厌氧铁氧化菌对填埋场脱氮的影响及机理研究

目前生物反应器填埋场脱氮方面的研究主要集中在工艺的优化组合等方面。本项目在本课题组10余年研究的基础上，针对铁与反硝化脱氮微生物生态耦合的现象，以生物反应器填埋场为模型系统，综合采用经典和现代的厌氧微生物研究方法以及分子生物学技术和手段，深入开展厌氧铁氧化菌对填埋场脱氮的影响及机理。研究生物反应器运行过程中氮素的去除效果和铁的价态变化规律，揭示铁的氧化还原循环与氮素去除的潜在关系；解析生物反应器填埋场运行过程中微生物群落及厌氧铁氧化细菌的演替规律，研究分离到的厌氧铁氧化菌的形态学特性、生理生化特征和生长特性；研究碳源种类和二价铁类型与厌氧铁氧化细菌耦合对硝态氮去除效率的影响，明确厌氧铁氧化对填埋场脱氮的影响及微生物学机制。项目研究结果将丰富源头消减填埋场氮排放的手段，为更多的认识填埋场中参与氮转化微生物的作用和贡献提供理论基础。

本项目在本课题组 10余年研究的基础上，针对铁与反硝化脱氮微生物生态耦合的现象，以生物反应器填埋场为模型系统，综合采用传统和现代的厌氧微生物研究方法以及分子生物学技术和手段，深入开展了厌氧铁氧化菌对填埋场脱氮的影响及机理研究。研究发现不同填埋工艺模拟填埋场反应器渗滤液中总铁的浓度变化趋势及累积释放量差异巨大，CL与RL中铁的释放率分别为1.00%和0.14%。渗滤液中亚铁的百分比均随着填埋场的逐步稳定而逐渐升高，其中RL品中亚铁的比例在63.0-92.7%内变化，而CL为76.0-98.8%；分离获得了一株新型厌氧铁氧化-硝氮还原功能菌，该菌株生长相对缓慢，且生物量增殖相对较小，但具有较强的厌氧铁氧化和硝氮还原能力，能在96h内使得亚铁氧化50%、硝氮还原88%，并在pH为7、30℃的中性、中温环境下具有最佳的厌氧铁氧化和硝氮还原能力；将富集该菌株的垃圾接种回填埋场时发生了明显的无机自养型的亚铁厌氧氧化-反硝化。项目研究结果丰富了源头削减填埋场氮排放的手段，为更多的认识填埋场中参与氮转化微生物的作用和贡献提供了理论基础。