异养硝化-好氧反硝化菌协同竞争对脱氮特性的影响

1.4分析方法

ρ(TN)采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定;ρ(NH4+-N)采用纳氏试剂分光光度法测定;ρ(NO3--N)采用紫外分光光度法测定;ρ(NO2--N)采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定;ρ(NH2OH)采用间接分光光度法测定.菌体生长量(A600)：测定菌液在600nm波长时的吸光度.

氮的去除率计算公式：

R=(ci-ct)/ci×100%

式中：R为氮的去除率，%;ci为初始氮质量浓度，mg/L;ct为最终氮质量浓度，mg/L.每组试验设3个平行，试验数据分别用Excel2010、Origin8.5和SPSS20.0软件进行处理、制图和统计分析.

2结果与分析

2.1菌株的系统发育分析

菌株XH02、XH03和FX03的16SrDNA序列长度在1383～1435bp之间，经Blast同源性检索，构建出系统进化发育树(见图1).根据菌株在系统发育树上的位置，可初步确定XH02为人苍白杆菌(Oobactrumsp.)，XH03和FX03为假单胞菌(Pseudomonassp.).

2.2单菌株的脱氮特性

2.2.1单菌株的异养硝化特性

菌株XH02的异养硝化过程见图2(a).由图2(a)可见，XH02菌在24h内的生长速率最快，A600在第36小时达到最大值(1.27)，之后长时间处于稳定期，随着菌体的增殖过程，反应体系中ρ(NH4+-N)和ρ(TN)从反应前的101.68和104.83mg/L降至9.96和20.71mg/L，NH4+-N和TN的去除率分别为90.2%和80.2%.

异养硝化过程中NH2OH一直存在，呈现出先升后降的趋势，第24小时达到最大值(41.06mg/L)，随着反应进行又逐渐降解，在第72小时NH2OH基本完全降解.反应体系中不产生NO3--N和NO2--N.菌株XH03的异养硝化过程见图2(b).由图2(b)可见，在24h内，菌体大量生长繁殖，之后逐渐生长缓慢，在第36小时A600达到最大值(1.23).

第24小时菌株对NH4+-N的去除率为89.5%，对TN的去除率为84.3%.异养硝化过程中，没有检测到NH2OH.菌株FX03的异养硝化过程见图2(c).由图2(c)可见，第24小时NH4+-N和TN的去除率分别为90.6%和71.5%在第36小时A600达到最大值(1.19).

反应过程中，检测到有NH2OH和NO3--N产生，ρ(NH2OH)在第24小时达到最大值(23.73mg/L)，ρ(NO3--N)在第36小时达到最大值(25.72mg/L)，随着反应进行NH2OH和NO3--N在第72小时基本完全降解.2.2.2单菌株的好氧反硝化特性菌株XH02的好氧反硝化过程见图3(a).

由图3(a)可见，XH02在12～24h内生长较快，A600在第36小时达到最大值1.14.第24小时ρ(NO3--N)和ρ(TN)从反应前的101.07和102.27mg/L降至8.26和17.28mg/L，去除率分别为91.8%和83.1%.反应后期检测到有NH4+-N产生，ρ(NH4+-N)最大值为1.02mg/L.

图2菌株的异养硝化过程

图3菌株的好氧反硝化过程

菌株XH03的好氧反硝化过程见图3(b)，由图3(b)可见，在第24小时NO3--N和TN的去除率分别为94.0%和90.2%，在24～72h内ρ(NO3--N)和ρ(TN)基本保持不变.A600在第36小时达到最大值(1.20)，在第72小时降至1.07.

由图3(c)可知，菌株FX03在第24小时对NO3--N和TN的去除率分别为63.7%和60.3%，在第36小时A600达到最大值(0.78).反应体系中ρ(NH4+-N)的变化范围为0.52～3.61mg/L.

菌株XH02、XH03和FX03的好氧反硝化过程中，ρ(NO2--N)分别低于4.37、2.32和1.62mg/L，与各自空白样对照，均无显著性差异(P>0.05).

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