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1. 冷藏孵育对厌氧氨氧化低温脱氮性能和菌群结构的影响

张阔, 王丽娜, 冯一鸣, 周建行, 李心珏, 刘思彤

北京大学学报自然科学版 2023, 59 (6): 1003-1010. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2023.091

摘要（91）

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PDF（pc）（12521KB）（27）

为提高厌氧氨氧化菌在低温(10~15℃)下的脱氮能力, 将厌氧氨氧化菌群在5℃低温孵育, 探究复苏的厌氧氨氧化菌的低温氮代谢能力。结果表明, 经过92天的低温孵育, 厌氧氨氧化菌在12±1℃的环境温度下脱氮容积负荷达到225±25 mg N/(L·d), 约为22±1℃工况下脱氮负荷的68%, 显著高于以往研究结果。利用16S rRNA基因高通量测序和主成分分析的方法对反应器内功能微生物菌群进行分析, 发现低温孵育对厌氧氨氧化生物膜上的微生物群落结构的演替有显著的影响。典型厌氧氨氧化菌Candidatus_Kuenenia对低温环境的适应性高于Candidatus_Brocadia和Candidatus_Jettenia。低温孵育后Candidatus_Kuenenia占比的提高和低温代谢能力的增强, 对于提升厌氧氨氧化反应器在10~15℃时低温的脱氮性能具有重要作用。

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2. 沸石载体恢复受饥饿影响厌氧氨氧化菌的性能研究

余道道, 孙敬起, 霍唐燃, 赵云鹏, 刘思彤

北京大学学报自然科学版 2021, 57 (3): 507-516. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2021.011

摘要（669）

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PDF（pc）（3577KB）（114）

利用沸石良好的吸氨能力和微生物载体功能, 将受饥饿影响的厌氧氨氧化菌在含沸石的反应器内进行活性恢复, 研究沸石对长期饥饿影响下厌氧氨氧化菌恢复过程中菌群活性及结构的影响。结果表明, 经过82天的运行, 沸石反应器和对照反应器(无沸石添加)内厌氧氨氧化菌均获得恢复。沸石反应器的脱氮效率从第59天开始与对照反应器拉开差距, 运行第82天时, 沸石反应器中氮去除负荷(NRR)为177.8 mgN/(L·d), 显著大于对照反应器 (154.3 mgN/(L·d))。利用16S rRNA高通量测序方法, 对反应器内菌群的微生物组成与功能进行分析, 发现投加沸石载体使得恢复后的厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia的丰度更高, 可以更好地促进受饥饿抑制的厌氧氨氧化菌的恢复。

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3. 基于SASMBR的城镇污水PN/ANAMMOX研究

李建启, 余道道, 吕育锋, 刘思彤

北京大学学报自然科学版 2020, 56 (2): 331-340. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.010

摘要（731）

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PDF（pc）（1257KB）（123）

基于目前短程硝化–厌氧氨氧化(partial nitritation and anammox, PN/A)工艺处理城镇污水中反应器运行不稳定和氮去除负荷低的问题, 本文设计一种新型复合生物反应器: 序批式–折流板–分置膜生物反应器(sequencing batch-baffled-separate membrane bioreactor, SASMBR)。将该反应器应用于PN/A工艺处理城镇污水, 探究反应器的性能, 并对SASMBR运行PN/A工艺的运行成本进行分析。结果表明, 采用SASMBR 反应器运行PN/A工艺处理城镇污水, 能够实现高效稳定的脱氮效果, TN去除率达到80%~85%, 氮素去除负荷(nitrogen removal rate, NRR)达到0.20~0.22 kgN/(m^-3·d^-1), 出水TN浓度维持在8 mg/L以下。16S rRNA基因测序分析发现, 短程硝化SASMBR反应器内设置的折流板能够富集氨氧化细菌(ammonia oxidation bacteria, AOB), 确保短程硝化SASMBR反应器的良好性能; 厌氧氨氧化SASMBR内固定在折流板两侧的无纺布可以有效地持留厌氧氨氧化菌(ammonium oxidizing bacteria, AnAOB), 同时, 厌氧氨氧化SASMBR内丰度升高的AOB可以为AnAOB 提供生长的厌氧环境和 NO₂^--N 基质, 使厌氧氨氧化SASMBR反应器能够快速启动和高效稳定运行。SASMBR的运行成本为0.037 元/m³, 比传统城镇污水处理厂的运行成本大幅度降低。

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4. 一株好氧反硝化菌的鉴定及脱氮特性研究

李雪, 刘思彤, 陈倩

北京大学学报自然科学版 2018, 54 (6): 1276-1282. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2018.071

摘要（762）

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PDF（pc）（1606KB）（298）

以筛选分离得到的好氧反硝化菌HG-7为研究对象, 经过16S rRNA同源性分析, 初步鉴定该菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。对菌株HG-7反硝化功能基因的扩增结果表明, 菌体HG-7内存在好氧反硝化功能基因napA和nirK, 证实该细菌为好氧反硝化细菌。对菌株的脱氮特性和影响因素的研究表明, 以硝酸盐氮为氮源时, 菌株的最适碳源为乙酸钠和丁二酸钠, 最佳C/N比为6~10, 最适宜的温度范围为26~30℃。在上述条件下, 菌株HG-7的好氧反硝化活性较高, 48小时内对100 mg/L硝酸盐氮的去除率可达98%, 且在反应过程中亚硝酸盐氮积累量较低。以亚硝酸氮为唯一氮源时, 低浓度条件下可实现100%的氮素去除率; 高浓度条件下, 脱氮速率则受到明显的抑制, 对91.4 mg/L的亚硝酸盐氮氮去除率约为40%。因此, 将该菌株应用于废水的脱氮处理, 可实现氮素的有效去除, 具有潜在的应用价值。

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5. 含氮杂环化合物冲击负荷对厌氧滤池-曝气生物滤池工艺处理焦化废水的影响

黄毅, 刘思彤

北京大学学报（自然科学版） 2016, 52 (6): 1118-1124. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.118

摘要（941）

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采用生物强化及未生物强化厌氧滤池(AF)–曝气生物滤池(BAF)两套反应器处理焦化废水, 并研究外加杂环化合物咔唑、喹啉和吡啶对工艺处理效果的影响。结果表明: 未添加杂环化合物, 两套AF-BAF反应器系统厌氧段COD的去除率均为35%, 厌氧出水可生化性从进水的0.33上升为0.59; 添加100 mg/L咔唑后, 生物强化反应器厌氧段COD去除率仍维持在35%, 出水可生化性变为 0.53, 未生物强化反应器厌氧段COD去除率降为23%, 出水可生化性降为 0.45; 同时添加100 mg/L喹啉和50 mg/L吡啶, 生物强化反应器厌氧段COD的去除率降为27%, 出水可生化性降为0.48, 未生物强化反应器厌氧段COD去除率降为12%, 出水可生化性降为0.38。生物强化有效地提高了反应器对高浓度杂环化合物的耐冲击能力。高效液相色谱结果显示, 外加的咔唑、喹啉和吡啶在生物强化反应器厌氧段的去除率可达83%, 91%和88%, 而在未生物强化反应器厌氧段的去除率仅为57%, 66%和55%。气相色谱–质谱分析表明, 外加杂环化合物导致生物强化反应器厌氧出水烷烃与含苯环酯类物质种类的增加。研究结果揭示了高浓度杂环化合物咔唑、喹啉和吡啶负荷对A/O工艺处理焦化废水效果的影响。

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