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近年来,过度的氮磷排放导致的水体富营养化问题严重,作为其主要来源的城市生活污水的脱氮除磷引起了人们的广泛关注。厌氧氨氧化(ANAMMOX)是一种新兴的生物脱氮工艺,同传统脱氮工艺相比,其具有不需外加碳源,无需硝化液回流等优点。如果能实现厌氧氨氧化工艺应用于城市生活污水处理,对于降低污水厂能耗,减少碳排量,改善水环境具有着重大的现实意义。现阶段,国内外对于厌氧氨氧化工艺的研究多集中于高温(30-35℃)、高氨氮(400mg/L以上)的条件下,而对于常温低氨氮含有机物的城市生活污水水质的相关研究则鲜见报道。 基于此,本研究首先选用易于启动,且具有良好抗冲击性能的火山岩生物滤柱,通过降基质、升滤速、添加有机碳源的过程实现了对于城市生活污水经过A/O除磷、亚硝化工艺的出水的处理,并在过程中研究了温度、基质浓度、滤速及有机碳源含量对于厌氧氨氧化效能的影响。滤柱采用生活污水稳定运行超过100d,夏季最高负荷超过了1.0kgN/m3/d,出水总氮满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。 鉴于火山岩生物滤柱的处理能力有限,且试验过程中发现其存在堵塞现象,需定期进行反冲洗,为进一步提高效能,选用升流式厌氧污泥床反应器研究颗粒污泥的启动,并通过降温、降基质及改用城市生活污水经A/O除磷、亚硝化工艺处理的出水,实现了颗粒污泥对生活污水的处理,处理生活污水阶段平均总氮去除负荷为2.77kgN/m3/d,平均总氮去除率达到了79%,出水总氮满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。 对比火山岩生物滤柱及升流式厌氧污泥床处理城市生活污水的效果,采用升流式厌氧污泥床能够获得火山岩生物滤柱近3倍的容积负荷;在反应器通入空气超过2h时,火山岩生物滤柱处理效果未受到影响,而升流式厌氧污泥床去除负荷由之前的2.74kgN/m3/d下降为1.70kgN/m3/d,3天后才恢复正常;火山岩生物滤柱及升流式厌氧污泥床均能适应常温、含部分BOD的环境,伴随基质的改变(50-120mg/L),火山岩生物滤池的去除负荷无明显变化,而升流式厌氧污泥床中TN=50mg/L水平的总氮去除负荷较TN=120mg/L则下降了25%;火山岩生物滤柱受杂质影响较大需采取措施进行解决,这将为工程应用带来一定的困难,而升流式厌氧污泥床则基本不受其影响;综合考虑处理效果、对溶解氧、低温、BOD、基质变化(50-120mg/L)的抵抗性以及杂质的影响,升流式厌氧污泥床是更好的基于全流程的厌氧氨氧化工艺的生活污水化应用实现形式。 本试验研究实现了实验室水平下的不同厌氧氨氧化工艺对于城市生活污水的高效稳定处理,并对其优劣进行了对比,为其进一步应用提供了基础数据和技术支持。