《表2 不同工况条件下N和COD的系统去除率》

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《温度和DO对MBBR系统硝化和反硝化的影响》

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由表2可知，不同工况条件下系统NH4+-N去除率受温度和好氧反应器O1的DO水平影响显著.当系统温度为15～18℃，好氧反应器O1的DO为5～8mg O2/L时（工况I），系统NH4+-N平均去除率为88.3%.随着温度的增加，NH4+-N去除率也随之增加.当系统温度升高至18～20℃时，在相同DO水平的条件下（工况III），NH4+-N平均去除率提高至96.8%.当系统温度进一步提高至20～22℃时（工况V），NH4+-N平均去除率高达98.7%.而胡友彪等[6]以更容易被微生物利用的葡萄糖废水为研究基质时却发现温度对MBBR的影响较小，当温度从23～25℃降低至12～15℃时，MBBR的NH4+-N去除率从97%降至95%.Delatolla等[10]对曝气生物滤池的研究表明低温对生物膜硝化速率有强烈的抑制作用，当温度从20℃降低至4oC时，NH4+-N的去除率下降了56%；而当温度提高至20℃时，NH4+-N的去除率也随之恢复.而Hoang等[11]发现长期暴露在更低的温度条件下（1℃），MBBR系统的NH4+-N去除率仅为20℃时的18%.NH4+-N去除率受温度影响，是由于硝化细菌普遍为中温菌，在中温条件下硝化细菌有较高的生长速率和代谢活性[12].此外，在本研究中，在相同温度的条件下，好氧反应器O1的DO水平降低会导致NH4+-N去除率的显著下降.例如，当系统温度为20～22℃，好氧反应器O1的DO从5～8mg O2/L（工况V）降低至2～4mg O2/L时（工况VI），系统NH4+-N平均去除率从98.7%降低至87.0%.由于氧气是硝化细菌所必需的代谢基质，DO水平的降低不利于好氧硝化细菌的生长代谢，从而导致硝化效果下降，NH4+-N去除率降低[13].而在高DO水平的条件下曝气量较高，不仅有利于生物膜与氧气接触，提高氧气的传质效率，强烈的曝气还会使反应器内的水力波动增强对悬浮填料的剪切作用也随之增大，从而可以加快生物膜更新速度，提高反应器内生物膜的活性，因此反应器中需要维持足够高的DO水平以保证NH4+-N去除率[14].而系统TN去除率与NH4+-N去除率的变化趋势相似，当温度增加时，系统TN去除率也随之上升；在相同温度下，好氧反应器O1中DO的降低会导致系统TN去除率的下降.这是由于系统中TN的去除经历了NH4+-N的氧化过程（硝化）和硝化产物的还原过程（反硝化），而受温度和DO水平影响的硝化过程会限制后续反硝化的脱氮量.和本研究的观察结果类似，吴广华等[15]在序批式MBBR系统中也发现，较高温度更适宜硝化菌（包括亚硝化菌）和反硝化菌的生长，当温度为24℃时MBBR系统的脱氮效率为98.4%，比14℃时高10%左右.在本研究中所有实验阶段，当好氧反应器O1中DO水平处于2～4mg O2/L时，好氧反应器O1的出水TN浓度仅有略微的下降，降低量只有2～5mg TN/L，说明不存在明显的同步硝化反硝化现象.王学江等[16]研究也发现，当DO浓度高于2mg O2/L时，虽然MBBR系统的硝化效果较好但是反硝化过程受到高浓度DO的抑制.