基于改良ASM1的SNAD工艺启动和优化

王朝朝,高 鹏,闫立娜,殷耀兵,张 欢,武新娟,殷春雨,马 骏,李思敏* (.河北工程大学能源与环境工程学院,河北省水污染控制与水生态修复技术创新中心,河北 邯郸 05608；.北京工业大学环境与能源工程学院,北京004；.河北工程大学材料科学与工程学院,河北 邯郸 05608)

近年来研究发现,在单级反应器内可以实现同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺,即在微氧条件下,首先通过氨盐氧化菌(AerAOB)积累NO2--N,然后利用厌氧氨氧化菌(AnAOB)去除NH4+-N和NO2--N,最后生成的NO3--N通过反硝化菌(DNB)去除[1-2].由于自养与异养功能微生物耦合使SNAD工艺呈现脱氮性能良好、运行能耗低等显著优点,使其成为污水生物脱氮领域的研究热点[3-4].

目前,研究人员已经通过采用不同类型的反应器处理多种废水,实现了 SNAD工艺的启动[3,5-9];并且通过分子生物学技术对 SNAD工艺解析发现,该工艺的主要功能菌分别为 Nitrosomonas (AerAOB),Candidatus Jettenia (AnAOB),和Denitrisoma(DNB)[5];此外,关于 SNAD 工艺优化调控的研究发现,进水 C/N 比(0.0～2.0)增加,SNAD 工艺对氮素的去除负荷得到不断强化,且在进水C/N比为1.0左右时,系统内自养与异养脱氮功能菌趋于最优耦合状态[10-11].然而,SNAD工艺内种群结构多样、菌群关系复杂,致使该工艺启动过程耗时较长;此外,采用C/N比优化时,SNAD工艺反应过程与功能菌群动态解析难度加大,致使SNAD工艺推广应用受到极大限制.

随着计算机技术快速发展,水处理数学模型也趋于成熟[12].活性污泥模型(ASM)作为应用工具,不仅可以模拟污水处理过程和结果,而且可以解析微生物的动态变化[13].研究……