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对上海市合流一期污水而言，由于其有机物浓度以及磷的浓度都较低，一级半处理就已经可以达到要求。因此，本课题以上海友联竹园第一污水处理厂的生活污水为处理对象，以曝气催化铁工艺作为一种新型的一级半处理工艺，研究该工艺处理城市生活污水的可行性，并优化了HRT、DO等工艺运行参数。研究表明，曝气催化铁工艺能够有效的降低出水的COD以及磷酸盐浓度，出水中总铁浓度亦非常低，不会引起新的污染。当HRT为45min，DO浓度为4mg/l左右时，可以保证装置经济有效的运行。曝气催化铁装置首次尝试使用推流式流态，既充分利用了池体空间，又延长了停留时间，强化了处理效果。
在SBR反应器内部设置以铁刨花为原料的内电解反应装置，通过化学与生物降解的耦合反应，实现同时脱氮除磷的目的。本文研究了一个周期内各项水质指标的降解规律以确定反应运行周期并进行脱氮机理的分析，同时，为了优化工艺条件，分别进行了DO、进水氨氮负荷、进水磷酸盐浓度等影响因素的分析。研究表明：铁内电解-SBR工艺启动期很短，氮、磷的去除率均很高。pH值变化曲线上存在着“氨谷”和“硝酸盐峰”，这两点可以作为实时监测的反应终点。该反应系统即使在较低的溶解氧条件下运行，仍然具有很好的硝化效果。铁离子的存在可以加速硝化反应的进行，较高的铁离子浓度可以在一定程度上刺激硝化反应过程中亚硝酸盐氮的累积，但在通常城市污水条件下，硝化段结束后，氮元素仍然以硝酸盐氮的形式存在。
活性污泥中磷的存在形式非常复杂，清楚的了解污泥中磷的结合形态，可以彻底的理解除磷的机理以及有效的除磷。实验中分别使用了两种方法对活性污泥中的磷组分进行提取研究。铁离子的存在对活性污泥絮体结构造成了较大的影响，可以通过沉降曲线、粒径分布、絮体表面形态、EPS中阳离子以及毛细吸水时间等测试表达。