贾 婧 彭俊霖 王一靖 李 杨 李筱晗 吴文斌 付树森 袁青彬

(南京工业大学环境科学与工程学院，江苏 南京 211816)

近年来，我国地表水和很多生活污水均呈现有机物含量较低而氮磷含量较高的特征[1-3]。由于碳源不足，采用生物法进行反硝化脱氮时效果较差，成为此类水处理的一大难点，因而针对性地开发低C/N废水脱氮处理技术势在必行。

本研究从C/N在3.4以下的低C/N废水中分离出3株可富集培养、脱氮产电效率高的菌种，考察了菌种的生理特性、脱氮效率及其用于反硝化MFC的可行性。开发能够在低C/N条件下高效脱氮的反硝化MFC，实现脱除污染物的同时产生能源，可为高氮低有机物废水处理提供参考数据。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

模拟废水：KH2PO422 mg/L(折合TP 5 mg/L)，MgSO4·7H2O 10 mg/L，CaCl210 mg/L，NaCl 10 mg/L，KNO3180.5 mg/L(折合TN 25 mg/L)，CH3COONa 170.8 mg/L(折合总碳(TC)50 mg/L)，微量元素溶液 0.5 mL/L。

低碳源反硝化培养液：柠檬酸三钠 2.5 g/L，KNO3757.5 mg/L(折合TN 105 mg/L)，KH2PO41 g/L，MgSO4·7H2O 0.2 g/L，K2HPO41 g/L，pH 7.0～7.5。

低碳源反硝化固体培养基：乙酸钠1.4 g/L，KNO32 000 mg/L，MgSO4·7H2O 200 mg/L，KH2PO41 g/L，K2HPO41 g/L，琼脂20 g/L，pH 7.0～7.5。

实验中所用化学试剂均为分析纯。

1.2 反硝化细菌的筛选与反硝化性能测定

从某污水处理厂的新鲜活性污泥中分离筛选反硝化菌种，将活性污泥经梯度稀释后在低碳源反硝化固体培养基上划线分离，反复分离多次后挑选单一菌落富集培养，得到3株反硝化菌，分别编号为M1、M2、M3，对其16S rDNA序列进行测序，在Gene Bank数据库中进行序列同源性比较，通过MEGA软件进行多重序列比对分析，并以Neighbor-Joining法构建系统发育树。

利用低碳源反硝化培养液于37 ℃对M1、M2、M3菌株分别培养48 h，每12 h测定培养液中TN的含量，计算3种菌株的脱氮率。

1.3 反硝化MFC的运行

本实验采用双极室MFC构建反硝化MFC，反应室由有机玻璃制成，有效容积为200 mL，阴极和阳极选用碳毡电极，碳毡电极经活化处理，长度5 cm，宽度1 cm。……