基于s-Fe氧化的自養(yǎng)反硝去除水中No3-N的研究.pdf

1、水中硝酸鹽污染普遍存在并呈加劇趨勢。長期飲用被硝酸鹽污染的水容易導致高鐵血紅蛋白癥以及“藍嬰癥”等，其轉化物還具“三致”風險;地表水的硝酸鹽污染會引起水體的富營養(yǎng)化，惡化水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。水中硝酸鹽污染的治理刻不容緩。與物理法和化學法相比，生物反硝化被認為是治理水中硝酸鹽污染最有效的途徑之一，其中硫自養(yǎng)反硝化因其經(jīng)濟性和高效性而備受關注。但硫酸鹽生成和堿度消耗的控制一直是該技術應用中需要解決的科學技術難題。本文依據(jù)S、Fe自養(yǎng)反硝化過程與

2、原理，提出S-Fe協(xié)同自養(yǎng)反硝化去除水中硝酸鹽的新方法，集成流化床和膜生物反應器的優(yōu)點，建立流化床膜生物反應器，旨在提高自養(yǎng)反硝化去除硝酸鹽能力的同時，達到不需要消耗額外堿度并顯著減低硫酸根生成量的目的。
　　本文研究了S-Fe協(xié)同自養(yǎng)反硝化過程及影響因素;建立了S-Fe協(xié)同自養(yǎng)反硝化流化床膜生物反應器，研究其長期運行去除硝酸根的反硝化性能;采用高通量測序等研究該協(xié)同體系微生物分子生態(tài)學，解析S-Fe協(xié)同自養(yǎng)反硝化微生物種群結構。

3、具體實驗結果如下:
　　本文首先研究了S-Fe協(xié)同反硝化過程及影響因素。不同S/Fe比條件下，SO42-的生成量可比單一的硫自養(yǎng)過程降低25％-62％;不同初始硝酸鹽氮濃度反硝化氣相與液相終產(chǎn)物分析表明S-Fe協(xié)同自養(yǎng)反硝化可將硝酸鹽徹底還原為氮氣;單一的硫自養(yǎng)反硝化在pH值小于6時受到明顯的抑制，而S-Fe協(xié)同自養(yǎng)反硝化體系pH值在5-7均可高效還原硝酸根。
　　集成厭氧流化床與膜生物反應器的優(yōu)點，本研究建立了S-Fe協(xié)同

4、自養(yǎng)反硝化流化床膜生物反應器。進水NO3--N濃度為40-240 mg/L時，穩(wěn)定運行期間未檢測到亞硝酸鹽積累，最高NO3--N去除負荷為1.22 gNO3--N·L-1·d-1，是傳統(tǒng)固定床反應器處理負荷的2.7-6.1倍;硫酸鹽生成量較單一硫自養(yǎng)反硝化過程降低約52％;鐵自養(yǎng)反硝化產(chǎn)生的堿度可被硫自養(yǎng)反硝化所利用，進水pH值為7.5-8.0，出水pH值可維持在7.0-7.5，避免了堿度額外添加;膜組件在免清洗條件下可持續(xù)運行20天，

5、清洗后可繼續(xù)使用。
　　分別采用熒光定量PCR和高通量測序研究反應器內(nèi)不同運行條件下微生物量及群落結構的變化。隨反應器運行和進水硝酸鹽濃度的增加，古菌與細菌生物量均不斷增加，這與反應體系反硝化性能的提高相關;在屬水平上，細菌優(yōu)勢菌群均為Thiobacillus(產(chǎn)硫桿菌)，平均約占總微生物的50％;其次是Sulfurimonas(嗜硫單胞菌)，最高時占細菌的20％左右。在門水平上，細菌的優(yōu)勢菌群均為Proteobacteria（變