FESE 前沿研讨:新式生物脱氮体系Methammox可在宽C:N比条件下完成同步脱氮除碳

  新式生物脱氮体系Methammox可在宽C:N比(1.5:1-14:1)范围内完成同步脱氮除碳;

  在高C:N比条件下,脱氮微生物体系由混合养分型改变为异养型,产酸菌可补偿自养脱氮菌削减形成的丢失;

  与传统硝化-反硝化工艺比较,依据厌氧氨氧化(anammox)的生物脱氮(BNR)工艺愈加有助于下降有机碳本钱、曝气本钱、污泥处理本钱和温室气体排放。依据anammox的BNR进程所需C:N比为0.5或更低。因而,完成氮和COD的同步去除将逐渐扩展BNR工艺的经济效益与动力效益。自养的厌氧氨氧化菌与异养微生物协作,成为同步脱氮除碳的可继续战略。而在反硝化菌与自养微生物(如硝化菌)的组合工艺中,如同步硝化-反硝化(SND)、同步厌氧氨氧化-反硝化(SAD)和同步亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD),较高的C:N比会损坏反硝化菌和自养菌之间的协同作用。保持C:N比小于1.57对保持安稳的SAD进程至关重要,将C:N比从1.5增加到3.0可进步厌氧氨氧化体系的反硝化活性。据报道,将反硝化细菌与厌氧氨氧化菌的种群份额保持在0.3和0.4之间可有助于SAD工艺保持安稳的脱氮作用。在高C:N比下(3.0),在亚硝酸盐的竞赛中反硝化菌比厌氧氨氧化菌更有优势,且厌氧氨氧化菌活性或许受底物的按捺。研讨标明,C:N比是依据厌氧氨氧化和反硝化完成C、N同步去除的瓶颈。

  本研讨建立了一个新式复合微生物体系——Methammox,全面剖析了产甲烷菌和NRB在单个体系中的功用特性,在不同C:N比(1.5:1-14:1)条件下探究该工艺同步脱氮除碳的可行性。依据效果得出,在低C:N比(≤2:1)和高C:N比(≥9:1)条件下完成了安稳的COD和氨去除率(55%~60%)。产甲烷菌的种群丰度适当安稳,但随着C:N比从低到高改变,脱氮微生物体系从混合养分型改变为异养型。在高C:N比下,自养NRB(氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌和厌氧氨氧化菌)的削减可被能进行异养反硝化的发酵菌群所补偿。因而,Methammox体系的功用可塑性可以耐受较宽的C:N比。

  在废水处理体系中,同步脱氮除碳一直是研讨热门。怎么低本钱、高效率地去除污水中的COD和氮渐渐的变成了实践工程使用中亟待解决的科学问题。本研讨阐明晰在宽 C:N比条件下,厌氧产甲烷菌与脱氮细菌(NRB)的功用及协作关系,能在Methammox体系中完成C、N的同步去除。依据效果得出,在较低(≤2:1)和较高(≥9:1)C:N 比的条件下,COD和氨均获得杰出且安稳的去除作用。本研讨效果进一步丰厚了同步脱氮除碳的技能道路和工艺类型。

  金仁村,杭州师范大学教授,FESE青年编委。首要研讨方向为水污染控制工程,我国微生物学会环境微生物学专委会委员、我国生态学学会微生物生态学专委会委员、浙江省环境科学学会常务理事,浙江省“杰出青年基金”获得者,浙江省“中青年学科带头人”、浙江省“151人才”、杭州市“131人才”(要点赞助层次),曾获2017年浙江省科学技能进步二等奖。以榜首发明人身份获发明专利授权70余件(效果转化12件);以榜首或通讯作者身份在Environ. Sci. & Technol., Water Res., Environ. Int., Chem. Eng. J., Renew. Sust. Energ. Rev.等国内外学术刊物上宣布论文190余篇,其间SCI录入160余篇,TOP期刊140余篇。2020年和2021年接连当选爱思唯尔“我国高被引学者”榜单。

  由教育部主管、高等教育出书社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包含基础科学、生命科学、工程技能和人文社会科学四个主题,是我国掩盖学科最广泛的英文学术期刊群,其间13种被SCI录入,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科世界威望检索体系录入,具有必定的世界学术影响力。系列期刊选用在线优先出书方法,确保文章以最快速度宣布。