香茅/聚砜缓释碳源SBR反应器脱氮效能研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0190

摘要/Abstract

摘要：

针对低碳氮比废水往往因碳源不足而导致脱氮效果不佳的问题，以香茅/聚砜缓释碳源作为外加碳源，考察用SBR反应器对其进行脱氮处理时的最佳HRT，进水NO₃^--N负荷及不同种类废水对脱氮效果的影响，选用MiSeq平台对SBR反应器中反应前后的污泥样品进行高通量测序，以确定微生物群落结构的变化。结果表明：当进水为合成废水，NO₃^--N负荷维持在50 mg/L以下，投加120 g缓释碳源时，SBR反应器的最佳HRT为12 h，此时NO₃^--N去除率维持在80%以上，出水COD稳定在50 mg/L以下，满足《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2016）排放要求。对于实际废水的处理，在最佳运行条件HRT为12 h、投加120 g缓释碳源的情况下，NO₃^--N去除率达到84.1%；由于实际废水含有一定量的碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物，导致出水COD略微上升至60 mg/L。高通量测序结果显示，投加缓释碳源强化了反硝化过程，反硝化菌丰度增加，群落结构更加丰富。

关键词: 香茅, 聚砜, 缓释碳源, 反硝化

Abstract:

To address the problem that low carbon to nitrogen ratio wastewater often has poor denitrification due to insufficient carbon source， the citronella/polysulfone slow-release carbon source was used as an additional carbon source. The optimal HRT， influences of NO₃^- loading and types of wastewater on the denitrification effect when used in SBR were investigated. The MiSeq platform was used to perform high-throughput sequencing of sludge samples before and after the reaction in SBR to determine the changes in microbial community structure. The results showed that when the influent NO₃^- was maintained below 50 mg/L and 120 g of slow-release carbon source was injected， the optimal HRT of SBR was 12 h. At this time， the NO₃^- removal rate was maintained above 80%， and the effluent COD was below 50 mg/L， which met the discharge standard of Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant（GB 18918—2016）. For the treatment of actual wastewater， the NO₃^- removal rate reached 84.1% under the optimal operation condition of HRT of 12 h and the injection of 120 g of slow-release carbon source. The actual wastewater contained a certain amount of organic matter such as carbohydrates， fats and proteins， resulting in a slight increase in effluent COD to 60 mg/L. The high-throughput sequencing results showed that the injection of the slow-release carbon source enhanced the denitrification process， and the abundance of denitrifying bacteria increased and the community structure enriched.

Key words: citronella, polysulfone, slow-release carbon source, denitrification

中图分类号:

X703

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https://www.iwt.cn/CN/Y2022/V42/I12/128

图/表 6

图1 SBR反应器

Fig. 1 SBR

表1 合成废水与实际废水水质

Table 1 Water quality of synthetic wastewater and actual wastewater

项目	COD/（mg·L^-1）	NO₃^--N/（mg·L^-1）	NO₂^--N/（mg·L^-1）	NH₄⁺-N/（mg·L^-1）	TP/（mg·L^-1）	pH
合成废水	0	29.3~30.5	0	0	9.92~10.13	7.42~7.86
实际废水	39.4~50.6	21.9~28.1	0.038~0.17	2.36~4.61	3.56~5.72	7.55~8.28

图2 不同HRT下SBR的运行情况

Fig. 2 SBR run status at different HRT

图3 不同进水NO₃^--N负荷下SBR的运行情况

Fig. 3 SBR run status under different influent NO₃^-- loading

图4 不同种类废水条件下SBR的运行情况

Fig. 4 SBR run status under different types of wastewater

图5 实验前后4个样品细菌群落在门、属水平上的top20物种聚类图

Fig. 5 Top20 species clustering maps of bacterial communities at the phylum and genus levels for the four samples before and after the experiment

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