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亚硝酸盐路线”脱氮技术是指将废水中NH4+-N首先氧化为NO2--N,然后NO2--N直接还原为N2的过程。然而,由于现行部分硝化工艺(如SHARON)较低的NO2--N产生或累积速率,亦使部分硝化成为整个脱氮过程的限制性环节。部分硝化颗粒污泥具有相对密实的微观结构、优良的沉降性能和较高浓度的生物体截留,目前多在较大高径比的SBR反应器中培养及稳定性维持,但在实际工程应用中连续流一般是环保工程师的首选工艺模式,而以普通活性污泥接种一般历时较长。先在SBR中实现污泥的颗粒化,然后将颗粒接种于连续流反应器,为解决上述难题提供了新的可能。本论文系统地研究了CSTR中部分硝化颗粒污泥变化过程;考察关键因素(HRT温度)对亚硝化颗粒污泥CSTR的影响特性;并进一步探索了改善并实现部分硝化颗粒污泥工艺长期稳定运行的控制策略。主要研究内容和研究结果如下:(1)通过在连续全混反应器(CSTR)中接种SBR培养成熟的亚硝化颗粒污泥,考察反应器构型对亚硝化颗粒污泥生长和运行的影响特性.结果表明,反应器构型和进水模式变化初期部分颗粒污泥的解体,污泥平均沉速下降;但随着反应器的进一步运行,CSTR中实现了亚硝化絮体污泥的快速颗粒化过程;整个研究过程中,虽颗粒粒径分布存较大变化,如粒径>2.5mm颗粒的减少和粒径<0.3mm颗粒的增加,但颗粒态污泥始终是CSTR中占优势的污泥形态.另外,研究表明反应器构型和进水模式的改变对出水中亚硝酸盐累积率(保持在85%左右)无显著影响,并且新生的小粒径颗粒污泥比大粒径颗粒具有更高的比反应活性,藉此CSTR中污泥的平均活性亦高于接种污泥平均活性.(2)研究表明,在低温(12~15℃)、低HRT(1h)条件下亚硝化颗粒污泥CSTR系统仍具有优越的除污效能。在控制负荷不变的条件下考察水力停留时间(HRT)对CSTR中亚硝化颗粒污泥的影响特性以及该工艺在低温(12~15℃)条件下的运行效能.结果表明在HRT从4h缩短至1h的过程中,粒径<0.3mm和粒径>1.6mm颗粒逐渐减少,粒径为0.3~0.8mm颗粒逐渐增多,运行末期0.3~0.8mm污泥占总污泥质量分数约50%左右。整个研究过程中平均出水SS保持在5mg·L-1以下,而MLSS从5.2g·L-1逐渐上升至15.6g·L-1。HRT改变对出水中亚硝酸盐累积率无显著影响,保持在90%左右;粒径>0.8mm和<0.8mm的颗粒污泥活性分别随着HRT的缩短呈现上升和下降变化,而反应器中污泥的平均活性无明显变化;同一HRT条件下,粒径<0.8mm颗粒活性大于粒径>0.8mm颗粒;当运行温度降至12~15℃后,反应器中颗粒污泥活性下降并出现部分解体,粒径<0.3mm部分污泥比例明显升高;但系统仍然保持着良好的氨氮去除效果(>95%)且出水亚硝酸盐累积率在短时间内恢复至(85~90)%。(3)提出了一种用于调控部分硝化颗粒污泥工艺长期稳定运行的策略。研究表明,控制SRT是实现部分硝化工艺长期稳定运行的一种有效调控策略。反应器整个运行过程中分四个阶段(共180d),在第一阶段SRT仅通过出水中携带的污泥自行控制,SRT极高,造成短程硝化性能的恶化。后三个阶段通过排除定量的污泥混合液控制泥龄分别为80d、50d和35d,研究发现当SRT由无控制缩短至80d后亚硝酸盐累积率恢复至90%左右,随着SRT的逐渐缩短,反应器中MLSS由28g·L-1降低至10g·L-1,DO逐渐升高,尤其在SRT为50d时DO升高至1.2mg·L-1以上,NOB的活性得以增大,亚硝酸盐累积率下降至75%左右。SRT为35d后,较低的DO条件下,亚硝酸盐累积率才得以恢复。研究表明,较低SRT条件下,难以形成颗粒污泥,为了形成颗粒污泥反应器中EPS也随着SRT的缩短而增加,主要是蛋白质的增加而多糖则稳定在20~25mg·g-1左右。另外,研究发现颗粒污泥的活性随着SRT的缩短而逐渐增加。