回流比对DN-PN-ANAMMOX工艺处理中晚期垃圾渗滤液的影响

为了进一步提升反硝化-部分亚硝化-厌氧氨氧化(denitrification partial nitrification and anaerobic ammonia oxidation,DN-PN-ANAMMOX)工艺处理含有高浓度NH_(4)^(+)-N的中晚期渗滤液的脱氮能力,以当地垃圾填埋场的中晚期渗滤液为试验用水,考察了在不同回流比下该工艺对有机物和氮素的去除以及各功能区微生物群落的变化.结果表明:当回流比由5调至9时,COD_(Cr)(chemical oxygen demand)的去除率由47%逐渐升至53%,其中前置UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed Blanket,上流式厌氧污泥床反应器)去除COD_(Cr)的占比为41%,为后续的PN-ANAMMOX工艺提供了低碳环境.然而在回流比调至9时,由于高回流比的稀释作用使得游离氨(free ammonia,FA)的质量浓度下降〔ρ(FA)<2 mg L〕,导致了其无法抑制PN区NO_(2)^(-)-N氧化菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)的活性,部分亚硝化工艺的稳定性下降且NO_(2)^(-)-N积累率降至50%以下,对后续的ANAMMOX区脱氮性能产生不利影响,ANAMMOX区氮去除速率随之降至4.29 kg(m^(3)·d).研究显示:采用具有回流的DN-PN-ANAMMOX工艺处理ρ(NH_(4)^(+)-N)高达1900 mg L的中晚期垃圾渗滤液的最佳回流比为8,ANAMMOX区的氮去除速率达到7.41 kg(m^(3)·d),出水ρ(TN)(8.83 mg L)更低;同时,在回流比为8时,Pseudomonas、Nitrosomonas和Candidatus_Kuenenia分别在DN-PN-ANAMMOX工艺的前置UASB、PN区及ANAMMOX区得到最优的富集.

两段式进水两级矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液

针对矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液时由于反硝化区缺少碳源而导致总氮去除率不佳的问题,开展以优先利用原水中的有机物充当碳源为目的的两段式进水两级矿化垃圾反应器处理工艺的研究。通过控制反应器的曝气量、好氧区和反硝化区,研究了两段式进水两级矿化垃圾反应器处理垃圾渗滤液的效果。结果表明,当进水渗滤液水力负荷为46.0 L/(m^3·d)时,在第一级反应器底部曝气量为1.86 m^3/(m^3·d),第二级反应器中上部曝气量为0.37 m^3/(m^3·d)的条件下,COD、NH_4^+-N、TP的平均去除率分别为84.1%、92.6%、85.6%,运行稳定后TN平均去除率达76.0%,处理效果较好。

不同DN与PN-ANAMMOX耦合工艺处理中晚期垃圾渗滤液的微生物群落分析

为了推进厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)脱氮工艺在垃圾渗滤液处理方面的应用,在某垃圾填埋场建立了不同反硝化(denitrification,DN)与短程硝化-厌氧氨氧化(partial nitrification-ANAMMOX,PN-ANAMMOX)耦合模式的中试反应器处理垃圾渗滤液,探讨其耦合模式对脱氮及微生物群落结构的影响.结果表明DN+(PN-ANAMMOX)工艺可以将DN耦合入PN-ANAMMOX进行脱氮,但随着渗滤液中有机物浓度的增加,DN+(PN-ANAMMOX)工艺的PN区的需氧量增加,Nitrosomonadaceae科菌的富集受到限制.而NO-2-N的供给不足进一步导致ANAMMOX区Brocadiaceae科微生物的富集也受到限制,总氮去除速率(total nitrogen removal rate,TNRR)停留在0.44 kg·(m3·d)-1.而在DN-(PN-ANAMMOX)工艺中,具有反硝化能力的Saprospiraceae科菌在DN区富集,有机物主要在DN区被降解去除,为后续PN-ANAMMOX提供了良好的低碳环境.Nitrosomonadaceae科及Brocadiaceae科菌在相应的PN区及ANAMMOX区得到富集,反应器的TNRR和总氮去除率(total nitrogen removal efficiency,TNRE)也进一步提升至0.55 kg·(m3·d)-1和94.65%,实现了对NH4^+-N和有机物浓度分别为2233 mg·L^-1和2712 mg·L^-1渗滤液的直接处理.其中Candidatus Kuenenia菌更能适应高基质浓度的渗滤液水质,成为ANAMMOX区的优势菌属.