!生物陶粒反应器中好氧反硝化菌的脱氮研究

中国环境科学2007,27(4)：529~533ChinaEnvironmentalScience生物陶粒反应器中好氧反硝化菌的脱氮研究马放*,张佳,张献旭,魏利,杨基先(哈尔滨工业大学环境科学与工程系,黑龙江哈尔滨150090)摘要：采用固定化生物强化技术,研究了生物陶粒反应器中好氧反硝化菌的脱氮效果.运用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)对微生物菌群结构稳定性进行了分析.结果表明,在水力负荷1.5m/h,气水比5:1,水温25~30,℃进水硝氮负荷为0.75~2.87kg/(m3·d),COD浓度负荷为7.46~10.03kg/(m3·d)的条件下,反应器稳定运行后,对硝氮的平均去除率可以达到93.10％,并且出水硝氮和亚硝氮的浓度一直保持在很低的水平,COD的平均去除率为97.50%.DO的消耗和硝酸盐还原主要发生在进水端的0~0.5m区域内,反应器中DO浓度始终处于较高的水平.根据DGGE指纹图谱显示,分离得到的4株好氧反硝化菌为假单胞菌属的不同的种,且在整个运行阶段稳定存在,始终为优势菌群.关键词：好氧反硝化；变性梯度凝胶电泳技术；生物陶粒反应器中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000-6923(2007)04-0529-05Nitrogenremovalbyaerobicdenitrifiesinbio-ceramicreactor.MAFang*,ZHANGJia,ZhangXian-xu,WEILi,YANGJi-xian(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China).ChinaEnvironmentalScience,2007,27(4)：529~533Abstract：Theeffectsofair/waterratio,hydraulicload,temperatureandC/Nratioonnitrogenremovalefficiencyofaerobicdenitrifiesinbio-ceramicreactorwereinvestigated.DenaturingGradientGelElectrophoresis(DGGE)wasusedtoanalyzethestabilityofmicrobialcommunitystructure.93.10%ofnitratenitrogenremovalefficiencyand97.50%ofCODremovalefficiencycouldbereachedunderconditionsofhydraulicload1.5m/hair/waterratio5:1,temperature25~30℃nitratenitrogenloading0.75~2.87kg/(m3·d),CODloading7.46~10.03kg/(m3·d).DOandnitratenitrogenconcentrationwerereducedattheregion0~0.5mfromtheinfluent.andDOwasalwayskeptatahighlevelforallexperiment.Theaerobicdenitrifiesstrainswereidentifiedwith16SrDNA.ThePCR-DGGEprofilesshowedthattheisolatedfourstrainsbelongtoPseudomonasandthepreponderantpopulationsweredominantpopulationinaerobicdenitrification.Keywords：aerobicdenitrification；DenaturingGradientGelElectrophoresis(DGGE)；bio-ceramicreactor传统理论认为,反硝化是在严格厌氧的条件下发生的.然而,从20世纪80年代开始,陆续分离出一些好氧反硝化菌,其特点是能在好氧条件下,在同一好氧反应器中完成同步硝化反硝化.这样,可以缩短反应过程,稳定系统pH值,简化操作,降低成本,因而具有很好的应用前景[1−5].目前,好氧反硝化还停留在微生物培养的理论研究,水处理工艺的研究比较少,而且普遍采用序批式活性污泥(SBR)工艺[6−10],难以同时实现生物氧化和液固分离.鉴于此,本试验采用生物陶粒反应器,利用实验室扩大培养的4株好氧反硝化菌,在常温下考察好氧反硝化菌的脱氮处理效果,并运用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对反应器中微生物菌群结构的稳定性进行了分析,为最终好氧反硝化细菌应用于工程实践提供基础资