海洋性anammox菌生长活性与Mn/Fe元素的相关性及其对含盐含氮废水脱氮性能研究

Anammox工艺较传统生物脱氮工艺而言具有高效，低成本和环境友好等优点，但是其较长的启动周期是其广泛应用的主要瓶颈。有研究表明在Mn/Fe丰度较高的海底沉积物中anammox菌具有较强的活性。本研究通过考察微量元素Fe/Mn与anammox细菌反应活性和生长速率之间的关系，探求其影响规律。进一步深入解析Fe/Mn与参与反应主要酶之间相互作用关系、以及被anammox细菌作为基质利用进行代谢生长的机理，建立反应模型。应用于海洋性anammox反应器的启动当中，考察反应器启动运行情况。并对含盐高氨氮、低碳氮比实际废水脱氮处理进行研究，考察该工艺脱氮效果及稳定性。通过本研究，旨在获得增强anammox细菌活性或是加速其生长速率的关键控制因子，推动其在工业上广泛应用，为日趋严重的水体富营养化问题找到一个更为有效的解决途径。

针对Anammox细菌生长速率低和启动周期长这一问题，本项目开展了Mn/Fe元素对于Anammox细菌活性和生长速率的研究。主要内容包括海洋性Anammox细菌的培养，MnO2和Fe(II)添加浓度变化对于Anammox细菌活性的影响规律考察，其对于以Anammox细菌富集培养的影响规律的考察,以及对于含盐含氮废水处理研究。研究结果表明， MnO2的添加将Anammox菌脱氮能力提高了近1倍，细胞内关键酶活性也提高了78.2%。并且MnO2的添加能够促进海洋性Anammox细菌在较宽的温度范围内稳定运行，其处理效果较未添加的反应器高出近20%。Fe(II)浓度提高能够将Anammox的脱氮能力提高32.2%, heme c浓度和关键酶活各提高2.1和2.3倍。同时将Fe(II)的浓度提高至0.09mM，能够缩短Anammox反应器的启动周期近29%，稳定运行后脱氮性能提高41%。