底物浓度对反硝化MBBR处理反渗透浓水脱氮效能及脱氮基因的影响

底物浓度对反硝化 MBBR 处理反渗透浓水脱氮效能及脱氮基因的影响摘要：针对污水处理厂生产高品质再生水过程当中低压反渗透单元(DFRO)产生的反渗透浓水中 TN 浓度高和 NOxOx--N(NO3O3--−−N+NO2O2--N)−占比高的问题,采纳反硝化 MBBR 处理实际反渗透浓水,讨论不同底物浓度下反硝化 MBBR 的脱氮效能和反硝化基因拷贝数的变化。结果表明:进水 NO3O3--N−浓度为(8.70±6.34)~(24.23±8.69)mg/L,TN 浓度为(28.43±5.69)~(44.10±7.37)mg/L 时,随着浓度的升高 NO3O3--N−和TN 去除率保持平稳,但 NO3O3--N−和 TN 去除速率上升,NO2O2--N−去除率和去除速率下降。进水 NO2O2--N−浓度为(10.94±8.51)~(20.94±5.78)mg/L 时,随着浓度的升高,NO3O3--N−和TN 去除率及去除速率降低,NO2O2--N−去除率及去除速率上升。反硝化MBBR 填料生物膜主要由球菌、杆菌和少量丝状菌组成;填料生物膜和底泥中各脱氮基因拷贝数随 NO3O3--N−和 TN 浓度增加而增大,nirK、nirS 和 Anammox 等基因拷贝数也随 NO2O2--N−浓度增加而增大。关键词：反渗透浓水;反硝化 MBBR;底物浓度;脱氮基因;NO2O2--−N 积累MBBR(moving bed biofilm reactor)是在反应器中填充密度接近于水的填料,利用填料上的生物膜和活性污泥同时去除污水中污染物的微生物处理工艺,具备高效灵活、耐冲击负荷、剩余污泥少和脱氮除磷效率高等优点[1]。近几年以来,反硝化 MBBR 被用于生活污水和海水中氮的深度去除[2,3,4]。反硝化 MBBR 用于处理被 NO3O3--N−污染的海水时,反硝化速率达(17.7±1.4)g/(m2·d)[3];用于处理生活污水时,TN 去除率可达 94%[5]。前置和后置反硝化 MBBR 在用于污水处理厂的深度处理时,TN 去除率可达 90%[2]。苑泉等[6]在进水 TN 浓度为 9.7 mg/L 时,用反硝化 MBBR 处理二沉池出水,TN 去除率达到 50%。反硝化MBBR 运转过程当中会受到包括底物浓度、温度、碳氮比、水力停留时间(HRT)和填料类型等因素的影响,进水中氮负荷的变化会影响反硝化脱氮效能和反硝化微生物群落结构[7]。在对垃圾渗滤液进行反硝化和厌氧氨氧化协同脱氮时,当 TN 负荷由 15 g/(m3·d)增至 25 g/(m3·d)时,TN 去除率由 67.7%降至 60.2%[8];而在水体中 TN 浓度为 1.21~6.50 mg/L 时,反硝化细菌群落结构也会发生相应变化[9]。上述讨论均表明,进水底物浓度会影响生物的脱氮效能和微生物群落结构。在全世界水资源匮乏日渐严重的形势下,反渗透技术(revers...