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随着经济的发展,水污染问题与需水量迅速增加的矛盾日益加剧,大量的氮、磷随生活污水及工业废水排入到江河湖泊中,导致水体中的氮磷含量迅速增长,产生了诸多危害。东江是深圳及香港人民的母亲河,作为饮用水源其水质的好坏一直以来都受到国家及东江流域的各地政府的高度重视。“十二五”期间,目标实现东江上游流域水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)II类标准,作为影响东江上游水质的典型城镇污水处理厂(河源城南污水厂)主要出水指标要求达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类的标准。河源城南污水厂主体工艺为改良A/O生物膜生化池,通过对污水厂四个月的进出水主要指标检测可知,污水厂进水为南方典型低碳源污水,出水总氮(TN)不能稳定达标。为了达到出水要求水厂采用生化池后投加聚合氯化铝(PAC)来强化污水氮磷的去除。但这种方法运行经济成本高、污泥产量大、出水TN仍不能稳定达标,并且出水对后续微滤机会产生堵塞现象。本文以城南污水厂为依托,通过实验寻找一种节约成本且处理效果好的脱氮除磷手段,首次提出利用亚铁盐及有机碳源耦合体处理低碳源污水。分别利用SBR小试反应器及A/O生物膜法中试反应器考察了耦合体的添加对氮及磷去除的强化作用效果,并对耦合体强化脱氮除磷的影响因素及强化机理做了初步探讨,并为水厂实际脱氮除磷的策略进行优化。研究结果表明:(1)将不同含量的FeSO4(560mg·L-1)与50mg·L-1CH3OH耦合体投加到多个SBR反应器中,记录下不同含量亚铁耦合有机碳源的脱氮除磷效率,由实验结果可知,FeSO4的投加对微生物反硝化有一定的促进作用,并且随着FeSO4含量的增加,系统内对氮磷的去除效率也在不断增加。(2)通过平行对比实验对不同的亚铁(FeSO4、FeCl2、FeS)及有机碳源(甲醇、乙醇、醋酸钠)做了筛选,综合脱氮除磷的效果,最终选出最适合的耦合体组成为FeSO4+CH3OH。通过正交实验,进一步研究了耦合体促进低碳源污水脱氮除磷的适合条件,结果表明在C/N=2.5,CH3OH投加量为100mg·L-1的情况下,耦合体使用的适宜条件为:Fe/P=2.4;温度控制在33℃;初始pH=7。在这一条件下,出水可达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准。(3)耦合体强化低碳源污水脱氮的宏观机理研究表明,耦合体中铁基质主要是通过促进生物活性从而提高脱氮效率的。(4)针对理低碳源污水,采用快速排泥法可以实现A/O生物膜反应器的快速稳定挂膜。(5)在一个泥龄周期内,针对进水水质,固定CH3OH投加量为50mg·L-1的情况下,当按照[Fe]=5mg·L-1投加FeSO4时,反应器相比于未加耦合体时的去除率得到明显的改善,COD、TN、TP及NH3-N的去除率分别提高5%、36%、66.7%、13.06%,并且COD、TN、NH3-N均能达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类的标准,TP可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A排放标准,耦合体的添加使出水的pH略有下降。(6)为了提高TP的去除率,不同含量的硫酸亚铁与50mg·L-1的CH3OH耦合体被加入到A/O生物膜反应器中。实验结果表明,提高亚铁浓度可以有效的提高TP的去除率,当[Fe]=20mg·L-1时,出水TP可达到《地表水环境质量标》(GB3838-2002)Ⅲ级标准。当[Fe]=8mg·L-1和20mg·L-1时,反应器TN的去除皆受到了较大的影响,这主要是由于过量的FeSO4的投加使生物膜上出现严重的铁积累现象导致的。