戴 嫻,王曉霞,彭永臻,王淑瑩 （北京工業(yè)大學(xué)北京市水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100124）

進(jìn)水C/N對(duì)富集聚磷菌的SNDPR系統(tǒng)脫氮除磷的影響

戴 嫻,王曉霞,彭永臻*,王淑瑩 （北京工業(yè)大學(xué)北京市水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100124）

為了解富集聚磷菌（PAOs）的同步硝化反硝化除磷（SNDPR）系統(tǒng)的脫氮除磷特性,采用延時(shí)厭氧（180min）/低氧（溶解氧 0.5～1.0mg/L）運(yùn)行的SBR反應(yīng)器,以實(shí)際生活污水為處理對(duì)象, 通過(guò)投加固態(tài)乙酸鈉調(diào)節(jié)進(jìn)水C/N值（約為11,8,4,3）,考察其對(duì)系統(tǒng)脫氮除磷特性及同步硝化反硝化（SND）脫氮率的影響.結(jié)果表明：C/N對(duì)系統(tǒng)的除磷性能沒(méi)有影響,出水PO43--P濃度均穩(wěn)定在0.3mg/L左右,這是由于系統(tǒng)內(nèi)聚磷菌（PAOs）含量高,且在低氧段可同時(shí)發(fā)生好氧吸磷與反硝化吸磷.隨著C/N的增大,出水NH4+-N濃度升高,C/N下降時(shí),出水NO3--N濃度升高.此外,隨著C/N的減小,厭氧段反硝化所消耗的COD占進(jìn)水COD的比例增大,SND可利用的內(nèi)碳源-PHAs儲(chǔ)存量減少,但PHV的利用率增加；當(dāng)C/N為4～8時(shí),SND現(xiàn)象最明顯,SND脫氮率達(dá)50.8%,而其它C/N條件下,SND脫氮率都有相應(yīng)程度的減弱.C/N為8時(shí),系統(tǒng)出水綜合指標(biāo)最好,TN去除率高達(dá)80.8%.

同步硝化反硝化除磷；聚羥基脂肪酸—PHA；聚磷菌；低溶解氧；C/N

強(qiáng)化生物除磷技術(shù)（EBPR）主要通過(guò) PAOs在厭氧條件下水解細(xì)胞內(nèi)的多聚磷酸鹽顆粒和糖原來(lái)獲得能量,并且把正磷酸鹽釋放到細(xì)胞外,利用這一過(guò)程所獲得的能量來(lái)吸收水體中的可揮發(fā)性有機(jī)酸,并將之轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的內(nèi)碳源聚羥基脂肪酸—PHA.在好氧條件下 PAOs分解厭氧條件下生成的PHA產(chǎn)生能量,一部分用以滿足自身的生長(zhǎng)及合成代謝,另一部分用于糖原的合成并吸收水中的磷酸鹽,以達(dá)到除磷的目的［1］.同步硝化反硝化（SND）是指在空間上沒(méi)有明顯缺氧和好氧分區(qū)或者在微溶解氧的條件下,硝化和反硝化反應(yīng)在空間和時(shí)間上同步進(jìn)行的生物脫氮過(guò)程［2］.將EBPR耦合SND系統(tǒng)（即SNDPR系統(tǒng)）進(jìn)行污水的脫氮除磷,可在保證系統(tǒng)穩(wěn)定除磷的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)污水的脫氮過(guò)程.當(dāng) SNDPR系統(tǒng)采用延時(shí)厭氧時(shí),有利于強(qiáng)化內(nèi)碳源的儲(chǔ)存；且其好氧段采用低氧曝氣（DO在 0.5～1.0mg/L）時(shí),與傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮過(guò)程相比可節(jié)省 50%以上的曝氣量［3-8］.但目前將EBPR與SND耦合實(shí)現(xiàn)低碳比污水的強(qiáng)化脫氮除磷還很少有報(bào)道,有關(guān)進(jìn)水C/N比對(duì)該耦合系統(tǒng)脫氮除磷特性的影響還沒(méi)未見(jiàn)報(bào)道.

本實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)水C/N比對(duì)SNDPR系統(tǒng)脫氮除磷特性和同步硝化反硝化特性的影響,并為SNDPR系統(tǒng)在不同C/N比廢水的實(shí)際應(yīng)用提供依據(jù).

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)裝置與運(yùn)行方式

試驗(yàn)用反應(yīng)器為序批式反應(yīng)器（SBR）,采用有機(jī)玻璃制成,為敞口式反應(yīng)器,總?cè)莘e為12L,有效容積為 8L,進(jìn)水體積為 3L,充水比為 0.375.反應(yīng)器采用延時(shí)厭氧攪拌/低氧曝氣攪拌的運(yùn)行方式,每天運(yùn)行4周期,每周期為6h,其中進(jìn)水30min,延時(shí)厭氧180min,好氧150min,沉淀20min,排水10min.采用機(jī)械攪拌方式,攪拌速度為 120r/min.反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為維持在 2500～3000mg/L,污泥齡（SRT）為10d.反應(yīng)器內(nèi)溫度通過(guò)PLC系統(tǒng)反饋調(diào)節(jié)控制在（25±1）℃,低氧曝氣段溶解氧（DO）濃度控制在（0.7±0.2）mg/L.沿反應(yīng)器有機(jī)玻璃壁的垂直方向設(shè)置一排取樣口,用于取樣和排水.

1.2試驗(yàn)用水水質(zhì)

試驗(yàn)用水取自北京市某家屬區(qū)化糞池生活污水,具體水質(zhì)為：COD為150～230mg/L, NH4+-N濃度為 58～75mg/L,NO2--N濃度＜1.0mg/L, NO3--N濃度 0.1～1.4mg/L,P濃度 5.6～8.6mg/L, pH7.3～7.6.試驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)向生活污水中投加不同質(zhì)量的無(wú)水乙酸鈉來(lái)調(diào)控進(jìn)水C/N比（乙酸鈉的投加量根據(jù)進(jìn)水C/N比確定,且在C/N比為1～3時(shí)不投加外碳源）.

圖1　SBR試驗(yàn)裝置示意Fig.4　Diagram of the sequencing batch reactor （SBR）

1.3試驗(yàn)用泥

試驗(yàn)用接種污泥為本實(shí)驗(yàn)室處理生活污水的SNDPR-SBR反應(yīng)器,該系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行120d,且具有較好的脫氮除磷性能.系統(tǒng)出水P濃度穩(wěn)定維持在0.5mg/L以下；系統(tǒng)NH4+-N去除率平均達(dá)95%,TN去除率達(dá)65%以上.

通過(guò)熒光原位雜交技術(shù)（FISH）結(jié)果顯示該系統(tǒng)內(nèi) PAOs約占全菌總數(shù) 34%±3%.本實(shí)驗(yàn)FISH分析過(guò)程中采用的聚磷菌探針為 PAOmix,是由PAO462, PAO651和PAO846按相同比例混合而成.全菌探針為 EUBmix,是由 EUB338, EUB338Ⅱ, EUB338Ⅲ按相同比例組成.聚糖菌探針為GAOmix,是由GAO431和GAO989按相同比例混合而成［6］.

1.4SND率的計(jì)算方法

SND率是指通過(guò)同步硝化反硝化作用去除的NH4+占進(jìn)水NH4+的百分比；

其計(jì)算方法見(jiàn)式（1）：

1.5檢測(cè)方法

水樣經(jīng)過(guò)中速濾紙（最大孔徑 15～20μm）過(guò)濾后測(cè)定以下各參數(shù)：NH4+-N、NO2--N、NO3--N 和 TP采用 LACHAT-8500型流動(dòng)注射儀測(cè)定；COD采用聯(lián)華5B-3（B）COD多元快速測(cè)定儀測(cè)定；MLSS與MLVSS采用重量法測(cè)定；pH值、溫度與DO值采用WTW pH/Oxi 340i 測(cè)定；PHA及其組分、揮發(fā)性脂肪酸（VFA,volatile fatty acids）采用Agilent 6890N型氣相色譜儀測(cè)定［3］.

2　結(jié)果與討論

2.1C/N對(duì)SNDPR系統(tǒng)硝化性能的影響

由圖2可知,當(dāng)C/N為3～1和4時(shí),系統(tǒng)硝化性能較好,出水NH4+-N濃度在 1.3～1.7mg/L, NH4+-N去除率在97%以上.當(dāng)C/N＞11時(shí),出水NH4+-N濃度最高,平均值達(dá) 12.5mg/L；NH4+-N去除率最低,僅為 81.3%.有文獻(xiàn)指出,在高的C/N下,隨著有機(jī)碳源的增加,異養(yǎng)菌會(huì)優(yōu)先利用氨物質(zhì)進(jìn)行合成代謝,大量消耗DO,從而抑制自養(yǎng)好氧型硝化菌的活性,并阻礙硝化作用的順利進(jìn)行［9-11］.但同化作用去除的氨氮與進(jìn)水BOD的比例僅為2%～5%［12］,因此氨氮的去除主要還是通過(guò)硝化反硝化作用.在本實(shí)驗(yàn)中C/N＞11時(shí),出水NH4+-N濃度最高,但NO3--N、NO2--N濃度含量較低,這是由于C/N＞11時(shí)碳源充足,在好氧地溶解氧段反硝化細(xì)菌利用外碳源將NO3--N同步反硝化去除,因此NO3--N以及NO2--N難以積累.當(dāng)平均C/N分別約為8和4時(shí),隨著進(jìn)水C/N的減小,NH4+-N出水濃度逐漸降低,去除率逐漸升高；NO2--N出水濃度稍有降低,但并不明顯,平均濃度分別為2.1mg/L和0.7mg/L；NO3--N出水濃度明顯升高.從圖1可以看出,當(dāng)C/N約為4時(shí),出水的NO3--N平均濃度較高為9.9mg/L； 而當(dāng)C/N為8左右時(shí),出水的NO3--N平均濃度降為5.4mg/L.分析其原因可能在于：當(dāng)C/N減小,反應(yīng)器內(nèi) COD在好氧段存留量減少,所消耗水中溶解氧量減少,NH4+-N硝化作用可利用的溶解氧量增加,硝化效果變好,且由于反硝化可利用的碳源減少,使得出水NO3--N濃度較高,此時(shí)進(jìn)水碳源濃度為影響出水NH4+-N,NO3--N濃度的主要因素.

圖2　不同進(jìn)水C/N下NH4+-N、NO2--N、NO3--N濃度變化Fig.4　Variations of NH4+-N、NO2--N、and NO3--N concentrations with influent C/N ratios

此外,當(dāng)進(jìn)水C/N為3～1時(shí),出水NO3--N平均濃度高達(dá)13.2mg/L；出水NO2--N濃度平均為1.2mg/L.分析原因是由于厭氧段內(nèi)碳源儲(chǔ)存量較少,導(dǎo)致低氧曝氣段內(nèi)碳源不足,使得硝化過(guò)程所產(chǎn)生NO3--N的反硝化作用被抑制［13］.

2.2C/N對(duì)SNDPR系統(tǒng)COD及VFA去除情況的影響

從圖3可知,當(dāng)進(jìn)水C/N＞11時(shí),厭氧末COD最大,平均達(dá)108.2mg/L；當(dāng)進(jìn)水C/N值從11左右逐漸降至3～1時(shí),厭氧末期COD逐漸降低,但系統(tǒng)出水COD卻相差不大,保持在50mg/L左右.這說(shuō)明進(jìn)水COD負(fù)荷的變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)COD的去除率不會(huì)產(chǎn)生很大的影響.根據(jù)反硝化過(guò)程中還原單位質(zhì)量的NO2--N和NO3--N所需的COD質(zhì)量理論值分別為 2.9,1.7mg/L,因此通過(guò)厭氧段NO2--N和NO3--N的去除量便可得出在厭氧段通過(guò)反硝化作用所消耗的COD理論值,進(jìn)而可推算出PAOs釋磷過(guò)程中可利用的COD值［21］.

圖3　不同進(jìn)水C/N下COD變化情況Fig.4　Variations of COD concentration with influent C/N ratios

表1　典型周期內(nèi)VFA的利用特性Table 1　The utilization of VFA in a typical cycle at different C/N ratios

當(dāng)進(jìn)水 C/N＞11時(shí),由于低氧曝氣段硝化作用不完全以及同步硝化反硝化作用較好,使得出水在厭氧段因反硝化作用而消耗的COD理論值為6.5mg/L,占進(jìn)水COD的1.1%.當(dāng)C/N在8左右的時(shí)候,厭氧末 COD平均為 68.5mg/L,出水COD平均為50.5mg/L,說(shuō)明此C/N條件下外碳源依舊比較充足.由計(jì)算得出此時(shí)厭氧段用于反硝化的COD平均值為6.2mg/L,占進(jìn)水COD的1.4%.當(dāng)C/N約4和3～1左右時(shí),同樣可計(jì)算出厭氧段用于反硝化的 COD平均值分別為 10.68, 7.59mg/L占進(jìn)水COD的4.56%和4.92%.由此可知,隨著COD負(fù)荷的減小,用于反硝化的COD所占進(jìn)水 COD負(fù)荷的比例增大.因此可以判斷反硝化菌占優(yōu)勢(shì)利用碳源的現(xiàn)象越來(lái)越明顯,用于釋磷及內(nèi)碳源儲(chǔ)存的外碳源比例減??；隨著COD負(fù)荷的減小,氧末與出水 COD值之間的差值減小,即好氧段 COD下降的值減小,因此可以認(rèn)為在進(jìn)水COD負(fù)荷較大的情況下好氧段存在反硝化菌利用外碳源反硝化的情況［12-13］.

此外,從表1可知,VFA在一個(gè)周期內(nèi)的變化趨勢(shì)與COD基本一致.當(dāng)C/N為3～1（不投加乙酸鈉）時(shí),污水中 VFA的主要成分為乙酸鈉（占80%左右）,并含有少量丙酸、正丁酸和異丁酸等.在厭氧末期,乙酸、丙酸被完全消耗,剩余正丁酸、異丁酸等則不能被利用.而當(dāng)進(jìn)水中投加不同量乙酸鈉時(shí),VFA消耗情況與C/N為1～3時(shí)一致.

2.3C/N對(duì)SNDPR系統(tǒng)除磷性能的影響

從圖4可以看出,當(dāng)C/N＞11和在3～1之間時(shí),出水 PO43--P濃度和 PO43--P去除率波動(dòng)較大. 當(dāng)C/N為3～1時(shí),平均釋磷量?jī)H為7.9mg/L.而當(dāng)C/N＞11時(shí),系統(tǒng)厭氧段平均釋磷量為 19.2mg/L,出水PO43--P濃度平均值在0.7mg/L.C/N＞11時(shí),用于 PAOs釋磷過(guò)程的 COD平均值約為148.7mg/L,占進(jìn)水COD的比例最大（24.5%）.說(shuō)明由于進(jìn)水碳源充足,在厭氧段聚磷菌可利用外碳源充分釋磷,系統(tǒng)釋磷性能較好.但由于厭氧段碳源過(guò)剩,導(dǎo)致低氧曝氣段,部分DO被用于剩余碳源的氧化過(guò)程,使得聚磷菌好氧吸磷的過(guò)程受限,造成出水P濃度稍有偏高且有所波動(dòng).當(dāng)C/N分別約為 8和 4時(shí),系統(tǒng)平均釋磷量分別為18.4,15.7mg/L,出水PO43--P濃度均低于0.5mg/L, PO43--P去除率均達(dá) 95%以上；此時(shí)用于釋磷過(guò)程的 COD分別為 121.9,51.2mg/L,分別占進(jìn)水COD的28.1%和21.2%.

圖4　不同進(jìn)水C/N下PO43--P濃度變化Fig.4　Variations of PO43--P concentrations with influent C/N ratios

當(dāng)C/N從8升到11時(shí),用于釋磷的COD理論值增加了 26.8mg/L,但釋磷量?jī)H增加了0.6mg/L；且當(dāng)C/N為11時(shí),厭氧末COD值高達(dá)108.2mg/L.厭氧段剩余的碳源通過(guò)好氧段的氧化作用得到去除,導(dǎo)致硝化效果下降.該結(jié)果也同時(shí)驗(yàn)證了碳源存在飽和濃度,高于這一濃度,釋磷速率達(dá)到最大值,此后釋磷速度不隨碳源濃度而增加［15］.

當(dāng) C/N為 1～3時(shí),在厭氧段用于反硝化的COD理論值平均為7.6mg/L（圖3）,占進(jìn)水碳源總量的4.9%,而用于PAOs釋磷過(guò)程的COD平均值為30.1mg/L,占進(jìn)水碳源總量的19.5%.該C/N條件下,厭氧段平均釋磷量?jī)H為7.8mg/L,出水P濃度維持在1.0mg/L左右.有文獻(xiàn)指出,微生物的釋磷活動(dòng)是一種呼吸作用,是生長(zhǎng)性呼吸.當(dāng)溶液中的碳源耗盡時(shí),微生物仍然存在一定速度的釋磷［16］.說(shuō)明當(dāng)C/N為3～1時(shí),厭氧段存在少量?jī)?nèi)源呼吸釋磷活動(dòng),但由于碳源不足,釋磷過(guò)程內(nèi)碳源合成受阻,因此出水PO43--P的濃度較高.當(dāng)C/N 為1～3時(shí),由于好氧段COD基本不變,主要發(fā)生內(nèi)源反硝化；而當(dāng)C/N大于4時(shí),好氧段存在COD的降低且伴隨著 TN損失,發(fā)生的主要是外源反硝化,磷的去除是通過(guò)好氧吸磷現(xiàn)象和反硝化除磷實(shí)現(xiàn)的.

2.4C/N對(duì) SNDPR系統(tǒng)同步硝化反硝化率及脫氮性能的影響

由圖5可以看出,SNDPR系統(tǒng)具有較好的總氮去除性能,并在低氧曝氣段存在著顯著的SND現(xiàn)象.當(dāng)C/N＜8時(shí),隨著C/N減小,SND率逐漸減小.但當(dāng) C/N＞11時(shí),SND率反而減小,但其SND率仍大于 C/N在3～1時(shí).有文獻(xiàn)指出,C/N 為8.3時(shí),已經(jīng)最大程度地提供了SND過(guò)程中反硝化所需要的碳源［17-18］.從圖5可以看出,當(dāng)C/N 為8時(shí),SND率平均值高達(dá)50.8%,此時(shí)相應(yīng)的TN的去除率最大.當(dāng)C/N增大到11以上時(shí),SND率平均為36.4%,過(guò)多的有機(jī)碳源會(huì)強(qiáng)化異養(yǎng)菌的競(jìng)爭(zhēng)能力,影響硝化反應(yīng)的進(jìn)行.雖然SND過(guò)程中反硝化可利用的碳源增多了,但是硝酸鹽的來(lái)源受到影響,使得SND率也就很難提高.當(dāng)C/N在3～1時(shí),SND率達(dá)最低,僅為29.4%,內(nèi)碳源缺乏是造成低氧曝氣段內(nèi)源反硝化受阻的主要原因.

圖5　不同進(jìn)水C/N下系統(tǒng)SND脫氮率與TN去除情況Fig.4　Variations of SND efficiency and TN removal performance of the SNDPR system with influent C /N ratios

此外,從圖5中可看出：當(dāng)C/N＞11及在3～1 時(shí),TN去除率平均分別為69.1%和70.3%.碳源過(guò)?；蛱荚床蛔闶窃斐墒窃斐?TN去除率偏低的主要原因；但當(dāng)C/N為8～4時(shí),TN去除率達(dá)80%以上,說(shuō)明該進(jìn)水C/N條件下,進(jìn)水COD對(duì)低氧曝氣段內(nèi)源SND和好氧吸磷影響不大.低曝氣段SND利用的是內(nèi)碳源PHA,且由于好氧段硝化的同時(shí)亞硝積累少,因此可認(rèn)為SND作用主要表現(xiàn)為同步硝化短程反硝化除磷［19］.

2.5C/N對(duì)SNDPR系統(tǒng)底物儲(chǔ)存特性的影響

表2結(jié)合表1可知,C/N越大,污水中VFA乙酸含量越大,PHB的儲(chǔ)存量越大.當(dāng) C/N在 1～8 時(shí),PHAs主要在好氧段前 30min被利用.但當(dāng)C/N＞11時(shí),PHA在好氧段前30min內(nèi)消耗值僅為2mmolC/L.這說(shuō)明當(dāng)C/N在1～8之間,聚磷菌的吸磷反應(yīng)在好氧段占優(yōu)勢(shì),但是C/N大于11時(shí),吸磷反應(yīng)并不明顯,此時(shí)異養(yǎng)菌較活躍.該結(jié)論與2.2所得結(jié)論一致.

表2　典型周期內(nèi)PHA的儲(chǔ)存及利用Table 1　The storage and utilization of PHA at different C/N ratios in a typical cycle

當(dāng) C/N＞11時(shí),厭氧末 PHA儲(chǔ)存量最多,為26.2mmolC/L,此時(shí),主要儲(chǔ)存為PHB,PHB占合成PHA的80%以上,而同時(shí)PHV生成的量較少,但是相對(duì)于其他C/N來(lái)說(shuō),PHV的儲(chǔ)存量還是最大,其值達(dá)到 4以上.但是在反應(yīng)結(jié)束時(shí),菌體內(nèi)的剩余的PHA量同樣最大,為17.4mmolC/L.這是由于低溶解氧階段異養(yǎng)菌首先利用外碳源以及溶解氧進(jìn)行同化作用,聚磷菌利用的氧氣有限,反應(yīng)速率較小,因此好氧末還有較多的PHA存留［20］.

當(dāng)C/N在8～4之間時(shí),隨著C/N的減小,PHA儲(chǔ)存量逐漸下降.厭氧末PHA儲(chǔ)存量在C/N＞11時(shí)達(dá)最大,PHA的儲(chǔ)存以PHB為主,PHV儲(chǔ)存量較少；隨著C/N的減小,PHV占PHA的比例隨之增大,當(dāng) C/N在 3～1時(shí) PHV被利用量最多,為2.2mmolC/L.此外,當(dāng)C/N為3～1時(shí),PHA在厭氧末期為4.9mmolC/L,其中PHB與PHV各占50%左右；但在好氧末期PHB為0.7mmolC/L,而PHV僅為 0.3mmolC/L.說(shuō)明該 C/N條件下, PHB和PHV都可作為內(nèi)碳源被充分應(yīng)用.當(dāng) C/N＞8時(shí),內(nèi)碳源儲(chǔ)存量的變化主要體現(xiàn)在PHB的變化上.說(shuō)明,在碳源PHB存儲(chǔ)充足的情況下,PHB優(yōu)先被利用,PHV不作為低曝氣段聚磷菌的主要碳源.而當(dāng) PHB不足時(shí),PHV同樣作為主要碳源之一被消耗.

3　結(jié)論

3.1當(dāng)C/N＞11或＜3時(shí),NH4+-N的出水濃度較高；進(jìn)水COD的負(fù)荷對(duì)NO2--N的出水濃度影響較?。浑S著C/N的減小NO3--N的出水濃度逐漸增大.

3.2 C/N在8時(shí),同步硝化反硝化率最高,能達(dá)到50%,C/N在4時(shí)SND率占40%,C/N＞11或者＜3時(shí)同步硝化反硝化率都隨之降低.說(shuō)明過(guò)低或者過(guò)高的C/N都影響同步硝化反硝化的速率.

3.3在聚磷菌富集的系統(tǒng)內(nèi),進(jìn)水COD負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的出水磷酸鹽濃度無(wú)影響.當(dāng)碳源過(guò)高時(shí),異養(yǎng)菌作用優(yōu)勢(shì)明顯；當(dāng)C/N＞4時(shí),儲(chǔ)存的PHA以PHB為主,低曝氣段利用的內(nèi)碳源幾乎全為PHB. 當(dāng)C/N＜3時(shí),PHA生成量中PHB與PHV各占一半,且 PHV利用率增加.說(shuō)明聚磷菌在利用碳源時(shí)優(yōu)先利用PHB而后再利用PHV.

3.4在厭氧/低氧運(yùn)行下模式下,C/N約為 8時(shí), SNDPR具有良好的脫氮除磷性能,TN、TP、和COD的去除率分別高達(dá)80.7%,95.6%和88.4%.

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Effect of influent C/N ratio on simultaneous nitrification-denitrification and phosphorus removal （SNDPR） enriched with phosphorus accumulating organisms （PAOs）.

DAI Xian, WANG Xiao-xia, PENG Yong-zhen*, WANG Shu-ying （Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China）.

China Environmental Science, 2015,35（9）：2636～2643

This study focused on the elucidation of the mechanisms of nitrogen and phosphorus removal in simultaneous nitrification-denitrification and phosphorus removal （SNDPR） systems enriched with phosphorus accumulating organisms （PAOs）. An extended anaerobic （aeration duraction： 180min）/low aerobic （dissolved oxygen： 0.5～1.0mg/L） sequencing batch reactor （SBR） fed with domestic wastewater was studied for SND （simultaneous nitrification-denitrification）efficiency of SNDPR under different C/N ratios （3, 4, 8, and 11） adjusted by adding sodium acetate into the domestic waster. The experimental results showed that the phosphorus removal efficiency was not affected by influent C/N ratios with an effluent PO43--P concentration lower than 0.3mg/L, which might be caused by the enriched PAOs capable of achieving a simultaneous aerobic phosphorus uptake and denitrifying phosphorus uptake at the low aerobic phase. In contrast, effluent NH4+-N concentration increased with the C/N ratio and the effluent NO3--N concentration increased with the decrease of C/N ratio. The consumption of chemical oxygen demand （COD） for exogenous denitrification increased with the decease in C/N ratio. The storage capacity of PHAs （poly-hydroxyalkanoates） for SND was reduced, but its utilization of PHV （Volatile fatty acids） was increased. SND efficiency reach the peak value of 50.8% at the C/N ratio of 4～8, and total nitrogen （TN） removal efficiency reached 80.8% at the C/N ratio of 8.

simultaneous nitrification denitrification and phosphorus removal （SNDPR）；poly-hydroxyalkanoates （PHAs）；phosphorous accumulating organisms （PAOs）；low dissolved oxygen；C/N

X703

A

1000-6923（2015）09-2636-08

2015-02-06

國(guó)家”863”計(jì)劃項(xiàng)目（2011AA060903-02）；北京市教委資助項(xiàng)目

*責(zé)任作者, 教授, pyz@bjut.edu.cn

［4］ Pollice A, TanV, Lestingi C. Influence of aeration and sludge retention time on ammonium oxidation to nitrite and nitrate ［J］. Water Research, 2002,36（10）：2541-2546.

戴 嫻（1990-）,女,江西撫州人,北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院碩士研究生,主要從事城市污水處理方向研究.