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金仁村教授团队探索厌氧硫氧化(ASO)工艺启动新方法

来源 : 杭州师范大学生命与环境科学学院     作者 : 亿校云     时间 : 2018-11-05     点击 : 78

金仁村教授团队探索厌氧硫氧化(ASO)工艺启动新方法

2018115日,杭州师范大学生命与环境科学学院金仁村教授团队在国际环境科学领域高水平期刊Chemosphere (IF=5.108)在线发表题为“Anammox granule as new inoculum for start-up of anaerobic sulfide oxidation (ASO) process and its reverse start-up”的文章,报道以厌氧氨氧化(anammox)颗粒污泥作为接种污泥启动高性能厌氧硫氧化(ASO)工艺,并在稳定运行之后反向启动anammox工艺的过程。

 

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过量的氮释放到水环境中会导致水体酸化和富营养化,进而对水生植物和其他生物的生存产生负面影响。在某些工业生产过程中会产生大量的硫化物,例如黏胶人造丝工厂、石油工业和制革厂。硫化物对人类具有多种毒理学作用,并且会腐蚀混凝土和钢铁。在厌氧条件下,脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)可以利用亚硝酸盐可以作为电子受体氧化硫化物。而anammox反应是在厌氧条件下以亚硝酸盐作为电子受体,氨氮作为电子供体的微生物反应。同时,anammox颗粒污泥中anammox功能菌分布在污泥内核且相对丰度较低,其分层结构也赋予了基质分布和氧化还原反应潜在的环境空间异质性,并且颗粒外层可能共存不同的功能微生物。因此,在合适的条件下,两种微生物可能共存于同一混培物中,因基质条件改变而发挥不同的功能。在先前的研究中,ASO工艺的接种污泥为活性污泥或厌氧消化污泥,尚未发现anammox污泥可作为其接种物。

本研究主要目的是调查(1anammox污泥作为接种物启动高性能ASO工艺的可行性;(2)定量描述工艺运行过程中颗粒污泥的特征和功能性微生物群落结构。此外,还分析了anammox反向启动的可行性,即以ASO污泥为接种污泥的anammox工艺的启动。本次研究发现anammox污泥作为接种污泥启动的ASO工艺性能(105.5±0.11 kg S m-3 d-128.45±3.40 kg N m-3 d-1)远高于先前报道的研究水平。在ASO启动过程中,脱氮硫杆菌成为主要功能菌;三维荧光光谱(EEM)和傅立叶红外光谱(FT-IR)从微观方面揭示了污泥胞外多聚物(EPS)的荧光强度和官能团的演变。研究还发现,在反向启动过程中,ASO污泥可以快速进行逆向启动anammox工艺,反应结束时anammox功能菌(Candidatus kuenenia)相对丰度达到16.1%,这也证实了反向启动anammox工艺的可行性。

 

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杭州师范大学生命与环境科学学院硕士史志坚为第一作者,生命与环境科学学院金仁村教授与和苗苗副教授为本文共同通讯作者。该项研究获得国家自然科学基金项目的资助。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653518321325

 

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