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高含氮含硫废水会对环境和人体造成严重危害,为高效脱除氮和硫污染物,硫自养反硝化(Sulfide-oxidizing autotrophic denitrification,SOAD)技术得到了广泛深入的研究,如SANI工艺(硫酸盐还原、自养反硝化和硝化集成工艺,sulfate reduction,autotrophic denitrification and nitrification grated)。由于含氮含硫污水通常也含有有机物,因此,硫自养与异养混合反硝化过程也受到科研工作者的高度关注。针对这一现象,本研究围绕亚硝酸盐型硫自养与异养混合反硝化过程的特性及关键影响因素展开研究。采用SBBR,以亚硝酸盐、硫化物及乙酸钠为基质,在6种进水COD/N及5种进水S/N下研究了碳、硫混合亚硝酸盐反硝化过程的脱碳、脱氮、脱硫效果,探索了系统中溶解态N2O和NO的积累特征,发现了系统中存在的异化亚硝酸盐还原产铵现象,考察了不同进水S/N和COD/N对产铵过程的影响,并探讨了铵的生成机制,旨在为含氮含硫有机废水的治理提供借鉴和理论参考。主要研究结论如下:(1)不同运行条件下的实验结果表明,在硫自养与异养混合亚硝酸盐反硝化反应器中,控制适当的进水COD/N及S/N,可以实现对碳、氮、硫的同步高效去除。反应器长期运行在COD、亚硝酸盐、硫化物浓度分别为180 mg·L-1、60 mg·L-1、60 mg·L-1的进水条件下,亚硝酸盐和硫化物去除率可达100%,COD去除率达86%。(2)不同进水条件下反应器内溶解态N2O和NO的在线监测结果表明,进水水质维持低S/N和高COD/N有利于减少溶解态N2O的积累,系统中DO的存在会降低N2O的产生速率;NO积累峰值及NO下降速率随着进水S/N升高而升高,而COD/N对系统NO的影响不大,且瞬时进水会造成反硝化系统中NO积累。(3)在该自养与异养混合反硝化反应器中同时存在亚硝酸盐异化还原为铵作用。亚硝酸盐异化还原为铵过程的发生需要进水中存在一定浓度的有机物和硫化物,若浓度过低则无法支持DNRA菌体的生长,但浓度过高又会对亚硝酸盐异化还原为铵过程产生抑制作用。研究发现在进水COD/N>2、S/N>1且氧化还原电位(ORP)<-400 mV时,会出现铵浓度明显升高现象。在此条件下,维持进水COD/N不变,较高的S/N会促进铵的生成;控制进水S/N不变,COD/N为3时铵浓度升高最为明显,有29.49 mg·L-1NH4+-N生成。此外,基于控制进水COD为180 mg·L-1、S2--S为60 mg·L-1,不添加亚硝酸盐而向反应器中曝N2O气体的实验结果,提出了系统中存在氧化亚氮还原为铵的可能。(4)微生物分析结果表明,该碳、氮、硫混合体系中同时存在具有硫自养反硝化、异养反硝化及亚硝酸盐异化还原为铵等功能的微生物。碳、硫混合亚硝酸盐反硝化过程铵的生成机制可能是低氧化还原电位和过量电子供体存在的情况下亚硝酸盐异化还原为铵的过程。