Affiliation of Author(s):
环境与市政工程学院
Key Words:
异养硝化细菌;反硝化功能基因;好氧反硝化;脱氮;N 2 O释放;
Abstract:
由于含氮废水的大量排放，水体富营养化日趋严重，如何高效去除废水中的氮素仍是亟待解决的问题. 针对传统生物脱氮工艺流程复杂、能耗高、抗冲击能力弱以及释放温室气体N 2 O等缺陷，本文基于高效异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL，通过探讨其生理生化特征、异养硝化-好氧反硝化脱氮过程和N 2 O产生特性，进一步解析异养硝化脱氮理论. 结果表明，菌株YL具有高效的异养硝化和好氧反硝化能力，24 h培养期100 mg·L -1 的NH 4 + -N、NO 2 - -N和NO 3 - -N能够完全去除；异养硝化过程几乎无中间产物生成，但以NO 3 - -N作为氮源时，NO 2 - -N累积量高达25.55 mg·L -1 . 同时，反硝化功能基因napA、nirK和nosZ基因的成功表达，进一步证实菌株YL具有好氧反硝化能力. 菌株YL异养硝化-好氧反硝化过程气态氮产物约占去除TN的30% ～ 40%，脱氮产物主要为N 2 ，当NH 4 + -N、NO 2 - -N和NO 3 - -N分别为唯一氮源时，N 2 生成量分别为3.46、3.49和3.36 mg. 相比较，菌株YL脱氮过程仅生成微量的中间产物N 2 O，以NH 4 + -N为唯一氮源时的最终生成总量为6.63 μg，低于以NO 2 - -N和NO 3 - -N为唯一氮源时N 2 O的生成量. 此外，高C/N、低pH、高温以及高NH 4 + -N和NO 2 - -N环境均会导致N 2 O的大量生成，但大多数环境因素对菌株YL的N 2 O生成量影响较小，且其最高生成量显著低于短程硝化系统和自养硝化系统. 以上研究结果表明菌株YL具有优异的脱氮、N 2 O控逸和环境耐受能力，可有效避免水处理过程对大气的二次污染.
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