微氧升流式膜生物反應器SNAD啟動與機制研究.pdf

1、短程硝化、厭氧氨氧化和短程反硝化一體化工藝(SNAD)是一種針對低C/N廢水在一段式全程自養(yǎng)脫氮工藝（CANON工藝）基礎上發(fā)展而來的新型生物同步脫碳除氮技術。它具有占地面積小，污泥產量低，脫碳除氮效果較好等諸多優(yōu)點，在工程應用中具有較為廣闊的發(fā)展前景。
　　本實驗主要以低C/N的模擬工業(yè)廢水作為研究對象，將膜與SNAD結合，在微氧升流式膜生物反應器中探究不同C/N對SNAD啟動過程的影響，探討在較高的污泥濃度下實現SNAD工藝的

2、成功啟動并穩(wěn)定運行的優(yōu)化條件，在此基礎上對其脫碳除氮效果及菌群結構變化進行分析，以求為SNAD工藝在實際工程中的應用提供理論依據和數據支持。論文主要研究內容如下:
　　(1)當C/N=2(COD=400mg/L，NH4+-N=200mg/L)時，以溶解氧和堿度作為主要控制手段，尋找最佳調控參數;研究系統(tǒng)去除氨氮、總氮和COD的效率，探討短程反硝化和厭氧氨氧化的可能性。實驗結果證明，堿度濃度在1400mg/L-1700mg/L范圍內

3、，且溶解氧為0.4mg/L時效果最佳，最終出水NH4+-N、TN和COD濃度分別為20mg/L、50mg/L和22mg/L左右，去除率分別為90％、76％和95％左右，脫氮過程以傳統(tǒng)反硝化和短程反硝化為主。
　　(2)C/N=1.5（COD=300mg/L，NH4+-N=200mg/L）時，通過控制溶解氧，以控制出水低氨氮濃度和高亞硝氮濃度的方式運行，出水NH4+-N、TN和COD濃度分別為10mg/L、67mg/L和38mg/L

4、左右，去除率分別為96％、67％和87％以上，雖然除氮效果無明顯提高，但高通量測序結果顯示有少量厭氧氨氧化菌群的出現，此階段脫氮仍以短程反硝化為主。
　　(3)C/N=1（COD=200mg/L，NH4+-N=200mg/L）時，通過調節(jié)溶解氧控制出水氨氮和亞硝氮濃度比為1∶1并及時提高進水氮負荷，成功快速啟動SNAD過程。最終出水NH4+-N、NO2--N、NO3-N和COD濃度分別為7mg/L、10mg/L、7mg/L和22m

5、g/L左右，實現96％的氨氮去除率，86％的總氮去除率，89％的COD去除率，成功實現碳和氮的高效去除。且通過除氮路徑分析知，38％總氮通過厭氧氨氧化去除，62％總氮通過短程反硝化去除。
　　(4)通過批式試驗對不同階段的功能菌群進行活性測定，AOB的活性在啟動初期和短程硝化反硝化穩(wěn)定運行階段分別為2.18mg-NH4+-N/(gVSS·h)和9.35mg-NH4+-N/(gVSS·h)，短程硝化反硝化穩(wěn)定運行階段AOB的活性是啟

6、動初期的4.3倍，且NOB活性得到有效抑制，短程反硝化菌活性均較高。此外，在本實驗條件下，SNAD穩(wěn)定運行階段厭氧氨氧化菌的活性為1.78mg-TN/(gVSS·h)。
　　(5)探究SNAD啟動過程中污泥狀態(tài)、粒徑和胞外聚合物等理化性質的變化，EPS中較少的蛋白質和多糖含量及較低的蛋白質與多糖比值使該系統(tǒng)中膜污染較輕。
　　(6)采用高通量測序，通過在屬水平上對菌落結構的柱狀圖分析知，兩種厭氧氨氧化菌種分別屬于Candid