基于溶解氧调控缓解好氧反硝化过程亚硝酸盐积累的研究
本文使用城市水资源与水环境国家重点实验室所筛选的异养硝化一好氧反硝化菌株Pseudomonas stutzeri T13，针对其在同步硝化反硝化过程中亚硝酸盐积累的问题展开研究。以氨氮和硝酸盐同时作为氮源，考察T13异养硝化一好氧反硝化效能得知，T13具有高效的异养硝化和好氧反硝化效能。在好氧条件下，T13对氨氮和硝酸盐的去除率均高达近100％。当以氨氮作为唯一氮源，单独考察其异养硝化效能时，在异养硝化过程中并没有检测到亚硝酸盐和硝酸盐的产生。然而在T13完成对氨氮和硝氮的高效去除的同时，其对总氮的去除率仅为23.47%，该现象发生的主要原因在于，整个过程中伴随着严重的亚硝酸盐积累，从而反硝化作用不彻底，氮素污染物并没有完全从水体中脱除。通过调节摇床转速来控制溶解氧的复氧速率，分别以硝酸盐和亚硝酸盐作为唯一氮源，研究溶解氧对好氧反硝化作用的影响得知，溶解氧对硝酸盐去除率的影响并不大。在培养摇床转速分别为160rpm,100rpm,5Orpm和0rpm时，其对硝酸盐的去除率均可达到近100%，表明好氧反硝化菌所特有的周质硝酸盐还原酶的活性并不受溶解氧所抑制。然而，好氧反硝化菌与传统的缺氧反硝化菌中所含有的亚硝酸盐还原酶是一致的，其受溶解氧的抑制作用较为明显，当溶解氧含量过高时，会严重一致亚硝酸盐还原酶的活性，从而中断亚硝酸盐还原过程的进行。当培养摇床转速从160rpm降至5Orpm时，其对亚硝酸盐的去除率从62.37%提高至100%。实验结果验证了亚硝酸盐还原酶的活性是好氧反硝化过程高效、彻底完成的限制性因素，只有一定程度上降低溶解氧的浓度，才能保证亚硝酸盐还原酶高效作用的发挥，使好氧反硝化作用顺利进行。在低溶解氧条件下(50rpm)考察T13的异养硝化一好氧反硝化效能时发现，一定程度上降低溶解氧可以有效促进T13的脱氮效能，在保证氨氮和硝酸盐均高效去除的基础上(近100%)，其对TN的去除率也提高至99.21。本研究是首次考察好氧反硝化过程中亚硝酸盐积累问题的本质，并相应的提出控制方法。
亚硝酸盐 溶解氧 好氧反硝化 缓解调控
孙移鹿 张雪宁 李昂 杨基先 马放
哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室
国内会议
成都
中文
48-48
2014-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）