厌氧铁氨氧化反应在三类污水中对氨去除的探索

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厌氧铁氨氧化反应是近年来在土壤中发现的由微生物驱动的以Fe(Ⅲ)为电子受体,在厌氧的条件下将氨氮氧化的反应。为了探究厌氧铁氨氧化反应在处理实际废水中的氨氮去除效率,本研究选取广东省和广西壮族自治区等多地的7种废水,其中包括城市生活污水、工业污水和农业污水作为厌氧铁氨氧化反应处理对象,主要试验结果如下:(1)通过在钦州市河西污水处理厂污水和广州沥滘生活污水处理厂污水两种城市生活污水中投加经实验室培养的厌氧铁氨氧化菌液。结果表明:两种污水在投加菌液后10d内均发生了厌氧铁氨氧化反应。其中钦州市河西污水处理厂污水在投加菌液后氨氮平均转化率为8.17g·m-3·d-1,10d内氨氮最大转化率为40.05%,转化产物主要是硝态氮和氮气。而广州市沥滘污水处理厂污水在投加菌液后氨氮平均转化率为4.15g·m-3·d-1,10d内氨氮最大转化率为78.18%,转化产物主要是硝态氮和氮气。这些结果说明了城市生活污水可以提供厌氧铁氨氧化反应所需的环境,可作为厌氧铁氨氧化反应实际应用的处理对象。(2)通过在汕尾市公平镇陆丰废旧硫铁矿区废水、广州市南沙区东涌工业污水处理厂印染废水两种工业污水中投加经实验室培养的厌氧铁氨氧化菌液。结果表明:这两种废水在投加菌液后均没有发生厌氧铁氨氧化反应。为此,通过将这两种工业废水中的pH调节成4.5左右后再次添加菌液,结果表明:只有汕尾市公平镇陆丰废旧硫铁矿区废水在添加菌液后在10d内发生了厌氧铁氨氧化反应,其氨氮平均转化速率为2.95g·m-3·d-1,氨氮去除率为44.64%,氨氮的主要氧化产物为氮气,占氨氮氧化量的97.67%。而印染废水在添加菌液后10d内依然没有发生厌氧铁氨氧化反应。这些结果说明了硫铁矿区废水不满足厌氧铁氨氧化反应所需直接条件,需要适当调节废水条件才能应用厌氧铁氨氧化反应处理。而印染废水可能因为废水中的成分复杂,含有抑制厌氧铁氨氧化细菌生长的成分,导致细菌死亡。所以在调节pH后仍不能发生厌氧铁氨氧化反应,暂不能作为厌氧铁氨氧化反应的污水处理对象。(3)通过在钦州市小榄江水和汕尾市大湖镇氧化塘污水、广州市从化区胜大养猪场废水三种受农业源污染的水中投加经实验室培养的厌氧铁氨氧化菌液。结果表明:小榄江污水、氧化塘污水在投加菌液后10d内均发生了厌氧铁氨氧化反应。其中钦州市小榄江水在投加菌液后氨氮的平均转化速率为0.68g·m-3·d-1,10d内氨氮最大转化率为12.86%,氨氮的主要氧化产物为亚硝态氮和氮气。而汕尾市大湖镇氧化塘污水在投加菌液后氨氮的平均转化速率为0.187g·m-3·d-1,10d内氨氮最大转化率为5.18%,转化产物主要是硝态氮和氮气。虽然这两种污水在投加菌液后能发生厌氧铁氨氧化反应,但对比在城市生活污水中发生的厌氧铁氨氧化反应,氨氮平均转化速率和氧化率较低,原因可能是农业源中含有有机物抑制厌氧铁氨氧化细菌的生长,导致反应速率较低。而广州市从化区胜大养猪场废水未发生没有发生厌氧铁氨氧化反应。
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