李 冬,趙世勛,關(guān)宏偉,梁瑜海,張艷輝,張 杰,2(.北京工業(yè)大學(xué),水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程北京市重點實驗室,北京 0024；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué),城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 50090)

常溫低氨氮CANON工藝穩(wěn)定性研究

李 冬1*,趙世勛1,關(guān)宏偉1,梁瑜海1,張艷輝1,張 杰1,2(1.北京工業(yè)大學(xué),水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程北京市重點實驗室,北京 100124；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué),城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150090)

室外以A/O除磷后的生活污水為基質(zhì)啟動全程自養(yǎng)脫氮(CANON)生物濾柱,針對CANON工藝中NOB過量增殖導(dǎo)致出水氮素濃度超過一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的問題,試驗考察高氨氮負(fù)荷、反沖洗、厭氧運行對濾柱中NOB的影響.結(jié)果表明:NOB對高氨氮負(fù)荷有適應(yīng)性,進水氨氮負(fù)荷為0.60kg/(m3·d)時,連續(xù)運行80d后總氮去除率穩(wěn)定在65%左右,最大出水總氮濃度為15.8mg/L,超過一級A排放標(biāo)準(zhǔn);反沖洗可以洗脫CANON工藝中的NOB,反沖洗后濾柱連續(xù)40d出水總氮濃度小于10.5mg/L:厭氧運行對NOB抑制作用大而對AOB影響較小,從厭氧運行恢復(fù)低DO穩(wěn)定運行后,連續(xù)40d以上總氮去除率大于80%,最大出水總氮濃度為9.5mg/L.

生活污水；濾柱；自養(yǎng)脫氮；反沖洗；亞硝酸鹽氧化菌

與傳統(tǒng)脫氮工藝相比,新型的全程自養(yǎng)脫氮(CANON)工藝節(jié)省了62.5%的氧氣供應(yīng)、脫氮途徑短、無需外加碳源、溫室氣體產(chǎn)量少[1],是目前最具前景的污水脫氮工藝[2].

CANON工藝適合處理高溫、高氨氮、低碳氮比[3-4]的污水,而城市生活污水是典型的常溫、低氨氮、高碳氮比的水質(zhì),因此如何將 CANON工藝應(yīng)用到城市生活污水處理領(lǐng)域是長久以來的難點[5].生活污水的厭氧發(fā)酵和 A/O除磷預(yù)處理已解決基質(zhì)高碳氮比的問題,但如何在常溫、低氨氮條件下運行 CANON工藝仍有待進一步研究.之前即使有對常溫低氨氮CANON工藝的研究,也僅局限于配水和短期運行[6-8],在實際生活污水長期應(yīng)用方面基本沒有.本試驗采用上向流全程自養(yǎng)脫氮生物濾柱反應(yīng)器,研究 CANON工藝在室外處理實際生活污水時的效果.

在常溫低氨氮條件下,CANON工藝的難點在于短程硝化的穩(wěn)定性[9].由于 CANON工藝無法去除硝態(tài)氮,如果 NOB過量增殖,出水中會含有大量硝氮,導(dǎo)致反應(yīng)器總氮去除率下降,出水總氮超標(biāo).常溫、低游離氨條件下,單純通過低 DO抑制 NOB活性已被證實難以實現(xiàn)[10-11],因此需要通過其他策略達到抑制 NOB的目的.研究[12]指出高氨氮負(fù)荷有助于維持短程硝化的穩(wěn)定.同時在CANON工藝的生物膜反應(yīng)器中,NOB分布在生物膜的外層[9,13],反沖洗有利于洗脫生物膜表面的NOB.研究表明,AOB代謝具有多樣性[14],部分 AOB可以在厭氧的條件下,按厭氧氨氧化類似的途徑進行代謝,而NOB不具有這種功能.

基于此,試驗在污水處理廠室外,以A/O除磷處理后的實際生活污水為基質(zhì),啟動并運行CANON生物濾柱,研究高氨氮負(fù)荷、反沖洗和厭氧運行對CANON濾柱中NOB的影響.

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

圖1 反應(yīng)器裝置示意Fig.1 Schematic diagram of the experimental equipment

試驗采用上向流生物濾柱(圖1),反應(yīng)器由有機玻璃制成,內(nèi)徑 8cm,承托層高 5cm,濾料高80cm,有效容積5L.內(nèi)部裝填直徑5～10mm的火山巖填料,底部設(shè)有曝氣裝置,整個反應(yīng)器外部用黑色保溫棉纏繞以避光和保溫.

1.2 試驗用水和接種污泥

該試驗進水為A/O除磷處理后的實際生活污水.在冬季,水箱中放置加熱棒以維持水溫在15～19℃,整個運行過程溫度在 13～21℃.其他水質(zhì)指標(biāo)如表1所示.

表1 進水水質(zhì)指標(biāo)Table 1 Water Quality of influent

厭氧氨氧化濾料來自于運行穩(wěn)定的上向流火山巖填料厭氧氨氧化濾柱,總氮去除率穩(wěn)定在85%左右,總氮去除負(fù)荷在1.0kg/(m3·d)以上.亞硝化絮狀污泥來自于推流式反應(yīng)器,反應(yīng)器高溫高氨氮運行,亞硝化污泥濃度為 1050mg/L,亞硝化率在90%以上.

1.3 試驗方法

反應(yīng)器的運行分4個階段.第1～48d為S1階段,反應(yīng)器裝填厭氧氨氧化濾料,接種 3L亞硝化污泥,在低負(fù)荷下啟動;第49～178d為S2階段,反應(yīng)器在高負(fù)荷下運行,第129d對濾柱進行反沖洗;第179～202d為S3階段,進水中投加亞硝酸鈉,同時關(guān)閉曝氣,濾柱厭氧運行;203～251d為S4階段,重新運行CANON工藝.各階段運行參數(shù)表2.

表2 各階段反應(yīng)器參數(shù)變化情況Table 2 The parameter variations of each stage

1.4 化學(xué)分析方法及反應(yīng)速率的測定

水樣分析中 NH4+—N測定采用納氏試劑光度法,NO2

－—N 采用 N—(1—萘基)乙二胺光度法, NO3－—N采用紫外分光光度法,COD采用快速測定儀,DO、pH值和水溫通過WTW便攜測定儀測定,其余水質(zhì)指標(biāo)的分析方法均采用國標(biāo)方法.

反應(yīng)速率的測定:從反應(yīng)器中取出濾料,刮下生物膜并解離,放入 1L的燒杯.燒杯底部設(shè)置曝氣裝置,設(shè)置機械攪拌.分別測定短程硝化、硝化、厭氧氨氧化反應(yīng)速率,代表 AOB、NOB和ANAMMOX菌活性.測定反應(yīng)速率時,調(diào)節(jié)進水堿度,使得堿度與氨氮之比為 10,調(diào)節(jié) pH至7.6～8.0,基質(zhì)氨氮和亞硝酸鹽氮濃度為 50mg/L.測定短程硝化和硝化反應(yīng)速率時曝氣,使水中DO維持在2.0mg/L以上,測定厭氧氨氧化活性時,保證基質(zhì)的厭氧狀態(tài).

2 結(jié)果與討論

2.1 CANON工藝的啟動及高負(fù)荷運行

反應(yīng)器裝填成熟的厭氧氨氧化濾柱填料,接種亞硝化絮狀污泥啟動CANON工藝,啟動過程中接種亞硝化絮狀污泥 4L,污泥 MLSS為2100mg/L.為了減少DO對厭氧氨化菌的抑制以及抑制硝化細(xì)菌的活性,反應(yīng)器啟動過程在低DO條件下運行.有研究表明,AOB的氧飽和常數(shù)為 0.2～0.4mg/L,NOB 的氧飽和常數(shù)為 1.2～1.5mg/L[15],同時,DO 對厭氧氨氧化的抑制濃度低于 0.5%空氣飽和度[16].因此試驗實時控制曝氣量,使得出水口DO為0.3～0.8mg/L.

啟動初期為了使得微生物適應(yīng)環(huán)境,濾柱在低負(fù)荷下運行,HRT設(shè)定為4h,濾速為0.2m/h.反應(yīng)器運行過程中的進出水氮素變化如圖 2所示,氮素去除率如圖3所示,總氮去除負(fù)荷如圖4所示.在S1階段,由于反應(yīng)器內(nèi)DO較低,厭氧氨氧化菌受抑制較小,反應(yīng)器沒有明顯的 NO2--N 積累.隨著亞硝化細(xì)菌的掛膜、生長,氨氮去除率逐漸提高.反應(yīng)器運行到48d時,連續(xù)10d氨氮去除率穩(wěn)定在90%以上,總氮去除率大于70%,總氮去除負(fù)荷大于0.20kg/(m3·d),表明CANON濾柱已啟動成功.在整個啟動階段,氨氮去除率幾乎呈線性增長,與前人研究有所不同[17],可能是本試驗實時調(diào)控曝氣量,維持 DO濃度在 0.3～0.8mg/L,而其他研究采用固定曝氣量,因此導(dǎo)致氨氮去除率增長趨勢有所不同.本試驗在低氨氮條件下,啟動初期取得了較高的總氮去除負(fù)荷,甚至高于其他高氨氮條件下的去除負(fù)荷[18],表明濾柱形式的反應(yīng)器脫氮能力強,適合實際污水處理廠應(yīng)用.

圖2 反應(yīng)器進出水氮素變化Fig.2 Nitrogen variation of reactor

為了研究CANON工藝運行過程中NOB的活性,引入特征比這一參數(shù).在CANON工藝運行過程中,總氮去除量與出水 NO3--N增量之比可以有效地反映反應(yīng)器中 NOB的活性,該值稱為特征比.理想的 CANON工藝,特征比為 8,如果NOB增殖,出水NO3--N增加,特征比減小,如果反硝化作用明顯,出水NO3--N減少,特征比增大.

圖3 氮素去除率Fig.3 Nitrogen removal efficient ofreactor

從圖4中可以看出,S1階段,反應(yīng)器特征比先上升后下降.S1階段初期,未建立起以厭氧氨氧化為核心自養(yǎng)脫氮的系統(tǒng),同時曝氣為 NOB提供溶解氧,此時NOB活性相對較高,因此特征比小于8.反應(yīng)器繼續(xù)運行過程中,不適應(yīng)環(huán)境的微生物死亡分解,為反硝化提供碳源,出水 NO3--N濃度降低,特征比升高至 10以上.隨著細(xì)菌分解的有機物被耗盡,反硝化細(xì)菌活性降低,特征比隨之下降.

圖4 總氮去除負(fù)荷及特征比Fig.4 Nitrogen removal rate and characteristic ratio of reactor

S1階段末,即第 37～48d,出水氨氮濃度小于3mg/L,總氮去除率在 70%以上,表明反應(yīng)器對氨氮有著很好的去除效果,CANON濾柱已經(jīng)基本啟動成功.但此時反應(yīng)器平均特征比為5.58,小于理論值8,可以看出NOB已經(jīng)過量增殖,硝化較為嚴(yán)重.與前人研究有著相同的結(jié)果[10],即在常溫低氨氮條件下,通過低DO抑制CANON工藝中的NOB難以實現(xiàn).

在S2階段,為了進一步加強DO對NOB的抑制作用,將反應(yīng)器中的DO控制在0.3～0.5mg/L,同時水力停留時間從 4h變?yōu)?2h,反應(yīng)器進入高負(fù)荷運行,進水氨氮負(fù)荷(ALR)在 0.60kg/(m3·d)左右.在 S2階段初期,反應(yīng)器內(nèi)微生物受到高負(fù)荷的沖擊,氨氮和NO2--N去除效果降低,總氮去除率降低到30%以下,此時特征比從S1階段末的4～6.5提高到7左右,NOB活性受到了一定的抑制,表明高ALR對NOB有一定的抑制作用.

隨著微生物的適應(yīng)和生長,總氮去除率不斷提高,117～127d間氨氮去除率大于 95%,表明濾柱中的AOB和厭氧氨氧化菌已經(jīng)適應(yīng)高ALR的條件并且具有較高的活性.但此時的總氮去除率穩(wěn)定在 65%左右,出水中的氮素主要以NO3

--N的形式存在,最大出水NO3--N和總氮分別為12.6mg/L和15.8mg/ L,出水總氮濃度超過國家一級A標(biāo)準(zhǔn).同時觀察到117～127d間的平均特征比為2.61,大大低于理論值8.可以看出NOB適應(yīng)了高ALR的條件并大量增殖,全程自養(yǎng)脫氮工藝正在向全程硝化轉(zhuǎn)變.

Zhang等[12]通過高ALR維持了短程硝化的穩(wěn)定,而本試驗在相同ALR時NOB受到了一定的抑制,但仍大量增殖.分析其原因,是由于進水氨氮濃度差異引起的.Zhang等試驗中進水氨氮濃度為80mg/L,而本試驗進水氨氮為 35～55mg/L,也從側(cè)面表明低氨氮條件下,通過低溶解氧和高氨氮負(fù)荷維持CANON工藝的穩(wěn)定較困難.

2.2 反沖洗的影響

鑒于 S2階段反應(yīng)器中 NOB大量增殖,第129d對濾柱進行反沖洗.從圖 2中可以看出,第129d濾柱出水氨氮濃度為8.1mg/L,第130d降到了 2.6mg/L,反沖洗對厭氧氨氧化菌和亞硝化細(xì)菌的影響較小,生物膜反沖洗后容易恢復(fù).

反沖洗后濾柱出水硝氮濃度降低,反應(yīng)器運行連續(xù)40d出水NO3--N濃度小于10.5mg/L,特征比由反沖洗前的2～4提高為 6～8,總氮去除率也從 65%提高到 80%左右.表明反沖洗對 NOB有較好的洗脫作用.反沖洗時濾料在氣水混合作用下相互碰撞,導(dǎo)致表層好氧區(qū)的生物膜脫落,帶出反應(yīng)器.AOB和NOB為好氧菌,位于生物膜的外層,同時,NOB適宜生存的DO濃度比AOB高,因此 NOB位于生物膜的最外層[12],反沖洗即可帶出濾柱內(nèi)的NOB,而對AOB的影響較小,因此反沖洗有助于維持CANON工藝的運行.

反沖洗后濾柱繼續(xù)運行,特征比和總氮去除率逐漸降低,出水總氮濃度升高,說明濾柱中NOB活性逐漸提高.雖然反沖洗洗脫了大量的NOB,但仍有少量的殘余,而常溫低氨氮的環(huán)境對 NOB抑制作用有限,因此隨著反應(yīng)器的運行,NOB繼續(xù)增殖,造成了反應(yīng)器出水NO3--N含量增加,影響了CANON工藝的穩(wěn)定性.反應(yīng)器運行到177d時,連續(xù)10d內(nèi)反應(yīng)器平均總氮去除率為 71.8%,最大出水總氮濃度為 15.5mg/L, CANON工藝的穩(wěn)定性受到了破壞.

2.3 厭氧運行的影響

鑒于CANON工藝中NOB活性的增強,S3階段(179～202d)反應(yīng)器在厭氧條件運行,通過低DO淘汰NOB.為了確保厭氧氨氧化菌的活性,進水中投加50mg/L的亞硝氮.

反應(yīng)器在整個厭氧運行過程中,總氮去除率大于80%,總氮去除負(fù)荷穩(wěn)定在1.0kg/(m3·d)左右,表明反應(yīng)器具有很高的氮素去除效果.在S3階段特征比大于 8,分析其原因是反硝化菌的作用,試驗進水為A/O除磷的出水,含有少量可降解的有機物,同時該階段反應(yīng)器厭氧運行,不適應(yīng)條件的好氧細(xì)菌死亡分解,為反硝化菌的生長提供碳源,因此造成S3階段特征比大于8.

在S4(203～251d)階段,反應(yīng)器重新低DO運行,第 203d時,反應(yīng)器出水氨氮濃度為 18.1mg/L, NO2--N濃度為5.1mg/L,表明AOB和厭氧氨氧化菌的活性均受到了一定的抑制.但反應(yīng)器運行到第207d時,氨氮去除率和總氮去除率分別提高為95.9%和82.1%,AOB和厭氧氨氧化菌活性恢復(fù)快.反應(yīng)器在S4階段運行49d,雖然后期出水硝氮有所增加,但濾柱特征比穩(wěn)定在6.5以上,總氮去除率大于80%,最大出水總氮濃度為9.5mg/L,滿足了國家一級A的氮素排放標(biāo)準(zhǔn),濾柱中的NOB得到了很好的抑制.

反應(yīng)器厭氧運行過程中,AOB活性降低較小,而NOB基本已被淘汰.AOB受厭氧條件影響較小.分析其原因,可能是由于 AOB具有代謝多樣性,許多AOB同時具有反硝化的功能,或是AOB可以通過類似于厭氧氨氧化的途徑代謝,導(dǎo)致AOB在厭氧條件下也可以完成生長,而NOB不具備類似的功能,因此被淘汰[14].

2.4 功能微生物的活性

為了研究各階段反應(yīng)器中AOB和厭氧氨氧化菌的活性以及 NOB被抑制的程度,第40,55,127,130,175,201,248d從反應(yīng)器中取出濾料,提取生物膜,測定亞硝化、厭氧氨氧化和硝化反應(yīng)速率,結(jié)果如圖5所示.

第44d和55d為低氨氮負(fù)荷和高氨氮負(fù)荷運行.從圖中可以看出高氨氮負(fù)荷條件下,反應(yīng)器的亞硝化和厭氧氨氧化速率有所提高,硝化速率略有下降,表明高氨氮負(fù)荷有利于AOB和厭氧氨氧化菌的生長,對NOB有一定的抑制作用.高氨氮負(fù)荷運行到127d時,反應(yīng)器中的NOB活性大大提高,也從微生物活性方面表明NOB對高ALR有適應(yīng)性.

圖5 不同時期反應(yīng)速率的比較Fig.5 reactor rate of different stage

第127d和129d分別代表反沖洗前后,可見反沖洗后亞硝化和硝化速率均有下降,根據(jù)對DO需求量的不同,濾料表面生物膜從里到外分別是厭氧氨氧化菌,AOB和NOB[13],反沖洗時濾料的摩擦?xí)?dǎo)致外層生物膜的脫落,而對內(nèi)層生物膜的影響較小,因此硝化速率下降較多而亞硝化速率受影響較小.反沖洗后厭氧氨氧化速率高達 12.1kg/ (kgMLSS·d),由于污泥負(fù)荷只是表示單位質(zhì)量污泥中各種菌群的含量,反沖洗后,AOB和NOB減少,厭氧氨氧化菌比例上升,因此厭氧氨氧化速率較高.與127d相比,130d時污泥的硝化速率明顯降低,亞硝化速率降低較少,厭氧氨氧化速率有所提高,因此表明反沖洗有利于降低生物膜污泥中 NOB的含量,而對AOB和厭氧氨氧化菌影響較小.

反應(yīng)器厭氧運行末期,即201d時,污泥硝化速率極低,只有 0.10kg/(kgMLSS·d),是長期厭氧運行的結(jié)果.而亞硝化速率相較于前一階段,只降低了32%,表明部分AOB可以適應(yīng)厭氧環(huán)境.在厭氧運行階段,厭氧氨氧化反應(yīng)器速率達到了 14.2kg/ (kgMLSS·d),厭氧運行有利于強化厭氧氨氧化菌的活性,確保厭氧氨氧化菌在與NOB的競爭中取得優(yōu)勢,降低出水硝酸鹽含量,維持反應(yīng)器的穩(wěn)定.

第175d時,反應(yīng)器總氮去除率為68.4%,出水NO2

--N和總氮為13.8和15.5mg/L,第230時反應(yīng)器總氮去除率為81.2%,出水NO2--N和總氮為

6.9 和8.7mg/L.從反應(yīng)速率方面可以得出兩者的

亞硝化和厭氧氨氧化速率基本相同,而第230d時的硝化速率遠(yuǎn)較第175d時低.表明NOB活性是影響出水水質(zhì)的關(guān)鍵,厭氧運行可以很好地抑制

NOB,將出水氮素濃度維持在較低水平.

3 結(jié)論

3.1 常溫低氨氮低 DO條件下,高氨氮負(fù)荷[0.60kg/(m3·d)]對 NOB有暫時的抑制.長期運行時 NOB仍會過量增殖,使得出水總氮濃度超過國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn).

3.2 反沖洗可以大大降低濾柱中 NOB的活性,反沖洗后濾柱連續(xù)40d總氮去除率大于75%,最大出水總氮濃度為10.5mg/L,滿足一級A氮素排放標(biāo)準(zhǔn).

3.3 厭氧運行對濾柱中的 NOB有很好的抑制作用,對AOB幾乎無影響.反應(yīng)器重新低DO運行,連續(xù)40d以上總氮去除率大于80%,最大出水總氮濃度為9.5mg/L.

[1] Third K A, Sliekers A O, Kuenen J G, et al. The CANON system (completely autotrophic nitrogen-removal over nitrite) under ammonium limitation: interaction and competition between three groups of bacteria [J]. Systematic and Applied Microbiology, 2001,24(4):588-596.

[2] 賈方旭,彭永臻,楊 慶.厭氧氨氧化菌與其他細(xì)菌之間的協(xié)同競爭關(guān)系 [J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2014,(6):1351-1361.

[3] Daverey A, Hung N, Dutta K, et al. Ambient temperature SNAD process treating anaerobic digester liquor of swine wastewater [J]. Bioresource Technology, 2013,141:191-198.

[4] Keluskar R, Nerurkar A, Desai A. Development of a simultaneous partial nitrification, anaerobic ammonia oxidation and denitrification (SNAD) bench scale process for removal of ammonia from effluent of a fertilizer industry [J]. Bioresource Technology, 2013,130:390-397.

[5] 張肖靜,李 冬,梁瑜海,等.MBR-CANON工藝處理生活污水的快速啟動及群落變化 [J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2014,46(4):25-30.

[6] 張肖靜,李 冬,梁瑜海,等.氨氮濃度對 CANON工藝性能及微生物特性的影響 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2014,34(7):1715-1721.

[7] 李 冬,蘇慶嶺,梁瑜海,等.CANON顆粒污泥高效脫氮及處理生活污水實驗研究 [J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2015,(8):79-86.

[8] 張肖靜,李 冬,梁瑜海,等. MBR-SNAD工藝處理生活污水效能及微生物特征 [J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2015,(8):87-91.

[9] 劉 濤,李 冬,曾輝平,等.氨氮濃度對 CANON工藝功能微生物豐度和群落結(jié)構(gòu)的影響 [J]. 環(huán)境科學(xué), 2013,34(2):773-780.

[10] Liu G, Wang J. Long-term low DO enriches and shifts nitrifier community in activated sludge [J]. Environmental Science & Technology. 2013,47(10):5109-5117.

[11] 張艷輝,李 冬,梁瑜海,等.缺氧/好氧比對連續(xù)流半亞硝化穩(wěn)定性的影響 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2016,36(6):1724-1731.

[12] Zhang X, Li D, Liang Y, et al. Performance and microbial community of completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) process in two membrane bioreactors (MBR) fed with different substrate levels [J]. Bioresource Technology, 2014,152:185-191.

[13] Liang Y, Li D, Zhang X, et al. Nitrogen removal and microbial characteristics in CANON biofilters fed with different ammonia levels [J]. Bioresource Technology, 2014,171:168-174.

[14] 鄭 平,胡寶蘭,徐向陽.新型生物脫氮理論與技術(shù) [M]. 北京:科技出版社, 2004.

[15] 郭海娟,馬 放,沈耀良.DO和 pH值在短程硝化中的作用 [J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備, 2006,7(1):37-40.

[16] Broda E. Two kinds of lithotrophs missing in nature [J]. Zeitschrift für Allgemeine Mikrobiologie, 1977,17(6):491-493.

[17] Chen H, Liu S, Yang F, et al. The development of simultaneous partial nitrification, ANAMMOX and denitrification (SNAD) process in a single reactor for nitrogen removal [J]. Bioresource Technology, 2009,100(4):1548-1554.

[18] De Clippeleir H, Vlaeminck S E, Carballa M, et al. A low volumetric exchange ratio allows high autotrophic nitrogen removal in a sequencing batch reactor [J]. Bioresource Technology, 2009,100(21):5010-5015.

Stable operation of CANON process at normal temperature and low ammonia concentration.

LI Dong1*, ZHAO Shi-xun1, GUAN Hong-wei1, LIANG Yu-hai1, ZHANG Yan-hui1, ZHANG Jie1,2
(1.Key Laboratory of Beijing Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100424, China；2.State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China). China Environmental Science, 2017,37(1)：102～107

Outdoors the living waste water after using A/O removes phosphorus was taken as matrix to start the biofilter of CANON process, aimed at the problem that nitrite oxidizing bacteria (NOB) excesses proliferation in CANON process and causes the effluent nitrogen concentration to exceed the first level A discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant, to experiment and investigate the effect of high ammonia loading rate, back washing and anaerobic operation on the NOB in the filter column. The results show that the NOB had adaptability to the high ammonia loading rate, when the influent ammonia nitrogen loading rate was 0.60kg/ (m3?d), after the continuous operation of 80d, the total nitrogen removal rate was stable at 65% or so, the maximum effluent total nitrogen concentration was 15.8mg/L, exceeding the first level A emission standards; NOB was eluted in CANON process by the means of reverse washing, after the back washing the total nitrogen concentration of the continuous 40d effluent was less than 10.5mg/L; the inhibitory effect of anaerobic operation on NOB was larger but its inhibitory effect on AOB was smaller, from after anaerobic operation recovers low DO stable operation, the total nitrogen removal rate above continuous 40d was greater than 80%, and the maximum effluent total nitrogen concentration was 9.5mg/L.

domestic wastewater；filter；CANON；backwash；nitrite oxidizing bacteria

X703.5

A

1000-6923(2017)01-0102-06

李 冬(1976-),女,遼寧丹東人,教授,博士,主要研究方向為水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù),發(fā)表論文80余篇.

2016-03-28

北京市青年拔尖團隊項目

* 責(zé)任作者, 教授, lidong2006@bjut.edu.cn