厌氧氨氧化细菌生长真的很慢吗?

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation,Anammox)可谓污水脱氮(生物脱氮)领域的一项颠覆性技术,有效克服了传统脱氮技术(硝化反硝化)供氧能耗高、碳源需求量大的缺点,可以大大推进污水脱氮处理的节能减排进程。厌氧氨氧化技术有如此显著的优势,然而其工程化应用却非常缓慢,据不完全统计,目前在我国境内的厌氧氨氧化工程案例仅有十余项。这一窘境与厌氧氨氧化菌表现出的极低生长特速率密切相关。

厌氧氨氧化菌被发现于上世纪90年代,基于当时的研究结果,颗粒污泥形态的厌氧氨氧化菌在32-33℃下最大比生长速率仅为0.05-0.06d-1(世代时间达10-12 d)。因此,长期以来厌氧氨氧化菌被认为属于生长极其缓慢的物种,从而导致在没有外源接种的前提下厌氧氨氧化系统启动周期极长(位于Rotterdam的第一座厌氧氨氧化工程启动周期近3年),及大地限制了厌氧氨氧化技术的推广应用。苏州净研环保对厌氧氨氧化技术进行了持续的研究。

然而,近年来的研究发现厌氧氨氧化菌也可快速增殖,在特定条件下下厌氧氨氧化菌的生长速率可以达到0.33 d-1(世代时间2.1 d,30℃),与硝化细菌基本相当。厌氧氨氧化菌的生长速率受多种因素影响,主要有:

Ø   物种类型:Candidatus Brocadia菌属生长速率一般快于其他厌氧氨氧化菌属。

Ø  生长环境:温度是影响厌氧氨氧化菌最为显著的因子,厌氧氨氧化菌快速增长一般要求在30-37℃;

Ø  基质供给;充足的氨氮和亚硝氮供给是厌氧氨氧化菌快速增长的基础,但要避免因浓度过高形成基质抑制;

Ø  传质限制:强化颗粒污泥及生物膜中基质的传质、提升厌氧氨氧化菌细胞内外电子传递能力均有助于厌氧氨氧化菌的快速增长

刺激因子:适当的外加刺激因子(如亚铁离子、电场、磁场等)亦会对厌氧氨氧化菌的增长有促进作用。



2020 08 10

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