谷氨酸钠废水是一种典型的含有高浓度氨氮和硫酸盐的氨基酸废水。高浓度的氨氮和硫酸盐会导致高浓度有机废水的厌氧生物处理效果下降和能源回收率降低,其主要原因是游离氨对微生物细胞的毒害作用和硫酸盐还原菌与产甲烷菌的竞争作用。然而,氨氮和硫酸盐对谷氨酸钠废水的厌氧生物处理的抑制特性及过程机理尚不明确。本文以处理模拟谷氨酸钠废水的两组上流式厌氧污泥床(UASB)反应器为研究对象,分别设置了不同氨氮(0～4000mgN/L)和硫酸盐(0～1000mg S042-L)抑制条件并长期连续运行210天和320天,研究了关键抑制因子作用下UASB反应器的长期运行性能和微生物群落结构的变化规律。主要结果如下:(1)增大进水氨氮浓度,UASB反应器内游离氨浓度得以升高,当进水氨氮浓度为2000mg/L时开始出现明显抑制作用。当进水氨氮浓度增大至4000mg/L,反应器内游离氨浓度达到354.63±39.06mg/L,COD平均去除率下降至49.35±2.30%,甲烷含量下降至约60%,接近半抑制状态。相比于初始条件,半抑制状态时颗粒污泥的微生物群落结构发生了明显变化,抑制后细菌的群落多样性和丰富度均下降,而古菌均略微上升:抑制阶段末期最主要的细菌门是Firmicutes、Synergistetes和Proteobacteria,总占比约88%;Methanosaeta是最主要的古菌属,占比47.7%。(2)当进水硫酸盐浓度从0 mg/L增大至667 mg/L时,UASB总体性能保持稳定,最高COD去除率为94.43±0.27%,最低COD去除率为83.41±1.08%;产气性能良好,未发生挥发性脂肪酸积累。在进水硫酸盐浓度最高为1000 mg/L时,51.95±4.42%的COD被产甲烷菌利用。对比始末阶段样品高通量测序结果,抑制后细菌和古菌的群落多样性和丰富度均下降:抑制阶段末期Firmicutes、Synergistetes、Bacteroidetes、Proteobacteria、Chloroflexi 和 Thermotogae 是最主要的细菌门,总占比约 81%;Methanosaeta取代Methanobacterium成为优势古菌属,占比为80.12%。综上,对于厌氧生物处理模拟谷氨酸钠废水,进水氨氮浓度高于2000mg/L时对于UASB反应器运行性能具有明显的抑制作用,而进水硫酸盐浓度增大至1000 mg/L仍然对其性能抑制作用相对较弱;由于氨氮和硫酸盐的长期抑制作用,颗粒污泥的微生物群落结构均会发生明显改变。