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生物滴滤法除氨时,进气中的氧气会抑制厌氧反硝化作用,易导致营养液中硝酸盐累积,不能真正实现氮素污染物的去除。本研究基于好氧反硝化理论,分别从同步硝化反硝化(SND)生物滴滤塔除氨性能评价和好氧反硝化菌生物强化除氨生物滴滤塔两个方面开展了好氧反硝化应用于生物法除氨的试验研究。首先,针对畜禽养殖饲舍等场所产生的低浓度含NH3模拟废气,以传统生物滴滤塔为对照,开展了 SND生物滴滤塔净化含氨废气的试验研究,通过监测进出气NH3浓度、营养液“三氮”浓度,并结合16S rRNA技术分析微生物种群结构,探明SND生物滴滤塔高效脱氮的微生物学机理。然后,以好氧反硝化菌Pseudomonas poae NL-4为菌源,以对照生物滴滤塔为研究对象,通过对比分析生物滴滤塔生物强化前后NH3去除效率和营养液中“三氮”变化规律,研究了好氧反硝化菌生物强化对短期闲置后生物滴滤塔再启动性能的影响。具体研究结果如下:(1)在相同运行条件下,SND生物滴滤塔A 比对照生物滴滤塔B挂膜启动速度快,NH3去除效率可达95%以上,且营养液中NH4+-N和NO3--N浓度均显著低于生物滴滤塔B(p<0.05)。运行参数优化试验结果表明:SND生物滴滤塔A的长期运行性能优于对照生物滴滤塔B。在稳态运行条件下,对比分析两个生物滴滤塔进、出气NH3和N2O浓度,以及营养液中NH4+-N、NO3--N、NO2--N和TOC浓度,SND生物滴滤塔A 比对照生物滴滤塔具有更高的同步硝化反硝化能力。(2)16S rRNA高通量测序结果表明:相较于对照生物滴滤塔B,SND生物滴滤塔A的微生物多样性相对丰度较高,除此之外,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)在SND生物滴滤塔中所占比例大,推测这是其具有较高脱氮能力的原因之一。(3)短期闲置会影响对照生物滴滤塔B的除氨性能,尤其是营养液中的NH4+-N、NO3--N和NO2--N浓度均高于闲置前。好氧反硝化菌Pseudomonas poae NL-4生物强化能够提高生物滴滤塔B的NH3去除效率,且营养液中NH4+-N、NO3--N和NO2--N累积浓度降低,由强化前的18 mg·L-1、175 mg·L-1和100 mg·L-1分别降低至1 mg·L-1、31 mg·L-1和3 mg·L-1。好氧反硝化菌Pseudomonaspoae NL-4生物强化后的生物滴滤塔具有相对较高的N2O排放,N2O生成量约占NH3去除量的5.32%。(4)采用乙炔抑制法探明了生物强化后生物滴滤塔的N2O生成机制,结果表明反硝化作用是N2O的主要产生过程,而硝化作用和硝化细菌反硝化作用则表现为削弱过程。综上,本研究探讨了 SND生物滴滤塔与传统生物滴滤塔挂膜启动性能,探明了SND生物滴滤塔高效脱氮的微生物学机理。通过对比分析生物滴滤塔生物强化前后NH3去除效率和营养液中“三氮”变化规律,揭示了好氧反硝化菌生物强化对短期闲置后生物滴滤塔再启动性能的影响。