为耦合厌氧氨氧化产生NO2^-的城市污水中试研究

厌氧氨氧化技术因其节省曝气能耗和有机碳源等突出优势,被认为是迄今为止最经济高效的污水脱氮工艺.然而该技术尚未实现主流城市污水处理的工程化应用,其瓶颈在于厌氧氨氧化所需基质亚硝酸盐(NO2^-)难以稳定获取.目前普遍采用的短程硝化方法在主流条件下难以维持稳定的NO2^-积累.短程反硝化是指将废水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐(NO3^-→NO2^-)的过程.短程反硝化技术具有长期稳定的NO2^-积累特性,反应速率快,节省有机碳源,是为厌氧氨氧化菌提供底物NO2^-的新途径.基于此,本研究通过中试规模试验研究验证短程反硝化为厌氧氨氧化提供底物NO2^-的可行性.结果表明,接种的城市污水处理厂剩余污泥具有一定的短程反硝化潜势,以城市污水及其硝化液为进水,通过对进水比例和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)等参数进行调控,成功启动了短程反硝化系统.长期试验结果表明,短程反硝化产生NO2^-的性能逐渐提高,NO3-还原为NO2^-的转化率(nitrate translation rate,NTR)高于75%,且在低温(13.7~16.2℃)条件下仍具有较高的产亚硝酸盐性能,低温阶段平均NTR可达62.3%.本研究为解决城市污水厌氧氨氧化脱氮过程底物NO2^-难以稳定获取的问题提供了思路和方法,对短程反硝化耦合厌氧氨氧化技术在城市污水处理领域的推广应用具有重要意义和研究价值.