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我国水环境面临氮素污染形势严峻,其中2015年水环境中氨氮排放总量为229.90万吨。目前传统的废水脱氮方式主要是硝化-反硝化工艺,但此工艺需要大量曝气,能耗大。而以厌氧氨氧化反应建立的脱氮工艺虽然不需要曝气,但会因废水中含有重金属而导致脱氮效率下降。厌氧铁氨氧化反应是最早在2005年在美国新泽西州湿地土壤中发现的由微生物驱动的厌氧反应,并且在含有多种高浓度重金属的韶关大宝山土壤中发现了厌氧铁氨氧化菌落,以厌氧铁氨氧化反应建立的反应器处理废水过程中不受重金属影响。为了探究以厌氧铁氨氧化反应建立的反应器对模拟废水的除氨效果,本实验通过探究不同氨氮浓度和pH条件下的模拟废水对厌氧铁氨氧化反应的影响,初步确立反应器的进水条件,并基于厌氧铁氨氧化反应建立厌氧序批式反应器(ASBR)和生物膜反应器,主要研究结果如下:(1)在不同氨氮浓度对厌氧铁氨氧化反应的影响表明,当模拟废水的氨氮浓度为75mg/L、150mg/L和200mg/L时,在模拟废水中加入菌液后发生了厌氧铁氨氧化反应,其中在氨氮浓度为75mg/L时加入菌液后在15d内氨氮氧化率最高,最高氨氮氧化率为43.03%,此时氨氮的氧化产物主要是氮气,而在150mg/L在15d内发生的厌氧铁氨氧化反应中还生成硝态氮和亚硝态氮,在200mg/L在15d内发生的厌氧铁氨氧化反应中还生成硝态氮。在发生厌氧铁氨氧化反应的三个氨氮浓度的模拟废水中在加入菌液后0-10d内较10-15d有更高的反应速率。在不同pH对厌氧铁氨氧化反应的影响研究中,当模拟废水的pH为4.5和6时,在模拟废水中加入菌液后发生了厌氧铁氨氧化反应,其中在pH为4.5时加入菌液后在15d内氨氮氧化率最高,两个p H的模拟废水对厌氧铁氨氧化反应氨氮的氧化产物没有影响,均为氮气。(2)不同搅拌方式对以厌氧铁氨氧化反应建立厌氧序批间歇式反应器的影响的研究显示,反应器SR1采用连续搅拌的运行方式,反应器SR2采用搅拌1h停止1h的搅拌方式,两个反应器在接种厌氧铁氨氧化菌液后均运行了90d,共8个运行周期,前两个运行周期水力停留时间为15d,为反应器启动阶段,后六个周期水力停留时间缩短至10d,为反应器氨氧化能力提高阶段。两个反应器开始运行后均发生了厌氧铁氨氧化反应,在反应器启动阶段,反应器SR1有更高的氨氮氧化率,但到了反应器运行至第6周期后,反应器SR2氨氮氧化率则高于SR1,反应器中MLVSS和MLVSS/MLSS与氨氮氧化率变化规律相似,同时,两个反应器在出水过程中,出现VSS流失现象,VSS流失SR1>SR2。这说明了通过接种厌氧铁氨氧化菌液构建厌氧反应器在富集阶段应该采用连续搅拌运行方式,使菌液能更快的在反应器中富集,而当反应器有一定的氨氧化速率时,宜采用间歇搅拌的运行方式能减少反应器活性污泥成分的流失,进而拥有更好的氨氧化速率。(3)在基于厌氧铁氨氧化反应建立的生物膜反应器运行的90d内,当水力停留时间为10d时,氨氮最大转化率为33.78%,出水硝态氮最高浓度达23.75mg·L-1,Fe2+最高浓度为149.06mg·L-1,说明此时反应器内发生了厌氧铁氨氧化反应,反应器内发生的厌氧铁氨氧化反应主要由酸微菌和微小杆菌驱动的。反应器前期氨氮的氧化产物为氮气,此时系统中存在反硝化反应,后期氨氮的氧化产物为硝态氮,此时系统反硝化作用减弱,造成硝态氮的积累。厌氧铁氨氧化反应可以结合反硝化作用实现废水脱氮。以上结果说明在选择合适的工艺条件下,基于厌氧氨氧化反应建立厌氧序批式反应器(ASBR)和生物膜反应器反应器均能反应模拟废水中的部分氨氮。