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藻菌颗粒污泥(ABGS)是一种新型藻菌共生系统,具有优异的沉降性能、高效的脱氮除磷能力、较高的附加值等优点,解决了微藻收集困难、藻菌固定化不稳定等问题,有望减少污水处理系统的曝气能耗,是一种具有广阔应用前景的污水处理策略。然而目前人们对于ABGS的培养过程和特性还认识不足,也缺乏使用ABGS产氧替代人工曝气的尝试,这些因素严重阻碍了 ABGS的实际应用进程。本论文重点研究了 ABGS的培养过程和颗粒性能,同时对ABGS在低曝气量下的应用进行了实验室规模的尝试。旨在探究ABGS的快速稳定颗粒化的方法和机制,并对ABGS的实际应用提供一定的参考。主要研究内容和结论如下:(1)提出了外加微藻和活性污泥共培养强化ABGS颗粒化的方法,在较低温度(12±4℃)下培养出了性能优异、稳定性强的藻菌颗粒污泥,并通过与同期培养的常规好氧颗粒污泥(AGS)进行了比较。ABGS的形成过程和常规好氧颗粒污泥形成过程相似,其颗粒化进程需要群体感应的激活和胞外聚合物对微生物的粘结。接种时藻类含量的多少对颗粒的形成过程及颗粒性质具有一定的影响,藻类生物量的不足会延长正常颗粒化所需的时间并导致系统去污效率偏低;较多的藻类有利于ABGS的正常形成和良好去污性能。相对常规AGS,ABGS的粒径和沉降速度较小,颗粒表面疏水性较低,但是其密度和生物活性相对较高。(2)提出了外加低强度磁场加速ABGS颗粒化的培养方法。实验结果显示,外加低强度磁场提高了污泥浓度、密度及其去污效率,促进了胞外聚合物的分泌。外加低强度磁场加速颗粒化的原因在于:低强度磁场提高了反应器的藻类生长速率,从而加速了 ABGS的形成;低强度磁场富集的无机离子如铁离子等可以加速晶核的形成,也有利于胞外聚合物中的离子架桥作用,从而加速了 ABGS的形成。作为一种简便经济的藻菌共生颗粒的培养方法,外加磁场加速ABGS的形成对ABGS的实际应用具有积极意义。(3)考察了低曝气和无曝气条件下ABGS的性能。曝气量由2 L/min降低至0.2 L/min后,ABGS能维持高效的去污性能(COD、NH4+-N和TP维持90%左右去除率)和稳定的颗粒形态;而传统AGS的N、P去除效率下降,其疏水性也有所下降,由此可见ABGS系统更加适应较低的曝气量。通过对溶解氧浓度、比耗氧速率和比产氧速率的监测,发现ABGS系统产生了足够氧气,维持了系统的稳定高效。当ABGS置于无曝气光照震荡箱中时,在经过一定的适应期后具备可观的去污性能,不过难以克服的问题是藻类不再完全附着在颗粒表面生长,导致出水中存在悬浮藻类。