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本文针对废水处理过程中脱氮效率较低的问题,提出了脉冲曝气方式强化废水脱氮的新方法。以实验室配置的模拟生活污水为研究对象,通过控制曝气/停曝交替运行,营造好氧/缺氧的非稳态DO(溶解氧)环境,在满足好氧硝化的同时使缺氧反硝化能够顺利进行。主要研究内容和结果如下:(1)通过实验确定合适的脉冲曝气工况,从脱氮、系统出水稳定性以及节能的角度综合分析,选定5/10min的曝气/停曝时间作为最佳脉冲曝气工况。而通过实验分析对比,在本实验中,保持模拟废水的进水COD(化学需氧量)容积负荷在0.45KgCOD/m3·d左右,SRT(污泥泥龄)为20d,MLSS(混合液悬浮固体浓度)在2000mg/L左右时,系统的脱氮效率最高,处理效果最好;(2)以上述实验确定的工艺参数,在相同实验条件下对比脉冲曝气(5/1Omin)和连续曝气的废水处理效果。曝气方式对有机物的去除没有太大影响,TOC(总有机碳)和COD的去除率都在80%以上;脉冲曝气在脱氮方面具有一定的优势,TN去除率达到了 60%以上;脉冲曝气方式对印染废水脱色脱氮效果影响实验表明,脉冲曝气不仅在系统脱氮和有机物去除方面取得了较好的处理效果,而且色度去除率也达到了 80%以上。(3)研究脉冲曝气方式对活性污泥EPS(胞外聚合物)和出水SMP(溶解性微生物产物)的影响,结果表明:与连续曝气相比,脉冲曝气方式减少了反应器内活性污泥EPS和出水SMP的产出,且SMP含量变化与EPS变化整体呈正相关的关系;在脉冲曝气条件下,EPS总量随着SRT的延长而增加,SMP含量则随着SRT的延长而降低;EPS中LB-EPS(松散结合的EPS)对污泥沉降性能影响显著,与SVI(污泥体积指数)值呈正相关,TB-EPS(紧密结合的EPS)对污泥沉降性能影响则很小。(4)利用Miseq测序技术,对脉冲和连续两种曝气方式下污泥反硝化细菌进行检测,结果表明,两种曝气方式下系统均具有较高的微生物多样性,脉冲曝气更为丰富;OTU聚类分析表明,在驯化末期两种曝气方式反硝化菌多样性相似,但还具有一定的差距;在门分类水平上,两种曝气方式下活性污泥具有相似的反硝化菌群结构,优势反硝化细菌为变形菌;在属分类水平上,两种曝气方式下共同的优势菌属为 Betaproteobacteria-_unclassified、Proteobacteria_unclassified、Bacteria_unclassified;从菌属种类来分析,脉冲曝气的菌属组成在后期较为稳定,说明脉冲曝气的反硝化系统更为稳定。