• 关键词：磁黄铁矿/石灰石  改性硫磺  自养反硝化  同步脱氮除磷  微生物群落

• 基金项目：深圳市承接国家重大科技项目（No.CJGJZD20200617102602007）

• 沈思文
• 南京大学环境学院，南京 210023

• 邱江坤
• 南京大学环境学院，南京 210023

• 杨亦诺
• 南京大学环境学院，南京 210023

• 步一鸣
• 南京大学环境学院，南京 210023

• 李睿华
• 南京大学环境学院，南京 210023

• 摘要：基于硫磺自养反硝化（SAD）脱氮效率高、除磷效率低及磁黄铁矿自养反硝化（PAD）除磷效率高、脱氮效率低的特点，利用微细粒磁黄铁矿和石灰石与硫磺熔混、发泡得到磁黄铁矿与石灰石改性硫磺发泡材料（PLMSFM）.通过批次试验探究磁黄铁矿和发泡剂配比对PLMSFM 脱氮除磷的影响，优化得出硫磺∶石灰石∶磁黄铁矿∶碳酸氢钠的质量比为4∶1∶4∶0.1.PLMSFM反应器试验结果表明，水力停留时间（HRT）为45 min时，在进水TON（NO₃^--N+NO₂^--N）、PO₄^3--P浓度分别为（20.91±0.54）、（0.55±0.01） mg·L^-1的情况下，出水TON、PO₄^3--P平均浓度分别为（1.33±0.27）、（0.30±0.04） mg·L^-1，达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准，脱氮速率达到26.11 m·L^-1·h^-1；HRT为22.5 min时，在进水TON、PO₄^3--P浓度分别为（21.09±2.68）、（0.58±0.03） mg·L^-1的情况下，出水TON、PO₄^3--P平均浓度分别为（8.10±1.85）、（0.18±0.08） mg·L^-1，达到《北京市水污染物排放标准）》（DB11/307-2013）A排放限值，脱氮速率达到34.65 mg·L^-1·h^-1，显示出优异的同步脱氮除磷性能.反应器中的主要功能菌属为Thiobacillus，其在反应器上、中、下部的丰度分别为68.30%、84.72%、84.23%. X射线荧光（XRF）和X射线衍射（XRD）分析结果表明，PO₄^3-的去除机制主要是生成铁的磷酸盐沉淀.

• Abstract：Based on the high nitrogen removal efficiency and low phosphorus removal efficiency of elemental sulfur autotrophic denitrification （SAD）， and the high phosphorus removal efficiency and low nitrogen removal efficiency of pyrrhotite autotrophic denitrification （PAD）， the pyrrhotite and limestone modified sulfur foaming material （PLMSFM） was prepared by melting and foaming mixture of pyrrhotite and limestone fine particles and sulfur. Batch experiments were conducted to investigate the effects of the amount of pyrrhotite and foaming agent on nitrogen and phosphorus removal of the PLMSFM. The optimized mass ratio of sulfur： limestone： pyrrhotite： sodium bicarbonate was 4∶1∶4∶0.1. The results of column experiment showed that as wastewater with TON （NO₃^--N+NO₂^--N） （20.91±0.54） mg·L^-1 and PO₄^3--P （0.55±0.01） mg·L^-1 was treated at HRT （Hydraulic retention time） 45 min， effluent with TON （1.33±0.27） mg·L^-1and PO₄^3--P （0.30±0.04） mg·L^-1 was obtained， which met the Class Ⅳ of Enviromental quality standard for surface water （GB3838-2002）， and the nitrogen removal rate reached 26.11 mg·L^-1·h^-1. When wastewater with TON （21.09±2.68） mg·L^-1 and PO₄^3--P （0.58±0.03） mg·L^-1 was treated at HRT 22.5 min， effluent TON and PO₄^3--P concentrations were （8.10±1.85） mg·L^-1 and （0.18±0.08） mg·L^-1， respectively， which met discharge limit A of Integrated discharge standard of water pollutants of Beijing Local Standards （DB11/307-2013）， and the nitrogen removal rate reached 34.65 mg·L^-1·h^-1. The excellent performance of the PLMSFM for simultaneous nitrogen and phosphorus removal from wastewater was fully shown. Thiobacillus is the main functional bacteria in the reactor， and the abundances in the upper， middle and lower reactors were 68.30%， 84.72%， 84.23%， respectively. XRF （X-ray fluorescence） and XRD （X-ray diffraction） results showed that the removal mechanism of PO₄^3- is mainly the formation of phosphate precipitation of iron.

• Key words：pyrrhotite/limestone  modified sulfur  autotrophic denitrification  simultaneous nitrogen and phosphorus removal  microbial community

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