3 氣相條件對菌種整體活性恢復(fù)性能不會產(chǎn)生太大影響,但對恢復(fù)過程中適應(yīng)期和恢復(fù)期的持續(xù)時間有一定的影響.經(jīng)過15個周期的恢復(fù)實驗,在三種氣相條件(1339mg/m3的 NO、氮?dú)夂涂諝?保藏的菌種活性恢復(fù)率依次為 91.99%, 99.7%,93.62%,適應(yīng)期依次為 2,4,6個周期,恢復(fù)期為5,6,9個周期,恢復(fù)初期添加1mmol/L的聯(lián)氨可以消除菌種的適應(yīng)期,使其活性快速恢復(fù).

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致謝：本實驗的部分內(nèi)容是在課題組魏婷和孫斌幫助下完成的,在此表示感謝.

The effect of gas phase conditions on short-term preservation effect of AAMMOX bacteria.

MA Jin-yuan1, ZUO Lu-shen1, LI Hua-yu1, MA Jin-gui2, XU Ya-ru1, YAO Hong1*, YU Hai-qin1, SHAN Dan3*(1.School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China；2.College of Engineering and Technology, Northeast Forestry University, Harbin, 150040, China；3.Sino-Japanese Friendship Center for Environmental Protection, Beijing 100029, China). China Environmental Science, 2017,37(3)：925～931

The effect of gas phase conditions on the performance of anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) bacteria under short-term preservation was studied. Under the conditions of normal temperature (14±0.5)℃ and low temperature (4±0.5) ,℃ ANAMMOX bacteria were preserved in the four gas phase conditions (13393mg/m3NO, 1339mg/m3NO, nitrogen and air) for 28days and the recovery experiments of ANAMMOX bacteria preserved under normal temperature condition was studied. The results showed that the activities of the ANAMMOX bacteria preserved in 13393mg/m3NO and nitrogen conditions were higher than that of the bacteria preserved in the air at the corresponding temperature. The retention rates of ANAMMOX bacteria were 23.40%, 86.22%, 61.54% and 46.47%, respectively,under the four kinds of preservation (normal temperature condition), However, Under low temperature conditions, the retention rates were 36.53%, 47.12%, 53.53% and 42.95%, respectively; The results demonstrated that preservation in oxygen-free environment was beneficial to maintain color and settleability of bacteria while biomass decreased and in high concentrations of NO Can reduce the loss of biomass during preservation. The results of the recovery experiments showed that the distribution of each stage during the recovery process was various in different preservation mode. The adaptation period of bacteria preserved in air was 6cycles while in nitrogen was 2 cycles.

anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX)；short-term preservation；nitric oxide；hydrazine

X703

A

1000-6923(2017)03-0925-07

馬金元(1992-),男,甘肅天水人,北京交通大學(xué)碩士研究生,主要從事生物脫硝方面研究.

2016-07-19

北京市科委項目(Z151100002815011);國家自然科學(xué)基金面上項目(51578043);基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(2016JBZ008)

* 責(zé)任作者, 姚宏, 教授, yaohongts@163.com; 山丹, 高級工程師, shandan1031 @126.com