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高海拔地区空气中氧气含量较低且部分生活污水面临低COD/TN(Chemical oxygen demand/Total nitrogen,化学需氧量/总氮)的问题,故当前广泛采用的硝化反硝化脱氮工艺曝气能耗大且脱氮效果不佳,同时产生大量的剩余污泥。相对于传统脱氮工艺,CPNA(Combined partial nitrification and anaerobic ammonium oxidation,部分亚硝化耦合厌氧氨氧化)过程具有脱氮效率高,氧气需求量小、无需有机碳源以及剩余污泥量少等优势,有望成为高海拔地区生活污水处理的潜在方式。然而,CPNA过程的正常进行仍然面临来自生活污水中有机碳源的抑制、低气压对其影响不明等问题。因此,本论文采用CEPT(Chemically enhanced primary treatment,化学强化一级处理)去除生活污水中有机碳源的同时保留氮源,同时探究不同气压对CPNA过程的影响及其机制,以期为CPNA过程在高海拔条件下的进行提供一定的理论支撑。主要研究如下:(1)探究了增加水解步骤、不同絮凝种类及投加量对CEPT去除COD同时保留氮源的影响及其机制。研究发现水解步骤的引入将生活污水中70%的TN(Total nitrogen,总氮)转化为NH4+-N和氨基酸,再投加Fe Cl3和生物絮凝剂,最终实现原水中80%的TN以NH4+-N和氨基酸的形式保留,同时去除原水中70%的COD和89%的TP(Total phosphorus,总磷)。水解菌通过脱氨基作用将大约70%的进水TN转化为NH4+-N和氨基酸,Fe Cl3降低了原水zeta电位,促进COD胶体脱稳,生物絮凝剂有助于投加Fe Cl3后产生的小絮凝体相互结合形成大尺寸絮凝物,通过卷扫网捕作用促进絮凝体聚集。水解结合CEPT预处理能够在捕获生活污水中有机物的同时保留用于自养脱氮的NH4+-N和氨基酸,避免CPNA过程中有机物带来的异养菌繁殖。(2)探究了气压对CPNA过程的影响,揭示了低气压条件促进CPNA过程的机制。气压的降低能够促进CPNA对TIN(Total inorganic nitrogen,总无机氮)的去除:常压、85k Pa和70 k Pa条件下,TIN的去除率分别为20%、38.8%和77.8%,70 k Pa条件下,TIN去除负荷最高可达40 g·N/(kg·VSS·d),其中63-73%的TIN通过Anammox过程去除。随着CPNA反应的进行及气压由常压降低至70 k Pa:体系中以PN(Protein,蛋白质)和PS(Polysaccharides,多糖)为主要成分的EPS(Extracellular polymer,胞外聚合物)含量上升,PN和PS含量分别升高88.7%和15.1%,有利于污泥形成紧密的结构;以Nitrospira为主的NOB(Nitrite oxidizing bacteria,亚硝酸盐氧化菌)丰度由1.6%降低至0%,同时以Nitrosomonas为主的AOB(Ammonia oxidizing bacteria,氨氧化菌)丰度由1.5%上升至5.6%,以Candidatus Brocadia为主的Anammox(Anaerobic ammonium oxidation,厌氧氨氧化)菌丰度维持较低水平(0.015%到0.005%),NOB/AOB由1.07下降至0,NOB/Anammox由107下降为0,AOB和Anammox相关的功能基因(amo A,amo B,amo C,hao和Nir K)绝对丰度上调,说明气压的下降有助于提高AOB和Anammox菌相对于NOB菌的竞争优势,在AOB和Anammox菌的协同作用下促进TIN的去除;以Thermomonas属为主的反硝化菌丰度由1.9%增加至7.6%,反硝化菌功能基因(Nir S)绝对丰度上调,同时体系中DOC(Dissolved organic carbon,溶解性有机碳)含量提高了83.9%,反硝化菌贡献CPNA体系中TIN去除的27-37%。上述结果表明,低气压有助于促进CPNA过程的TIN去除。(3)进一步探究了气压对Anammox过程的影响及其机制。相对于常压,70 k Pa下Anammox的底物利用速率及代谢活性提升:Anammox菌的NH4+-N和NO2--N利用率分别提高了21.2%和22.3%;Anammox反应中间产物联氨含量减少了14.4%-42.9%;SAA(Specific anammox activity,比厌氧氨氧化活性)提高了28.5%;血红素产量增加了359.7%。推测低气压下Anammox过程产生的氮气逸出更快,促进Anammox反应的化学平衡向正向移动,从而提高Anammox反应速率并促进Anammox菌活性的提升。