1引言

垃圾滲濾液是指生活垃圾在處理過(guò)程中，由于雨水的滲入、廢棄物的固有水分以及生化作用等原因而產(chǎn)生的具有復(fù)雜水質(zhì)的特種廢水。一般來(lái)說(shuō)，難降解有機(jī)物、氨氮和重金屬是滲濾液處置中最為關(guān)鍵的3個(gè)問(wèn)題。特別是氨氮，由于含量高，會(huì)在滲濾液中持續(xù)存在，并可能對(duì)后續(xù)的生物處理過(guò)程產(chǎn)生毒性，因此，氨氮也被認(rèn)為是滲濾液中最亟需處理的成分。在傳統(tǒng)的滲濾液處理中，氨氮的去除主要是通過(guò)好氧及缺氧池來(lái)完成的，在這個(gè)過(guò)程中，氨氮經(jīng)歷好氧硝化和缺氧反硝化作用被還原成氮?dú)狻Ｈ欢?，由于滲濾污水失調(diào)的碳氮比以及較差的生化性，總氮的去除性能在實(shí)際工程中往往受到極大制約。雖然通過(guò)添加額外的碳源（如甲醇），可以顯著提升總氮的去除效果，但同時(shí)增加了運(yùn)營(yíng)成本，不利于推廣應(yīng)用。

近幾年，短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化脫氮系統(tǒng)作為一種新型且經(jīng)濟(jì)高效的生物脫氮工藝，受到了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。該工藝可分為兩個(gè)階段，即短程硝化和厭氧氨氧化。其中在短程硝化階段，可通過(guò)人為調(diào)節(jié)曝氣量等條件，將硝化過(guò)程生成的產(chǎn)物控制為亞硝態(tài)氮，隨后在厭氧氨氧化階段，生成的亞硝態(tài)氮和氨氮一起被厭氧氨氧化菌生成氮?dú)?。與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比，該系統(tǒng)不需要外加碳源，污泥產(chǎn)生量低，并且比傳統(tǒng)工藝節(jié)省能源和氧氣。目前，國(guó)內(nèi)外利用短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化工藝處理垃圾滲濾液已有一定研究，但大多都致力于探討氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮的變化，而未分析與氮循環(huán)功能有關(guān)的基因變化情況。基于此，本研究以實(shí)際垃圾滲濾液為研究對(duì)象，采用序批式反應(yīng)器（SBR）構(gòu)建了短程硝化-厭氧氨氧化系統(tǒng)，通過(guò)分析運(yùn)行數(shù)據(jù)和氮循環(huán)功能基因，為該工藝在實(shí)際運(yùn)用中提供技術(shù)理論依據(jù)。

2材料與方法

2.1滲濾液及接種污泥

本研究中滲濾液樣品采集于上海某垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)中厭氧池出水，其COD為（3215.3±654.1)mg/L，氨氮為（854.3±103.5)mg/L,BOD₅為（640±130)mg/L。短程硝化反應(yīng)器的污泥取自該焚燒廠A/O池的好氧污泥，厭氧氨氧化反應(yīng)器的污泥取自實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行穩(wěn)定的厭氧氨氧化反應(yīng)器。

2.2試驗(yàn)裝置和運(yùn)行條件

試驗(yàn)裝置見圖1，兩個(gè)SBR反應(yīng)器均由有機(jī)玻璃制成，高度約20cm，內(nèi)徑12cm，有效容積2L。

系統(tǒng)的水溫控制在25～32℃。系統(tǒng)的運(yùn)行周期通過(guò)定時(shí)開關(guān)進(jìn)行控制，其周期與進(jìn)水水質(zhì)見表1、表2。

反應(yīng)器通過(guò)酸堿調(diào)節(jié)藥劑來(lái)控制pH，短程硝化的范圍為7.5～8.5；厭氧氨氧化反應(yīng)器的范圍為8.15～8.25。在啟動(dòng)期，兩個(gè)SBR獨(dú)立運(yùn)行。進(jìn)入穩(wěn)定期后，再將反應(yīng)器串聯(lián)起來(lái)運(yùn)行。

2.3理化指標(biāo)的測(cè)定
所有樣品的COD指標(biāo)通過(guò)COD水質(zhì)分析儀（COD-571，上海）進(jìn)行檢測(cè)，NH4⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N理化指標(biāo)均采用離子色譜（賽默飛Aquion，美國(guó)）測(cè)得。

2.4DNA的提取及氮循環(huán)功能基因檢測(cè)

為了探索與氮循環(huán)相關(guān)基因的變化情況，本研究選取了運(yùn)行90d短程硝化反應(yīng)器中的活性污泥（PNMLSS），厭氧氨氧化接種前的污泥（ANMLSS-A）以及運(yùn)行90d的厭氧氨氧化污泥（ANMLSS-B）作為檢測(cè)樣本進(jìn)行分析。所有樣品經(jīng)-40℃冷凍干燥30h后，取0.1g置于DNA試劑盒的裂解管中，根據(jù)PowerSoil誖DNAIsolationKit法提供的操作步驟進(jìn)行提取。提取完成后，獲得含DNA溶液樣品約100μL，測(cè)定的OD260/OD280值為1.8～2.0。將抽提的DNA進(jìn)行氮循環(huán)功能基因的定量檢測(cè)（Bio-RadC1000Touch，美國(guó)），各功能基因的引物選擇見表3。差異性分析通過(guò)Mann-WhitneyU檢驗(yàn)進(jìn)行。

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