厭氧氨氧化(anaerobicammoniumoxidation,Anammox)與傳統(tǒng)脫氮技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，如能耗低、污泥產(chǎn)量較少且無(wú)需外加碳源，常被用于處理高氨氮廢水。但Anammox過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定量的硝酸鹽，限制脫氮效果進(jìn)一步提高。工業(yè)廢水，如焦化、石化、印染等，成分復(fù)雜毒性大，難以處理。這類工業(yè)廢水不僅含有NH4+-N，還存在甲酚、苯酚等有毒有機(jī)污染物。酚類化合物雖對(duì)細(xì)菌活性有一定的抑制作用，但可以作為電子供體用于反硝化反應(yīng)。若能將2種工藝耦合，則可將氮素和有機(jī)物同步去除。周少奇等研究發(fā)現(xiàn)，Anammox反應(yīng)產(chǎn)生的NO3?-N，可用于反硝化反應(yīng)；而反硝化過(guò)程消耗有機(jī)物，從而減弱有機(jī)物對(duì)Anammox菌的抑制，理論上兩者可實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用。近年來(lái)不少學(xué)者探究了苯酚對(duì)Anammox系列工藝的影響，LUO等將苯酚投加到Anammox系統(tǒng)中探究其抑制機(jī)制，結(jié)果表明，苯酚(0~300mg·L?1)對(duì)Anammox無(wú)顯著抑制作用，且苯酚激活了反硝化作用，總氮去除負(fù)荷(nitrogenremovalrate,NRR)提高了0.94kg·(m3·d)?1。而陳璇等在苯酚對(duì)Anammox顆粒污泥脫氮性能抑制作用的研究中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)苯酚濃度為50和150mg·L?1時(shí)，NH4+-N去除率分別降低了15.05%和24.35%。在Anammox系列工藝處理含酚廢水方面，一些學(xué)者也得到了不同的結(jié)果。WANG等采用分離式短程硝化-厭氧氨氧化工藝處理含酚廢水，在NH4+-N濃度為200mg·L?1、苯酚/NH4+-N質(zhì)量比為0.5的條件下，COD去除率為92%，苯酚去除率達(dá)100%，總氮去除率(nitrogenremovalefficiency,NRE)為82.4%。而HE等采用含有苯酚和氨氮的廢水(氨氮150mg·L?1、苯酚50mg·L?1)，成功啟動(dòng)單級(jí)短程硝化/厭氧氨氧化反應(yīng)器，總氮和COD去除率僅為73.0%和79.5%左右。

顆粒污泥作為固定化微生物聚合體，具有結(jié)構(gòu)致密、沉降性能好，對(duì)不利環(huán)境抵抗能力強(qiáng)等突出優(yōu)勢(shì)。而胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances,EPS)是污泥的重要組成部分，很多特性都顯著影響污泥性能。ZHOU等通過(guò)接種絮狀及細(xì)小顆粒狀的Anammox污泥啟動(dòng)厭氧氨氧化耦合異養(yǎng)反硝化(simultaneousanammoxanddenitrification,SAD)工藝，發(fā)現(xiàn)隨著負(fù)荷增大，污泥EPS增多粒徑增大，顆粒化逐漸明顯。LI等發(fā)現(xiàn)適量的有機(jī)碳源(<130mg·L?1)可提高Anammox顆粒污泥的EPS含量，從而提高污泥的沉降性能。LUO等在探究苯酚對(duì)Anammox工藝的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著苯酚質(zhì)量濃度從0增加到200mg·L?1，EPS含量從(251.50±13.88)mg·g?1逐漸增加到(411.10±11.64)mg·g?1，其中蛋白質(zhì)(protein,PN)含量多且增幅大。EPS中PN和多糖(polysaccharide,PS)兩大組分在Anammox顆粒污泥的形成、運(yùn)行中發(fā)揮重要作用，在不同反應(yīng)器類型及氮負(fù)荷條件下，顆粒污泥的EPS含量與PN/PS存在顯著差異。

可見(jiàn)，在以往的研究中認(rèn)為基于Anammox工藝并耦合硝化、反硝化等工藝處理含酚廢水是可行的，而以Anammox工藝為基礎(chǔ)，通過(guò)添加有機(jī)物為碳源啟動(dòng)SAD工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單快捷；但由于含酚廢水的有毒性、難降解性，采用該工藝處理含酚廢水鮮有報(bào)道；此外，有關(guān)酚類物質(zhì)對(duì)污泥中EPS的成分、結(jié)構(gòu)及其對(duì)顆粒污泥特性的影響尚無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。鑒于此，本研究以實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)啟動(dòng)的Anammox系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)添加有機(jī)物及苯酚，探究SAD工藝啟動(dòng)過(guò)程的脫氮除碳性能及污泥特性，以期為該耦合系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供理論依據(jù)，這對(duì)該工藝的推廣運(yùn)用以及處理含酚廢水具有重要指導(dǎo)意義。

1、材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置與流程

本實(shí)驗(yàn)采用升流式厭氧污泥床(upflowanaerobicsludgebed,UASB)裝置，其工藝流程如圖1所示。反應(yīng)器有效容積10L，外層設(shè)有水浴夾層，最外層包裹橡塑保溫材料，使溫度保持在(33±2)℃。反應(yīng)器設(shè)有內(nèi)循環(huán)，回流比控制在32.0%~48.0%；采用連續(xù)進(jìn)水，水力停留時(shí)間(hydraulicretentiontime,HRT)為6.15h，上升流速為3.62m·h?1。

1.2 接種污泥

基于課題組前期穩(wěn)定運(yùn)行2個(gè)月的厭氧氨氧化UASB反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)Anammox顆粒污泥量為1L，污泥質(zhì)量濃度(mixedliquorsuspendedsolids,MLSS)為3462mg·L?1，MLVSS/MLSS比為0.46。

1.3 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行條件

SAD工藝啟動(dòng)共歷經(jīng)6個(gè)階段。維持溶解氧(dissolvedoxygen,DO)在0.01~0.8mg·L?1左右，進(jìn)水pH為7.8左右。采用NH4Cl和NaNO2模擬廢水，乙酸鈉和苯酚的COD當(dāng)量值分別以0.78和2.383計(jì)算，具體運(yùn)行條件由表1所示。

1.4 分析方法

1)水質(zhì)及污泥性質(zhì)分析。

COD、NH4+-N、NO2?-N、NO3?-N、MLSS和MLVSS均按《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)進(jìn)行測(cè)定，選用紫光分光光度法測(cè)定苯酚濃度：取不同濃度苯酚的標(biāo)準(zhǔn)樣品10mL分別置于25mL比色管中，加入1mL，pH為9.4硼酸-氯化鉀-氫氧化鈉緩沖液混勻，加入0.2mL，0.5%的2,6-二溴苯醌-4-氯亞胺乙醇液，搖勻放置20min，在600nm處測(cè)量吸光值，得到苯酚濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，將未知樣品吸光度值帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線求得苯酚濃度。溶解性微生物產(chǎn)物(solublemicrobialproduction,SMP)和EPS采用熱處理法萃取：取50mL泥水混合物放入離心管中，在6000r·min?1下離心15min，上清液過(guò)濾后即為SMP，向離心管中加入與上清液等體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液，搖勻后沸水浴1h，在6000r·min?1下離心15min，取上清液過(guò)濾即為EPS。其中SMP和EPS中PN采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定，PS采用苯酚-硫酸法測(cè)定。粒徑分布采用篩分法。顆粒污泥采集：在各階段末期從1~5號(hào)及底部取樣口取等體積的泥水混合物，然后混合均勻。

2)脫氮貢獻(xiàn)率計(jì)算。

由于TN去除是Anammox和異養(yǎng)反硝化耦合作用的結(jié)果，其中NH4+-N去除是Anammox作用完成的，而NO3?-N去除是反硝化作用的結(jié)果。根據(jù)Anammox反應(yīng)化學(xué)計(jì)量比(式(1))以及式(2)~式(6)計(jì)算，可推測(cè)Anammox和反硝化對(duì)TN去除的貢獻(xiàn)率。

式中：C1為NH4+-N去除量，mg·L?1；C2為NO2?-N去除量，mg·L?1；C3為NO3?-N生成量，mg·L?1；E1為Anammox反應(yīng)脫氮貢獻(xiàn)率，%；E2為反硝化反應(yīng)脫氮貢獻(xiàn)率，%。

3)三維熒光光譜(three-dimensionalexcitationemissionmatrixfluorescencespectroscopy,3D-EEM)分析。

取各階段末顆粒污泥萃取得到的SMP和EPS提取液，通過(guò)三維熒光光譜儀(日立F7100,日本)進(jìn)行測(cè)定，激發(fā)波長(zhǎng)(Ex)和發(fā)射波長(zhǎng)(Em)200~550nm，間隔均為5nm，掃描速度為60000nm·min?1，結(jié)果數(shù)據(jù)采用Origin2021進(jìn)行處理與分析。

4)傅里葉變換紅外(fouriertransforminfraredspectrometer,FT-IR)光譜分析。

取各階段末期反應(yīng)器中的顆粒污泥，用去離子水沖洗3次后，在105℃下烘干后與KBr按1∶180壓片，采用傅里葉變換紅外光譜儀(IRAffinity-1S,日本島津公司)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果數(shù)據(jù)采用Origin2021進(jìn)行處理與分析。利用傅里葉自去卷積法對(duì)紅外光譜酰胺Ⅰ區(qū)(1600~1700cm–1)進(jìn)行處理，并利用PeakFit計(jì)算二階導(dǎo)數(shù)譜和曲線擬合。

2、結(jié)果與討論

2.1 UASB-SAD工藝啟動(dòng)過(guò)程中脫氮除碳性能

如圖2所示，根據(jù)進(jìn)水COD及其中苯酚含量的變化，將SAD系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程分為6個(gè)運(yùn)行階段。階段Ⅰ為Anammox的適應(yīng)期，運(yùn)行7d后出水穩(wěn)定，NH4+-N、NO2?-N的去除率分別為95.07%、97.45%，總氮容積負(fù)荷(nitrogenloadingrate,NLR)和NRR分別為0.853kg·(m3·d)?1和0.71kg·(m3·d)?1，NRE為83.72%。C2/C1和C3/C1比值分別為1.34和0.26，符合厭氧氨氧化反應(yīng)的特征理論值。

在階段Ⅱ，開(kāi)始投加有機(jī)物，出水NH4+-N為8.40mg·L?1，去除率比上一階段下降了3.60%，說(shuō)明投加有機(jī)物對(duì)Anammox產(chǎn)生抑制作用；但由于反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出反硝化菌，因此，NRE有一定的提升，在NLR基本不變的條件下，NRE可達(dá)90.74%，NRR為0.78kg·(m3·d)?1。相似地，LI等在探究COD對(duì)Anammox工藝的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)COD為100mg·L?1時(shí)，NH4+-N和TN的去除率均達(dá)到90%以上。系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)物得到同步去除，COD去除率為88.58%，碳去除負(fù)荷(carbonremovalrate,CRR)達(dá)到0.32kg·(m3·d)?1。階段Ⅲ~Ⅵ，在保持COD不變的情況下，逐漸將乙酸鈉替換為苯酚。其中階段Ⅲ和階段Ⅳ，由于苯酚質(zhì)量濃度還處于較低水平(分別為10、20mg·L?1)，對(duì)耦合系統(tǒng)的影響較小；2個(gè)階段共運(yùn)行26d后，出水穩(wěn)定，出水水質(zhì)與階段Ⅱ相比無(wú)明顯變化。在階段Ⅳ末期，出水苯酚為2.45mg·L?1，去除率達(dá)88.19%，表明耦合系統(tǒng)對(duì)苯酚有一定的耐受性，且能夠高效穩(wěn)定地處理低濃度含酚廢水。在階段Ⅴ，隨著苯第1期王朝朝等：含酚廢水SAD工藝的啟動(dòng)及污泥特性93酚質(zhì)量濃度提高對(duì)Anammox菌的抑制作用加強(qiáng)，NH4+-N去除率下降為84.92%，TN去除率為87.31%。而C3/C1比值為-0.027，即出水NO3?-N濃度低于進(jìn)水，表明反硝化作用進(jìn)一步加強(qiáng)。此階段COD和苯酚去除率也有所下降，分別為86.92%和85.98%。階段Ⅵ，進(jìn)水有機(jī)物全部為苯酚，經(jīng)過(guò)25d運(yùn)行后，反應(yīng)器出水穩(wěn)定；出水NH4+-N、NO2?-N分別為16.41mg·L?1和12.33mg·L?1，相較于階段Ⅱ中完全以乙酸鈉為碳源，其去除率分別下降了10.92%和3.87%；TN和COD及苯酚去除率分別為84.78%、85.23%、84.09%，NRR和CRR為0.73kg·(m3·d)?1和0.31kg·(m3·d)?1。冀穎等以乙酸鈉為碳源啟動(dòng)SAD工藝，在C/N比為0.5條件下，NRR可達(dá)1.75kg·(m3·d)?1，NRE為90.81%，而COD去除率僅79.19%。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本文差別較大，可能是由于乙酸鈉和苯酚對(duì)Anammox菌活性抑制強(qiáng)度不同，及反應(yīng)器運(yùn)行條件有差別引起的。

綜合來(lái)看，在各階段苯酚濃度提高后，出水水質(zhì)波動(dòng)較大，這是由于有機(jī)物及苯酚對(duì)Anammox菌有一定的抑制作用，導(dǎo)致功能菌活性下降；但由于本實(shí)驗(yàn)接種污泥為Anammox顆粒污泥，其結(jié)構(gòu)緊湊抗沖擊能力高，可以維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境，使得顆粒污泥內(nèi)微生物較快適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境條件，因此碳、氮去除率很快就恢復(fù)至較高水平。先以乙酸鈉為碳源再逐步替換為苯酚，對(duì)微生物來(lái)說(shuō)各階段過(guò)渡時(shí)外界環(huán)境變化較小，有利于馴化細(xì)菌，逐漸提高對(duì)苯酚的耐受性。

2.2 脫氮貢獻(xiàn)率分析

對(duì)Anammox和反硝化對(duì)TN去除的貢獻(xiàn)率分析結(jié)果如圖3所示。可見(jiàn)，隨著苯酚濃度升高，Anammox對(duì)TN去除的貢獻(xiàn)率由97.92%降低到81.66%，而反硝化對(duì)TN去除的貢獻(xiàn)率由2.08%上升到18.34%，說(shuō)明在耦合系統(tǒng)中苯酚對(duì)Anammox菌的抑制作用更強(qiáng)。王猛等在探究石油煉化廢水中COD和毒性物質(zhì)對(duì)厭氧氨氧化-反硝化細(xì)菌混培物的影響時(shí)，也同樣發(fā)現(xiàn)Anammox菌比反硝化細(xì)菌對(duì)石油煉化廢水的毒性作用更敏感。這是因?yàn)閷?duì)于反硝化細(xì)菌來(lái)說(shuō)，由于反應(yīng)可以利用多種代謝途徑獲取能量，所以基質(zhì)對(duì)細(xì)菌的影響相對(duì)較小，且反硝化菌的繁殖速度遠(yuǎn)超過(guò)Anammox菌。從各階段2種細(xì)菌對(duì)TN去除率的貢獻(xiàn)來(lái)看，Anammox貢獻(xiàn)率始終>80%，且NH4+-N、NO2?-N的去除主要是由Anammox來(lái)完成的。因此，要保證耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)鍵是保障Anammox菌的活性。

2.3 UASB-SAD工藝啟動(dòng)過(guò)程中污泥特性

1)污泥表觀形態(tài)、污泥粒徑的變化。

如圖4所示，在階段Ⅰ，顆粒污泥主要為黑紅色和紅棕色。從階段Ⅲ起，在粒徑較大的顆粒污泥表面可以觀察到大量白色點(diǎn)塊，這是因?yàn)榉聪趸陬w粒污泥表面大量增殖。到階段Ⅵ，黑紅色顆粒污泥減少紅棕色污泥增多，整體顏色由深變淺。SAD啟動(dòng)成功時(shí)，得到的污泥主要是一種Anammox菌外面包裹反硝化菌的顆粒污泥，以及少量的白色反硝化菌絮狀物。劉常敬等啟動(dòng)SAD工藝得到的污泥形態(tài)呈顆粒狀，有Anammox顆粒污泥、苯酚反硝化顆粒污泥、Anammox菌外面包裹苯酚反硝化菌的顆粒污泥3種形式。這與本研究結(jié)果略有不同，主要?dú)w因于進(jìn)水苯酚濃度不同，氮負(fù)荷以及污泥濃度差別較大。

在SAD啟動(dòng)過(guò)程中，粒徑處于1.5~2.0mm的顆粒污泥占比始終最大。由圖5可見(jiàn)，從階段Ⅰ到階段Ⅱ，污泥粒徑有所下降，2.5mm的顆粒污泥占比逐漸增大。隨著苯酚濃度的增加，顆粒污泥粒徑呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，這與之前的一些研究結(jié)果不同，CHEN等在評(píng)估有機(jī)物對(duì)Anammox顆粒污泥的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)COD為200mg·L?1實(shí)驗(yàn)組顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度和沉降性能降低，部分顆粒污泥解體。而劉常敬等以苯酚為碳源啟動(dòng)SAD工藝得到的顆粒污泥直徑達(dá)3mm。這歸因于運(yùn)行方式不同。本文采用逐步提高苯酚濃度的方式，系統(tǒng)內(nèi)微生物有適應(yīng)的過(guò)程，且COD及苯酚濃度較低，微生物為了保護(hù)自己不受低濃度有機(jī)碳源的影響，會(huì)分泌更多的EPS，使厭氧氨氧化顆粒污泥更容易粘附和聚集，導(dǎo)致粒徑顯著增大。

2)SMP與EPS的變化。

各階段的SMP和EPS含量及組成如圖6所示。可見(jiàn)，SMP含量由11.03mg·g?1增加到33.97mg·g?1，其中在階段Ⅰ~Ⅲ，進(jìn)水苯酚濃度較低，對(duì)顆粒污泥影響較小，SMP含量無(wú)明顯變化；EPS含量始終大于SMP，且隨著苯酚濃度升高，呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，階段Ⅰ為20.57mg·g?1，到階段階Ⅵ增至58.84mg·g?1。這主要是因?yàn)樵谕獠凯h(huán)境發(fā)生突變時(shí)，細(xì)菌為了確保自身生存，會(huì)產(chǎn)生大量的EPS，而EPS會(huì)在細(xì)胞間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，避免顆粒污泥解體且強(qiáng)化完整性，從而避免毒性有害物質(zhì)與細(xì)胞直接接觸，減少對(duì)細(xì)菌的損害。在SMP和EPS中，PS含量少且無(wú)顯著變化，而PN含量多且增幅大，表明PN是SMP和EPS的主要成分。與階段Ⅰ相比，投加有機(jī)物后SMP中PN/PS值有顯著提高，由5.73上升至12.32，而EPS中PN/PS值由8.29上升至13.94。在階段Ⅲ(苯酚20mg·L?1)之前SMP、EPS及其PN/PS增幅均較小，推測(cè)與苯酚濃度有關(guān)，劉常敬等認(rèn)為當(dāng)苯酚濃度為18.8mg·L?1時(shí)，Anammox與反硝化耦合效果最好。PN含量的增加及PN/PS的增高使污泥疏水性增加，從而使微生物細(xì)胞更易于從水相中脫離出來(lái)，其受水中苯酚毒性的抑制作用也將得到有效緩解。

2.4 顆粒污泥3D-EEM分析

各階段顆粒污泥中SMP和EPS的3D-EEM圖譜如圖7所示。在SMP的EEM圖譜中存在2種特征熒光峰A和B，對(duì)應(yīng)的Ex/Em分別在280nm/330nm、230nm/330nm，其中，A峰為色氨酸類蛋白質(zhì)物質(zhì)，B峰為酪氨酸蛋白類物質(zhì)。EPS與SMP的EEM圖譜相似，同樣存在2個(gè)熒光峰A和B，熒光峰位置與SMP的EEM圖譜有略微區(qū)別，分別位于Ex/Em=275nm/320~350nm、Ex/Em=220~230nm/330nm。這主要是因?yàn)椋珽PS中峰A和峰B的熒光強(qiáng)度和峰面積遠(yuǎn)大于SMP。隨著苯酚濃度的增大，Anammox菌和反硝化菌在受到毒性刺激，會(huì)釋放更多分泌物，從而維持污泥形態(tài)和性狀，這也是導(dǎo)致A、B峰強(qiáng)度提升的主要原因。在SMP和EPS的EEM圖譜中均出現(xiàn)了色氨酸蛋白類熒光峰與酪氨酸蛋白類熒光峰，且隨著苯酚濃度升高其對(duì)應(yīng)的熒光峰強(qiáng)度增大，說(shuō)明這2類物質(zhì)在SMP和EPS中含量較多，可能在抵抗苯酚毒性及保持顆粒污泥完整起到了重要作用。ZHU等通過(guò)比較絮凝體和顆粒污泥中EPS的成分，發(fā)現(xiàn)芳香族蛋白物質(zhì)和色氨酸類物質(zhì)是顆粒污泥中EPS的關(guān)鍵成分，在維持顆粒污泥結(jié)構(gòu)穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用。

2.5 顆粒污泥的FT-IR及其蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析

如圖8所示，各階段顆粒污泥的紅外圖譜相似。在3456cm–1處有一強(qiáng)吸收峰，主要是由蛋白質(zhì)類和多糖類物質(zhì)N—H和O—H伸縮振動(dòng)引起；在2927cm–1處存在1個(gè)較弱的吸收峰，為脂肪類有機(jī)物中C—H反稱伸縮振動(dòng)所致；2365cm–1處吸收峰可能由CO2引起。1645cm–1處的強(qiáng)烈吸收帶是由蛋白質(zhì)酰胺I區(qū)的C＝O和C＝C拉伸振動(dòng)引起的，1382cm–1處峰與酰胺Ⅱ區(qū)O—C—O對(duì)稱拉伸有關(guān)；1275cm–1附近的吸收峰是由蛋白質(zhì)酰胺Ⅲ區(qū)C—N伸縮振動(dòng)引起的。1081cm–1處的吸收峰主要與C—O—C伸展振動(dòng)有關(guān)，是多糖物質(zhì)的特征峰。值得關(guān)注的是，隨著苯酚濃度增大，1275cm–1和1081cm–1處的波峰強(qiáng)度變化不明顯，而在1645cm–1和1382cm–1處的波峰強(qiáng)度逐漸增大，表明蛋白質(zhì)酰胺I區(qū)的C＝O和C＝C伸縮振動(dòng)、酰胺Ⅱ區(qū)的O—C—O對(duì)稱拉伸峰有所增強(qiáng)，這種變化與SMP、EPS中PN的含量變化相一致。FT-IR分析結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了EPS中PN含量的增加是顆粒污泥穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量與其親/疏水性密切相關(guān)，并對(duì)污泥的吸附和聚集能力有重要影響，在蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究中，常使用紅外光譜酰胺I區(qū)域作為研究對(duì)象，分析結(jié)果如圖9所示。表2呈現(xiàn)了4種主要蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量。可見(jiàn)，隨著苯酚濃度的升高，顆粒污泥EPS中蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量發(fā)生了變化，其中β-折疊和無(wú)規(guī)則卷曲的占比逐漸增大。通常用α-螺旋/(β-折疊+無(wú)規(guī)則卷曲)比值來(lái)評(píng)估蛋白質(zhì)的親疏水性。楊明明等發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋/(β-折疊+無(wú)規(guī)則卷曲)比值由0.60逐漸降低到0.43，污泥表面疏水性由54.2%提高到63.1%。在本研究中，各階段顆粒污泥的α-螺旋/(β-折疊+無(wú)規(guī)則卷曲)比值從0.498逐漸下降到0.415，進(jìn)一步證實(shí)顆粒污泥蛋白質(zhì)疏水性升高。

3、結(jié)論

1)在苯酚質(zhì)量濃度為37.77mg·L?1，平均NLR為0.85kg·(m3·d)?1的條件下，UASB-SAD反應(yīng)器能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，且對(duì)TN和苯酚有較高的去除率，分別為84.78%和84.09%；Anammox在耦合系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，對(duì)NRE的貢獻(xiàn)率始終大于80%。

2)啟動(dòng)過(guò)程中主要形成一種在Anammox菌外面包裹反硝化菌的顆粒污泥，污泥粒徑增大；SMP和EPS中PN含量多且增幅大，PN/PS比值增大，顆粒污泥疏水性增強(qiáng)。

3)FT-IR和蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析進(jìn)一步表明，PN含量的增加是污泥疏水性增大的關(guān)鍵因素；3DEEM分析結(jié)果表明，色氨酸和酪氨酸類物質(zhì)是顆粒污泥中SMP、EPS的關(guān)鍵成分，在抵抗苯酚毒性時(shí)發(fā)揮了重要作用。