季节性水温变化对单级自养颗粒污泥反应器性能的影响

全自养亚硝化-厌氧氨氧化(Partial nitritation/ANAMMOX,PN/A)工艺是可持续的生物脱氮工艺,季节性温度变化和低基质浓度是该工艺应用于主流污水处理的瓶颈.本研究在升流式单级反应器中运行382 d,进水氨氮浓度控制在70 mg·L^(-1),经历夏-秋-冬-春-夏四季更替,分析了反应器的脱氮性能、颗粒污泥特性、功能菌的活性变化及微生物结构变化,考察了温度波动和低温条件对脱氮性能和微生物群落动态的影响.结果表明,总氮去除负荷与温度季节性变化符合Boltzmann模型,污泥经历低温后,随温度回升,系统脱氮性能可恢复.温度在20℃以上时,平均总氮去除率可维持在70%以上,平均去除负荷达2.43 kg·m^(-3)·d^(-1),温度降至7~15℃,总氮去除负荷仅为0.61 kg·m^(-3)·d^(-1).系统中氨氧化菌(AOB)、厌氧氨氧化菌(AnAOB)活性与温度变化呈正相关,低温时微生物活性受抑制,低温对AnAOB的影响比AOB更为显著.颗粒污泥粒径、颜色与温度、污泥性能之间具有很好的响应规律,温度在20℃以下时,会导致颗粒污泥颜色变浅,污泥粒径减小,絮体与颗粒污泥共存,沉降性能变差.PN/A颗粒污泥性能随温度波动而变化,会影响生物群落结构,与功能微生物的活性有重要相关性.Candidatus_Kuenenia、Nitrosomonas是始终占据主导地位的优势菌属.