低碳条件下运行模式转变对强化生物除磷系统效能的影响

摘要

为探究低碳条件下增强生物除磷系统的运行调控机制，本研究以酪蛋白水解物作为唯一碳源，在低碳条件下构建了以Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter为主要功能菌的增强生物除磷系统，并探究了厌氧时长由4 h缩短至2 h并增设2 h缺氧段后系统运行模式转变对各类污染物去除性能的影响。100 d后系统综合性能达到完全稳定，第一阶段末期系统对PO₄^3--P和NH₄⁺-N的去除率均在85%以上，对COD的去除率达到90%左右。转变运行模式后，除磷效率有所下降，但仍能维持在80%以上。此外，污染物去除性能变化趋势与微生物群落演替规律高度相关。经过120 d的富集驯化，Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter的相对丰度分别升至2.45%和3.79%，硝化主功能菌属Nitrospira的占比由0.02%升至2.79%。以A2/O模式运行后，各类反硝化菌属的相对丰度显著提升，其中Thauera占比高达12.93%。由于厌氧时长缩短和能量利用效率降低，聚磷菌的生长繁殖受到影响，Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter的占比分别降至2.03%和3.03%。而作为反硝化聚磷菌的OLB12菌属表现出了对缺氧环境的高度适应性，相对丰度进一步升至4.79%。综上，低碳条件下，微生物群落对运行模式变化较为敏感，且在适宜的碳源与阶段时长配置下，强化生物除磷系统具备实现同步脱氮除磷的潜力。

关键词

低碳条件 / 强化生物除磷 / 运行模式 / 群落演替

基金资助

国家自然科学基金（52060013）; 甘肃省自然科学基金（25JRRA953）