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为满足不断提高的城镇污水总氮排放标准,建设集约型水处理设施。本文以好氧污泥颗粒化为核心,分别研究传统模式及厌氧好氧交替模式下絮状污泥的颗粒化进程,及好氧颗粒污泥的脱氮机理。针对实际生活污水特征,分别采用SBR工艺和水解酸化+SBR耦合工艺培养好氧颗粒污泥,并分析其除碳脱氮能力变化。主要研究结果如下:(1)采用SBR反应器,以乙酸钠为碳源,培养模式分别为传统的快速进水直接曝气模式、厌氧慢速推流进水后曝气模式及厌氧搅拌进水后曝气模式。其中厌氧推流进水模式培养出结构紧凑、表面光滑的好氧颗粒污泥,反应器内污泥浓度约为12.0g/L,平均粒径2.0-3.0mm,TN去除率达到96%,并能维持长期稳定运行。(2)好氧颗粒污泥生物脱氮建立在同步硝化反硝化机理上,由于颗粒污泥粒径较大,氧气和基质在颗粒中的传质受限,在颗粒内部会形成表面好氧、内部缺氧结构。曝气强度为1.0L/min,反应器内溶解氧为2.5mg/L时,好氧颗粒污泥硝化反硝化速率相当,出水TN小于3mg/L。SEM显示颗粒污泥内部微生物呈现明显分层聚集情况,外层为缠绕紧密的短杆菌,内部则主要是球菌。在碾碎好氧颗粒污泥破坏其分层结构后,出水TN升高至10mg/L。(3)直接利用实际生物污水培养好氧颗粒污泥难度较大,经过70d的培养没有在反应器观察到颗粒污泥形成,TN去除率约为70%。通过前置水解酸化对原污水进行预处理后,再用厌氧推流进水模式培养培养好氧颗粒污泥,能够加速絮状污泥颗粒化。经70d培养反应器中出现粒径约为200-300um的颗粒污泥雏形,虽然絮状污泥仍占主导地位,但出水TN浓度下降至10mg/L以下,TN去除率达到80%。(4)直接利用成熟好氧颗粒污泥处理实际废水,反应器能够维持稳定运行,且出水水质较好,出水COD小于25mg/L,出水TN约5mg/L。