综述:垃圾渗滤液中全氟和多氟烷基物质(PFAS)去除的关键评述:生物脱氮与厌氧氨氧化系统的潜在解决方案

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology 4

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  这篇综述深入探讨了利用传统硝化-反硝化(nitrification-denitrification)、异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)及厌氧氨氧化(Anammox)系统处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮、有机氮和持久性污染物PFAS的潜力,重点解析了微生物响应机制、技术瓶颈及协同脱氮与PFAS降解的可持续策略,为降低温室气体(GHG)排放和能耗提供创新思路。

  

摘要

垃圾渗滤液作为高氨氮、有机氮及全氟和多氟烷基物质(PFAS)的复杂污染源,对生态环境和人类健康构成严峻威胁。近年来,生物处理技术因其高效性和可持续性成为研究热点,其中厌氧氨氧化(Anammox)系统因其低能耗、少污泥产出的优势备受关注。

生物处理技术的潜力与挑战

传统硝化-反硝化系统虽能有效脱氮,但对PFAS的降解能力有限,且易受碳源不足和二次污染制约。异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌群展现出同步脱氮与降解部分PFAS的能力,但其代谢途径尚不明确。Anammox系统通过厌氧条件下直接转化氨氮与亚硝酸盐为氮气,显著减少温室气体(GHG)排放,但PFAS的存在可能抑制功能菌(如Candidatus Brocadia)的活性。

微生物响应与PFAS胁迫

研究表明,PFAS会破坏微生物细胞膜完整性并干扰酶活性。部分耐压菌株(如Pseudomonas)可通过共代谢机制降解短链PFAS,但长链PFAS的顽固性仍是难点。Anammox颗粒污泥对PFAS的吸附作用可能缓解毒性,但长期暴露会导致菌群结构失衡。

优化策略与未来方向

调控溶解氧(DO)、pH及温度(20-30°C)可提升Anammox系统稳定性。组合工艺(如Anammox-电化学氧化)能协同去除PFAS与氮素。未来需突破PFAS降解基因鉴定、抗逆菌株选育及低成本工艺集成等瓶颈,以实现工程化应用。

(注:以上内容严格基于原文缩编,未添加非原文信息。)

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