摘 要：在改良AAOAO工藝污水處理廠生物池各區(qū)域通過掛膜法固定微生物，結(jié)合生物池沿程水質(zhì)分布，對掛膜后填料脫氮性能及微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究.結(jié)果表明，厭氧區(qū)對于NH+4-N去除的貢獻(xiàn)率達(dá)到整個系統(tǒng)的18.66%.好氧區(qū)積累的NO-2-N質(zhì)量濃度最高達(dá)到0.15 mg/L，通過內(nèi)回流進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，為厭氧氨氧化現(xiàn)象產(chǎn)生提供了必要條件.好氧區(qū)第二廊道掛膜填料的比硝化速率和比反硝化速率均為沿程最高，分別達(dá)到0.71、0.51 mg/（g·d）.在此區(qū)域精準(zhǔn)投加填料，將會對改良AAOAO生物池脫氮性能有極大提升.能夠降解污水中多種復(fù)雜有機物的細(xì)菌屬Bacteroidetes_vadinHA17在填料樣本中大量聚集（19.40%），為反硝化過程提供了更多可利用的碳源.為強化現(xiàn)有改良AAOAO工藝的處理效果提供理論支持和技術(shù)參考.

關(guān)鍵詞：污水處理廠;填料;脫氮性能;微生物群落

中圖分類號：X703""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1000-2367（2025）02-0139-09

人類生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水和生活污水通過污水處理廠可以有效地去除其中的大部分污染物，但污水處理廠尾水中殘留的氮元素仍然會破壞自然的氮循環(huán)，導(dǎo)致了諸如水體富營養(yǎng)化等問題^［1］.

目前，許多污水處理廠在原有氧化溝、A2/O工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，通過調(diào)整操作周期中的好氧、缺氧時間及回流方式^［2-3］，或采用微生物固定化技術(shù)，對脫氮過程進(jìn)行優(yōu)化.AAOAO工藝因其高效的脫氮除磷能力而被廣泛應(yīng)用于污水處理廠，通過多段缺氧區(qū)和好氧區(qū)的設(shè)置，可以更有效地進(jìn)行反硝化和硝化反應(yīng)，從而提高脫氮效率^［4］.李宏斌等^［5］采取嚴(yán)格控制好氧段溶解氧和內(nèi)回流比等措施，實現(xiàn)了在AAOAO工藝生物池完成脫氮除磷并節(jié)省碳源投加量的效果.PEARSON等^［6］所在的AAOAO工藝污水處理廠投入使用5年來，不但能滿足出水水質(zhì)要求，還能在不添加碳源的情況下實現(xiàn)出水總氮（total nitrogen，TN）低于5.0 mg/L.

基于微生物固定化技術(shù)對傳統(tǒng)活性污泥工藝的升級改造中，填料的投加對于維持微生物的生長繁殖至關(guān)重要，特別是對于一些低生長速率微生物^［7］.WANG等^［8］在A2/O好氧池中投加無機流化填料，在填充率為30%時，出水TN平均保持在（9.46±1.14） mg/L，而沒有投加填料的出水TN平均值為（15.17±2.00） mg/L.有研究在AAO工藝中沿程投加醛化纖維填料富集微生物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)厭氧區(qū)和缺氧區(qū)系統(tǒng)生物多樣性增加^［9］.然而，傳統(tǒng)無機載體使用壽命有限，不易降解，可能對環(huán)境造成二次污染.因此，以海藻酸鈉（sodium alginate，SA）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）為骨架結(jié)構(gòu)的新型凝膠填料被廣泛使用，該填料作為一種生物基材料，在特定條件下具有可降解的特性，且其填料結(jié)構(gòu)中有較大的孔隙，適宜微生物生長附著^［10］.

收稿日期：2024-03-18;修回日期：2024-04-28.

基金項目：國家自然科學(xué)基金（42107427）;河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點項目（2221023226）.

作者簡介：楊森（1984-），男，遼寧錦州人，北京恩菲環(huán)保股份有限公司高級工程師，研究方向為環(huán)境工程，E-mail：yansenys@163.com.

通信作者：彭趙旭（1983-），男，黑龍江哈爾濱人，鄭州大學(xué)副教授，研究方向為污水脫氮除磷技術(shù)，E-mail：pzx@zzu.edu.cn.

引用本文：楊森，牛詠晴，劉冰巖，等.改良AAOAO工藝生物池微生物固定化填料脫氮特性研究［J］.河南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2025，53（2）：139-147.（Yang Sen，Niu Yongqing，Liu Bingyan，et al.Study on the nitrogen removal performance of microbial immobilized carrier in the improved AAOAO process biological tank［J］.Journal of Henan Normal University（Natural Science Edition），2025，53（2）：139-147.DOI：10.16366/j.cnki.1000-2367.2024.03.18.0002.）

余澤海等^［11］以PVA、SA、水性聚氨酯作為基礎(chǔ)材料包埋微生物，該填料處理模擬污水的NH+4-N去除率能達(dá)到94%，且在重復(fù)使用20 d后，NH+4-N去除率仍維持在90%左右.JIN等^［12］采用碳酸氫鈉改性PVA / SA凝膠填料，固定化好氧反硝化菌，經(jīng)過5次重復(fù)利用后，NO-3-N和TN去除率分別保持在99%和93%.現(xiàn)有微生物固定化技術(shù)具有良好的脫氮效果，但在實際應(yīng)用中往往采用大范圍粗放式投加，漂浮的填料容易對原有處理工藝造成干擾，且難以定期清理和更新.因此需要在污水處理廠生物池精準(zhǔn)投放填料，從而發(fā)揮更好的處理效果.

為了確定改良AAOAO工藝中填料投加的最佳區(qū)域，必須深入研究各區(qū)域填料掛膜后的脫氮特性.本研究通過掛膜法固定化改良AAOAO工藝污水處理廠生物池各區(qū)域微生物.研究掛膜后填料脫氮活性，對比活性污泥與填料微生物群落結(jié)構(gòu).旨在為現(xiàn)有改良AAOAO工藝的處理效果提標(biāo)升級提供理論支持和技術(shù)參考.

1 材料與方法

1.1 活性炭復(fù)合填料的制備及性能參數(shù)

活性炭復(fù)合填料制備步驟如圖1所示，用100 mL去離子水浸泡一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚乙烯醇（PVA）、海藻酸鈉（SA）和粉末活性炭（powder activated carbon，PAC），置于水浴鍋中95 ℃加熱2 h，使其形成均勻的凝膠質(zhì)地，冷卻后備用.（PVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)：12%；SA質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.5%；PAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)：4%）.制備5%無水氯化鈣飽和硼酸溶液作為交聯(lián)劑，稱取6 g硼酸（25 ℃下溶解度5.74 g）于100 mL去離子水中，加熱至全部溶解，再加入5 g的無水氯化鈣.使用注射器將凝膠溶液注入3 mm球形模具，放入冰箱-20 ℃冷凍12 h，在冰箱內(nèi)脫模，將凝膠小球加入到交聯(lián)劑中，在室溫攪拌10 min，置于冰箱4 ℃冷藏固化24 h.用去離子水洗滌2～3次，于4℃條件下保存?zhèn)溆?

使用該方法制得的填料粒徑大小均勻，平均直徑約為5.36 mm，質(zhì)量10.32 mg/（100顆）.根據(jù)已知的研究方法^［13-14］，測定填料物理參數(shù)和傳質(zhì)性能.本研究制備的活性炭復(fù)合填料機械穩(wěn)定性高，在轉(zhuǎn)速1 200 r/min下振蕩48 h后填料完整率為100%.填料縱向變形為50%時抗壓強度達(dá)到2.74 MPa.根據(jù)填料在去離子水中浸泡24 h前后固液混合體積的變化，得出填料膨脹度為27.98%.采用亞甲基藍(lán)溶液作為模擬污染物時，填料短時間內(nèi)傳質(zhì)效率能達(dá)到較高水平.

1.2 生物池填料掛膜及污水取樣點位

本研究于W縣某污水處理廠進(jìn)行，其設(shè)計規(guī)模為30 000 m3/d，主要污水來源為W縣產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)工業(yè)污水及生活污水.處理工藝采用“預(yù)處理+曝氣沉砂池+改良AAOAO工藝+高密沉淀池+精密過濾器+接觸消毒池”.出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按照《河南省黃河流域水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 41/2087-2021）的一級標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)排放.

在改良AAOAO工藝生物池預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、后缺氧區(qū)及后曝氣區(qū)沿程投放活性炭復(fù)合填料.通過繩索將填料框固定在池體的邊緣，并在繩索下端懸掛鐵塊保持其位置.在填料布置完畢后，每隔一周取出觀察生物膜的生長情況.經(jīng)過3月的培養(yǎng)期，填料表面形成了均勻且密集的生物膜.隨后開始取樣檢測填料脫氮活性，并通過3次重復(fù)試驗來降低偶然誤差的可能性.與此同時檢測生物池沿程水質(zhì)、pH、溶解氧（dissolved oxygen，DO），最后檢測填料微生物群落結(jié)構(gòu).預(yù)缺氧區(qū)（YQ）、厭氧區(qū)（YY）、缺氧區(qū)1（Q1）、缺氧區(qū)2（Q2）、缺氧區(qū)3（Q3）、好氧區(qū)始端（H0）、好氧區(qū)第一廊道（H1）、好氧區(qū)第二廊道（H2）、好氧區(qū)第三廊道（H3）、后缺氧區(qū)（HQ）及后曝氣區(qū)（HB）填料的取樣點位如圖2所示.

1.3 分析方法

水樣用0.45 μm膜過濾后進(jìn)行檢測.NH+4-N的測定采用納氏試劑分光光度法；NO-2-N的測定采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法；NO-3-N的測定采用麝香草酚法；化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）的測定采用重鉻酸鉀法^［15］.pH和DO采用WTW Multi 340i儀測量.DNA提取、聚合酶鏈反應(yīng)擴增和高通量測序均委托北京奧維森基因科技有限公司進(jìn)行.微生物樣品取自污水處理廠生物池H2區(qū)域活性污泥，以及H2區(qū)域掛膜3月后的填料.

1.4 填料脫氮性能表征參數(shù)

取40 g填料樣品，用去離子水輕輕洗去表面雜質(zhì)，然后分別置于兩個250 mL的錐形瓶A、B中.錐形瓶A中加入150 mL的NH4Cl和NaHCO3混合溶液，使得NH+4-N和NaHCO3的質(zhì)量濃度分別為20 mg/L和375 mg/L.試驗過程中向錐形瓶A中曝氣，使DO始終保持在6 mg/L以上.在錐形瓶B中加入CH3COONa和KNO3混合溶液150 mL后，使COD和NO-3-N的質(zhì)量濃度分別為200 mg/L和20 mg/L.向錐形瓶B中通入N2，形成缺氧環(huán)境，5 min后用塞子密封.將各錐形瓶置于搖床充分振蕩，分別在0、4、8、24和48 h時測定錐形瓶A中NH+4-N和錐形瓶B中NO-3-N的質(zhì)量濃度.最后，將溶液過濾后置于干燥箱烘干6 h，測定混合物的生物量.采用米氏方程計算比硝化速率和比反硝化速率^［16］.

2 結(jié)果與討論

2.1 污水處理廠生物池沿程水質(zhì)參數(shù)分析

DO濃度的控制對污染物去除起決定性作用，一般AAO工藝要求缺氧段和厭氧段DO質(zhì)量濃度分別控制在0.5和0.2 mg/L以下^［17］.如圖3所示，該污水處理廠生物池預(yù)缺氧區(qū)、各缺氧區(qū)及后缺氧區(qū)DO質(zhì)量濃度均控制在0.5 mg/L以下，厭氧區(qū)DO質(zhì)量濃度為0.06 mg/L，符合工藝要求.好氧區(qū)DO質(zhì)量濃度維持在2 mg/L以下，既可使硝化反應(yīng)充分進(jìn)行，又有效節(jié)省了曝氣量.各工藝段DO控制均滿足處理要求且控制在較低水平，這不僅有利于污染物去除，對控制污水處理廠碳排放也至關(guān)重要.生物池沿程混合液懸浮固體（mixed liquor suspended solids，MLSS）質(zhì)量濃度整體呈浮動趨勢，平均值為5 032 mg/L，上下浮動不超過10%.其中，好氧區(qū)第一廊道MLSS最高，達(dá)到5 441 mg/L.MLSS也為填料掛膜效果的影響因素之一，這為后續(xù)填料投加區(qū)域的選擇提供了參考條件.

結(jié)合圖3與圖4可知，生物池YQ區(qū)域TN質(zhì)量濃度為18.00 mg/L，其中主要以NH+4-N形式存在（17.28 mg/L）.NO-3-N質(zhì)量濃度為0.63 mg/L，這主要是外回流帶來的NO-3-N進(jìn)入YQ區(qū)域所致.在YY區(qū)域，NH+4-N質(zhì)量濃度出現(xiàn)了下降現(xiàn)象，從YQ區(qū)域的17.28 mg/L減少到Y(jié)Y區(qū)域的14.39 mg/L，厭氧區(qū)對于NH+4-N去除的貢獻(xiàn)率達(dá)到整個系統(tǒng)的18.66%.其原因可能是厭氧區(qū)的低DO環(huán)境使得厭氧氨氧化現(xiàn)象產(chǎn)生.有學(xué)者在氧化溝工藝污水處理廠生物池厭氧區(qū)也發(fā)現(xiàn)了NH+4-N去除的現(xiàn)象，其NH+4-N去除率為14.47%^［18］.同時，YY區(qū)域COD較YQ區(qū)域變化顯著，從124.50 mg/L下降至49.40 mg/L，這主要是由于大部分有機物在厭氧段被聚磷菌轉(zhuǎn)化為聚-β-羥丁酸儲存在細(xì)胞中^［19］.Q1區(qū)域比YY區(qū)域TN質(zhì)量濃度明顯下降，從15.02 mg/L下降至8.21 mg/L，這主要是由于內(nèi)回流的稀釋以及反硝化作用.同時，內(nèi)回流使該Q1區(qū)域的NO-3-N質(zhì)量濃度上升至0.97 mg/L.H0～H3區(qū)域為好氧區(qū)，NH+4-N質(zhì)量濃度在硝化作用下由H0區(qū)域的5.58 mg/L下降到H3的2.42 mg/L，COD沿程也逐漸下降.在H0～H3區(qū)域，NO-2-N逐漸積累，H2區(qū)域NO-2-N質(zhì)量濃度最高，達(dá)到0.15 mg/L.由于好氧區(qū)內(nèi)存在部分曝氣不充分區(qū)域，形成好氧/缺氧交替環(huán)境，且氨氧化菌（ammonia oxidizing bacteria，AOB）相比亞硝酸鹽氧化菌（nitrite oxidizing bacteria，NOB）對氧的親和力更強，因此在好氧/缺氧交替條件下，AOB可以優(yōu)先利用溶解氧，從而限制NOB的生長和活動，使得NO-2-N積累^［20］.在后缺氧區(qū)，大部分NO-3-N在此區(qū)域被去除，NO-3-N質(zhì)量濃度從H3區(qū)域的2.93 mg/L下降到0.61 mg/L.在HB區(qū)域，TN質(zhì)量濃度較HQ區(qū)域無明顯下降，說明在改良AAOAO工藝流程中，后缺氧區(qū)對脫氮的作用效果較弱.

2.2 掛膜固定化微生物填料脫氮性能

本研究取污水處理廠生物池各區(qū)域掛膜填料，按照1.4節(jié)中所述方法進(jìn)行試驗并計算各區(qū)域填料比硝化速率，試驗結(jié)果如圖5（a）所示.預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)以及后缺氧區(qū)填料的比硝化速率大多低于0.37 mg/（g·d），這是由于污水中DO質(zhì)量濃度較低，使得這些區(qū)域填料上硝化細(xì)菌沒有良好的生存環(huán)境.但Q2區(qū)域填料比硝化速率卻達(dá)到了0.52 mg/（g·d），其原因與2.1節(jié)分析中Q2區(qū)域MLSS以及DO質(zhì)量濃度略高于Q1、Q3區(qū)域有關(guān).MLSS質(zhì)量濃度越高微生物在填料上的附著效果越好.好氧區(qū)H0區(qū)域填料比硝化速率為0.23 mg/（g·d），為沿程最低值.這是由于該區(qū)域處于缺氧區(qū)與好氧區(qū)的交界處，DO水平較低，且該區(qū)域水力剪切力較大，不利于微生物在填料上的附著.H2區(qū)域即好氧區(qū)第二廊道掛膜填料比硝化速率為沿程最高，達(dá)到0.71 mg/（g·d）.此處位于好氧區(qū)中段，水質(zhì)環(huán)境最適宜硝化細(xì)菌生長繁殖.H3區(qū)域填料比硝化速率為0.69 mg/（g·d），較H2區(qū)域有所下降，這是由此區(qū)域DO質(zhì)量濃度降低和水力剪切力增大所致.在HQ區(qū)域，缺氧環(huán)境使得填料生物膜比硝化速率下降至0.34 mg/（g·d），隨后在后曝氣區(qū)，掛膜填料比硝化速率又上升至0.69 mg/（g·d）.

生物池沿程各區(qū)域填料掛膜固定化微生物后的比反硝化速率如圖5（b）所示.YQ區(qū)域掛膜填料反比硝化速率為0.46 mg/（g·d），相對沿程其他區(qū)域較高，結(jié)合2.1節(jié)COD沿程分布分析原因，預(yù)缺氧區(qū)是生物池進(jìn)水區(qū)，污水中碳源充足，為反硝化細(xì)菌提供了良好的生存條件.在缺氧區(qū)，填料的比反硝化速率由Q1區(qū)域的0.25 mg/（g·d）上升到Q3區(qū)域的0.33 mg/（g·d）.譚陽等^［21］發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下利用掛膜填料處理低NO-3-N負(fù)荷的污水時，可以表現(xiàn)出更好的反硝化能力.這與圖4（c）所述NO-3-N質(zhì)量濃度從Q1到Q3逐漸降低這一結(jié)果恰好吻合.好氧區(qū)填料比反硝化速率從H0區(qū)域的0.36 mg/（g·d）逐漸提升至H2區(qū)域的0.51 mg/（g·d）.產(chǎn)生這一現(xiàn)象是由于活性炭復(fù)合填料的特殊結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部存在厭/缺氧區(qū)，使得填料在好氧條件下產(chǎn)生同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification，SND）現(xiàn)象，反硝化細(xì)菌在填料內(nèi)部聚集^［22］，生物池沿程掛膜填料比反硝化速率在H2區(qū)域達(dá)到最高.鄧旭等^［23］研究表明，水力剪切力過大會嚴(yán)重影響微生物在載體上的生長附著.H3區(qū)域位于內(nèi)回流處，水力擾動產(chǎn)生較大的剪切力，使得微生物固定化效果差，故填料比反硝化速率下降.HQ區(qū)域掛膜填料反比硝化速率降低至0.26 mg/（g·d），是因為該區(qū)域內(nèi)可利用的碳源不足導(dǎo)致.在HB區(qū)域，掛膜填料比反硝化速率又上升至0.37 mg/（g·d），其原因同上所述，也是由于SND反應(yīng)發(fā)生.

2.3 活性污泥與掛膜填料微生物群落結(jié)構(gòu)

通過對掛膜填料的脫氮活性研究可以得出，H2區(qū)域掛膜填料各項脫氮指標(biāo)在沿程掛膜填料中均為最優(yōu)，故對H2區(qū)域活性污泥及掛膜填料進(jìn)行高通量檢測.結(jié)果表明，初始掛膜填料的微生物多樣性指數(shù)為5.81，低于H2區(qū)域污泥的微生物多樣性指數(shù)7.90，活性污泥中微生物種類更豐富.在門水平上，H2區(qū)域活性污泥樣本中的主要微生物門分別為Proteobacteria（33.91%）、Bacteroidota（19.54%）、Chloroflexi（10.47%）、Patescibacteria（8.92%），如圖6（a）所示.Proteobacteria門是革蘭氏陰性菌的一個主要門.其中含有的多種細(xì)菌，可以在降解氮的同時去除有機碳.Bacteroidota門中普遍含有反硝化細(xì)菌對蛋白質(zhì)和糖類的降解起著重要的作用，缺氧環(huán)境中能夠參與自養(yǎng)反硝化^［24］.Chloroflexi門中包含了多種反硝化細(xì)菌，因此該污水處理廠活性污泥的反硝化效果好.Patescibacteria門是2018年來提議組建的超級類群，常與反硝化菌共存，能夠提高碳源利用效率，強化污泥的脫氮能力，對脫氮過程起著重要的作用^［25］.對比其他關(guān)于污水處理廠主要門水平微生物研究結(jié)果，Patescibacteria門并未作為主要微生物門出現(xiàn)^［26］.而在本研究中污水處理廠作為主要微生物門，可以推斷該污水處理廠在污水處理過程中碳源利用效率較高.如圖6（b）所示，在初始掛膜填料樣本中，主要微生物門Proteobacteria、Bacteroidota、Chloroflexi的相對豐度分別為27.47%、25.43%、10.40%，如上所述，這些微生物門中存在大量的脫氮相關(guān)細(xì)菌，使得填料具有良好的脫氮性能.此外，填料樣本中Firmicutes門相對豐度為10.66%，高于污泥樣本（5.43%）.Firmicutes屬于革蘭氏陽性細(xì)菌，在缺氧條件下能夠以NO-3-N為電子受體進(jìn)行脫氮反應(yīng).該微生物門在填料樣本中富集，說明活性炭復(fù)合填料內(nèi)部的缺氧環(huán)境能夠為好氧區(qū)污泥中的Firmicutes門微生物提供適宜生存的環(huán)境，使填料具有良好的NO-3-N去除能力.

如圖7所示，H2區(qū)域污泥樣本在屬水平上的硝化菌主要為氨氧化菌Nitrosomonas和亞硝酸氧化菌Nitrospira.這一結(jié)果與PENG等^［27］對污水處理廠生物池各區(qū)域污泥微生物菌屬分析結(jié)果一致.其中Nitrospira的相對豐度為5.64%，遠(yuǎn)高于Nitrosomonas（1.99%），可見活性污泥的硝化效果主要由Nitrospira作為全程硝化細(xì)菌所提供^［28］.H2區(qū)域污泥樣本中的反硝化菌主要為自養(yǎng)反硝化菌Dechloromonas（1.28%）、Accumulibacter（0.36%）和異養(yǎng)反硝化菌Rhodobacter（0.33%）、Thauera（0.09%）反硝化菌屬總體相對豐度較低，這是由于H2區(qū)域位于生物池好氧區(qū)中段，該區(qū)域污泥反硝化效果相對較弱.同時，H2區(qū)域初始掛膜填料樣本中檢測出的各個硝化菌屬和反硝化菌屬的相對豐度均在0.07%以下，低于活性污泥樣本.說明活性炭復(fù)合填料在污水處理廠生物池中短期內(nèi)掛膜效果未達(dá)到理想水平，微生物群落在填料上未能大量富集，這主要是由于生物池中污水不斷流動，對填料水力沖擊較大，使得微生物不易在填料上附著.此外，在填料樣本中發(fā)現(xiàn)Bacteroidetes_vadinHA17大量聚集，其相對豐度達(dá)到19.40%.該細(xì)菌通過降解污水中的多種復(fù)雜有機物，為反硝化過程提供充足的碳源^［29］.

3 結(jié) 論

本研究在改良AAOAO工藝污水處理廠生物池各區(qū)域通過掛膜法固定化微生物，結(jié)合生物池沿程水質(zhì)分布，對掛膜后填料脫氮活性進(jìn)行分析，并對比污泥與填料的微生物群落結(jié)構(gòu).結(jié)果表明，厭氧區(qū)對于NH+4-N去除的貢獻(xiàn)率達(dá)到整個系統(tǒng)的18.66%，而好氧區(qū)積累的NO-2-N質(zhì)量濃度最高達(dá)到0.15 mg/L，通過內(nèi)回流進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)也為厭氧氨氧化現(xiàn)象產(chǎn)生提供了必要條件.好氧區(qū)第二廊道掛膜填料的比硝化速率和比反硝化速率均為沿程最高，分別達(dá)到0.71和0.51 mg/（g·d），在此區(qū)域精準(zhǔn)投加填料對改良AAOAO生物池脫氮性能的提升效果最佳.好氧區(qū)第二廊道活性污泥及掛膜填料微生物群落結(jié)構(gòu)顯示，填料樣本中Firmicutes門相對豐度為10.66%，高于污泥樣本（5.43%），使填料具有良好的NO-3-N去除能力.能夠降解污水中多種復(fù)雜有機物的細(xì)菌屬Bacteroidetes_vadinHA17在填料樣本中大量聚集（19.40%），為反硝化過程提供更多可利用的碳源.本研究為強化現(xiàn)有改良AAOAO工藝的處理效果提供理論支持和技術(shù)參考.

參 考 文 獻(xiàn)

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Study on the nitrogen removal performance of microbial immobilized carrier in the improved AAOAO process biological tank

Yang Sen1， Niu Yongqing2， Liu Bingyan1， Zhang Xuelong1， Wang Jinhui3， Gu Jiyu2， Peng Zhaoxu2

（1. Beijing Enfield Environmental Protection Co.， Ltd.， Beijing 100038， China; 2. School of Water Conservancy and Transportation，

Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China; 3. Wen County Zhongtou Water Service Co.， Ltd.， Jiaozuo 454850， China）

Abstract： Microorganisms were immobilized in various areas of the biological tank of the improved AAOAO process wastewater treatment plant through the film-laying method. Combined with the water quality distribution along the biological tank， the nitrogen removal performance and microbial community structure of carriers after film-laying were studied. The results showed that the contribution of the anaerobic zone to NH+4-N removal reached 18.66% of the entire system. The highest concentration of NO-2-N accumulated in the aerobic zone reached 0.15 mg/L and entered the anaerobic zone through internal reflux， which provided a necessary condition for the occurrence of anaerobic ammoxidation. The specific nitrification rate and specific denitrification rate of the carriers in the second corridor of the aerobic zone were the highest， reaching 0.71 and 0.51 mg/（g·d）， respectively. The precise addition of carriers in this area will greatly improve the nitrogen removal performance of the improved AAOAO biological tank. Bacteria that can degrade a variety of complex organic compounds in sewage belong to Bacteroidetes_vadinHA17. It accumulated in a large number of carrier samples（19.40%）， providing more available carbon sources for denitrification. This study provides theoretical support and technical reference for enhancing the treatment effect of the existing improved AAOAO process.

Keywords： wastewater treatment plant; carrier; nitrogen removal performance; microbial community

［責(zé)任編校 趙曉華 劉洋］