藻类有机物:一种增强好氧反硝化器原位脱氮的新型碳源

近年来,氮污染特别是硝态氮污染是许多水库面临的重要问题。氮含量过高会引起水体富营养化,浑浊度增加导致水质恶化,影响味道和气味,藻类大量繁殖导致有机物含量增加。最早也是最流行的脱氮工艺是生物硝化/反硝化。其中好氧反硝化由于不受氧浓度的限制,使硝化和反硝化在一个系统中同时进行,降低了处理成本而备受关注。研究表明,碳源是影响好氧反硝化最重要的限制因素之一。然而,人工有机质作为寡营养好氧反硝化碳源的研究已经非常广泛,而对饮用水水库中实际产生的有机质的研究却很少。因此,研究水库中天然有机质(NOM)对好氧反硝化的影响,特别是不同分子量(MW)组分作为碳源与反硝化性能之间的关系至关重要,从而为促进好氧反硝化提供新的碳源原位好氧反硝化剂在饮用水水库中的脱氮研究。

Atlasof科学。藻类有机物:一种增强好氧反硝化器原位脱氮的新型碳源

图1所示。以不同分子量的天然有机物为碳源的好氧反硝化菌WGX-9的简化方案。

本研究探讨了腐植酸(HA)、黄腐酸(FA)、胞内有机物(IOM)等NOM的作用微胞藻属绿脓杆菌(MA)和小球藻以HA、FA、MA-IOM和CH- iom为唯一碳源,通过测定脱氮效率和测定有机物的变化,对菌株WGX-9的好氧反硝化性能进行了影响。

菌株WGX-9鉴定为不动杆菌johnsonii以乙酸钠为碳源的好氧反硝化性能优异,硝酸盐去除率为86.56%,最大硝酸盐去除率为0.203 mg/L/h。其次,我们观察到,与醋酸钠相比,以NOM和IOM为唯一碳源的菌株WGX-9的硝酸盐去除效率较低,且以IOM为唯一碳源的菌株WGX-9的硝酸盐去除效率和速率相对高于以NOM为唯一碳源的菌株WGX-9,这可能是由于IOM的分子量较低且组成复杂所致。最后,观察到菌株WGX-9的硝酸盐去除效率随着有机物分子量的降低而提高。当MW小于1 kDa时,以HA、FA、MA-IOM和CH-IOM为碳源的硝酸盐去除率分别达到36.67%、37.88%、60.90%和68.90%,这可能是由于较低的MW代表较好的细菌生长和碳源利用能力,以及较低的UV254和SUVA促进硝酸盐的去除(图1)。

因此,本研究在微污染饮用水水库好氧反硝化领域是一个较新的、有意义的研究方向。但反硝化过程中相关酶(硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶、亚氮氧化还原酶)丰度及蛋白质表达的变化尚不清楚,以NOM为碳源的碳氮循环途径也不是很全面。因此,未来的研究重点应放在以NOM为碳源的好氧反硝化细菌的分子生物学机制上。

综上所述,菌株WGX-9能够利用低MW的天然有机物,为实际饮用水水库脱氮奠定了基础。基于以上结果的发现,本研究对于预测好氧反硝化细菌在饮用水水库中的反硝化效果以及好氧反硝化细菌官方manbetx手机版是否可以应用具有一定的指导意义。

文刚,王彤,李凯,王涵月,王静怡,黄婷琳
西安建筑科技大学西北水资源与环境与生态教育部重点实验室,西安710055
西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室,西安710055

出版

不同天然有机质为碳源的约氏不动杆菌WGX-9好氧反硝化性能:分子量的影响
文刚,王彤,李凯,王涵月,王静怡,黄婷琳
2019年11月1日

脸谱网 推特 linkedin 邮件 脸谱网 推特 linkedin 邮件

留言回复