異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用

異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用

0hn-ad的應(yīng)用生物脫氮技術(shù)是其中一項(xiàng)重要的組成部分。這是目前應(yīng)用最廣泛、最前景的脫氮方法。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝如A/O、A2/O、UCT等,通過(guò)硝化細(xì)菌在好氧條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮、反硝化細(xì)菌在厭氧/缺氧條件下進(jìn)一步將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛コ?。由于硝化?xì)菌和反硝化細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)方式及生存條件不同,通常需要將硝化過(guò)程和反硝化過(guò)程分別在兩個(gè)反應(yīng)池中進(jìn)行。短程硝化反硝化工藝是將硝化過(guò)程控制在亞硝化階段,然后進(jìn)行反硝化,省去了傳統(tǒng)生物脫氮中由亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽、再還原為亞硝酸鹽的兩個(gè)環(huán)節(jié)。但是亞硝酸鹽不穩(wěn)定,很容易氧化為硝酸鹽,一般條件下實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化比較困難,條件比較苛刻。厭氧氨氧化(Anammox)工藝雖然能夠以氨氮為電子供體、亞硝酸鹽氮為電子受體,將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)?但是由于Anammox菌倍增時(shí)間較長(zhǎng),Anammox工藝啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng);并且廢水中通常并不含亞硝酸鹽,在應(yīng)用過(guò)程中一般需要與短程硝化工藝相結(jié)合;而且Anammox工藝對(duì)廢水中的COD比較敏感,COD的存在會(huì)滋生大量異養(yǎng)菌與Anammox菌產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),使得該工藝無(wú)法同時(shí)去除廢水中的COD和氨氮。異養(yǎng)硝化-好氧反硝化(HeterotrophicNitrification-AerobicDenitrification,HN-AD)作為一種新型的生物脫氮技術(shù),不但可以將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾葰鈶B(tài)產(chǎn)物,而且不會(huì)產(chǎn)生NO2--N/NO3--N的積累,同時(shí)能夠去除COD。與其他生物脫氮工藝相比,HN-AD具有如下優(yōu)點(diǎn):1)HN-AD菌可以同步去除COD和氨氮,可以在一個(gè)反應(yīng)器中完成硝化反硝化,極大地節(jié)省了占地面積和運(yùn)行成本;2)HN-AD菌生長(zhǎng)速率快,易于保留在處理系統(tǒng)中;3)HN-AD菌基質(zhì)和產(chǎn)物的多樣性,可能有利于其與其他菌株共存,擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。由于這些優(yōu)勢(shì),眾多學(xué)者開始關(guān)注HN-AD在生物脫氮方面的影響因素和潛在的實(shí)際應(yīng)用。近年來(lái),關(guān)于HN-AD的報(bào)道逐年增多,需要一個(gè)較為全面的綜述來(lái)總結(jié)這些研究成果;另一方面,該領(lǐng)域的研究方向較窄,應(yīng)用研究較少,尚未在實(shí)踐中發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。為了使研究?jī)?nèi)容較為系統(tǒng),本文介紹HN-AD的基本理論及典型菌株的代謝機(jī)理,綜述近年來(lái)分離出的效果典型和作用明顯的一些HN-AD菌的脫氮特性,分析HN-AD菌的最佳脫氮參數(shù),同時(shí)介紹HN-AD菌在廢水處理方面的應(yīng)用現(xiàn)狀,最后對(duì)其前景進(jìn)行展望。1好氧反硝化廢水20世紀(jì)80年代,Robertson等首次發(fā)現(xiàn)了HN-AD現(xiàn)象,并從脫硫脫氮污水處理系統(tǒng)中分離出第一株HN-AD菌株P(guān)aracoccuspantotrophus(曾命名為Thiosphaerapantotropha)。隨后,國(guó)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)并證明HN-AD存在的報(bào)道不斷出現(xiàn)。呂錫武等采用序批式反應(yīng)器處理氨氮廢水,驗(yàn)證了好氧反硝化的存在。羅固源等在無(wú)回流間隙曝氣系統(tǒng)(NBIAS)中發(fā)現(xiàn)好氧反硝化脫氮占總氮去除率的30%~40%。Patureau等從自然環(huán)境中篩選出10株具有HN-AD活性的菌株,并分別進(jìn)行了鑒定。Frette等從間歇厭氧/好氧運(yùn)行污水處理池的活性污泥中分離出16株HN-AD菌。近20多年來(lái),研究者從土壤、各種污水處理系統(tǒng)等環(huán)境中分離并鑒定了很多HN-AD菌,如Alcaligenesfaecalis、Pseudomonasstutzeri、Thaueramechernichensis、Acinetobacter、Bacillussubtilis、AcinetobactercalcoaceticusHNR等。HN-AD菌株多為桿狀,革蘭染色顯陰性,菌株大小為(0.2~1.5)μm×(0.5~3)μm,菌落為半透明或不透明,顏色呈黃色或白色,圓形,黏稠,表面光滑。2代謝途徑和代謝途徑HN-AD菌種類多,影響菌株代謝途徑的因素較多,機(jī)理較復(fù)雜,且研究較少,代謝途徑尚不明確。目前,分離出的HN-AD菌Thiosphaerapantotropha的機(jī)理研究較明確。2.1硝酸鹽-氧代丁酸鈉ae31988年Robertson等首次針對(duì)T.pantotropha提出了HN-AD的代謝機(jī)理(圖1),認(rèn)為HN-AD過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)剩還原力被用于合成聚β羥基丁酸。該假說(shuō)提出了硝酸鹽-氧氣共代謝理論,代謝過(guò)程中克服了傳統(tǒng)電子傳遞鏈中細(xì)胞色素c和細(xì)胞色素aa3之間的瓶頸(圖2),允許電子同時(shí)傳遞到反硝化酶系和氧氣,完成了好氧條件下的反硝化。Wehrfritz等從Thiosphaerapantotropha中純化出羥胺氧化酶(HAO),并提出了HN-AD的反應(yīng)模型(圖3),認(rèn)為電子首先從泛醌通過(guò)氨單加氧酶(AMO)和HAO傳到細(xì)胞色素c551,其被還原的同時(shí)產(chǎn)生亞硝酸鹽,接著利用羥胺氧化產(chǎn)生的電子繼續(xù)還原亞硝酸鹽為NO、N2O和N2。2.2nar和nirHN-AD過(guò)程可能涉及的酶有氨單加氧酶(AMO)、羥胺氧化酶(HAO)、硝酸鹽還原酶(NitrateReductase,NAR)、亞硝酸鹽還原酶(NitriteReductase,NIR)、NO還原酶(NitricOxideReductase,NOR)和N2O還原酶(NitrousOxideReductase,NOS)。在不同菌株中,表達(dá)的酶系不同,代謝途徑也有所差異。HAO將羥胺(AMO將氨氮氧化為羥胺)轉(zhuǎn)化為NO2-。Chen等純化了Agrobacteriumsp.LAD9/Achromobactersp.GAD3/Comamonassp.GAD4細(xì)胞周質(zhì)中的HAO,結(jié)果顯示,GAD4/LAD9/GAD3的HAO活性分別為0.178U/g、0.094U/g和0.031U/g。Zhao等對(duì)Acinetobactercalcoaceticus的粗酶活性進(jìn)行了試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其中并不存在NAR和NIR,HAO的活性為0.051U。Zhao等測(cè)定了Alcaligenesfaecalis的酶活,也未發(fā)現(xiàn)NAR和NIR,HAO的酶活為0.063U。NAR一般包括兩種類型:膜質(zhì)硝酸鹽還原酶(MembraneBoundNitrateReductase,NAR)和周質(zhì)硝酸鹽還原酶(PeriplasmicNitrateReductase,NAP)。缺氧條件下,NAR表達(dá)占主導(dǎo)地位;好氧條件下,NAP表達(dá)占主導(dǎo)地位。大量研究表明,NAP是HN-AD過(guò)程中不可缺少的酶。Zhu等通過(guò)對(duì)napA基因擴(kuò)增和瓊脂糖凝膠電泳,證明了NAP催化好氧反硝化的發(fā)生。Chen等測(cè)定了Agrobacteriumsp.LAD9/Achromobactersp.GAD3/Comamonassp.GAD4細(xì)胞周質(zhì)中的NAP,其活性分別為0.094U、0.22U和0.754U。NIR是反硝化途徑的關(guān)鍵酶,分布于細(xì)胞膜外周質(zhì)中,分為兩種:一種是含c和d1型血紅素的二聚體,稱為Cytcd1型亞硝酸鹽還原酶;另一種是三聚體,含Cu催化活性中心,稱為Cu型亞硝酸鹽還原酶。PCR擴(kuò)增Agrobacteriumsp.LAD9的亞硝酸鹽還原酶,證明了該酶的存在并作用于好氧反硝化過(guò)程中。Song等擴(kuò)增Bacillussp.的NIR,發(fā)現(xiàn)其由nirS基因編碼,而非nirK基因。NOS催化N2O還原為N2,位于細(xì)胞膜外周質(zhì),是相對(duì)分子質(zhì)量67kDa的銅型二聚體,不含血紅素基因。NOS經(jīng)常被用作鑒定反硝化菌的功能性標(biāo)志。Miyahara等在Pseudomonasstutzeri中檢測(cè)到Cytcd1亞硝酸鹽還原酶(nirS)和N2O還原酶(NOS,nosZ),從而說(shuō)明該菌可以進(jìn)行反硝化。Bai等在研究Pseudomonassp.對(duì)喹啉的降解試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了nirS和nosZ的存在。在Shinellazoogloeoides降解吡啶的研究中也發(fā)現(xiàn)了nosZ。Zhao等在Alcaligenesfaecalis的酶活試驗(yàn)及氣體產(chǎn)物分析的基礎(chǔ)上,提出了該菌的兩種代謝途徑:一是氧化氨氮為亞硝酸鹽和硝酸鹽(NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-);一是經(jīng)由羥胺氧化氨氮為氣態(tài)產(chǎn)物(NH4+→NH2OH→N2O→N2)。Zhang等通過(guò)對(duì)Bacillusmethylotrophicus中間產(chǎn)物及終產(chǎn)物的測(cè)定,提出了一種氮的代謝途徑(圖4)。Taylor等對(duì)Providenciarettgeri的代謝途徑推測(cè)見(jiàn)圖5。綜上所述,作用于HN-AD過(guò)程中的酶幾乎都位于細(xì)胞周質(zhì)中,代謝中間產(chǎn)物均為羥胺。從已有研究結(jié)果看,HN-AD菌株不同或培養(yǎng)條件不同,其脫氮機(jī)理和酶學(xué)特征等都有較大的差異,這在很大程度上使得對(duì)該類菌的研究相對(duì)失去了借鑒性,增加了研究的難度。近年來(lái),較系統(tǒng)地進(jìn)行HN-AD機(jī)理及代謝途徑的研究較少,通常是綜合分子生物學(xué)、酶活試驗(yàn)及代謝產(chǎn)物的測(cè)定來(lái)推斷代謝途徑。因此,HN-AD脫氮機(jī)理及酶學(xué)特征有待進(jìn)一步研究。2.3路徑生物脫氮和水生物酶抑制劑的篩選在HN-AD過(guò)程中,TN的去除主要有兩方面:同化為有機(jī)氮(細(xì)胞組成)和氣態(tài)產(chǎn)物。HN-AD的氣態(tài)終產(chǎn)物是N2,中間產(chǎn)物可能有N2O。為了研究脫氮機(jī)理及代謝途徑,多數(shù)研究者對(duì)N2O進(jìn)行了測(cè)定。Yao等為了進(jìn)一步確認(rèn)脫氮機(jī)理,檢測(cè)了Acinetobactersp.的氣態(tài)產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間延長(zhǎng),N2質(zhì)量濃度最終穩(wěn)定在13mg/L,期間未發(fā)現(xiàn)N2O。Zheng等對(duì)來(lái)自海洋的嗜冷菌Psychrobacter進(jìn)行了GC-MS試驗(yàn),結(jié)果表明,N2O是該菌株HN-AD過(guò)程中的主要中間產(chǎn)物。另外,N2O是溫室氣體,破壞臭氧層,而生物脫氮是N2O的來(lái)源之一。在其他生物脫氮方面,已有大量研究報(bào)道如何減少N2O的產(chǎn)生,如DO、C/N、溫度、pH值等均會(huì)影響N2O的產(chǎn)出。在HN-AD過(guò)程中,科研人員主要從篩選N2O產(chǎn)量低的菌株方面做研究。Miyahara等發(fā)現(xiàn),與其他HN-AD菌相比,Pseudomonasstutzeri在反硝化中產(chǎn)生的N2O量最少,且可以還原N2O為N2,耐受NO2--N的毒性,優(yōu)先利用N2O,達(dá)到減少污水處理廠N2O排放的效果。尹明銳等篩選出了具有N2O控逸能力的HN-AD菌株Bacilluscereus,在最佳條件下,N2O產(chǎn)量占水中脫除TN量的0.598%。一般而言,N2O是HN-AD的中間代謝產(chǎn)物,其產(chǎn)量因菌株而異,這可能與NOS有關(guān)。適宜條件下,在某些菌株體內(nèi),NOS的活性較高,產(chǎn)生N2O量低甚至不產(chǎn)生N2O。3ad菌的生長(zhǎng)及特性不同的HN-AD菌來(lái)自不同的環(huán)境,遺傳背景使HN-AD菌的生長(zhǎng)條件、硝化反硝化特性及脫氮效率差別較大?？偨Y(jié)見(jiàn)表1。總的來(lái)說(shuō),影響HN-AD菌脫氮特性的因素主要有碳源、氮源、C/N、DO、pH值、溫度。3.1菌株的脫氮效率碳是微生物生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)物,為微生物生長(zhǎng)代謝提供細(xì)胞碳架,提供細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量。對(duì)于HN-AD來(lái)說(shuō),碳源不僅影響菌株的生長(zhǎng),也影響它的脫氮效率。HN-AD菌的碳源主要有葡萄糖、丁二酸鈉、乙醇、琥珀酸鈉、醋酸鈉和檸檬酸鈉等。因?yàn)橄趸聪趸茄趸€原反應(yīng),不同的碳源氧化還原電位不同,提供電子的能力不同,會(huì)對(duì)硝化反硝化作用產(chǎn)生影響,而且碳源可能影響硝化反硝化過(guò)程中酶的活性,從而使菌株的代謝機(jī)理和電子傳遞途徑不同,最終產(chǎn)生不同的脫氮效率。辛玉峰等分離的不動(dòng)桿菌Acinetobactersp.YF14以葡萄糖為唯一碳源時(shí),脫氮效率最高。副球菌屬Paracoccussp.P2以及申氏桿菌屬Shinellasp.P9以丁二酸鈉為碳源時(shí)可完全降解氨氮,而以葡萄糖和蔗糖為碳源時(shí)氨氮的降解率不足40%,說(shuō)明它們更易利用簡(jiǎn)單的小分子碳源。BacillusmethylotrophicusstrainL7利用琥珀酸鈉和葡萄糖均能很好地生長(zhǎng),但以琥珀酸鈉為碳源時(shí)對(duì)氨氮去除率更高。Alcaligenessp.W1可以同時(shí)利用有機(jī)碳源和碳酸鈣等無(wú)機(jī)碳源,但在檸檬酸鈉為碳源時(shí)生長(zhǎng)最好,且氨氮去除率最高,達(dá)72%?？偟膩?lái)說(shuō),HN-AD菌都能利用葡萄糖、檸檬酸鹽、乙酸鹽等小分子碳源,對(duì)于純菌而言,同一菌株在不同碳源下脫氮速率不同。另外,有些菌株可以以難降解的物質(zhì)為碳源。分離于焦化廢水處理廠活性污泥中的Pseudomonassp.可以以喹啉為唯一碳源、氮源和能量來(lái)源,同時(shí)達(dá)到降解喹啉的目的。Thioshaerapantotropha可以降解硝基苯酚。Bai等分離的菌株ShinellazoogloeoidesBC026可以降解嘧啶。HN-AD菌的碳源利用多樣性對(duì)于其在實(shí)際廢水處理中的應(yīng)用有一定的優(yōu)勢(shì)。3.2好氧條件下的降解HN-AD菌的作用機(jī)理和代謝途徑顯示該類菌在降解氨氮方面優(yōu)勢(shì)極大,另外,多數(shù)菌株也可以以硝酸鹽和亞硝酸鹽為氮源。Acinetobactersp.YF在143d時(shí)對(duì)氨氮和總氮的去除率達(dá)92%和91%,無(wú)NO2--N和NO3--N的積累,以硝酸鹽和亞硝酸鹽為氮源時(shí),好氧條件下均能將氮幾乎完全去除。Zheng等在考察Marinobactersp.的氮源時(shí)發(fā)現(xiàn),分別以NH4+-N、NO2--N、NO3--N為氮源時(shí),其對(duì)總氮的去除率分別為25.96%、33.03%和50.08%。分離自海水的Halomonas在24h內(nèi)對(duì)NH4+-N、NO2--N、NO3--N的去除率分別為98.29%、99.07%、96.48%,3種氮源同時(shí)存在時(shí),優(yōu)先利用NH4+-N,且總氮去除率較單一存在時(shí)更高。陳威等從濕地底泥中分離的Micrococcussp.對(duì)NH4+-N的降解率為49.2%,但以NO3--N為氮源時(shí),對(duì)總氮無(wú)去除效果。總之,HN-AD菌均能以NH4+-N為氮源,一般而言,多數(shù)HN-AD菌也可以以NO2--N和NO3--N為氮源,且以NO2--N和NO3--N為氮源時(shí)脫氮率較以NH4+-N為氮源時(shí)高,多個(gè)氮源共存可能提高總氮去除率。3.3c/n對(duì)氨氮的去除效果C/N對(duì)HN-AD菌的脫氮效果有顯著影響。Paracoccussp.P2和Shinellasp.P9在以丁二酸鈉為碳源時(shí),其脫氮率隨C/N的增加而提高,從出水水質(zhì)及脫氮效果方面綜合考慮,最佳C/N為9。BacillussubtilisA1在C/N為6和12時(shí),總氮去除率(55%左右)均相對(duì)較高且無(wú)顯著差別。Marinobactersp.在C/N較低時(shí),有NO2--N積累,隨C/N增加,NO2--N積累降低,而總氮去除率增加,在最佳C/N為15時(shí),TN去除率達(dá)90%左右。BacillusmethyllotrophicusstrainL7在C/N為2~20時(shí),對(duì)氨氮的去除率沒(méi)有顯著不同,均在50%左右。C/N過(guò)低,細(xì)菌的生長(zhǎng)受到營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的限制,而C/N過(guò)高,超出細(xì)菌同化作用需求,會(huì)導(dǎo)致出水COD較高。對(duì)于多數(shù)HN-AD菌而言,其最佳C/N在6~10。3.4do質(zhì)量濃度DO是HN-AD又一個(gè)重要的影響因素,不同菌屬的HNAD菌對(duì)DO的耐受能力差異顯著。菌株H1隨DO質(zhì)量濃度增加,對(duì)氨氮的去除率增加,但NO2--N也有較多的積累,說(shuō)明DO質(zhì)量濃度的改變可能改變了氨氮的去除途徑,其最佳DO質(zhì)量濃度為4.7mg/L。肖繼波等研究了DO對(duì)Defluvibacterlusatiensisstr.DN7脫氮效果的影響,發(fā)現(xiàn)該菌株對(duì)DO并不敏感,脫氮率均在90%以上,但高DO質(zhì)量濃度會(huì)導(dǎo)致NO2--N積累。Marinobactersp.在DO質(zhì)量濃度為6.75mg/L時(shí),對(duì)TN去除率最高,DO質(zhì)量濃度較之高或低,都會(huì)使TN去除率降低且NO2--N積累。由此可見(jiàn),DO質(zhì)量濃度的變化可能會(huì)影響菌體內(nèi)AMO和NAP等的表達(dá),使代謝途徑改變,合理控制DO質(zhì)量濃度,可以優(yōu)化菌體對(duì)氨氮及總氮的去除。DO對(duì)HN-AD菌脫氮效果的影響差異較大,有些菌株為2~4mg/L,有些菌株的DO質(zhì)量濃度范圍為4~6mg/L。3.5ph值對(duì)脫氮效果的影響HN-AD過(guò)程中多數(shù)伴隨著pH值的變化。Paracoccussp.P2和Shinellasp.P9在脫氮的同時(shí)pH值從6.8迅速升至8.9,最后趨于穩(wěn)定。HN-AD過(guò)程產(chǎn)堿,導(dǎo)致體系pH值升高,高pH值條件下,氨氮易于被吹脫。因此,研究微生物的脫氮效果,需從微生物自身和堿度吹脫兩方面考慮維持pH值在一個(gè)合適的范圍。Defluvibacterlusatiensisstr.DN7在pH值為3~7時(shí),隨pH值升高,脫氮能力增強(qiáng),繼續(xù)增大pH值,脫氮率下降,說(shuō)明中性偏堿性環(huán)境有利于其脫氮的進(jìn)行。當(dāng)pH值為7時(shí),Alcaligenessp.W1脫氮效果最好,氨氮去除率達(dá)97.07%。Acinetobactersp.HNR在pH值為8時(shí),對(duì)TN去除率最高,為90.9%?？梢?jiàn),不同種屬的菌株最適pH值有所差異,但總的來(lái)說(shuō),普遍的最適pH值范圍為6~8。3.6溫度對(duì)bzctorrophicusst4和4.3.3細(xì)胞毒性的影響溫度主要影響微生物體內(nèi)的酶,在HN-AD過(guò)程中,溫度還影響游離氨濃度(氨單加氧酶的基質(zhì))。Halomonas在28℃下生長(zhǎng)最佳。當(dāng)溫度由20℃升到37℃時(shí),BzcillusmethylotrophicusstrainL7對(duì)氨氮的去除率從6.1%升至78.4%,最適溫度為37℃。Pseudomonasstutzeri在4~45℃的范圍內(nèi)均能生長(zhǎng),30℃時(shí)去除率最高,達(dá)5.53mg/(L·h)。對(duì)于一般的HN-AD菌,最適溫度范圍為28~37℃。在利用HN-AD菌來(lái)加強(qiáng)低溫下脫氮效果的試驗(yàn)中,10℃時(shí)氨氮去除率達(dá)3.1mgN/(gSS·h)。3.7適鹽度的確定對(duì)于一些來(lái)自海洋的HN-AD,鹽度也是影響其脫氮特性的一個(gè)因素。Halomonas的最適鹽度為3%。另外,有一些抑制劑或催化劑對(duì)HN-AD可產(chǎn)生一定影響。蔣侃等研究表明,電氣石對(duì)好氧反硝化有促進(jìn)作用。于大禹等發(fā)現(xiàn),1mmol/L的Cu2+和Fe2+對(duì)異養(yǎng)硝化過(guò)程有顯著的激活作用。4工藝處理方面的應(yīng)用憑借獨(dú)特的生物學(xué)特性及相對(duì)于其他脫氮工藝的優(yōu)勢(shì),HN-AD得到了水處理領(lǐng)域科研人員的重視,但對(duì)于實(shí)際應(yīng)用方面的研究較少,且尚停留在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小試階段。Kulkarni研究了沖擊負(fù)荷對(duì)SBR處理硝基酚的影響。硝基酚負(fù)荷為400mg/(L·d)時(shí),對(duì)硝基酚、二硝基酚和三硝基酚均可完全去除;硝基酚負(fù)荷為600mg/(L·d)時(shí),對(duì)硝基酚和二硝基酚可完全去除,三硝基酚去除率為50%;硝基酚負(fù)荷為800mg/(L·d)時(shí),硝基酚則無(wú)法去除。楊云龍等研究了螯臺(tái)球菌在高溫(50℃)曝氣生物濾池中的作用,對(duì)于人工配水,氨氮去除速率為3.62mg/(L·h)。Yao等通過(guò)向?qū)嶒?yàn)室配水的反應(yīng)器中投加耐寒HN-AD菌群,加強(qiáng)了低溫(10℃)下氮的去除,以解決低溫下污水處理廠脫氮率低的問(wèn)題。曲洋等將HN-AD菌應(yīng)用于人工配水的短程硝化系統(tǒng),使亞硝酸鹽氮積累量比原系統(tǒng)降低,而TN和COD去除率比原系統(tǒng)提高,有效抑制了短程硝化向全程硝化的轉(zhuǎn)變。Xiao等用聚乙烯醇和海藻酸鈉固定化的Bacillussubtilis生物反應(yīng)器處理人工配制的含氨氮廢水,在DO質(zhì)量濃度為3.77~5.8mg/L、C/N為10、HRT為20min的條件下,對(duì)初始氨氮質(zhì)量濃度為2mg/L或4mg/L的氮去除率達(dá)99.55%。Yao等將Bacillusmethylotrophicus投加到MBR反應(yīng)器中,通過(guò)改變運(yùn)行條件,使反應(yīng)器對(duì)人工配水的最佳處理效果達(dá)到氨氮和TN去除率分別為77.5%和53%。Chang等利用二級(jí)曝氣MBR反應(yīng)器處理ABS樹脂廢水,通過(guò)群落分析發(fā)現(xiàn)了HN-AD菌Thaueramechernichensis的存在,預(yù)示了單級(jí)曝氣MBR同步脫碳脫氮的可能性。Bouchez等將M.aerodenitrificans第一次投加到傳統(tǒng)硝化反應(yīng)器中,該菌迅速消失;將其包埋于藻朊酸鹽中,先后兩次投加于同一反應(yīng)