CANON工艺短程硝化恢复调控及微生物种群结构变化

以短程硝化恶化的全程自养脱氮工艺（CANON）污泥为研究对象,在间歇曝气序批式反应器（SBR）中开展自养脱氮运行效果的恢复调控研究,并基于微生物群落结构变化探究微生物调控机理.结果表明,高氨氮（NH₄⁺-N ≥300mg/L）和调节曝停比至1：3,可有效抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）.稳定后期,亚硝酸盐氧化率（NOR）逐渐降至2.30g N/（m³·h）,ΔNO₃^--N/ΔNH₄⁺-N逐渐降至0.13,总氮去除率（TNRR）提高到0.35kg N/（m³·d）,后延长厌氧段时间至90min,可使NOR进一步下降接近0.16S rDNA高通量测序结果表明,从恢复阶段初到稳定阶段,检测到NOB主要菌属为Nitrospira,其相对丰度从3.96%降至0.64%,Candidatus_Jettenia菌属（属于厌氧氨氧化菌（AnAOB））相对丰度从46.68%上升至49.98%.可见,通过短期提高进水氨氮浓度可使NOB得到有效抑制,并逐渐被淘汰,使AnAOB得到富集,AOB相对丰度稳态,CANON系统得到恢复.     

应用于Anammox-MBR的尼龙织布亲水改性研究

采用聚乙烯醇（PVA）对尼龙织布表面涂覆改性,对改性前后织布进行表征并进行纯水通量测试,随后以牛血清蛋白（BSA）模拟污染物测试尼龙织布改性前后的抗污染性能,并对改性后的织布进行溶解性有机碳（DOC）浸出实验.改性过程中,优选3%涂覆浓度和250μm涂层厚度,改性后织布的纯水通量值约提高85.0%,对BSA的截留率由6.0%±0.5%上升至7.2%±0.7%,通量恢复率由90.0%提高到96.1%,可逆污染比重上升,不可逆污染比重下降,污染形式主要表现为可逆污染.为避免改性尼龙织布应用于厌氧氨氧化-膜生物反应器（Anammox-MBR）时对厌氧氨氧化反应产生不可逆危害,提出应对制备完成的改性尼龙织布进行为期3d及以上的静态清水浸泡或动态浸出处理.     

吸附-全程自养脱氮(A-CANON)工艺处理实际市政污水

以上海某污水处理厂市政污水为研究对象,考察市政污水在常温（25℃）条件下先经吸附段（A段）去除回收部分碳源后利用全程自养脱氮（CANON）工艺处理的脱氮效果.A-CANON工艺稳定运行175个周期,A段水力停留时间（HRT）=20min,DO=2mg/L,COD去除率始终高于60%,出水C/N降至1.5左右;CANON段出水中COD及TN浓度分别低于50mg/L和15mg/L,NH₄⁺-N浓度一般低于5mg/L,基本满足城市污水厂一级A排放标准.16S rDNA高通量测序结果显示,采用A-CANON工艺后,CANON系统中的优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus_Jettenia和Candidatus_Brocadia.其中,Candidatus_Jettenia的丰度由第85周期的1.79%增加到第175周期的13.51%,较同期丰度降低1.4%的Candidatus_Brocadia表现出更强的环境适应能力.研究结果表明采用A-CANON工艺可有效处理市政污水并回收其中碳源.为该工艺在市政污水处理中的应用提供了理论依据和技术支持,有望实现市政污水碳、氮处理的可持续性.     

曝气策略调控CANON工艺降温降基质稳定运行

通过调整曝气策略,研究了降温降基质（氨氮）运行过程中实现全程自养脱氮（CANON）序批式生物膜反应器（SBBR）稳定运行的可行性.结果表明,在中温（35℃）高基质[（446.47±43.77）mg NH₄⁺-N/L]曝气/停曝=60min/60min条件下,反应器稳定运行223d,总氮去除负荷（TNRR）和总氮去除率（TNRE）分别为（0.49±0.07）kg N/（m³·d）和（84.3±4.6）%.温度降至20~23℃,根据一个运行周期内NO₂^--N积累速率和去除速率之比调整曝气工况为曝气/停曝=40min/80min,运行69d后TNRR和TNRE分别降至（0.43±0.04）kg N/（m³·d）和（69.5±5.7）%.而后逐步梯度降低基质至（105.6±16.1）mg NH₄⁺-N/L,采用相同策略分别调整曝气/停曝时间为40min/80min、30min/90min和8min/32min,运行93d后TNRR降至（0.16±0.02）kg N/（m³·d）,TNRE升至（71.5±7.5）%.高通量测序结果从群落组成角度证实了降温和降基质过程中实施的曝气调控策略维持了CANON系统脱氮功能菌的主导地位,亚硝酸盐氧化菌NOB相对丰度一直被控制在0.1%以下.     

应用于Anammox-MBR的尼龙织布亲水改性研究

采用聚乙烯醇（PVA）对尼龙织布表面涂覆改性，对改性前后织布进行表征并进行纯水通量测试，随后以牛血清蛋白（BSA）模拟污染物测试尼龙织布改性前后的抗污染性能，并对改性后的织布进行溶解性有机碳（DOC）浸出实验.改性过程中，优选3%涂覆浓度和250μm涂层厚度，改性后织布的纯水通量值约提高85.0%，对BSA的截留率由6.0%±0.5%上升至7.2%±0.7%，通量恢复率由90.0%提高到96.1%，可逆污染比重上升，不可逆污染比重下降，污染形式主要表现为可逆污染.为避免改性尼龙织布应用于厌氧氨氧化-膜生物反应器（Anammox-MBR）时对厌氧氨氧化反应产生不可逆危害，提出应对制备完成的改性尼龙织布进行为期3d及以上的静态清水浸泡或动态浸出处理.