低基质浓度下生物膜亚硝化工艺的快速启动及其运行效能

采用多孔凝胶填料,在低氨氮浓度下接种亚硝化絮体污泥进行填料挂膜,研究了反应器中填料的挂膜过程和不同DO/${{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$下亚硝化效果,采用MiSeq高通量测序技术分析了反应器中微生物种群结构。结果表明：在初始的1~3 d,有大量悬浮絮体污泥进入填料内部,反应器中基本无絮体污泥;随后填料内部的微生物不断由内向外生长,填料表观颜色不断加深,30 d时填料挂膜成功;DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$比值为0.09~0.2,氨氮容积负荷为1 kg·(m³·d)⁻¹时,亚硝化效果最好,亚硝积累率最高达86.13%。随着DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$的比值增加,亚硝积累率有所下降。
批次实验结果表明,通过控制DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$的值,能够使生物膜表面形成一层耗氧屏障,则生物膜内部所能利用的氧有限,以此达到抑制NOB的目的。微生物分析结果表明：生物膜中AOB/NOB值为3,AOB在硝化细菌中占主导地位,生物膜中厌氧氨氧化菌得到富集,在34 d时丰度增加至25.13%,符合反应器总氮去除率上升的特征。