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部分亚硝化耦合厌氧氨氧化作为新型自养脱氮工艺受到大多学者青睐。相比传统硝化反硝化,该工艺具有减少50%曝气、节省100%碳源消耗和减少污泥产量等优点。目前该工艺已在高温高氨氮废水领域成功应用,然而该工艺在处理城市低氨氮生活污水方面鲜见报道。本试验分别对部分亚硝化和厌氧氨氧化进行工况优化,最终探究部分亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除碳性能,以期为部分亚硝化耦合厌氧氨氧化的实际应用提供理论参考和借鉴。(1)部分亚硝化研究成果(1)探究缺氧/好氧时间比对实现稳定部分亚硝化的影响。试验采用时间比为30min:60min、45min:45min和30min:30min三种缺氧/好氧时间比,三种时间比下出水NH4+-N分别在第40、37和22周期时达到稳定,出水NO2--N浓度分别增至26.07、19.82和23.45 mg/L,NO2--N积累率分别达到98.94%、96.72%和98.20%,三种时间比均能实现稳定部分亚硝化。另外,三种时间比均出现同步硝化反硝化现象。好氧时间越长,发生同步硝化反硝化所消耗有机碳源越多。(2)探究温度对实现稳定部分亚硝化的影响。试验调控温度分别为12~15℃、22~25℃和30~33℃,运行稳定后三种温度范围下出水NH4+-N浓度分别为47.50、32.49和4.12mg/L,对应NH4+-N去除率分别为45.63%、61.60%和95.35%,NO2--N出水浓度分别为13.95、48.34和59.96mg/L;其中温度处于22~25℃和30~33℃时能实现较高NO2--N的积累,12~15℃下由于AOB活性被严重抑制,无法实现NO2--N积累。(2)厌氧氨氧化研究成果(1)探究COD/NO2--N对厌氧氨氧化脱氮性能的影响。试验设置厌氧氨氧化进水COD/NO2--N分别为1.5,、2.0、2.5和3.0。当COD/NO2--N为1.5时,大量NO2--N被反硝化菌利用,耦合系统脱氮性能较差。当COD/NO2--N为2.5和3.0时,系统脱氮性能良好;当COD/NO2--N为2.0时,系统脱氮性能有所提高,NH4+-N去除率增至99.74%,耦合系统内厌氧氨氧化协同反硝化脱氮效果最佳。(2)探究无机碳对厌氧氨氧化脱氮性能的影响。试验设置厌氧氨氧化进水IC/NH4+-N分别为0~1、1~2、2~3和3~4。结果表明,当IC/NH4+-N为0~2时,IC/NH4+-N对系统脱氮性能无明显影响。增加IC/NH4+-N至2~4,总氮去除率随着IC/NH4+-N增加而升高。提高IC/NH4+-N可使ANAMMOX菌活性增强,因此可以增加IC/NH4+-N以提高ANAMMOX系统的脱氮性能。(3)部分亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除碳性能研究成果对部分亚硝化和厌氧氨氧化工艺优化工况使其达到稳定运行后,探究部分亚硝化耦合厌氧氨氧化的脱氮除碳性能。在部分亚硝化最佳工况条件下(交替缺氧/好氧时间比为30min:30min,温度为26℃),考察曝气量对部分亚硝化稳定运行的影响,试验设置SBR曝气量分别为80、100和120L/h。结果表明曝气量为100L/h和120L/h较易实现稳定的部分亚硝化,其出水NO2--N/NH4+-N分别为1.34和1.70,均能满足厌氧氨氧化的进水基质比例。设置ASBR温度为26℃,水力停留时间为33h,考察不同进水条件对厌氧氨氧化脱氮除碳性能的影响,发现进水条件为NO2--N/NH4+-N为0.99,COD/NO2--N为4.1下厌氧氨氧化耦合系统的脱氮除碳效果最好,NH4+-N、NO2--N和NO3--N出水浓度分别为2.91、0.51和4.43mg/L;COD出水浓度为28.22 mg/L,满足GB18918-2002一级A排放标准。