在波动的低温条件下,anammox颗粒污泥的尺寸依赖性能和适应机制在波动的低温条件下
Guang-Feng Yang1,2,3, Qi Luo4, Neng-Feng Qian4
1Department of Environmental Science and Engineering, Zhejiang Ocean University, No. 1 Haida South Road, Zhoushan, 316022, People's Republic of China. yanggf@zjou.edu.cn.
使用anammox细菌处理废水在寒冷的温度下扎. 这项研究表明,较小的anammox颗粒通过激活特定的生存基因来适应寒冷,而较大的颗粒维持核心细菌种群.
科学领域:
- 环境微生物学环境微生物学
- 废水处理技术 废水处理技术
- 生物地质化学循环 生物地质化学循环
背景情况:
- 无氧氨氧化 (anammox) 对于废水中去除至关重要.
- 低温,特别是波动的温度,极大地挑战了anammox的工艺效率.
- 了解污泥适应机制对于强大的anammox应用至关重要.
研究的目的:
- 在低温和波动的温度下调查anammox颗粒污泥的适应机制.
- 为了阐明污泥大小,微生物群落和温度压力期间的功能基因之间的相互作用.
- 为了确定影响 anammox 在寒冷条件下表现的关键因素.
主要方法:
- 两个anammox反应堆的比较:一个在高温 (28.3°C) 和一个在波动性低温 (1123°C) 的反应堆.
- 对去除的效率,自由酸 (FNA) 和自由氨 (FA) 水平的分析.
- 评估颗粒型污泥的特性 (大小,强度,EPS) 和生物质含量 (VSS/SS).
- 研究微生物社区动态和与抗寒相关的功能基因表达.
主要成果:
- 升高的FNA水平 (>0.5μg L-1) 与低温下抑制的阿纳莫克斯活性相关,在15°C时效率降低16%.
- 低温削弱了颗粒型污泥的强度,增加了小颗粒比例 (32%),并降低了生物质含量 (VSS/SS降至27.9%).
- 较大的颗粒 (>2毫米) 保留了核心形细菌 (例如,Candidatus Jettenia caeni),而较小的颗粒 (<0.25毫米) 丰富了寒冷适应基因.
结论:
- 安纳莫克斯系统对低温表现出复杂的适应性反应,而不仅仅是抑制.
- 在冷应力下颗粒型污泥的碎片化产生了具有增强抗寒机制的专业先驱颗粒.
- 这些适应包括调节膜流动性,合成兼容溶液,改善抗氧化防御.
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