通过部分脱克服anammox的温度和基质限制:稳定的性能,微生物结构和N2O缓解
Rui Du1, Meihui Tang1, Shenbin Cao2
1National Engineering Laboratory for Advanced Municipal Wastewater Treatment and Reuse Technology, Engineering Research Center of Beijing, Beijing University of Technology, Beijing 100124, PR China.
部分脱与anammox (PD/A) 工艺相结合,在低温下实现稳定的去除,克服了传统的anammox工艺的局限性. 这种方法还可以有效控制氧化排放.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 微生物学 微生物学
- 废水处理工程 废水处理工程
背景情况:
- 无氧氨氧化 (anammox) 过程对于去除至关重要,但它面临着基质特异性,低温敏感性和氧化 (N2O) 控制方面的挑战.
- 现有的anammox应用受到狭窄的最佳酸盐与氨比率 (1.32) 和在寒冷环境中的操作困难的限制.
- 氧化 (N2O) 是一种强有力的温室气体,其在除过程中的排放需要谨慎管理.
研究的目的:
- 在不同的基质条件和长期低温下,研究部分脱加上anammox (PD/A) 工艺的稳定性和效率.
- 了解微生物群落的动态和机制,使得在寒冷条件下能够稳定地去除.
- 在PD/A过程中探索控制氧化 (N2O) 排放的策略.
主要方法:
- 运行PD/A工艺,具有不同的酸盐-酸盐 (NOx-N) 比率和高负载率 (1.35公斤N/m3/d).
- 对系统进行长期连续冷却 (29.4~11.6°C) 和持续低温 (15.1~9.6°C).
- 利用元基因组测序来分析微生物群体的组成,并使用化学氧气需求 (COD) /NO3-N比率控制来减轻N2O.
主要成果:
- 尽管基质变化和长时间的低温暴露,PD/A工艺保持了高的除效率 (83.5%98.5%).
- 耐寒颗粒污泥通过确保高效的化物供应和支持协同作用的微生物群落,包括Candidatus Brocadia和Thauera,促进了稳定的去除.
- 控制COD/NO3-N比率有效调节N2O排放,平衡除性能与温室气体减排.
结论:
- 在具有挑战性的低温条件下,PD/A工艺证明了稳定去除的稳定性和适应性,克服了传统anammox的局限性.
- 在颗粒性污泥中适应寒冷的微生物联盟是过程在较冷环境中的稳定性和效率的关键.
- PD/A 工艺提供了一种可行的策略,可以有效地去除,并可控制 N2O 排放,为实际应用提供理论基础.
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