铁屑耦合固相反硝化对低碳氮比废水中总氮的处理

作者：郑力; 江鹰^*; 程晓夏

来源：环境工程学报, 2022, 16(11): 3716-3727.

• 竹刨花
• 铁屑
• 耦合体系
• 反硝化
• 16S rRNA

为考察脱氮效率并解决碳源不足导致总氮(TN)去除率不高的问题，将竹刨花作为固体碳源与挂膜载体，引入铁屑，构成耦合体系，搭建2套反硝化实验装置(分别为耦合体系1号与单纯固相反硝化体系2号)并对脱氮率及微生物进行分析。结果表明：进水TN为41.62～59.95 mg·L-1,COD/N<0.5，水力停留时间为18 h;13～105 d,1号TN平均去除率为73.21%～92.79%，比2号平均去除率高近1倍；1号碳源相对2号更为充足，但2体系出水COD均值都低于一级A;1号总铁释放稳定，出水总铁均值低于0.3 mg·L-1，未出现NH3-N明显积累。SEM表征结果显示，1号竹填料表面黏性物质与微生物数量更多，生物膜更加紧密。16S rRNA表征结果显示：1号具有更高的微生物丰度与多样性；2体系反硝化脱氮相关门类占主体，优势门类均为变形菌门，但1号变形菌门占比高于2号；变形菌门中，1号反硝化菌群(属水平，丰度>1%)类别和总占比均高于2号。由此可知，铁屑强化了碳源的分解与利用，促进了脱氮功能菌生长，显著提升了耦合体系脱氮效能，出水TN可达到地表水IV类标准(GB 3838-2002)。竹刨花获取方便灵活，铁屑低廉，两者构成的耦合体系具有巨大的实际应用前景。