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 WANG Junjie;YANG Jinjin;CHANG Genwang;LI Shaokang;HOU Junhua;ZHONG Genmao;BAI Shunguo;LI Xiang

作者机构：河北农业大学城乡建设学院河北保定071001 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2024年第37卷第4期

页      面：812-821页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：中国环境科学研究院国家环境保护地下水模拟与控制重点实验室开放基金项目(No.2022YSKY-04-01) 

主　　题：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 

摘      要：为实现厌氧氨氧化菌(AnAOB)在载体生物膜中快速富集,本文采用液相还原方法制备了纳米铁改性生物炭(nZVI@BC)载体,并设置两组相同的厌氧氨氧化(ANAMMOX)富集装置(R_(1)、R_(2)),通过对R_(1)、R_(2)装置添加不同载体(分别为BC和nZVI@BC),考察在富集过程中ANAMMOX装置的脱氮性能、载体表面特征和微生物群落结构差异.结果表明:①BC表面成功负载nZVI,nZVI@BC载体比BC载体具有更高的比表面积,改性后载体的比表面积从47.17 m^(2)/g增至210.82 m^(2)/g,可为微生物提供更多的附着位点.②R_(2)装置NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(−)-N去除率稳定达到90%所需时间均比R_(1)装置短,且稳定运行后,R_(1)、R_(2)装置的TN去除率最高分别为86.99%、89.65%.③nZVI@BC载体表面颜色由黑色变为红褐色,表明红色的ANAMMOX生物膜初步形成,且其表面生物量比BC载体表面生物量高23倍.④第20天,R_(1)、R_(2)装置中AnAOB的相对丰度分别为10.47%和29.15%;R_(1)、R_(2)装置载体表面主要的AnAOB属均为Candidatus Kuenenia,其相对丰度分别为7.49%和23.76%.研究显示,改性的nZVI@BC载体显著促进了ANAMMOX生物膜的快速形成和AnAOB的高效富集,提升了ANAMMOX过程的脱氮性能.