一株同步硝化反硝化菌株的筛选及其生物电化学脱氮性能研究

摘要

[目的]本文旨在获得具有高效脱氮性能的异养硝化-好氧反硝化（heterotrophic nitrification-aerobic denitrification, HN-AD）功能菌株，构建生物电化学-同步硝化反硝化（bio-electrochemical systems-simultaneous nitrification and denitrification, BES-SND）耦合系统，实现脱氮效率的提升。[方法]从活性污泥中筛选HN-AD菌株，鉴定后通过摇瓶试验分析其脱氮性能。然后进一步研究碳源、C/N、溶解氧等外界因素对菌株同步硝化反硝化性能的影响。将菌株接种到微生物燃料电池（microbial fuel cells, MFC）的生物阴极，分析低C/N条件下BES-SND体系的脱氮性能。[结果]从活性污泥中筛选出一株具有同步硝化反硝化性能的HN-AD菌株，命名为Alcaligenes aquatilis N3。确定该菌株发生SND反应的最适碳源为乙酸钠、C/N值为20、溶解氧为3.70 mg·L^-1。在BES-SND脱氮体系中，C/N值分别为2、4、6、8时，菌株A.aquatilis N3的总氮去除率分别为20.51%、26.67%、37.76%和48.50%。在C/N=2的试验条件下，BES-SND系统的总氮去除速率在第5天仍为1.79 mg·L^-1·d^-1。[结论]在低碳环境下，A.aquatilis N3菌株依然可以在BES-SND耦合脱氮体系中实现脱氮，降低了脱氮过程对碳源的依赖性，具有一定的实际环境应用潜力。

关键词

同步硝化反硝化 / 异养硝化-好氧反硝化 / 生物电化学 / 低C/N值 / 微生物燃料电池

基金资助

江苏省农业科技自主创新项目[CX(23)1038]; 江苏省创新支撑计划国际科技合作/港澳台科技合作-港澳台科技合作项目(BZ2022052)