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为减少剩余污泥产生量,推广使用低产泥的污水处理工艺是最佳解决途径。香港科技大学陈教授开发的SANI工艺已被证明能起到显著的污泥减量效果,但是该工艺需要以SO42-为电子受体,对常规城市污水难以应用。本研究引入烟气脱硫废液中含有的硫作为新的硫源替代SO42-以改进SANI工艺,使其在常规生活污水处理中也能得到运用。烟气脱硫废液与常规生活污水,混合后经SANI工艺处理以同步实现生物脱硫和常规生活污水处理中低产泥率的效果。该工艺简称FGD-SANI工艺。 为了证明该工艺可行,本课题开展了以下实验: (1)SO42-还原与SO32-还原对比批量实验。该实验在厌氧的混合反应器中进行,通过对比硫酸盐还原菌(SRB)利用SO42-和SO32-两种电子受体时还原速率和TOC去除速率初步证实SO32-能够作为电子受体替代SANI工艺中的SO42-。 (2)建立FGD-SANI小试装置以模拟利用烟气脱硫废液处理生活污水实现低产泥的情况。工艺的核心反应器-UASB反应器经为期近200天的运行时间证实,在进水TOC约200mg/L,进水C/SO32-S比为0.5,停留时间为5.5h,有机负荷为2.2kgCOD/m3-d条件下能成功富集SRB且平均TOC去除率达到86.9%(SRB贡献83%的碳去除量),同时污泥表观产率为0.08,远低于我国常规的生活污水处理工艺的污泥产率,具有显著的污泥减量效果;实验也考察了硝化反硝化器在冬天较低温度下硝化反硝化能力和UASB受到低温冲击情况下对TOC去除的补充作用。为期20天的实验证实硝化反硝化反应器在停留时间为2.2h,环境温度为11~30度的条件下能够稳定高效地运行,使得FGD-SANI工艺平均TOC去除率达到96.5%,当UASB反应器受低温影响下TOC去除率降至80%以下时,工艺仍能保证较好的有机物去除效果。 (3)考察了在不考虑氨氮去除的情况下,优化工艺条件以提高出水pH和产单质硫资源的潜能。经实验证实,调节适当的曝气量,好氧反应器出水明显高于进水的pH值,这表明出水有望重复使用以减低吸收SO2的碱液用量;同时UASB出水的硫化物80%被氧化成单质硫截留在好氧反应器的填料中,可见该工艺从燃煤烟气中回收单质硫资源具有很好的潜能。