摘要：【目的】 针对连续流城市污水处理中原位亚硝酸盐氧化菌（NOB）抑制不足、短程硝化（PN）难以稳定实现的问题，本文旨在探究异位游离氨（FA）抑制策略实现连续流PN的可行性及其微生物学机制。【方法】 通过批次试验考察FA质量浓度和抑制时间对氨氧化菌（AOB）和NOB活性的差异化影响，并在连续流完全混合反应器（CSTR）中，以模拟城市污水为进水，采用异位FA抑制策略运行74 d，结合16S rRNA高通量测序分析群落演替特征。【结果】 FA质量浓度为350 mg/L、抑制24 h时，NOB活性降至检测限以下，AOB仍保留（7.91±0.47） mg N/（g VSS·h）的活性（VSS为挥发性悬浮固体），NOB/AOB活性比降为0，表明该条件下的选择性抑制效果较好。低溶解氧（DO）单独运行35 d未形成亚硝酸盐氮积累；引入异位FA抑制并将氮负荷率提高至0.4 kg N/（m3·d）后，系统建立了PN，并在本试验考察周期内保持相对稳定运行，亚硝酸盐积累率NNAR稳定在50%±3%，最高在57%±3%，阶段Ⅱ后期出水亚硝酸盐氮与氨氮质量浓度比约为1.37，可满足后续主流厌氧氨氧化工艺对亚硝酸盐氮稳定供给的基本要求。运行74 d后，AOB活性由13.87 mg N/（g VSS·h）升至66.14 mg N/（g VSS·h），NOB/AOB活性比由0.75降至0.16，硝化螺菌属（Nitrospira）相对丰度由6.45%降至1.78%，微杆菌科（unclassified_f__Microbacteriaceae）（由1.02%升至14.63%）和糖单孢菌目（norank_f__norank_o__Saccharimonadales）（由1.05%升至11.81%）显著富集，可能协同维持了系统的氨氧化能力。【结论】 异位FA抑制选择性降低了NOB活性，改变了AOB与NOB对有限DO的竞争格局；配合负荷提升，两者共同促进了连续流PN的建立，并在本试验考察周期内维持了阶段性运行效果；残存Nitrospira是限制NNAR进一步提升的主要因素，长期运行条件下其动态变化仍需进一步研究。

关键词：短程硝化；游离氨；亚硝酸盐氧化菌；连续流反应器；城市污水

基金资助：国家重点研发计划(2022YFE0112900)

下载

查看