厌氧氨氧化菌在不利pH值下的活性分析

陈福坤沈莎邓海涛

(1.广西春晖环保工程有限责任公司， 广西 柳州 545001；

2.广西生态工程职业技术学院， 广西 柳州 545003)

厌氧氨氧化菌在不利pH值下的活性分析

陈福坤1，2沈莎1邓海涛1

(1.广西春晖环保工程有限责任公司， 广西 柳州 545001；

2.广西生态工程职业技术学院， 广西 柳州 545003)

探究初始pH=8.0-9.4，AAOB活性随时间的变化情况。研究表明，pH=8.0-8.4，AAOB保持较高活性； pH=8.5-9.0，AAOB9天内保持正常活性，超过10天，活性快速下降；pH ＞9.0，AAOB活性会立即受到抑制。

AOB；游离氨；活性 ；抑制

自从荷兰学者发现厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonia oxidizing bacteria，简称AAOB)，诸多学者对厌氧氨氧化反应进行了大量的研究[1]，发现pH值对厌氧氨氧化过程有明显影响，但众多研究主要是针对不同pH值下厌氧氨氧化速率的变化情况，鲜见AAOB在pH=8.0-9.4时，其活性随时间的变化规律的研究报道。该实验研究了pH=8.0-9.4时， AAOB活性随时间的变化规律。

1 材料和方法

1.1 试验装置

反应器采用经遮光处理的玻璃瓶(1L)，置于恒温振荡箱(30℃)，接种厌氧氨氧化污泥(MLVSS=3000mg.L-1)，试验采用模拟废水，经排水法收集N2。

1.3 试验原理与方法

厌氧氨氧化是将氨氮氧化为氮气的生物反应过程，通过收集生成的N2，来判定AAOB活性。反应器容积负荷NH4+-N=40mg.(L.d)-1、NO2--N=50mg.(L.d)-1，在标准状态下，本试验产生的最大N2体积为64mL。实验共15个周期，每周期为1d，每个周期开始时，调节反应器pH，使初始pH分别为8.0、8.5、8.7、9.0，分别对应1至4号组；每个周期步骤：进水-投加基质-调节pH-吹脱DO-反应-记录产气量-排水(排水比为1：2)。

2 结果与讨论

2.1 初始pH=8.0对AAOB的影响

反应器产气量始终在55.5-60mL之间，比较稳定，反应结束时pH=8.4，说明pH=8.0-8.4时，AAOB活性较高，未受pH的影响。

2.2 初始pH=8.5对AAOB的影响

反应器前10天产气量在55mL以上，第11天开始逐渐减少，第15天减少至33mL，反应结束时pH=8.9，说明pH=8.5-8.9时，AAOB有一定的抵抗力，10天内活性未受明显抑制，但多于10天，活性则会快速下降。

2.3 初始pH=8.7对AAOB的影响

反应器前9天产气量在55mL以上，第10天开始快速减少，第15天减少至10.5 mL，反应结束时pH=9.1，说明pH=8.7-9.1时，AAOB有一定的抵抗力，9天内活性未受明显抵制，但多于9天，活性则会急速下降。由于和2号组在pH范围上有一半的重叠，活性表现出了相似性，但是一旦活性表现出受抑制，3号组产气量下降的速度显著较快。

2.4 初始pH=9.0对AAOB的影响

反应器一开始产气量就逐渐减少，只是前10天减少较为缓慢，之后则快速减少，第15天低至6.2mL，反应结束时pH=9.4，说明pH=9.0-9.4时，AAOB活性迅速受到抑制，10天后几乎全部中毒。

2.5 讨论

pH＞8.5，AAOB开始受抑制，氨氮以NH4+及NH3的形态存在；

(1)当pH作为控制因素时，不同的pH对应不同的游离氨浓度，游离氨对AAOB有一定的抑制作用[2]，不同的浓度对应不同的抑制程度，所以各组反应器表现出的产气量减少规律各不相同；

(2)pH相对较高的情况下，反应初期氨氮浓度较高，反应器内有较高的游离氨生成，有研究指出游离氨的积累，会破坏细胞膜两侧的pH梯度，部分瓦解膜电位，对AAOB产生毒性，从而导致了AAOB被抑制甚至死亡[3]。说明pH大于8.5，游离氨开始达到抑制AAOB活性的浓度，时间久的话将会导致细胞死亡；所以在工程应用中，pH在8.5-9.0之间，应在9天内将反应器pH值调整到最佳区间，而pH大于9.0时，反应器pH值应该立刻调整到最佳区间，否则将迅速导致菌群的死亡。

3 结论

(1)厌氧氨氧化反应为致碱反应，在反应过程中pH会升高，在此实验条件下，一个周期pH升高0.4。

(2)pH=8.0-8.4时，AAOB保持较高活性；pH=8.5-9.0时，AAOB活性开始受到抑制，但9天内仍能保持正常活性，超过10天，活性快速下降；pH＞9.0，AAOB活性立即受到抑制。

[1]陈重军,王建芳,张海芹，等.厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展[J].生态环境学报,2014,23(3):521-527.

[2]陈宗姮,徐杉杉,李祥，等.pH对厌氧氨氧化反应脱氮效能的影响[J].化工环保,2015,35(2):121-125.

[3]林琳,堵国成,陈坚等.电子受体及中间产物对厌氧氨氧化的影响[J].应用与环境生物学报,2003,9(2):200-202.