氮負(fù)荷波動(dòng)對(duì)厭氧氨氧化/反硝化協(xié)同脫氮效能影響

王弄潮，王建芳，2，3，駱子琛，胡俊彤

（1.蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇蘇州 215009；2.城市生活污水資源化利用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇蘇州 215009；3.江蘇高校水處理技術(shù)與材料協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇蘇州 215009）

厭氧氨氧化工藝以亞硝酸鹽為電子受體，在厭氧條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑹o(wú)需曝氣和外加有機(jī)碳源，污泥產(chǎn)率低，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單〔1?2〕，是最有前景的可持續(xù)低碳生物脫氮技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)碳中和、污水處理產(chǎn)能的重要環(huán)節(jié)〔3〕。近些年，基于厭氧氨氧化的自養(yǎng)脫氮技術(shù)在全球被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水和城市污水處理〔4?5〕。

厭氧氨氧化工藝也存在局限性，如亞硝酸鹽與氨氮的比例需嚴(yán)格控制在合理范圍內(nèi)，厭氧氨氧化菌世代周期長(zhǎng)，應(yīng)對(duì)負(fù)荷沖擊的能力相對(duì)較弱，反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鹽無(wú)法滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步反硝化脫氮〔6〕。因此，研究者致力于將部分反硝化或反硝化與厭氧氨氧化耦合，實(shí)現(xiàn)徹底脫氮〔7?8〕。有研究表明〔9?10〕，厭氧氨氧化菌與反硝化菌共生于同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)時(shí)，若COD濃度過(guò)高，異養(yǎng)反硝化菌菌群競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著強(qiáng)于厭氧氨氧化菌，會(huì)與厭氧氨氧化菌競(jìng)爭(zhēng)底物亞硝酸鹽，出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)性抑制；所以只有COD處于相對(duì)較低的濃度，異養(yǎng)反硝化菌與厭氧氨氧化菌才可能產(chǎn)生協(xié)同作用，從而有效提高系統(tǒng)的總氮去除率〔11?12〕。由于厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)低于反硝化菌，維持厭氧氨氧化菌在底物競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)地位至關(guān)重要〔13?15〕。兩類(lèi)微生物間的協(xié)同培養(yǎng)以及負(fù)荷沖擊對(duì)協(xié)同體系效能的影響尚不明確。尤其是在實(shí)際廢水處理工程中，進(jìn)水基質(zhì)濃度波動(dòng)的情況非常普遍〔16〕，對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行調(diào)控提出了挑戰(zhàn)。

基于此，本研究采用厭氧氨氧化菌和反硝化菌分步培養(yǎng)法，使同一反應(yīng)器中兩類(lèi)功能微生物協(xié)同生長(zhǎng)，探究進(jìn)水總氮負(fù)荷（NLR）波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)脫氮性能以及厭氧氨氧化菌與反硝化菌活性的影響，及胞外聚合物（EPS）對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)活性的響應(yīng)規(guī)律，以期為該工藝的實(shí)際工程應(yīng)用提供技術(shù)理論支撐和運(yùn)行參數(shù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)采用有機(jī)玻璃制成的厭氧折流板反應(yīng)器，無(wú)需大規(guī)模改變污水處理廠的構(gòu)造，有利于工程推廣應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，A1～A3為反應(yīng)區(qū)，內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌，使泥水充分混合，A4為污泥沉淀區(qū)，污泥回流比為1∶2。反應(yīng)器置于室溫環(huán)境下，外部用黑色塑料袋全包裹。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意Fig. 1 Schematic of the experimental reactor

為了給異養(yǎng)反硝化提供穩(wěn)定的底物，同時(shí)防止反硝化對(duì)厭氧氨氧化活性產(chǎn)生抑制，本研究采用分步法，先啟動(dòng)厭氧氨氧化，待性能穩(wěn)定后，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)異養(yǎng)反硝化。反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，室溫為23.6 ℃左右，反應(yīng)器水溫度為18.2 ℃，水力停留時(shí)間（HRT）為10 h，進(jìn)水NLR為0.24 kg/（m3·d）。

1.2 接種污泥及配水

厭氧氨氧化污泥和反硝化污泥按照體積比2∶1的比例混合接種，分別取自實(shí)驗(yàn)室?4 ℃條件長(zhǎng)期儲(chǔ)存的厭氧污泥。接種后混合污泥質(zhì)量濃度為5 300 mg/L，顏色呈黑色，SVI為103.8 mL/g，沉降性能較差。

本實(shí)驗(yàn)采用人工配水，以氯化銨和亞硝酸鈉作為氮源，以葡萄糖作為有機(jī)碳源，通過(guò)投加NaHCO3調(diào)節(jié)進(jìn)水pH，并添加適量的磷酸鹽和微量元素〔17〕。

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

本研究分為3個(gè)部分，具體實(shí)驗(yàn)方案如下：

第1部分為厭氧氨氧化啟動(dòng)，無(wú)外加有機(jī)碳源。第2部分探究厭氧氨氧化性能提升以及與反硝化協(xié)同，進(jìn)水投加葡萄糖控制C/N為0.65，進(jìn)水氨氮和亞硝酸鹽質(zhì)量濃度分別逐步提高到235 mg/L和320 mg/L左右，NLR逐漸提高到2.20 kg/（m3·d）左右。兩部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)水pH始終保持在7.7左右，具體工況見(jiàn)表1。

表1 第1、2部分實(shí)驗(yàn)運(yùn)行工況Table 1 Operating conditions in part I and Ⅱ

第3部分重點(diǎn)考察進(jìn)水NLR波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)脫氮效能以及功能微生物活性的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)水C/N維 持 在0.65，HRT維 持 在6 h，pH穩(wěn) 定 在7.7左右。該部分分為4個(gè)階段，探討了4個(gè)工況條件下NLR的波動(dòng)情況，具體工況見(jiàn)表2。

表2 第3部分反應(yīng)器的運(yùn)行工況Table 2 Reactor operating conditions in partⅢ

以24 h為周期，進(jìn)水NLR以2.20 kg/（m3·d）為基準(zhǔn)，改變進(jìn)水基質(zhì)濃度。其中前12 h進(jìn)水NLR降至較低水平，分別為1.80、1.16、0.56、0.10 kg/（m3·d），后12 h進(jìn)水NLR恢復(fù)至2.20 kg/（m3·d）。每種進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)的工況連續(xù)運(yùn)行28 d，并在每個(gè)進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)工況結(jié)束后，反應(yīng)器在穩(wěn)定條件下〔NLR穩(wěn)定在2.20 kg/（m3·d）〕運(yùn)行，以探討進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)后的系統(tǒng)恢復(fù)情況。

1.4 分析方法

NH4+?N采用納氏試劑法；NO2??N采用N?（1?萘基）?乙二胺分光光度法；NO3??N采用紫外分光光度法；pH采用雷磁PHB?4便攜式pH計(jì)測(cè)定；MLSS和MLVSS采 用重 量 法；EPS提 取 采 用甲 醇?NaOH法，其中蛋白質(zhì)（PN）和多糖（PS）組分分別采用Lowry法和改進(jìn)苯酚?硫酸法測(cè)定〔18〕。

1.5 批次實(shí)驗(yàn)

為了考察氮負(fù)荷波動(dòng)對(duì)污泥中功能微生物活性的影響，在每個(gè)進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)工況末期取出泥樣進(jìn)行批次實(shí)驗(yàn)。取一定量污泥，清洗后加入250 mL藍(lán)蓋瓶中，加入基質(zhì)溶液定容至250 mL，經(jīng)氮?dú)獯得摵竺芊猓糜谵D(zhuǎn)速180 r/min的30 ℃恒溫?fù)u床中，使泥水充分混合。間隔一定時(shí)間，取上清液測(cè)定各態(tài)氮素濃度，計(jì)算相應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化速率。

1.6 計(jì)算方法

系統(tǒng)內(nèi)厭氧氨氧化菌和反硝化菌對(duì)氮的去除貢獻(xiàn)分別為CA和CD，具體計(jì)算參照公式（1）～（2）。批次實(shí)驗(yàn)中厭氧氨氧化脫氮速率和反硝化脫氮速率分別用q（TN?AMX）和q（TN?DEN）表示，見(jiàn)公式（3）～（4）。

其 中，ΔNO2??N、ΔNH4+?N和ΔNO3??N分 別 為NO2??N、NH4+?N和NO3??N變 化 質(zhì) 量 濃 度（mg/L），t為反應(yīng)時(shí)間（h），MLVSS表示混合液揮發(fā)性懸浮固體質(zhì)量濃度（mg/L）。

2 結(jié)果與討論

2.1 厭氧氨氧化性能啟動(dòng)

NO2??N是厭氧氨氧化菌的抑制性底物，當(dāng)體系中厭氧氨氧化活性相對(duì)較低時(shí)，過(guò)高的NO2??N濃度會(huì)抑制厭氧氨氧化菌活性〔19〕，采用較低的進(jìn)水NLR啟動(dòng)有利于厭氧氨氧化污泥馴化〔20〕。第1部分為厭氧氨氧化啟動(dòng)，期間反應(yīng)器性能變化見(jiàn)圖2。

圖2 第1部分實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器性能變化Fig. 2 Reactor performance changes of the part I

由圖2可知，第6天出現(xiàn)總氮損失，隨著反應(yīng)器的運(yùn)行，出水NH4+?N和NO2??N的濃度不斷下降，總氮去除率逐漸提升，表明反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)。第38天，出水NH4+?N、NO2??N質(zhì)量濃度分別降至3.2、2.0 mg/L，總氮去除率達(dá)到80.5%，表明厭氧氨氧化性能啟動(dòng)成功。

f值 為 氮 素 轉(zhuǎn) 化 比例（即ΔNO2??N/ΔNH4+?N和ΔNO3??N/ΔNH4+?N），啟動(dòng)過(guò)程中，ΔNO2??N/ΔNH4+?N和ΔNO3??N/ΔNH4+?N分 別 在1.32和0.26附近 波 動(dòng)，符合厭氧氨氧化反應(yīng)計(jì)量關(guān)系，表明系統(tǒng)內(nèi)以厭氧氨氧化脫氮為主〔21〕。厭氧氨氧化是嗜酸反應(yīng)，本研究進(jìn)水pH控制在7.7左右。隨著厭氧氨氧化性能的提升，出水pH逐漸升高，穩(wěn)定在8.2左右。相對(duì)于進(jìn)水，反應(yīng)器出水pH提升了0.5左右，這與Huosheng LI等〔22〕報(bào)道的結(jié)果類(lèi)似。待系統(tǒng)性能穩(wěn)定后，第45天將HRT調(diào)至8 h，系統(tǒng)性能并未出現(xiàn)明顯波動(dòng)，表明系統(tǒng)穩(wěn)定性較強(qiáng)。

2.2 反應(yīng)器厭氧氨氧化與反硝化協(xié)同效能研究

反硝化菌和厭氧氨氧化菌的生態(tài)位不完全一致，過(guò)高的有機(jī)碳源會(huì)導(dǎo)致反硝化菌與厭氧氨氧化菌競(jìng)爭(zhēng)底物，抑制厭氧氨氧化菌的生長(zhǎng)〔23〕。王振毅等〔24〕認(rèn)為在上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器中控制C/N為0.5，厭氧氨氧化耦合反硝化的脫氮效果最佳，張?jiān)姺f等〔25〕認(rèn)為C/N為1時(shí)，采用ABR反應(yīng)器的系統(tǒng)處理效果最佳。由此可得，較低的C/N并不會(huì)影響厭氧氨氧化與反硝化的協(xié)同作用，本實(shí)驗(yàn)采用介于兩者之間的C/N（0.65）促進(jìn)厭氧氨氧化與反硝化耦合的實(shí)現(xiàn)。提高微生物富集度是生物反應(yīng)器提高負(fù)荷沖擊耐受度的重要因素，本研究在固定C/N的條件下，通過(guò)同比例提高進(jìn)水氨氮和亞硝酸鹽的濃度來(lái)提升NLR，促進(jìn)厭氧氨氧化菌富集的同時(shí)，擬探討厭氧氨氧化與反硝化協(xié)同脫氮效能。

提高進(jìn)水負(fù)荷的過(guò)程中，氮的轉(zhuǎn)化和COD的變化見(jiàn)圖3。

圖3 第2部分反應(yīng)器性能變化Fig. 3 Reactor performance changes of the Part Ⅱ

由圖3可知，第10天，進(jìn)水COD為125 mg/L左右，COD去除率85.1%，但此時(shí)ΔNO3??N/ΔNH4+?N比值仍在0.26周?chē)▌?dòng)，說(shuō)明反應(yīng)器中尚未出現(xiàn)顯著的反硝化，COD的消耗主要由于體系中異養(yǎng)微生物生長(zhǎng)〔26〕。隨著反應(yīng)器運(yùn)行，去除率逐漸升高并穩(wěn)定在90%左右。第16天，總氮去除率達(dá)到90.6%，高于厭氧氨氧化反應(yīng)的理論值89%。同時(shí)ΔNO3??N/ΔNH4+?N下降至0.1左右，遠(yuǎn)低于0.26，表明系統(tǒng)中有反硝化反應(yīng)發(fā)生。ΔNO2??N/ΔNH4+?N仍趨近于1.32，且NH4+?N和NO2??N的去除率分別為95.0%和96.3%，說(shuō)明反硝化菌的生長(zhǎng)基本未對(duì)厭氧氨氧化菌活性造成競(jìng)爭(zhēng)性抑制。

為了抑制亞硝酸鹽的毒性，待進(jìn)水NO2??N質(zhì)量濃度提高至320 mg/L后，在第37天，通過(guò)降低HRT至6 h，提升NLR至2.20 kg/（m3·d）。反應(yīng)器運(yùn)行一周后，系統(tǒng)脫氮效率達(dá)到95.5%。如圖3（d）所示，在提升NLR過(guò)程中，反硝化對(duì)氮的去除貢獻(xiàn)由2.6%（第1天）逐漸升高到11.0%（第45天），厭氧氨氧化菌與反硝化菌協(xié)同作用，有效地提高了總氮去除效能。此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的NRR幾乎與NLR一致。

2.3 進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)效能影響研究

2.3.1 進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)脫氮效能影響

進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)易導(dǎo)致污水處理系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，負(fù)荷波動(dòng)對(duì)厭氧氨氧化/反硝化協(xié)同系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響尚不太明確。本研究考察不同NLR波動(dòng)對(duì)脫氮效能的影響，具體性能變化見(jiàn)圖4。

圖4 負(fù)荷波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效能影響Fig. 4 Impact of load fluctuations on system operating efficiency

由圖4可知，A和B階段，總氮負(fù)荷波動(dòng)幅度分別 為0.40 kg（/m3·d）和1.04 kg（/m3·d），經(jīng) 歷28 d的水質(zhì)波動(dòng)過(guò)程，期間反應(yīng)器性能并未發(fā)生明顯變化。NH4+?N、NO2??N和總氮的平均去除率分別為97.2%、99.2%和97.1%。ΔNO3??N/ΔNH4+?N一 直 處于較低水平（＜0.1），ΔNH4+?N/ΔNH4+?N處于1.32附近，表明A和B階段負(fù)荷波動(dòng)幅度對(duì)厭氧氨氧化和反硝化協(xié)同作用的影響較小。

C和D階段，NLR波動(dòng)幅度分別達(dá)到1.64 kg/（m3·d）和2.10 kg/（m3·d），系統(tǒng)脫氮性能出現(xiàn)較大幅度的變化。C階段，進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)初期，總氮去除率最高下降15.8%。圖4（c）顯示，出水NO3??N濃度未出現(xiàn)上升，但NH4+?N和NO2??N去除率均出現(xiàn)較為明顯的下降〔圖4（a）和圖4（b）〕，系統(tǒng)性能下降可能是由于厭氧氨氧化活性降低引起的。隨著反應(yīng)器的運(yùn)行，系統(tǒng)逐漸適應(yīng)該工況，NH4+?N和NO2??N去除率 出現(xiàn)上升趨勢(shì)，第85天，總氮去除率恢復(fù)至94.5%左右，但相較于A和B階段（均值為97.1%）略有下降。系統(tǒng)在恢復(fù)期運(yùn)行10 d后回到負(fù)荷波動(dòng)前水平，脫氮效能恢復(fù)至98.4%左右。

D階段，系統(tǒng)性能表現(xiàn)出與C階段相同的趨勢(shì)，但本階段系統(tǒng)性能受到的抑制更為顯著。各形態(tài)氮素的去除率較C階段下降更多，負(fù)荷波動(dòng)初期總氮去除率下降至70%以下，系統(tǒng)適應(yīng)該工況耗時(shí)19 d，長(zhǎng)于C階段（11 d），在適應(yīng)該工況后總氮去除率僅能達(dá)到85.7%左右，遠(yuǎn)低于前3個(gè)階段，意味著負(fù)荷波動(dòng)幅度越大，系統(tǒng)活性下降越明顯，系統(tǒng)性能也越難以恢復(fù)。同時(shí)由圖4（d）可以看出，第115天，本階段厭氧氨氧化對(duì)氮的去除貢獻(xiàn)下降至54.8%，進(jìn)一步證實(shí)了系統(tǒng)性能的下降主要源于厭氧氨氧化的性能受到抑制。ΔNO2

??N/ΔNH4+?N比值遠(yuǎn)高于1.32，這是由于NO2??N可作為異養(yǎng)反硝化的底物，所以NO2

??N消耗量略高于NH4+?N〔27?29〕，在厭氧氨氧化活性受到抑制時(shí)表現(xiàn)更甚。出水硝酸鹽濃度一直處于較低水平（＜2 mg/L），ΔNO3

??N/ΔNH4+?N比值也趨近于0，表明系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)對(duì)反硝化性能無(wú)顯著影響，有效緩解了負(fù)荷波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的抑制。反硝化性能的穩(wěn)定性有利于耦合系統(tǒng)應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化〔30?31〕，有利于提高協(xié)同脫氮效能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本階段，系統(tǒng)在恢復(fù)期運(yùn)行18 d，總氮去除率恢復(fù)到96.0%，耗時(shí)最長(zhǎng)。

2.3.2 功能微生物活性及EPS變化特征

反應(yīng)器的運(yùn)行效能表明，進(jìn)水氮負(fù)荷波動(dòng)對(duì)厭氧氨氧化菌與反硝化菌兩類(lèi)微生物產(chǎn)生了不同的影響。本研究通過(guò)批次實(shí)驗(yàn)探究氮負(fù)荷波動(dòng)對(duì)功能微生物活性的影響，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 負(fù)荷波動(dòng)工況下厭氧氨氧化和反硝化比降解速率的變化Fig. 5 Variation of anammox and denitrification ratio degradation rates under fluctuating load conditions

由圖5可知，在不同的負(fù)荷波動(dòng)階段，厭氧氨氧化 和 反 硝 化 活 性 的 變 化 有 著 明 顯 差 異。q（TN?AMX）從35.57 mg/（g·h）降 低 至24.11 mg/（g·h），q（TN?DEN）從12.62 mg/（g·h）增加到16.76 mg/（g·h），厭氧氨氧化菌和反硝化菌活性變化呈現(xiàn)完全相反的趨勢(shì)，較高的負(fù)荷波動(dòng)可能導(dǎo)致厭氧氨氧化菌活性被抑制，且負(fù)荷波動(dòng)幅度越大抑制作用越明顯。充足的底物濃度促進(jìn)了反硝化菌的增長(zhǎng)，反硝化菌表現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性，因此q（TN?DEN）是不斷升高的，與Shun ZHOU等〔8〕的研究結(jié)果類(lèi)似。每個(gè)負(fù)荷波動(dòng)階段，q（TN?AMX）總是高 于q（TN?DEN），即厭 氧 氨 氧 化菌始終處于優(yōu) 勢(shì) 地 位，所以在日常出水中，厭氧氨氧化菌對(duì)氮的去除貢獻(xiàn)一直高于反硝化菌。簡(jiǎn)而言之，負(fù)荷波動(dòng)會(huì)抑制厭氧氨氧化菌活性，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能受損，反硝化菌的高增長(zhǎng)率和強(qiáng)適應(yīng)性有利于加強(qiáng)厭氧氨氧化耦合反硝化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

EPS是微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中分泌的附著在其表面，用于自我保護(hù)和互相黏附的一種黏性物質(zhì)，其與污泥顆?；潭扔兄嚓P(guān)性〔32〕。NLR沖擊過(guò)程中，EPS的變化可以有效反映系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)性。蛋白質(zhì)（PN）和多糖（PS）是EPS的主要組成部分〔33〕，兩者占EPS總量的90%以上。本研究測(cè)定PN和PS，以兩者總和代表EPS，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 EPS組分的變化Table 3 Changes in the content of extracellular polymer fractions

由表3可知，微生物通過(guò)分泌更多的EPS對(duì)抗環(huán)境變化帶來(lái)的負(fù)面影響，第145天污泥EPS為88.3 mg/g，約是第1天的2.2倍。同時(shí)PN的增長(zhǎng)速度相對(duì)較快，所以PN/PS從1.6增加到3.4，污泥表面疏水性增強(qiáng)，有利于污泥顆粒化。宋成康等〔34〕認(rèn)為，當(dāng)受到環(huán)境脅迫時(shí)，微生物能夠通過(guò)分泌PN來(lái)應(yīng)對(duì)?？梢酝茰y(cè)，EPS的增長(zhǎng)，尤其是PN的增長(zhǎng)對(duì)耦合系統(tǒng)中菌群的生長(zhǎng)及活性維持有重要影響。

3 結(jié)論

（1）維持C/N為0.65，通過(guò)調(diào)控進(jìn)水基質(zhì)濃度和HRT的方式，不斷提升負(fù)荷，有利于在ABR反應(yīng)器分步實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌和反硝化菌的培養(yǎng)，50 d左右可實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化與反硝化協(xié)同脫氮，總氮去除率可達(dá)95.8%。

（2）該系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，NLR波動(dòng)值低于1.04 kg/（m3·d）時(shí)，對(duì)工藝脫氮性能無(wú)顯著影響。負(fù)荷變化幅度越大，系統(tǒng)性能下降越顯著，主要是厭氧氨氧化菌活性受損，反硝化菌活性基本不受影響，反硝化耦合厭氧氨氧化協(xié)同脫氮可有效提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）系統(tǒng)經(jīng)歷進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)沖擊后可恢復(fù)，負(fù)荷波動(dòng)幅度越大，系統(tǒng)性能恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)。EPS和PN/PS對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷沖擊有較好的響應(yīng)規(guī)律，氮負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，微生物分泌EPS，有助于其應(yīng)對(duì)氮負(fù)荷波動(dòng)。