电化学系统内Feammox/NDFO耦合工艺脱氮效能和机理

针对目前Feammox/NDFO耦合工艺启动慢、脱氮效能不理想等缺陷,提出基于电化学原理强化Feammox/NDFO耦合工艺的策略.实验室内搭建生物电化学系统(BES)序批式厌氧反应器(B组),同时以不加电化学系统的普通厌氧反应器(A组)为对照组.A、B两组反应器共运行100d,分析了两反应器Feammox/NDFO耦合工艺启动过程中的脱氮效能、脱氮路径验证及种群结构组成,并探讨了BES系统Feammox/NDFO强化脱氮的机理.结果表明,实验组(B组)内NH_(4)^(+)-N去除率显著提高,第76d去除率趋于100%,TN去除率达65.83%;而对照组(A组)在第100d时,对NH_(4)^(+)-N和TN的去除率分别为50.22%和43.01%.脱氮路径验证实验结果表明,A、B组反应器内均有Feammox、NDFO、Anammox反应发生;并且B组反应器内反硝化速率明显大于A组.高通量测序结果表明,B组中铁循环脱氮功能菌中Desulfobacterota菌门的相对丰度较A组提高了2.34%;Thiobacillus和Denitratisoma丰度较A组分别提高了1.13%和0.87%.BES反应体系加速富集铁循环脱氮功能菌群,并可通过BES电极进行胞外电子转移,从而达到增强脱氮效能.

厌氧铁氨氧化工艺特性与控制策略的研究进展

厌氧铁氨氧化(Feammox)是在厌氧环境下铁还原结合氨氧化的过程,存在于自然环境及人工环境中。Feammox反应可缓解缺氧土壤和湿地等环境的氮积累,且为自养型脱氮工艺,在污水处理中具有应用前景。近年来,研究人员对厌氧铁氨氧化的反应功能菌、代谢机理、富集培养与工艺运行等进行考察,成功富集到部分Feammox功能菌,推测了其理论反应,并探明工艺运行条件。目前,厌氧铁氨氧化工艺在污水处理领域尚处于起步阶段。对厌氧铁氨氧化的基本特性、工艺启动与控制、反应影响因素等进行了总结,可为后续研究及实际工程应用提供一定参考。

一株嗜水气单胞菌HS01的偶氮还原脱色特性

【目的】研究嗜水气单胞菌HS01的偶氮染料还原脱色特性。【方法】建立HS01/偶氮染料/电子供体序批式厌氧反应体系,研究Fe(III)/腐殖质还原菌HS01以偶氮染料为电子受体的厌氧呼吸特性及影响因素;并构建HS01/偶氮染料/电子供体/铁氧化物体系,探讨铁氧化物对HS01偶氮还原的影响。【结果】HS01可将金橙I迅速还原,菌体增殖;柠檬酸、丙三醇、蔗糖和葡萄糖体系中,16 h金橙I的脱色率分别达87%、85%、88%、90%;不同pH和金橙I初始浓度条件下的脱色率不同;在反应体系中加入α-FeOOH,脱色率从90%增加至95%,Fe(II)生成量与无染料对照体系相当。【结论】HS01能以葡萄糖为电子供体,金橙I为唯一电子受体,进行厌氧呼吸;蔗糖、柠檬酸、丙三醇也可作为有效的电子供体,脱色率依次递减;甲酸、乙酸、乳酸、乙醇及丙酸不能作为HS01厌氧呼吸的电子供体。金橙I脱色的最佳pH范围为6.0 8.0;高浓度(2.0 mmol/L)金橙I负荷下,HS01仍保持高脱色率(>85%)。在HS01/α-FeOOH/金橙I体系中,异化铁还原作用与偶氮呼吸作用同时发生,异化铁还原能促进偶氮脱色,而脱色对Fe(III)还原没有明显影响。这可为铁/腐殖质还原菌在环境修复和废水处理等领域的应用提供研究积累。