摘要
厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonium Oxidation，Anammox）是指以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化成氮气的生物学过程，该过程具有无需外加碳源、无需曝气以及脱氮负荷高的特点。该技术是有广阔应用前景的高效节能新型脱氮技术，其发现在脱氮方面具有里程碑式的意义。Anammox过程基质和中间产物的转化主要依赖于厌氧氨氧化菌（Anaerobic Ammonia Oxidation Bacteria，AnAOB）中的多种催化酶以及传递电子的C类血红素蛋白，特别地，8-/5-血红素细胞色素C具有还原亚硝酸盐或亚硫酸盐的能力，并且从实际热力学来看氨氧化和亚硫酸盐还原反应的标准吉布斯自由能为-54.18 KJ/mol，这显示出SO32-具有作为Anammox电子受体的潜能，然而到目前还未有这方面的研究。 本论文首次探索了以SO32-与NH4+作为基质驯化Anammox微生物。在膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器中，通过长期实验富集培养微生物，并通过批实验研究温度和pH等因素对亚硫酸盐型厌氧氨氧化的影响。采用高通量测序技术检测EGSB反应器中微生物群落结构的变化，识别可能的功能微生物。主要取得以下结论： ①以传统亚硝酸盐型厌氧氨氧化污泥为接种物，以亚硫酸盐作为电子受体驯化微生物，反应器共运行350d。结果显示，亚硫酸盐驯化的微生物可以同时去除SO32-和NH4+，NH4+的去除速率维持在0.25-0.3gN/(L·d)，SO32-的去除速率达到1.3g SO3/(L·d)，消耗的N和S的质量比约为1:4(摩尔比值约为3:2)，污泥颜色也由原始的红褐色变为土黄色，并出现大块黄色物质，推测反应生成含硫化合物。 ②在批实验中，在温度为35℃条件下，在pH为7.5时NH4+去除速率最高：7.0 mgN/（gVSS·h），而SO32-去除速率在pH为6.5时最高：4.3 mgSO3/（gVSS·h）；当pH为7.5时，40℃时NH4+的去除率最高：3.5 mgN/（gVSS·h），而SO32-在温度30℃时去除速率最高：3.6 mgSO3/（gVSS·h）；这显示出亚硫酸盐型厌氧氨氧化过程的复杂性，反应器中SO32-和NH4+去除可能有多个反应参与。 ③EGSB反应器中AnAOB的中优势菌由Ca.Kuenenia转变为Ca. Jettenia，并且检测到硫自养反硝化的优势菌-Thiobacillus增多的趋势，但整个实验过程并没检测到之前报道的硫酸盐型厌氧氨氧化的优势菌-Bacillus benzoevorans，表明亚硫酸盐型厌氧氨氧化的优势菌群与亚硝酸盐型和硫酸盐型厌氧氨氧化存在一定的差异。
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