厭氧氨氧化菌在不利pH值下的活性分析

陳福坤沈莎鄧海濤

(1.廣西春暉環保工程有限責任公司， 廣西 柳州 545001；

2.廣西生態工程職業技術學院， 廣西 柳州 545003)

厭氧氨氧化菌在不利pH值下的活性分析

陳福坤1，2沈莎1鄧海濤1

(1.廣西春暉環保工程有限責任公司， 廣西 柳州 545001；

2.廣西生態工程職業技術學院， 廣西 柳州 545003)

探究初始pH=8.0-9.4，AAOB活性隨時間的變化情況。研究表明，pH=8.0-8.4，AAOB保持較高活性； pH=8.5-9.0，AAOB9天內保持正常活性，超過10天，活性快速下降；pH ＞9.0，AAOB活性會立即受到抑制。

AOB；游離氨；活性 ；抑制

自從荷蘭學者發現厭氧氨氧化菌(Anaerobic ammonia oxidizing bacteria，簡稱AAOB)，諸多學者對厭氧氨氧化反應進行了大量的研究[1]，發現pH值對厭氧氨氧化過程有明顯影響，但眾多研究主要是針對不同pH值下厭氧氨氧化速率的變化情況，鮮見AAOB在pH=8.0-9.4時，其活性隨時間的變化規律的研究報道。該實驗研究了pH=8.0-9.4時， AAOB活性隨時間的變化規律。

1 材料和方法

1.1 試驗裝置

反應器采用經遮光處理的玻璃瓶(1L)，置于恒溫振蕩箱(30℃)，接種厭氧氨氧化污泥(MLVSS=3000mg.L-1)，試驗采用模擬廢水，經排水法收集N2。

1.3 試驗原理與方法

厭氧氨氧化是將氨氮氧化為氮氣的生物反應過程，通過收集生成的N2，來判定AAOB活性。反應器容積負荷NH4+-N=40mg.(L.d)-1、NO2--N=50mg.(L.d)-1，在標準狀態下，本試驗產生的最大N2體積為64mL。實驗共15個周期，每周期為1d，每個周期開始時，調節反應器pH，使初始pH分別為8.0、8.5、8.7、9.0，分別對應1至4號組；每個周期步驟：進水-投加基質-調節pH-吹脫DO-反應-記錄產氣量-排水(排水比為1：2)。

2 結果與討論

2.1 初始pH=8.0對AAOB的影響

反應器產氣量始終在55.5-60mL之間，比較穩定，反應結束時pH=8.4，說明pH=8.0-8.4時，AAOB活性較高，未受pH的影響。

2.2 初始pH=8.5對AAOB的影響

反應器前10天產氣量在55mL以上，第11天開始逐漸減少，第15天減少至33mL，反應結束時pH=8.9，說明pH=8.5-8.9時，AAOB有一定的抵抗力，10天內活性未受明顯抑制，但多于10天，活性則會快速下降。

2.3 初始pH=8.7對AAOB的影響

反應器前9天產氣量在55mL以上，第10天開始快速減少，第15天減少至10.5 mL，反應結束時pH=9.1，說明pH=8.7-9.1時，AAOB有一定的抵抗力，9天內活性未受明顯抵制，但多于9天，活性則會急速下降。由于和2號組在pH范圍上有一半的重疊，活性表現出了相似性，但是一旦活性表現出受抑制，3號組產氣量下降的速度顯著較快。

2.4 初始pH=9.0對AAOB的影響

反應器一開始產氣量就逐漸減少，只是前10天減少較為緩慢，之后則快速減少，第15天低至6.2mL，反應結束時pH=9.4，說明pH=9.0-9.4時，AAOB活性迅速受到抑制，10天后幾乎全部中毒。

2.5 討論

pH＞8.5，AAOB開始受抑制，氨氮以NH4+及NH3的形態存在；

(1)當pH作為控制因素時，不同的pH對應不同的游離氨濃度，游離氨對AAOB有一定的抑制作用[2]，不同的濃度對應不同的抑制程度，所以各組反應器表現出的產氣量減少規律各不相同；

(2)pH相對較高的情況下，反應初期氨氮濃度較高，反應器內有較高的游離氨生成，有研究指出游離氨的積累，會破壞細胞膜兩側的pH梯度，部分瓦解膜電位，對AAOB產生毒性，從而導致了AAOB被抑制甚至死亡[3]。說明pH大于8.5，游離氨開始達到抑制AAOB活性的濃度，時間久的話將會導致細胞死亡；所以在工程應用中，pH在8.5-9.0之間，應在9天內將反應器pH值調整到最佳區間，而pH大于9.0時，反應器pH值應該立刻調整到最佳區間，否則將迅速導致菌群的死亡。

3 結論

(1)厭氧氨氧化反應為致堿反應，在反應過程中pH會升高，在此實驗條件下，一個周期pH升高0.4。

(2)pH=8.0-8.4時，AAOB保持較高活性；pH=8.5-9.0時，AAOB活性開始受到抑制，但9天內仍能保持正常活性，超過10天，活性快速下降；pH＞9.0，AAOB活性立即受到抑制。

[1]陳重軍,王建芳,張海芹，等.厭氧氨氧化污水處理工藝及其實際應用研究進展[J].生態環境學報,2014,23(3):521-527.

[2]陳宗姮,徐杉杉,李祥，等.pH對厭氧氨氧化反應脫氮效能的影響[J].化工環保,2015,35(2):121-125.

[3]林琳,堵國成,陳堅等.電子受體及中間產物對厭氧氨氧化的影響[J].應用與環境生物學報,2003,9(2):200-202.