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目前，国内的污水处理厂大都采用活性污泥法对污水进行处理，而污泥是活性污泥工艺的主要产物，它的产量占进水量的0.5-1％。一般情况下，污泥的处理费用占整个污水处理费用的65％左右。因此如何处理产量巨大、成分复杂的污泥，已成为我国乃至全世界环境界广泛关注的课题之一。 通过溶胞技术，使得污泥中的微生物利用衰亡微生物形成的二次基质进行生长，可达到污泥减量化的目的。本论文围绕臭氧氧化过程的规律、影响因素以及优化等方面展开基础研究，设计了可与活性污泥工艺结合的臭氧氧化破解单元，并考察了将臭氧破解污泥单元与活性污泥工艺结合后处理石化废水的工艺设计方法和运行效果。通过对实验结果的总结与分析得出如下结论: (1)利用臭氧的强氧化性破解剩余污泥，主要研究了臭氧通气量、pH、通气时间、污泥浓度对破解效果的影响以及臭氧破解后污泥上清液中SCOD、氨氮、硝氮、亚硝氮、总磷和pH的变化趋势。从而确定臭氧破解污泥的最佳工艺条件:pH=10;通气时间为1小时;臭氧加入量为0.15gO3/gSS。在该工艺条件下，破解后污泥上清液中SCOD的浓度为2746 mg/l、氨氮浓度为13.3 mg/l、硝氮浓度为13.6 mg/l、总磷浓度为4.1 mg/l;反应后，污泥的pH由碱性变为酸性。 (2)催化剂对臭氧破解污泥有促进作用。实验过程中使用的三种催化剂，二氧化锰对臭氧破解污泥的催化效果最强，污泥的破解率达到47.25％;提高氧化镍次之，污泥的破解率达到37.87％;氧化铁的催化效果最差，污泥的破解率达到34.32％。在催化剂的作用下，污泥的破解效率分别提升了20.19％、10.81％和7.26％。 (3)进行臭氧破解预处理-活性污泥组合工艺的开发和调试，摸索活性污泥的排泥周期和规律、减量组合工艺的运行策略、分析得到组合工艺的产泥系数，掌握本工艺大幅降低剩余污泥产率的内在原因。研究了组合工艺对出水COD、MLSS、氨氮、硝氮、亚硝氮、总磷、比好氧速率的影响。当臭氧的投加量达到0.15 gO3/gSS时，系统的产泥系数为0.01975 gSS/gCOD。此时污泥减量的效果达到了95％以上。