摘要:厌氧氨氧化是环境微生物领域的重要发现，在废水生物脱氮和地球氮素循环中具有重大作用。为了反映近年来国内外厌氧氨氧化研究的一些重要进展，组织出版了“厌氧氨氧化专刊”。本期专刊包括综述和研究论文两部分，内容涉及厌氧氨氧化的菌群富集、菌群分析、菌种保藏、碳源影响、工艺应用、优化对策等。

摘要:厌氧氨氧化 (Anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX) 工艺因其高效低耗的优势，在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景。在过去的20年中，许多基于ANAMMOX反应的工艺得以不断研究和应用。预计到2014年末，全球范围内的ANAMMOX工程将会超过100座。综述了各种形式的ANAMMOX工艺，包括短程硝化-厌氧氨氧化、全程自养脱氮、限氧自养硝化反硝化、反硝化氨氧化、好氧反氨化、同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化耦合、单级厌氧氨氧化短程硝化脱氮工艺。对一体式和分体式工艺运行条件进行了比较，结合ANAMMOX工艺工程 (主要包括移动床生物膜，颗粒污泥和序批式反应器系统) 应用现状，总结了工程化应用过程中遇到的问题及其解决对策，在此基础上对今后的研究和应用方向进行了展望。今后的研究重点应集中于运行条件的优化和水质障碍因子的解决，尤其是工艺自动化控制系统的开发和特殊废水对工艺性能影响的研究。

摘要:基于厌氧氨氧化的污水生物脱氮工艺近年来发展迅速，污水处理系统中厌氧氨氧化菌的分布和多样性成为了重要的研究方向。目前，在污水处理系统中曾检测出多种厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation，Anammox)菌，最常被检测出的是待定布罗卡地菌Candidate Brocadia和待定斯图加特库氏菌Candidate Kuenenia的Anammox菌，并且研究发现单一生境下往往只存在一种类型的Anammox菌，但是影响Anammox菌多样性和分布的因素与机制目前仍不明确。系统总结了污水处理系统中，不同工艺形式和运行条件下的Anammox菌分布情况，归纳分析了关键因素对Anammox菌分布的影响，包括底物浓度和微生物比生长速率、污泥性质与微生物生境、多重因素的联合作用和影响等。在此基础上，阐述了Anammox菌分布机制研究的工程意义，并对该领域的研究方向和思路进行了展望。

摘要:为了研究膜生物反应器的短程硝化性能以及氧对短程硝化的影响，通过对比耗氧率和供氧率，提出了膜生物反应器短程硝化的控制优化建议。在膜生物反应器硝化过程中，DO小于1 mg/L开始出现亚硝氮积累；DO降到0.5 mg/L，出水氨氮浓度与亚硝氮浓度之比接近1∶1；DO调控在0.5?1 mg/L范围内，有利于前置硝化反应器与后续厌氧氨氧化反应器衔接。膜生物反应器中污泥浓度可达20 g/L，耗氧能力可达19.86 mg O2/(L·s)，但最大供氧能力仅为0.369 mg O2/(L·s)，供氧成为反应器运行的制约瓶颈，“低DO高流量”曝气是继续提高短程硝化效能的控制策略。

摘要:为明确有机碳源胁迫下，厌氧氨氧化反应器的同步脱氮除碳规律及功能微生物群落结构的动态变化，采用成功启动的厌氧氨氧化UASB反应器，通过逐步提升进水有机负荷，探究有机碳源下废水厌氧氨氧化同步脱氮除碳。研究表明，当进水化学需氧量 (Chemical oxygen demand, COD) 浓度从172 mg/L升至620 mg/L，反应器维持较高的脱氮效率，氨氮和总氮去除率均在85%以上，并对COD具有平均56.6%的去除率，高浓度COD未对Anammox菌活性构成显著抑制作用。聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳 (PCR-DGGE) 图谱和割胶测序结果表明，变形菌门Proteobacteria、浮霉菌门Planctomycetes、绿曲挠菌门Chloroflexi以及绿菌门Chlorobi等微生物共存于同一反应体系中，推测反应器内存在复杂的脱氮除碳途径。而且，代表厌氧氨氧化的部分浮霉菌门微生物能耐受高浓度有机碳源，在高有机负荷下依旧发挥着高效的脱氮作用，为反应器高效脱氮提供了保障。

摘要:以储存60 d的ANAMMOX污泥为种泥，采用EGSB反应器富集高活性、高纯度的ANAMMOX菌富集培养物，考察反应器的脱氮能力，同时采用分子生物学方法鉴定培养前后ANAMMOX富集培养物中的优势菌种及ANAMMOX菌的相对丰度。在反应器运行的185 d中，最高氮负荷达3.0 kgN/(m3·d)，氨氮与亚硝酸盐氮的去除效率均大于85%。培养后ANAMMOX富集培养物中的优势菌种由待定荧光布罗卡地菌Candidatus Brocadia fulgid和待定巴西布罗卡地菌Candidatus Brocadia brasiliensis变为待定亚洲杰特氏菌Candidatus Jettenia asiatica。FISH结果表明ANAMMOX菌所占总细菌的相对丰度明显增加，由 (57.69±4.79)%提高到(83.32±4.40)%。定量PCR结果证实了培养后的富集培养物内ANAMMOX菌的拷贝数由1.14×1011拷贝/g湿重提高到3.69×1011拷贝/g湿重。

摘要:以厌氧颗粒污泥作为接种物，通过185 d的运行，成功启动了上流式厌氧氨氧化污泥床 (Upflow anaerobic sludge blanket, UASB) 反应器。反应器的进水氨氮与亚硝氮浓度分别提升至224 mg/L和255 mg/L，容积氮去除速率提升至3.76 kg/(m3·d)。采用红外光谱、扫描电镜和透射电镜等对厌氧氨氧化颗粒污泥的性状进行观察，发现颗粒污泥在启动过程中经历了污泥颗粒裂解到污泥颗粒重组的过程，且厌氧氨氧化颗粒污泥表面含有丰富的官能团，说明厌氧氨氧化颗粒污泥可能具有良好的吸附性能。采用宏基因组测序的方法对启动前后颗粒污泥的生态结构进行分析，发现原接种污泥优势菌群 (变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门) 丰度大幅减少，厌氧氨氧化菌所属的浮霉状菌门丰度则由1.59%提升到23.24%。

摘要:采用厌氧序批式反应器处理火电厂烟气脱硝尾液并研究厌氧氨氧化微生物群落结构。通过扫描电镜观察发现，优势菌群为椭圆形的球菌且具有下凹的火山口状，直径约为0.7 μm。通过污泥总DNA提取、PCR扩增、阳性克隆验证和测序等分子生物学手段得到反应器内菌群16S rRNA基因序列，建立系统发育树和克隆文库。结果表明，在细菌通用引物27F-1 492R PCR扩增的体系中，得到85个克隆子，分为21个OTU，各菌群所占的比例为：变形菌门Proteobacteria：61.18%；酸杆菌门Acidobacteria：17.65%；绿菌门Chlorobi：8.24%；绿弯菌门Chlorofexi：5.88%；芽单胞菌门Gemmatimonadetes：3.53%；硝化螺旋菌门Nitrospirae：2.35%；浮酶状菌门Planctomycetes：1.18%。而在厌氧氨氧化菌特异引物pla46rc-630r; AMX368-AMX820 PCR扩增的体系中有45个克隆子，分为3个OTU，其中Candidatus brocadia sp.占有95.6%，未知菌种4.4%。

摘要:为考察保藏温度对厌氧氨氧化污泥颗粒特性的影响，同时优化保藏厌氧氨氧化颗粒污泥温度参数，本试验首先通过HRT调控进水基质负荷培养厌氧氨氧化颗粒污泥，并采用KHCO3和NaHCO3交替提供无机碳源。然后分别在–40 ℃、4 ℃、(27±4) ℃室温和35 ℃条件下避光保藏。结果表明，NaHCO3可代替KHCO3作为厌氧氨氧化菌生长的无机碳源。相比于其他保藏温度，4 °C保藏能够较好地维持生物量和生物活性，同时能较好地维持颗粒污泥的沉降性能、颗粒污泥和细胞结构完整性。在保藏过程中，一阶衰减指数模型可拟合厌氧氨氧化颗粒污泥生物量及活性的衰减过程，衰减指数与胞溶程度正相关，而且生物量的衰减比活性的衰减更快。同时，颗粒污泥胞外聚合物中蛋白质与多糖的比值 (PN/PS) 和血红素不能有效指示保藏过程中颗粒污泥沉降性能和活性的变化，而生物活性与胞溶程度呈负相关。

摘要:为拓展新型生物脱氮技术的应用领域，研究了生产性短程硝化-厌氧氨氧化装置处理制药废水的启动性能。制药废水氨氮浓度为 (430.40±55.43) mg/L时，氨氮去除率达 (81.75±9.10)%，实现了短程硝化-厌氧氨氧化工艺对制药废水的生物脱氮。制药废水短程硝化系统的启动时间约为74 d，亚硝氮积累率达 (52.11±9.13)%，证明了结合模拟废水和实际废水的“两步法”模式对短程硝化系统启动的适用性。制药废水厌氧氨氧化系统的启动时间约为145 d，最大容积氮去除速率达6.35 kg N/(m3·d)，容积效能为传统硝化反硝化工艺的数十倍，证明了结合菌种自繁和菌种流加的模式对厌氧氨氧化系统启动的适用性。

摘要:同型产乙酸菌是一类具有巨大工业应用潜力的微生物类群，可利用合成气生成乙醇和乙酸等燃料和化学品。本研究采集城市污泥样品利用Hungate滚管法进行同型产乙酸菌的筛选，并利用其进行H2/CO2气体的生物转化，研究了pH对其乙酸和乙醇生成情况的影响。结果表明，所获得的同型产乙酸菌混培物组成为永达尔梭菌，纺缍形赖氨酸芽胞杆菌和蜡样芽胞杆菌等。该混培物最适pH为5?7。pH为7时混培物利用H2/CO2气体得到乙酸浓度可达到31.69 mmol/L。本研究获得了一种可利用H2/CO2合成乙酸的同型产乙酸菌混培物，为合成气生物转化的工业应用提供了有效的微生物资源。

摘要:甲烷氧化菌可高效催化甲烷和多种氯代烃降解，开展甲烷单加氧酶的基因簇序列分析研究有助于深入了解催化机理，并提升其在污染物生物降解领域中的应用价值。以甲烷为唯一碳源富集分离甲烷氧化菌，取5种氯代烃作为共代谢基质考察其降解情况，利用MEGE5.05软件构建基于16S rDNA的系统发育树对所选菌株进行初步鉴定，用半巢式PCR法分段扩增菌株的颗粒性甲烷单加氧酶 (pMMO) 基因簇并进行T-A克隆测序，通过ExPASy计算pMMO三个亚基的理论分子量。筛选到了一株甲基孢囊菌Methylocystis sp. JTC3，在三氯乙烯 (TCE) 初始浓度为15.64 μmol/L条件下，反应5 d后降解率可达93.79%。经扩增、测序、拼接得到了3 227 bp的pmoCAB基因簇序列，包括771 bp的pmoC基因、759 bp的pmoA基因、1 260 bp的pmoB基因和2个非编码中间序列，所对应γ、β、α亚基理论分子量分别为29.1 kDa、28.6 kDa和45.6 kDa。通过Blast比对发现Methylocystis sp. JTC3的pmoCAB基因簇序列与Methylocystis sp. strain M的pmoCAB一致性较高，其中pmoA的序列相对保守。JTC3菌株可高效降解TCE，对pmoCAB基因簇序列的详细分析可为pMMO活性中心特征、氯代烃类底物选择性等方面的深入研究提供信息数据基础。

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