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2025年第12期
• 污水处理与回用 •

基于间歇式生化处理设施的溢流污染控制氨氮降解的动力学机理

作者:甘沛民,李惠平,杨浩生,吴铮笛,庞维海,杨殿海
作者单位:同济大学环境科学与工程学院;同济大学污染控制与资源化国家重点实验室;上海市污染防治与生态安全研究所
引用本文:甘沛民, 李惠平, 杨浩生, 等.基于间歇式生化处理设施的溢流污染控制氨氮降解的动力学机理[J].净水技术, 2025, 44(12): 75-84.
摘要:【目的】 溢流污染控制对于许多城市的水环境治理不可或缺,控制溢流污染中氨氮的浓度可有效削减溢流污染发生时排放的污染物负荷,降低水体耗氧。本文通过研究间歇进水条件下生化系统氨氮降解过程,旨在利用生化反应对溢流污染中氨氮排放进行有效控制。【方法】 基于此,本文对上海3座泵站的溢流污水COD和氨氮浓度进行监测,并对其原水接种活性污泥在常规条件和闷曝条件下开展氨氮降解动力学试验。【结果】 进水可能导致自养菌面临营养缺乏的风险。降解动力学结果表明:常规条件下3组试验组氨氮可在240 min内降低至一级A标准以下,360 min内可降至地表水Ⅳ类水标准以下,亚硝酸盐氮(NO-2-N)在360 min内基本反应完全。在闷曝培养后3组试验组的氨氮降解速率均有所下降,且开展动力学试验时均不同程度出现NO-2-N积累现象,但在480 min内仍可以保证系统中的氨氮浓度降至一级A标准以下。通过计算表明:3组试验组的氨氮最大比降解速率均在闷曝培养0~3 d时快速下降,闷曝培养3~9 d逐渐趋于平稳或有所回升。微生物测序结果表明:闷曝状态培养9 d后系统内以适于在低营养条件下生长的丝状菌[如绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)等]和对碳源需求较少的硝化菌[如酸杆菌门(Acidobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等]为优势菌群。【结论】 本文基于反应动力学和微生物群落分析,论证了以泵站溢流污水作为原水进行生化反应时,接种的活性污泥可适应溢流污染间歇性进水的工况,且能有效降低氨氮浓度,故利用间歇式生化系统控制溢流污染的氨氮排放具有可行性,但在长期闷曝后再次进水的条件下需要警惕亚硝酸盐积累及污泥丝状膨胀带来的问题。
关键词:溢流污染;间歇进水;好氧处理;降解动力学;微生物群落
基金资助:国家重点研发计划(2023YFC3207500)
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