牛晚霞,袁林江,有小龙,牛泽栋 (西安建筑科技大学,陕西省环境工程重点实验室,西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西 西安 710055)
与传统生物脱氮技术相比,厌氧氨氧化(Anammox)因不需要曝气、不需要有机碳源、污泥产量低等明显优势,被公认是一种效率高、能耗低的生物脱氮处理技术[1-3].相关研究[4]提出Anammox反应中氨氮去除量与亚硝氮去除量以及硝氮产生量之间(ΔNH4+-N/ΔNO2--N/ΔNO3--N)的理论比值为1:1.32:0.26.由 于 AnAOB(Anaerobic ammonium oxidation bacteria)很难进行纯培养,当 Anammox体系中存在异养型亚硝酸盐氧化菌或反硝化菌时,利用微生物内碳源消耗部分亚硝氮,使 ΔNO2--N/ΔNH4+-N大于1.32[5].然而,有许多Anammox研究[6-8]得到ΔNO2--N/ΔNH4+-N小于1.32,即氨氮被超量去除.且当进水中亚硝氮供给比例减少时,Anammox反应器会出现氨氮相对更多的去除[9].
在 Anammox体系中通过研究氨氮和硫酸盐转化途径时发现在NO2-缺失且 SO42-未被去除的情况下,NH4+就能稳定去除,认为该体系中氨氮的去除存在其他未知的电子受体[10].有研究[11]根据Anammox化学模型,从化学平衡移动的角度对此进行了分析,但对其中微生物机理尚不清楚.减少进水NO2--N进行厌氧氨氧化脱氮,可减少废水中亚硝化过程、且还能保证废水中氨态氮的去除量,对污水脱氮处理具有重要实用价值.
本研究设计了一系列批式实验,探究了Anammox反应器中氨氮超量去除方式以及超量去除氨氮量的限制性因素,同时结合微生物菌群解析对氨氮去除的代谢途径进行分析,旨在为厌氧氨氧化直接脱除水中氨态氮技术开发奠定基础.