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近年来，采用污泥碱性发酵得到的内碳源作为污水处理厂脱氮除磷的碳源一直是研究的热点。然而经碱性发酵后的污泥，脱水性能较为恶化，泥水分离困难，而且发酵液中含有的氨氮和磷，将会影响后续脱氮除磷系统的效果。所以，有机碳源的分离和发酵液中氨氮、磷的去除是发酵液用于城市污水脱氮除磷的关键步骤，本研究就是着眼这两点展开的。首先，通过控制温度在25℃和35℃，利用Ca（OH）2和NaOH调节碱性发酵过程中pH，研究了碱性产酸发酵过程中碱性发酵液脱水性能的变化，并且分析了影响碱性发酵污泥脱水性能的因素。得出同种碱试剂条件，脱水性能25℃好于35℃，同种温度下，Ca（OH）2作为碱试剂好于NaOH。通过对溶解的蛋白、多糖，Zeta电位，平均粒径分析，得出温度和Ca2+可能是引起碱性发酵污泥脱水性能差异的根本原因，并且在一定范围内，蛋白和多糖的含量与污泥CST（毛细吸水时间）存在较好的线性关系，拟合方程分别为y=1.0873x+766.8041和y=0.4473x+228.4308。傅里叶红外光谱分析进一步得出Ca2+能在污泥之间起到架桥作用，与污泥表面和溶液中的官能团作用。其次，对Ca（OH）2和NaOH条件下的发酵污泥进行了化学调理和冻融调理，考查了调理过程中脱水性能的变化和各物质的变化。得出对Ca（OH）2条件下的发酵污泥,四种较适组合比例下的调理都能得到较好的有机物回收率（90%以上）和脱水性能。而对于NaOH条件下的发酵污泥则需要较多的药剂用量才能改善其脱水性能，并且有机物的回收率均在65%以下。调理过程中损失的有机物的主要成分为蛋白和多糖，对有机酸的影响不大。同时，冻融对Ca（OH）2条件下的发酵污泥能起到良好的调理效果，自然条件下冰冻6h，-8℃冰冻24h，CST达到了21.4s和18.5s。对NaOH条件下的发酵污泥在自然条件下冰冻72h后CST变为33.9s，脱水效果良好。两种污泥在冻融下得到的有机物回收率均比化学调理高。最后，对NaOH条件下的发酵污泥直接进行了鸟粪石回收，得出了鸟粪石回收的最佳条件。pH为10条件下，Mg:P:N=1.8:1.2:1时能同时达到较高的氮磷回收率，重复试验的氮磷回收率分别为88.85%，92.08%。同时，鸟粪石的沉淀过程也是污泥脱水性能的改善过程，CST由1010.8s降低到了230.7s，后续通过CPAM：TSS=0.6:100的调理即能很好的改善污泥的脱水性能，CST降至25.7s，同时有机物的回收率达到了87.86%，有机酸含量则基本无变化。