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好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS)是微生物通过自凝聚作用形成的一种特殊形式的活性污泥,呈致密球体,结构紧凑,颗粒表面和内部分别为好氧和厌氧环境,为适应不同氧环境的微生物提供了生存条件,具有活性污泥和生物膜技术的双重优点。好氧颗粒污泥已被应用于高浓度有机废水、有毒废水和金属离子废水,也被应用于城市污水的脱氮除磷。 采用本实验室现有的培养成熟的好氧颗粒污泥,在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中接种颗粒污泥,采用人工模拟废水研究好氧颗粒污泥处理低氨氮污水实现短程硝化的可行性,结果表明,当SBR反应器进水NH4+-N浓度为55.0mg/L左右时,NH4+-N去除率达到97.1%,亚硝酸盐氮积累率(Nitrite Accumulation Rate,NAR)达到95.0%,TN去除率达到35.0%以上;小试表明SBR反应器可以达到稳定的短程硝化效果;不同影响因素如有机物浓度、pH、氨氮浓度和不同运行工况如排水比、曝气量都会影响短程磷化的效果。 好氧颗粒污泥处理高氨氮污水时,首先通过调节水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)及进水氨氮浓度实现稳定的短程硝化。然后提高进水NH4+-N浓度至220.0mg/L左右,NH4+-N去除率达到98.0%,NAR约为95.0%,并能够保持稳定运行。此后通过缩短HRT为6.0h可控制反应器出水NH4+-N/NO2--N在1.0左右,满足ANAMMOX对进水水质的要求。小试表明NO3--N在氨氮氧化过程中浓度基本保持不变,氨氧化菌(AOB)为优势硝化菌群;扫描电镜(SEM)表明颗粒污泥中主要是球菌、短杆菌,符合AOB的形态特征。 好氧颗粒污泥处理实际生活污水时,当SBR反应器进水NH4+-N浓度为55.0mg/L左右,HRT为6.0h时,NH4+-N去除率在85.0%以上。反应器稳定后NAR均在80.0%左右,出水NO2--N浓度大约为30.0mg/L,NO3--N浓度在7.5mg/L以下;SBR反应器接种时污泥浓度为3280mg/L,运行稳定时浓度达到4000mg/L。培养60d后,颗粒颜色变黑,表面粗糙,有一部分颗粒污泥出现解体,粒径变小。