电镀废水高效脱氮新途径：部分反硝化-厌氧氨氧化(PD/A)工艺的效能与微生物响应机制

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Efficacy and microbial response mechanism of partial-denitrification/anammox in the treatment of electroplating wastewater

本文系统研究了部分反硝化/厌氧氨氧化（PD/A）工艺处理电镀废水（EPW）的效能与微生物响应机制。研究发现，在99天运行中，PD/A系统对NH4+-N和NO3--N的去除率分别超过90%和95%，总氮去除率（TNRE）达93.19±2.70%。通过分子表征揭示了微生物动态适应策略，证实了Candidatus_Kuenenia和Thauera等关键菌群的演替规律，为电镀废水高效低碳处理提供了新方案。

　　

研究亮点

反应器设置与运行

如图S1所示，PD/A工艺在缺氧序批式反应器（SBR）中运行（工作体积：5.0 L）。为确保严格厌氧条件并避免厌氧氨氧化细菌的光抑制，反应器采用遮光复合材料包裹。反应器内填充10.8%填充率的非固定K₃填料，比表面积为860 cm²/cm³。PD/A系统的水力停留时间（HRT）控制在12小时。每个运行周期包括10分钟进水、600分钟混合、30分钟沉淀和10分钟排水。

PD/A长期运行性能

PD/A系统在五个运行阶段（0%、25%、50%、75%和100%废水投加比例）表现出对电镀废水的渐进式适应能力。如表S3和图1a-d所示，在阶段Ⅰ中，NH₄⁺-N、NO₃^--N和COD的去除率分别为91.94±1.03%、97.96±1.68%和91.38±4.92%，总氮去除率达到94.17±1.34%，与Wang等人报道的基准PD/A性能一致。阶段Ⅱ在25%电镀废水投加下仍保持稳定的去除效率。

结论

本研究证明PD/A工艺可有效处理电镀废水。在99天运行期间，即使处理全浓度电镀废水，系统仍保持92.44±2.65%的高总氮去除率。氮转化分析证实，在所有阶段厌氧氨氧化贡献了超过90%的总氮去除，凸显了其主导作用。微生物测序显示，Thauera在电镀废水暴露下富集，促进了亚硝酸盐供应，而Candidatus_Kuenenia虽初期受抑制但最终恢复至10.17%，展现出强大的适应韧性。