微生物異養(yǎng)硝化和好氧反硝化(HN-AD)的發(fā)現(xiàn)進一步完善了氮循環(huán)途徑。由于其生長速度快、活性高、增殖底物廣泛、能同時進行有機物降解和生物反硝化的特性，克服了傳統(tǒng)生物反硝化技術(shù)的缺點，具有重要的工程應(yīng)用價值。目前關(guān)于HN-AD菌株的研究多集中于菌株篩選和小試廢水處理，鮮有除臭領(lǐng)域的研究報道。
中國科學(xué)院成都生物研究所污染生物治理項目組研究生宦臣臣在呂青陽博士、閆志英研究員的指導(dǎo)下，從活性污泥中篩選出一株高效HN-AD菌株HY-1，鑒定為Paracoccus denitrificans，并將其應(yīng)用于生物滴濾反應(yīng)器（BTF）進行除臭研究。結(jié)果表明，HY-1對NH4+、NO2-和NO3-的去除速率分別為17.33 mg-N·L-1·h-1、21.83 mg-N·L-1·h-1和32.37 mg-N·L-1·h-1，且對不同比例的混合氮源均有較好的去除效果；同時，HY-1在厭氧條件下也能以14.56 mg-N·L-1·h-1的速率執(zhí)行反硝化功能。結(jié)合菌株脫氮特性、氮平衡和功能基因分析，確定了HY-1在好氧條件下的硝化-反硝化代謝途徑。最后，將菌株HY-1應(yīng)用于堆肥廠的BTF中進行除臭效果強化驗證，結(jié)果表明在BTF中接種HY-1不僅能保持高效除臭效果（NH3去除率>98.07%），而且能大幅度降低循環(huán)液中NH4+和NO3-的離子濃度，有效地控制了二次污染，節(jié)約了BTF的除臭成本。這些發(fā)現(xiàn)拓展了HN-AD菌株的應(yīng)用領(lǐng)域，為生物除臭提供了新的思路。
該研究成果以宦臣臣為第一作者、呂青陽博士為通訊作者發(fā)表在國際期刊Bioresource Technology（IF=11.889）上。本研究得到四川省科技計劃項目（NO.2021ZDZX0012）、中國科學(xué)院“西部之光”項目（2019XBZG_JCTD_ZDSYS_001）、四川省科技計劃項目（2022JDTD0027）和山西省重大研發(fā)計劃項目（No.201903D211013-2）的支持。
圖1 菌株HY-1以NH4+為氮源的單因素優(yōu)化
圖2菌株HY-1在厭氧條件下的單因素優(yōu)化及反硝化分析
圖3 不同條件下菌株HY-1的氮平衡分析
圖4 菌株HY-1在BTF中的除臭應(yīng)用