氮浓度对新型生物电化学-颗粒污泥反应器运行的影响

• 作者: 邓秋金 宿程远 陆欣雅 关鑫 覃容华 邓钰莲 高澍 黄尊
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 电化学 厌氧 氮浓度 废水 微生物群落
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 5802-5812
• 页数: 10页
• 分类号: X703.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200273

摘要

探讨了新型生物电化学-颗粒污泥反应器在不同进水氮浓度下的脱氮效能与产电性能，并从颗粒污泥的关键酶活性、胞外聚合物组分以及微生物群落分布等角度系统研究了其影响机制。结果表明，COD、NO3--N、NO2--N和溶解性甲烷在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段（进水NO3--N和NO2--N浓度分别为60 mg·L-1和20 mg·L-1、100 mg·L-1和40 mg·L-1、140 mg·L-1和60 mg·L-1、180 mg·L-1和80 mg·L-1）均得以有效去除，其中COD去除率在第Ⅳ阶段效果最佳，去除率达96%以上，NO3--N出水浓度在第Ⅱ阶段更为稳定，其去除率达99%以上，NO2--N去除率在各阶段均达99%以上；该反应器最大的功率密度与输出电压值为第Ⅳ阶段的4号格室，分别为471.2 mV·m-3和608.1 mV。污泥疏松型胞外聚合物（LB-EPS）中多糖与蛋白含量最高为第Ⅱ阶段的5号格室，分别为13.7 mg·g-1和14.7 mg·g-1；1号格室污泥中辅酶F420活性最低，进水氮浓度的增大提高了污泥中蛋白酶活性。由第Ⅰ阶段至第Ⅳ阶段，该反应器中变形菌门（Protebaoteria）相对丰度减少，而绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）和浮霉菌门（Planctomycetes）相对丰度增加；具有脱氮作用的陶厄氏菌属（Thauera）在1号格室减少了8.64%，但该反应器脱氮效果未受到影响；甲烷丝状菌属（Methanothrix）在4号格室相对丰度增至12.3%，表明产甲烷菌可在该反应器中与其他菌群联营共存。