高浓度氨氮废水成分复杂,毒性强,对环境危害大.采用连续式好氧硝化混合反应器(CSTR),在pH 7.5-8.5,DO 0.5-2.0 mg/L,温度(30±1)℃条件下,研究了不同氮负荷下氨氧化菌剂(AHAA-4)对垃圾渗滤液中氨氮及COD的处理效果,并对不同氮负荷下氨氧化菌(AOB)群落结构进行了PCR-DGGE分析.结果表明,氨氧化负荷(NLR,以N计)和COD负荷(OLR)最高可以分别达到1.366 kg m-3d-1和2.572 kg m-3d-1,氨氮去除率达95%以上,COD去除率在57.7%-77.1%之间.反应器中AOB主要有5个类群,分别是未培养菌CMC14、未培养亚硝化单胞菌AOB-1、亚硝化单胞菌科Elev、亚硝化单胞菌Z9和未培养菌56S_1B-1,其优势种群亚硝化单胞菌Z9是主要功能菌.生物多样性指数分析显示,氨氧化菌群多样性变化呈先增加后减少的趋势.在整个过程中,亚硝酸盐氧化菌(NOB)既受到游离氨(FA)的抑制,还受到游离亚硝酸(FNA)的抑制,但AOB并未受到明显抑制.
垃圾填埋场是重要的甲烷释放源,其有效管理是减缓温室效应的重要环节.通过硝化渗滤液回灌模拟垃圾填埋柱,研究硝化渗滤液在新鲜垃圾和老龄垃圾填埋柱中的脱氮及对垃圾稳定化和产甲烷的影响.结果表明,回灌的硝化渗滤液在不同填埋龄垃圾柱中,均可实现总氧化态氮(Total oxidation nitroge,TON)完全还原.当回灌TON负荷分别达到14.19 g t-1(TS)d-1和10.45 g t-1(TS)d-1时,新、老垃圾柱中甲烷产生开始受到抑制.实验后期,回灌TON负荷增至38.78 g t-1(TS)d-1和30.62 g t-1(TS)d-1时,新、老垃圾填埋柱产甲烷相对抑制率分别达54.10%和95.77%.同时,回灌反硝化对新、老垃圾柱中垃圾降解贡献率(Rd)分别达85%和93%,能有效促进垃圾稳定.
为进一步提高有机废水的厌氧处理效率,同时实现能源物质的回收,采用微生物电解池并结合连续流工艺处理有机废水并同步回收甲烷,系统地研究不同水力停留时间、有机负荷、外加电压对微生物电解池内基质浓度的降解、甲烷生产速率等方面的影响.结果表明,在同一有机负荷下,随着外加电压(0.6 V,1.0 V,1.2 V)的升高,微生物电解池COD的去除效率和甲烷生产率也同时提高.在进水COD浓度为1 178 mg L-1、水力停留时间为8 h、外加电压为1.2V的条件下,其COD去除率、甲烷浓度、甲烷产生速率分别为97.7%、96%、1 071 m L L-1 d-1,较普通厌氧发酵(对照组)分别提高了31.5%、13.6%、123%;当进水COD浓度为4 812 mg L-1、水力停留时间为20 h、外加电压为1.2 V时,甲烷的产生速率达1 888 m L L-1 d-1,达理论产率的98.0%,而此条件下对照组甲烷产生速率仅为理论值的64.9%.说明连续流微生物电解池能够明显提高有机废水的处理效率,并实现处理过程中稳定回收甲烷的目的.高通量分析结果显示:微生物电解池阳极碳毡优势菌群为methanogens与Geobacter sp.,其丰度分别占总菌群的53.3%和7.5%,而对照组碳毡相应丰度仅为25.2%和0.7%.此外,研究发现有机负荷与电解池能量的消耗呈负相关,当外加电压为0.6 V时,有机负荷由3.5 kg m-3d-1提升至5.7 kg m-3d-1时,电解池能量消耗降低了79.3%.据此认为,通过优化水力停留时间和外加电压来处理有机废水并同步生产甲烷是可行的.
