ANAMMOX菌的生理特征
ANAMMOX菌为化能自养型细菌,以二氧化碳作为碳源合成细胞物质。ANAMMOX菌的细胞分裂速度极慢。实验条件下得到的ANAMMOX菌的比生长速率为0.003h-1,即世代时间约为11d,而在生产性试验反应器35℃条件下,世代时间通常为9-12天,均比废水处理系统已知生长最缓慢的产甲烷菌的世代时间还长。厌氧氨氧化菌对氧敏感,只能在氧分压低于5%氧饱和(以空气中的氧浓度为100%)的条件下生存,一旦氧分压超过18%氧饱和,其活性即受抑制,但该抑制是可逆的。
实践应用(实验室阶段)
由于ANAMMOX菌生长极为缓慢,如何借助生物反应器进行ANAMMOX菌的高效富集培养一直以来是ANAMMOX研究领域的重要方向。
ANAMMOX现象最早在流化床反应器中被发现,随后人们逐渐尝试利用流化床富集培养ANAMMOX菌,从而研究其生理生化特性。
随着人们对其研究的逐渐深入发现ANAMMOX菌具有颗粒化的特性,于是SBR、UASB、EGSB等传统生物反应器逐渐应用到富集ANAMMOX菌的工作中,至今仍是使用最多的ANAMMOX菌富集培养反应器。
值得提出的是,一些研究人员利用这些反应器接种非ANAMMOX污泥(如硝化/反硝化污泥、好氧/厌氧颗粒污泥等)后同样成功启动了ANAMMOX反应器。
部分 ANAMMOX 菌富集培养反应器数据
(ANA 污泥:ANAMMOX 活性污泥;NA:数据未提供)
(a) Experimental set-up of the sequential batch reactor (SBR); (b) Rushton impeller.
Arrojo, et al. J BIOTECHNOL, 2006
Schematic diagram of lab-scale upflow anaerobic sludgeblanket (UASB) reactor for the start-up of ANAMMOX process.
Tranhung Thuan, et al. BIOTECHNOL BIOPROC E , 2004
Wang Jianlong, et al. PROCESS BIOCHEM, 2005
EGSB reactor configuration for anaerobic ammonium oxidation:
(1) influent tank;
(2) peristaltic pump;
(3) reaction zone;
(4) circulation peristaltic pump;
(5) settling zone;
(6) hot water circulating pump;
(7) three-phase separator;
(8) hot water jacket;
(9) waterbath;
(10) water seal
(11) gas flow-meter;
(12) sampling point.
随着填料性能的逐渐提高和中空纤维微滤/超滤膜的逐渐普及,以UAFB(升流式固定床反应器)和MBR(膜生物反应器)为代表的新型ANAMMOX菌富集反应器开始流行。UAFB是一个广义的名称,它泛指具填料的升流式厌氧反应器。