1、為開發(fā)具有高效、節(jié)能的可持續(xù)污水處理工藝,揭示好氧顆粒污泥同步去除有機(jī)物及氮磷機(jī)理,本文采用實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和問歇試驗(yàn)結(jié)合的方法,研究了厭氧-好氧顆粒污泥SBR(GSBR)、連續(xù)流顆粒污泥膜生物反應(yīng)器(CGMBR)和序批式顆粒污泥膜生物反應(yīng)器(SBGMBR)的有機(jī)物、氮、磷等污染物去除效果、同步硝化反硝化除磷特征、作用機(jī)理以及影響因素,并同時(shí)考察膜生物反應(yīng)器中顆粒污泥性狀變化以及膜污染特性. GSBR穩(wěn)定運(yùn)行261d,顆粒污泥系統(tǒng)

2、保持了良好污染物去除效果和抗沖擊負(fù)荷能力.TOC、氮氮、總氮、磷酸鹽的去除率分別在80﹪、93﹪、60﹪、85﹪以上.顆粒污泥厭氧階段伴隨著磷酸鹽釋放和糖原降解完成有機(jī)物的吸收并以PHB形式儲(chǔ)存；好氧階段實(shí)現(xiàn)基于胞內(nèi)儲(chǔ)存物質(zhì)的同步硝化反硝化除磷.試驗(yàn)表明,反硝化聚磷菌的代謝活性約占總反硝化菌活性的27.87﹪,占總聚磷菌活性的57.44﹪.進(jìn)水C∶N減小,系統(tǒng)氨氮及總氮去除率明顯下降,但磷酸鹽去除率仍可以保持在98﹪以上；硝態(tài)氮投加濃度

3、達(dá)到40mg/L以上對(duì)顆粒污泥的除磷脫氮效果造成影響.污泥含磷量過高對(duì)于除磷脫氮同步反應(yīng)以及胞內(nèi)儲(chǔ)存碳源的利用是不合理的,試驗(yàn)結(jié)果表明污泥總磷含量應(yīng)控制在2.82﹪～4.66﹪.pH值在6.14～8.20之間,顆粒污泥基本能夠取得較好的同步硝化反硝(SND)效果. CGMBR穩(wěn)定運(yùn)行71d,TOC、氨氮、總氮去除率分別為85﹪～92﹪、854﹪～99.7﹪和41.7﹪～78.4﹪.污泥的顆粒形態(tài)是CGMBR獲得同步硝化反硝化的基

4、礎(chǔ).CGMBR運(yùn)行中顆粒污泥含量維持在污泥總量的52﹪～60﹪以上.分別考察了反應(yīng)器運(yùn)行中污泥表面電荷、沉降性能、污泥胞外聚合物(EPS)的變化特征,并對(duì)反應(yīng)器中不同粒徑污泥比重、含水率以及金屬元素含量進(jìn)行比較研究.結(jié)合反應(yīng)器中污泥混合液過濾性能、微生物溶解物質(zhì)(SMP)對(duì)膜污染以及膜出水影響進(jìn)行討論.CGMBR中泥餅層阻力達(dá)到總阻力的77.88﹪,通過對(duì)比反應(yīng)器中懸浮污泥混合液的性狀,對(duì)泥餅層污泥粒徑區(qū)間組成、污泥表面電荷特性、比阻值

5、以及污泥EPS等研究表明,混合液懸浮污泥的各性狀指標(biāo)均優(yōu)于泥餅層污泥的.對(duì)膜表面污染層物質(zhì)光電子能譜(XPS)測(cè)試結(jié)果表明,膜絲表面污染物中碳原子的鍵鍵結(jié)合方式以R-C-H和R-C=O為主. SBGMBR運(yùn)行120d,實(shí)現(xiàn)了基于胞內(nèi)儲(chǔ)存物質(zhì)的同步氮磷的去除.穩(wěn)定運(yùn)行階段TOC、氨氮、總氮及磷酸鹽去除率分別為65.7﹪～98.6﹪、85.4﹪～98.9﹪及66.1﹪～95.1﹪、60﹪～80﹪.以外源基質(zhì)為碳源的反硝化速率為胞內(nèi)儲(chǔ)

6、存物質(zhì)的4.2倍,胞內(nèi)儲(chǔ)存物質(zhì)PHB的慢速降解特性使得硝化與反硝化過程能夠同步進(jìn)行,由此可以獲得良好的SND效果.SBGMBR中顆粒污泥含量保持在污泥總量的60﹪～65﹪以上,并且運(yùn)行后期有粒徑0.18～0.45mm的小顆粒污泥形成.隨著反應(yīng)器中污泥表面電荷負(fù)電性以及EPS含量的增加污泥SVI值增加.絮狀污泥中EPS的變化對(duì)污泥的沉降性能影響較大.試驗(yàn)所選區(qū)間污泥的粒徑與SVI之間具有乘冪關(guān)系；與污泥表面電荷特性具有線性相關(guān)關(guān)系.結(jié)合膜