厌氧铁氨氧化在三类污水中对氨去除的探索-第2页-北极星水处理网

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钦州污水厂进水中铁的形态转化如图3(a)所示，Fe(Ⅱ)浓度由初始的0.15 mg/L升高至42.98 mg/L，而总铁的含量一直维持在60 mg/L左右，说明在细菌生长的过程中，污水中的Fe(Ⅲ)被还原成Fe(Ⅱ)。在厌氧条件下，氨氧化和铁还原同时发生，表明污水中厌氧铁氨氧化反应比较明显，污水中的氨氧化过程是厌氧铁氨氧化反应的作用。

通常情况下，自然界中的氨氧化反应由好氧氨氧化和厌氧氨氧化组成。本试验为纯厌氧培养条件，说明不存在好氧氨氧化反应。而厌氧氨氧化伴随着明显的铁还原，说明氨氧化主要是由厌氧铁氨氧化反应来完成。本试验并不能排除原有污水可能存在厌氧氨氧化细菌，但未加菌液污水作为对照组，仅发现少量氨减少的现象，说明厌氧氨氧化反应不是试验中氨氧化减少的主要原因。也就是说，厌氧铁氨氧化反应在钦州污水处理厂污水中的表现活跃，是造成污水中氨氮减少的主要原因。另一方面也说明厌氧铁氨氧化反应可用于同类生活污水中的氨氮去除。

图3 三种类型的污水添加菌液后铁形态的转化：(a)钦州污水处理厂进水;(b)钦州小榄江水;(c)汕尾废弃硫铁矿污水;(d)调整pH值后的汕尾市废弃硫铁矿污水

2.2钦州小榄江水中氮元素及铁形态的转化

钦州小榄江水中氮的转化如图4所示。在培养过程中氨氮的变化分成两个阶段：第一阶段为氨氮升高阶段(0~5 d)，在此阶段，污水中的氨氮浓度由初始的105.73 mg/L升至5 d时的113.58 mg/L，加入菌液的污水中氨氮和总氮均升高，原因可能是菌液中部分细菌死亡，释放出氨氮，导致污水中的氨氮和总氮升高;第二阶段为氨氮下降阶段(5~10 d)，污水中的氨氮浓度由5 d时的113.58 mg/L降至10 d时的98.97 mg/L，与此同时，5~10 d内，水中的硝态氮没有明显变化，而亚硝态氮由0.05 mg/L增长至0.37 mg/L。根据加入菌液后总氮的变化(如图5所示)得出，水中减少的氨氮部分转化为NO2--N，另一部分极可能转化为氮气，转化量为6.44 mg/L。

图4 钦州小榄江水氮元素的转化：(a)未加菌液;(b)添加菌液

图5 钦州小榄江水中总氮的变化

与氨氮变化相对应的，钦州小榄江水中铁的形态转化也可以分为两个阶段，如图3(b)所示：在第一阶段(0~5 d)，Fe(Ⅱ)由初始的0.47 mg/L降至0.1 mg/L;第二阶段(5~10 d)，Fe(Ⅱ)由0.1 mg/L增至1.32 mg/L，且氨氮降低，说明此时污水中发生了厌氧铁氨氧化反应。由此可知，厌氧铁氨氧化反应发生在培养期的第二阶段(5~10 d)。

2.3汕尾废弃硫铁矿污水中氮元素及铁形态的转化

汕尾硫铁矿废水中氮元素和铁形态的转化如图3(c)和图6所示。对比未加菌液的污水，加菌液污水中的氨氮在0~10 d内逐步升高;而硝态氮和亚硝态氮没有明显变化。这说明在汕尾废弃硫铁矿废水中并没有发生厌氧铁氨氧化反应。Huang等在研究中得出适宜厌氧铁氨氧化菌生长pH范围是4~5，而加入菌液的汕尾废弃硫铁矿废水的初始pH为2.5，远低于厌氧铁氨氧化细菌的最佳生长范围，这可能导致了细菌在一开始就已经死亡。

图6 汕尾废弃硫铁矿污水氮元素的转化：(a)未加菌液;(b)添加菌液

图7 汕尾废弃硫铁矿污水中总氮的变化

原标题：净水技术|厌氧铁氨氧化在三类污水中对氨去除的探索

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