eAnMBR-PN/A集成工艺脱氮效能优化：模型构建与微生物互作机制

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收稿日期：2025-04-30 修回日期：2025-06-22 接受日期：2025-06-24

DOI:10.20078/j.eep.20250702

摘要：针对传统脱氮工艺能耗高、碳源依赖性强及温室气体排放等问题，本研究提出将厌氧膜生物反应器（eAnMBR）与部分硝化-厌氧氨氧化（PN/A）工艺进行耦合，构建基于AQUASIM 2.0平台的多底物动力学模型，系统探究氧负荷与碳氮比对脱氮效能及微... 展开+

摘要：针对传统脱氮工艺能耗高、碳源依赖性强及温室气体排放等问题，本研究提出将厌氧膜生物反应器（eAnMBR）与部分硝化-厌氧氨氧化（PN/A）工艺进行耦合，构建基于AQUASIM 2.0平台的多底物动力学模型，系统探究氧负荷与碳氮比对脱氮效能及微生物群落的影响机制。该模型涵盖氨氧化菌（AOB）、亚硝酸盐氧化菌（NOB）、厌氧氨氧化菌（AnAOB）及异养菌（HB）等12种组分，引入亚硝酸盐抑制因子以优化AnAOB的代谢动力学。模拟结果表明，当氧气表面负荷为0.12～0.14 g/（m3·d）时，系统总氮（TN）去除率达峰值64.45%，生物膜内AnAOB相对丰度最高；而当氧气表面负荷≥0.16 g/（m3·d）时，溶解氧抑制AnAOB活性，促进NOB增殖，导致硝酸盐积累。碳氮比（C/N）调控研究显示，在低进水NH4+浓度（<35 g/m3）时，提升C/N可通过强化HB的反硝化作用来提高TN去除率；而在高NH4+浓度（≥35 g/m3）时，则需维持低C/N（<2.0）以避免HB对AnAOB功能的竞争性抑制。研究表明，eAnMBR-PN/A工艺通过优化氧传递与底物分配，可实现低C/N市政污水的高效脱氮，为污水处理厂低碳转型提供了理论依据与技术路径。 收起-

作者：

严樟¹
曾武强¹
唐毅^1,2
潘建新¹
陈金凤¹
蒋柱武^1,*

作者简介

第一作者：严　樟（1989—），男，福建福州人，讲师，主要研究方向为水环境污染控制与修复。E-mail：yanzhang@fjut.edu.cn
通讯作者：蒋柱武（1974—），男，湖南永州人，教授，主要研究方向为水质保障与再生利用。E-mail：Jiangzhuwu@126.com

单位

1.福建理工大学生态环境与城市建设学院
2.华能福建能源开发有限公司清洁能源分公司

关键字

eAnMBRPNA耦合工艺
多底物动力学模型
氧负荷碳氮比调控
市政污水处理

基金项目

国家自然科学基金-青年科学基金资助项目（52400072）；福建省财政厅专项资金资助项目（GY-Z23273）；福建理工大学-科研启动基金资助项目（GY-Z23204）；

引用格式

严樟, 曾武强, 唐毅, 潘建新, 陈金凤, 蒋柱武. eAnMBR-PN/A集成工艺脱氮效能优化：模型构建与微生物互作机制[J/OL]. 能源环境保护: 1-9[2025-07-24]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250702.

YAN Zhang, ZENG Wuqiang, TANG Yi, PAN Jianxin, CHEN Jinfeng, JIANG Zhuwu. Optimization of Nitrogen Removal Efficiency in eAnMBR-PN/A Integrated Process: Model Development and Microbial Interaction Mechanisms[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-9[2025-07-24]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250702.

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