劉 祥，何成達(dá)，劉 雯，朱 亮，（.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 0098；.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 57；.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 006；.河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 0098）

原水碳源分子量分布及DPB效能對(duì)酸化時(shí)間的響應(yīng)

劉 祥1，何成達(dá)2，劉 雯3，朱 亮1，4*（1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；3.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036；4.河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098）

采用超濾-納濾膜法對(duì)污水中碳源分子量（MW）進(jìn)行切割試驗(yàn)，并測(cè)定各區(qū)間總有機(jī)碳（TOC）濃度以了解污水碳源組成特性；同時(shí)采用污水酸化技術(shù)，研究在不同酸化時(shí)間，碳源分子量分布的變化及對(duì)厭氧-膜好氧-反硝化（A2N）工藝中反硝化聚磷菌（DPB）用碳和凈污效能的影響.結(jié)果表明，試驗(yàn)原水TOC為（58.3±2.83） mg /L，其中顆粒有機(jī)碳（POC）為（38.05±1.65）mg /L，占65.27%，剩余溶解有機(jī)碳（DOC）在分子量0.5kDa以上區(qū)間呈現(xiàn)“W”型分布，其中 MW＞100kDa、10k～5kDa、1k～0.5kDa、MW＜0.5kDa區(qū)間碳源分別占36.20%、12.05%、13.68%和29.83%.在不同酸化時(shí)間下，POC含量與DOC分布存在顯著差異，在12h內(nèi)酸化，可以有效將POC轉(zhuǎn)化為DOC，且在14mg/L左右趨于平衡；DOC在大于0.5kDa區(qū)間上的分布呈現(xiàn)隨時(shí)間而整體后移的趨勢(shì)，在8h時(shí)碳源質(zhì)量最優(yōu)，其中MW＜1kDa的小分子有機(jī)物高達(dá)17.30mg/L；此時(shí)，DPB污泥在厭氧池與缺氧池中的碳源利用率分別為 83.48%、79.59%，比0h時(shí)分別提高了23.56%、18.03%；TN、TP去除率分別提高了14.63%、16.98%.

碳源；分子量；分布；DPB污泥；酸化

由于污水C/N偏低不利于微生物脫氮除磷，而現(xiàn)有污水處理工藝運(yùn)行過(guò)程中大部分是通過(guò)初沉池先去除部分顆粒性有機(jī)物（POM），更加重了碳源不足對(duì)微生物脫碳除磷的影響.目前，國(guó)內(nèi)很多污水廠都是通過(guò)外加碳源（甲醇、乙酸、乙酸鈉等）補(bǔ)充［1］，這種措施既不可持續(xù)，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和工藝運(yùn)行管理的復(fù)雜性.為此，很多專(zhuān)家學(xué)者就開(kāi)始研發(fā)微生物高效用碳節(jié)能工藝，如多級(jí)AO分段進(jìn)水工藝［2-6］、UCT工藝［7］及前置預(yù)缺氧反硝化工藝［8］等，在技術(shù)研究及工程應(yīng)用中也取得了一定效果，但都對(duì)碳源高效利用機(jī)理仍缺乏深入認(rèn)識(shí)，很少有學(xué)者從有機(jī)物分子量分布及溶解性有機(jī)碳（DOC）的角度研究碳源特性及微生物利用及轉(zhuǎn)化.

城市污水中的有機(jī)物按尺寸大?。ㄒ话阋?.45μm或0.22μm為界）［9］可分為顆粒性（POM）和溶解性（DOM）兩大類(lèi)，其中DOM 約占總有機(jī)物的30%～40%［10］，是微生物利用的主要對(duì)象.DOM包含著從分子量（MW）幾十（單糖，碳水化合物等）到幾十萬(wàn)（蛋白質(zhì)，腐殖質(zhì)等）不同區(qū)間的有機(jī)物，而一定MW區(qū)間內(nèi)的各類(lèi)有機(jī)物，往往表現(xiàn)出類(lèi)似的物理化學(xué)特性［11］，同時(shí)按照MW對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分類(lèi)，可以避免有機(jī)物綜合性指標(biāo)（COD、BOD5）表征模糊［12-13］，不僅可以提高對(duì)有機(jī)物在微生物作用下的變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)和水處理方法的優(yōu)化選擇［14］，而且可以從碳源內(nèi)在組成特性的角度了解反硝化聚磷菌（DPB）污泥在反硝化除磷過(guò)程中的用碳規(guī)律.

厭氧-膜好氧-反硝化（A2N）工藝是基于DPB污泥缺氧段以硝態(tài)氮為電子受體，聚β羥基丁酸（PHB）為電子供體可以同時(shí)脫氮除磷的原理而開(kāi)發(fā)的新工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，能有效利用DPB污泥厭氧釋磷時(shí)儲(chǔ)存在胞內(nèi)的PHB用于缺氧反硝化除磷碳源，具有“一碳兩用”的優(yōu)點(diǎn)［15-16］，同時(shí)也降低了原先好氧曝氣吸磷所產(chǎn)生的能耗.

水解酸化工藝是根據(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的厭氧處理第1和第2階段，即在大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將顆粒性有機(jī)物（POM）水解為溶解性有機(jī)物（DOM），將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過(guò)程，從而改善污水的可生化性，為后續(xù)微生物脫氮除磷提供優(yōu)質(zhì)的碳源.而污水和廢水工藝的處理效果與污水中所含有機(jī)物的分子量分布即碳源內(nèi)在組成特性密切相關(guān)［17］.因此，本文用超濾-納濾膜法［18-19］切割有機(jī)物分子量，獲得在一定MW區(qū)間上的有機(jī)物分布來(lái)了解碳源的本身內(nèi)在特性，研究不同酸化時(shí)間對(duì)污水碳源特性（MW分布）的改善以及對(duì)DPB污泥凈污效能的提高情況.

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)原水及水質(zhì) 試驗(yàn)原水取自某大學(xué)學(xué)生宿舍區(qū)化糞池污水，作為試驗(yàn)研究原水，其中C/N約為3.5～5.5.水質(zhì)見(jiàn)表1.

表1 原水水質(zhì)Table 1 Selective parameters of water quality in the raw wastewater

1.1.2 試驗(yàn)裝置 裝置各反應(yīng)柱均由有機(jī)玻璃制成，進(jìn)水流量、污泥回流比及污泥超越比均采用蠕動(dòng)泵（型號(hào)：BT100-2J保定格蘭恒流泵有限公司）調(diào)節(jié)控制，沿程采用重力流.主要運(yùn)行參數(shù)如下：室溫 （25～30℃），進(jìn)水流量2.5L/h，厭氧、好氧、缺氧池DO分別為＜0.2，2～3，0.5mg/L，各反應(yīng)器容積依次為5.6，4，15，13.8，4L，總平均HRT為13.33h，DPB污泥齡為15d，污泥回流比與超越比均為40%，MLSS為（3443±50）mg/L.

試驗(yàn)裝置應(yīng)在正常工況下調(diào)試運(yùn)行2個(gè)月，待工藝整體穩(wěn)定運(yùn)行及出水水質(zhì)僅在較小范圍波動(dòng)的情況下，開(kāi)展進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究.

圖1 A2N工藝流程示意Fig.1 Schematic diagram of the anaerobic -nitrification-anoxic （A2N） process

1.1.3 酸化裝置 反應(yīng)器為50L的塑料桶，內(nèi)懸掛富含污水酸化菌生物膜的組合填料， 根據(jù)試驗(yàn)設(shè)定的酸化時(shí)間及相關(guān)條件控制酸化過(guò)程，將經(jīng)過(guò)一定時(shí)間預(yù)酸化的污水作為工藝的進(jìn)水，研究不同酸化時(shí)間下有機(jī)物的分子量分布及對(duì)工藝去污能力的影響.試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2.

圖2 酸化裝置示意Fig.2 The apparatus used for acidification

1.1.4 濾膜 出廠濾膜大小為1m2，使用時(shí)應(yīng)采用與超濾杯相應(yīng)大小的圓盤(pán)模具對(duì)濾膜進(jìn)行裁剪，且對(duì)拆封后的濾膜應(yīng)一次性裁剪完畢，并進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理后冰箱4℃保存，未拆封的濾膜應(yīng)避光低溫保存以防止受損.具體參數(shù)見(jiàn)表2.

1.1.5 超濾杯 污水中有機(jī)物分子量切割裝置（超濾杯）（圖3）由中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所膜分離技術(shù)中心研發(fā)，其有效容積為300mL，有效過(guò)濾面積為4.18x10-3m2，內(nèi)設(shè)磁力攪拌轉(zhuǎn)子以減緩膜孔堵塞，以高純氮?dú)鉃閴毫︱?qū)動(dòng)力，最大過(guò)濾壓力不宜超過(guò)0.1MPa.其他儀器有TOC儀（TOC- VCSN， Japan）； HPLC儀（Waters， USA）.

表2 試驗(yàn)濾膜基本性能參數(shù)Table 2 The basic properties for all kinds of membranes used in the research

圖3 超濾杯示意Fig.3 The components and connection of ultrafiltration cup in this research

1.2 方法

1.2.1 濾膜預(yù)處理方法 微濾膜（0.45μm）預(yù)處理方法 將直徑100mm的微濾膜分散（光面朝下）放入盛有1L超純水的燒杯中，置于電加熱器上蒸煮2次，每次30min，沸騰時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)；每次蒸煮后再用超純水沖洗3次，然后放入盛有超純水的培養(yǎng)皿于冰箱4℃保存，24h后更換超純水.

超濾膜（UFM）、納濾膜（NFM）預(yù)處理方法 將一定數(shù)量的UFM、NFM分散（光面朝下）置于含有少量乙醇的超純水中，在培養(yǎng)皿中浸泡漂洗3次，每次1h；每次浸泡后應(yīng)用超純水沖洗干凈，然后存放于盛有超純水的培養(yǎng)皿中冰箱4℃保存，24h 后更換超純水待用.

1.2.2 分子量切割試驗(yàn)［20］將預(yù)處理過(guò)的0.45μm微濾膜夾到超濾杯上，用超純水清洗杯體并過(guò)濾清洗濾膜孔道直至濾液達(dá)100mL，然后用待過(guò)濾水樣（取樣靜沉30min后的上清液）潤(rùn)洗3次后正式過(guò)濾，廢棄初濾液100mL，收集剩余濾液700mL于1L玻璃具塞錐形瓶中.測(cè)定濾前、濾后的樣品TOC，兩者之差為顆粒性有機(jī)碳（POC），而濾后的TOC為溶解性有機(jī)碳（DOC）.將經(jīng)微濾膜過(guò)濾后的水樣作為分子量切割的初始樣品，采用平行法將預(yù)處理好的100kDa、50kDa、10kDa、5kDa、1kDa、0.5kDa的濾膜分別夾到超濾杯上進(jìn)行切割試驗(yàn)，清洗步驟同上，然后用初始樣品50mL分3次潤(rùn)洗杯體，然后取50mL樣品正式過(guò)濾，棄去初濾液20mL，取中間濾液12mL于15mL具塞離心管中，測(cè)定TOC，進(jìn)而獲得MW＞100k、100k～50k、50k～10k、10k～5k、5k～1k、1k～0.5k 和MW＜0.5kDa 7個(gè)區(qū)間分子量分布.（過(guò)濾時(shí)，應(yīng)先擰緊進(jìn)樣口的旋塞，再根據(jù)樣品出流量調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)力；操作結(jié)束后，應(yīng)先關(guān)閉減壓閥，后緩慢旋開(kāi)進(jìn)樣口塞子，再拆放裝置換膜.夾放濾膜時(shí)，先放裝置配套的濾網(wǎng)，后放濾膜，光面朝上，再放橡膠圈，后蓋上杯子，夾子固定；濾網(wǎng)、濾膜、橡膠圈都應(yīng)用前端有乳膠保護(hù)的鑷子夾取，以免產(chǎn)生污染）.

1.2.3 酸化試驗(yàn) 將經(jīng)過(guò)酸化處理的污水作為工藝的進(jìn)水，每個(gè)工況持續(xù)運(yùn)行2周，待系統(tǒng)穩(wěn)定后進(jìn)行各項(xiàng)研究測(cè)定.操作時(shí)只需將進(jìn)水管插入酸化桶中（酸化后要移走生物膜），進(jìn)行批次試驗(yàn).

1.2.4 指標(biāo)測(cè)定 COD：重鉻酸鉀法（GB11914-89）；TP：過(guò)硫酸鉀-消解紫外分光光度法（GB11893-89）；TN：堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法（GB11894-89）［21］；PHB（聚β羥基丁酸）、Gly（糖原）測(cè)定方法［22-25］.

2 結(jié)果與討論

2.1 原水碳源分子量分布

本試驗(yàn)原水總TOC為（58.3±2.83）mg/L，其中顆粒性碳源POC為（38.05±1.65）mg/L，占TOC的65.27%，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Wang等［9］和傅平青［10］中提到生活污水的顆粒性碳源占總TOC的70%的結(jié)論基本相符.說(shuō)明城市污水中碳源有近3/4為顆粒性碳源在常規(guī)處理工藝的初沉池被去除而導(dǎo)致碳源流失.

采用超濾-納濾膜法切割剩余溶解性有機(jī)物（DOC），發(fā)現(xiàn)有機(jī)物分子量在0.5kDa以上區(qū)間上呈現(xiàn)“W”型分布（圖4），主要分布在MW＞100kDa、10k～5kDa、1k～0.5kDa、MW＜0.5kDa 4個(gè)區(qū)間，分別占DOC的36.20%、12.05%、13.68%和29.83%，其余3個(gè)區(qū)間僅共占8.24%，而MW＜1kDa的小分子有機(jī)物占DOC的43.51%.這表明，污水DOC中有近一半的小分子碳源可供微生物直接利用，但同時(shí)也有相當(dāng)一部分大分子碳源存在，不可被微生物直接利用，為此，通過(guò)酸化反應(yīng)將大分子轉(zhuǎn)換為小分子微生物易利用碳源對(duì)補(bǔ)充生物脫氮碳源不足具有顯著作用.

圖4 原水溶解性有機(jī)物分子量（MWDOC）分布Fig.4 Molecular weight of dissolved organic carbon（MWDOC） distribution in raw wastewater

2.2 碳源分子量分布對(duì)不同酸化時(shí)間的響應(yīng)

圖5可以看出，總TOC隨時(shí)間的延長(zhǎng)而濃度減小，剛開(kāi)始的少量減少主要是滿足酸化菌自身新陳代謝需要，在20h處出現(xiàn)顯著降低，主要是由于產(chǎn)CH4作用消耗了污水中小分子易利用碳源；而顆粒TOC濃度隨時(shí)間先減小，后在12h后趨于平衡（14mg/L），不再有明顯減小，說(shuō)明水解酸化菌并不是無(wú)休止的將POC物轉(zhuǎn)化成DOC，同時(shí)也表明酸化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致一些易降解小分子有機(jī)物（如揮發(fā)性脂肪酸）被產(chǎn)甲烷菌利用生成CH4氣體，導(dǎo)致DPB污泥易利用碳源流失.文獻(xiàn)［26］研究表明：酸化反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，液面會(huì)有大量氣泡產(chǎn)生，證實(shí)了CH4氣體的產(chǎn)生.因此，將本試驗(yàn)污水酸化時(shí)間定為8h較為合理，既可以滿足POC和大分子有機(jī)物向DOC的高效轉(zhuǎn)化，也可以避免微生物易利用碳源的流失，再次證明控制酸化反應(yīng)時(shí)間及相關(guān)工況條件對(duì)碳源組成特性及MWDOC分布具有顯著影響.

圖5 不同酸化時(shí)間下污水TOC與POC變化Fig.5 The changes of TOC and POC concentrations in different acidification time

從圖6可以看出，在不同酸化時(shí)間下，污水DOC在MW＞100k、100k～50k、50k～10k、10k～5k、5k～1k、1k～0.5k 和MW＜0.5kDa 7個(gè)區(qū)間上分布存在顯著差異.其中MW＞100kDa區(qū)間內(nèi)的碳源隨酸化時(shí)間濃度逐漸減小， MW＜1kDa的小分子有機(jī)物在8h時(shí)達(dá)到最大值，為17.30mg/L，占總TOC的32.19%，而＞0.45μm的顆粒有機(jī)物在8h時(shí)為（20.27±0.91）mg/L，占總TOC的37.71%，較原先的65.27%減少了27.56%，而總TOC并無(wú)明顯減少，說(shuō)明酸化反應(yīng)可以有效將POC轉(zhuǎn)化為DOC，從變化趨勢(shì)可以看出，POC經(jīng)過(guò)酸化會(huì)向各個(gè)分子量區(qū)間分散，上一級(jí)區(qū)間向下一級(jí)推移.同時(shí)，隨著酸化時(shí)間的延長(zhǎng)，酸化與產(chǎn)甲烷反應(yīng)相伴進(jìn)行，只是產(chǎn)甲烷反應(yīng)的速率快于酸化，此外產(chǎn)CH4菌優(yōu)先利用分子量＜0.5kDa的碳源，對(duì)分子量1k～0.5kDa區(qū)間的碳源并不敏感.

圖6 不同酸化時(shí)間下污水溶解性有機(jī)物分子量（MWDOC）分布變化Fig.6 MWDOC distribution of wastewater in different acidification time

2.3 不同酸化時(shí)間對(duì)碳源利用的改善

在厭氧反應(yīng)器中，主要是DPB污泥利用小分子易降解有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化以PHB的形式儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行釋磷反應(yīng)；同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的糖原（Gly）也將作為內(nèi)碳源一部分供微生物新陳代謝利用，一部分轉(zhuǎn)化成PHB儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)［15］.

如圖7所示，在不同酸化時(shí)間下，外/內(nèi)碳源的轉(zhuǎn)化與利用有明顯差異.試驗(yàn)表明：在厭氧反應(yīng)器中，碳源總消耗量并不隨酸化時(shí)間有明顯變化，平均消耗量為220.33mg COD/h，同時(shí)Gly向PHB的轉(zhuǎn)化量也相對(duì)固定，平均為180.31mg COD/h.結(jié)合分子量分布可以看出，污水中MW＜1kDa的小分子有機(jī)物越多，PHB的合成量就越多，厭氧段的釋磷效果就好，這就更好的保證了后續(xù)缺氧有足夠的碳源可以利用，進(jìn)而保證出水N、P去除率.酸化反應(yīng)可以顯著改善系統(tǒng)碳源利用率，在8h時(shí)，碳源利用率為83.48%，較0h提高了23.56%.

在缺氧反應(yīng)器中，主要是DPB污泥以硝態(tài)氮為電子受體，細(xì)胞內(nèi)PHB、污泥吸附碳源作為電子供體同時(shí)進(jìn)行脫氮除磷，這也是A2N工藝一碳兩用的特點(diǎn)，此外，PHB作為反硝化除磷碳源的同時(shí)，也有一部分被轉(zhuǎn)化成Gly儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)隨污泥回流進(jìn)入工藝前端［15］.

如圖8所示，在不同酸化時(shí)間下，外/內(nèi)碳源的轉(zhuǎn)化與利用與圖7呈現(xiàn)相同的趨勢(shì).在缺氧反應(yīng)器中，細(xì)胞內(nèi)Gly合成量不隨酸化時(shí)間變化而變化，平均為157.57mg COD/h，因此，前段合成的PHB越多，供反硝化除磷的碳源就越多.在8h時(shí)，碳源利用率為79.59%，較0h提高了18.03%.

圖7 厭氧反應(yīng)器中內(nèi)碳源變化與利用Fig.7 Change of internal carbon source utilization in the anaerobic reactor

圖8 缺氧反應(yīng)器中內(nèi)碳源變化與利用Fig.8 Change of internal carbon source utilization in the anoxic reactor

2.4 酸化對(duì)DPB污泥凈污效能的提高

從表3可以看出，污水酸化后能有效提高DPB污泥對(duì)氮磷的去除，而COD的去除與酸化時(shí)間無(wú)明顯關(guān)系.當(dāng)污水酸化4h時(shí)，TN為（13.56± 0.67）mg/L，達(dá)到一級(jí)A標(biāo)［27］，而TP要在污水酸化8h時(shí)為（0.45±0.03）mg/L.酸化8h，TN、TP去除率分別提高14.63%、16.98%.

表3 A2N工藝COD、TN和TP去除效果Table 3 Performance of the A2N process for the removal of COD， TN and TP

3 結(jié)論

3.1 采用超濾-納濾膜法切割污水中碳源分子量，原水碳源中有65.27%的POC，且剩余DOC在MW＞0.5kDa區(qū)間上呈現(xiàn)“W”型分布，主要分布在MW＞100kDa、10k～5kDa、1k～0.5kDa、MW＜0.5kDa 4個(gè)區(qū)間，分別占DOC的36.20%、12.05%、13.68%和29.83%，其余3個(gè)區(qū)間共占8.24%，而MW＜1kDa占DOC的43.51%.

3.2 污水酸化技術(shù)可以有效改善原水碳源質(zhì)量，促使POC和大分子有機(jī)物（HMWOM）向DOC的轉(zhuǎn)化，但POC濃度并不會(huì)隨著酸化時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減小，在12h時(shí)，POC濃度趨于平衡；在8h時(shí)，MW＜1kDa的微生物易利用優(yōu)質(zhì)碳源達(dá)17.30mg/L，主要來(lái)源于微生物對(duì)大分子有機(jī)物的水解酸化效應(yīng)；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，CH4生成，主要消耗MW＜0.5kDa的碳源，對(duì)分子量1k～0.5kDa碳源并不敏感，造成合成PHB的前體碳源流失.

3.3 在DPB污泥系統(tǒng)中，酸化時(shí)間對(duì)PHB與Gly之間的相互轉(zhuǎn)化量并無(wú)影響，平均分別為180.31，157.57mg COD/h.但酸化時(shí)間在8h時(shí)，污水碳源質(zhì)量最優(yōu)，且DPB污泥在厭氧、缺氧段碳源分別為83.48%，79.59%，分別提高了23.56%，18.03%，TN、TP去除率分別提高了14.63%，16.98%，而對(duì)COD去除率無(wú)明顯影響.

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Responses of the molecular weight distribution of raw water carbon source and DPB function to acidification time.

LIU Xiang1， HE Cheng-da2， LIU Wen3， ZHU Liang1，4＊（1.College of Environment， Hohai University， Nanjing 210098，China；2.College of Environmental Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou 225127， China；3.Environmental Monitoring Center of Jiangsu Province， Nanjing 210036， China；4.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resources Development of Shallow Lakes， Ministry of Education， Hohai University， Nanjing 210098，China）. China Environmental Science， 2015，35（3）：797～803

In order to know the features of carbon source composition， nanofiltration-ultrafiltration membranes was used to determine fractionation of the molecular weight in wastewater carbon source. Then we studied the influence of molecular weight distribution on the carbon utilization by denitrifying phosphorous removing bacteria （DPB） and related treatment performance of wastewater in the anaerobic-nitrification-anoxic （A2N） process， by employing acidification method with different acidification time. The averaged concentration of the total organic carbon （TOC） in raw wastewater was （58.3±2.83）mg/L， among which there is an averaged concentration of the particulate organic carbon （POC） in （38.05±1.65） mg/L with 65.27% to TOC. The dissolved organic carbon （DOC） presents a "W" type distribution on the molecular weigh with ranges of less than 0.5kDa （Dalton）. And the molecular in weight ranges of “bigger than 100kDa”， “10kDa～5kDa”， “1kDa～0.5kDa” and“l(fā)ess than 0.5kDa” has contributed 36.20%， 12.05%， 13.68% and 36.20% to the total DOC， respectively. Acidification time has significantly impact on the allocation between POC and DOC. A 12-h acidification could effectively transformed POC to DOC，reaching a balanced concentration of 14mg/L. DOC decreased with increased acidification time. Best quality of carbon sources was expected at 8h， when DOC in low molecule weight organic matter （LMWOM， ＜1kDa） was 17.30mg/L. As a result， carbon utilization rate of DPB sludge in anaerobic tank and anoxic tank were 83.48% and 79.59%， increased by 23.56% and 18.03% from the 0-h acidification time， respectively. Meanwhile， the removal rate of total nitrogen （TN） and total phosphorus （TP）increased by 14.63% and 16.98%， respectively.

carbon source；the molecular weight；distribution；DPB sludge；acidification

X703

A

1000-6923（2015）03-0797-07

劉 祥（1989-），男，江蘇南京人，河海大學(xué)博士研究生，主要從事水污染控制與水生態(tài)環(huán)境方面的研究.發(fā)表論文4篇.

2014-06-28

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)（2009ZX07317-007-1）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（2013/B14020391）

* 責(zé)任作者， 教授， zhulianghhu@163.com