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随着环保要求的不断提高,大部分污水处理厂已无法满足现有的出水标准,因此对污水处理厂的提标改造成为必然要求。现有污水处理厂中A~2/O工艺占有较大比重,将其改造为MUCT-MBR工艺也相对简单,改造后可将原本执行的一级A排放标准提高到更高的出水标准。本论文通过对MUCT-MBR工艺进行小试试验,考察其达到污水厂提标改造要求的运行条件。试验以模拟生活污水为处理对象,采用MUCT-MBR工艺对其进行试验研究。主要研究内容有:(1)通过测定污泥的相关参数和进、出水水质指标,以及对污泥进行显微镜观察,判断反应器启动和调试期间系统的运行状况;(2)研究了不同运行条件下,MUCT-MBR工艺对污染物的处理效果;(3)研究了最适工况下强化化学除磷对MUCT-MBR工艺处理效果的影响;(4)研究了不同工况下膜组件的污染情况以及膜清洗对膜组件的作用;(5)通过高通量测序技术测定微生物的16S rRNA基因,考察厌氧池、缺氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ、好氧膜池中的微生物群落多样性。通过试验得到如下的研究成果:(1)第1~17 d为反应器的启动与调试期,污泥沉降性能较好。后期新生的菌胶团有良好的吸附和沉降性能,且镜检出了钟虫、轮虫、累枝虫等代表出水水质好的微生物。系统稳定后继续测定5天水质指标,COD、TN、TP、氨氮的平均去除率分别为90.75%、70.46%、20.46%、99.75%。(2)单因素试验结果表明MUCT-MBR工艺的最佳运行工况为:HRT为8 h,硝化液回流比为200%,此时COD、TN、TP、氨氮的去除率分别为92.46%、80.51%、54.14%、99.08%,出水浓度分别为14.57 mg/L、6.912 mg/L、1.82 mg/L、0.354 mg/L。(3)通过对比28%PAFC、阴离子1800万分子量PAM、28%PAC投加量对TP去除效果的试验结果显示:28%PAFC的投加量为120 mg/L,化学除磷的效果最佳。,强化化学除磷的试验结果显示:最适工况下采用同步化学除磷法投加PAFC几乎不影响系统对COD、TN、氨氮的去除效果,同时TP的平均去除率由54.14%增至95.90%,出水TP平均浓度由1.82 mg/L降至0.164 mg/L。(4)结合TMP和EPS分析不同工况下膜污染情况的结果表明:延长HRT和增大硝化液回流比都会导致膜污染加剧且混合液中EPS和蛋白质的含量增高。考察投加化学除磷剂PAFC前后系统的TMP和EPS的结果显示:PAFC的投加会加快膜污染速率。对三种不同状态的膜丝进行扫描电镜分析,从SEM图可以看出:化学清洗可以减少膜孔内颗粒污染物,进而有效减轻膜污染。(5)微生物群落多样性分析结果表明:污泥物种丰富度由大到小依次为:好氧膜池、缺氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ、厌氧池。4种环境中的污泥在门水平和属级水平上的种类和分布水平差异均较小,优势菌门都是包含了主要除磷功能的Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)这3种菌门。属级水平上,4种污泥中都含有典型的反硝化菌——β-变形菌门Thauera(陶厄菌属),其在参与反硝化反应时将硝酸盐氮转化成氮气,进而达到脱氮效果。研究成果表明,MUCT-MBR工艺对模拟生活污水有良好的处理效果,处理出水能够达到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》,出水水质良好且稳定,为污水处理厂的提标改造提供了一定的理论依据。