CANON在SBAF中的快速启动及其微生物特征

启动周期长是单级全程自养脱氮工艺(CANON)的主要制约因素之一.本文研究了基于淹没式生物滤池(SBAF)的CANON工艺的快速启动方法.首先,以城镇污水处理厂二沉池中普通活性污泥为种泥,在(30±2)℃、不添加有机碳源,控制DO(阶段Ⅰ:0.3~0.5 mg·L~(-1),阶段Ⅱ~Ⅳ:0.1~0.2 mg·L~(-1))的实验条件下,经过48 d对污泥微生物的驯化,成功启动了CANON工艺,氨氮(NH+4-N)和总氮(TN)最大去除率分别达到99.9%和86.5%.其次,采用16S r DNA宏基因组高通量测序技术研究了体系内微生物种群结构特性.测序结果显示体系内两个优势微生物菌门是Proteobacteria(变形菌门)和Planctomycetes(浮霉菌门),平均分别占比26.6%和17.8%,主要脱氮微生物是β-Proteobacteria中的Nitrosomonas和Brocadiae中的Candidatus brocadia.通过以上实验分析得出:采用SBAF启动CANON技术,具有可实现体系快速启动、生物高效脱氮、过程稳定运行等特性.     

SBAF单级自养脱氮快速启动、稳定运行及微生物群落演化

单级自养脱氮(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON)存在启动周期长、运行易失稳的问题.本文研究了在淹没式生物滤池(submerged biological aerated filter,SBAF)体系内,采用前期更替曝气的满负荷启动方法,通过严格控制体系中的溶解氧(dissolved oxygen,DO)和温度(DO和温度分别控制在0.10~0.30 mg·L~(-1)和31℃±1℃的范围内),水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)控制为24 h,于51 d成功实现CANON的快速启动,并稳定运行278 d.该体系氨氮去除率(ammonium removal rate,ARR)最大值为98.9%,其平均值为95.1%;总氮去除率(total nitrogen removal rate,TNR)最大值为85.9%,其平均值为75.1%;体系存在少量NO_3~--N累积.采用16S rDNA宏基因组高通量测序技术分析该体系中污泥微生物的演化特征,发现起亚硝化作用的富集微生物主要为门Proteobacteria,起厌氧氨氧化作用的富集微生物主要为门Planctomycete属Candidatus Brocadia,其相对丰度随着驯化时间延长而逐渐增大,两者协同作用共同实现CANON中的总氮去除.