一體式全程自養(yǎng)脫氮工藝(CANON)是在厭氧氨氧化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新工藝，該工藝將亞硝化與厭氧氨氧化耦合于同一個反應(yīng)器中，相比傳統(tǒng)工藝，無需碳源且曝氣量和污泥產(chǎn)量也較低。據(jù)統(tǒng)計，全球厭氧氨氧化的實(shí)際工程已達(dá)110多個，采用CANON工藝形式的占88%，主要用于污泥厭氧消化脫水液、垃圾滲濾液和高氨氮工業(yè)廢水的脫氮處理。 污水處理主流厭氧氨氧化工藝應(yīng)用的難點(diǎn)是氨氧化菌(AOB)、厭氧氨氧化菌(AnAOB)的富集和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的抑制。在側(cè)流系統(tǒng)中，通常利用低溶解氧(DO)濃度實(shí)現(xiàn)NOB的抑制，但是對于氨氮濃度較低的城市污水系統(tǒng)，AOB的生長速率低于NOB，當(dāng)DO濃度太低時，AOB的活性和氨氮的轉(zhuǎn)化率受到影響，并且長期運(yùn)行后NOB能夠適應(yīng)較低的DO環(huán)境。而采用間歇曝氣可以使NOB的代謝活動在曝氣開始后出現(xiàn)一定時間的滯后，因此更容易實(shí)現(xiàn)短程硝化。 目前針對主流厭氧氨氧化工藝間歇曝氣的研究大都采用SBR反應(yīng)器，而實(shí)際工程中連續(xù)流反應(yīng)器應(yīng)用更為廣泛。相關(guān)研究表明，利用懸浮填料載體培養(yǎng)微生物的移動床生物膜反應(yīng)器(MBBR)，在AOB和AnAOB的持留方面具有顯著優(yōu)勢，而且可以連續(xù)運(yùn)行，降低了運(yùn)行的難度?；诖?，筆者采用連續(xù)流懸浮載體CANON反應(yīng)器，以低氨氮濃度廢水為研究對象，考察了不同曝氣方式下，工藝的脫氮效果、微生物活性和微生物群落的結(jié)構(gòu)特征，旨在為主流厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行提供參考。 1、材料與方法 1.1 試驗(yàn)裝置 試驗(yàn)采用上流式完全混合反應(yīng)器(見圖1)，其有效容積為32L(內(nèi)部直徑為30cm，高為45cm)，材質(zhì)為不銹鋼。反應(yīng)器采用機(jī)械調(diào)速攪拌器，曝氣裝置包括空氣泵和砂芯曝氣盤，曝氣量通過轉(zhuǎn)子流量計控制，依靠加熱棒保持水溫，進(jìn)水由蠕動泵控制，曝氣時間通過時間繼電器控制。反應(yīng)器內(nèi)裝填懸浮載體填料(SPR-1型)，填料外形尺寸為D25mm×10cm，比表面積為450m2/m3。 1.2 試驗(yàn)用水與接種污泥 試驗(yàn)用水為自配水，以(NH4)2SO4作為氮源，NH4+-N濃度為40~60mg/L。以NaHCO3來調(diào)節(jié)堿度，按照HCO3-與NH4+-N的質(zhì)量比為1.0~1.5投加。其他成分包括：KH2PO4為2.7mg/L、MgSO4·7H2O為30mg/L