【摘 要】
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烟气中含有的NOx不仅会危害人体健康,还会造成光化学烟雾、酸雨等环境问题,微生物脱硝法具有操作简单、能耗低等优点。除硝化反硝化生物脱硝外,可同时去除污水中的氨氮和亚硝氮具有绿色节能特点的厌氧氨氧化工艺也被发现具有净化NO的能力。因此,本文拟开发基于硝化、反硝化、厌氧氨氧化反应的水气协同生物脱硝工艺。本研究建立生物滴滤塔,首先接种污水处理厂厌氧活性污泥进行试验,后接种实验室内厌氧氨氧化污泥形成生物膜
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烟气中含有的NOx不仅会危害人体健康,还会造成光化学烟雾、酸雨等环境问题,微生物脱硝法具有操作简单、能耗低等优点。除硝化反硝化生物脱硝外,可同时去除污水中的氨氮和亚硝氮具有绿色节能特点的厌氧氨氧化工艺也被发现具有净化NO的能力。因此,本文拟开发基于硝化、反硝化、厌氧氨氧化反应的水气协同生物脱硝工艺。本研究建立生物滴滤塔,首先接种污水处理厂厌氧活性污泥进行试验,后接种实验室内厌氧氨氧化污泥形成生物膜,研究进水C/N、氧浓度、喷淋液运行方式、进气NOx浓度及进水亚硝氮浓度对系统工艺污染物脱除性能的影响,应用高通量测序分析微生物菌群结构及预测分子生态功能变化,主要研究结果如下:（1）C/N为10:1,SND系统添加厌氧氨氧化污泥形成SNAD系统,出水硝氮浓度下降至0.06 mg·L-1,总氮去除率从65%升至99%;但假期停运后再启动,出水硝氮升高,提高C/N至12:1,出水硝氮浓度下降至0.19 mg·L-1,系统总氮去除率上升至91.8%。SNAD系统中具有反硝化功能的菌属丰度随进水C/N上升而升高,厌氧氨氧化菌由Candidatus Brocadia转变为Candidatus Anammoxoglobus。（2）C/N为10:1,系统通入5%浓度氧,出水氨氮浓度从8.3 mg·L-1降至1.8 mg·L-1,TN去除率从78.9%升高至95%以上。通入5%浓度氧后,具有氨氧化功能的菌属norank＿f＿norank＿o＿SBR1031相对丰度上升。（3）C/N从10:1梯度降低到2:1,出水硝氮浓度从0 mg·L-1逐步升高到49mg·L-1,总氮去除率从95%下降到50%。体系内反硝化菌相对丰度随C/N降低而下降,厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia丰度先上升（C/N10:下降至3.3:1）后下降。KEGG通路预测反硝化途径基因相对丰度随COD浓度降低而下降,随氨氮和亚硝氮浓度上升而升高。（4）系统内氧气浓度从5%变为3%,并封住循环喷淋水桶的桶口后,体系内溶解氧浓度下降,出水硝氮浓度下降至4 mg·L-1,系统总氮去除率提高至95%以上。随体系氧气和溶解氧浓度的下降,反硝化菌和厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia丰度上升。（5）进气NOx浓度200 ppm,连续流运行效率（65.4%）低于序批式-循环流运行效率（92.7%）,抑制了厌氧氨氧化和反硝化活性;系统内唯一厌氧氨氧化菌属Candidatus Brocadia及反硝化菌属相对丰度下降。系统进气NOx浓度由200 ppm梯度上升到800 ppm,系统总氮平均除率从65.4%下降到62.5%。体系内反硝化菌相对丰度整体下降。气体脱硝率稳定在99%以上。（6）逐步降低进水NO2--N浓度从50 mg·L-1降至0 mg·L-1,总氮去除率从62.5%逐步下降至31.9%,体系内反硝化菌和厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia相对丰度下降,与反硝化相关KEGG功能基因相对丰度变化不统一。气体脱硝率一直保持在99%以上。
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