不同迴流流速操作條件下厭氧氨氧化反應效能與菌相變化之研究不同迴流流速操作條件下厭氧氨氧化反應效能與菌相變化之研究1摘要厭氧氨氧化反應(Anammox,AnaerobicAmmoniaOxidation)為將氨氮(NH4+)及亞硝酸氮(NO2-)直接反應生成氮氣(N2)。此反應具有不需添加碳源與曝氣、污泥產量低等諸多優(yōu)點。由於操作條件如反應槽上升流速等對於系統(tǒng)效能有直接之影響，因此本研究設計厭氧氨氧化批次反應槽，控制不同的污泥迴流流速，分別為0ml/min、10ml/min、100ml/min，利用可區(qū)分菌種活性之藥品Propidiummonoazide(PMA)和聚合酶鏈鎖反應-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)等分子生物技術以及水質分析方法，探討不同污泥迴流流速條件下其系統(tǒng)具活性之厭氧氨氧化菌群結構變化和除氮效能間的關係。摘要厭氧氨氧化反應(Anammox,Anaerobic2

一、前言

由於都市快速發(fā)展，使得部分工業(yè)廢水、家庭廢水未經適當處理即排入天然水域中，導致環(huán)境中氨氮濃度逐漸增加，可能會降低水中溶氧及影響水質的安全衛(wèi)生，進一步對原有的自然環(huán)境生態(tài)造成破壞，故近年來國內環(huán)保單位正討論並草擬更嚴格的放流水標準以保護生態(tài)平衡。目前有許多研究以發(fā)展出多種去除含氮污染物的處理程序，其中的生物處理法仍是處理含氨氮廢污水最經濟的方法之一。近年研究發(fā)現(xiàn)，特殊的自營性微生物可於無氧環(huán)境下，利用二氧化碳(CO2)作為碳源，將氨氮(NH4+)與亞硝酸根離子(NO2-)反應直接轉化生成氮氣(N2)(Jettenetal.,2001)，此除氮機制即所謂的厭氧氨氧化反應(AnaerobicAmmoniaOxidation,Anammox)，其化學方程式為NH4++NO2-→N2+2H2O。此程序有別於一般傳統(tǒng)硝化結合脫硝程序系統(tǒng)，具有不需添加碳源、污泥產量低以及不需額外曝氣節(jié)省能源消耗等諸多優(yōu)點；此外，其應用範圍廣泛，包含工業(yè)製程廢水、畜牧業(yè)廢水以及掩埋場滲出水等。

一、前言

由於都市快速發(fā)展，使得部分工業(yè)廢水、家庭廢水3近年來諸位學者利用Ethidiummonoazide(EMA)或Propidiummonoazide(PMA)區(qū)分環(huán)境樣本的菌群存活與否，過去的研究中有學者針對EMA與PMA進行比較與探討，由結果發(fā)現(xiàn)EMA對於活菌具有毒性但PMA則否(Panetal.,2007)；此外，PMA對於生物膜的通透性較佳，因此對於菌種的專一性較強(Nockeretal.,2006；Fleknaetal.,2007；CawthornandWitthuhn,2008)。過去有學者利用Propidiummonoazide(PMA)藥品區(qū)分環(huán)境樣本中菌種之死活，並透過分子生物技術PCR-DGGE，探討微生物組成（Nockeretal.,2006）。但目前相關文獻鮮少探討具活性的厭氧氨氧化菌種之定性分析，因此無法釐清真正存活於系統(tǒng)中的厭氧氨氧化菌群，若能建立區(qū)分厭氧氨氧化菌種存活與否的分析方法，將有助於厭氧氨氧化系統(tǒng)穩(wěn)定與功能提升。近年來諸位學者利用Ethidiummonoazide(E4

二、實驗材料與方法

1.樣本來源本研究取自於工業(yè)技術研究院所架設不同污泥迴流流速之厭氧氨氧化系統(tǒng)中污泥樣本。取適量之污泥以10000rpm離心1分鐘以收集污泥沉澱物(pellet)並去除上澄液，利用1×PBS再懸浮並以10000rpm離心1分鐘，重複上述步驟以清洗pellet。2.PropidiumMonoazide(PMA)處理將PMA溶於20%dimethylsulfoxide，濃度配置為20mM，將2.5μLPMA加入500μL的樣本並放置於暗處5min，之後將樣本置於冰上並開啟650W的鹵素燈照射樣本2~4min，再以10000rpm離心2分鐘(Nockeretal.,2009)。

二、實驗材料與方法

53.DNA萃取及聚合酶鏈鎖反應

將樣本利用商用試劑UltraCleanTMSoilDNAIsolationKit(MoBio,USA)進行DNA萃取。將萃取後之DNA進行PCR增幅，本研究將使用之引子為針對厭氧氨氧化菌之PLA46f及Amx368r與針對氨氧化菌之amoAgene引子對(1Fvs2R)，其相關實驗條件如文獻所示(Neefetal.,1998；Schmidetal.,2003)以及(Rotthauweetal.,1997)。將PCR增幅後之產物，利用1.5%之瓊脂膠糖明膠進行電泳(Agarosegel)分析，再以SafeViewerTMNucleicAcidStain染色30分鐘並以紫外光顯像。4.變性梯度凝膠電泳分析及DNA純化本研究使用之DGGE膠體為6%(wt/vol)acrylamide/bis，變性梯度範圍為30%~55%分析以PCR所增幅針對Anammox族群之產物。利用變性梯度凝膠電泳槽(DcodegeneSystem,Bio-Rad)，以80伏特電壓及60℃條件下進行電泳12小時，最後利用SafeViewerTMNucleicAcidStain進行核酸染色，並以紫外光顯像。PCR-DGGE分析後，將膠體上相異的亮帶分別切下後置於無菌水中，經過冷凍-解凍過程獲取目標DNA片段；並重複進行PCR-DGGE與切膠純化的分析直至確定為單一亮帶為止。3.DNA萃取及聚合酶鏈鎖反應65.水質分析

系統(tǒng)水質監(jiān)測部份，由工研院每週監(jiān)測進出流水之NH4+-N、NO2--N、與NO3--N，其分析方式為利用離子層析儀（IonChromatography,IC，型號DioNEX-DX100，陰離子分析管柱AS-4A，流洗液為NaCO3與NaHCO3；陽離子分析管柱CS-15、流洗液為H2SO4）。5.水質分析7

三、結果與討論

1.Propidiummonoazide(PMA)與厭氧氨氧化族群之分析方法本研究先以系統(tǒng)污泥經過處理(放置於100℃水浴中30min並加入70%酒精反應30min)與未處理後分別添加PMA進行測試，並以針對厭氧氨氧化菌之專一性引子對PLA46和AMX368分析系統(tǒng)中污泥樣本(如表1)，利用agarosegel確定產物長度為377bp(如圖1所示)。由分析結果發(fā)現(xiàn)經馴化後的樣本有明顯亮帶，代表系統(tǒng)中確實存在厭氧氨氧化菌，並正確的增幅其目標片段。此外，由結果亦發(fā)現(xiàn)經過高溫與酒精處理後之馴養(yǎng)污泥添加PMA後，其增幅之亮帶並未十分明顯，亦證明PMA可與死亡菌種之DNA結合，因此無法藉由PCR增幅放大，故DGGE圖譜中(圖2)亮帶並不明顯，由此結果得知，PMA方法確實可以用來進行厭氧氨氧化菌群之存活與否作判別。

三、結果與討論

1.Propidiummonoaz82.

批次厭氧氨氧化系統(tǒng)菌相變化與除氮效能之分析本實驗原始污泥來自於生物除氮系統(tǒng)馴養(yǎng)後之污泥，植種於低溶氧濃度的UASB反應槽，所使用之基質採氨氮與亞硝酸鹽以約一比一之濃度進流，不添加額外碳源，以三種不同的污泥迴流流速馴養(yǎng)厭氧氨氧化菌，嘗試探討最佳的污泥迴流流速，作為提供日後實廠操作所需之重要參數(shù)。分別採集操作初期(反應槽操作56天)、操作穩(wěn)定(反應槽操作115天)等不同時期污泥樣本，以DGGE進行微生物族群分析，並探討菌相消長與系統(tǒng)中除氮效能間關係。(1)污泥迴流流速為0ml/min當污泥迴流流速為0ml/min時，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸氮去除率不盡理想。由批次水質實驗得知，進流氨氮濃度約為70mg/L，經12小時反應後，出流濃度僅去除至50mg/L，去除率約為30%；亞硝酸氮部分，進流濃度約為180mg/L，出流濃度僅減低至150mg/L，去除效率約為20%；硝酸氮部分僅增加0.1mg/L；而氮氣部分約增加44ml(如圖3)，此系統(tǒng)中氨氮及亞硝酸鹽去除率不佳，未有硝酸鹽的累積，但有大量的氮氣產生。2.批次厭氧氨氧化系統(tǒng)菌相變化與除氮效能之分析本實驗原始污9污泥迴流流速為0ml/min時之族群分析如圖4所示，由結果中得知此時系統(tǒng)中存在厭氧氨氧化菌CandidatusBrocadiaanammoxidans、CandidatusBrocadiasp.、CandidatusKueneniastuttgartiensis；此外，亦發(fā)現(xiàn)有氨氧化菌存在於系統(tǒng)中。系統(tǒng)中氨氮與亞硝酸鹽去除不佳，推測可能因為厭氧氨氧化菌無法與基質充分混合均勻，導致部份菌群死亡，釋放至反應槽中COD之濃度高達97mg/L，因此可能存在異營脫硝菌與厭氧氨氧化菌競爭，消耗系統(tǒng)中的亞硝酸鹽與硝酸鹽，並增加氮氣的產量；此外，由於異營菌生長快速，可能會取代厭氧氨氧化菌成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種，導致除氮效果不良。因此未來建立厭氧氨氧化反應槽時，應定期監(jiān)測系統(tǒng)中之碳氮比，避免造成異營性微生物成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種。污泥迴流流速為0ml/min時之族群分析如圖4所示，由結10(2)污泥迴流流速為10ml/min

當污泥迴流流速為10ml/min時，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸氮去除率十分良好。由批次水質實驗得知，進流氨氮濃度約為60mg/L，出流濃度去除至0mg/L，去除率約為100%；亞硝酸氮部分，進流濃度約為120mg/L，出流濃度僅減低至3mg/L，去除效率約為97%，而硝酸氮部分，增加約為30mg/L；而氮氣部分約增加38ml(如圖5)。此系統(tǒng)即可在12小時內幾乎將氨氮與亞硝酸氮完全去除，除氮能力十分良好，且有少量硝酸氮之累積與氮氣之產生，十分符合典型的厭氧氨氧化反應。污泥迴流流速為10ml/min時之族群分析如圖6所示，由結果中得知此時系統(tǒng)中存在厭氧氨氧化菌CandidatusBrocadiaanammoxidans、CandidatusBrocadiasp.、CandidatusKueneniastuttgartiensis；此外，亦發(fā)現(xiàn)有氨氧化菌存在於系統(tǒng)中。此系統(tǒng)的除氮效率極佳，推測系統(tǒng)中的厭氧氨氧化菌能充分與基質混合，並且保持污泥結構緊密，使氨氮與亞硝酸鹽的去除效率最好，因此未來實場若操作厭氧氨氧化系統(tǒng)時，建議可採用較低的污泥迴流流速(如流速為10ml/min)，做為反應槽設計參數(shù)之一。(2)污泥迴流流速為10ml/min11(3)污泥迴流流速為100ml/min當污泥迴流流速為100ml/min時，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸氮去除率較差。由批次水質實驗得知，進流氨氮濃度約為50mg/L，經12小時反應後，出流濃度去除至13mg/L，去除率約為74%；亞硝酸氮部分，進流濃度約為130mg/L，出流濃度減低至45mg/L，去除效率約為65%，而硝酸鹽氮部分，增加約為30mg/L；而氮氣部分約增加1ml(如圖7)。氨氮與亞硝酸氮去除率較低，累積較多的硝酸鹽，但僅產生微量的氮氣；此外，亦發(fā)現(xiàn)此系統(tǒng)中的ORP均高於200mV且溶氧均高於2mg/L。而當系統(tǒng)操作120天後水中pH逐漸降低於7以下且累積於系統(tǒng)的硝酸鹽濃度大幅上升，因此在150天更換基質時於系統(tǒng)內沖提氮氣，使ORP小於50mV讓環(huán)境為無氧狀態(tài)，由水質數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸鹽幾乎沒有去除，且系統(tǒng)操作169天後，由針對氨氧化菌的agarosegel圖譜中(如圖8)發(fā)現(xiàn)，此時系統(tǒng)中的氨氧化菌喪失其活性。(3)污泥迴流流速為100ml/min12污泥迴流流速為100ml/min時之族群分析如圖9所示，由結果中得知此時系統(tǒng)中存在有厭氧氨氧化菌CandidatusBrocadiaanammoxidans、CandidatusBrocadiasp.、CandidatusKueneniastuttgartiensis；此外，亦發(fā)現(xiàn)有氨氧化菌存在於系統(tǒng)中。過去文獻指出在高剪力的環(huán)境下，會導致厭氧氨氧化顆粒污泥破碎，而造成厭氧氨氧化菌活性降低(Arrojoetal.,2008)，因此推測操作於高流速的環(huán)境，可能會降低厭氧氨氧化菌的活性；此外，系統(tǒng)中溶氧與ORP過高將導致硝化菌大量生長，可能取代厭氧氨氧化菌成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種。因此未來操作厭氧氨氧化系統(tǒng)，應避免流速過快而造成厭氧氨氧化菌活性降低之現(xiàn)象。污泥迴流流速為100ml/min時之族群分析如圖9所示，13表.表.14圖.圖.15電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件16電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件17電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件18電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件19電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件20電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件21電動力輔助板框式壓濾機進行都下水污泥脫水之研究課件22

23

四、結論

1.污泥迴流流速為0ml/min時，推測厭氧氨氧化菌可能無法與基質充分混合，而導致部份菌群死亡，增加系統(tǒng)中COD之濃度，可能造成異營菌與厭氧氨氧化菌競爭，影響整體的除氮效率。2.污泥迴流流速為10ml/min時，推測厭氧氨氧化菌與基質均勻混合，並保持污泥結構緊密，使總氮去除率十分良好。3.污泥迴流流速為100ml/min時，推測操作於高流速的環(huán)境，可能會降低厭氧氨氧化菌的活性；此外，系統(tǒng)中溶氧與ORP過高將導致硝化菌大量生長，可能取代厭氧氨氧化菌成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種。4.未來操作厭氧氨氧化系統(tǒng)，應避免流速過快而造成厭氧氨氧化菌活性降低，建議可採用低迴流流速10ml/min作為反應槽設計參數(shù)之一；此外，應定期監(jiān)測系統(tǒng)中碳氮比，避免異營性微生物成為系統(tǒng)中優(yōu)勢菌種。

四、結論

24不同迴流流速操作條件下厭氧氨氧化反應效能與菌相變化之研究不同迴流流速操作條件下厭氧氨氧化反應效能與菌相變化之研究25摘要厭氧氨氧化反應(Anammox,AnaerobicAmmoniaOxidation)為將氨氮(NH4+)及亞硝酸氮(NO2-)直接反應生成氮氣(N2)。此反應具有不需添加碳源與曝氣、污泥產量低等諸多優(yōu)點。由於操作條件如反應槽上升流速等對於系統(tǒng)效能有直接之影響，因此本研究設計厭氧氨氧化批次反應槽，控制不同的污泥迴流流速，分別為0ml/min、10ml/min、100ml/min，利用可區(qū)分菌種活性之藥品Propidiummonoazide(PMA)和聚合酶鏈鎖反應-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)等分子生物技術以及水質分析方法，探討不同污泥迴流流速條件下其系統(tǒng)具活性之厭氧氨氧化菌群結構變化和除氮效能間的關係。摘要厭氧氨氧化反應(Anammox,Anaerobic26

一、前言

由於都市快速發(fā)展，使得部分工業(yè)廢水、家庭廢水未經適當處理即排入天然水域中，導致環(huán)境中氨氮濃度逐漸增加，可能會降低水中溶氧及影響水質的安全衛(wèi)生，進一步對原有的自然環(huán)境生態(tài)造成破壞，故近年來國內環(huán)保單位正討論並草擬更嚴格的放流水標準以保護生態(tài)平衡。目前有許多研究以發(fā)展出多種去除含氮污染物的處理程序，其中的生物處理法仍是處理含氨氮廢污水最經濟的方法之一。近年研究發(fā)現(xiàn)，特殊的自營性微生物可於無氧環(huán)境下，利用二氧化碳(CO2)作為碳源，將氨氮(NH4+)與亞硝酸根離子(NO2-)反應直接轉化生成氮氣(N2)(Jettenetal.,2001)，此除氮機制即所謂的厭氧氨氧化反應(AnaerobicAmmoniaOxidation,Anammox)，其化學方程式為NH4++NO2-→N2+2H2O。此程序有別於一般傳統(tǒng)硝化結合脫硝程序系統(tǒng)，具有不需添加碳源、污泥產量低以及不需額外曝氣節(jié)省能源消耗等諸多優(yōu)點；此外，其應用範圍廣泛，包含工業(yè)製程廢水、畜牧業(yè)廢水以及掩埋場滲出水等。

一、前言

由於都市快速發(fā)展，使得部分工業(yè)廢水、家庭廢水27近年來諸位學者利用Ethidiummonoazide(EMA)或Propidiummonoazide(PMA)區(qū)分環(huán)境樣本的菌群存活與否，過去的研究中有學者針對EMA與PMA進行比較與探討，由結果發(fā)現(xiàn)EMA對於活菌具有毒性但PMA則否(Panetal.,2007)；此外，PMA對於生物膜的通透性較佳，因此對於菌種的專一性較強(Nockeretal.,2006；Fleknaetal.,2007；CawthornandWitthuhn,2008)。過去有學者利用Propidiummonoazide(PMA)藥品區(qū)分環(huán)境樣本中菌種之死活，並透過分子生物技術PCR-DGGE，探討微生物組成（Nockeretal.,2006）。但目前相關文獻鮮少探討具活性的厭氧氨氧化菌種之定性分析，因此無法釐清真正存活於系統(tǒng)中的厭氧氨氧化菌群，若能建立區(qū)分厭氧氨氧化菌種存活與否的分析方法，將有助於厭氧氨氧化系統(tǒng)穩(wěn)定與功能提升。近年來諸位學者利用Ethidiummonoazide(E28

二、實驗材料與方法

1.樣本來源本研究取自於工業(yè)技術研究院所架設不同污泥迴流流速之厭氧氨氧化系統(tǒng)中污泥樣本。取適量之污泥以10000rpm離心1分鐘以收集污泥沉澱物(pellet)並去除上澄液，利用1×PBS再懸浮並以10000rpm離心1分鐘，重複上述步驟以清洗pellet。2.PropidiumMonoazide(PMA)處理將PMA溶於20%dimethylsulfoxide，濃度配置為20mM，將2.5μLPMA加入500μL的樣本並放置於暗處5min，之後將樣本置於冰上並開啟650W的鹵素燈照射樣本2~4min，再以10000rpm離心2分鐘(Nockeretal.,2009)。

二、實驗材料與方法

293.DNA萃取及聚合酶鏈鎖反應

將樣本利用商用試劑UltraCleanTMSoilDNAIsolationKit(MoBio,USA)進行DNA萃取。將萃取後之DNA進行PCR增幅，本研究將使用之引子為針對厭氧氨氧化菌之PLA46f及Amx368r與針對氨氧化菌之amoAgene引子對(1Fvs2R)，其相關實驗條件如文獻所示(Neefetal.,1998；Schmidetal.,2003)以及(Rotthauweetal.,1997)。將PCR增幅後之產物，利用1.5%之瓊脂膠糖明膠進行電泳(Agarosegel)分析，再以SafeViewerTMNucleicAcidStain染色30分鐘並以紫外光顯像。4.變性梯度凝膠電泳分析及DNA純化本研究使用之DGGE膠體為6%(wt/vol)acrylamide/bis，變性梯度範圍為30%~55%分析以PCR所增幅針對Anammox族群之產物。利用變性梯度凝膠電泳槽(DcodegeneSystem,Bio-Rad)，以80伏特電壓及60℃條件下進行電泳12小時，最後利用SafeViewerTMNucleicAcidStain進行核酸染色，並以紫外光顯像。PCR-DGGE分析後，將膠體上相異的亮帶分別切下後置於無菌水中，經過冷凍-解凍過程獲取目標DNA片段；並重複進行PCR-DGGE與切膠純化的分析直至確定為單一亮帶為止。3.DNA萃取及聚合酶鏈鎖反應305.水質分析

系統(tǒng)水質監(jiān)測部份，由工研院每週監(jiān)測進出流水之NH4+-N、NO2--N、與NO3--N，其分析方式為利用離子層析儀（IonChromatography,IC，型號DioNEX-DX100，陰離子分析管柱AS-4A，流洗液為NaCO3與NaHCO3；陽離子分析管柱CS-15、流洗液為H2SO4）。5.水質分析31

三、結果與討論

1.Propidiummonoazide(PMA)與厭氧氨氧化族群之分析方法本研究先以系統(tǒng)污泥經過處理(放置於100℃水浴中30min並加入70%酒精反應30min)與未處理後分別添加PMA進行測試，並以針對厭氧氨氧化菌之專一性引子對PLA46和AMX368分析系統(tǒng)中污泥樣本(如表1)，利用agarosegel確定產物長度為377bp(如圖1所示)。由分析結果發(fā)現(xiàn)經馴化後的樣本有明顯亮帶，代表系統(tǒng)中確實存在厭氧氨氧化菌，並正確的增幅其目標片段。此外，由結果亦發(fā)現(xiàn)經過高溫與酒精處理後之馴養(yǎng)污泥添加PMA後，其增幅之亮帶並未十分明顯，亦證明PMA可與死亡菌種之DNA結合，因此無法藉由PCR增幅放大，故DGGE圖譜中(圖2)亮帶並不明顯，由此結果得知，PMA方法確實可以用來進行厭氧氨氧化菌群之存活與否作判別。

三、結果與討論

1.Propidiummonoaz322.

批次厭氧氨氧化系統(tǒng)菌相變化與除氮效能之分析本實驗原始污泥來自於生物除氮系統(tǒng)馴養(yǎng)後之污泥，植種於低溶氧濃度的UASB反應槽，所使用之基質採氨氮與亞硝酸鹽以約一比一之濃度進流，不添加額外碳源，以三種不同的污泥迴流流速馴養(yǎng)厭氧氨氧化菌，嘗試探討最佳的污泥迴流流速，作為提供日後實廠操作所需之重要參數(shù)。分別採集操作初期(反應槽操作56天)、操作穩(wěn)定(反應槽操作115天)等不同時期污泥樣本，以DGGE進行微生物族群分析，並探討菌相消長與系統(tǒng)中除氮效能間關係。(1)污泥迴流流速為0ml/min當污泥迴流流速為0ml/min時，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸氮去除率不盡理想。由批次水質實驗得知，進流氨氮濃度約為70mg/L，經12小時反應後，出流濃度僅去除至50mg/L，去除率約為30%；亞硝酸氮部分，進流濃度約為180mg/L，出流濃度僅減低至150mg/L，去除效率約為20%；硝酸氮部分僅增加0.1mg/L；而氮氣部分約增加44ml(如圖3)，此系統(tǒng)中氨氮及亞硝酸鹽去除率不佳，未有硝酸鹽的累積，但有大量的氮氣產生。2.批次厭氧氨氧化系統(tǒng)菌相變化與除氮效能之分析本實驗原始污33污泥迴流流速為0ml/min時之族群分析如圖4所示，由結果中得知此時系統(tǒng)中存在厭氧氨氧化菌CandidatusBrocadiaanammoxidans、CandidatusBrocadiasp.、CandidatusKueneniastuttgartiensis；此外，亦發(fā)現(xiàn)有氨氧化菌存在於系統(tǒng)中。系統(tǒng)中氨氮與亞硝酸鹽去除不佳，推測可能因為厭氧氨氧化菌無法與基質充分混合均勻，導致部份菌群死亡，釋放至反應槽中COD之濃度高達97mg/L，因此可能存在異營脫硝菌與厭氧氨氧化菌競爭，消耗系統(tǒng)中的亞硝酸鹽與硝酸鹽，並增加氮氣的產量；此外，由於異營菌生長快速，可能會取代厭氧氨氧化菌成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種，導致除氮效果不良。因此未來建立厭氧氨氧化反應槽時，應定期監(jiān)測系統(tǒng)中之碳氮比，避免造成異營性微生物成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種。污泥迴流流速為0ml/min時之族群分析如圖4所示，由結34(2)污泥迴流流速為10ml/min

當污泥迴流流速為10ml/min時，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸氮去除率十分良好。由批次水質實驗得知，進流氨氮濃度約為60mg/L，出流濃度去除至0mg/L，去除率約為100%；亞硝酸氮部分，進流濃度約為120mg/L，出流濃度僅減低至3mg/L，去除效率約為97%，而硝酸氮部分，增加約為30mg/L；而氮氣部分約增加38ml(如圖5)。此系統(tǒng)即可在12小時內幾乎將氨氮與亞硝酸氮完全去除，除氮能力十分良好，且有少量硝酸氮之累積與氮氣之產生，十分符合典型的厭氧氨氧化反應。污泥迴流流速為10ml/min時之族群分析如圖6所示，由結果中得知此時系統(tǒng)中存在厭氧氨氧化菌CandidatusBrocadiaanammoxidans、CandidatusBrocadiasp.、CandidatusKueneniastuttgartiensis；此外，亦發(fā)現(xiàn)有氨氧化菌存在於系統(tǒng)中。此系統(tǒng)的除氮效率極佳，推測系統(tǒng)中的厭氧氨氧化菌能充分與基質混合，並且保持污泥結構緊密，使氨氮與亞硝酸鹽的去除效率最好，因此未來實場若操作厭氧氨氧化系統(tǒng)時，建議可採用較低的污泥迴流流速(如流速為10ml/min)，做為反應槽設計參數(shù)之一。(2)污泥迴流流速為10ml/min35(3)污泥迴流流速為100ml/min當污泥迴流流速為100ml/min時，系統(tǒng)中的氨氮與亞硝酸氮去除率較差。由批次水質實驗得知，進流氨氮濃度約為50mg/L，經12小時反應後，出流濃度去除至13mg/L，去除率約為74%；亞硝酸氮部分，進流濃度約為130mg/L，出流濃度減低至45mg/L，去除效率約為65%，而硝酸鹽氮部分，增加約為30mg/L；而氮氣部分約增加1ml(如圖7)。氨氮與亞硝酸氮去除率較低，累積較多的硝酸鹽，但僅產生微量的氮氣；此外，亦發(fā)現(xiàn)此系統(tǒng)中的ORP均高於20