ANAMMOX体系中氨与硫酸盐的同步转化条件

引用本文

董石语, 毕贞, 张文静, 黄勇. ANAMMOX体系中氨与硫酸盐的同步转化条件[J]. 环境科学, 2019, 40(8): 3691-3698.

DONG Shi-yu, BI Zhen, ZHANG Wen-jing, HUANG Yong. Simultaneous Conversion Conditions of Ammonia and Sulfate in ANAMMOX Systems[J]. Environmental Science, 2019, 40(8): 3691-3698.

ANAMMOX体系中氨与硫酸盐的同步转化条件

董石语^1,2, 毕贞^1,2, 张文静^1,2, 黄勇^1,2

1. 苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009;
2. 苏州科技大学环境生物技术研究所, 苏州 215009

收稿日期: 2019-02-22; 修订日期: 2019-03-04

基金项目: 国家重点研发计划项目（2016YFC0401108）；国家自然科学基金项目（51478284，51408387）；江苏省特色优势学科二期立项项目；江苏省水处理技术与材料协同创新中心项目；苏州科技学院科研基金项目（341410031）；苏州科技学院人才引进科研项目（331411202）

作者简介: 董石语(1994~), 男, 硕士研究生, 主要研究方向是水污染控制, E-mail:838664306@qq.com

通信作者: 黄勇, E-mail:yhuang@mail.usts.edu.cn

摘要: 在CFSTR（continuous flow stirred tank reactor）反应器中接种混合污泥（ANAMMOX污泥与污水厂浓缩污泥按1 :1混合）研究NH₄⁺与SO₄^2-的同步转化，通过不断投加污泥令体系内ORP值稳定在（-200±50）mV，同步转化现象持续42 d，NH₄⁺平均转化14.81 mg·L^-1，SO₄^2-平均转化8.77 mg·L^-1.在批试实验中通过溶液是否充满玻璃瓶来控制体系内厌氧条件，不充满组NH₄⁺与SO₄^2-均降低，但两者的转化不同步；在完全充满组中NH₄⁺不转化，SO₄^2-浓度下降明显，实验后期检测到S^2-.分析认为同步转化现象产生的一般条件为NH₄⁺和SO₄^2-基质充足，接种浓度适量的混合污泥，体系漏氧且ORP检测值在-150~-300 mV范围内.同时认为本文及相关研究中所使用的实验条件均不能证明NH₄⁺与SO₄^2-的同步转化是两者相互转化的结果，相反实验条件更利于NH₄⁺与SO₄^2-各自独立转化.

关键词: 厌氧氨氧化(ANAMMOX) 硫酸盐与氨的同步去除(SRAS) 硫酸盐还原氨氧化(SRAO) 硫酸盐型厌氧氨氧化氧化还原电位(ORP)

Simultaneous Conversion Conditions of Ammonia and Sulfate in ANAMMOX Systems

DONG Shi-yu^1,2 , BI Zhen^1,2 , ZHANG Wen-jing^1,2 , HUANG Yong^1,2

1. School of Environment Science and Engineering, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China;
2. Institute of Environmental Biotechnology, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China

Abstract: A continuous flow stirred tank reactor (CFSTR) was used to inoculate mixed sludge (with an ANAMMOX sludge to sewage concentrate sludge ratio of 1:1) to study the simultaneous conversion of NH₄⁺ and SO₄^2-. The ORP value in the system was stabilized at (-200±50)mV by continuously adding sludge. The simultaneous conversion lasted for 42 days. The average conversion of NH₄⁺-N was 14.81 mg·L^-1 while that of sulfate-sulfur was 8.77 mg·L^-1. In the batch experiment, the anaerobic conditions were influenced by whether the solution was filled with glass bottles. Both NH₄⁺ and SO₄^2- in the non-filled group were reduced, but their transformation was not simultaneous. In the fully filled group, NH₄⁺ was not transformed, the concentration of SO₄^2- decreased significantly, and S^2- was detected in the later stages of the experiment. It is indicated that the general conditions for the phenomenon of simultaneous conversion are:①sufficient NH₄⁺ and SO₄^2-, ② inoculating mixed sludge with appropriate concentration, ③ leaking oxygen, ④ the detection value of ORP within the range of -150 to -300 mV. At the same time, the experimental conditions used in this paper and in other related literature cannot prove that the simultaneous conversion of NH₄⁺ and SO₄^2- is the result of mutual transformation; on the contrary, observations are more conducive to the independent transformation of NH₄⁺ and SO₄^2-.

Key words: anaerobic ammonium oxidation(ANAMMOX) simultaneous removal of ammonium and sulfate(SRAS) sulfate-reducing ammonia oxidation(SRAO) sulfate-dependent anaerobic ammonium oxidation Oxidation-Reduction Potential(ORP)

厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation, ANAMMOX)自被发现以来, 因其无需有机碳源、污泥产量低, 能在实际污水处理大大减少费用而受到国内外学者的广泛关注^[1~4].随着人们对这一现象的研究不断深入, 研究者们发现ANAMMOX菌可以利用Fe³⁺^[5]、Mn⁴⁺^[6]和NO₃^-^[7]等多种电子受体氧化NH₄⁺, Strous等^[8]通过热力学反应式推算认为可能存在SO₄^2-与NH₄⁺进行的生物反应.如果能够证实NH₄⁺与SO₄^2-可以发生硫酸盐型厌氧氨氧化反应, 必然能为一些工业高硫酸盐高氨氮废水处理工艺的改进提供指导.

2001年, Fdz-Polanco等^[9]通过厌氧流化床反应器处理糖蜜酒精废水时发现NH₄⁺与SO₄^2-发生了同步转化(simultaneous removal of ammonium and sulfate, SRAS), 推断该反应器中发生了以SO₄^2-为电子受体的ANAMMOX反应(sulfate-reducing ammonia oxidation, SRAO), 在该过程中NH₄⁺与SO₄^2-首先生成中间产物S^2-、NO₂^-; 随后NO₂^-分别与S^2-和NH₄⁺进行硫自养反硝化和常规ANAMMOX, 反应终产物为N₂和S⁰[式(1)]：

(1)

(2)

(3)

由于有机条件下SO₄^2-会发生异养还原, 为了对SRAS现象有进一步地了解, 更多学者着重于在无机条件下进行研究^[10~25]. Liu等^[10]首次以(NH₄)₂SO₄为唯一基质, 通过接种ANAMMOX菌研究NH₄⁺与SO₄^2-的转化机制, 在实验过程中并未检测到S^2-, 因此认为SO₄^2-还原的中间产物是S⁰, 而不是Fdz-Polanco等^[9]所推测的S^2-[式(2)], 即总反应式(1)不变, 由反应式(3)生成中间产物, 随后进行常规ANAMMOX反应.后续研究者在无机条件下进行的研究^[11~24]中也均未检测到S^2-, Liu等^[10]所提出的反应机制被大多数学者延用.

随着对SRAS研究的深入, 人们发现了一些新的问题.多数研究者实验过程中都观察到氨氮过量转化的现象^[12~25], 实验过程中的氮硫摩尔转化比[n(NH₄⁺)/n(SO₄^2-)]明显大于理论推测值2.同时部分研究者^{[12, 14, 17]}在实验过程中检测到的SO₄^2-转化量过低, 或者出现NH₄⁺与SO₄^2-的转化不完全同步的现象.多位研究者^{[14, 16, 20, 23]}在连续流实验后期SO₄^2-停止转化, 但NH₄⁺的转化量并未减少.在这一基础上, 2017年完颜德卿等^[25]通过在批次实验中进行除氧水封, 发现在严格厌氧环境(ORP=- 490 mV)下NH₄⁺不转化, 且推算体系中虽然没有额外添加有机物, 但接种污泥衰亡释放出的有机物已经足够造成SRAS现象中的SO₄^2-转化量.因此文献[25]认为SRAS现象是NH₄⁺与SO₄^2-各自独立转化所造成, 反应条件不符合前期研究者所认为的无机、厌氧条件, 其中NH₄⁺在体系内氨氧化菌(AOB)的作用下由泄漏进入反应器的氧气氧化, SO₄^2-在硫酸盐还原菌(SRB)的作用下由污泥衰亡释放出的有机物还原.由于其缺少同步转化过程中的TOC和S^2-的检测数据, 也没有总结SRAS现象的一般性实验条件, 因此文献[25]所提出的独立转化的观点虽然能够解释前人研究SRAS过程中的独立转化以及N/S摩尔转化比差异较大等现象, 但还缺乏更丰富的数据支撑.

为了更加合理地阐释在ANAMMOX体系中NH₄⁺与SO₄^2-的转化机制, 本文通过研究不同实验条件下氨与硫酸盐同步转化现象, 丰富实验过程中的TOC和S^2-检测数据, 确定SRAS现象产生的一般条件, 进而与已有研究对比揭示ANAMMOX体系中NH₄⁺与SO₄^2-的转化机制.

1 材料与方法 1.1 实验装置

本实验分为CFSTR1(continuous flow stirred tank reactor)、CFSTR2、Batch 1(batch experiment). CFSTR1与CFSTR2采用发酵罐(No. Labfors 5 Bacteria, Switzerland), 总体积3.8 L, 反应器设有机械搅拌装置、水浴夹套、pH及ORP在线监测探头(图 1). Batch 1采用玻璃瓶, 总体积0.148 L, 瓶口用橡胶塞加铝盖保持密闭, 置于恒温摇床中.所有反应器外部用遮光布遮盖, 避免光照对ANAMMOX菌活性的抑制.

图 1 连续流装置示意 Fig. 1 Schematic diagram of the continuous flow stirred tank reactor

1.2 接种污泥及配水

接种污泥为本课题组培养成熟的亚硝酸盐型ANAMMOX培养物与污水厂浓缩污泥1:1构成的混合污泥.进水采用人工配水, NH₄⁺以NH₄Cl形式提供, SO₄^2-以Na₂SO₄形式提供, 另外添加浓度为500 mg ·L^-1的NaHCO₃、KHCO₃, 维持pH在7.60~7.90.

1.3 实验条件控制

本实验接种污泥初始浓度MLSS为1.88 g ·L^-1, MLVSS为1.21 g ·L^-1.进水通入99.99%纯氮除氧15 min, 反应器接口处涂蜡密封.运行温度保持35℃, 进水NH₄⁺浓度为60 mg ·L^-1, 进水SO₄^2-浓度为90 mg ·L^-1. CFSTR1、2均采用发酵罐运行, 发酵罐总体积3.8 L, 有效体积3.8 L. CFSTR2通过不断投加污泥维持ORP处于-150~-250 mV范围内. Batch1采用玻璃瓶运行, 总体积0.148 L, 通过改变有效体积来改变瓶内的厌氧条件, 有效体积分别为0.148 L和0.1 L.

1.4 测定指标和方法

运行过程中反应器进出水pH值、NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N、ORP按照文献[26]的方法进行测定, 如表 1所示.所有测定数据值均为3次平行测量取平均值, 误差小于±5%.

表 1 测定项目与方法 Table 1 Measurement variables and methods

2 结果与分析 2.1 NH₄⁺与SO₄^2-的同步转化

CFSTR1在主要基质为NH₄⁺、SO₄^2-的无机环境下, 通过模拟前期研究者^[19~24]的实验条件对NH₄⁺与SO₄^2-同步转化过程中反应特性进行研究.实验结果如图 2所示. 1~7 d为反应器启动过程, NH₄⁺-N转化量逐渐增加, 随后稳定在15.6 mg ·L^-1左右, 而此阶段SO₄^2-没有明显转化, 这与大多数研究者实验启动过程的现象是一致的^[12~15], 同时在这一阶段中, ORP从-224 mV上升至-92 mV, 此时进出水pH相差较小, 平均进水pH为7.63, 平均出水pH为7.50;在8~19 d阶段出现NH₄⁺与SO₄^2-浓度同时降低的现象, SO₄^2--S平均转化量约2.72 mg ·L^-1, NH₄⁺-N平均转化18.23 mg ·L^-1, 出水NO₂^--N、NO₃^--N、S^2-均低于检测限, 在此阶段中, ORP在线监测值为(-80±10) mV, 进出水pH相差增大, 平均进水pH为7.69, 平均出水pH为7.25;在20~25 d阶段SO₄^2--S出水浓度略大于进水, 而NH₄⁺的转化量略有降低, 平均转化量为14.6 mg ·L^-1, 这种NH₄⁺独立转化的现象在相关报道中曾多次出现^{[10, 14, 16, 20, 23]}, 此时ORP检测值由-60 mV上升至-10 mV, 进出水pH差值进一步增大, 平均进水pH为7.74, 平均出水pH为6.95.

图 2 CFSTR 1中NH₄⁺、SO₄^2-浓度及体系内ORP、pH变化 Fig. 2 Variations in ammonium nitrogen concentrations, sulfate concentrations, ORP, and pH in CFSTR 1

从CFSTR 1的实验结果中可以看出, 同步转化现象随着ORP检测值的升高而消失.通过对本实验条件和过程以及完颜德卿等^[25]的研究推论进行分析, 笔者认为本实验中ORP的影响因素主要为蠕动泵进水时带入氧气、NH₄⁺转化消耗溶解氧、污泥衰亡释放出的TOC消耗溶解氧.而在实验过程中, 由于进水泵速不变, 可近似认为由进水带入的氧气量不变, 且从实验结果中可以看出NH₄⁺转化量较为稳定, 可近似认为转化NH₄⁺所需要的溶解氧也几乎不变.因此推论实验中ORP检测值的不断上升是由体系内可衰亡的污泥量随实验时间延长逐渐减少, 进而导致体系内TOC逐渐减少所造成.这为控制实验中ORP的稳定提供了一种新的思路, 即采取连续投加污泥方式维持实验过程中ORP值的稳定, 投加污泥与实验接种污泥相同.

2.2 控制ORP条件下NH₄⁺与SO₄^2-的同步转化

CFSTR 2通过不断投加污泥的方式来维持ORP检测值的稳定, 投加污泥与实验初始接种污泥相同, 其余实验条件均与CFSTR 1相同, 结果如图 3所示. CFSTR 2实验分为4个阶段, 其中1~3 d为投加过量污泥阶段, 4~12 d中减少污泥投加量以保持ORP值位于(-200±50)mV, 13~18 d为停止投加污泥阶段, 19~50 d为恢复投加适量污泥阶段.在阶段1中, 体系内ORP值较低, 平均值为-477 mV, 此时NH₄⁺几乎不转化, SO₄^2-平均转化量为14.79 mg ·L^-1, 进出水pH差值较小, TOC和S^2-平均浓度为28.98 mg ·L^-1和8.77 mg ·L^-1.在4~12 d(阶段2)中减少污泥投加量, ORP检测值逐渐上升, 进出水pH差值增大, 反应器中观察到了NH₄⁺与SO₄^2-浓度同时降低的现象, 但两者转化量变化趋势并不一样, NH₄⁺-N转化量由8.18 mg ·L^-1提高至20.67 mg ·L^-1, SO₄^2--S转化量由22.44 mg ·L^-1降低至8.7 mg ·L^-1, 此时体系中依然能检测到少量的TOC, 但没有检测到S^2-.阶段3停止添加污泥, 对比投加污泥阶段, ORP检测值在24 h内从-200 mV上升至-100 mV, NH₄⁺-N转化量仍然保持稳定, 平均转化量为16.1 mg ·L^-1, SO₄^2-出水浓度高于进水, 与CFSTR 1中的后期实验状况基本相同.阶段4恢复投加污泥, 使ORP平均值稳定于(-200±50) mV, 此阶段中NH₄⁺与SO₄^2-浓度同时降低的现象再次出现且保持稳定, NH₄⁺-N平均转化量为15.55 mg ·L^-1, SO₄^2--S平均转化量为6.96 mg ·L^-1, S^2-浓度低于检测限, 反应后期检测到了少量的TOC.

图 3 CFSTR 2中NH₄⁺、SO₄^2-、TOC、S^2-浓度及体系内ORP、pH变化 Fig. 3 Variations in ammonium nitrogen concentrations, sulfate concentrations, TOC concentrations, sulfide sulfur concentrations, ORP, and pH in CFSTR 2

2.3 改变厌氧条件下NH₄⁺与SO₄^2-的同步转化

由于连续流中的进水条件在实验过程中易形成漏氧, 因此Batch 1采用批次方式进行实验, 通过改变瓶内溶液体积(充满/不充满)来控制反应过程中的厌氧条件, 实验结果如图 4所示.充满组中ORP、pH和SO₄^2-浓度逐渐下降, 而NH₄⁺浓度呈上升趋势, 最高浓度为59.33 mg ·L^-1, 随后保持不变.在第5 d中, 瓶内检测到少量的S^2-, 浓度为1.8 mg ·L^-1.这一变化可能是由于瓶内污泥衰亡过程中释放出NH₄⁺和TOC, 且瓶内ORP值较低, 厌氧条件利于硫酸盐异养还原.不充满组中NH₄⁺浓度和SO₄^2-浓度均有所降低, 但在过程中不同步, 表明两者没有发生相互反应.在1~2 d中, NH₄⁺浓度降低, SO₄^2-浓度和ORP值增高.随后由于瓶内原有氧气含量被消耗, ORP值迅速降低, 基质的变化趋势与充满组相似.在第5 d中检测到S^2-, 浓度为0.72 mg ·L^-1.

图 4 Batch 1中氨氮、硫酸盐浓度及体系内ORP、pH变化 Fig. 4 Variations in ammonium nitrogen concentrations, sulfate concentrations, ORP, and pH in Batch1

3 讨论 3.1 本实验中NH₄⁺与SO₄^2-同步转化现象的产生条件与转化机制

CFSTR2是在CFSTR1的基础上, 通过不断向发酵罐内添加新鲜污泥, 延长了同步转化现象的持续时间.尽管在CFSTR2实验过程中不断添加新鲜污泥, 但由于在同步转化过程中TOC检测值一直处于较低水平, 且本实验中污泥浓度与其他无机条件下的研究相比仍较低, 因此本实验条件依然符合前期研究者所认为的无机运行条件.

对比CFSTR1与CFSTR2的实验条件及现象可以看出, 连续流实验中进水泵进水时带入了氧气, 这使得反应器内呈现微氧环境, 当这部分氧气的补充与体系内NH₄⁺、TOC消耗的氧气达到一定平衡, 此时体系内ORP处于合适范围内(-200 mV±50 mV), 能够观察到NH₄⁺与SO₄^2-同步转化的现象.从CFSTR2实验结果可以看出, 进出水pH的变化与氨氮的转化量有关, ORP的变化和SO₄^2-的转化量变化并未对pH值产生较大影响, 因此NH₄⁺被AOB氧化是实验中NH₄⁺转化机制的合理解释.对比阶段1和阶段2、4可以发现, 过量的污泥投加量会导致体系内ORP值迅速下降, NH₄⁺在这一情况下不发生转化, 推测AOB对于体系内氧气的竞争力弱于有机物, 这为同步转化现象持续过程中体系内TOC低于检测限提供了合理的解释.

Batch1实验通过玻璃瓶内溶液体积来改变瓶内的厌氧条件, 充满组中SO₄^2-独立转化, 不充满组内出现了NH₄⁺与SO₄^2-同步转化现象.结果表明NH₄⁺转化过程中的电子受体为O₂, 而不是SO₄^2-.从SO₄^2-转化的角度推论, 充满条件下体系中剔除了气相的干扰, 液相中仅含有NH₄⁺和SO₄^2-, 但实际检测发现NH₄⁺不转化, 因此只有固相中存在SO₄^2-转化的电子供体.在实验后期, 体系内检测到了S^2-, 这与硫酸盐异养还原反应的产物一致, 因此认为SO₄^2-转化的电子供体为污泥衰亡释放出的有机物.

3.2 氨与硫酸盐独立转化的条件分析

如果NH₄⁺与SO₄^2-的同步转化是两者各自独立转化的结果, 则反应所需条件为：AOB、氧气、NH₄⁺(氨转化)和TOC、SRB、SO₄^2-和ORP低于-100 mV^[27](硫酸盐转化).

部分研究者在进行硫酸盐型厌氧氨氧化研究前先对污泥进行了常规ANAMMOX培养.对比本实验接种污泥的前期ANAMMOX培养数据可以看出(表 2), 在培养过程中均存在氨氮的过量转化, 且多数实验数值与SRAO过程中的氨氮转化量接近. Zhang等^[29]认为在ANAMMOX过程中, 体系中AOB和菌体内活性氧的存在导致了氨的过量转化.在ANAMMOX培养过程中, AOB菌与ANAMMOX菌共存是一种普遍现象.同时刘正川等^[15]、Prachakittikul等^[16]和王慧^[24]在其SRAO系统中均检测到AOB的存在, 这表明大部分研究者的研究体系内普遍存在AOB菌.

表 2 ANAMMOX阶段氨氮过量转化量与SRAO过程氨氮转化量的对比/mg ·(L ·d)^-1 Table 2 Comparison of excess ammonium conversion in the ANAMMOX and SRAO process/mg ·(L ·d)^-1

从表 3中可以看出, 近半数研究者所使用污泥并不是ANAMMOX污泥^{[11, 14~18, 24]}, 缺少长期的ANAMMOX培养来筛选污泥内的菌落组成, 污泥中可能含有硫酸盐还原菌(SRB).而在使用ANAMMOX污泥的研究者中, Liu等^[10]使用的ANAMMOX污泥在前期常规厌氧氨氧化培养中添加的基质为(NH₄)₂SO₄, 为污泥中可能存在的SRB提供了充足的SO₄^2-; 实际培养过程中对于污泥的ANAMMOX驯化时间较短, 可能没有完全淘汰污泥中的SRB^{[19~23, 25]}.

表 3 氨与硫酸盐同步转化研究中的反应器运行特征 Table 3 Characteristics of reactor operation in studies of simultaneous conversion of ammonia and sulfate

关于实验体系内是否为严格厌氧条件, 只有文献[14, 25]在连续流实验过程中采用ORP监测值来表征, 其中赖杨岚监测到同步转化现象稳定时的ORP值为(-150±25)mV, 完颜德卿监测到同步转化现象稳定时的ORP值为(-300±10)mV, 两者ORP数值范围在本文CFSTR2实验中均有检测到.文献中出现的最低ORP为完颜德卿在批次实验中监测到的-490 mV, 本实验中监测到的最低ORP为-510 mV, 在此条件下氨氮均未发生转化.这表明体系内存在氧气进入时, ORP值仍有可能为负值, 前述的同步转化稳定时所得的ORP监测值并不能说明体系内为严格厌氧环境, 氨氮的转化与实验过程中体系内进入氧气有关.

在本文CFSTR2实验过程中, 实际污泥每次投加量为20 g, 平均每次投加间隔约为7 d, 以实验后期SO₄^2-平均转化量按照(CH_1.8O_0.5N_0.2为微生物组分的分子式)式(4), 计算出一次投加污泥周期内SO₄^2-异养还原反应过程所需要的生物量约为35.87 mg ·L^-1, 由式(5)计算出本实验污泥衰减常数为0.011.对比表 4中可以看出, 本实验与大多数研究者在同步转化阶段SO₄^2-转化所需要的生物量占接种生物量的比例(理论需要衰亡率)与活性污泥模型中自养菌、异养菌的内源代谢呼吸速率以及衰减常数^[30~32]都很接近, 说明在相关文献以及本实验中所发生的SO₄^2-转化是来源于微生物衰亡释放的有机物提供的电子供体进行的异养还原, 体系内存在足够SO₄^2-转化量的TOC.

(4)

(5)

表 4 SO₄^2-异养还原需要的微生物量 Table 4 Amount of microbial biomass required for sulfate heterotrophic reduction

3.3 NH₄⁺与SO₄^2-的生物反应存在可能性分析

Liu等^[10]认为SRAS过程中存在一种Anammoxoglobus sulfate的优势种群, 是催化NH₄⁺和SO₄^2-反应产生S⁰和NO₂^-[式(2)]的功能菌, 但是从热力学角度可以推算出Anammoxoglobus sulfate所催化的式(2)是一个Δ_rG为正值(317.4 kJ ·mol^-1)的反应, 而微生物不可能单一地进行吉布斯自由能为正的耗能反应, 这与热力学定律相悖.王慧^[24]通过对实验污泥进行高通量基因测序, 在污泥菌种中未检测到SRB, 因此认为同步转化过程中的SO₄^2-转化不是硫酸盐异养还原反应, 但其测序范围较小, 仅测量了V4区.刘建丽等^[33]通过检测硫酸盐还原菌的功能基因aspA, 发现基因序列在着色菌目(Chromatiales)中也有分布.这为同步转化现象中SRB的检测提供了新的思路, 即通过对功能基因aspA的检测来表征SRB是否存在于体系中.

尽管本实验从实验条件及现象中推论SRAS现象为两者间独立转化的结果, 但在微生物学上还缺乏直接证据, 后续实验可以考虑在微生物种群变化、相关酶及功能基因的表达等方面做进一步研究.

4 结论

(1) NH₄⁺与SO₄^2-同步转化产生条件为接种混合污泥, 体系内基质充足, ORP值处于合适的范围内(-150~-250mV). ORP的影响因素为蠕动泵进水时带入氧气、NH₄⁺转化消耗溶解氧、污泥衰亡释放出的TOC消耗溶解氧.

(2) 严格厌氧环境下NH₄⁺与SO₄^2-之间不会发生同步转化现象, NH₄⁺转化的电子受体为O₂, SO₄^2-转化的电子供体为有机物, NH₄⁺与SO₄^2-之间不发生相互转化.

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环境科学 2019, Vol. 40 Issue (8): 3691-3698	PDF