不同盐度下异养氨同化对高盐废水脱氮效能的影响及其机理研究
Study on the Effect and Mechanism of Heterotrophic Ammonium Assimilation on Nitrogen Removal Efficiency in High-Salinity Wastewater under Different Salinities
摘要: 高盐废水生物脱氮是水处理领域的难点,传统硝化–反硝化工艺受盐度抑制严重。研究构建了一种基于异养氨同化(HAA)的序批式生物膜反应器(SBBR),旨在实现高盐废水的绿色高效脱氮。通过梯度盐度驯化,系统考察了盐度(3%~7%)对脱氮性能的影响,并结合16S rRNA高通量测序分析了微生物群落结构演变。结果表明,当盐度 ≤ 5%时,系统对总氮(TN)和氨氮( N H 4 + -N )的去除率分别稳定在86.3%~89.6%和80%以上,COD去除率维持在89.5%~90.0%之间;盐度升至7%时,TN去除率仍达86.4%。周期实验显示,在盐度3%条件下,亚硝酸盐氮在2 h内完全消失,硝酸盐氮未出现显著积累。微生物群落分析表明,Halomonas属为绝对优势菌属,在盐度3%和7%条件下的相对丰度分别达65.7%和75.6%,系统中未检测到典型自养硝化菌。文章为高盐废水的低碳处理和氮资源回收提供了新的技术思路,在盐度耐受性、温室气体减排和工艺简化方面展现出显著优势。
Abstract: Biological nitrogen removal from high-salinity wastewater remains a significant challenge in the field of water treatment, as conventional nitrification-denitrification processes are severely inhibited by salt stress. In this study, a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) based on heterotrophic ammonia assimilation (HAA) was developed to achieve efficient and green nitrogen removal from high-salinity wastewater. Through gradient salinity acclimation, the effects of salinity (ranging from 3% to 7%) on nitrogen removal performance were systematically investigated, and the evolution of the microbial community structure was analyzed using 16S rRNA high-throughput sequencing. The results showed that at salinities ≤ 5%, the removal rates of total nitrogen (TN) and ammonia nitrogen ( N H 4 + -N ) stabilized at 86.3%~89.6% and above 80%, respectively, while the COD removal rate remained between 89.5% and 90.0%. Even when salinity increased to 7%, the TN removal rate still reached 86.4%. Batch experiments under 3% salinity demonstrated that nitrite nitrogen was completely removed within 2 hours, and no significant accumulation of nitrate nitrogen was observed. Microbial community analysis revealed that Halomonas was the dominant genus, with relative abundances of 65.7% and 75.6% at salinities of 3% and 7%, respectively, while typical autotrophic nitrifying bacteria were not detected in the system. This study provides a novel technological approach for the low-carbon treatment of high-salinity wastewater and nitrogen resource recovery, demonstrating significant advantages in salt tolerance, greenhouse gas emission reduction, and process simplification.
文章引用:胡雨轩, 蹇思余, 黄晓宇, 翟浩凯, 魏金满. 不同盐度下异养氨同化对高盐废水脱氮效能的影响及其机理研究[J]. 环境保护前沿, 2026, 16(5): 868-876. https://doi.org/10.12677/aep.2026.165086

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