同步短程硝化、厌氧氨氧化与反硝化(simultaneous partial nitrification, ANAMMOX and denitrification, SNAD)工艺通过控制环境条件, 使亚硝化菌、厌氧氨氧化菌与反硝化菌在一个反应器中生存, 对氮元素和有机物进行去除.近年来, SNAD工艺的研究多集中在垃圾渗滤液、养殖废水等高氨氮污水处理中.而城市生活污水为低氨氮、高碳氮比水质, 如何将SNAD工艺应用到城市污水处理厂中, 并且实现长期稳定运行, 是现阶段SNAD工艺应用的重点和难点. A/O除磷工艺可以降低生活污水碳氮比, 为厌氧氨氧化菌提供适宜的环境条件, 但出水中可降解有机物浓度较低, 为反硝化菌提供的碳源有限, 因此需要外加适量碳源运行SNAD工艺.
本研究以污水处理厂A/O除磷工艺出水作为基质, 在常温下启动CANON生物滤柱工艺. CANON工艺启动成功后, 进水中投加30 mg·L-1葡萄糖作为碳源, 启动SNAD生物滤柱.本研究探讨采用SNAD生物滤柱工艺处理生活污水的效果及稳定性, 以期为SNAD工艺在城市生活污水处理中的应用提供借鉴和依据.
1 材料与方法1.1 接种污泥
将厌氧氨氧化填料与亚硝化滤料混合后装填进反应器内启动CANON工艺.
厌氧氨氧化填料来自稳定运行600 d的上向流火山岩填料厌氧氨氧化反应器, 总氮去除率在70%~80%之间, 总氮去除负荷在1.0 kg·(m3·d)-1以上.
亚硝化滤料来自于高温高氨氮运行的亚硝化滤池, 亚硝化率大于83%, 容积负荷在0.5 kg·(m3·d)-1左右.
1.2 试验用水
CANON启动及稳定运行阶段基质采用经A/O除磷工艺处理后生活污水, SNAD启动及稳定运行阶段基质采用A/O除磷工艺处理后生活污水外加30 mg·L-1葡萄糖.在进水水箱中放置加热棒, 将进水温度控制在13~23℃. A/O除磷出水水质指标如表 1所示.
表 1 A/O除磷出水水质
1.3 试验装置
本试验装置采用有机玻璃制成的上向流生物滤柱反应器.如图 1所示, 反应器内径8 cm, 承托层装填5 cm, 滤料装填80 cm, 反应器有效容积为5 L.承托层采用粒径为4~8 mm的砾石填料, 滤料采用直径5~10 mm的黑色火山岩.滤柱由下向上每隔10 cm设置一个取样口以便沿程取样.反应器底部设曝气装置, 反应器外部缠绕黑色保温棉以避光和保温.
图 1
