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铁炭活性污泥法作为一种浸没式复合生物反应器,将微电解作用引入活性污泥系统。一方面铁炭微电解作用为微生物的生化反应提供电子,参与氧化呼吸链中电子的转移,提高了生物量;另一方面微电解的氧化还原作用也可降解有机物,并且产生的Fe3+、Fe2+可形成新生态的Fe(OH)3、Fe(OH)2,增强污泥的沉降性能,提高生物法的处理效率。可以说铁炭活性污泥法是一个集吸附、化学氧化、电子转移、微生物作用相互影响、相互制约的复杂系统。该法具有提高活性污泥浓度,减小池容体积,减少停留时间,提高处理能力等优点,为现有污水处理厂的改扩建提供了一条可行的技术路线。本论文在SBR反应器内,直接投加铁炭填料。考察投加填料后形成的铁炭活性污泥系统在污泥性能以及污染物去除效果方面的研究,试验结果表明:(1)微电解强化活性污泥法的主要作用是通过电解产生的铁离子来实现的,影响铁离子溶出的因素有铁炭量、铁炭比、pH值和反应时间,通过正交试验表明,当铁炭量为50g,铁炭比为4∶6,初始pH=7.5,反应时间为80min时,溶出的铁离子浓度为1.55mg/L。针对投加到活性污泥系统中的铁炭填料,结合SBR的运行条件,当投加量为25g/L时,铁离子的浓度范围为30~35mg/L;当投加量为50g/L时,铁离子的浓度范围为50~56mg/L。(2)投加铁炭填料后形成的铁炭活性污泥系统相对于普通好氧/厌氧SBR系统,在进水水质相同的条件下,对污染物的去除均有大幅度的提高:COD去除率从71.26%提高到了83.20%;氨氮去除率从67.67%提高到94.05%;磷去除率从68.04%提高到88.90%。(3)在有机负荷为0.25 kgCOD/kgMLSS·d和0.4 kgCOD/kgMLSS·d两种运行条件下,铁炭活性污泥法对COD平均去除率分别为81.21%和83.20%;氨氮去除率分别为91.45%和94.05%。但是在较高负荷条件下,系统易发生高粘性污泥膨胀。增加铁炭投加量,使铁离子浓度增加到50~56mg/L时,可迅速改善污泥的沉降性能,SV30由膨胀前的90%降低到31%。(4)当铁离子浓度在30~35mg/L时,COD、氨氮和磷的去除率分别为70.11%、67.67%、68.04%;增大铁炭投加量,提高铁离子浓度到50~56mg/L时,COD、氨氮、磷的去除率分别为85.73%、91.45%、88.90%,系统运行稳定。(5)铁炭活性污泥法的硝化作用彻底,投加铁炭填料能够增强硝化菌和亚硝化菌的活性。当进水氨氮浓度为15mg/L、30mg/L和60mg/L条件下氨氮去除率分别为94.05%、96.18%和98.52%,反应历程中无亚硝氮的积累。(6)铁炭污泥系统初期表现出很好的除磷效果(去除率为88.90%),但是随着反应进一步进行,除磷效果差(去除率为19.89%)。