异位游离氨抑制实现连续流城市污水短程硝化的试验OA

【目的】针对连续流城市污水处理中原位亚硝酸盐氧化菌(NOB)抑制不足、短程硝化(PN)难以稳定实现的问题,本文旨在探究异位游离氨(FA)抑制策略实现连续流PN的可行性及其微生物学机制。【方法】通过批次试验考察FA质量浓度和抑制时间对氨氧化菌(AOB)和NOB活性的差异化影响,并在连续流完全混合反应器(CSTR)中,以模拟城市污水为进水,采用异位FA抑制策略运行74 d,结合16S rRNA高通量测序分析群落演替特征。【结果】FA质量浓度为350 mg/L、抑制24 h时,NOB活性降至检测限以下,AOB仍保留(7.91±0.47)mg N/(g VSS·h)的活性(VSS为挥发性悬浮固体),NOB/AOB活性比降为0,表明该条件下的选择性抑制效果较好。低溶解氧(DO)单独运行35 d未形成亚硝酸盐氮积累;引入异位FA抑制并将氮负荷率提高至0.4 kg N/(m^(3)·d)后,系统建立了PN,并在本试验考察周期内保持相对稳定运行,亚硝酸盐积累率NNAR稳定在50%±3%,最高在57%±3%,阶段Ⅱ后期出水亚硝酸盐氮与氨氮质量浓度比约为1.37,可满足后续主流厌氧氨氧化工艺对亚硝酸盐氮稳定供给的基本要求。运行74 d后,AOB活性由13.87 mg N/(g VSS·h)升至66.14 mg N/(g VSS·h),NOB/AOB活性比由0.75降至0.16,硝化螺菌属(Nitrospira)相对丰度由6.45%降至1.78%,微杆菌科(unclassified_f__Microbacteriaceae)(由1.02%升至14.63%)和糖单孢菌目(norank_f__norank_o__Saccharimonadales)(由1.05%升至11.81%)显著富集,可能协同维持了系统的氨氧化能力。【结论】异位FA抑制选择性降低了NOB活性,改变了AOB与NOB对有限DO的竞争格局;配合负荷提升,两者共同促进了连续流PN的建立,并在本试验考察周期内维持了阶段性运行效果;残存Nitrospira是限制NNAR进一步提升的主要因素,长期运行条件下其动态变化仍需进一步研究。