光源、氮源和碳源对紫色非硫细菌生长特性的影响

Effects of light, nitrogen and carbon on the growth characteristics of purple non-sulfur bacteria. ZHU Hong-bo, PENG Yong-zhen*, MA Bin, NAN Xi, QIAN Wen-ting (National Engineering Laboratory for Advanced Municipal Wastewater Treatment And Reused Technology, Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China). China Environmental Science, 2019,39(1)：290~297 Abstract：Purple non-sulfur bacteria (PNSB) can assimilate ammonia, organic matter and phosphorus in wastewater into the cell body to composite proteins and other cellular substances under the condition of anaerobic illumination, instead of converting to CO2 and N2. In order to optimize PNSB growth conditions, Rhodopseudomonas palustris was used to study the effect of light, nitrogen and carbon on PNSB growth in this paper. The results showed that the PNSB growth rate under anaerobic infrared illumination conditions is approximately three times that of incandescent lamps. PNSB has the fastest utilization rate of ammonia (NH4+-N) and can utilize nitrate (NO3--N), nitrite (NO2--N). PNSB has the fastest utilization rate of sodium acetate, followed by glucose and starch. This is because macromolecular organic matter can only be further utilized by PNSB after being hydrolyzed and acidified. It is a promising to apply PNSB to wastewater treatment under anaerobic infrared illumination conditions. Key words：purple non-sulfur bacteria (PNSB)；anaerobic illumination；wastewater treatment；utilization rate
中国环境科学 2019,39(1)：290~297
China Environmental Science
光源、氮源和碳源对紫色非硫细菌生长特性的影响
朱洪波,彭永臻*,马 斌,南 希,钱雯婷 (北京工业大学,城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室,北京市水
质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京 100124)
合成 PNSB 菌体,在发酵产甲烷阶段又被释放到上 清液中,可通过投加镁离子形成磷酸氨镁,作为肥料 回收再利用.综上可看出,PNSB 可在污水处理的同 时,将污水中的有机物、氮、磷同步资源化,为污水 资源化提供了一种新途径.
摘要：紫色非硫细菌(PNSB)能在厌氧光照条件下将污水中的氨氮、有机物和磷同化到细菌体内用于合成蛋白质等细胞物质,而不是转化为 CO2 和 N2.
为了优化 PNSB 的生长条件,以沼泽红假单胞菌为研究对象,考察了光源、氮源和碳源类型对 PNSB 生长的影响.结果表明厌氧红外光条件下 PNSB 的生 长速率约是白炽灯条件下的 3 倍;PNSB 对氨氮(NH4+-N)的利用速率最快,同时也可利用硝态氮(NO3--N),亚硝态氮(NO2--N);PNSB 对乙酸钠的利用速率
最快,其次是葡萄糖,最难利用的是淀粉,主要归因于大分子有机物需要水解酸化后才能被 PNSB 吸收利用.厌氧红外光条件下 PNSB 处理城市污水具有
较好的应用前景.
关键词：紫色非硫细菌；厌氧光照；污水处理；利用速率
中图分类号：X172,X703.1
文献标识码：A
文章编号：1000-6923(2019)01-0290-08
随着人口日益增加,污水排放量逐年增大.目前 污水处理厂大都采用活性污泥法去除污水中的有 机物、N、P 等污染物,活性污泥法具有脱氮除磷效 率高、成本较低等优Leabharlann Baidu,但其剩余污泥产量大,且资 源化率低.
紫色非硫细菌(PNSB)在厌氧光照条件下,可通 过光合作用将水中的有机物、硫化物、氨和磷合成 生物体,从而实现将以上污染物从污水中脱除的目 的.合成的 PNSB 菌体中蛋白含量高达 80%,同时含 有丰富的氨基酸、叶酸、B 族维生素等,可作为肥料、 饲料、饵料回收利用[1].传统生物脱氮工艺中,污水中 的氮被转化为 N2 脱除.而厌氧光照下 PNSB 将污水 中的氮转化为生物菌体,从而为氮的资源化利用提 供了基础.污水中的有机物富集到 PNSB 体内后,可 通过发酵产生甲烷实现资源化;污水中的磷也用于