微藻曝气强化短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮工艺性能

采用序批式生物膜反应器(SBR),在温度为30℃条件下,在短程硝化/厌氧氨氧化生物膜的基础上耦合小球藻构建藻菌耦合生物膜体系,通过改变光照时长和曝气量组合条件的运行方式共运行85 d,分析组合条件下体系的脱氮性能、藻菌耦合体系特性和氮转化路径,以得到最佳脱氮条件及藻菌耦合脱氮机制。结果表明:当进水氨氮质量浓度为(400±50) mg/L时,光暗比(单位为h/h)设置为6/4,曝气强度为200 mL/min时,脱氮效果最好,NH4+-N及总氮平均去除率最高可达92.31%和87.56%;藻菌耦合体系运行过程中污泥质量浓度与小球藻干重calgae比始终约为5.5,表明生物膜中藻类和细菌的比例达到相对稳定状态,并形成良好的互利共生关系,集中在生物膜外部的小球藻通过光合作用产生的氧气被硝化细菌消耗,因此产生的厌氧环境和亚硝酸盐底物来维持厌氧氨氧化菌的活性;在氮的去除机制中,生物吸收量约占45.71%,PN/A(短程硝化-厌氧氨氧化)过程N2的生成量及氮损失约占54.29%。

基于MBBR工艺的北方某污水厂运行效果及氮磷去除机理分析

采用倒置AAO-MBBR工艺对北方某污水厂进行提量改造,为研究该污水厂处理效果稳定性,跟踪检测了污水厂近一年数据,通过小试试验和沿程水质变化分析了MBBR工艺对污水厂处理效果的影响,并结合胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)、生物膜厚度及高通量测序进行了深度分析。结果表明,该污水厂处理效果稳定,抗低温能力强,低温阶段出水氨氮、TN、TP能够稳定降至(0.78±0.37)、(8.07±1.48)、(0.08±0.03)mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。硝化小试结果表明,悬浮载体投加能够显著提高好氧池硝化负荷,且悬浮载体生物膜硝化贡献率能够达到50%以上。沿程水质测定结果表明,好氧MBBR池存在明显同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND)现象,低温阶段尤为明显,SND脱氮量最高达到6.51 mg/L,占系统TN去除量的18.97%。EPS和生物膜厚度测定结果表明,低温阶段悬浮载体生物膜能分泌更多EPS,从而促进微生物聚集生长,不仅能够提高系统抗低温性,还可以增强系统SND效果。另外,高通量测序结果显示,悬浮载体生物膜中硝化菌相对丰度明显高于活性污泥,低温阶段更是达到活性污泥的6倍以上,这是污水厂保持稳定硝化效果的重要原因。