纳米铁改性生物炭载体强化厌氧氨氧化菌富集与脱氮效果研究

编号：CYYJ04244

篇名：纳米铁改性生物炭载体强化厌氧氨氧化菌富集与脱氮效果研究

作者：王俊杰 杨津津 常根旺 李绍康 侯军华 钟根茂 白顺果 李翔

关键词： 厌氧氨氧化(ANAMMOX) 纳米铁改性生物炭(nZVI@BC) 载体 微生物群落 快速富集

机构： 河北农业大学城乡建设学院 中国环境科学研究院

摘要： 为了加速厌氧氨氧化菌(AnAOB)在载体生物膜中的富集，采用液相还原法合成了纳米零价铁改性生物炭(nZVI@BC)。建立了两个平行厌氧氨氧化(ANAMMOX)富集反应器，分别命名为 R1和 R2，每个反应器分别与生物炭(BC)和 nZVI@BC 载体结合。本研究综合考察了富集阶段的反硝化性能、载体表面特征和微生物群落结构差异。结果表明: (1)在 BC 载体表面成功地吸附了 nZVI，使 nZVI@BC 具有较高的比表面积和孔隙率，改性后的比表面积由47.17 m2/g 提高到210.82 m2/g，为微生物粘附提供了增强平台。(2) R2反应器对 NH4 +-N 和 NO2-N 的去除率均稳定在90% 以上，R1和 R2的总氮去除率分别为86.99% 和89.65% 。(3) nZVI@BC 载体表面颜色由黑色变为红棕色，表明初始形成红色厌氧氨氧化生物膜。此外，nZVI@BC 载体表面的生物量是 BC 载体表面的23倍。(4)在第20天，R1和 R2中 AnAOB 的相对丰度分别为10.47% 和29.15% 。R1和 R2载体表面的 AnAOB 属优势种为库氏假丝酵母，相对丰度分别为7.49% 和23.76% 。总体而言，修饰的 nZVI@BC 载体显著促进了厌氧氨氧化生物膜的快速形成和有效的厌氧氨氧化菌富集，提高了厌氧氨氧化过程中的反硝化性能，并导致优势厌氧氨氧化菌株的选择。