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SO2是我国主要的大气污染物之一,主要来源于煤等化石燃料的燃烧。工程上采用多种技术减少SO2的排放,其中湿式氨法烟气脱硫技术被广泛应用。亚硫酸氢铵作为湿式氨法烟气脱硫工艺的主要产物,通常采用氧化法进行回收,但氧化过程中存在氧化效率不高、设备复杂等不足,因此,探索其他途径有效氧化亚硫酸铵或同时脱除吸收液中的铵和亚硫酸盐具有重要意义。本世纪初有研究报道了厌氧氨氧化混合培养物能够催化以硫酸盐作为电子受体的厌氧氨氧化。基于热力学的分析,更有利于发生以亚硫酸盐作为电子受体的厌氧氨氧化反应。论文在膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器中接种亚硝酸盐型厌氧氨氧化污泥,直接以亚硫酸盐作为电子受体启动和驯化亚硫酸盐型厌氧氨氧化;在微生物燃料电池(MFC)中接种亚硝酸盐型厌氧氨氧化污泥,研究证实污泥中存在电活性微生物催化氨氧化;通过改变进水中的Fe(Ⅱ)浓度,研究亚硫酸盐型厌氧氨氧化EGSB反应器脱氮性能的变化;最后,取亚硫酸盐驯化前后的污泥做16S rRNA基因高通量测序,分析细菌群落结构变化,推测体系中可能存在的氮、硫转化途径,为发展湿式氨法烟气脱硫生产(NH4)2SO4的替代技术提供参考。得出的主要成果和结论如下:(1)将亚硝酸盐型厌氧氨氧化反应器进水基质中的NO2-直接更换为SO32-后,反应器能实现SO32-和NH4+的同步转化。在更换基质运行的28天里,NH4+基本以N2的形式脱除,去除速率基本稳定在300mgN/(L·d),但此后NH4+-N脱除量不再随进水SO32-浓度的升高而提高。大部分SO32-转化为SO42-,有硫化物但无单质硫产生。(2)改变进水中亚铁离子的浓度来提升反应器的运行性能,结果表明,当亚铁离子浓度为6mg/L时脱氮负荷达到最大(400mgN/(L·d)),△NH4+-N/△SO32--S(两者物质的量浓度变化量之比)介于1.022.01之间。利用单室空气阴极MFC反应器实验,证实了厌氧氨氧化污泥中存在电活性微生物经由胞外电子传递途径氧化NH4+,认为提高进水亚铁离子浓度一方面可沉淀硫化物、补充微量元素,另一方面可以强化胞外电子传递过程,提升EGSB反应器的脱氮性能。(3)亚硫酸盐驯化前后的两个污泥样本中检测到两个具有厌氧氨氧化功能的菌属——Candidatus Kuenenia、Candidatus Jettenia,它们的相对丰度在培养前后呈现此消彼长。二者相对丰度之和占比重较大,表明厌氧氨氧化菌在驯化过程中始终保持了较好的活性,但厌氧氨氧化菌能否直接利用SO32-进行厌氧氨氧化还需要进一步验证。经亚硫酸盐驯化后的厌氧氨氧化污泥中出现了Thiobacillus,其在驯化后的污泥样品中的相对丰度达到了2.79%,推测体系中可能存在硫自养反硝化这一过程。此外,两个污泥样品中均未检测到硫酸盐型厌氧氨氧化体系的优势菌Bacillus benzoevorans,表明亚硫酸盐型厌氧氨氧化体系与硫酸盐型厌氧氨氧化体系存在显著差异。