高盐度条件下游离氨与亚硝酸对亚硝化稳定性的调控机制及工程应用研究

为解决高盐废水处理中亚硝化过程不稳定问题，研究人员通过调控游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)、溶解氧(DO)和盐度等参数，系统研究了亚硝化细菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)的竞争机制。研究发现高FA(1–10 mg N/L)可长期抑制NOB并维持亚硝化稳定性，而盐度>5%能选择性抑制NOB增殖。该成果为高盐废水脱氮工艺优化提供了重要理论支撑。

　　

随着水产养殖和工业发展，高盐废水(盐度>3.5%)的氨氮污染问题日益严峻。传统硝化-反硝化脱氮工艺能耗高，而新兴的短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺可节能60%，但其核心环节——亚硝化(nitritation)的稳定性常受亚硝酸盐氧化菌(NOB)干扰。现有研究多集中于非盐条件，而高盐环境下NOB抑制机制尚不明确。

研究人员通过连续流混合固定床反应器(202天实验)，系统探究了盐度4%条件下FA、FNA、DO对NOB的抑制效应。采用荧光原位杂交(FISH)技术监测微生物群落，通过控制pH(8.1±0.2)和DO(2.6±0.7 mg/L)精确调控FA/FNA浓度。结果表明：高FA(3.7±2.0 mg N/L)能稳定抑制NOB并维持0.80±0.08 g N/L/d的氨氧化速率(AOR)，优势菌为γ-变形菌纲的Nitrosococcus oceani；当FA<1 mg N/L时，NOB Nitrospina会增殖导致亚硝化崩溃；0.11 mg N/L的FNA会诱发Nitrococcus增殖；单独5%盐度即可选择性抑制NOB。非盐对照实验证实，仅高FNA(0.11 mg N/L)能有效抑制NOB。

《Effect of FA on nitritation》章节揭示，高FA环境下Nitrosococcus oceani占主导(26.9%相对丰度)，而NOB丰度<1%；《Discussion》部分指出，长期盐度适应使Nitrosomonas逐渐取代Nitrosococcus成为优势AOB。《Conclusion》强调该研究首次证实高盐与FA协同抑制NOB的可行性，为高盐废水PN/A工艺优化提供了关键参数。

该研究通过微生物群落动态分析与长期工程验证，突破了高盐条件亚硝化不稳定的技术瓶颈。发现盐度>5%的天然抑制效应可减少化学抑制剂投加，具有重要工程应用价值。成果发表于《Chemosphere》，为水产、制药等行业高盐废水处理提供了创新解决方案。