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1.介绍
锌（Zinc）目前已在各种应用中被广泛使用，包括木材防腐，催化，电镀，电池，油漆，塑料，橡胶，肥料，和除草剂。Zn2 +经常发现在利用氧化炉产生钢时制造的废水中，并具有不可生物降解的性能[2]。例如，在美国和日本，废水处理厂的实际进水中Zn(II)的浓度分别可达0.01-1.28和0.02-0.38 mg L−1[1,3]。据报道，在中国的一些城市污水处理厂的干污泥中，锌的剩余污泥量可能高达2170.6和2841.2 mg L−1[4-5]。对于大多数，工业上主要用于橡胶制造和金属电镀的锌浓度分别为30 -145和250- 300 mg L−1[6-7]。在生活污水中，锌浓度为0.1-5 mg L−1[8-9]。此外，在猪和渗滤液中锌分别含量为1.5-30和0.05-1000 mg L−1[10-11]。由于锌离子不能被生物降解，它被认为是一个永久的污染物，并从上述来源看增加补充锌离子可能会阻碍氮循环。甚至，锌和氮特别是NH4+-N往往并存于猪场废水，垃圾渗滤液和生活污水中[7-11]。因此，这些废水的排放对与环境是一大挑战。所以，脱氮过程是迫切需要的。
厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺是一种有效处理高氨废水的脱氮工艺，在全球范围内得到迅速实践，可显著节约曝气能耗，无需有机碳的添加，和较低的污泥产量。由于缓慢增长速率的限制（倍增时间约11天）和功能对环境条件敏感，特别是重金属，抗生素，酚，硫化物，和其它缓蚀剂[15-17]，对含有这些抑制剂的废水进行处理时，厌氧氨氧化工艺的应用将受到限制。至于，铜[18]，汞[15,19,20]，银[15]，镉和铅[15]对厌氧氨氧化活性的短期和长期影响是有许多研究人员的报告。然而，到目前为止，锌对厌氧氨氧化过程的影响还没有被广泛发布。
本研究的目的如下：（一）调查锌对厌氧氨氧化性能的短期和长期影响；（二）跟踪在不同锌抑制和恢复过程中污泥性能的变化；（三）评估在恢复过程中调控工具的应用。
2. 方法
2.1. 模拟废水和接种污泥
将厌氧氨氧化菌培养于自养环境中，在矿物培养基中加入硫酸铵和亚硝酸钠，以添加所需的铵根和亚硝酸根，同时加入碳酸氢盐；加入微量元素作为营养物质。与杨和金[17]的合成培养基的组成相似。Zn(II)以氯化锌的形式将所需的量加入模拟废水中。下述中提到的Zn(II)为附加锌，不包括作为微量元素的Zn(II)。
厌氧氨氧化颗粒污泥的特定厌氧氨氧化活性（SAA）范围为5.18-16.6 mg-NO2- -N g -1-VSS h-1，本实验的接种污泥取自多个实验室规模的厌氧氨氧化向上溢流式厌氧污泥床（UASB）反应器，其去除率为10.5到10.7 Kg m-3 d-1，并将所取的污泥混合作为连续流实验的接种污泥。接种后，测定其挥发性固体悬浮物（VSS）可知，最初的生物量的浓度为16.7 g L-1。
2.2. 实验装置和操作策略
在UASB反应器（1L有效容积）研究Zn(II)对厌氧氨氧化过程的长期影响。用蠕动泵将模拟废水连续进入反应器中，将反应器置于350C左右的温室中，且盖上黑布防光。将模拟废水的pH调整到7.5-8.0，Zn(II)抑制的长期实验可根据Zn(II)的浓度和实验的目的分为六个阶(P0–P5)，如表1中所述。
实验内容 锌离子浓度
(mg L−1) 底物浓度
(NH4+-N, NO2-−N) (mg L−1)
固定初始底物浓度短期影响 0、5、10、20、30、40 100, 100
不同初始底物浓度短期影响 30 (70, 70), (140, 140), (210, 210), (280, 280),(350, 350), (420, 420)