循环流污泥床反应器anammox工艺颗粒污泥形成与脱氮特性OA

【目的】针对厌氧氨氧化(anammox)菌生长缓慢、启动周期长及低氨氮质量浓度含氮废水处理稳定性不足等问题,本文构建循环流污泥床反应器,探究其快速启动、稳定脱氮及颗粒污泥形成机制。【方法】以解体anammox絮体污泥为接种污泥,采用人工配水连续运行,调节水力停留时间(HRT)(1.2~10.0 h)和进水氨氮质量浓度(50~110 mg/L),考察水力负荷与基质质量浓度变化对脱氮性能的影响;测定污泥粒径、比厌氧氨氧化活性(SAA)及胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量,分析颗粒化与脱氮活性的关系。【结果】反应器在35 d内成功启动,氨氮和亚硝酸盐氮去除率分别由13.80%和30.59%升至90.17%和88.77%。在HRT缩短和进水质量浓度波动条件下,系统经2~24 d可恢复稳定,表现出良好抗冲击性。运行末期污泥平均粒径增至405.1μm,>500μm颗粒占比达35.74%;SAA最高为0.437 g N/(g VSS·d),粒径与SAA呈显著正相关(R^(2)=0.94)。颗粒污泥EPS总量高于絮体污泥,PN含量显著高于PS,且呈紧密结合型EPS(TB-EPS)>松散型EPS(LB-EPS)>溶解性(EPS)(S-EPS)分布。【结论】本文实现了anammox的快速启动与颗粒化培养,证实增大污泥粒径可有效提升脱氮活性,且EPS(尤其是PN)是颗粒化形成的关键因素。结果为该工艺的推广应用提供了理论与技术依据。