四季温度变化对厌氧氨氧化脱氮性能及其颗粒特性的影响(2)

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此外，这个研究实验是确定颗粒特性很重要，它可以被用来作为反应器设计和运行监测的基本指标。污泥的颗粒特性，比如说沉降速度，胞外聚合物（EPS）在快速启动厌氧氨氧化过程中起着重要的作用[13,14]。此外，渗透性，粒度分布，物理强度以及微生物的活性，针对这些的研究具有相当大的意义[15]。

由于厌氧氨氧化菌的生长速率低，高效的生物截留能力在反应器运行中至关重要，而这主要是由于颗粒污泥的特性决定的，例如，粒度分布，沉降速度，污泥形态，EPS，湿密度，干重与湿重的比值和血红素c的含量。近年来，影响厌氧颗粒质量的几个因素已被广泛研究[4]。然而，据我们所知，很少有研究关注变温条件对厌氧氨氧化颗粒的理化特性的影响。因此，在可变的较低的温度条件下对厌氧氨氧化的颗粒特性进行研究是具有深远意义的。并且更好地理解厌氧氨氧化的颗粒特性将有利于在较低的温度下厌氧氨氧化工艺中的应用。

在本研究中，我们评估了厌氧氨氧化反应器在可变的低温条件下的运行性能我们主要采用两个相同的上流式厌氧污泥床（UASB）反应器作为厌氧氨氧化反应器进行脱氮研究，针对不同温度，我们考察了厌氧氨氧化的活性。为了更好地理解的最佳温度与可变低温之间的差异，其中的一个反应器在35°C运行。为此，温度对两个反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥特性的长期影响进行了研究和探讨。

2.材料与方法

2.1实验装置和接种污泥

采用两个上流式厌氧污泥床（UASB）反应器（R0和R1）进行厌氧氨氧化菌的培养（厌氧氨氧化），它的材料为聚甲基丙烯酸甲酯柱，有效容积为2.8L。反应堆被蒙上黑布以避免光合生物的生长；pH值控制在7和8之间。

接种污泥为在35污泥℃的实验室内运行一年的两个反应器中的污泥。污泥混合后，加入各反应器，接种量为2.5L颗粒污泥的粒径变化从1.08到7.70mm。悬浮固体的浓度（SS）和氧氨氧化比污泥活性（SAA）分别为43.47 g L-1 和6.437 mg N g-1 VSS h-1。

2.2模拟废水

在这项研究中，模拟废水作为进水，进水中含有分别以（NH4）2SO4和NaNO2形式存在的氮。其他的矿物组成，微量元素，无机盐等主要参照Yang和Jin的文章[16]。

2.3反应器运行

厌氧氨氧化反应器运行的总持续时间超过330天。反应器R0（对照组）操作和放置在一个温度恒定在35°C对照组的实验室运行，并且进水氨氮和亚硝氮的浓度都为280mg N L-1（二者的氮浓度比为1:1）。反应器R1被放置在一个没有温度控制的实验室运行，保持进水氮浓度与R0的在同一水平，除非出水的亚硝酸钠浓度增加至70mg L-1超过3天。当R1的稳定性失败，为了保持过程的效率适当延长水力停留时间（HRT）。

依据温度的变化，将R1的运行分为三个阶段：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ（表.1）。

表 1 R1的操作周期

时期温度(oC) 持续时间(d)

Ⅰ 31.3-12.1 0-110

Ⅱ 19.2-2.5 111-202

Ⅲ 32.4-12.7 203-333

2.4厌氧氨氧化比污泥活性（SAA）的批量检测

厌氧氨氧化污泥的活性通过批次试验确定，主要通过测定NH4+-N 和NO2--N浓度随时间的变化，试验设置三个平行。血清瓶作为实验容器，每个瓶子的总体积为150ml的液相体积120ml，(NH4)2SO4 和NaNO2分别为NH4+-N 和NO2--N源。初始 NH4+-N 和NO2--N浓度均为100mg L-1，初始pH值通过添加盐酸或氢氧化钠（0.1 mol L-1）调整为7.5mol。通入氩气（99.99%）排除O2，提供厌氧环境。血清瓶置于转速为180rmp温度控制在35℃的恒温培养箱中。定期取样3mL，测定其中的NH4+-N 和NO2--N浓度。利用方程SAA = MSCR / VSS（MSCR是最大的底物的消耗率）计算其污泥活性。