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短程硝化-厌氧氨氧化工艺的快速启动策略研究

李林曦1*,张子锟2,李晓1,吴伟鹏1,林钰婷1,念克阳1
(1.厦门峻鸿环境固废处置有限公司,福建 厦门 361101;2.厦门大学 环境与生态学院,福建 厦门 361102)
摘要:针对短程硝化-厌氧氨氧化(PN-Anammox)耦合工艺在实际应用中存在的启动困难及运行不稳定等问题,提出了一种基于曝气量与溶解氧(DO)联合控制的快速启动策略。在维持低DO环境(< 0.2 mg/L)的条件下,通过逐步调节曝气量(100 ~ 175 L/h),精确控制反应体系的供氧量,以确保为厌氧氨氧化(Anammox)过程提供所需的亚硝态氮,从而实现PN与Anammox的高效耦合。研究结果显示,当进水总氮负荷为533.3 mg/(L·d),DO的质量浓度为0.04 ~ 0.15 mg/L,曝气量为175 L/h时,PN-Anammox耦合工艺表现出最佳的脱氮性能,总氮去除率达到77.6%,总氮去除速率为423.5 mg/(L·d)。在低DO环境下,氨氧化菌(AOB)与厌氧氨氧化菌(AnAOB)的原位活性随着曝气量的增加而显著增强。工艺成功启动后,AnAOB活性仅发挥出最大潜力的51.3%(929.3 mg/(L·d)),显示出系统较强的脱氮潜力及抗负荷冲击能力。此外,载体生物膜中亚铁血红素C(Heme C)含量和联氨脱氢酶(HDH)活性分别为絮体污泥的1.3倍和4.6倍,分别为1.21 mmol/g和0.09 μmol/(g·min),这说明投加载体有助于AnAOB的生长富集,从而有利于反应器的稳定运行。通过该联合控制策略,仅用39 d便在序批式反应器(SBR)中成功启动了PN-Anammox耦合工艺,并在高氨氮废水处理中表现出优异的脱氮效果。

关键词:短程硝化;厌氧氨氧化;曝气量;溶解氧;载体

出版年期:2024年第6期