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猪场废水厌氧消化液是一种典型的高氨氮低碳废水,在不能还田利用的地区需要进行达标排放处理。零价铁(ZVI)介导的自养反硝化在猪场废水厌氧消化液脱氮方面具有广阔前景,但其影响因素和脱氮机理尚不清楚。本论文就ZVI介导猪场废水厌氧消化液自养脱氮的因素和微生物机制进行研究。主要结果如下:(1)研究了ZVI添加量(0、5、10、20、30、40g/L)对ZVI介导自养脱氮系统的脱氮效果及微生物群落结构影响。结果表明,ZVI添加量低于40 g/L可以提高脱氮效果,其中30 g/L的脱氮效果最好,NH4+-N和TIN去除率分别为69.68%和50.12%。过量ZVI对微生物有毒害作用,降低体系运行效果。ZVI可促进Anammox菌(Candidatus Brocadia)和Feammox菌(Ignavibacterium)的富集并改变体系脱氮途径,不添加ZVI时主要脱氮途径为传统硝化-异养反硝化,而ZVI介导下主要通过氨氧化、亚硝酸盐氧化、厌氧氨氧化和厌氧铁氧化等途径实现脱氮。(2)研究了无机碳源(KHCO3添加量为0、0.5、1、2 g,反应体系分别命名为R0、R0.5、R1、R2)对ZVI介导自养脱氮系统的影响。结果表明,无机碳源可以显著提高NH4+-N去除率。无ZVI介导时,R2、R1、R0.5的NH4+-N去除率分别为98.39%、65.18%、44.56%,相较空白组R0提高了86.5%、53.29%、32.67%。在ZVI介导后,R2、R1、R0.5的NH4+-N去除率相较于空白组R0提高73.03%、47.07%、24.02%,ZVI降低了KHCO3对NH4+-N氧化的促进作用。KHCO3可提高TIN去除效果,R2、R1、R0.5的平均TIN去除率分别为19.01%、32.04%、27.62%,相较空白组R0提高10.60%、23.63%、19.21%。KHCO3不仅对反应体系具有缓冲作用,而且可促进氨氧化细菌(AOM)的活性。投加量低于2 g时,KHCO3添加量越大其活性越高。TIN去除是Anammox和异养反硝化(DN)共同作用的结果。(3)研究了有机碳源对ZVI介导自养脱氮系统的影响,结果表明,添加有机碳源乙酸钠(进水C/N比=2)可显著促进NH4+-N和TIN去除,在稳定期间实验组的平均NH4+-N、TIN去除率分别为91.09%、84.1%,相较对照组(进水C/N比<0.1)分别提高了60.06%、75%。添加有机碳源可提高AOM活性、ANAMMOX活性和DN活性,其脱氮主要途径为异养反硝化和厌氧氨氧化作用。有机碳源可刺激微生物分泌胞外多聚物,促进污泥的絮凝团聚,同时阻碍细胞表面被铁氧化物附着,减少细胞表面钝化,也降低铁对微生物细胞的毒害并使其保持较高的活性。(4)进行了ZVI介导自养脱氮体系处理猪场废水厌氧消化液的验证试验。结果表明,ZVI介导自养脱氮系统对猪场废水厌氧消化液NH4+-N的平均去除率高达98%,但TIN去除率仅为43.7%。NH4+-N和TIN去除率均高于对照组(不含有机碳的高氨氮模拟废水),但低于添加有机碳源的人工模拟含氮废水处理效果,推测可能是由于实际猪场废水厌氧消化液成分复杂且存在抗生素、重金属等抑制因子。