高有机负荷对好氧颗粒污泥形成和稳定性能的影响

作者：吴瑞馨; 赵彬^*; 陈宇航; 吴丹青

来源：环境工程学报, 2023, 17(05): 1662-1673.

• 好氧颗粒污泥
• 高有机负荷
• 胞外聚合物
• 微生物群落
• 丝状菌

为探究高有机负荷(organic loading rate,OLR)对好氧颗粒污泥在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中的形成和稳定性能的影响及高OLR条件下微生物群落结构的特征，采用连续监测方法对运行过程中颗粒污泥形貌、水质、沉降性能以及EPS的变化进行探究。结果表明：在OLR为14.4 kg·(m3·d)-1的条件下，颗粒化进程较快，43 d完成颗粒造粒；并且高OLR引起丝状菌在颗粒表面大量附着，造成颗粒沉降性能和水质处理能力不稳定；通过改变进水中蛋白胨的占比来抑制丝状菌生长，使好氧颗粒污泥系统重新恢复稳定；在此过程中，混合液悬浮固体质量浓度(mixed liquid suspended solids,MLSS)、混合液挥发性悬浮固体质量浓度(mixed liquid volatile suspended solids,MLVSS)随OLR的增加而增加，但受丝状菌增加的影响会下降，而在丝状菌消除之后，MLSS和MLVSS恢复增长；SVI随OLR的增加不断下降，而受丝状菌增加的影响会呈现上升趋势，在丝状菌消除后，颗粒沉降性能恢复，SV30/SV5在1.0左右波动；胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)受OLR和丝状菌影响较大，尤其是紧密结合型的EPS；恢复正常的颗粒污泥可高效去除进水中的COD、NH4+-N和TN，去除率分别为91.5%、92.0%和79.4%；采用MiSeq高通量测序的方法发现高OLR下好氧颗粒污泥中去除有机物和氮的优势菌门为Saccharibacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria；异养硝化、好氧反硝化菌丰度较高。由此可以看出，异养硝化-好氧反硝化可能是好氧颗粒污泥的主要脱氮方式。本研究结果可为SBR系统控制好氧颗粒污泥中丝状菌的生长，维持好氧颗粒污泥稳定性提供参考。

• 单位
  三峡库区生态环境教育部重点实验室; 重庆大学