《複合反硝化系統功能強化與協同作用機制研究》是依託北京工業大學，由郝瑞霞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複合反硝化系統功能強化與協同作用機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郝瑞霞
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
受污水處理技術限制，污水處理廠二級處理出水中氮、磷及內分泌干擾物濃度仍然較高，特別是TN含量，常規深度處理系統難於滿足再生水回用安全的需要。本研究針對再生水生物反硝化碳源不足問題，從滿足再生水安全回用角度考慮，以反硝化深度脫氮為核心，同時兼顧除磷和內分泌干擾物，將生物反硝化、生物降解和電化學反應等作用有機地融合起來，構建多功能複合反硝化系統。該系統基於異養和多種自養反硝化過程在碳源利用和反應酸鹼度需求上的互補性，利用不同功能微生物的協同共生特性，以及生物化學反應和電化學反應之間的解偶聯作用，實現再生水低碳源條件下的同步脫氮除磷及微污染物（DEHP和DBP）的去除；並從電化學、生物化學、化學計量學和分子生物學角度出發，剖析實現系統同步脫氮除磷除微污染物的機制和系統微生物群落的時空演替規律,為污水資源化利用提供理論參考和技術支持。
結題摘要
針對污水資源化對污水廠二級處理出水深度去除TN、TP和微污染物的技術需求，結合二級處理出水水質特徵，本研究重點探討了強化3DBER工藝自養反硝化脫氮，並同步實現除磷、除微污染物（以DBP、DEHP為例）複合功能的技術途徑。通過改變3DBER結構與填料組成，構建了二級生物處理出水深度脫氮、同步除磷、除微污染物的多功能複合混養反硝化系統。採用化學計量學、分子生物學和材料表征分析方法，從生物化學脫氮反應、微生物種群分布、反硝化功能微生物、材料結構與反應產物組成等微觀層面，對多功能複合系統深度脫氮、除磷、除PAEs的運行特性、協同作用機制、微生物群落結構及其演替規律進行了研究。研究發現，硫/鐵複合功能填料是實現低C/N二級生物處理出水深度脫氮、除磷、除微污染物的關鍵因子，硫/鐵比例≥1:1為宜；適當提高電流強度、改變反應器電場分布等技術措施能夠強化3DBER氫自養反硝化脫氮作用，但電流強度不宜過高，建議≤150mA。在硫/鐵複合功能填料中，單質硫通過硫自養反硝化作用脫氮，同時能夠平衡系統pH；海綿鐵通過腐蝕作用達到脫氮除磷目的。單質硫與海綿鐵在強化複合系統脫氮除磷過程中具有基質偶聯與協同促進作用。將硫/鐵複合功能填料耦合至3DBER形成混養反硝化脫氮、海綿鐵腐蝕除磷以及填料吸附與生物降解去除微污染物的多功能複合系統（3DBER-S-Fe），該系統能夠同步脫氮、除磷、除PAEs，在TOC/ TN =0.4、HRT=6h、電流強度=100~300mA時，其DBP、DEHP去除率分別約97%、84%，TN、TP去除率分別約83%、70%。受自養反硝化脫氮速率限制，混養反硝化多功能複合系統HRT≥4h為宜。本研究掌握了構建多功能複合混養反硝化脫氮系統及其功能最佳化的技術手段和工程措施；從分子水平上釐清了複合系統脫氮、除磷、除微污染物的微觀作用機制。研究成果豐富了混養反硝化脫氮系統同步脫氮除磷的理論基礎，拓展了再生水深度處理技術理論與技術，可為構建二級生物處理出水深度處理工藝提供理論指導和技術方法；對於推進污水資源化與再生水安全回用進程具有科學意義和套用前景。
