藻-菌颗粒污泥工艺在自然光昼夜交替条件下处理含复杂有机物生活污水的效能及机理研究

摘要

藻-菌颗粒污泥(MBGS)工艺是一种节能环保的新型污水处理工艺,当前关于该工艺的研究主要集中于连续光照、间歇式反应器及含简单有机物的模拟污水,对其在昼夜交替条件处理含复杂有机物污水的研究鲜有报道,从而极大地限制了MBGS工艺的进一步工程应用.该文采用连续流的管式光生物反应器(直径2.3 cm、管长50 cm、容积200 mL),探究了在自然光昼夜交替条件下MBGS工艺处理含复杂有机物(蛋白胨、酵母提取物、淀粉和尿素)的模拟市政污水的效能及机制.结果表明:①在白天平均进水ρ(COD)、ρ(NH4+-N)、ρ(TN)和ρ(PO43--P)分别为219.4、20.0、41.4和3.0 mg/L,晚上平均进水ρ(COD)、ρ(NH4+-N)、ρ(TN)和ρ(PO43--P)分别为237.0、21.2、43.7和3.0 mg/L的条件下,白天COD和PO43--P的平均去除率分别为77.1％和87.2％,其相应的夜晚平均去除率分别为88.0％和42.7％;TN在昼夜间的平均去除率均低于30％.②进一步分析表明,MBGS可在昼夜交替条件下调节系统DO浓度,从而实现MBGS系统的自我维持和COD的高效去除,COD在白天和晚上的平均去除速率分别约为0.34和0.42 kg/(m3·d).③Miseq测序结果表明,拟杆菌纲(Bacteroidia)、热带单胞菌属(Tropicimonas)和四膜虫属(Tetrahymena)丰度增高,可促进复杂有机物的降解.研究显示,MBGS工艺可以在自然光昼夜交替条件下实现有机物的高效去除,适用于碳氮比约为5的生活污水的处理.