温度、pH对厌氧氨氧化影响研究

　　摘要：为了研究影响厌氧氨氧化的主要因素，改变pH值（6.5-8.1）、温度（28-38℃）试验结果表明，当温度为33℃，pH值为7.3时，氨氮以及亚硝态氮的去除效果较好。

　　关键字：厌氧氨氧化；pH；温度

　　近年来，大量的氮素的排放使我国水体富营养化日益严重，氮素污染的控制得到了社会各界重视。郑平[1]认为，厌氧氨氧化速率随着温度的升高而升高，这种现象到温度为35℃时为止。继续升高温度，反应器的处理速率将不增反降。他认为厌氧氨氧化菌在30℃左右生长的最好。据Strous等人报道[2]，厌氧氨氧化的适宜pH范围为6.7～8.3，最大反应速率出现在pH为8.0左右。而笔者通过实验得到当温度为33℃，pH值为7.3时，厌氧氨氧化反应速率达到最大。

　　1、试验验装置及材料

　　1.1 试验用水

　　试验采用人工配水。以NH4+浓度计为125～140mg/L，NO2-浓度计为165～180mg/L，控制NH4+：NO2-=1：1.32，其它元素组成：KH2PO4 0.675g/L，MgSO4·H2O 7.5g/L，CaCl2 3.4g/L，NaHCO3 12.5g/L；微量元素Ⅰ：EDTA 5g/L，FeSO4 5g/L，微量元素Ⅱ：ZnSO4·7H2O 0.43g/L，CuSO4·5H2O 0.25g/L，MnCl2·4H2O 0.99g/L，NiCl2·6H2O 0.19g/L，CoCl2·6H2O 0.24g/L，H3BO4 0.014g/L，NaMoO4 0.22g/L，每升配水加1mL微量元素。

　　1.2 试验方案

　　采用分批式培养试验，令反应器中的HRT为24h、pH为7.0，UASB反应器中的初始条件保持不变，使进水NH4+-N：NO2--N的比保持在1：1.32，分别改变温度为28℃、33℃和38℃，考察温度对厌氧氨氧化反应的影响。令反应器中的HRT为24h、温度为35℃，UASB反应器中的初始条件保持不变，使进水NH4+-N：NO2--N的比保持在1：1.32分别改变pH为6.5、7.3和8.1，待反应器运行稳定后，记录后5天的数据。考察pH对厌氧氨氧化反应的影响。反应器进水的酸度和碱度通过投加NaHCO3和稀盐酸来调节。

　　1.3 分析方法

　　NH4+：纳氏试剂光度法；NO2-：N-（1-萘基）-乙二胺光度法：NO3-：紫外分光光度法：TN：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；溶解氧：LODTM便携式溶解氧仪

　　2 试验结果与分析

　　2.1 pH对厌氧氨氧化反应的影响

　　不同pH值下氨氮、亚硝态氮、总氮的去除率

　　反应器运行初期，将pH值由7.0调到6.5后，反应器对NH4+-N、NO2--N以及TN的去除率分别为57.71%、66.76%和59.17%，较反应器原来设定pH为7时的去除率均有下降，反应器出现抑制现象。将pH值调回到7，稳定运行一段时间，NH4+-N、NO2--N以及TN的去除率上升至93.46%、95.39%和83.25%。调整pH值，将pH值上升到7.3，此时NH4+-N、NO2--N以及TN的去除率较pH为7时的去除率偏低。之后将进水pH值调回至7.0，反应器经过几天的恢复运行，脱氮性能良好，开始升高进水pH值，在进水pH值升高至8.1时，NH4+-N、NO2--N以及TN的去除率维持在较低水平，分别为61.65%、60.70%和49.26%，此时pH值对厌氧氨氧化菌活性产生明显影响。

　　2.2 温度对厌氧氨氧化反应的影响

　　不同温度下氨氮、亚硝态氮、总氮的去除率

　　由图可知，当反应器温度由35℃调到28℃时，反应器脱氮性能下降，反应器对NH4+-N、NO2--N以及TN的去除率由原来的92.17%、95.82和83.49%下降到39.88%、60.06%和61.68%。随后将反应器的温度调回至35℃，运行一段时间，反应器脱氮性能提高并稳定运行后继续改变反应器内的温度，将温度设置为33℃，此时反应器的对NH4+-N、NO2--N以及TN的去除率虽然有下降，但是变化不大。将反应器温度调至38℃后，反应器内厌氧氨氧化菌受到高温的影响，活性下降，反应器脱氮性能继续下降，系统对TN的去除率仅为57.43%。

　　温度对生化系统处理污水存在着很大的影响，尤其对于厌氧氨氧化细菌的生长繁殖与新陈代谢的影响很大，当温度过高时，微生物会死亡，然而温度过低则会使微生物的新陈代谢过程受阻，从而使微生物处于休眠状态。厌氧氨氧化菌有一个最适生长温度，微生物在最适生长温度生长，细菌的生理活动旺盛，增殖速度加快，缩短了世代周期。

　　3 结论

　　当pH值为7.3时，系统对总氮的去除维持在80%以上，与pH为7.0时相比虽有下降，但系统的脱氮性能良好。因此，UASB反应器中厌氧氨氧化反应的最适进水pH为7.0左右。

　　当温度为28℃是总氮的去除率为61.68%，系统脱氮性能不佳。当温度为33℃是，总氮的去除率达到80%以上，厌氧氨氧化菌活性表现较好。而将温度升高至38℃时，总氮去除率下降至57.43%，厌氧氨氧化活性受到抑制。

　　参考文献

　　[1]郑平，胡宝兰. 厌氧氨氧化菌混培物生长及代谢动力学研究[J]. 生物工程学报， 2001， 17（2）： 193-198.

　　[2]Strous M， Van Gerven E， Kuenen J G， et al. Effects of aerobic and microaerobic conditions on anaerobic ammonium-oxidizing （anammox） sludge[J]. Applied and environmental microbiology， 1997， 63（6）： 2446-2448.

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