厌氧/好氧SNEDPR系统处理低C/N污水的优化运行

王晓霞，王淑莹，赵 骥，戴 娴，彭永臻（.北京工业大学，北京市水质科学与水环境科学重点实验室，北京 0024；2.青岛大学环境工程系，山东 青岛 26607）

厌氧/好氧SNEDPR系统处理低C/N污水的优化运行

王晓霞1，2，王淑莹1*，赵 骥1，戴 娴1，彭永臻1（1.北京工业大学，北京市水质科学与水环境科学重点实验室，北京 100124；2.青岛大学环境工程系，山东 青岛 266071）

为实现同步硝化内源反硝化除磷（SNEDPR）系统的优化运行，以实际生活污水为处理对象，采用厌氧（180min）/好氧运行的SBR反应器，并通过联合调控好氧段溶解氧（DO）浓度（0.3～1.0mg/L）和好氧时间（150～240min），考察了该系统脱氮除磷特性.并结合荧光原位杂交（FISH）技术对系统优化过程中各功能菌群的结构变化情况进行了分析.试验结果表明，当系统好氧段DO浓度由约1.0mg/L逐渐降至0.3mg/L，且好氧时间由150min逐渐延长至240min后，出水P O43--P浓度稳定在0.4mg/L左右，但出水TN浓度由14.3mg/L降至8.7mg/L，TN去除率由75%提高至84%.此外，随着好氧段DO浓度的降低，SNED现象愈加明显，SNED率由34.7%逐渐升高至63.8%.SNED的加强，降低了出水NO3--N浓度，并提高了系统的脱氮性能和厌氧段的内碳源储存量.FISH结果表明：经127d的优化运行，系统内PAOs， GAOs和AOB（氨氧化菌）仍保持在较高水平（分别全菌的29%±3%，20%±3%和13%±3%），其保证了系统除磷、硝化和反硝化脱氮性能；但NOB（亚硝酸盐氧化菌）含量减少了50%，为系统内实现短程硝化内源反硝化提供了可能.

强化生物除磷；同步硝化内源反硝化（SNED）；聚磷菌（PAOs）；聚糖菌（GAOs）；短程硝化

城市污水的脱氮除磷，是目前城市污水厂面临的最艰巨的任务之一，城市污水的达标排放也是环境工作者研究的主要目标.但传统的生物脱氮除磷工艺始终存在着脱氮菌与除磷菌在碳源、溶解氧（DO）和污泥龄（SRT）等方面的矛盾与竞争，使得污水的脱氮与除磷不能同时达到最好［1］.强化生物除磷（EBPR）技术，通过强化聚磷菌（PAOs）的厌氧释磷和好氧吸磷特性，可实现稳定的生物除磷；同步硝化反硝化（SND）技术，在低氧条件下可实现硝化与反硝化的同时进行，从而实现污水的生物脱氮［2］.将EBPR与SND耦合，用于污水的脱氮除磷，不但工艺流程简单，大大降低了氧耗、能耗，且具有非常显著的优势.一方面， EBPR系统内PAOs富集程度较高，可实现污水的高效、稳定除磷；另一方面，好氧段 SND的产生可降低出水中 NOx--N （NO2--N+NO3--N）的含量，在提高脱氮效率的同时，可减少 NOx--N对下一反应周期释磷过程的影响［3］.

但目前，在一个SBR反应器内采用EBPR耦合SND进行低C/N（＜4）污水同步脱氮除磷的报道还较少［3］，相关研究主要集中在对单独的EBPR系统除磷特性的分析［4-6］，单独的SND系统形成机理的探讨［7-8］，以及颗粒污泥［9-10］或双污泥

［11］或生物膜［12-14］体系内的同步硝化反硝化除磷方面的研究. Wang等［10］在好氧颗粒污泥系统内实现了生活污水（C/N约为8）的脱氮除磷；Gieseke等［14］在生物膜反应器（SBBR）启动的EBPR系统内，通过提高进水氨氮浓度的方式研究了系统的脱氮性能，并得出 SND是实现氨氮去除的主要途径.有关同步硝化内源反硝化（SNED）耦合强化生物除磷（SNEDPR）的优化运行，并将其进行低C/N污水的深度脱氮除磷还未见报道.

本文以低C/N生活污水为处理对象，通过调控SNEDPR系统好氧段DO浓度和好氧时间，实现了该系统的优化运行.并研究该系统优化运行后的COD、氮、磷去除特性，以及好氧段SNED率和系统内功能菌群的变化情况.以期为了解SNEDPR系统内氮磷去除特性及将该其在低C/N污水的实际应用提供试验数据支撑.

1 材料与方法

1.1 试验装置与运行工序

试验用反应器为序批式反应器（SBR，图 1），采用有机玻璃制成，为敞口式反应器，容积为10L，有效容积为 8L.每天运行 4个周期，每周期进水3L. SBR在厌氧/好氧交替的条件下运行，运行工序为：厌氧180min（包括进水10min），好氧150min，排泥2min，沉淀20min，排水5min，静置3min.反应器内污泥浓度维持在（2500±300）mg/L， SRT为10.9d，好氧段DO浓度可通过实时控制装置（PLC）进行调控.

图1 SBR试验装置图Fig.1 Experimental device of the SBR

1.2 试验用水和接种污泥

SBR试验用水取自北京市某家属区化粪池生活污水，具体水质为：COD浓度为 206.8～269.9mg/L， NH4+-N 浓度为 51.1～64.2mg/L，NO2--N 浓度＜1mg/L， NO3--N 浓度＜1mg/L，PO43--P浓度为 5.1～7.9mg/L， pH值为 7.2～7.6，C/N平均为3.9.

1.3 检测方法

1.3.1 常规检测方法 水样经中性滤纸（最大孔径15～20μm）过滤后测定以下各参数： NH4+-N、NO2

--N、NO3

--N和PO43--P浓度采用LACHAT-8500型流动注射仪测定； COD采用联华5B-3（B）COD多元快速测定仪测定； MLSS与MLVSS采用重量法测定［17］； pH值、温度与 DO值采用WTW pH/Oxi 340i 测定； PHA及其组分采用Agilent 6890N型气相色谱仪测定；糖原（Gly）采用蒽酮分光光度法进行测定［15］.

1.3.2 FISH分析方法 按照Amann等［16］的操作方法进行 FISH分析.FISH分析过程所使用的聚磷菌探针为PAOmix，是由PAO462， PAO651和PAO846混合而成.全菌探针为 EUBmix，是由EUB338， EUB338Ⅱ， EUB338Ⅲ组成.聚糖菌探针为GAOmix，是由GAO431和GAO989混合而成［17］.相同目标探针均以相同比例混合为PAOmix， GAOmix和 EUBmix. AOB 探针由NSO1225和NSO190混合而成； NOB探针包括NIT3和Ntspa662［18］.图片采用OLYMPUS DP72数字成像系统采集，每个泥样用荧光显微镜获得60组以上的图片，然后采用Image plus软件计数，得到各目标菌占总菌EUBmix的百分数.

1.4 CODins率计算方法

CODins率是指在 SNEDPR系统的厌氧段，原水中的COD被PAOs和GAOs储存为内碳源的百分比.其计算方法见式（1）：

式中： ΔCOD， ΔNO2-和ΔNO3-分别为系统厌氧段COD、NO2

--N和NO3--N浓度的变化量， mg/L；1.71和2.86分别为单位质量浓度的NO2--N和NO3

--N被异养菌反硝化时所消耗的COD浓度，mgN/mgCOD.

1.5 SNED率计算方法

SNED率用以表示在SNEDPR系统好氧段的氮损失情况［3］，其计算方法见公式（2）：

式中： ΔNH4+、ΔNO2-和ΔNO3-分别为系统好氧段NH4+-N、NO2--N和 NO3

--N 浓度的变化量，mg/L.

2 结果与讨论

2.1 SENDPR系统的COD去除特性

在整个SNEDPR系统的优化运行过程中，根据系统好氧段DO浓度及好氧时间的变化，可将整个运行过程分为 6个阶段.其中，系统运行期间进出水COD浓度变化情况及COD去除率见图2.

由图2可知，在阶段1 （1～10d）， SNEDPR系统好氧段 DO浓度约为 1.0mg/L，好氧时间为150min.系统进水COD浓度平均值为247.1mg/L，厌氧末和出水COD浓度平均值分别为45.3和40.7mg/L.说明系统内COD的去除主要是在厌氧段实现的.在阶段2（11～35d），系统好氧段DO浓度降至约0.8mg/L，系统进水、厌氧末期和出水COD浓度平均值分别为248.6、45.9和44.3mg/L.在阶段3（36～60d），系统好氧段DO浓度进一步降至约0.5mg/L，系统进水、厌氧末期和出水COD浓度平均值分别为 249.8、47.7和 47.1mg/L.考虑到SNEDPR系统内COD的去除主要是在厌氧段实现的，降低系统好氧 DO浓度并不影响系统的COD去除特性（阶段 1～3， COD去除率保持在82%左右）.

图2 SNEDPR系统优化运行过程中COD浓度变化情况Fig.2 Variations of COD concentration during the SNEDPR system optimizing process

在阶段4（61～85d），系统好氧段DO浓度维持在约0.5mg/L，但好氧时间延长至180min.系统进水COD浓度平均为252.4mg/L，厌氧末期和出水COD浓度平均为46.0和43.2mg/L， COD去除率平均为82.7%.在阶段5（86～105d） （好氧段DO浓度降至约0.3mg/L）和阶段6（106～127d） （好氧时间进一步延长至240min），系统COD去除率仍保持在82%左右.

以上试验结果表明，降低好氧段DO浓度以及延长好氧时间均不影响SNEDPR系统厌氧段COD的去除情况.系统厌氧段对COD的去除不仅是通过异养反硝化菌的反硝化作用去除的，系统内存在的PAOs或GAOs也对COD的去除起到了一定的作用［3］.

2.2 SENDPR系统的除磷特性

图3为SENDPR系统优化运行期间进出水PO43--P浓度变化情况.

阶段 1（1～10d），系统进水 PO43--P浓度平均为7.2mg/L，出水PO43--P浓度平均值为0.2mg/L，厌氧释磷量和好氧吸磷量均维持在较高水平，分别约为23.9和21.3mg/L.系统释磷和吸磷性能较好， PO43--P去除率高达96.9%.在阶段2（11～35d），系统进水PO43--P浓度平均为6.5mg/L，出水平均PO43--P浓度仍低达0.3mg/L.系统厌氧释磷量和好氧吸磷量保持在23.2和21.0mg/L， PO43--P去除率为95.5%.说明当好氧段DO浓度由约1.0降至0.8mg/L时，并未影响系统的除磷性能.

在阶段3（36～60d），当系统好氧段DO浓度进一步降低至约0.5mg/L后，出水PO43--P浓度稍有升高（0.6mg/L），厌氧段释磷量有所降低（17.5mg/L）.分析其原因可能在于， DO浓度的降低有利于SNED的实现［2］，更多的COD被GAOs储存并用于反硝化脱氮，使得厌氧段被 PAOs利用的COD量减少.此外，当好氧时间由150min增加到180min后，即在阶段4（61～85d），系统厌氧段释磷量仍有下降趋势（降至 16.1mg/L），说明好氧时间的延长也有利于SNED的进行，进一步减少了厌氧段PAOs可利用的COD.但在阶段4，出水PO43--P浓度仍平均达0.5mg/L.说明SNEDPR系统内富集的PAOs可保证系统的高效除磷.

在阶段5（86～105d），随着DO浓度的进一步降低（约 0.3mg/L），系统厌氧段释磷量保持在15mg/L，但出水PO43--P浓度逐渐升高至1.3mg/L. PO43--P去除率由第 86天的 92.0%逐渐降至第105d时的81.3%.分析系统除磷性能出现持续降低的原因仍在于好氧段SNED作用随着DO浓度的再次降低而逐渐增强［2］，使得 PAOs在厌氧段用于进行Poly-p的分解与PHA的合成的COD减少，导致其在好氧段没有足够的PHA分解进行吸磷，进而引起系统出水磷浓度逐渐增加.

图3 SNEDPR系统优化运行过程中PO43--P浓度变化情况Fig.3 Variations of PO43--P concentration during the SNEDPR system optimizing process

在阶段 6（106～127d），DO浓度维持在约0.3mg/L，但好氧时间增加到240min后，系统厌氧释磷性能无明显变化，释磷量维持在14.7mg/L.但出水PO43--P浓度却逐渐降低到0.5mg/L.说明延长好氧时间有利于 PAOs的吸磷过程，而阶段 5系统吸磷性能变差的原因在于好氧时间的不足（即PAOs吸磷速率的降低）.此外，SNEDPR系统优化运行后（阶段6），其释磷性能虽低于优化运行前及 EBPR［4］和 SNDPR系统［2，20-21］的释磷性能（释磷量 14.7＜80，23，40.4，19.2mg/L），但其除磷性能均保持在较高水平（PO43--P去除率均在 90%以上）.

2.3 SNEDPR系统的硝化特性

图4为SNEDPR系统优化运行期间进出水NH4+-N浓度变化情况及去除率.由图4可知，在阶段1（1～10d）和阶段2（11～35d），系统好氧段DO浓度较高（1.0和0.8mg/L），硝化性能较好.进出水NH4+-N 浓度平均分别为 56.2和 1.8mg/L，NH4+-N去除率高达96.8%.在阶段3（36～60d）和阶段4（61～85d）， DO浓度降至0.5mg/L.DO浓度的降低导致系统的硝化性能在阶段3逐渐变差.出水NH4+-N浓度逐渐升高至5.1mg/L， NH4+-N去除率降低至92.0%.但由于阶段4的好氧时间较阶段3延长了30min （150min延长至180min），其保证了硝化过程的进行，并使得系统的硝化性能在该阶段得以恢复；出水 NH4+-N浓度逐渐恢复至1.7mg/L，NH4+-N去除率恢复至96.9%.这说明降低DO浓度会引起硝化菌硝化速率的降低，从而降低系统的硝化性能，但通过延长好氧时间可以恢复系统的硝化性能.

图4 SNEDPR系统优化运行过程中NH4+-N浓度变化情况Fig.4 Variations of NH4+-N concentration during the SNEDPR system optimizing process

在阶段 5（86～105d）和阶段 6（106～127d），随着DO浓度的进一步降低，系统的硝化性能在阶段5再次变差.出水 NH4+-N浓度再次逐渐升高至5.3mg/L，NH4+-N去除率再次降低至89.9%.此外，由于阶段 6的好氧时间较阶段 4延长了 60min（180min延长至240min），系统的硝化性能在阶段6又得以恢复，出水 NH4+-N浓度逐渐降低至2.3mg/L，NH4+-N去除率逐渐升高至96.2%.以上试验结果再次说明，降低DO浓度会引起系统硝化性能变差，但通过延长好氧时间可以恢复其硝化性能.

2.4 SNEDPR系统好氧段SNED率及脱氮特性

SNEDPR系统优化运行期间出水NO2--N和NO3

--N浓度、TN去除率、SNED率及CODins率的变化情况见图 5.由图 5可知，在阶段1（1～10d），出水NO2--N、NO3

--N和TN浓度分别平均为1.4、11.2和14.3mg/L， TN去除率平均为75.0%. SND率和CODins率分别平均为34.7%和70.1%.说明，SNEDPR系统具有一定的脱氮性能，且好氧段 SNED现象在系统的氮去除中起到了一定的作用［2］.

在阶段2（11～35d），系统TN去除率仍维持在75%左右， SNED率和 CODins率也维持分别在36.5%和73.4%.但出水NO2--N浓度在11～20d内逐渐上升，并在此后的21～36d内保持在3mg/L左右；出水NO3

--N浓度则先逐渐下降至9.1mg/L后又保持在10.0mg/L左右.与阶段1相比，分析阶段2出水NO2

--N浓度升高而NO3--N浓度降低的原因可能在于 DO浓度的降低减弱了亚硝酸盐氧化菌的活性［19］.

图5 SNEDPR系统优化运行过程中出水NO2--N和NO3--N浓度、TN去除率、SND率及CODins率的变化情况Fig.5 Variations of effluent NO2--N and NO3--N concentrations、TN removal efficiency、SND efficiency and CODinsefficiency during the SNEDPR system optimizing process

阶段3（36～60d），随着DO浓度进一步降低至0.5mg/L，出水NO2--N浓度继续上升至4.4mg/L，且出水NO3--N浓度继续降低至4.0mg/L；SNED率逐渐升高至 58.8%，TN去除率亦随之升高至79.1%.出水NO2--N和NO3--N浓度的降低，使得厌氧段CODins率升高至85%左右.分析NO2--N升高、NO3--N浓度降低以及SNED率升高的原因在于DO浓度的继续降低.低DO有利于实现短程硝化［19］及SND［2］.

在阶段 4（61～85d），出水 NO2--N 逐渐降低，但出水NO3

--N浓度逐渐升高.在第85d时，两者分别达1.9和6.3mg/L.分析其原因在于好氧时间的延长，使得好氧段后期低NH4+-N浓度条件下，亚硝酸盐氧化菌有足够的 DO进行硝化，并将NO2

--N 氧化为NO3--N.这可能也是造成 SNED率稍有下降的原因（55.3%）.

在阶段5（86～105d），出水NO2--N浓度稳定在2mg/L左右，但出水NO3--N浓度由第86d时的6.3mg/L逐渐降低到第105d时的5.3mg/L左右.与阶段 4相比，SNED率稍有升高（最高达60.7%），但伴随着 TN去除率的大幅降低（由第86d时的82.0%降至第105d时的76.7%）.分析TN去除率下降的原因在于DO的降低导致NH4+-N的硝化过程不完全（见2.3）.但分析DO浓度降低并未引起出水NO2--N浓度的升高，其原因在于SNED作用的强化，使得硝化过程产生的NO2--N迅速被反硝化，而未引起NO2--N积累.

在阶段 6（106～127d）， DO 浓度保持在0.3mg/L左右，但好氧时间增加到240min.好氧时间的延长保证了硝化作用的完全进行，使得 TN去除率逐渐升高至 83.8%.此外，在该阶段，SNED率维持在61%左右.与阶段5相比，SNED作用的增加以及硝化作用的完全进行，使得出水NO3

--N浓度稍有增加（平均为 5.9mg/L），但出水NO2

--N浓度并无明显变化（平均为 2.2mg/L）.该现象表明，SNED主要为同步硝化短程反硝化.

此外，由图5还可看出，CODins率的变化趋势与TN去除率的相一致.一方面，CODins率的升高，为好氧段的 SNED作用提供足够的内碳源进行反硝化脱氮及除磷；另一方面，TN去除率的提高（出水NOx--N浓度降低），减少了厌氧段因外源反硝化作用而消耗的COD，从而强化了厌氧段内碳源的储存，实现了 CODins率的提高.这也是SNEDPR系统可以实现低C/N污水高效脱氮除磷的主要原因.与现有相关研究［3，11，20，22］对比发现，优化运行后的SNEDPR系统的SNED率虽低于好氧颗粒污泥 SNDPR系统［11］的 SND率（61%＜68%），但高于其它絮体污泥 SNDPR系统

［3，20，22］的 SND率（61%＞49.3%，37.5%，50%）；且其 TN去除率也处于较高水平（83.8%＞77.7%，52%，）.以上结果证明了联合调控好氧段DO浓度与好氧时间可以强化SNDPR系统内的SND现象，进而提高系统的脱氮性能.

2.5 优化运行的SNEDPR系统实现低C/N污水高效脱氮除磷的机理

为进一步分析SNEDPR系统优化运行后，可实现低C/N污水高效脱氮除磷的机理，对系统运行第127d典型周期内基质浓度变化情况进行分析（图6）.初始COD、NH4+-N、NO2--N、NO3

--N和PO43--P浓度分别为131.2、23.8、1.8、3.9和2.8mg/L.初始 PHAs和糖原浓度分别为 6.3和13.2mmolC/L.

在厌氧段（180min），COD浓度逐渐降低，并伴随着磷的释放和 NOx--N的去除.在 0～15min，NO2

--N和NO3--N浓度迅速降至约0；在0～80min，内PO43--P浓度成线性增长趋势，并伴随着COD浓度的迅速减少， PHAs浓度的迅速增加及糖原浓度的迅速减少.说明 0～80min内主要发生NOx--N的外源反硝化作用及PAOs的释磷作用，但 COD的去除主要是通过释磷作用实现的.在80～180min内， PO43--P浓度基本保持不变，但COD浓度持续降低了27.1mg/L，并伴随着PHAs浓度的持续增加及糖原浓度的持续减少.说明80～180min内仍存在着GAOs将外源COD向内碳源PHAs转化的过程［2-3］.

在好氧段（180～420min），COD浓度基本保持不变，但PO43--P浓度和NH4+-N浓度逐渐降低.说明进水中的 COD是在厌氧段去除的，且延时厌氧180min有利于GAOs将COD储存为PHAs.此外， PO43--P浓度由 18.6mg/L逐渐降至0.4mg/L； NH4+-N 浓度减少了 20.4mg/L，但NO2

--N和NO3--N浓度仅升高了2.0和5.4mg/L；PHAs浓度减少了7.1mmolC/L.好氧段氮损失高达13mg/L.可知，SNEDPR系统好氧段在PAOs吸磷的同时，仍存在利用同步硝化反硝化作用，且其利用的也是内碳源PHAs.但由于PAOs进行反硝化吸磷时的ΔPO43--P/ΔNO3--N值为1.7～2.1［23-24］，且好氧段糖原变化量（ΔGly）与 PHAs变化量（ΔPHAs）的比值（0.86）远大于 PAOs代谢过程中的ΔGly/ΔPHAs值［25］（0.2～0.42），说明SNED主要是通过反硝化聚糖菌实现的.

2.6 SNEDPR系统优化运行过程中功能菌群结构变化情况

图6 SNEDPR系统运行第127d时典型周期内基质浓度变化情况Fig.6 Substrate variations in a typical operation cycle of the SNEDPR system on day-127

图7 SNEDPR系统运行第127d时的FISH照片Fig.7 FISH images of the SNEDPR sludge taken on the 127th day

FISH分析结果表明，SNEDPR系统优化运行前后（第 1d和第 127d）， PAOs分别占全菌的36%±3%和29%±3%（图7）. GAOs分别占全菌的16%±3%和20%±3%.说明，通过降低DO浓度并延长好氧时间的方式强化SNEDPR系统GAOs内源反硝化［2］作用的同时，会造成 PAOs富集程度的降低.这一结果与 2.3节中系统优化后厌氧释磷量的降低相一致.此外，SNEDPR系统优化前后，由于DO浓度的大幅降低，AOB占全菌的比例由 17%±3% （其中氨氧化β Proteobacteria和Proteobacteria β类亚硝酸细菌分别占 14%±2%和 3%±3%）降至 13%±3%（其中，氨氧化β Proteobacteria和Proteobacteria β类亚硝酸细菌分别占11%±2%和2%±3%）. NOB占全菌的比例由6%±2% （其中， Nitrobacteria和Nitrospira分别占 4%±1%和 2%±1%）降至 3%±1%（其中，Nitrobacteria和 Nitrospira分别占 2%±1%和约1%）. AOB含量的稳定维持保证了SNEDPR系统的硝化性能，而NOB含量的大幅降低（NOB减少约50%）为短程硝化内源反硝化的实现提供了可能.硝化菌群结构的变化情况与系统硝化特性及脱氮特性的变化情况相吻合（见2.3和2.4）.

3 结论

3.1 通过逐渐降低好氧段DO浓度并延长好氧时间的方式可以实现SNEDPR系统的优化运行.系统优化后的出水 NH4+-N、NO2--N、NO3

--N和PO43--P浓度分别为1.7、1.6、5.9和0.4mg/L；出水TN浓度约为10mg/L，TN去除率高达84%.

3.2 降低SNEDPR系统好氧段DO浓度可强化SNED作用及短程硝化作用的进行，且延长好氧时间有利于保证硝化作用的完全进行，进而可实现系统脱氮性能的进一步提高.

3.3 SNEDPR系统内高度富集的PAOs（占全菌的29%±3%）可保证系统的稳定除磷，且好氧段低DO浓度（0.3mg/L）几乎未对PAOs的除磷性能产生影响，系统优化运行过程中出水 PO43--P浓度稳定低于1mg/L.

3.4 SNEDPR系统内高度富集的GAOs（占全菌的20%±3%）及少量的NOB（占全菌的3%±1%）可在低 DO条件下强化同步短程硝化内源反硝化作用，进而实现低C/N污水的高效脱氮.

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《中国环境科学》喜获中国科协精品科技期刊TOP50项目资助

《中国环境科学》2015年6月获得中国科协精品科技期刊TOP50项目资助.中国科协精品科技期刊TOP50项目按照“以奖促建”的原则，通过以奖代补方式，遴选支持一批高端精品科技期刊，形成学科导航期刊集群.推动其加快成长为促进科技知识生产传播的重要渠道、促进学术交流的重要平台和促进学术生态建设的苗圃花坛，为我国科技期刊的发展发挥示范引领作用.经过专家评审和公示，最终确定入选的期刊均为学术影响力强、引证指标好、在学术交流与学科建设中起到重要作用、服务科技工作者成效显著、学术出版道德规范的优秀中文科技期刊.

Optimization for low C/N sewage treatment in an anaerobic/aerobic simultaneous nitrification-endogenous denitrification and phosphorous removal system.

WANG Xiao-xia1，2， WANG Shu-ying1*， ZHAO Ji1， DAI Xian1，PENG Yong-zhen1（1.Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering，Beijing University of Technology， Beijing 100124， China；2.Department of Environmental Engineering， Qingdao University， Qingdao 266071， China）. China Environmental Science， 2016，36（9）：2672～2680

This study focused on the nitrogen （N） and phosphorus （P） removal performance optimization in simultaneous nitrification-endogenous denitrification and phosphorus removal （SNEDPR） systems. An anaerobic （180min）/aerobic sequencing batch reactor （SBR） fed with domestic wastewater was studied for optimization of N and P removal performance of SNEDPR by regulating the aerobic dissolved oxygen （DO） concentration （0.3～1.0mg/L） and aerobic duration time （150～240min）. FISH technology was also employed to analyze the population dynamics of functional microorganisms in the SNEDPR system. Results indicated that the effluent PO43--P concentration was below 0.4mg/L，effluent TN concentration decreased from 14.3mg/L to 8.7mg/L， and TN removal efficiency increased from 75% to 84% with aerobic DO concentration decreased from 1.0mg/L to 0.3mg/L and aerobic duration time increased from 150min to 240min. SNED was enhanced by the decreased aerobic DO concentration， with SNED efficiency increased from 34.7% to 63.8%. The enhanced SNED reduced the effluent NO3--N concentration， improved the N removal performance， and strengthened the intracellular carbon storage at the following anaerobic stage. FISH results showed that the populations of PAOs， GAO and AOB （ammonia oxidizing bacteria） still maintained at high levels in the 127-day optimized SNEDPR-SBR （accounting for 29%±3%， 20%±3% and 13%±3% of total biomass， respectively）， which ensured the P uptake， nitrification and denitrification； however， NOB （nitrite oxidizing bacteria） reduced by 50%， which provided a possibility to achieve N removal through simultaneous partial nitrification-endogenous denitrification in the SNEDPR.

enhanced biological phosphorous removal；simultaneous nitrification-endogenous denitrification （SNED）；phosphorous accumulating organisms （PAOs）；glycogen accumulating organisms （GAOs）；partial nitrification

X703.1

A

1000-6923（2016）09-2672-09

2016-01-18

国家自然科学基金项目（51578014）；北京市教委科技创新平台项目

* 责任作者， 教授， wsy@bjut.edu.cn

王晓霞（1988-），女，山东临沂人，北京工业大学环境与能源工程学院博士研究生，主要从事低 C/N污水同步脱氮除磷方向的研究.