为研究二级膜生物膜反应器(MBfR)在处理垃圾渗滤液协同垃圾填埋气脱硫脱碳提纯方面的效能与机制,依次考察了前置短程硝化 MBfR 和后置 MBfR 运行过程中有机物和氮素污染物的去除效能,以及垃圾填埋气中 H2S、CO2 和 CH4 的转化特性。 实验结果表明:在反应系统运行 280 d后,成功实现了渗滤液深度处理协同填埋气高效脱硫脱碳。 通过控制前置反应器低溶氧,亚硝化率可达 85%以上,可实现短程硝化和 DAMO-Anammox 过程的耦合。 系统对 COD、NH+4 和 TN 的平均去除率分别可达 95%、99%和 99%,可实现垃圾渗滤液高效减碳脱氮;垃圾填埋气经过净化后的 CO2和 H2S 气体成分分别降低至 0.2%以下和 5%左右,而 CH4气体成分提高至 80%左右,显著提升了垃圾填埋气的质量。 反硝化型厌氧甲烷氧化古菌和产甲烷古菌在电子转移系统中表现出高活跃性,暗示其通过直接电子转移的种间关系,可强化 CO2还原产 CH4过程。 本研究中,高效的填埋气升级效果一方面归功于富集了电活性产甲烷菌 Methanothrix 和硫自养反硝化细菌Thiobacillus;另一方面,高有机负荷的厌氧产甲烷过程消耗大量质子,从而提高体系碱性并增加液相中可吸收的 CO2量。 这进一步促进了垃圾填埋气中 CO2含量减少和 CH4含量增加。