温度对城市污水厌氧生物滤池运行效果与菌群结构的影响

城市污水厌氧产甲烷是城市污水资源化利用途径之一,但低有机物浓度和低温条件影响和限制该工艺在城市污水处理方面的应用.为此,在中试反应器中对厌氧生物滤池处理实际城市污水的启动方式、不同温度条件下系统运行效果和菌群结构的变化进行了研究.结果表明,采用间歇运行和连续运行相结合的挂膜方式,可实现工艺的快速启动,出水SCOD浓度稳定在60mg·L~(-1). 14℃以上厌氧生物滤池运行较稳定,水解酸化菌和产甲烷菌代谢趋于平衡,出水SCOD和TCOD浓度稳定在69mg·L~(-1)和90mg·L~(-1). 10℃低温条件下,水解菌群相对丰度下降,系统TCOD去除效果下降;而消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)产酸菌相对丰度增加至32.79%,导致系统出水VFA浓度从2mg·L~(-1)升高至12mg·L~(-1);产甲烷菌群数量略有降低,产甲烷能力变化较小,出水SCOD较为稳定.厌氧生物滤池生物膜菌群结构复杂,菌群丰富度和多样性随温度的降低而下降.同时,启动和温度降低过程中,产甲烷菌群结构发生变化,乙酸型产甲烷菌群丰度逐渐升高,成为产甲烷优势菌群.因此,城市污水厌氧生物滤池启动快,能够抵抗温度持续降低的影响,同时,运行9个月不需反冲洗,不存在易堵塞需频繁反冲洗的问题,可更充分地发挥生物滤池的生物接触氧化和过滤截留的作用.     

基于同位素技术的短程硝化过程N2O产生途径

在常温条件下,采用批次试验结合同位素分析技术,研究不同溶解氧(DO)浓度下短程硝化过程N_2O的释放量及产生途径.结果表明,不同溶解氧条件下,N_2O的释放量与NO_2~--N浓度显著相关,当NO_2~--N浓度大于3 mg·L~(-1),短程硝化过程开始出现N_2O的释放,且随着NO_2~--N浓度的增加而增加.当溶解氧浓度分别为0. 5、1. 5和2. 5 mg·L~(-1)时,N_2O的释放量占进水总氮的比例分别为4. 35%、3. 27%和2. 63%,随着溶解氧的升高,N_2O的释放量占进水总氮的比例降低.短程硝化过程控制溶解氧在2. 5 mg·L~(-1),既可以提高比氨氧化速率,又可以减少N_2O的产生.同位素测定结果表明,当溶解氧为0. 5 mg·L~(-1)时,只有AOB反硝化过程生成N_2O.但当溶解氧升至1. 5 mg·L~(-1)时,有4. 52%的N_2O通过NH_2OH氧化过程生成,AOB反硝化过程生成的N_2O占95. 48%.继续升高溶解氧到2. 5 mg·L~(-1)时,NH_2OH氧化过程生成的N_2O比例增加至9. 11%,AOB反硝化过程生成的N_2O占90. 89%,溶解氧浓度的改变会影响短程硝化过程N_2O的产生途径,避免过高的NO_2~--N积累,可以减少N_2O的产生.