硫酸盐型厌氧氨氧化性能的研究_张蕾

中国科学B辑::化学2008年第38卷第12期::1113~1119www.scichina.comchem.scichina.com1113《《中国科学》》杂志社SCIENCEINCHINAPRESS硫酸盐型厌氧氨氧化性能的研究张蕾,郑平*,何玉辉,金仁村浙江大学环境工程系,杭州310029*联系人,E-mail:pzheng@zju.edu.cn收稿日期：2008-03-09;接受日期：2008-08-23国家自然科学基金资助项目(批准号：30770039)摘要研究了自养条件下硫酸盐型厌氧氨氧化的性能.试验表明,在无氧条件下,SO42−和NH4+化学性质稳定,两者间不发生化学反应.在厌氧反应器中接种厌氧消化污泥,经过三年多的连续驯化,可使厌氧反应器发生硫酸盐型厌氧氨氧化(NH4+-N和SO42−-S同时减少).在高基质浓度下,NH4+-N和SO42−浓度平均降低71.67和56.82mg⋅L−1.硫酸盐型厌氧氨氧化的标准吉布斯自由能变化较小,反应可以发生,但不易进行.高基质浓度和低氧化还原电位对该反应有促进作用.关键词硫酸盐厌氧氨氧化自养1引言氨氮进入水体,不但能作为生物的营养物质而诱发“富营养化”,造成水生生态系统紊乱,而且还能(1)作为硝化细菌的能源,在氧化过程中消耗溶解氧,造成水体缺氧,严重时使水体变黑发臭;(2)作为毒物,影响血液对氧的结合,使鱼类致死;(3)与氯气作用生成氯胺,影响氯化消毒处理效果.氨转化成硝酸盐后,尽管消耗水体溶解氧的能力不再存在,但仍然能引起“富营养化”,污染饮用水的硝酸盐还可能导致婴儿的高铁血红蛋白症;硝酸盐进一步转化为亚硝胺,则具有“三致”作用,直接威胁人类健康.氨氮污染已成为公众关注的焦点[1].在现有的氨氮治理技术中,生物脱氮是最为经济有效的治理技术.许多国家都对生物脱氮技术进行了广泛而深入的研究,并取得了丰硕成果.其中,厌氧氨氧化(以亚硝酸盐作为氧化剂将氨氧化成氮气的生物过程[2,3])是最引人注目的标志性成果,一经提出,即得到了环境工程界的青睐[4,5],现已成功应用于高浓度氨氮废水的处理[6].2001年Fdz-Polanco等人发现,在以颗粒活性炭为载体的厌氧流化床反应器中氨氮与硫酸盐可同时减少;通过物料衡算确认,80%硫酸盐被转化成单质硫,氨氮则被转化成N2[7].他们推断在该厌氧流化床反应器中可能存在硫酸盐型厌