循环式活性污泥法的亚硝酸盐型反硝化除磷脱氮模式构建及机理研究

氮、磷是造成水体富营养化的主要物质，脱氮除磷已成为国内外污水处理领域研究的重点和难点，随着污水排放标准的日益严格和对构建节约型社会的大力倡导，开发污水生物处理新工艺尤显重要。本项目研究循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST）工艺的短程生物硝化反硝化、反硝化除磷及其耦合技术- - 亚硝酸盐型反硝化除磷脱氮模式的构建及污染物去除机理以达到其高效低耗降解。探明各工艺的重要影响因素和作用机制，揭示污染物降解机理，探究工艺耦合的条件、组合策略和集成方法，探寻耦合工艺优势菌种的富集方法，阐明微生物作用机理，为该工艺在实际污水处理厂中的应用奠定基础，具有重要的理论创新意义和应用价值。

随着污水排放标准的日益严格及对构建节约型社会的大力倡导，开发污水生物处理新技术尤显重要。本课题以循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST）为主要研究对象，利用运行灵活的特点，进行亚硝酸盐型反硝化除磷工艺在系统内的耦合，从而实现氮、磷高效低耗降解的目的。主要研究成果为：（1）建立分段进水CAST深度脱氮实时控制系统，实现了CAST工艺对实际生活污水中有机物和氮的深度去除及磷的同步去除，解决了低碳氮比城市污水脱氮除磷效率低且出水难以达标的问题。（2）利用季节变化产生的温度梯度辅以调节曝气量实现CAST工艺的短程硝化，为实际污水处理厂CAST工艺强化脱氮并实现节能降耗提供新的思路。（3）建立分段进水CAST强化生物除磷系统，实现了CAST工艺对实际生活污水中氮、磷的同步去除，解决了BNR系统处理较低碳氮比废水时优先脱氮而除磷效率低的问题。（4）基于游离亚硝酸（Free Nitrous Acid,简称FNA）对缺氧生物除磷的抑制机理，采用好氧投加FNA方式诱发系统内的亚硝酸盐型反硝化除磷，通过对好氧段溶解氧的控制，实现CAST系统内的短程硝化和反硝化除磷工艺的耦合。上述研究成果不仅具有重要的理论创新意义，而且为CAST工艺在实际污水处理厂中的应用提供了科学方法和技术依据。