• 姚海楠,张立秋,李淑更,王景厚,雷志娟,刘晓玲,薛嘉俊,李鸿.厌氧铁氨氧化处理模拟垃圾渗滤液的影响因素研究[J].环境科学学报,2019,39(9):2953-2963

  • 厌氧铁氨氧化处理模拟垃圾渗滤液的影响因素研究
  • Study on the factors affecting simulated landfill leachate treatment by anaerobic ferric ammonia oxidation
  • 基金项目:国家自然科学基金(No.51478127,51708140);广州市科技计划项目(No.201510010051)
  • 作者
  • 单位
  • 姚海楠
  • 1. 广州大学土木工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 张立秋
  • 1. 广州大学土木工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 李淑更
  • 1. 广州大学环境科学与工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 王景厚
  • 1. 广州大学环境科学与工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 雷志娟
  • 1. 广州大学土木工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 刘晓玲
  • 1. 广州大学环境科学与工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 薛嘉俊
  • 1. 广州大学土木工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 李鸿
  • 1. 广州大学土木工程学院, 广州 510006;2. 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室, 广州 510006
  • 摘要:厌氧条件下,微生物将NH4+-N氧化和Fe3+还原的反应称为厌氧铁氨氧化(Feammox).试验以处理垃圾渗滤液的厌氧氨氧化污泥(ANAMMOX)为接种污泥驯化Feammox污泥,研究了不同NH4+-N及Fe3+浓度对Feammox系统的影响,并采用扫描电镜(SEM)分析了Feammox系统不同运行阶段的污泥形态特征.结果表明:在厌氧序批式反应器中,在常温条件下控制进水NH4+-N浓度为50 mg·L-1、pH在7.4~7.6之间,经过88 d厌氧富集培养后NH4+-N最大转化率达到52.73%,最大转化量为28.37 mg·L-1,出水Fe2+浓度随着运行时间的增加逐渐增加,最高浓度为2.87 mg·L-1.高浓度NH4+-N (400 mg·L-1)和Fe3+(500 mg·L-1)条件下,氨氮转化量分别达到了40.69 mg·L-1和29.23 mg·L-1,说明高进水基质条件下仍然有Feammox反应发生.低浓度NH4+-N (100 mg·L-1)和Fe3+(50 mg·L-1)条件下,NH4+-N转化量与Fe2+生成量的线性关系较强,R2分别为0.86544和0.86034.通过SEM分析可得,Feammox污泥表面附着有不规则矿物,这些矿物沉积在微生物细胞表面阻碍传质,从而降低微生物代谢效率.
  • Abstract:Under anaerobic conditions, the simultaneous NH4+-N oxidation and Fe3+ reduction induced by anaerobic microorganisms have been described as anaerobic ferric ammoxidation (Feammox). The anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) sludge for treating landfill leachate was adopted as seed sludge to cultivate Feammox sludge in this study. Effects of different NH4+-N and Fe3+ concentrations on the Feammox system were investigated and the morphological characteristics of the sludge in Feammmox system at different operating stages were analyzed with scanning electron microscopy (SEM). The results showed that when the influent concentration of NH4+-N was 50 mg·L-1 and pH between 7.4 to 7.6 in the anaerobic sequential batch reactor under normal temperature, the maximum conversion and its ratio of NH4+-N reached 28.37 mg·L-1 and 52.73% respectively,after 88 days of anaerobic enrichment, while the effluent Fe2+ concentration increased with the running time and the highest concentration was 2.87 mg·L-1. Under the conditions of high concentration of NH4+-N (400 mg·L-1) and Fe3+ (500 mg·L-1), the ammonia-nitrogen conversion reached 40.69 mg·L-1 and 29.23 mg·L-1, respectively, indicating that the Feammmox reaction still occurred under high substrate concentration. Under the conditions of low concentration of NH4+-N (100 mg·L-1) and Fe3+ (50 mg·L-1), the NH4+-N conversion correlated well with the Fe2+ productionwith R2 of 0.86544 and 0.86034, respectively. According to SEM analysis, the irregular Fe minerals were attached to the surface of Feammox sludge, which inhibited the mass transfer and reduced the efficiency of microbial metabolism.

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