張肖靜, 周 月, 張 楠, 鄭凱偉, 傅浩強(qiáng), 陳 濤, 張宏忠

鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院， 環(huán)境污染治理與生態(tài)修復(fù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心， 河南 鄭州 450001

自養(yǎng)脫氮污泥的亞硝化活性恢復(fù)策略

張肖靜, 周 月, 張 楠, 鄭凱偉, 傅浩強(qiáng), 陳 濤, 張宏忠*

鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院， 環(huán)境污染治理與生態(tài)修復(fù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心， 河南 鄭州 450001

為考察自養(yǎng)脫氮污泥亞硝化活性快速恢復(fù)的策略，在3個(gè)反應(yīng)器內(nèi)分別采用不同的方法對(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期冷凍保存后的污泥進(jìn)行了恢復(fù)活性的研究. 其中R1為MBR(膜生物反應(yīng)器)，采用低ρ(DO)(0.30 mg/L)連續(xù)流恢復(fù)策略；R2為SBR(序批式反應(yīng)器)，采用低ρ(DO)(0.30 mg/L)間歇流恢復(fù)策略；R3為SBR，采用低ρ(NH4+-N)預(yù)培養(yǎng)-高曝氣-低ρ(DO)運(yùn)行三階段的恢復(fù)策略. 結(jié)果表明，R1的恢復(fù)時(shí)間為46 d，NH4+-N氧化速率達(dá)到4.99 mg/(h·g)(以N計(jì))，最終ρ(MLSS)達(dá)到5.43 g/L；R2的恢復(fù)時(shí)間為39 d，NH4+-N氧化速率達(dá)到4.61 mg/(h·g)，最終ρ(MLSS)達(dá)到4.47 g/L；R3的恢復(fù)時(shí)間為48 d，NH4+-N氧化速率達(dá)到5.64 mg/(h·g)，最終ρ(MLSS)達(dá)到5.16 g/L. 3個(gè)反應(yīng)器均能長(zhǎng)期抑制亞硝酸鹽氧化細(xì)菌的活性，使亞硝化穩(wěn)定運(yùn)行. 3個(gè)反應(yīng)器中，R3恢復(fù)所需時(shí)間最長(zhǎng)，但污泥活性最好;R1中的污泥活性較低，但是膜組件有效截留了污泥，達(dá)到了最高的ρ(MLSS). 研究顯示，通過厭氧預(yù)培養(yǎng)后轉(zhuǎn)為膜生物反應(yīng)器連續(xù)流運(yùn)行的策略，可有助于污泥的極大保留及污泥活性的最大恢復(fù).

脫氮； 亞硝化； 恢復(fù)策略； 序批式反應(yīng)器； 膜生物反應(yīng)器

自養(yǎng)脫氮工藝是近年來發(fā)展起來的新型脫氮工藝，相比傳統(tǒng)的硝化-反硝化脫氮工藝可以節(jié)省60%以上的曝氣量和100%的有機(jī)碳源，符合目前污水處理節(jié)能降耗及資源化利用的要求，被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)高效的脫氮途徑[1- 2]. 自養(yǎng)脫氮包括亞硝化和厭氧氨氧化兩個(gè)過程. 在亞硝化過程中，NH4+-N被AOB(好氧氨氧化菌，ammonia-oxidizing bacteria)氧化為NO2--N，同時(shí)NOB(亞硝酸鹽氧化菌，nitrite-oxidizing bacteria)的活性需被有效抑制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)NO2--N積累[3- 4]. 之后，剩余的NH4+-N和NO2--N在厭氧氨氧化階段被AAOB(厭氧氨氧化菌，anaerobic ammonia-oxidizing bacteria)轉(zhuǎn)化為N2排放，完成脫氮. 因此，亞硝化是整個(gè)自養(yǎng)脫氮工藝的關(guān)鍵步驟，決定了工藝的整體脫氮效率及穩(wěn)定性[5- 6].

目前，自養(yǎng)脫氮污泥還存在培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)、來源少的缺陷，限制了自養(yǎng)脫氮工藝的發(fā)展[7- 8]. 培養(yǎng)好的自養(yǎng)脫氮污泥一般選擇冷凍保存，留作啟動(dòng)新反應(yīng)器時(shí)接種使用[9]. 經(jīng)冷凍保存的污泥中微生物活性下降，甚至大量死亡，因此，如何快速高效恢復(fù)冷凍污泥的活性，對(duì)于自養(yǎng)脫氮工藝的應(yīng)用發(fā)展至關(guān)重要. 有研究考察了自養(yǎng)脫氮污泥經(jīng)受多種毒性沖擊之后的恢復(fù)策略，包括金屬離子、pH、基質(zhì)濃度等[10- 12]，然而關(guān)于冷凍保存后的污泥活性的恢復(fù)策略鮮見報(bào)道. 因此，該研究采用三種不同的策略對(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期冷凍保存的自養(yǎng)脫氮污泥進(jìn)行亞硝化活性的恢復(fù)，并比較了各種方法的優(yōu)劣，以期選擇出最適合的恢復(fù)策略.

1 材料與方法

采用3個(gè)反應(yīng)器，分別為1個(gè)連續(xù)流的MBR(膜生物反應(yīng)器，membrane bioreactor)及2個(gè)SBR(序批式反應(yīng)器，sequencing batch reactor)，分別記為R1、R2和R3. MBR中的膜組件能夠?qū)⑺形⑸锝亓粼诜磻?yīng)器中，有利于自養(yǎng)脫氮微生物的生存及增殖[13- 14]. SBR反應(yīng)器能夠靈活控制曝氣時(shí)間，進(jìn)而在NH4+-N氧化完全時(shí)及時(shí)停止供氧，有利于自養(yǎng)脫氮亞硝化活性的恢復(fù)及穩(wěn)定[15- 16].

R1直徑14 cm，高40 cm，有效體積為5 L. 底部放置曝氣環(huán)，內(nèi)置膜組件，孔徑為0.1 μm，膜有效面積為0.05 m2，動(dòng)力攪拌，如圖1所示. R2和R3設(shè)置完全相同，直徑10 cm，高15 cm，有效體積為1 L，底部放置曝氣環(huán)供氧，電動(dòng)攪拌使反應(yīng)器混合均勻，如圖2所示. R2和R3每天運(yùn)行兩個(gè)周期，換水比90%，各周期設(shè)置：進(jìn)水5 min、曝氣攪拌反應(yīng)480 min、沉淀30 min、排水5 min、靜置200 min. 每個(gè)周期開始前用配好的水充分洗泥，以保證各周期開始時(shí)三氮濃度一致.

R1采用低ρ(DO)連續(xù)流恢復(fù)策略，R2采用低ρ(DO) 間歇流恢復(fù)策略，R3則采用低ρ(NH4+-N)預(yù)培養(yǎng)-高曝氣-低ρ(DO)運(yùn)行三階段的恢復(fù)策略，具體運(yùn)行參數(shù)如表1所示. 3個(gè)反應(yīng)器的溫度均控制在25 ℃左右，以考察常溫條件下自養(yǎng)脫氮污泥亞硝化活性的恢復(fù)策略.

注：1—進(jìn)水桶；2—進(jìn)水泵；3—膜組件；4—出水泵；5—出水；6—空氣泵；7—?dú)怏w流量計(jì)；8—攪拌器；9—水浴.圖1 MBR反應(yīng)器設(shè)置原理Fig.1 Schematic diagram of MBR

注：1—電動(dòng)攪拌器；2—DO/pH/T便攜式檢測(cè)儀；3—?dú)獗茫?—探頭；5—曝氣環(huán)；6—進(jìn)水；7—取樣口；8—排水口.圖2 SBR反應(yīng)器設(shè)置原理Fig.2 Schematic diagram of SBR

反應(yīng)器運(yùn)行階段運(yùn)行時(shí)間∕d進(jìn)水ρ(NH4+-N)∕(mg∕L)ρ(DO)∕(mg∕L)pHHRT∕hR1Ⅰ392000.307.816Ⅱ72000.307.818R2392000.307.838Ⅰ361000.057.568R3Ⅱ52007.507.788Ⅲ72000.307.828

注：HRT為水力停留時(shí)間.

1.2接種污泥和配水

接種污泥取自經(jīng)長(zhǎng)期冷凍保存的自養(yǎng)脫氮污泥，接種前在-20 ℃ 條件下保存了約8個(gè)月. 接種的ρ(MLSS)(污泥濃度)為5.45 g/L，ρ(MLVSS)(揮發(fā)性污泥濃度)為4.25 g/L. R1、R2和R3的接種量分別為5、1和1 L.

試驗(yàn)用水為人工配水，主要包括(NH4)2SO4和NaHCO3，分別提供NH4+-N和堿度. 另外包括68 mg/L的KH2PO4、150 mg/L的MgSO4·7H2O、68 mg/L的CaCl2，以及1 mL/L的微量元素Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)溶液.

A組患者死亡1例（8.33%），B組患者死亡6例（26.09%），C組患者死亡5例（46.15%），三組患者的死亡率與急診門診留置時(shí)間呈正相關(guān)；差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

1.3分析方法

ρ(NH4+-N)采用納氏試劑分光光度法測(cè)定，ρ(NO2--N)測(cè)定采用N- 1-萘基乙二胺分光光度法測(cè)定，ρ(NO3--N)采用紫外分光光度法測(cè)定，pH、ρ(DO) 和水溫采用多參數(shù)測(cè)定儀(德國(guó)，WTW)測(cè)定. NH4+-N去除率(η，%)、NO2--N積累率(NAR，%)、NH4+-N氧化速率〔AOT，mg/(h·g)〕計(jì)算：

η=([NH4+-N]in-[NH4+-N]eff)/

[NH4+-N]in×100%

NAR=[NO2--N]/([NO2--N]+

[NO3--N])×100%

AOT=([NH4+-N]sta-[NH4+-N]end)/

(t×MLVSS)

式中：[NH4+-N]in和[NH4+-N]eff分別為進(jìn)水和出水中的ρ(NH4+-N)，mg/L；[NO2--N]和[NO3--N]分別為系統(tǒng)中的ρ(NO2--N)和ρ(NO3--N)，mg/L；[NH4+-N]sta和[NH4+-N]end分別為初始和結(jié)束時(shí)的ρ(NH4+-N)，mg/L；t為時(shí)間，h；MLVSS為系統(tǒng)中ρ(MLVSS)，g/L.

2 結(jié)果與討論

2.1低ρ(DO)連續(xù)流恢復(fù)策略

對(duì)于亞硝化而言，在恢復(fù)AOB活性的同時(shí)需要有效抑制NOB的活性[17- 18]，從而使NH4+-N的氧化停留在NO2--N階段，為后續(xù)厭氧氨氧化提供合適的進(jìn)水. 結(jié)合已有研究[19- 21]，控制R1的ρ(DO)為0.3 mg/L左右，pH為7.8左右，利用低ρ(DO)和高pH聯(lián)合抑制NOB的活性. 由圖3可見，在R1中，接種之后開始運(yùn)行的前幾天，出水中ρ(NH4+-N)與進(jìn)水幾乎相等，并且出水中檢測(cè)不到NO2--N和NO3--N，這說明此時(shí)污泥中的AOB幾乎沒有活性. 此時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的污泥發(fā)白，黏性較小，多以單獨(dú)顆粒狀懸浮于反應(yīng)器中. 之后隨著反應(yīng)器的進(jìn)行，污泥顏色逐漸變亮，從灰白色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\黃色，這是典型的亞硝化污泥的顏色[22]，顯示污泥中的微生物開始恢復(fù)活性，到運(yùn)行第9天時(shí)，出水NH4+-N顯著降低，出水NO2--N逐漸升高，AOB開始將一部分NH4+-N氧化為NO2--N. NH4+-N去除率增至8%，之后，出水ρ(NH4+-N)進(jìn)一步降低，ρ(NO2--N)進(jìn)一步升高.

在階段Ⅰ后期(30～39 d)，NH4+-N去除率穩(wěn)定在40%左右，不再升高，說明污泥中的AOB活性達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài). 考慮到在自養(yǎng)脫氮工藝中，亞硝化反應(yīng)器需要為后續(xù)厭氧氨氧化反應(yīng)器提供進(jìn)水，因此出水ρ(NO2--N)/ρ(NH4+-N)需要為1.32左右，NH4+-N氧化率需要達(dá)到50%以上[23- 24]. 在階段Ⅰ后期，R1的NH4+-N去除負(fù)荷為0.312 kg/(m3·d)(以N計(jì)). 在穩(wěn)定的微生物活性下NH4+-N去除負(fù)荷是相等的，若想降低出水中的ρ(NH4+-N)，增大NH4+-N去除率，需要延長(zhǎng)HRT. 因此，通過計(jì)算，在階段Ⅱ(40～46 d)將HRT延長(zhǎng)為8 h，以提高NH4+-N去除率. 從圖3可見，NH4+-N去除率增加為55%左右，出水ρ(NH4+-N)穩(wěn)定在93 mg/L左右，出水ρ(NO2--N)穩(wěn)定在105 mg/L左右，ρ(NO2--N)/ρ(NH4+-N)符合厭氧氨氧化的進(jìn)水要求. 該反應(yīng)器在ρ(DO)為0.3 mg/L、pH為7.8、HRT為6～8 h的條件下，成功恢復(fù)自養(yǎng)脫氮污泥的亞硝化活性，并穩(wěn)定7 d以上，共歷時(shí)46 d，最終的ρ(MLSS)達(dá)到5.31 g/L，ρ(MLVSS)達(dá)到3.67 g/L，NH4+-N氧化速率為4.99 mg/(h·g). NO2--N積累率保持在99%左右，整個(gè)恢復(fù)過程幾乎沒有NO3--N生成，說明NOB得到了持續(xù)抑制，這對(duì)亞硝化的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行是有利的. 這一方面是由于接種污泥中NOB含量較少，另一方面是MBR的低ρ(DO)、高pH以及高負(fù)荷成功抑制了NOB活性[19,25]. 此外，經(jīng)計(jì)算，R1反應(yīng)器內(nèi)ρ(FA)(FA為游離氨)為3.4～41.4 mg/L，能夠有效抑制NOB活性[26- 27]，這也保證了恢復(fù)活性后的亞硝化能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定.

圖3 R1反應(yīng)器的運(yùn)行效果Fig.3 Reactor performance of R1

圖4 R2反應(yīng)器的運(yùn)行效果Fig.4 Reactor performance of R2

2.2低ρ(DO)間歇流恢復(fù)策略

由圖4可見，與R1相似，R2反應(yīng)器中污泥在剛接種運(yùn)行的前幾天沒有活性，出水ρ(NH4+-N)與進(jìn)水幾乎相等，出水中ρ(NO2--N)與ρ(NO3--N)均為0，說明AOB及NOB均沒有活性. 同時(shí)污泥松散，沉淀后的上清液中出水渾濁，可見有解體的污泥排出. 這說明在經(jīng)過冷凍之后，污泥的絮凝性能變差，重新接入反應(yīng)器后，有一些微生物死亡，導(dǎo)致污泥菌膠團(tuán)解體. 同時(shí)R2內(nèi)的曝氣加劇了老化污泥的解體，從而導(dǎo)致污泥流失；而R1則由于內(nèi)置膜組件截留了所有微生物在反應(yīng)器內(nèi)，因此沒有污泥流失[19,21].

在運(yùn)行到第8天時(shí)，R2的出水ρ(NH4+-N)略低于進(jìn)水，說明AOB開始恢復(fù)活性，之后出水ρ(NH4+-N)進(jìn)一步降低，NH4+-N去除率逐漸升高，出水ρ(NO2--N)逐漸增加，AOB的活性不斷得到增強(qiáng)[28]. 到第31天時(shí)，NH4+-N去除率增加到50%以上，說明污泥的亞硝化活性恢復(fù)成功. 在整個(gè)過程中，NO3--N生成量一直很低，說明NOB的活性沒有得到誘導(dǎo)，這與R2內(nèi)的低ρ(DO)、高pH以及間歇運(yùn)行的條件有關(guān)[29]. 研究[27]表明，在SBR亞硝化反應(yīng)器間歇運(yùn)行的每一個(gè)周期中，隨著周期反應(yīng)的進(jìn)行，ρ(NH4+-N)逐漸降低，ρ(NO2--N)逐漸上升，從而導(dǎo)致ρ(FA)逐漸下降的同時(shí)ρ(FNA)(FNA為游離亞硝酸)逐漸上升，F(xiàn)A和FNA交替抑制了NOB的活性. 因此，多種因素保證了NOB受到持續(xù)的抑制. 最終，R2的NH4+-N去除率在50%以上，穩(wěn)定7 d，共歷時(shí)39 d，NO2--N積累率穩(wěn)定在99%以上，亞硝化得到成功高效的恢復(fù). 最終的ρ(MLSS)為4.47 g/L，ρ(MLVSS)為2.98 g/L， NH4+-N氧化速率為4.61 mg/(h·g).

2.3低ρ(NH4+-N)預(yù)培養(yǎng)-高曝氣-低ρ(DO)運(yùn)行三階段的恢復(fù)策略

考慮到經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間冷凍的污泥在曝氣條件下容易解體，在R3中采用了缺氧低ρ(NH4+-N)預(yù)培養(yǎng)的策略，恢復(fù)過程中氮素變化如圖5所示. 第一階段不進(jìn)行曝氣，進(jìn)水ρ(NH4+-N)為100 mg/L，機(jī)械攪拌導(dǎo)致一些空氣進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)過程中ρ(DO)約為0.05 mg/L. 由圖5可見，在階段Ⅰ的前20 d，污泥中的微生物幾乎完全沒有活性，雖然污泥的顏色已經(jīng)從灰白色變?yōu)榱藴\黃色，但出水ρ(NH4+-N)很高，幾乎沒有NO2--N生成. 20 d之后，NH4+-N去除率有所增高，增加到15%左右之后進(jìn)入平臺(tái)區(qū)，NH4+-N去除達(dá)到穩(wěn)定，一直到第36天均沒有進(jìn)一步增高的趨勢(shì).

圖5 R3反應(yīng)器的運(yùn)行效果Fig.5 Reactor performance of R3

由于從污泥的外觀觀察其已經(jīng)恢復(fù)活性，推測(cè)出水ρ(NH4+-N)較高是因?yàn)棣?DO)不足，因此在階段Ⅱ采用高強(qiáng)度的曝氣，各周期初始ρ(DO)調(diào)整為7.5 mg/L. 同時(shí)考慮到高ρ(DO)可能會(huì)誘導(dǎo)NOB的活性，因此將進(jìn)水ρ(NH4+-N)增至200 mg/L，結(jié)合高pH，以抑制NOB活性. 從圖5可見，在高ρ(DO)下，AOB活性得到快速恢復(fù)，出水ρ(NH4+-N)迅速降至109 mg/L，第1天的NH4+-N去除率即升至45.7%. 之后在高曝氣的5 d內(nèi)，NH4+-N去除率持續(xù)升至80%以上. 由于ρ(DO)過高，存在誘導(dǎo)NOB活性，從而破壞亞硝化穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)，因此，在階段Ⅲ將ρ(DO) 降低為0.3 mg/L. 可以看到反應(yīng)器內(nèi)出水ρ(NH4+-N)仍然較低，與高曝氣時(shí)接近，說明AOB活性經(jīng)過高曝氣階段已經(jīng)完全恢復(fù). 降低的ρ(DO)并沒有限制AOB的活性，NH4+-N去除率維持在75%以上，沒有NO3--N生成，說明采用該方法的恢復(fù)之后的亞硝化較為穩(wěn)定[30]. 最終結(jié)果表明，采用低ρ(NH4+-N)預(yù)培養(yǎng)-高曝氣-低ρ(DO)結(jié)合的方式，恢復(fù)時(shí)間需要48 d，最終ρ(MLSS)為5.16 g/L，ρ(MLVSS)為3.61 g/L，NH4+-N氧化速率達(dá)到5.64 mg/(h·g).

2.4三種恢復(fù)策略的比較

比較三種恢復(fù)策略，R1的恢復(fù)時(shí)間(46 d)較短，同時(shí)達(dá)到了最高的污泥濃度，這說明膜組件很好地截留了微生物，避免了污泥流失；NH4+-N氧化速率較高，說明MBR中連續(xù)流低ρ(DO)的方式能夠恢復(fù)較高的亞硝化活性. R2的恢復(fù)時(shí)間(37 d)最短，但是最終的污泥濃度最低，這是因?yàn)榍捌诘钠貧庠斐闪宋勰嗔魇?，同時(shí)其NH4+-N氧化速率最低，說明R2內(nèi)的AOB活性最差. R3恢復(fù)時(shí)間(48 d)最長(zhǎng)，但是達(dá)到了較高的污泥濃度，雖然污泥濃度比R1低，但是高于一直曝氣的R2，這說明厭氧預(yù)培養(yǎng)極大限度的保留了污泥，避免了污泥流失. 同時(shí)，R3的NH4+-N氧化速率最高，說明該反應(yīng)器內(nèi)的AOB活性最好，這說明低ρ(NH4+-N)預(yù)培養(yǎng)-高曝氣-低ρ(DO)運(yùn)行的方式能夠最大限度地恢復(fù)污泥的亞硝化活性. 結(jié)合3個(gè) 反應(yīng)器的恢復(fù)效果，為了同時(shí)達(dá)到較高的污泥濃度及較高的污泥活性，可首先在SBR內(nèi)經(jīng)厭氧預(yù)培養(yǎng)+高曝氣徹底恢復(fù)污泥活性后，再轉(zhuǎn)入MBR連續(xù)流運(yùn)行，增大污泥濃度，從而進(jìn)一步提高反應(yīng)器的NH4+-N去除負(fù)荷.

3 結(jié)論

a) 在MBR內(nèi)連續(xù)流低ρ(DO)下恢復(fù)亞硝化污泥活性需46 d，ρ(MLSS)達(dá)到5.31 gL，ρ(MLVSS)達(dá)到3.67 gL，NH4+-N氧化速率達(dá)到4.99 mg(h·g).

b) 在SBR內(nèi)間歇流低ρ(DO)條件下恢復(fù)亞硝化污泥活性需37 d，ρ(MLSS)達(dá)到4.47 gL，ρ(MLVSS)達(dá)到2.98 gL，NH4+-N氧化速率達(dá)到4.61 mg(h·g).

c) 在SBR內(nèi)經(jīng)厭氧預(yù)培養(yǎng)，加高曝氣之后轉(zhuǎn)低曝氣，恢復(fù)亞硝化污泥活性需48 d，最終ρ(MLSS)為5.16 gL，ρ(MLVSS)為3.61 gL ，NH4+-N氧化速率達(dá)到5.64 mg(h·g).

d) 厭氧預(yù)培養(yǎng)+高曝氣+低曝氣運(yùn)行的方式能夠最大限度的恢復(fù)污泥的亞硝化活性，而MBR能夠達(dá)到較高的污泥濃度. 在實(shí)際運(yùn)行中，可采用SBR厭氧預(yù)培養(yǎng)+高曝氣+MBR連續(xù)流運(yùn)行的方式，在快速恢復(fù)亞硝化活性的同時(shí)，增大反應(yīng)器的污泥濃度.

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Strategy for Recovering the Partial Nitrification Activity of Autotrophic Nitrogen Removal Sludge

ZHANG Xiaojing, ZHOU Yue, ZHANG Nan, ZHENG Kaiwei, FU Haoqiang, CHEN Tao, ZHANG Hongzhong*

Henan Collaborative Innovation Center of Environmental Pollution Control and Ecological Restoration, School of Material and Chemical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China

In order to investigate a recovery strategy for the partial nitrification (PN) activity in autotrophic nitrogen removal sludge, three reactors were adopted in this study. R1 was operated under low DO (0.30 mg/L) and high pH (7.8) conditions in a continuous membrane bioreactor; R2 was operated under low DO (0.30 mg/L) condition in a sequencing batch rector; and R3 was operated under the conditions of anoxic-high DO-low DO (0.30 mg/L) in a sequencing batch reactor. The results showed that the recovery periods for R1, R2 and R3 were 46 d, 39 d and 48 d, respectively. The ammonia oxidation rates for the three reactors were 4.99, 4.61 and 5.64 mg/(h·g), and the final concentrations of mixed liquid suspended solids were 5.43, 4.47 and 5.16 g/L, respectively. The nitrite-oxidizing bacteria were completely suppressed in all the three reactors, which was profitable for the stability of the PN reactor. The recovery in R3 took the longest time but got a best microbial activity, while R2 enabled the highest sludge concentration. Therefore, the strategy of combining pre-cultivation under anaerobic condition with membrane bioreactor under low DO condition was favorable for recovering the PN bioactivity of autotrophic nitrogen removal sludge.

nitrogen removal; partial nitrification; recovery strategy; sequencing batch reactor; membrane bioreactor

2016-10-28

：2017-06-09

河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(152102310376)；河南省教育廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目(16A610013)；國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201610462068)

張肖靜(1986-)，女，河南開封人，講師，博士，主要從事污水處理新技術(shù)研究，zhangxiaojing@zzuli.edu.cn.

*責(zé)任作者，張宏忠(1968-)，男，河南新鄉(xiāng)人，教授，博士，主要從事膜分離在污水處理中的應(yīng)用研究，zhz@zzuli.edu.cn

X703.1

：1001- 6929(2017)09- 1464- 07

ADOI：10.13198/j.issn.1001- 6929.2017.02.80

張肖靜,周月,張楠,等.自養(yǎng)脫氮污泥的亞硝化活性恢復(fù)策略[J].環(huán)境科學(xué)研究,2017,30(9):1464- 1470.

ZHANG Xiaojing,ZHOU Yue,ZHANG Nan,etal.Strategy for recovering the partial nitrification activity of autotrophic nitrogen removal sludge[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(9):1464- 1470.