弱酸性条件下好氧颗粒污泥快速实现高效短程硝化的机制与策略研究

本研究揭示了在弱酸性条件(pH<6.0)下利用好氧颗粒污泥(AGS)快速启动并维持高效短程硝化(Partial Nitritation)的创新策略。通过低溶解氧(DO)控制与原位游离亚硝酸(FNA)的协同作用，成功抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)并促进氨氧化菌(AOB)的优势富集，实现了0.78±0.07 kg-N/(m3·d)的氨去除率和75%的亚硝酸盐积累率，为低碳碱度废水的高效脱氮提供了能源节约型解决方案。

　　

Experimental setup and operating conditions

本研究采用两个气提式内循环反应器（空气提升式内环流反应器），其结构示意图参考我们前期的研究（Liu et al., 2022）。反应器有效高度为17 cm，有效容积为1 L，上升流与下降流的截面积比为1:1。在上升区底部设有连接气体流量计和空气泵的曝气砂头，通过流量计调节供气量。

Performance of granular reactors

根据进水pH和溶解氧(DO)浓度变化，整个实验分为四个阶段（图1）。第一阶段（第1-31天），两反应器在进水pH=7.7、DO=3.5 mg/L的相同条件下运行。尽管反应器内pH降至5.6–5.8（图1A），氨去除率(ARR)仍保持较高水平。

Conclusions

本研究证实了在弱酸性条件(pH 5.5–6.0)下利用好氧颗粒污泥快速实现高效短程硝化的可行性，主要结论包括：

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  ● 接种成熟颗粒污泥后，快速建立并稳定维持高效的短程硝化，在pH 5.6–5.8条件下实现了0.78 ± 0.07 kg-N/(m3·d)的高氨去除率(ARR)和约75%的稳定亚硝酸盐积累率(NAE)，其性能优于传统絮体污泥系统。