生态反应器协同处理污水效能研究与示范研究成果

1 引言

本文为生态反应器协同处理污水效能研究与示范研究成果之工艺微生物活性与硝化动力学分析。为提高吴淞污水处理厂处理负荷、提升出水水质，对吴淞污水处理厂进行了提标改造，其改造后所采用的工艺的特点在于在原有活性污泥池内安装了填料，并在池体上方种植了能够长出较长不定根的植物。该工艺为活性污泥法、生物接触氧化法及人工湿地的结合衍生工艺，其目的在于充分提高池体内生物量，并提供多种生态位，从而利于池内形成微观上的食物链与生态系统，继而对水体中的有机质与营养盐进行深度去除。本文对生物池的为生物活性及硝化动力学进行探讨。

2 生物池的微生物学分析

该工艺提高了池体内生物量，并提供多种生态位环境，从而利于池内形成微观上的食物链与生态系统，继而对水体中的有机质与营养盐进行深度去除。

植物生物膜中大肠菌群数最多，但其在植物生物膜中的占测定微生物数总和比与其菌落总数比均低于悬浮污泥与填料生物膜，同时未检出弧菌。填料生物膜中的大肠菌群数与弧菌数占测定微生物数总和比之和也明显低于悬浮污泥。植物生物膜与填料生物膜中的放线菌数、芽孢数的数量及其占测定微生物总数比与其菌落总数比均高于悬浮污泥，提示植物根系、填料两个生态位具有较为明显的拮抗致病菌或革兰氏阴性菌的特征。

乳酸菌和酵母菌在填料生物膜、植物生物膜中均具有较大数量，且植物生物膜中的乳酸菌、酵母菌数量亦明显高于填料生物膜中。乳酸菌、酵母菌对小分子有机物中的糖类进行发酵代谢产生乳酸、醋酸、乙醇等优质碳源，有利于反硝化脱氮。

酵母菌能够合成几乎所有微生物所需的氨基酸及其他生长因子，其有利于促进自身合成能力欠佳的乳酸菌、自养型硝化细菌甚至厌氧氨氧化菌的繁殖。芽孢杆菌、大肠菌群具有反硝化能力，故其可与乳酸菌、酵母菌产生的碳源及其自身的氨化作用相互配合，在填料生物膜及植物生物膜中形成大量反硝化脱氮体系。

植物生物膜的生物量显著高于悬浮污泥及填料生物膜。除此之外，各微生物及各生态位的差别与优势明显。悬浮污泥与普通活性污泥法、填料生物膜与普通接触氧化工艺生物膜的微生物差别明显。

3 微生物脱氮性能研究

混合液中氨氮快速硝化阶段速率曲线的线性回归率R2均在0.95以上，挂膜污泥的硝化速率较小于植物根系污泥和污泥悬浮液，但因其MLSS浓度很低，故单位质量污泥的硝化速率（AUR）高达42.3mg NH3-N/（g MLSS·h），分别是植物根系污泥AUR的4.1倍和污泥悬浮液AUR的15.2倍。

混合液中硝态氮快速反硝化阶段速率曲线的线性回归率R2都在0.98以上，反硝化速率测试结果可靠性较高。填料挂膜污泥反硝化速率小于植物根系污泥和污泥悬浮液。单位质量污泥的NUR高达25.6mgNH3-N/（gMLSS·h），是植物根系污泥NUR的1.5倍和污泥悬浮液的6.1倍。

污水处理系统中挂膜微生物的硝化速率及反硝化速率均远高于植物根系污泥及污泥悬浮液中的微生物；植物根系的污泥微生物反应速率也高于污泥悬浮液；相比于硝化速率，植物根系污泥微生物的反硝化速率更接近于挂膜污泥微生物。植物根系带污泥的硝化速率为2.88 mgN/（g·h），明显大于好氧池污泥的1.27 mgN/（g·h），由于植物根系会富集硝化细菌，促进了硝化作用。

4 结论

吴淞污水处理厂提标改造采用的活性污泥法、生物接触氧化法与人工湿地结合的衍生工艺，不仅可以充分提高池体内生物量、形成微观上的食物链与生态系统，由于植物根系会富集硝化、反硝化细菌，还可以促进硝化-反硝化作用，利于反应池氮的去除。