ρ (C)ρ (N) 对3 BER-S 工艺特性及反硝化细菌群落特征的影响

第41卷第5期2015年5月北京工业大学学报JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.41No.5May2015ρ(C)/ρ(N)对3BER-S工艺特性及反硝化细菌群落特征的影响郝瑞霞,任晓克,孟成成,王建超,王润众,赵文莉(北京工业大学,北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京100124)摘要:为提高三维电极生物膜工艺脱氮效率,通过运行不同TOC与TN的质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))条件下三维电极生物膜-硫自养耦合工艺(3BER-S),并建立基于反硝化特异性基因nirS克隆文库,研究了ρ(C)/ρ(N)对3BER-S运行特性及反硝化细菌群落的影响.结果表明:ρ(C)/ρ(N)对3BER-S工艺的脱氮效率影响较小,不同ρ(C)/ρ(N)条件下的TN去除效率基本稳定在80%以上.ρ(C)/ρ(N)对3BER-S体系内的反硝化细菌种群结构和营养类型均有一定影响.高ρ(C)/ρ(N)条件下,反硝化细菌种类较少,Thauera(陶厄氏菌属)是体系内的优势菌群,脱氮作用以异养反硝化过程为主;当ρ(C)/ρ(N)降低时,反硝化细菌种类增多,硫自养反硝化细菌所占比例升高.总之,由于硫磺单质的加入,弥补了3BER工艺低ρ(C)/ρ(N)时的反硝化作用电子供体不足,使得3BER-S耦合体系在不同ρ(C)/ρ(N)条件下均能保持高效且稳定的脱氮效果.关键词:电极生物膜;单质硫;耦合反硝化工艺;碳氮比;反硝化细菌中图分类号:X703.1文献标志码:A文章编号:0254-0037(2015)05-0755-08doi:10.11936/bjutxb2014080002收稿日期:2014-08-01基金项目:国家自然科学基金资助项目(51378028)作者简介:郝瑞霞(1960—),女,教授,主要从事污水处理及资源化利用方面的研究,E-mail:haoruixia@bjut.edu.cnInfluenceofρ(C)/ρ(N)RatioonTechnologyCharacteristicsandDenitrifyingBacteriaCommunityfor3BER-SHAORui-xia,RENXiao-ke,MENGCheng-cheng,WANGJian-chao,WANGRun-zhong,ZHAOWen-li(KeyLaboratoryofWaterQualityScienceandWaterEnvironmentRecoveryEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:Inordertoimprovethenitrogenremovalefficiencyofthree-dimension-electrodebiofilmprocess,theeffectsofρ(C)/ρ(N)onoperationcharacteristicsanddenitrifyingbacteriapopulationcommunitycharacteristicsofacoupled3-dimensionalbiofilm-electrodewithsulfurautotrophicdenitrificationtechnology(3DBER-S)wereinvestigatedatdifferentρ(C)/ρ(N)conditions.Theoperatingresultindicatesthatthereisnosignificantimpactofρ(C)/ρ(N)ondenitrificationperformancein3BER-S.AndtheTNremovalefficiencyismorethan80%atdifferentρ(C)/ρ(N)conditions.Moreover,theeffectsofρ(C)/ρ(N)ondenitrifyingbacteriapopulationanddenitrificationnutritiontypesin3BER-Ssystemwerefound.Athighρ(C)/ρ(N)condition,thereislessspeciesofdenitrifyingbacteriain3BER-Ssystem,wheretheThaueraactsasthedominantbacteriaandheterotrophicdenitrificationisthemainprocess.Whentheρ(C)/ρ(N)isreduced,boththedenitrifyingbacteriaspeciesandtheproportionofsulfurau