铁(Ⅱ)基质自养反硝化的脱氮效率及其影响因素研究

摘要

铁(Ⅱ)自养反硝化是一种新型自养反硝化脱氮工艺,它是以Fe^2+为电子供体,NO3^--N为电子受体而实现的微生物化能自养型生理活动.本文采用实际脱氮工艺中的异养反硝化活性污泥,通过亚铁基质自养反硝化驯化,实现铁(Ⅱ)自养反硝化启动和运行,并探究了该自养反硝化脱氮的影响因素和运行条件.试验结果表明:在反应温度为30℃,进水Fe^2+和NO3^--N浓度分别为575 mg/L和55 mg/L时,铁(Ⅱ)自养反硝化脱氮效率为53.6%;当进水Fe/N(即Fe^2+/NO3^--N摩尔比)比为3时,铁(Ⅱ)自养反硝化脱氮效果最好,NO3^--N最大去除率为42.12%,最大去除负荷为0.051 kg/(m^3·d);进水Fe^2+浓度越高,并非有利于铁(Ⅱ)自养反硝化脱氮,当进水Fe^2+增大到800 mg/L时,脱氮效率开始下降;铁(Ⅱ)自养反硝化脱氮运行的最适宜pH为7.进水pH越高或越低,均对铁(Ⅱ)自养反硝化脱氮效率有明显影响;进水中NH4^+-N对铁(Ⅱ)自养反硝化运行不利,当进水NH4^+-N浓度大于50 mg/L时,脱氮效率明显下降;铁(Ⅱ)基质自养反硝化菌不能促使NH4^+-Fe3+反应.铁(Ⅱ)基质自养反硝化的途径是铁(Ⅱ)基质自养反硝化菌直接将NO3^--N还原为气态氮.研究结果对于完善铁(Ⅱ)自养反硝化运行条件和提高运行效果具有一定的指导意义,为生物脱氮提供了新的方法和理论依据.