【摘 要】
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近年来采用减量型有机垃圾生物处理机对厨余有机垃圾就地就近处理在我国许多城市得到应用,但其运行过程中产生的高浓度尾水排放问题也越来越引发关注,并在一定程度上限制了其推广应用。目前针对此类尾水的高效净化处理工艺研究还鲜有报道。本论文以减量型有机垃圾生物处理机尾水为处理对象,针对其有机物和悬浮物浓度高的特点,通过构建厌氧-好氧小试反应器装置开展研究,开发了一种高效的机械搅拌厌氧生物反应器（MAAB）-好
【基金项目】
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华东师范大学与上海DJ有限公司合作的产学研项目
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近年来采用减量型有机垃圾生物处理机对厨余有机垃圾就地就近处理在我国许多城市得到应用,但其运行过程中产生的高浓度尾水排放问题也越来越引发关注,并在一定程度上限制了其推广应用。目前针对此类尾水的高效净化处理工艺研究还鲜有报道。本论文以减量型有机垃圾生物处理机尾水为处理对象,针对其有机物和悬浮物浓度高的特点,通过构建厌氧-好氧小试反应器装置开展研究,开发了一种高效的机械搅拌厌氧生物反应器（MAAB）-好氧移动床膜生物反应器（MBMBR）处理工艺,从处理效果、稳定性和厌氧污泥微生物群落特征三方面考察MAAB-MBMBR工艺处理模拟尾水的效能,优选出工艺参数,为该工艺的实际工程应用提供了试验依据和技术支撑。论文主要研究结果如下:1、模拟尾水的厌氧生物处理在MAAB小试装置启动完成后,通过改变模拟尾水浓度和进水流量,比对了MAAB在6个不同运行工况下的效能。第一阶段平均有机负荷（OLR）9.84 g COD/（L·d）,MAAB平均COD去除率81.4%;第二阶段平均OLR提升至11.04 g COD/（L·d）,MAAB平均COD去除率为81.6%;第三阶段平均OLR提升至12.00 g COD/（L·d）,MAAB平均COD去除率为84.0%;第四阶段平均OLR提升至14.55 g COD/（L·d）,平均COD去除率82.3%;第五阶段OLR为17.30 g COD/（L·d）,平均COD去除率达到83.4%。第六阶段当OLR提升至21.73 g COD/（L·d）时,MAAB对COD去除率骤减,COD去除率迅速下降至70%以下。经比选分析后认为,MAAB对COD为20000 mg/L的模拟尾水处理效能稳定时的最大OLR为17.30 g COD/（L·d）,此时沼气产率为7.04 L/（L·d）,沼气中平均甲烷含量67.48%。2、采用高通量测序方法考察了MAAB不同运行阶段厌氧污泥的微生物多样性和群落结构变化。厌氧污泥的微生物多样性及丰度随OLR提高先上升后下降。厌氧污泥中优势菌门主要为拟杆菌门（Bacteroidota）、盐杆菌门（Halobacterota）、互养菌门（Synergistota）以及螺旋菌门（Spirochaetota）。当MAAB的OLR为17.30 g COD/（L·d）时,与产酸相关的变形菌门（Proteobacteria）、Verrucomicrobiota、放线菌门（Actinobacteriota）相对丰度提高;在属水平上,与产酸相关的双歧杆菌属（Bifidobacterium）、WCHB1-41相对丰度提高,古菌中甲烷粒菌属（Methanocorpusculum）及甲烷鬃菌属（Methanosaeta）为优势菌属。3、在处理MAAB出水的好氧段工艺研究中,先考察了移动床生物膜反应器（MBBR）的处理效能,MBBR在处理MAAB出水时出现好氧污泥沉淀池污泥上浮流失问题,无法稳定运行,出水难以达到纳管排放要求。而后在MBBR内增设浸没式陶瓷平板膜构建移动床膜生物反应器（MBMBR）,考察MBMBR对MAAB出水的处理效能。构建的MBMBR在处理不同阶段MAAB出水时均可高效稳定运行,出水COD、NH3-N和TN浓度平均值分别为142 mg/L、9.07 mg/L和36.5 mg/L,平均去除率分别达到94.5%、90.4%和75.0%,达到纳管排放要求。4、本论文开发的MAAB-MBMBR工艺可高效稳定处理减量型有机垃圾处理机模拟尾水。针对设计进水COD浓度为20000mg/L的尾水,在处理效能稳定时,MAAB段最大OLR为17.30 g COD/（L·d）,MBMBR段水力停留时间1 d,总COD去除率可达99.2%,NH3-N及TN也得到有效去除,出水主要污染物指标不仅远低于纳管排放限值,还可作为减量型垃圾处理机内的冲洗水回用。
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