摘要
随着我国对水污染防治工作重视程度的提高，各省市地区的城市污水处理厂提标改造陆续提上当地政府工作日程，对城市污水处理厂的出水水质要求逐渐提高。泥膜共生A/O工艺结合了活性污泥法和生物膜法的优点，使得微生物可在气、液、固三相环境中生长，有效提高污泥浓度，增长微生物的食物链，微生物的存活世代较长，并具有较强的硝化与反硝化能力，对氮的去除有着较优的效果，因此在城市污水处理厂提标改造中成为了工艺选择之一。本研究以泥膜共生A/O工艺为核心，以城市污水二级处理出水的深度脱氮为目标，探究不同填料在泥膜共生A/O工艺中的处理性能，选择最优填料进行影响因素分析，并通过菌种的投加进行生物强化，保证了冬季低温条件下工艺的稳定脱氮。最后通过16S rRNA高通量测序技术解析了系统内微生物结构组成及生物强化对低温条件下系统脱氮性能的影响，为城市污水处理厂提标改造及稳定运行提供了理论与技术参考。 (1)泥膜共生A/O装置采用先进行活性污泥培养，再投加悬浮填料的方式启动。填料挂膜采用自然挂膜法、活性污泥挂膜法和有机负荷递减法结合，可在16d内实现快速高效挂膜。PPC填料挂膜速度最快且在泥膜共生A/O工艺中表现出最好的污染物去除效果，系统稳定之后对COD，NH3-N，TN，TP的去除率分别达到了66.01％、96.33％、77.65％和35.3％。同时，PPC填料具有较好的同步硝化反硝化性能，稳定运行期间出水TN可维持在5mg/L以下。 (2)对泥膜共生A/O装置内HRT，污泥回流比，硝化液回流比等影响因素进行对比分析，最终确定最优的运行条件为:HRT=8h，污泥回流比为50％，硝化液回流比为300％，调试结束后稳定运行时，装置内出水COD可稳定在30mg/L以下，TN可稳定在5mg/L以下，NH3-N可稳定在0.3mg/L以下。 (3)冬季低温条件下，泥膜共生A/O装置脱氮性能受到严重影响，通过投加BioRemove5805菌剂和NOVE-NOx菌剂对系统进行生物强化，投加期为7d投加量递减，菌剂可较快适应环境和营养条件，出水COD，TN，NH3-N，NO3-N的去除率比低温情况下未投加菌种时提高了10.12％，30.73％，37.55％，32.25％，实现了低温条件下的高效脱氮。 (4)利用高通量测序技术对微生物群落功能进行解析。生物强化后系统内硝化反硝化菌群(Nitrosomonas，Nitrobacter，Truepera，Dechloromonas，Unclassified-Anaerolineaceae)明显增多，强化了系统的脱氮能力，并保证了冬季低温条件下的运行效能。
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