污水處理廠的活性污泥就好比一個(gè)黑箱，我們一般通過入水和出水水質(zhì)來判斷黑箱的效果，但對(duì)黑箱中的功能微生物種類和濃度知道的并不多。
在這個(gè)黑箱中有一類叫做氨氧化細(xì)菌（AOB）的自養(yǎng)型寶寶，它們能夠把氨氮（NH4-N）氧化為亞硝酸（NO2-），是生物脫氮過程的第一步，也通常是脫氮速度的限制步驟。它們的數(shù)量和生活環(huán)境是每個(gè)運(yùn)營工程師都非常在意的，跟出水氨氮濃度能否達(dá)標(biāo)直接相關(guān)。
AOB寶寶們可以自給自足，無需攝取額外有機(jī)碳源，通過氨氧化作用即可獲取能量，滿足自身生長需求。但是AOB寶寶們生長緩慢，且對(duì)環(huán)境PH和溫度要求較為苛刻；同時(shí)，它們與異養(yǎng)型好氧菌競(jìng)爭(zhēng)氧氣的能力較弱。無論是工藝的溫度、DO、C/N、HRT和SRT運(yùn)行參數(shù)的波動(dòng)，亦或是外源抑制性或毒性成分等因素的存在，都可能影響它們的工作效果，為工程師們帶來了不少的煩惱。試想一下，如果您可以隨時(shí)獲得污泥中氨氧化細(xì)菌的濃度數(shù)據(jù)，是不是可以更直觀的來判斷工藝脫氮效果？降低運(yùn)營中的黑箱感？？基于amoA基因（靶向測(cè)定AOB的功能基因）的實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）檢測(cè)技術(shù)就為我們提供了這樣一種快速定量分析氨氧化細(xì)菌濃度的手段。
qPCR分析和我們熟悉的病毒核酸檢測(cè)的原理一樣，通過識(shí)別污泥中特定的DNA片段來分析氨氧化細(xì)菌的濃度，只需要1毫升的污泥就可以完成。分析結(jié)果以氨氧化細(xì)菌濃度（個(gè)/mL）來呈現(xiàn)，直觀的展示出污泥的硝化能力。下面這組數(shù)據(jù)跟蹤了市政污水處理廠的在不同季節(jié)的AOB濃度和氨氮氧化速率，顯示出AOB濃度和氨氮氧化速率顯示出強(qiáng)相關(guān)性（R2=0.70; P = 0.01）.
當(dāng)您的需要判斷工藝的脫氮能力，評(píng)估來水沖擊的影響，以及調(diào)試脫氮不穩(wěn)定的工藝時(shí)，定量硝化細(xì)菌濃度能夠?yàn)槟峁┳钪庇^的數(shù)據(jù)和最佳的決策支持。
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