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厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺在废水脱氮领域具有重要的应用前景,畜禽养殖废水是典型的高氨氮废水,重金属和抗生素抑制是ANAMMOX工艺处理畜禽养殖废水亟待突破的障碍。本文考察了土霉素(OTC)对ANAMMOX工艺性能稳定性的冲击影响,提出并优化了提高稳定性的生物强化策略,解析了受铜(Ⅱ)、OTC抑制后ANAMMOX工艺性能的恢复过程。 OTC瞬时冲击试验在土霉素浓度为155~1731 mg L-1,冲击时间为1~3倍水力停留时间(HRT),总氮容积负荷(NLR)为6.72~13.4 kgm-3d-1的条件下进行。试验结果表明,OTC对ANAMMOX工艺稳定性的影响可通过稳定性指数和颗粒特性表征。冲击过程中,总氮去除负荷(NRR)在4.04~12.1 kg m-3d-1范围内变化。比厌氧氨氧化活性(SAA)和血红素c(heme c)含量分别降低了1.40%和17.6%~29.4%。此外,OTC对ANAMMOX工艺的瞬时冲击效应是可恢复的,恢复时间为4~353 h。OTC浓度、冲击持续时间和反应器的NLR共同影响ANAMMOX工艺性能的稳定性。 OTC中击浓度为518 mg L-1,冲击持续时间1h时实施生物强化缓解策略,试验得到优化的强化时段(BAT)为冲击期,优化的强化污泥量(BAD)为2.62 g-VSS。生物强化缓解策略的有效性可通过反应器的恢复性能(出水水质、计量比、NRR)及污泥特性(SAA、胞外聚合物含量(EPS)、沉降性能)进行表征。BAT优化试验中,强化试验组的恢复时间为38.0 h,短于未强化的对照组(45.0 h); BAD优化试验中,血红素含量随着强化污泥量的变化(0.655、1.31、1.97、2.62 g-VSS)分别为0.195±0.001、0.267±0.047、0.301±0.049、0.340±0.053μmol g-1 VSS。结果表明,生物强化缓解策略能有效地加快受冲击的ANAMMOX工艺性能的恢复进程,BAT和BAD是生物强化的关键操作条件。 分别受0.500~5.00 mg L-1铜(Ⅱ)和6.00~50.0 mg L-1OTC抑制的ANAMMOX反应器(R1,R2)的性能在去除抑制剂后可逐步恢复,恢复时间分别为56.0 d、51.0d。经有效调控后,R1和R2的NRR分别高达30.1、30.9 kg m-3 d-1。反应器的恢复性能可通过pH变化、计量比、SAA、颗粒污泥的形貌特征和物理特性进行表征。修饰的Stover-Kincannon模型能较好地模拟ANAMMOX反应器的恢复性能,模型模拟R1、R2反应器的NRR分别为152 kg m-3 d-1、213 kg m-3 d-1。