科研 | Water Research：厌氧氨氧化耦合n-DAMO微生物脱氮颗粒污泥的快速形成( 四 )

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2 n-DAMO颗粒快速形成的两个关键本研究开发了一种基于UASB的新技术，可将n-DAMO微生物快速耦合到anammox颗粒上。 n-DAMO颗粒化在过去的研究中已被实现。例如， Fan等人（2019）在一年多的时间里从n-DAMO絮状污泥中获得了n-DAMO颗粒，并且研究了小型n-DAMO颗粒（< 200 μm）中甲烷传质的影响。与之前的研究相比，本研究提出了一种新的方法，可以在6个月内快速培养出大型anammox+n-DAMO颗粒（~700 μm）。以下是n-DAMO颗粒快速实现的两个关键因素。首先，以成熟的厌氧氨氧化颗粒用作生物载体，以支持附着在颗粒表面的n-DAMO微生物。通常地，颗粒/生物膜的形成包括三个步骤，即附着、小菌落形成和成熟。 EPS对于污泥聚集（将自由活动的细胞聚集在一起）的过程具有重要意义。尽管已知anammox细菌比其他微生物（如活性污泥和反硝化污泥）产生的EPS多于其他微生物，但目前对古菌EPS产生的认识却非常有限。在先前的研究中， n-DAMO微生物颗粒化过程较长（> 1年）可能是由于n-DAMO微生物产生的EPS不足。本研究中使用成熟的anammox颗粒作为生物载体，这些颗粒表面已经具有足够的EPS 。一旦悬浮态的n-DAMO微生物絮体被接种，这些微生物能够在EPS的协助下附于颗粒表面，因此有助于被颗粒包埋。通过观察证明，在II阶段的5-6周内液体变得澄清， n-DAMO微生物的絮体在相对较短的时间内固定在了生物载体（anammox颗粒）上。相似地，在anammox颗粒反应器中提到了类似的机制：其他anammox微颗粒（絮凝物）的聚集导致anammox颗粒的增大。一旦颗粒表面形成n-DAMO微生物的微生物菌落后，第二个关键则是避免这些新“移民”的分散。具体来说，高剪切力会导致这些新组合颗粒表面上的n-DAMO微生物脱离。因此，提供适度的条件使它们最终生长并成为颗粒的一部分至关重要。在这项研究中，我们通过逐步增加切向力来提高流速的策略。在连续进料的阶段III中，随着微生物活性的逐渐增强，升流速度从0.5至4.5 m/h逐步提高（图2 B）。经过4个月的运行后，新“移民”（n-DAMO细菌和n-DAMO古菌）移至颗粒内层（图4 D），表明anammox和n-DAMO组合颗粒已成熟。结论
这项研究开发了一种实验室规模的UASB ，将anammox细菌和n-DAMO微生物整合到颗粒污泥中，并实现了高强度合成废水的高水平氮去除。主要结论和结果如下：
1. 仅6个月内完成了anammox细菌和n-DAMO微生物耦合颗粒的形成；2. 使用成熟的anammox颗粒作为生物载体并逐步上调升流速度是快速获得anammox+ n-DAMO混合颗粒的两个关键；3. 获得了具有实用的脱氮性能的颗粒污泥体系（1.0 kgN/m3/d）；4. 阐明了颗粒径向的微生物分层，显示了anammox细菌和n-DAMO古菌分别在外层和内层的优势；5. 与絮体相比，组合的anammox+ n-DAMO颗粒的良好沉降性是实现高水平脱氮性能的关键；6. 与生物膜相比，颗粒污泥具有更低投资成本、更稳健的性能以及更简易的污泥收集与储存等优点。本文转载自其他网站，不代表健康界观点和立场。如有内容和图片的著作权异议，请及时联系我们（邮箱：guikequan@hmkx.cn）