针对我国城市生活污水碳氮比低、处理成本高及氮磷同步去除存在碳源竞争等问题,构建了一体式膜曝气生物膜反应器(Membrane aerated biofilm reactor,MABR),分别采用纯生物膜系统和生物膜-絮体污泥复合系统,逐步实现了部分亚硝化-厌氧氨氧化与生物除磷工艺在单一反应器中的耦合及低碳氮比城市生活污水中氮、磷的高效去除.结果表明,第1阶段(纯生物膜系统),在进水中仅含有氨氮的条件下,部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺的NH4+-N和TN去除率分别为65.39％和50.67％.第2阶段(生物膜-絮体污泥复合系统),进水中增加了有机物,在COD/TN为3的条件下,TN和PO43--P的去除率分别达到89.90％和70.42％,实现了氮和磷的同步高效去除.微生物群落分析结果表明,反应器内存在大量的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota),其中,Proteobacteria在生物膜和絮体污泥均有分布,而Bacteroidota主要分布于絮体污泥;反应器内还检测到了Candidatus Kuenenia、Candidatus Jettenia 和 Candidatus Brocadia 3种厌氧氨氧化菌,且 Candidatus Brocadia为优势菌属,其在生物膜上的丰度达到了3.23％;此外,Candidatus Competibacter、Defluviicoccus等聚糖菌和聚磷菌Candidatus Accumulibacter、Dechloromonas在反应器内均有大量富集,共同构成了该生物膜-絮体污泥复合系统,实现了低碳氮比城市生活污水的同步脱氮除磷.

城市生活污水;低碳氮比;亚硝化;厌氧氨氧化;生物除磷;微生物群落

高超龙;狄斐;宋舒兴;徐东耀;魏源送;隋倩雯

中国矿业大学(北京),化学与环境工程学院,北京100083;中国科学院生态环境研究中心,水污染控制实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100085;河北工程大学,能源与环境工程学院,邯郸056038

环境科学学报

[1]高超龙;狄斐;宋舒兴;徐东耀;魏源送;隋倩雯-.一体式膜曝气生物膜反应器实现部分亚硝化-厌氧氨氧化耦合生物除磷)[J].环境科学学报,2022(09):18-29

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