Page 166 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

· 1522 · 环境工程技术学报 第 12 卷

表 2 短程反硝化菌与厌氧氨氧化菌最佳生长条件 有关。
Table 2 The best growth conditions for partial denitrification 为进一步节省碳源，J 等 [47 ] 尝试运行内源短程
i
bacteria and anammox bacteria
反硝化耦合厌氧氨氧化工艺（EPD-A），NO 由内源短
−
2
功能菌 C/N 温度 pH DO浓度/(mg/L) 程反硝化（EPD）产生，在没有额外投加碳源的情况
短程反硝化菌 2～3 [24-25] 影响较小 9 [21] 低于0.1 [40] 下，实现 了 90 % 的总氮去除率，其中厌氧氨氧化反应
厌氧氨氧化菌 无需碳源 30 ℃左右 [31-32] 7.5～8 [33] 低于0.6 [34-36] 贡献了 49.8%，证明了在低 C/ N 废水中实现主流
EPD- 的可能性。
A
化菌的生长速率（0.35 h ）远大于厌氧氨氧化菌
−1
3.2 投加合适的碳源类型
（0.003 h ） ，因此之前的研究多认为存在有机物的
−1 [41]
碳源类型的不同，亦会影 响 NO 的积累。D 等 [13]
−
u
条件下，反硝化细菌会与厌氧氨氧化菌竞 争 NO 底 2
−
2 分别以乙酸盐和乙醇作为有机碳源探究不同碳源类
物，抑制厌氧氨氧化菌的生长 [39] 。随着研究的不断
型 对 PD- A 系统的影响，且系统随环境温度 从 29.2
深入，研究者发现 在 PD- 工艺中，可以实现反硝化
A
℃ 降 至 12.7 ℃ 运 行 180 d。结果表明，以乙酸盐为
菌和厌氧氨氧化菌的共生，厌氧氨氧化菌的丰度通
碳源的反应器运行稳定，总氮去除率 达 93.6%，硝酸
常不超 过 5%，反硝化优势菌的丰度可 达 67%，但厌
盐转化率 达 95.8%；而以乙醇为碳源的反应器更易受
氧氨氧化菌对脱氮的贡献率可以达 到 95% [42] 。这就
到温度变化的影响，随着温度的降低，二者均有所降
说明 在 PD- A 工艺中容易实现反硝化菌与厌氧氨氧
低，但总体上总氮去除率仍能达 到 90%。推测造成
化菌协同代谢。短程反硝化菌与厌氧氨氧化菌最佳
这种结果的原因可能是反应器内的优势菌群有差
生长条件存在差异，在工艺运行时，维持适宜 的 C/N、
异，并通过高通量测序等方法证实了这种推测。也
保持温度 在 30 ℃ 左右、微碱性条件和缺氧环境有
有研究表明：与醋酸盐或甲醇相比，葡萄糖在反硝化
利于核心菌群的共生 。
[43]
过程中会导致更多 的 NO 积累 [25] 。因此，NO 的积
−
−
2 2
3 PD- 工艺稳定运行的优化策略 累量受碳源类型的影响，这种影响与系统内细菌群
A
落有关。总体来讲，糖类比酸类和醇类更容易产生
PD- 工艺稳定运行的关键是要实 现 NO 的稳
−
A
−
2 NO 积累，小分子有机物比大分子有机物更容易出
定生成和厌氧氨氧化菌的稳定增殖。在满足适宜核 2
−
现 NO 积累。
心菌群生长的条件外，以下运行策略有利 于 PD- 工 2
A
3.3 接种不同类型的污泥
艺的稳定运行。
接种不同类型的污泥有利于不同功能菌之间的
3.1 维持适宜 的 COD/NO
−
3 协作，可以提高厌氧氨氧化系统的脱氮效率 [48] 。一
短程反硝化过程中反硝化细菌消耗一定的碳源
方面，厌氧氨氧化菌更容易在颗粒污泥或生物膜中
−
产 生 NO ，为厌氧氨氧化反应提供底物。有机物需
2 富集，而以反硝化细菌为主导的絮状污泥中，硝酸盐
−
−
要 在 NO 完 全 转 化 为 NO 时 被 消 耗 掉 ， 以 避免
3 2 还原率远高于亚硝酸盐的还原率 [43,49] 。接种短程反
NO 被进一步还原成 N ，因此 PD- A 反应过程中 [50]
−
2 2 硝化污泥有利于增强亚硝酸盐的积累 ，为厌氧氨
−
COD/NO 应控制在适合的范围。完全反硝化过程所
3 氧化菌提供底物。另一方面，不同空间结构更有利
−
需 COD/NO 理论值为 4.1，而在 PD- A 工艺中，随 [51]
3 于菌群与基质的充分接触，从而提高脱氮效率 。
着 COD/NO 的降低，反硝化过程会产 生 NO 的积
−
−
3 2 表 3 列举了接种不同类型污泥的反应器在最佳运行
累 [25,44] 。这种观点已经得到许多研究者的证实，如 条件下的运行效果。
Ca 等 [45 ] 构建 了 UASB-SB 工艺同步进行高浓度 从整体脱氮效果来看，接种不同类型污泥的反
R
o
废水和生活污水脱氮，在长期运行前，通过批量试验 应器优于接种单一种类污泥的反应器。Che 等 [53]
n
确定了短程反硝化过程最 佳 COD/NO 2.0，此时 通过对比试验进一步说明同时接种反硝化污泥和厌
−
为
3
可以实现最大的亚硝酸盐积累量和硝酸盐完全还 氧氨氧化污泥时，系统的总氮去除率明显高于只接
−
−
原，而 在 COD/NO 低 于 2. 的情况下，会出 现 NO 种反硝化污泥时。颗粒污泥和生物膜更有利于厌氧
0
3 3
的残留，NO 积累量减少。Sh 等 [46 ] 通过批次试验确 氨氧化菌的富集，但絮状污泥对系统也具有至关重
−
i
2
定 COD/NO 3. 时短程反硝化过程可实 现 NO 要的作用。程军等 [57 ] 研究表明，絮状污泥占混合液
−
为
−
0
3 2
最大积累量，继而运 行 PD- 工 艺 108 d，实现 了 80% 的比例不宜低 于 30%。
A
−
的总氮去除率。然而这些研究的最适 COD/NO 3.4 添加生物膜载体
3
存在微小差异，这可能与污泥中微生物群落结构 厌氧氨氧化菌易附着在载体上形成生物膜。在