标准灯N<2.Omg/L)，底泥修复效 果差，水质恶化。投加C8-服L的挂膜沸石组上覆水总氮浓度与挂膜沸石组相比基本没有变 化。由此可知覆盖碳氮比为7时投加0扭正的挂膜沸石能够很好地持续控制底泥总氮释放 (四轮底泥修复实验中均将上覆水总氮浓度控制在0. 3mg/L~0.6mg/L)。
[0079] 图7(b)上覆水中氨氮浓度变化曲线表明，四轮底泥修复实验中底泥氨氮释放峰 值达11. 5mg/L(底泥向上覆水中释放的总氮浓度峰值可达15. 6mg/L)，说明底泥释放的氨 氮是构成总氮的主要部分。由图7(b)知，四轮底泥修复实验中，碳氮比为7时投加0扭正的 挂膜沸石几乎均完全控制了底泥氨氮的释放，持续控制效果最好，四轮底泥修复实验中第 一轮和第二轮实验中可将上覆水氨氮浓度控制在0.〇2mg/L~0. 03mg/l，达地表水I类水 体水质标准（NH/<0. 15mg/L);第S轮和第四轮实验中可将上覆水氨氮浓度控制在0. 21mg/ L~0. 29111旨/1，达地表水II类水体水质标准（畑/<0. 5mg/L)。效果次之的是覆盖未调节碳 氮比投加0扭正的挂膜沸石，第一轮和第二轮底泥修复实验中可分别将上覆水氨氮浓度控 制在0. 31mg/L和0. 49mg/l，第S轮和第四轮实验中氨氮浓度有所升高（分别为1. 88mg/L 和2. 84mg/L)。覆盖挂膜沸石体系底泥修复效果不及投加信号分子OHHL的挂膜沸石，但效 果强于覆盖未挂膜沸石体系（第一轮和第二轮实验中可将上覆水氨氮控制在0. 42mg/L和 0.65mg/l，第^轮和第四轮上覆水氨氮浓度上升为3.38mg/L和4.69mg/L)。覆盖未挂膜沸 石体系效果最差（前两轮实验中将上覆水氨氮浓度控制0.77mg/L~1.llmg/L，后两轮实验 中上覆水氨氮浓度已上升至5.OOmg/L~6.93mg/L)。投加C8-服L的挂膜沸石组上覆水氨 氮浓度与挂膜沸石组相比基本没有变化。
[0080] 图7(c)和图7(d)上覆水中硝氮和亚硝氮变化曲线表明底泥会向上覆水释放一定 的硝氮和亚硝氮（硝氮释放量为0. 95mg/l，亚硝氮释放量为3. 58mg/L)。由图7(C)可知，覆 盖沸石组硝氮和亚硝氮浓度变化趋势和空白对照组基本一致，说明覆盖沸石只能依靠沸石 自身的吸附作用控制底泥氨氮释放，没有生物硝化反硝化脱氮作用。覆盖挂膜沸石组和投 加0扭正挂膜沸石组硝氮浓度呈现升高又降低的趋势，表明运两组系统均发生了硝化反应， 部分氨氮被降解为硝氮，其中投加OHHL挂膜沸石组氨氮浓度低于挂膜沸石组、投加C8-服L 挂膜沸石组和碳氮比为7时投加C8-服L组，可能是因为投加OHHL的挂膜沸石反硝化能力 提高，使硝化作用产生的硝氮被反硝化菌利用去除，而投加C8-HSL挂膜沸石组和碳氮比为 7时投加C8-服L组硝氮变化与挂膜沸石组相比基本没变化。碳氮比为7时投加OHHL的挂 膜沸石组中五轮实验中硝氮浓度均处于很低的水平化02mg/L~0. 03mg/L)，运可能是由 于碳氮比为7时投加0扭正的挂膜沸石具有很强的反硝化脱氮功能，将硝化作用产生的硝氮 和上覆水中的硝氮能够通过反硝化作用基本去除，而投加C8-服L则不起作用。
[0081] 由图7(d)可知，覆盖沸石组亚硝氮变化与空白基本无差异，覆盖挂膜沸石组、覆 盖投加0扭正挂膜沸石组中亚硝氮浓度均低于空白对照组和覆盖沸石组（五轮实验中空白 对照组和覆盖沸石组亚硝氮浓度分别为3.Olmg/L~3. 55mg/l、2. 95mg/L~3. 27mg/l，而覆 盖挂膜沸石组和投加OHHL挂膜沸石组亚硝氮浓度分别为1. 99mg/L~2. 49mg/L、l.Ilmg/ L~1. 56mg/L)，投加C8-服L挂膜沸石组和碳氮比为7时投加C8-服L组亚硝氮变化与挂膜 沸石组相比基本没变化。说明覆盖挂膜沸石组和覆盖投加O扭正挂膜沸石组能够通过一定 的反硝化作用去除部分亚硝氮，而投加O扭正挂膜沸石组中的亚硝氮浓度低于挂膜沸石组， 说明投加OHHL使挂膜沸石反硝化功能得到强化，投加C8-服L则不起作用。效果最好的是 调节碳氮比为7时投加0扭正的挂膜沸石，四轮实验中亚硝氮浓度基本为0,没有亚硝氮积 累，说明碳氮比为7时投加0扭正的挂膜沸石反硝化功能得到很大提高。
[0082] 综上所述，覆盖碳氮比为7时投加0扭正的挂膜沸石能够达到很好的底泥修复效 果（四轮底泥修复实验中均将上覆水总氮浓度控制在0. 3mg/L~0.6mg/l，将氨氮浓度控 制在0. 03mg/L~0. 29mg/L)，并且其硝化反硝化脱氮能力很强（硝氮浓度在0. 02mg/L~ 0. 03mg/L之间，亚硝氮浓度基本为0)。投加C8-服L对挂膜沸石修复底泥效果无影响。结合 前述研究结果（调节挂膜菌液的碳氮比为7时投加信号分子0扭正，显著提高了挂膜菌液的 附着能力）可知，碳氮比为7时投加OHHL的挂膜沸石具有较强的硝化与反硝化脱氮能力， 四轮底泥修复实验中通过生物再生作用均可将上覆水总氮和氨氮控制在较低水平。
[0083] 结论：
[0084] (A)信号分子OHHL能够有效提高沸石挂膜细菌的附着能力，从而提高挂膜沸石的 生物再生能力，本研究中OHHL的最佳投加浓度为1iiM，而另一种信号分子C8-HSLD对挂膜 细菌附着能力则没有影响。
[0085] 做挂膜菌液碳氮比对0皿L提高细菌附着能力的作用有显著影响，菌液碳氮比为 7时投加0扭正，细菌的附着能力提高幅度最大（HF3、HF7、WGX10、WGX18及混合菌液的附着量 0D600光度值分别提高了 1. 65倍、1.88倍、1. 19倍、1. 79倍和1. 75倍），该条件下挂膜沸石 生物再生能力最强（五种锭吸附沸石相对于未投加信号分子时生物再生量提高了 1. 58倍、 1. 72倍、2. 53倍、2. 63倍和1. 23倍）；无论是否调节碳氮比，信号分子C8-服L对挂膜沸石 生物再生能力均没有影响。
[0086] (C)碳氮比为7时投加0扭正的挂膜沸石持续修复底泥效果最好（四轮底泥修复实 验中可将上覆水总氮和氨氮浓度分别控制在0. 3mg/L~0.6mg/L和0. 02mg/L~0. 29mg/ L)，而C8-服L则不起作用。
【主权项】
1. 一种能够提高沸石生物附着和再生能力的方法，其特征在于：在沸石生物挂膜时， 菌悬液中加入AHLs群体感应信号分子，然后将沸石放置在菌悬液中进行生物挂膜。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的AHLs群体感应信号分子为N- (3-氧 代己酰）-L-高丝氨酸内酯。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的N- (3-氧代己酰）-L-高丝氨酸内酯 的浓度为I yM。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的菌悬液中的碳氮元素质量比为7。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的AHLs群体感应信号分子的浓度为 0? 5 ~2. 5 u M06. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的菌悬液为硝化菌菌悬液、反硝化菌菌 悬液或硝化菌和反硝化菌的混合菌悬液。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的菌悬液中的碳氮元素质量比为3~ 9〇8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的沸石为天然沸石或铵吸附沸石。9. 如权利要求1至8任一权利要求所述的方法制得的生物挂膜沸石用于修复底泥的应 用。
【专利摘要】本发明提供了一种能够提高沸石生物附着和再生能力的方法及应用，在沸石生物挂膜，菌悬液中加入AHLs群体感应信号分子，然后将沸石放置在菌悬液中进行挂膜。上述沸石生物挂膜方法制得的生物挂膜沸石用于修复底泥的应用。本发明的方法通过单独投加OHHL在最佳投加浓度(1.0μM)时，可明显提高沸石挂膜细菌的附着能力。菌悬液的碳氮比为7时投加1.0μM的OHHL可将上述细菌的附着能力进一步提高，此条件下制备的挂膜沸石生物再生量也得到很大提高；并且此条件下制备的挂膜沸石可持续修复污染底泥，四轮底泥修复实验中均将上覆水总氮浓度控制在0.3mg/L～0.6mg/L。
【IPC分类】C02F11/04, C02F11/02
【公开号】CN105236703
【申请号】CN201510671899
【发明人】徐金兰, 张晶, 王威, 邓林煜, 李瑞宸
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月13日