低碳氮比废水中好氧颗粒污泥的活性恢复及稳定性研究

低碳氮比废水中好氧颗粒污泥的活性恢复及稳定性研究

好氧颗粒污泥以其良好的沉降性能、高生物量、微生物多样性和耐冲击等优点,被用于处理高氨氮、有毒有机等难降解废水。然而在实际废水处理过程中,过低的碳氮比(COD/N)废水由于需要外加碳源进行反硝化脱氮,大大增加了运行成本。

在好氧颗粒污泥系统中,过低的COD/N会影响好氧颗粒污泥的沉降性能、硝化性能及微生物群落结构,导致好氧颗粒污泥的失稳解体。本文以在4℃储存30天的好氧颗粒污泥为研究对象,考察了其在低COD/N条件下活性恢复状况;待其恢复活性之后,探究提高碳氮负荷和降低COD/N对好氧颗粒污泥的沉降性能、硝化性能和微生物种群结构的影响。

结果表明:(1)在4℃存储30天的好氧颗粒污泥,经过25天的培养,其活性完全恢复。A、B反应器COD的去除效率达95%,氨氮的去除效率达90%。

在恢复期间,系统的SVI30先上升后下降。A、B反应器SVI30分别由101 ml/g 和83ml/g上升至125 ml/g 和118 ml/g 后,下降至 80 ml/g 和 57 ml/g。

(2)好氧颗粒污泥活性恢复后,提升碳氮负荷和降低COD/N至2,对好氧颗粒污泥的物理性质影响不大,颗粒仍然能保持较好的沉降性能。A、B反应器的SVI30分别保持在60 ml/g和75 ml/g,MLSS分别保持在5g/L和3.7g/L左右。

COD的去除效率有所下降,但仍能保持在70%以上;氨氮去除率也有所波动,增加了系统的不稳定性。(3)提升碳氮负荷和降低COD/N,会使好氧颗粒污泥微生物群落的丰富度增加,但多样性会降低。

其中优势菌属为陶厄氏菌属(Thauera),在A、B反应器中均占总菌的44%以上,亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)由1.01%提升至7.15%。(4)提升碳氮负荷和降

低COD/N,会减少好氧颗粒污泥EPS的分泌。

好氧颗粒污泥的EPS与SVI呈负相关。周期内好氧颗粒污泥EPS先上升后下降,这有利于维持好氧颗粒污泥的活性,保证对氮的去除效率。

(5)不同COD/N条件下的好氧颗粒污泥,周期变化基本相同。进水的氮约有8%被用于微生物的生长繁殖,约有19.2%的氮在好氧阶段被同步硝化反硝化去除。