铵浓度对厌氧生物滴滤器中甲烷氧化和二氧化碳去除的影响：该装置用于处理合成填埋气及渗滤液

《Journal of Chemical Technology & Biotechnology》：Effect of ammonium concentration on methane oxidation and CO2 removal in an anaerobic biotrickling filter treating synthetic landfill gas and leachate

　　

摘要

背景

填埋气（LFG）和渗滤液通常通过耗能较高的工艺进行单独处理。本研究评估了将这两种物质集成到厌氧生物滴滤器（BTF）中，以实现甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）的同时去除，并同时转化铵离子（NH₄⁺），以及微生物群落如何介导这些过程。

结果

BTF使用合成填埋气（CH₄/CO₂/N₂，体积比50:35:15）进行实验，在存在硫酸盐（SO₄^2?，浓度200?mg?L^?1）的条件下，分别在两种NH₄⁺浓度（500和3700?mg?L^?1）下运行。在NH₄⁺浓度为500?mg?L^?1（第一阶段）时，实现了甲烷（CH₄）的同步氧化（16?615.7?±?5266.2?nmol CH₄?cm^?3?d^?1）和二氧化碳（CO₂的去除（5481.6?±?5000.2?nmol CO₂?cm^?3?d^?1），甲烷和二氧化碳的去除率（RE）分别为43.9%和19.9%，同时NH₄⁺的去除率为37.6%。当NH₄⁺浓度为3700?mg?L^?1（第二阶段）时，甲烷的去除能力显著下降（去除率仅为0.5%），而二氧化碳的去除率保持在较低水平（7.5%），达到2101.7?±?2433.1?nmol CO₄?cm^?3?d^?1，NH_{4⁺的去除率为65%。微生物分析表明，Methanosarcina和Methanobacterium可能参与了逆向甲烷生成过程。反硝化菌（Caenispirillum、Aquabacterium）和硫循环细菌（Desulfobacterota）的共存表明，碳（C1）的转化是由共生相互作用支持的。}

结论

本研究表明，在BTF反应器中同时处理填埋气和渗滤液是可行的。NH₄⁺浓度是影响反应器性能和代谢活性的关键因素，说明NH₄⁺浓度可以作为调节系统功能的战略控制变量，为填埋气处理提供了一种新方法。? 2026 作者。《Journal of Chemical Technology and Biotechnology》由John Wiley & Sons Ltd代表化学工业学会（SCI）出版。

利益冲突

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究结果的竞争性财务利益或个人关系。

数据可用性声明

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文中。