摘 要
    反硝化除磷是近来颇受关注的污水生物处理新技术，基于该理论开发的反硝化除磷脱氮工艺既可大幅度节省需氧量、有机碳源，又能减少剩余污泥量和反应器的有效容积。我国北方地区污水处理厂面临的主要问题是季节温差变化较大，影响了活性污泥中微生物的生长和繁殖，制约污水处理厂的脱氮除磷效果。因而，开展低温下反硝化除磷脱氮工艺除磷特性的研究，对于提高城市污水尤其是低C/N比值北方城市污水脱氮除磷效率具有重要意义
    本试验以污水厂氧化沟内活性污泥为接种污泥，采用人工配水在SBR反应器内分别进行了一段式和两段式方法富集培养反硝化除磷菌（DPB）的试验，并分析了活性污泥中的DPB含量。结果表明，两种培养方法均能有效地富集DPB，两种方式培养的污泥沉降性能均较好，污泥含磷率均在2.3～3.7%之间，污泥的 RDPB分别达到了77%和71%，DPB是优势菌群。
    对夏季室温与冬季室温条件下DPB污泥性能以及系统ORP变化规律进行了对比试验。结果表明，温度对DPB活性影响不大；在夏季和冬季室温条件下，DPB污泥含磷率分别在2.3～3.7%和1.6～2.1%之间，RDPB分别约为77%和51%；系统在厌氧、缺氧及好氧环境下ORP的高低与温度有关，但ORP不能用来表征吸磷动力的大小，DPB对厌氧、缺氧状态的要求也比一般微生物学较宽松。
    在低温条件下分别进行了厌氧、缺氧条件下的正交实验。在厌氧条件下，对碳源种类、C/P、pH、反应时间以及初始NO3--N浓度等5个因素分别设置了4个水平的正交实验。结果表明，影响PO43--P去除率的各因素的主次顺序依次为碳源、初始NO3--N浓度、反应时间、C/P和pH，各因素的较佳水平条件碳源为淀粉， NO3--N浓度为10mg/L、反应时间为2h、C/P 为25、pH为7.0；碳源种类、厌氧时间及厌氧阶段NO3--N浓度等因素不是低温下影响反硝化工艺除磷效率有的显著因素。
    分别以NO3--N和 NO2--N为电子受体，对电子受体投加次数、C/N、pH、碳源浓度等4个因素分别设立了4个水平，进行缺氧阶段正交实验。结果表明：两种电子受体条件下影响PO43--P去除率的四因素的主次顺序不同。以NO3--N为电子受体时，影响除磷的各因素的主次顺序为碳源浓度、pH 、NO3--N投加次数和C/N；各因素较佳的水平条件碳源浓度为50 mg/L 、pH为7.5、NO3--N为1次性投加、C/N为6.5；NO3--N投加次数、C/N、pH、外加碳源等4个因素也不是低温下影响反硝化工艺除磷效率的显著因素。
    以NO2--N为电子受体时，影响除磷的各因素的主次顺序为pH、NO2--N投加次数、C/N、碳源浓度；各因素较佳的水平条件pH为8.0，NO2--N投加次数为18，C/N为6.5，碳源浓度为100 mg/L；NO2--N投加次数、pH是低温下影响反硝化工艺除磷效率的非常显著性因素；而C/N、外加碳源不是显著性因素。
关键词：反硝化除磷，反硝化除磷菌(DPB)，低温，正交实验， ORP

目  录
摘 要 I
ABSTRACT III
目  录 VI
第1章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.1.1课题来源 1
1.1.2课题的目的和意义 1
1.2反硝化除磷工艺的研究现状 2
1.2.1反硝化除磷工艺的原理 2
1.2.2反硝化除磷工艺 3
1.3反硝化除磷工艺的影响因素 6
1.3.1碳源 6
1.3.2硝酸盐和亚硝酸盐 7
1.3.3温度 7
1.3.4 pH 8
1.3.5 HRT 8
1.3.6 SRT 8
1.4论文的主要研究目的和内容 9
1.4.1研究目的和意义 9
1.4.2主要研究内容 10
第2章 试验装置与方法 11
2.1 试验装置及运行方式 11
2.1.1 试验装置 11
2.1.2 运行方式 12
2.2 试验条件 12
2.2.1试验水质与接种污泥 12
2.2.2 分析项目及方法 13
2.3 试验内容 13
2.3.1 污泥驯化培养 13
2.3.2不同温度下系统内DPB污泥特性及ORP变化规律 14
2.3.3厌氧阶段各因素对低温下反硝化除磷效率的影响 14
2.3.4不同电子受体下的缺氧阶段各因素对低温下反硝化除磷效率的影响 14
第3章 污泥驯化培养 15
3.1两段式驯化 15
3.1.1 PAOs驯化阶段 15
3.1.2 DPB驯化阶段 16
3.2一段式驯化 16
3.3DPB比例 17
3.4污泥含磷率 18
3.5本章小结 19
第4章 不同温度下系统内DPB污泥特性及ORP变化规律 20
4.1DPB污泥的特性分析 20
4.1.1沉降性 20
4.1.2含磷率 21
4.1.3DPB比例 21
4.1.4VAF含量 22
4.2主要微生物群落 23
4.3ORP变化规律 23
4.3.1夏季室温ORP变化规律 24
4.3.2冬季室温ORP变化规律 25
4.4本章小结 26
第5章 低温下反硝化除磷工艺吸磷动力调控机制 28
5.1厌氧阶段 28
5.1.1实验方案 28
5.1.2实验结果讨论 29
5.1.3实验结果直观分析 33
5.1.4实验结果方差分析 34
5.2 以NO3--N为电子受体的缺氧阶段 36
5.2.1实验方案 36
5.2.2实验结果讨论 37
5.2.3实验结果直观分析 40
5.2.4实验结果方差分析 41
5.3以NO2--N为电子受体的缺氧阶段 42
5.3.1实验方案 42
5.3.2实验结果讨论 44
5.3.3实验结果直观分析 46
5.3.4实验结果方差分析 48
5.4 本章小结 49
第6章 结论与建议 50
6.1 结论 50
6.2 建议 51
参考文献 52
后 记 60

第1章 绪论
1.1课题背景
    目前，我国的水资源的污染越来越严重，这其中氮磷是主要污染物，从而导致我国诸多水体发生水体富营养化现象。国家环境保护总局发布《2006 年全国环境质量状况公告》显示，三峡库区总磷和总氮超标断面比例分列第一、二位，月平均超标断面比例为70.2%和68.6%，三峡库区回水区出现多次水华现象；包括太湖、滇池、巢湖在内的27个重点湖泊和水库其主要污染指标是总氮和总磷。其中，太湖、滇池为劣Ⅴ类水质，巢湖为Ⅴ类水质，滇池草海为重度富营养，滇池外海、太湖和巢湖为中度富营养状态；大型淡水湖泊中，洱海、洞庭湖、鄱阳湖为中营养，洪泽湖、南四湖、镜泊湖为轻度富营养，达赉湖为中度富营养，白洋淀为重度富营养；城市内湖中，昆明湖为中营养状态，玄武湖、西湖、大明湖为轻度富营养状态，东湖为中度富营养状态。2007年6月，在距离无锡市重要水源地贡湖水厂11公里的太湖梅梁湾西部水域出现了蓝藻大规模聚集的情况，严重影响了无锡市的正常供水。