高负荷厌氧氨氧化反应器性能、微生物结构和过程动力学特性研究

摘要

本文研究了上流式厌氧污泥床(UASB)中厌氧氨氧化工艺的脱氮性能、污泥性状、微生物群落结构以及过程动力学特性。首先,通过缩短水力停留时间并提高进水基质浓度,研究了负荷提升过程中UASB反应器的脱氮性能,并最终将反应器的总氮去除速率(NRR)提高到15.77kg/(m3·d),富集了成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥。其次,选用3种基质去除动力学模型对反应器稳态运行时期的数据进行了拟合,其中Stover-Kincannon模型的结果表明UASB的最大基质利用速率(Umax)可达55.68 kg/(m3·d)。此外,微生物群落结构分析的结果表明反应器在长期高负荷运行后,占主导地位的脱氮细菌为'Candidatus Kuenenia'属。随着脱氮性能的提高,其相对丰度由12.29%提高到了36.95%,颗粒污泥内的厌氧氨氧化优势菌属的组成也发生了改变。