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当前污水处理厂在运行过程中面临着进水碳源不足的难题,碳源不足限制了低C/N比污水脱氮除磷的深度处理。污泥在厌氧产酸过程中能够产生大量的挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acid,VFAs）,VFAs能够用作强化生物脱氮除磷过程中的碳源,解决污水厂脱氮除磷工艺运行过程中碳源不足的问题。所以,开发内碳源日益成为近年来的研究热点。超磁分离技术能产生富含大量有机物的高含磷污泥,是很好的发酵底物。本研究以超磁分离污泥为研究对象,通过试验确定超磁分离污泥水解酸化最适的温度、水解时间以及最佳的剩余污泥投加比例。在此基础上,启动了超磁分离污泥半连续流小试试验,在其稳定运行的基础上,进行了相关的反硝化速率的试验。最后通过高通量测序,分析了超磁分离半连续流小试在稳定运行期间菌群的分布规律,从微生物的角度阐明了超磁分离污泥发酵的机理。试验研究的主要结论如下:（1）考察了超磁分离污泥在20、25、30以及35℃四个温度条件下的发酵产酸性能。结果表明,温度的升高加快了超磁分离污泥的水解酸化,表现为溶解性化学需氧量（Solubility Chemical Oxygen Demand,SCOD）、VFAs峰值的增加以及最大浓度的更快产出。超磁分离污泥厌氧产酸还伴随着N元素的释放,且温度越高,N元素的释放也更多,由于系统中聚合氯化铝([Al2（OH）nCl6-n]m,PAC)的存在,所以并没有磷酸盐的析出。综合考虑,当温度为30℃时,既可以提供更多的SCOD,又可以使系统避免过高的N、P负荷。研究还发现,在30℃,SCOD的浓度在前3 d逐渐增加,3 d后,其浓度逐渐降低,所以最适水解时间为3 d。（2）控制温度为30℃的情况,研究了不同占比的两种剩余污泥对超磁分离污泥水解酸化的影响。结果表明,随着剩余污泥接种量的增加,混合污泥SCOD与VFAs的溶出量也逐渐增加。此外,还存在N元素的释放,且剩余污泥接种量越多,N元素释放越多;对于剩余污泥W1（污水厂的脱水污泥）来说,并没有P元素的释放,对于W2（某强化生物除磷中试的二沉池污泥）,伴随着比较明显的P元素的释放。综合考虑剩余污泥对于超磁分离污泥水解酸化效果影响发现,当剩余污泥W1、W2接种量为分别为12.2%、13.6%时,既可以为系统提供更多的SCOD,又可以避免过高的N负荷。（3）采用CSTR反应器,控制初始SRT=3 d,通过不断缩短其SRT（2 d、1 d）,经过40 d,成功启动了两个平行的超磁分离污泥半连续流小试,出水指标趋于稳定。结果显示,SCOD的浓度稳定在1200 mg·L-1,VFAs稳定在380 mg·L-1左右,NH4+-N浓度150 mg·L-1,总氮（Total Nitrogen,TN）浓度为160 mg·L-1。由于系统中PAC的存在,所以并没有磷酸盐的析出。经过前两个阶段的适应和生长增殖,水解酸化菌数量有了较大的增长,当负荷提高以后,产酸发酵菌得以持续生长繁殖。从而成功将超磁分离污泥的水解时间缩短为1 d。（4）厌氧小试稳定运行阶段,1号的进泥在40 d时改为超磁分离与剩余污泥的混合污泥,由于水厂停产导致超磁分离设备出泥的VSS有所提升。所以两个反应器各项指标都有较大增长,2号的SCOD浓度为16001900 mg·L-1,NH4+-N的浓度在160190 mg·L-1之间波动,没有P元素的析出。1号SCOD的浓度则增加至2100mg·L-1,NH4+-N的浓度增加至220 mg·L-1,上清液溶解性总磷（Total Phosphorus,TP）的浓度最终稳定在了89 mg·L-1。验证了之前批式试验的结论。（5）以超磁分离污泥厌氧水解/酸化的产物作为反硝化的碳源,与其他碳源的脱氮速率进行了比较,外加碳源的SCOD浓度与原水相同,属于低C/N比情况下的反硝化速率研究。结果表明,乙酸钠的反硝化速率最高,为2.15 mg/（g·h）。超磁分离污泥厌氧水解/酸化产物的脱氮速率为1.7 mg/（g·h）左右,比葡萄糖、无水甲醇的脱氮速率分别提高了1/3和3/4,亦比原水中碳源的脱氮速率提高了3/5。超磁分离污泥厌氧水解/酸化产物的脱氮速率虽然低于乙酸钠,不过要高于葡萄糖,原水中的碳源以及无水甲醇,可以被用作脱氮除磷中高效性外加碳源。（6）采用高通量测序的方法研究了系统中微生物菌落结构。结果表明:两种污泥中微生物种类较多,其中Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes均为两者的优势门类。其中1号这三种菌种占总细菌的79.15%左右,2号的占比为78.87%左右。在稳定运行阶段,从属水平来说,1号反应器中的主要菌属Saccharofermentans和Levilinea均为产酸性能较好的产酸菌。2号反应器中的主要菌属为明串珠菌属（Trichococcus）、Levilineawei、双歧杆菌属（Bifidobacterium）等,这三种优势菌属都为产酸菌。