以亚硝酸氮为受体的戴尔福特菌反硝化除磷研究

陈绎浪 任 晶

(1.沈阳建筑大学市政与环境学院，辽宁 沈阳 110168； 2.首安工业消防有限公司，北京 101304)

0 引言

随着反硝化聚磷菌的发现，许多学者从反应器厌氧部分中提纯出各种反硝化聚磷菌种并对其分析，即对反硝化脱氮除磷系统做的大量研究，使得以硝态氮、亚硝态氮为电子受体的同步脱氮除磷技术有了新的发展，但其脱氮除磷机理及效能研究有待深入[1-3]。本研究从SBR反应器中提纯出戴尔福特菌，考察其以亚硝酸氮为电子受体的反硝化除磷效果，为戴尔福特菌在脱氮除磷的实际应用提供进一步的理论依据。

1 试验材料及方法

1.1 实验材料

将已分离纯化出的2株戴尔福特菌(从稳定运行的厌氧—好氧—缺氧—好氧SBR系统的厌氧段末期活性污泥中分离)作为菌源。

戴尔福特菌的专性培养基组成为：乙酸钠2 321.2 mg/L、磷酸二氢钾20.8 mg/L、硫酸钾26.7、氯化钙14.8、氯化铵57.3、硫酸镁131.8。试验所用活化液的吸光度值分别为1号戴尔福特菌的OD600为1.170，5号戴尔福特菌的OD600为1.184。

1.2 检测指标及方法

采用碱性过硫酸钾消解—紫外分光光度法检测TP，采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法检测亚硝酸氮，采用比浊法检测OD600。

2 结果与分析

2.1 单菌株生长及除磷脱氮效果

配置亚硝酸氮浓度在25 mg/L左右，pH值为7.5，于厌氧瓶中加入100 mL培养液，充入N2吹脱20 s后，在121 ℃下灭菌20 min，将菌株按15%体积比接种在培养液中，在25 ℃的振荡培养箱中(130 r/min)共培养21 h，每3 h取7 mL。

2.1.11号戴尔福特菌株

1号戴尔福特菌生长及除磷脱氮试验结果见图1。

由图1中可知，1号戴尔福特菌培养前3 h内生长缓慢，TP浓度C从7.1 mg/L下降到6.3 mg/L，亚硝酸氮浓度从23.4 mg/L下降到21.9 mg/L；3 h后菌株迅速生长，TP浓度和亚硝酸氮浓度也显著下降；18 h时菌株生长情况、TP浓度及亚硝酸氮浓度没有明显变化。21 h时，戴尔福特菌的生长量从0.043增长到0.501。TP浓度从7.1 mg/L下降到1.8 mg/L，TP的去除率达到74.6%，亚硝酸氮浓度从23.4 mg/L下降到4.5 mg/L，亚硝酸氮去除率达80.8%。

2.1.25号戴尔福特菌株

5号戴尔福特菌株生长及除磷脱氮试验结果见图2。

从图2可知，在9 h之内，5号戴尔福特菌株生长较快，可见其停滞期比较短，如果营养物质充足，就可以快速生长，此时TP浓度及亚硝酸氮浓度也有明显变化，TP浓度从7.1 mg/L下降到3.5 mg/L，亚硝酸氮浓度从23.4 mg/L下降到10.6 mg/L；9 h后菌株的生长速率相对有所降低，TP浓度及亚硝酸氮浓度的去除速率显著；18 h后TP浓度及亚硝酸氮浓度变化趋于稳定。经21 h培养后，菌株的生长量增长到0.564，TP下降到1.3 mg/L，TP去除率达81.7%。亚硝酸氮浓度下降到3.45 mg/L，菌株的脱氮率为85.3%。

2.2 菌株复配的生长及除磷脱氮效果

分别取5 mL,10 mL 1号戴尔福特菌株活化液，取5号戴尔福特菌株活化液分10 mL，5 mL，将2菌株按照体积比为1∶2,1∶1,2∶1进行混合。pH值为7.5左右。取100 mL培养液加入厌氧瓶中，亚硝酸氮浓度25 mg/L左右，充入N2吹脱20 s后于121 ℃下灭菌20 min，振荡培养箱内保持温度25 ℃，转速130 r/min，培养21 h，每隔3 h取7 mL。

2.2.1混合比例2∶1

混合比例2∶1时，试验结果见图3。

由图3可知，3 h内，TP浓度从6.9 mg/L下降到6.2 mg/L，亚硝酸氮浓度从22.6 mg/L下降到21.4 mg/L；从第3小时～第15小时，2菌株生长迅速，TP浓度下降到2.1 mg/L，亚硝酸氮浓度下降到6.6 mg/L。经21 h培养后，其生长量增长至0.522；TP浓度下降到1.5 mg/L，去除率为78.3%；亚硝酸氮浓度下降到3.8 mg/L，去除率达83.2%。

2.2.2混合比例1∶1

混合比例1∶1时，试验结果见图4。

由图4可知，培养前3 h内，混合菌株生长相对缓慢；3 h～12 h之间时菌株呈线性增长，TP浓度降至2.2 mg/L，亚硝酸氮浓度降至6.9 mg/L，培养12 h～15 h之间时，菌株生长速度趋于缓慢。21 h时，菌株的生长量为0.555，TP浓度下降到1.2 mg/L，去除率达82.6%，亚硝酸氮浓度降至2.8 mg/L，去除率为87.6%。

2.2.3混合比例1∶2

混合比例1∶2时，试验结果见图5。

由图5知，0 h～12 h内，混合菌株生长速率最快，脱氮除磷速度也最快，TP浓度下降到1.3 mg/L，亚硝酸氮浓度下降到4.3 mg/L；12 h后菌株生长速率降低；15 h时菌株的生长量达0.592，TP浓度下降到1.0 mg/L，去除率85.5%，亚硝酸氮浓度下降到3.5 mg/L，去除率84.5%。经21 h培养后，TP浓度下降到0.6 mg/L，去除率91.3%，亚硝酸氮浓度下降到1.8 mg/L，去除率92%。可见，复合菌株的脱氮除磷效果优于单独菌株，达到相同处理效果的培养时间可缩短9 h。

3 结语

通过对单株戴尔福特菌株脱氮除磷性能的测试，得到1号，5号戴尔福特菌株的TP去除率分别为74.6%，81.7%，亚硝酸氮去除率为80.8%、85.3%；将2株戴尔福特菌混合，体积比为1∶2时，TP的去除率为91.3%，亚硝酸氮的去除率为92%，脱氮除磷效果显著提高；与达到相同的去除效果的单株菌株对比，缩短了9 h的反应时间。