异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL的脱氮过程及N2O产生特性

作者：杨垒; 崔珅; 任勇翔^*; 郭淋凯; 张志昊; 肖倩; 陈宁; 汪旭晖

来源：环境科学, 2020, 41(02): 831-838.

DOI：10.13227/j.hjkx.201908223

• 异养硝化细菌
• 反硝化功能基因
• 好氧反硝化
• 脱氮
• N2O释放

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N2O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N2O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NH4+-N、NO2--N和NO3--N能够完全去除;异养硝化过程几乎无中间产物生成,但以NO3--N作为氮源时,NO2--N累积量高达25. 55 mg·L-1.同时,反硝化功能基因nap A、nir K和nos Z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N2,当NH4+-N、NO2--N和NO3--N分别为唯一氮源时,N2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N2O,以NH4+-N为唯一氮源时的最终生成总量为6. 63μg,低于以NO2--N和NO3--N为唯一氮源时N2O的生成量.此外,高C/N、低pH、高温以及高NH4+-N和NO2--N环境均会导致N2O的大量生成,但大多数环境因素对菌株YL的N2O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、N2O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.

• 单位
  西安建筑科技大学