上升流速对CANON工艺稳定性及微生物群落的影响

摘要

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器作为全程自养脱氮(CANON)工艺启动运行的装置,考察了不同上升流速对CANON工艺脱氮性能的影响,并对固定生物膜-活性污泥(IFAS)系统内颗粒污泥粒径的变化和生物膜上的生物量进行定量分析,同时对颗粒污泥和生物膜上的微生物进行高通量分析,探究在不同聚集体上微生物群落结构的特点.结果表明,在连续运行过程中,上升流速由2m/h增加至6m/h的过程中,总氮去除负荷由0.20kg/(m3·d)逐渐增加至0.66kg/(m3·d),而△NO3--N/△NH4+-N的比值稳定在0.11,成功实现了CANON的高效稳定运行.当上升流速增加至8m/h时,CANON工艺脱氮性能失稳,总氮去除负荷(NRR)降低至0.42kg/(m3·d),污泥平均粒径由1.3mm减小到0.9mm.上升流速恢复至6m/h后,CANON脱氮工艺脱氮性能逐渐恢复,最终NRR稳定在0.60kg/(m3·d)以上,污泥平均粒径恢复至1.2mm,生物膜生物量的比生长速率为0.0024d-1.高通量测序显示,颗粒污泥中主要以氨氧化细菌(AerAOB)功能菌Nitrosomonas(2.45％),和厌氧氨氧化细菌(AnAOB)功能菌Candidatus Kuenenia(2.38％)为主要菌属;而生物膜中主要是AnAOB功能菌 Candidatus Kuenenia(9.78％)、Candidatus Brocadia(4.23％),同时还检测出少量AerAOB功能菌Nitrosomonas(0.40％).结果表明两种微生物在不同聚集体上存在一定的差异性.