免曝气混合填料反应器处理生活污水的性能

采用沸石-塑料混合填料为载体构建固定床生物膜反应器，周期性进水（厌氧）-排水（好氧）富集培养聚糖菌（GAOs），结合沸石颗粒吸附作用实现厌氧条件下COD和氨氮的去除。在进水COD和氨氮浓度分别为（508±19）mg/L和（40±3）mg/L、HRT为12 h（厌氧6 h、好氧6 h）的运行条件下，单级反应器COD、氨氮和总氮去除率分别为89.2%、57.5%、57.5%。双级反应器条件下，COD、氨氮和总氮的平均去除率分别为93.1%、84.9%、70.8%。缩短50% HRT（厌氧/缺氧3 h+好氧3 h）后，双级反应器总氮去除率提升到81.7%。16S rRNA高通量测序结果显示，聚糖菌Candidatus Competibacter的相对丰度在塑料填料表面上升了30.43倍（0.46%→14%），而在沸石颗粒表面上升了14.35倍（0.46%→6.60%），表明塑料填料表面更有利于聚糖菌的富集。     

沸石颗粒填料固定床生物膜免曝气污水处理工艺

为降低污水处理能耗，利用沸石颗粒充当生物填料构建固定床生物膜反应器，通过序批式进水—排水的方式使反应器内填料表面生物膜处于交替厌氧—好氧环境，避免了传统污水处理曝气工艺所需的大量能耗，并能有效去除COD和脱氮。该工艺主要原理：在厌氧阶段（进水），污水与生物膜和沸石颗粒接触，聚糖菌（GAOs）将有机碳源转化为胞内聚羟基烷酸（PHAs），沸石吸附污水中的NH₄⁺-N。在好氧阶段（排水），通过聚糖菌、硝化菌和反硝化菌的共同作用，将沸石吸附的NH₄⁺-N转化为氮气，使得生物膜和沸石颗粒得以再生。沸石颗粒固定床生物膜反应器以活性污泥为接种污泥，在序批式厌氧—好氧交替运行模式下，2周内成功启动；长期运行中污水COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别为87%、83%和83%，且出水中未检出硝态氮；长期运行后，反应器内生物膜菌群以Thauera、Candidatus competitivebacter、Nitrospira细菌属为主，它们是去除COD和脱氮的关键微生物。