苯扎氯铵对城市污水生物脱氮的影响研究

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苯扎氯铵(BACs)是一种常见的杀菌消毒剂,其主要成分十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC),在城市污水处理厂和环境水体中被频繁检测到,存在一定的生态风险。本文以DDBAC为研究对象,研究了DDBAC短期暴露对活性污泥活性的影响,分析了DDBAC长期暴露对污水生物脱氮的影响及机理,在此基础上跟踪探究了DDBAC在污水生物处理过程中的迁移转化行为。得出主要结论如下:1)短期暴露实验证明DDBAC能够影响污泥的耗氧速率,并通过降低TCC-脱氢酶和过氧化氢酶的活性,抑制污泥的呼吸作用;DDBAC的存在对硝化过程,尤其是对氨氧化菌主导的氨氧化过程的抑制作用更加显著。当DDBAC浓度≥2.0 mg·L-1时,能够抑制NH4+-N的转化,且抑制效果随DDBAC浓度的升高而加强。2)高浓度DDBAC(5 mg·L-1)长期暴露使SBR系统总氮去除率由(95.80±0.54)%(对照组)降低到(84.70±3.10)%。高浓度DDBAC(5 mg·L-1)长期接触改变了微生物群落的多样性,降低了硝化螺旋菌(Nitrospira)的相对丰度,抑制了亚硝酸盐氧化还原酶的活性,导致硝化过程中亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程受到抑制。3)DDBAC在生物系统中的降解过程主要发生在好氧条件下,由功能微生物Pseudomonas主导,其主要的中间代谢产物为苄基二甲胺(BDMA)和苄基甲胺(BMA),BDMA是通过Calkyl-N键的裂解生成,BMA是由BDMA发生去甲基反应产生。
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