【摘 要】
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为应对高效低耗处理城市污水的需求,将全程自养脱氮工艺与反硝化除磷工艺相耦合,达到同步脱氮除磷去碳的目标。基于此,本研究采用连续流ABR-MBR反应器,启动耦合工艺处理城市污水,并探究不同有机负荷下的影响,以及运行实际城市污水时的效能。主要研究成果如下:（1）以人工配制的模拟城市污水为处理对象,运行ABR-MBR反应器,逐步降低进水底物浓度(NH4+-N=100 mg·L-1～50 mg·L-1),
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为应对高效低耗处理城市污水的需求,将全程自养脱氮工艺与反硝化除磷工艺相耦合,达到同步脱氮除磷去碳的目标。基于此,本研究采用连续流ABR-MBR反应器,启动耦合工艺处理城市污水,并探究不同有机负荷下的影响,以及运行实际城市污水时的效能。主要研究成果如下:（1）以人工配制的模拟城市污水为处理对象,运行ABR-MBR反应器,逐步降低进水底物浓度(NH4+-N=100 mg·L-1～50 mg·L-1),使耦合工艺适应低基质,培养富集AOB、An AOB和DPAOs菌成为优势菌种。结果表明,当进水为较高NH4+-N浓度(100 mg·L-1)时,调节停曝比（60min:45min→45min:45min）启动耦合工艺,55 d后达到85%以上的碳氮磷去除效果。随后进一步降低进水NH4+-N浓度至50 mg·L-1,耦合系统运行严重失稳。通过减少溶解氧(0.6 mg·L-1→0.4mg·L-1)、提高硝化液回流比（200%→250%）的控制策略,可以抑制NOB菌,恢复并增强AOB、An AOB和DPAOs菌种在低基质环境的适应性,完成耦合工艺处理模拟城市污水的启动。总共历时102 d,在DO=0.4 mg·L-1,回流比为250%的工况下,整体系统COD、TN和PO43—P的去除率达到92.3%、92.7%和85.8%,最终实现高效脱氮除磷的处理目标,证明耦合工艺适用于处理城市污水。（2）保持进水氨氮浓度为50 mg·L-1,提高进水有机物浓度,探究耦合工艺在不同有机负荷下(0.15 kg·m-3·d-1、0.30 kg·m-3·d-1、0.45 kg·m-3·d-1和0.60kg·m-3·d-1)处理城市污水的效能。结果表明,氮受影响最小,磷、碳的去除率略微提高。有机负荷为0.45 kg·m-3·d-1时,耦合工艺PO43--P的去除率最高,为91.3%。有机负荷为0.60 kg·m-3·d-1时,耦合工艺TN和COD的去除效果最佳,去除率分别达到92.5%和94.6%。使用高通量测序技术分析得出,随着有机负荷的提高,MBR系统内微生物群落多样性逐渐降低,ABR系统在阶段Ⅲ微生物群落多样性最低,性能最佳,且优势菌门均为Proteobacteria（变形菌门）、Chloroflxi（绿弯菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）等。（3）将进水换成实际城市污水,因其原水基质较低,前12天加葡萄糖略微提高进水COD浓度作为过渡,期间降低DO至0.3 mg·L-1,此外,控制回流比为250%,停曝比为45min:45min。历时1个月,运行耦合工艺处理实际城市污水,能够达到93%去碳、90%脱氮和83%除磷的效果,证实耦合工艺能够高效处理实际城市污水。相较于模拟城市污水中提供的足量有机物,实际污水因有机物量有限,除磷效果略低。
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