CC BY
55
УДК 628.35
влияние физико-химических факторов на anammox-процесс
Е.Н. БУРНАШОВА12, аспирант, научный сотрудник (e-mail: [email protected])
С.Ю. СЕМЕНОВ2, кандидат биологических наук, доцент
1Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа - филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий, ул. Гагарина, 3, Томск, 634050, Российская Федерация
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, просп. Ленина, 36, Томск, 634050, Российская Федерация
Резюме. Рассмотрено современное состояние науки и технологии в сфере влияния физико-химических факторов на биологическую очистку сточных вод при использовании процесса анаэробного окисления аммония (ANAMMOX). Оптимальная температура для реализации технологии - 20-43°С, рН - 8,0. В реакторах необходимо поддерживать анаэробные (аноксидные) условия среды, при которых концентрация кислорода не превышает 3,2* 10-2 мг/л. В качестве донора электронов ANAMMOX-бактерии способны использовать низкомолекулярные органические кислоты. Основной акцептор электронов -нитрит, но может использоваться 2-х валентное железо, оксиды марганца и сульфаты. Устойчивое токсичное действие на процесс оказывают метанол, кадмий, ртуть, медь. У консорциума ANAMMOX-бактерий ингибируют анаэробное окисление аммония на 50% следующие вещества: ионы серебра (11,52 ± 0,49 мг/л), ртуть (60,35 ± 2,47 мг/л), толуол (73 мг/л), кадмий (11,16 ± 0,42 мг/л). На бактерии рода Candidatus Kuenenia stuttgartiensis аналогичное влияние оказывают также хлорид-ионы (при концентрации 7,1 мг/л), аммоний (0,99 г/л), нитриты (1,15 г/л), нитраты (2,79 г/л), фосфаты (1,9 г/л). ANAMMOX-бактерии способны постепенно адаптироваться к хлориду натрия в концентрации до 15 г/л. Для восстановления их активности можно использовать ионы кальция и оксид графена. Процесс восстановления проходит быстрее с увеличением их концентрации от 0,8 до 20 мг/л и от 0,05 до 0,1 г/л соответственно. Эффективность работы реактора повышает периодическое воздействие ультразвука интенсивностью 0,7 Вт/см2 в течение 0,19 мин. Ключевые слова: сточные воды, ANAMMOX. Для цитирования: Бурнашова Е.Н., Семенов С.Ю. Влияние физико-химических факторов на ANAMMOX-процесс // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. № 5. С. 78-81.
Одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности - разработка мер по предупреждению загрязнений природных водоемов соединениями группы азота, источниками которых, в частности, служат стоки животноводческих предприятий. Сброс их в окружающую среду оказывает на неё токсическое воздействие, вызывает массовое развитие планктона и водорослей в водоемах, появление привкусов и запахов у воды, нарушает кислородный режим и нормы жизнедеятельности гидробионтов, создает опасность поражения различными заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой системы в случае регулярного употребления загрязненной воды [1].
На сегодняшний день существуют различные методы физико-химической и микробиологической очистки сточных вод. Физико-химические методы требуют дорогостоящих реагентов и оборудования, сложны в эксплуатации. Традиционные микробиологические методы, базирующиеся на процессах
нитрификации и денитрификации, связаны с большими расходами на аэрацию (нитрификация) и подачу донора электронов (денитрификация). Наиболее перспективный, экономически выгодный и эффективный способом удаления аммония из сточных вод -анаэробное окисление аммония (ANAMMOX-процесс) [2-7], которое происходит в рамках биологического цикла азота (см. рисунок) [8].
Рисунок. Биологический цикл азота [8].
Несмотря на очевидные преимущества, этот метод редко используют в практике очистки сточных вод, прежде всего, из-за низкой скорости роста ANAMMOX-бактерий. Так, время их удвоения в оптимальных лабораторных условиях составляет 11 сут., а в реальных системах - в среднем 2-3 нед. Такая низкая скорость роста приводят к тому, что время, за которое можно получить накопительную культуру, обычно занимает более 200 сут. [8]. Кроме того, эти бактерии относительно труднодоступны в природе и сравнительно мало изучены. Все это служит причиной того, что запуск и выведение на стабильный режим работы ANAMMOX-реакторов занимает длительное время и пока не стало стандартной практикой.
В связи с этим возникает необходимость изучения физико-химических факторов, влияющих на ANAMMOX-процесс, для определения возможности его реализации и оптимизации в конкретных условиях, а также оценки предполагаемой скорости анаэробного окисления аммония. Несмотря на большую практическую значимость, в литературе отсутствуют обобщающие работы по этой тематике.
Цель наших исследований - на основе опубликованных данных рассмотреть влияние физико-химических факторов на ANAMMOX-процесс.
Физиологическая активность микроорганизмов в значительной степени определяется температурой окружающей среды. Большинство исследований, посвященных изучению анаэробного окисления аммония в лабораторных условиях, осуществляли в температурном диапазоне 30-40°С [9-12]. Однако в работах с вращающимся биореактором [13] и анаэробным биофильтром [14] показано, что этот
процесс успешно проходит и при 20°С. В реакторе со спиральной структурой зафиксированы стабильные темпы удаления азота при рабочих температурах от 23 ± 2 до 33 ± 1°С [15].
В реакторах с культурой морских ANAMMOX-бактерий максимальную скорость удаления азота (NRR) наблюдали при 25°С, она заметно уменьшалась при температуре ниже 20°С и выше 33°С [16].
Температуры более 45°С вызывают необратимое снижение активности бактерий из-за гибели клеток [17]. Воздействие температурой 48°С на культуру в течении 1 ч приводит к ее разделению на 2 части, одна из которых выпадает в осадок, другая находится во взвешенном состоянии [18].
Реакция среды оказывает важное влияние на стабильность АNAMMOX-процесса. Заметный рост бактерий наблюдается в диапазоне значений рН от 6,4 до 8,3. Оптимальный рН равен 8,0 [19, 20].
Для изучаемого процесса важна природа донора и акцептора электронов. В качестве донора биоагенты технологии способны использовать низкомолекулярные органические кислоты, например, муравьиную, уксусную и пропионовую. Преимуществом роста в присутствии пропионата обладает Candidatus Anammoxoglobus propionicus [8, 21], а в присутствии ацетата - С. Brocadiafulgida [8, 22]. Однако при концентрации ацетата выше 2,05 г/л удельная активность С. Kuenenia stuttgartiensis снижается более чем на 20% [8, 23]. Бактерии С. Brocadiafulgida способны окислять также метиламины, используя нитрат или нитрит в качестве акцептора электронов, с образованием аммония [8, 22], однако механизм этого процесса еще не изучен.
В исследовании [24] авторы предлагают использовать в качестве акцепторов электронов сульфаты вместо нитритов. Однако средняя скорость удаления аммония в реакторе сульфатредукции ниже, чем в случае применения нитритов.
Также в качестве акцептора электрона ANAMMOX-бактерии способны использовать железо (II) ^е2+) и оксиды марганца (Мп2+). Ионы железа и марганца, в качестве основных элементов, влияют на синтез гемма-С, который, в свою очередь, участвует в энергетическом обмене и размножении бактерий. Показано, что при концентрации Fe2+ 4 мг/л и Мп2+ 2 мг/л эффективность удаления азотных загрязнений составляет 95%, что почти на 15 и 8% выше, чем при концентрации этих же ионов 2 и 0,6 мг/л, соответственно. Железо и марганец потребляются бактериями вместе с аммонием и нитритом [25]. При концентрации Fe2+ от 5 до 6,7 мг/л, скорость удаления азота увеличивается от 32,2% до 29,9% (по сравнению с концентрацией Fe2+ 1,6 мг/л). Однако повышение содержания Fe2+ до 10 мг/л негативно воздействует на ANAMMOX-бактерии и ухудшает производительность удаления азота [26].
АNAMMOX-бактерии подвержены влиянию различных ингибирующих факторов. Соотношение входящих концентраций нитрита и аммония значительно влияет на эффективность работы реактора. В частности, по разным данным, ANAMMOX-бактерии необратимо ингибирует нитрит при концентрации от 0,3 [9, 27] до 1,38 г/л [23]. В случае воздействия различных ионов на бактерии рода С. Kuenenia stuttgartiensis ANAMMOX-активность снижается на 50% при концентрациях: по аммонию - 0,99 г/л, по нитритам - 1,15 г/л, по нитратам - 2,79 г/л, по фосфатам - 1,9 г/л [23].
Ингибирующее влияние на анаэробное окисление аммония также оказывает сульфид ^2-), содержащийся в сточных водах. Скорость удаления азота (NRR) снижается на 17,2% при его концентрации 40 мг/л. Эффективность ANAMMOX-процесса восстанавливается при содержании S2- 8 мг/л [28].
Производительность ANAMMOX-реактора уменьшается в случае присутствия в среде фенола от 50 мг/л. В результате ингибирования происходит уплотнение гранулированного ила, а также лизис клеток [29]. В исследовании [30] указано, что восстановление ANAMMOX-активности после непрерывного воздействия в течение 200 сут. 12,5-50 мг/л фенола или 840 мг/л сульфида происходит на 75-81 сут.
Ингибитором ANAMMOX-процесса служит метанол, который в концентрации 16 мг/л останавливает его полностью и необратимо [31]. При содержании в стоках толуола 73 мг/л происходит 50%-ное ингибирование процесса [32].
Ингибирующее воздействие на биомассу ANAMMOX-бактерий также оказывают тяжелые металлы. Скорость удаления азота снижается на 50% при концентрациях кадмия 11,16 ± 0,42 мг/л; серебра (Ад) - 11,52 ± 0,49 мг/л; ртути (Нд) - 60,35 ± 2,47 мг/л. При внесении 40 мг/л свинца (РЬ) - на 7,19%. При этом Cd и Нд оказывают устойчивоетоксичное воздействие на бактерии,а после удаления Ад и РЬ процесс в значительной степени возобновляется в течение 96 ч [33]. Ингибирование окислительной активности на 94% происходит под влиянием меди (Си2+) в концентрации 5 мг/л [34].
Содержание хлорид-ионов (С1-) 1,78 г/л не влияет на окислительную активность бактерий рода С. Kuenenia stuttgartiensis, а 7,1 г/л снижает ее на 50% [8].
Высокие концентрации хлорида натрия ^аС1) при низких температурах окружающей среды (9-25°С) ухудшают эффективность удаления азота в реакторе при использовании гранулированного активного ила. Тем не менее, в исследовании [35] авторы утверждают, что ANAMMOX-бактерии постепенно могут адаптироваться к его содержанию до 15 г/л в течение 87 дн. Так, при концентрации в среде хлорида натрия 15 г/л и низких температурах окружающей среды скорость удаления азота составляет 1,34 ± 0,12 кг ^м3/сут., при температуре 35 ± 2°С - 1,90 ± 0,01 кг ^м3/сут. [35].
Ингибирование ANAMMOX-бактерий кислородом обратимо и происходит при его содержании более 3,210-2 мг/л. Активность восстанавливается без заметного лаг-периода [36].
Существуют различные методы для возобновления активности ANNAMOX-бактерий и усиления эффективности анаэробного окисления аммония. В исследовании [37] для быстрой регенерации поврежденного консорциума бактерий предлагают использовать ионы кальция (Са2+), которые служат регулятором метаболизма бактерий. Процесс ускоряется с увеличением концентрации Са2+ от 0,8 до 20 мг/л.
Усиление анаэробного окисления аммония происходит под влиянием обработки бактериального консорциума ультразвуком низкой интенсивности при комнатной температуре (15-20°С). В случае воздействия на реактор ультразвуком интенсивностью 0,7 Вт/см2 в течение 0,19 мин скорость удаления азота (NRR) составила 5,49 кг Т^м3/сут. ^=14,8°С), а в контрольном реактора без воздействия ультразвуком (20-30°С) -1,53 кг Т^м3/сут. [38].
В работе [39] для повышения активности ANAMMOX-бактерий использовали оксид графена.
Активность микробной культуры возрастала с увеличением его концентрации в пределах 0,05-0,1 г/л. Анаэробная окислительная деятельность достигала максимума (10,26%) при содержании оксида графена 0,1 г/л.
Заключение. К базовым условиям реализации ANAMMOX-процесса относятся: анаэробная (анок-сидная) среда, в которой концентрация растворенного кислорода не превышает 3,2-10-2 мг/л, температурный диапазон 20-43°С при оптимуме рН 8,0.
В качестве донора электронов биологические агенты анаэробного окисления аммония способны использовать низкомолекулярные органические кислоты (муравьиную, уксусную и пропионовую). Основной акцептор электронов - нитрит. Кроме того, в качестве акцептора электрона ANAMMOX-бактерии способны использовать 2-х валентное железо, оксиды марганца и сульфаты.
Наиболее сильный ингибитор процесса - метанол, при его содержании 16 мг/л происходит полная и необратимая потеря ANAMMOX-активности. Субстратное ингибирование нитритами наблюдается при концентрациях, по разным данным, от 0,3 до 1,38 г/л. Уменьшение активности на 94% происходит под воз-
действием меди (5 мг/л). У консорциума ANAMMOX-бактерий ингибируют анаэробное окисление аммония на 50% следующие вещества: ионы серебра (11,52 ± 0,49 мг/л), ртуть (60,35 ± 2,47 мг/л), толуол (73 мг/л), кадмий (11,16 ± 0,42 мг/л). На бактерии рода Candidatus Kuenenia stuttgartiensis аналогичное влияние оказывают также хлорид-ионы (при концентрации 7,1 мг/л), аммоний (0,99 г/л), нитриты (1,15 г/л), нитраты (2,79 г/л), фосфаты (1,9 г/л).
Для восстановления активности после воздействия ионов серебра (11,52 ± 0,49 мг/л) необходимо 96 ч, фенола (12,5-50 мг/л) или сульфида (8-40 мг/л) - около 80 сут. Также ANAMMOX-бактерии способны постепенно адаптироваться к хлориду натрия в концентрации до 15 г/л. Негативное влияние на них оказывает железо (II) в количестве от 10 мг/л.
Для восстановления активности анаэробных окислителей аммония используют ионы кальция и оксид графена. Скорость регенерации возрастает с увеличением концентрации ионов кальция от 0,8 до 20 мг/л и оксида графена от 0,05 до 0,1 г/л. Также повышает эффективность работы реактора периодическое воздействие ультразвука интенсивностью 0,7 Вт/см2 в течение 0,19 мин.
Литература.
1. Perxas L. A study on the phylogeny and the ecology of the ammonia-oxidizing bacteria using a new molecular marker based on the gene AMOB: PhD thesis 2005. Pp.31.
2. Jetten M.S.M., Schmid M.C., Schmidt I., Wubben M., van Dongen U., Abma W, Sliekers A.O., Revsbech N.P., Beaumont H.J.E., Ottosen L., Volcke E., Laanbroek H.J., Campos Gomez J.L., Cole J.A., van Loosdrecht M.C.M., Mulder J.W., Fuerst J., Richardson D., van de Pas-Schoonen K.T., Mendez Pampin R., Third K., Cirpus I., van Spanning R., Bollmann A., Nielsen L.P., Op den Camp H.J.M., Schultz C, Gundersen J., Vanrolleghem P., Strous M., Wagner M., and Kuenen J.G. Improved nitrogen removal by application of new nitrogen-cycle bacteria // Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2002. V. 1. Pp. 51-63.
3. Schmid I., Sliekers O., Schmid M., Bock E., Fuerst J., Kuenen J.G., Jetten M.S.M, Strous M. New concepts of microbial treatment for the nitrogen removal in wastewater// FEMS Microbiol. Rew. 2003. V. 27. Pp. 481-492.
4. Egli K., Langer C., Siegrist H., Zehnder A.J.B., Wagner M., van der Meer J.R. Community analysis of ammonia and nitrite oxidizers during start-up of nitritation reactors//^Appl. Env. Microbiol. 2003. V. 69 (6). Pp. 3213-3222.
5. Zhang L., P. Zheng, C. Tang, R. Jin. Anaerobic ammonium oxidation for treatment of ammonium-rich wastewaters //J. Zhejiang Univ Sci B. 2008. V. 9(5). P. 416-426.
6. Kartal B., Kuenen J.G., van Loosdrecht M.C.M. Sewage treatment with Anammox//Science. 2010. V. 328. Pp. 702-704.
7. Трухина А.И. Оптимизация Deamox-процесса и молекулярно-биологические исследования формирующихся консорциумов микроорганизмов: дис.... канд. хим. наук. М., 2011.
8. Shou-Qing Ni, Jian Zhang. Anaerobic Ammonium Oxidation: From Laboratory to Full-Scale Application // BioMed Research International. 2013. V. 2013. Pp. 1-10.
9. Strous M., Kuenen J.G., Jetten M.S.M. Key physiology of anaerobic ammonium oxidation // Appl. and Env. Microbiol. 1999. V. 6. Pp. 3248-3250.
10. Toh S.K., Ashbolt N.J. Adaptation of anaerobic ammonium-oxidising consortium to synthetic coke-ovens wastewater // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002. V. 59. Pp. 344-352.
11. Egli K., Fanger U., Alvarez P.J. J., Siegrist H., van der Meer J. R., Zenhder A. J. B. Enrichment and characterization of an anammox bacterium from rotating biological contactor trating ammonium-rich leachate //Arch. Microbiol. 2001. V. 175. Pp. 198-207.
12. Strous M., Jetten M.S.M. Anaerobix oxidation of methane and ammonium //Annu. Rev. Microbiol. 2004. V. 58. Pp. 99-117.
13. Cema G., Wiszniowski J., Zablochka-Godlewska S., Raszka A., Surmacz-Garska J. Biological nitrogen removal from landfill leachate by deammonification in a rotating biological contactor (RBC) // Water. Sci. Tech. 2007. V. 55 (8/9). Pp. 35-42.
14. Isaka K., Sumino T., Tsunedo S. High nitrogen removalperfomance at moderately lo temperature utilizing anaerobic ammonium oxidation // J. Biosci. Bioeng. 2007. V. 103 (5). Pp. 486-489.
15. Jiachun Yang, Li Zhang, Daisuke Hira, Yasuhiro Fukuzaki, Kenji Furukawa. High-rate nitrogen removal by the Anammox process at ambient temperature //Bioresource Technology. 2011. V. 102. Pp. 672-676.
16. Yasunori Kawagoshi, Koichiro Fujisaki, Yuki Tomoshige, Kento Yamashiro, Yanwei Qiao. Temperature effect on nitrogen removal performance and bacterial community in culture of marine anammox bacteria derived from sea-based waste disposal site // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2012. V. 113 (4). Pp. 515-520.
17. Dosta J., Fernandez I., Vazquez-Padin J.R., Mosquera-CorralA., Campos J.L., Malta-Alvarez О., Mendez K. Short- and long-term effects of temperature on the Anammox process// J. Haz. Mat. 2008. V. 154. Pp. 688-693.
18. Sitong Liu, Zuotao Zhang, Jinren Ni. Behavior detection and activity recovery of damaged anammox bacteria culture after accidental overheating // Chemical Engineering Journal. 2015. V. 259. Pp. 70-78.
19. Семенова Е.Н. Сироткин А.С. Процессы биотрансформации азота в технологиях очистки сточных вод //Вестник Казанского технологического университета. 2008. Вып. 1. С. 42-52.
20. Kartal B., Keltjens, J.T., Jetten M.S.M. Metabolism and Genomics of Anammox Bacteria. Nitrification, in press. ASM Press., Washington, DC. 2011.
21. Kartal B., Rattray J., van Niftrik L.A., van de Vossenberg J., Schmid M.C., Webb R.I., Schouten S., Fuerst J.A., Sinninghe Damste J., Jetten M.S.M., Strous M. Candidatus «Anammoxoglobus propionicus» a new propionate oxidizing species of anaerobic ammonium oxidizing bacteria // Syst. Appl. Microbiol. 2007. V. 30. Pp. 39- 49.
22. Kartal B., van Niftrik L.A., Rattray J., van de Vossenberg J., Schmid M.C., Damste J.S., Jetten M.S.M., Strous M. Candidatus «Brocadia fulgida»: an auto fluorescent anaerobic ammonium oxidizing bacteria // FEMS Microbiol. Ecol. 2008. V. 63. Pp. 46-55.
23. Dapena-Mora A., Fernandez I., Campos J.L., Mosquera-Corral A., Mendez R., Jetten M.S.M. Evaluation of activity and inhibition effects on Anammox process by batch tests based on the nitrogen gas production // Enz. Microbial. Tech. 2007. V. 40. Pp. 859-865.
24. Rikmann E., ZekkerI., Tomingas M., Vabame P., Kroon K., Saluste A., Tenno T., MenertA., Loorits L., Sergio S.C., Rubin D.C., Tenno T. Comparison of sulfate-reducing and conventional Anammox upflow anaerobic sludge blanket reactors //Journal of Bioscience and Bioengineering. 2014. V. 118 (4). Pp. 426-433.
25. Xiaoli Huang, Dawen Gao, Sha Peng, Yu Tao. Effects of ferrous and manganese ions on anammox process in sequencing batch biofilm reactors // Journal of Environmental Sciences. 2014. V. 26. Pp. 1034-1039.
26. Sen Qiao, Zhen Bi, Jiti Zhou, Yingjun Cheng, Jie Zhang. Long term effects of divalent ferrous ion on the activity of anammox biomass // Bioresource Technology. 2013. V. 142. Pp. 490-497.
27. Strous M., Kuenen J.G., Fuerst J.A., Wagner M., Jetten M.S.M. The anammox case - a new manifesto for microbiological eco-physiology//Antonie van Leeuwenhoek. 2002. V. 81. Pp. 693-702.
28. Ren-Cun Jin, Guang-Feng Yang, Qian-Qian Zhang, Chun Ma, Jin-Jin Yu, Bao-Shan Xing. The effect of sulfide inhibition on the ANAMMOX process // water research. 2013. V. 47. Pp. 1459-1469.
29. Guang-Feng Yang, Xia-Li Guo, Shen-Xing Chen, Jia-Hong Liu, Li-Xin Guo, Ren-Cun Jin. The evolution of Anammox performance and granular sludge characteristics under the stress of phenol. // Bioresource Technology. 2013. V. 137. Pp. 332-339.
30. Ren-Cun Jin, Qian-Qian Zhang, Guang-Feng Yang, Bao-Shan Xing, Yu-Xin Ji, Hui Chen. Evaluating the recovery performance of the ANAMMOX process following inhibition by phenol and sulfide // Bioresource Technology. 2013. V. 142. Pp. 162-170.
31. Guven D., Dapena A., Kartal B., Schmid M.C., Maas B., van de Pas-Schoonen K., Sozen S., Mendez R., Op den Camp H.J.M., Jetten M.S.M., Strous M., Schmidt I. Propionate oxidation by and methanol inhibition of anaerobix ammonium-oxidizing bacteria // Appl. Environ. Microbiol. 2005. V. 71 (2). Pp. 1066-1071.
32. Hernandeza S.M., Sun W., Sierra-Alvarez R., Field J.A. Toluene-nitrite inhibition synergy of anaerobic ammonium oxidizing (anammox) activity// Process Biochemistry. 2013. V. 48. Pp. 926-930.
33. Zhen Bi, Sen Qiao, Jiti Zhou, Xin Tang, Yingjun Cheng. Inhibition and recovery of Anammox biomass subjected to short-term exposure of Cd, Ag, Hg and Pb // Chemical Engineering Journal. 2014. V. 244. Pp. 89-96.
34. Guang-Feng Yang, Wei-Min Ni, Kai Wu, Hui Wang, Bi-E Yang, Xiu-Ying Jia, Ren-Cun Jin. The effect of Cu(II) stress on the activity, performance and recovery on the Anaerobic Ammonium-Oxidizing (Anammox) process // Chemical Engineering Journal. 2013. V. 226. Pp. 39-45.
35. Bao-Shan Xing, Qiong Guo, Guang-Feng Yang, Jue Zhang, Tian-Yue Qin, Peng Li, Wei-Min Ni, Ren-Cun Jin. The influences of temperature, salt and calcium concentration on the performance of anaerobic ammonium oxidation (anammox) process // Chemical Engineering Journal. 2015. V. 265. Pp. 58-66.
36. Strous M., Van Gerven E., Kuenen J.G., Jetten M.S.M. Effects of aerobic and microaerobic conditions on anaerobic ammonium-oxidizing (Anammox) sludge //Appl Environ Microbiol. 1997. V. 63. Pp. 2446-2448.
37. Sitong L., Zuotao Z., Jinren N. Effects of Ca2+ on activity restoration of the damaged anammox consortium. // Bioresource Technology. 2013. V. 143. Pp. 315-321.
38. Jin-Jin Yu, Hui Chen, Jue Zhang, Yu-Xin Ji, Qi-Zhen Liu, Ren-Cun Jin. Enhancement of ANAMMOX activity by low-intensity ultrasound irradiation at ambient temperature // Bioresource Technology. 2013. V. 142. Pp. 693-696.
39. Dong Wang, Guowen Wang, Guoquan Zhang, Xiaochen Xu, Fenglin Yang. Using graphene oxide to enhance the activity of anammox bacteria for nitrogen removal// Bioresource Technology. 2013. V. 131. Pp. 527-530.
influence of physical and chemical factors on the anammox-process
E.N. Burnashova12, S.Y. Semyonov2
Siberian Research Institute of Agriculture and Peat - branch of the Siberian Federal Science Centre of Agrobiotechnologies, ul. Gagarina, 3, Tomsk, 634050, Russian Federation2National Research Tomsk State University, prosp. Lenina, 36, Tomsk, 634050, Russian Federation
Summary. It is examined the current science and technology state in the sphere of physical and chemical factors influence on the biological wastewater treatment with anaerobic ammonia oxidation (the ANAMMOX-process). The optimal temperature for the ANAMMOX-process is 20-43degrees at pH 8.0. The anaerobic (anoxic) conditions with the oxygen concentration less than 3.2 10E-2 mg/l should be maintained in the reactors. ANAMMOX-bacteria can use low-molecular weight organic acids as electron donors. Nitrite is the main electron acceptor, but ferrous iron, manganese oxides and sulfates can also be used. Methanol, cadmium, mercury and copper produce a stable toxic effect on the process. The ANAMMOX-process is inhibited by 50% by the following substances: silver ions (11.52 ± 0.49 mg/l), mercury (60.35 ± 2.47 mg/l), toluene (73 mg/l ), cadmium (11.16 ± 0.42 mg/l). Chloride-ions (at concentration 7.1 mg/l), ammonium (0.99 g/l), nitrites (1.15 g/l), nitrates (2.79 g/l), phosphates (1.9 g/l) influence Candidatus Kuenenia stuttgartiensis bacteria in the same way. The ANAMMOX-bacteria are also able to adapt gradually to NaCl concentrations up to 15 g/l. In order to restore their activity the calcium ions and graphene oxide are used. It recovers faster if Ca2 + concentration increases from 0.8 mg/l to 20 mg/l, and if the graphene oxide concentration increases from 0.05 to 0.1 g/l. The reactor efficacy can be increased with the periodical use of ultrasound exposure at 0.7 W/cm2 for 0.19 minutes. Keywords: wastewater, ANAMMOX.
Author Details: E.N. Burnashova, post-graduate student, research fellow (e-mail: [email protected]); S.Y, Cand. Sc. (Biol.), assoc. prof.
For citation: Burnashova E.N., Semyonov S.Y Influence of Physical and Chemical Factors on the ANAMMOX-Process. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. V.30. No 5. Pp. 78-81 (In Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ
россия признана страной свободной от ящура
на генсессии всемирной организации здравоохранения животных
26 мая в последний день открытой части 84-й Генеральной сессии Всемирной организации здравоохранения животных (МЭБ) на торжественной церемонии российской делегации был вручен сертификат, удостоверяющий, что Россия - страна свободная от ящура без вакцинации. «Международное сообщество признало Россию страной свободной от ящура. Это упростит доступ российской сельхозпродукции на международный рынок и откроет широкие перспективы для экспорта мясной продукции по всему миру», - сообщил министр сельского хозяйства Российской Федерации Александр Ткачев.
Решение о присуждении Российской Федерации такого статуса было принято единогласно.
Пресс-служба Минсельхоза России, Пресс-служба Россельхознадзора России
