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微氧曝气工艺处理垃圾渗滤液小试研究_马壮.pdf

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资源描述

1、微氧曝气工艺处理垃圾渗滤液小试研究*马壮1,陈增丰1,胡健1,潘奥栋1,李馨予1,吴伟祥2(1.浙江传超环保科技有限公司,浙江杭州311121;2.浙江大学 环境与资源学院 环境污染防治研究所,浙江杭州310058)【摘要】基于短程硝化反硝化技术,采用 AO4微氧曝气生物反应器处理垃圾填埋场的渗滤液,考察了反应器的脱氮性能,并通过 qPCR 和高通量测序手段深入探究了反应器的脱氮原理。结果表明:微氧曝气单元 DO 浓度控制在 00.60 mg/L,亚硝化率可达到 90%以上,系统 CODCr、+4-N 和 TN 的平均去除率分别为 85%、99%和 87%。微生物学机理探究表明:AO4微氧曝气

2、系统中各单元功能基因丰度差异较大而群落结构差异较小。nirS 功能基因丰度在各单元占绝对优势且远高于其他功能基因。在硝化过程中以氨氧化菌 AOB 功能基因为主,NOB 功能基因主导的亚硝酸盐氧化过程受到一定程度的抑制。Bacteroidetes(拟杆菌门)的相对丰度与类似报道中常规好氧段拟杆菌门的相对丰度比较低,说明微氧曝气系统虽然脱氮效率高但是对有机物的代谢能力较差。研究中检测到 10 种反硝化菌属,但是受垃圾渗滤液中高盐分的影响,主要依靠 Thauera 菌属实现系统内的反硝化脱氮。【关键词】垃圾渗滤液;微氧曝气;短程硝化反硝化;同步硝化反硝化中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1

3、005-8206(2023)01-0074-08DOI:10.19841/ki.hjwsgc.2023.01.012Pilot-Scale Research of Micro-Oxygen Aeration Process for Landfill Leachate TreatmentMA Zhuang1,CHEN Zengfeng1,HU Jian1,PAN Aodong1,LI Xinyu1,WU Weixiang2(1.Zhejiang Transper Environment Protection Technology Co.Ltd.,HangzhouZhejiang311122;2.

4、Institute ofEnvironmental Pollution Control,College of Environmental&Resource Science,Zhejiang University,HangzhouZhejiang310058)【Abstract】Based on the shortcut nitrification-denitrification technology,the AO4micro-oxygen aeration bioreactorwas adopted to treat the landfill leachate.The denitrificat

5、ion performance of the bioreactor was investigated,and thedenitrification principle of the bioreactor was further explored by qPCR and Illumina MiSeq sequencing.The results showedthat when the DO concentration of the micro-oxygen aeration unit was controlled in the range of 00.60 mg/L,thenitrificati

6、on rate could reach more than 90%.The average removal rates of CODCr,+4-N and TN were 85%,99%and87%,respectively.The research on the mechanism of microbiology suggested that the abundance of functional genes of eachunit in AO4micro-oxygen aeration system was significant while the microbial community

7、 structure was little.The abundanceof nirS functional genes in each unit was absolutely dominant and counted more than any other functional genes.In thenitrification process,the AOB functional genes of ammonia oxidizing bacteria were dominant,while the nitrite oxidationprocess dominated by NOB funct

8、ional genes was inhibited to a certain extent.The relative abundance of Bacteroidetes waslower than that of the conventional aerobic segment reported in similar reports,which indicated that although the micro-oxygen aeration system had high nitrogen removal efficiency,but it had poor metabolic abili

9、ty of organic matter.Tendenitrifying bacteria genera were detected in the study,but Thauera bacteria were mainly used to achieve denitrifyingnitrogen removal in the system due to the high salinity in landfill leachate.【Keywords】landfillleachate;micro-oxygenaeration;shortcutnitrification-denitrificat

10、ion;simultaneousnitrification and denitrification1引言填埋场垃圾渗滤液一般是指生活垃圾在卫生填埋过程中垃圾自身的水分、垃圾内有机物的分解以及雨水、地表水和地下水的渗入混合而成的一种高浓度有机废水,如果未经处理或者处理不当排放至环境中,将对环境造成严重的破坏1-2。垃圾渗滤液的化学组成及污染物浓度与填埋场的各种环境条件密切相关,特别是随着填埋龄的增长垃圾渗滤液中的氨氮和难降解腐植酸浓度逐渐升高,其水质一般呈现为氨氮和总氮高、碳氮比第 31 卷第 1 期2023年2月环境卫生工程Environmental Sanitation Engineerin

11、gVol.31 No.1Feb.2023*基金项目:浙江省重大科技专项(2020C02009)收稿日期:2022-09-22;录用日期:2022-11-08城乡生活垃圾填埋与二次污染控制(C/N)低、有机物种类多且可生化性较差的特点3-4。自 GB 168892008 生活垃圾填埋场污染控制标准实施以来,各地相继将总氮纳为垃圾渗滤液达标排放的重要控制指标,因此垃圾渗滤液的高效脱氮已成为该领域的重点研究课题5-6。目前针对总氮指标一般采用物化法和生化法相结合的方式对垃圾渗滤液进行处理。物化法主要包括磷酸铵镁沉淀法、吹脱法和次氯酸钠法等,其优点为效果稳定、总氮去除率高,但是存在药剂成本高、能耗大等

12、缺点7-9;生化处理目前采用较多的为两级 AO 和 SBR,其操作简单、处理成本低,但是基于垃圾渗滤液碳氮比低的特点,传统的生化处理手段需要投加大量的碳源,且运行能耗高、水力停留时间长、脱氮效率相对较低10-11。近年来被广泛应用的膜处理法也能够有效去除废水中的总氮,但是其作为物化法,除具备典型物化处理法的缺点外,还会产生膜浓缩液,给环境带来更大的负担12。微氧曝气处理工艺是指通过微氧曝气将好氧段硝化过程控制在亚硝态氮阶段,再利用污泥回流为前置缺氧池补充电子受体亚硝酸盐,并在该单元内实现亚硝态氮转化为氮气的短程硝化反硝化工艺,相比于传统的硝化反硝化过程,该工艺过程理论上可节约 25%的氧气消耗

13、量和 40%的碳源消耗量13-14。不仅如此,一些研究学者还发现在微氧曝气的低溶氧条件下,好氧段可实现同步硝化反硝化,进一步提升总氮的去除效率15。因此微氧曝气处理工艺可克服垃圾渗滤液 C/N 低、总氮浓度高的处理难点,实现高效低耗脱氮16。近年来研究人员在短程硝化反硝化的条件控制、工艺组合和菌种驯化等方面做了大量研究,但是将微氧曝气处理工艺用于处理填埋场渗滤液的案例仍然较少。本研究针对垃圾填埋场的渗滤液,建立起一套 AO4微氧曝气反应器,通过精确的溶氧控制,探究微氧曝气处理工艺对老龄填埋场垃圾渗滤液的脱氮除碳效果,同时通过对功能微生物的定量分析,初步探究其脱氮除碳的变化机理。2材料与方法2.

14、1实验装置如图 1 所示搭建 AO4微氧曝气生物反应器,主要由前置 A 缺氧池、O1O4 微氧曝气池、沉淀池构成。其中前置缺氧池和沉淀池有效容积为6.25 L,O1O4 微氧曝气池有效容积均为 10 L,该系统总停留时间为 5.25 d,进水量为 10 L/d。缺氧池 和 O1O4 微 氧 曝 气 池 顶 部 设 有 搅 拌 装 置,O1O4 微氧曝气池底部设有曝气头,且均配备溶解氧监测控制系统,以实现各单元溶解氧的精准控制。该反应器置于 25 恒温实验室中,实验进水和回流均通过蠕动泵精准控制。进水进水罐污泥回流混合液回流出水搅拌机气泵A 池O1 池O2 池O3 池O4 池沉淀池反应器所接种污

15、泥来源于杭州天子岭垃圾填埋场污水处理厂好氧池。污泥接种后在低溶解氧(DO 低于 1 mg/L)下以渗滤液原液培养和驯化两个月后开始正式进水。实验时间为 2014 年 11 月 23日至 2015 年 6 月 11 日,所用垃圾渗滤液来自浙江某垃圾填埋场,其水质特点如表 1 所示。表 1垃圾渗滤液的主要水质指标Table 1Main water quality index of landfill leachate项目颜色气味pH碱度(以 CaCO3计)/(mg/L)CODCr/(mg/L)BOD5/(mg/L)NH+4-N/(mg/L)NO-2-N/(mg/L)NO-3-N/(mg/L)TN/(

16、mg/L)TP/(mg/L)指标黑色刺鼻臭味7.348.239 10210 3423 86013 3602 4409 8061 4642 37541123641 5662 58314602.2运行方法及控制条件通过查阅文献13,为保证系统内的低溶解氧环境,将 O1O4 微氧曝气池的溶解氧分别控制为0.050.10、0.400.60、0.350.55、00.10 mg/L。设置沉淀池底部至缺氧池的污泥回流和3 微氧曝马壮,等.微氧曝气工艺处理垃圾渗滤液小试研究注:实景图为作者于 2021 年 10 月在浙江大学环境与资源学院拍摄图 1AO4实验装置示意和实景Figure 1Schematic a

17、nd scenery of AO4reactor 75环境卫生工程2023 年 2 月第 31 卷第 1 期气池至1 微氧曝气池的内回流(图 1)。污泥回流和内回流的回流比分别为 400%600%和 200%300%。2.3常规指标监测本项目水质常规指标测定方法主要参照 水和废水监测分析方法(第四版),包括碱度、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、TN、溶解性磷和 TP。CODCr采用哈希快速试剂盒测定,pH 采用便携式pH 仪,DO 采用 DO 电极(YSI 550A,YSI Company,USA)。2.4定量 PCR反 应 器 内 的 泥 水 混 合 物 中 DNA 采 用Fast

18、DNASpin Kit for Soil(MP Biomedical,LLC,OH,USA)试剂盒提取;采用 SYBR Premix Ex TaqTM绝对荧光定量 PCR 技术对氨氧化菌(AOBamoA)、氨 氧 化 古 菌(AOAamoA)、亚 硝 态 氮 氧 化 菌(nxrNOB)、反硝化菌(nirS、nirK)及 16S rRNA进行定量。所用仪器为 iQTM5 多重实时荧光定量PCR 仪(Bio-Rad,USA),所用试剂为 SYBRPremix Ex-TaqTMKit(Takara)。PCR 反应引物由上海生物工程技术服务公司合成,具体引物名称及基因序列见表 2。表 2各功能基因引物

19、序列及退火温度Table 2qPCR primer sequences and annealing temperature基因名称AOAamoAAOBamoAhzonirSnirKnxrNOB引物Arch-amoAFArch-amoARamoA-1FamoA-2Rhzocl1F1hzocl1R2nirScdAFnirSR3cdnirK1FnirK5Rnxr169fnxr638r引物序列(5-3)STAATGGTCTGGCTTAGACGGCGGCCATCCATCTGTATGTGGTTTCTACTGGTGGTCCCCTCKGSAAAGCCTTCTTCTGYAAGACYTGYCAYTGGACTCCA

20、GATRTGCTGACCGTSAACGTSAAGGARACSGGGASTTCGGRTGSGTCTTGAGGMATGGTKCCSTGGCAGCCTCGATCAGRTTRTGGTTTACATGTGGTGGAACACGGTTCTGGTCRATCA退火温度/555555555561参考文献1717181919202.5微生物群落结构分析针对细菌 16S rRNA 基因的特异引物进行了 Illumina(2150 bp)测 序,引 物 选 用 520F 和802R,测序采用 Miseq 平台,委托上海派森诺公司进行测序。测序及数据处理方法与之前的研究相同21。3结果与讨论3.1反应器运行情况3.1.1C

21、ODCr变化情况系统进水 CODCr受季节影响变化较为剧烈,结果如图 2 所示。在 190 d(秋冬季)进水 CODCr保持在 6 000 mg/L 以上,尤其是在第 5287 天进水CODCr保持在 10 000 mg/L 以上,最高可达 13 000mg/L 左右。在 91190 d(春夏季)进水 CODCr基本保持自 6 000 mg/L 以内,渗滤液水质变化主要受不同季节温度和雨水等环境条件的影响。随着进水 CODCr的剧烈变化,系统出水 CODCr相对稳定,在 第 91190 天 其 出 水 CODCr稳 定 保 持 在1 000 mg/L 以内,即便是在第 5287 天进水 COD

22、Cr浓度过高的情况下,其去除率依然保持在 85%左右,而在系统进水 CODCr稳定后其 CODCr去除率稳定在 85%以上,整个运行阶段实现了对 CODCr稳定高效的去除,该表现与张周等22的研究结果较一致。反应器出水中 CODCr浓度依然较高,可在后续实验中通过芬顿等高级氧化手段对 CODCr进行深度去除,实现出水的稳定达标排放。3.1.2NH+4-N 变化情况进水NH+4-N 受季节影响变化也比较剧烈,如图 3 所示。秋冬季节NH+4-N 较高,保持在 1 750mg/L 以上,最高可达 2 375 mg/L;春夏季节相对较低,保持在 1 750 mg/L 以下。系统出水NH+4-N较为稳

23、定,保持在 25 mg/L 左右。然而在进水CODCr过高的运行期间(第 5287 天),出水NH+4-N 平均浓度上升至 56 mg/L,主要是由于 CODCr氧化的竞争性作用,导致系统硝化作用受到影响,但是其NH+4-N 去除率依然保持在 80%以上,190 d内平均去除率可达到 99%。CODCr(mg/L)18 00016 00014 00012 00010 0008 0006 0004 0002 0000100806040200去除率/%020406080100120140160180200进水出水去除率85%时间/d图 2AO4反应器 CODCr浓度变化Figure 2The va

24、riation of CODCrconcentrationin the AO4reactor 76NH+4-N/(mg/L)5 0004 0003 0002 0001 000100806040去除率/%020406080100120140160180200进水出水去除率99%时间/d图 3AO4反应器NH+4-N 浓度变化Figure 3The variation ofNH+4-N concentrationin the AO4reactor3.1.3TN 变化情况系统 TN 变化情况如图 4 所示。进水 TN 浓度变化趋势与NH+4-N 一致:秋冬季节进水 TN 浓度较高,保持在 1 750

25、 mg/L 以上,最高可达 2 583mg/L;春夏季节相对较低,基本保持在 1 750 mg/L以下,最低可达 1 566 mg/L。190 天的 TN 平均去除率可达到 87%,系统出水 TN 浓度变化相对NH+4-N 更为剧烈,尤其是在进水低 CODCr负荷期间(第 110130 天),主要是该段时间进水 C/N 降低至 2.21.0,出水 TN 浓度由 155 mg/L 上升至503 mg/L,远高于进水高 CODCr负荷期间(第 5287 天)的出水 TN,主要原因可能是碳源不足影响了系统的反硝化进程,从而削弱了 TN 去除率。由此可见,在系统NH+4-N 和 TN 浓度相对稳定的情

26、况下,高 CODCr负荷虽然会对系统的硝化作用产生一定的影响,但是低 CODCr负荷导致的 C/N 失衡对出水 TN 浓度的影响更大。TN(mg/L)5 0004 5004 0003 5003 0002 5002 0001 5001 0005000100806040去除率/%050进水出水去除率87%时间/d100150200图 4AO4反应器 TN 浓度变化Figure 4The variation of TN concentration in the AO4reactor3.2反应器各单元运行情况反应器各单元中污染物浓度如图 5 所示。由图 5可知,NO-2-N 在各单元中浓度升高,逐渐累

27、积,O3和 O4 单元亚硝化率可稳定维持在 90%以上,表明在微氧条件下可以有效实现短程硝化。A 缺氧池中可利用碳源较为充足,反硝化过程也较为彻底,TN 以NH+4-N 为主,虽仍有NO-2-N 累积,但其浓度远低于后续单元,说明可利用碳源被有效利用,也导致后续单元对难降解 CODCr去除效果不明显。而 O2 微氧池虽然能够有效降低废水中 CODCr和NH+4-N 浓度,但其 TN 浓度变化相对较小,且在 O3 微氧池 CODCr重新升高,猜测在较高的 DO 环境内对NH+4-N 的削减以氨氧化作用为主,但是对 CODCr的去除并非反硝化利用,而是依靠活性污泥吸附作用将 CODCr以PHB 和

28、 PHA 等形式储存在细菌细胞内,待外界环境发生变化时分解或重新释放到环境中。通过对各单元中干污泥的 TC 和 TN 质量分析可知,虽然 O2 微氧池污水中 CODCr和NH+4-N 浓度相对较低,但其污泥中 TC 和 TN 含量却相对较高,进一步验证微氧环境条件下 CODCr去除主要以活性污泥吸附为主。图 5AO4反应器各单元各(溶解性)指标平均浓度Figure 5Average concentration of each index in eachunit of AO4reactor3.3微生物学机理探究3.3.1各单元功能基因丰度分析各单元功能基因丰度情况如图 6 所示。由马壮,等.微氧

29、曝气工艺处理垃圾渗滤液小试研究TN/(mg/L)350300250200150100500AO1O2O3O4反应器单元CODCr/(mg/L)1 2001 0008006004002000AO1O2O3O4反应器单元NH+4-N/(mg/L)300250200150100500AO1O2O3O4反应器单元NO-2-N/(mg/L)200150100500AO1O2O3O4反应器单元 77环境卫生工程2023 年 2 月第 31 卷第 1 期qPCR 结果可知,本系统各单元氨氧化功能基因以AOB 为主,其中 O2 微氧单元中的 AOB 功能基因丰度最高,氨氧化作用最为强烈,而 A 缺氧池中AOB

30、 功能基因丰度最低,该结果与图 5 相对应,进一步表明高 DO 环境可以通过富集氨氧化细菌来促进NH+4-N 的氧化作用,提高该单元NH+4-N 的去除率。而氨氧化古菌 AOA 功能基因的检出丰度数量级过低,这与 Fitzgerald 等23学者的研究结论一致,可能与渗滤液的特殊水质情况有关。亚硝态氮氧化菌 NOB 功能基因的丰度变化趋势与 AOB功能基因有所不同,首先其丰度远低于 AOB 功能基因,表明在微氧环境条件下NO-2-N 的进一步氧化受到了一定程度的抑制,解释了NO-2-N 积累这一现象;另外其丰度变化也明显受到 DO 浓度的影响,尤其是在 DO 浓度相对较高的 O2 微氧单元,其

31、丰度远高于其他单元,该结果也说明了 O2 微氧单元NH+4-N 去除率高而NO-2-N 积累效果差的原因。值得注意的是,O3 微氧池 DO 浓度与 O2 微氧池接近,AOB 功能基因丰度接近,但是其 NOB功能基因丰度却有极大差异,主要原因是经过 O2微氧池强烈的氨氧化作用,在一定程度上对 NOB起到了抑制作用,在 O3 微氧池中同步硝化反硝化和氨氧化的共同作用下,亚硝酸盐有明显的积累,这也与韩亚琳等24的研究结果一致。值得注意的是,在反应器各个单元中均发现厌氧氨氧化功能基因 hzo,作为编码厌氧氨氧化重要中间产物联氨氧化酶的重要功能基因,其拷贝数远高于 NOB。但是通过反应器系统物料衡算,并

32、未发现显著的厌氧氨氧化脱氮过程,说明NO-2-N 的积累会在一定程度上促进厌氧氨氧化功能菌的生长,但是在不适宜的 CODCr和 DO 浓度抑制作用下,厌氧氨氧化功能菌并不能发挥显著作用25。图 6AO4反应器内各单元 AOB、NOB 和 hzo 功能基因丰度变化Figure 6The quantification of AOB,NOB and hzo in eachunit of AO4reactor反硝化功能基因的相对丰度如图 7 所示。nir基因分为编码铜型亚硝酸还原酶的 nirK 和编码血红素 cdl 型亚硝酸还原酶的 nirS,系统各单元中反硝化功能基因 nirS 的丰度远高于 nir

33、K,可能是由于渗滤液中铜离子浓度较低,没有为编码铜型亚硝酸还原酶提供足够的底物结合位点,这也与刘华光等26的研究结果类似。各单元 nirS 丰度虽然有差异,但是差异相对较小,表明各单元具有一定的反硝化脱氮能力。系统内 nirS 功能基因丰度也明显受到 DO 浓度影响,但是其与 NOB 的变化趋势相反,在高 DO 浓度环境下丰度较低,而在相对较低的 DO 浓度环境下丰度较高,其中 O1 微氧池中 nirS 功能基因的丰度最高,结合其相对较高的 AOB 功能基因丰度,表明在该处理单元中实现了同步短程硝化反硝化脱氮。值得注意的是,前置 A 缺氧池作为主要的反硝化功能单元,其 nirS和 nirK 两

34、种反硝化功能基因的丰度均相对较低,主要原因可能是由于回流量较大,污泥停留时间较短,其菌落结构受进水和回流污泥的影响较大,造成该单元菌落相对特征不明显,这也解释了该单元 DO 浓度最低,但是其 NOB 硝化功能基因丰度却高于 O3 微氧池这一现象。基因拷贝数指数141210864AO1O2O3O4nirSnirK反应器单元图 7AO4反应器内各单元 nirS 和 nirK 功能基因丰度变化Figure 7The quantification of nirS and nirK ineach unit of AO4reactor3.3.2各单元微生物群落结构分析Miseq 高通量测序结果如图 8 所

35、示。由图 8 可知,系统各单元中微生物群落结构非常类似,主要原因是污泥回流和内回流倍数较高,各池体之间的污泥流通性较强,导致各单元的微生物群落结构差异性较小。在门水平上,Proteobacteria(变形菌门)在系统各单元中均占绝对优势,其相对丰度均为 50%左右,与生物脱氮相关的 AOB、NOB 和反硝化功能菌均属于该门。本系统中 Bacteroidetes(拟杆菌门)相对丰度仅次于 Proteobacteria,其相对丰度为 16.2%21.4%。该菌群作为化反应器单元基因拷贝数指数121110987AO1O2O3O4AOBNOBhzo 78能有机营养菌,可用于降解活性污泥中的有机物、代谢

36、碳水化合物,此菌群在系统微氧段相对丰度明显高于缺氧段,表明高 DO 浓度可以促进拟杆菌门微生物的生长,但是其相对丰度又远低于类似报道中常规好氧段拟杆菌门相对丰度26-27,进一步表明相对于常规好氧处理,微氧曝气处理对有机物的代谢能力相对较差。值得注意的是,系统中 Planctomycetes(浮霉状菌门)的相对丰度也比较高,该菌群属于水生细菌且多为厌氧氨氧化菌,多在低 DO 浓度环境条件下生长富集,但是根据各处理单元氮素浓度分析,并未发现明显的厌氧氨氧化现象,该结果与 qPCR 结果一致。图 8AO4各单元菌落的相对丰度Figure 8The relatire abundance of col

37、oniesin different unit of AO4reactor在纲水平上,Betaproteobacteria(变形菌纲)、Gammaproteobacteria(变形菌纲)和 Alphaproteobacteria(变形菌纲)是 Proteobacteria 门下主要的纲类,而 Flavobacteriia(黄杆菌纲)和 Saprospirae(腐螺旋菌纲)是 Bacteroidetes 门下主要的纲类。同时对系统内的反硝化菌属丰度进行了进一步分析,检测到 10 种反硝化菌属,其丰度变化如图 9 所示。反硝化菌属多为 Betaproteobacteria(变形菌纲),Thauera

38、 是系统内各单元中丰度最高的反硝化菌属,这与 Heylen 等28的研究报道中Candidatus-Competibacter 菌属和 Paracoccus 菌属占绝对优势的结果不同,主要是因为 Thauera 菌属具有一定的耐盐性,更适应垃圾渗滤液盐分较高的特点29-30。Thauera 菌属的相对丰度变化趋势与qPCR 结果相似,其相对丰度受 DO 浓度影响,且O1 微氧单元中相对丰度高于 A 缺氧池,表明虽然A 缺氧池中的反硝化反应最剧烈,但是由于受到污泥回流和进水中群落的影响,O1 微氧单元中的反硝化群落相较 A 缺氧池更为成熟。相对丰度/%9876543210AO1O2O3O4Par

39、acoccusComamonasHydrogenophagaThiobacillusDechloromonasRhodocyclusThaueraZoogloeaHalomonasPseudomonas菌属种类图 9AO4各单元反硝化菌属的相对丰度Figure 9The relative abundance of denitrification bacteria indifferent unit of AO4reactor4结论1)采用 AO4微氧曝气处理系统处理垃圾填埋场渗滤液,通过控制四级微氧曝气池 DO 浓度为0.050.10、0.400.60、0.350.55、00.10 mg/L,亚

40、硝化率可达到 90%以上,可实现短程硝化反硝化和同步硝化反硝化。系统对 COD、NH+4-N 和 TN的平均去除率分别为 85%、99%和 87%,可实现在低 C/N 比条件下的高效脱氮。2)AO4微氧曝气系统中 nirS 功能基因在各单元中都占绝对优势,从微生物角度说明在微氧环境下同步硝化反硝化过程实现的机制。硝化过程以氨氧化菌 AOB 功能基因为主,NOB 功能基因主导的亚硝酸盐氧化过程受到一定程度的抑制,进一步表明短程硝化反硝化过程实现的机制。3)AO4微氧曝气系统由于回流比过高导致各系统群落差异较小,Bacteroidetes(拟杆菌门)的相对丰度远低于类似报道中常规好氧段拟杆菌门的相

41、对丰度,说明微氧曝气系统虽然脱氮效率高但是对有机物的代谢能力较差。本研究中检测到10 种反硝化菌属,但是受垃圾渗滤液中高盐分的影响,主要依靠 Thauera 菌属实现系统内的反硝化脱氮。马壮,等.微氧曝气工艺处理垃圾渗滤液小试研究功能基因相对丰度/100806040200othersThermiProteobacteriaPlanctomycetesChloroflexiBacteroidetesAO1O2O3O4反应器单元(a)门水平菌落相对丰度othersDeinococciGammaproteobacteriaDeltaproteobacteriaBetaproteobacteriaAl

42、phaproteobacteriaPhycisphaeraeAnaerolineaeSaprospiraeFlavobacteriia功能基因相对丰度/100806040200AO1O2O3O4反应器单元(b)纲水平菌落相对丰度 79环境卫生工程2023 年 2 月第 31 卷第 1 期参考文献:1 严光亮,赵由才.简析我国城市生活垃圾处理技术特点及发展趋势 J.环境卫生工程,2011,19(3):32-33.YAN G L,ZHAO Y C.Characteristics and development trend ofmunicipal domestic waste treatment t

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