摘要：室温下接种成熟的好氧颗粒污泥于由独立的缺氧池和好氧池组成的缺氧/好氧交替连续流系统中，以实际生活污水为进水基质，探究曝气强度和水力停留时间对连续流系统的影响。研究表明在回流比为2，较小的曝气强度（0.6mL·min-1）和适当的水力停留时间（9 h）条件下更有利于污染物的去除，此时TP平均去除率为80.43%，TN平均去除率为83.6%，COD平均去除率为90.39%，污泥浓度为2100 mg·L-1左右，污泥体积指数保持在50 mL·g-1以下，颗粒粒径在700——800 nm之间。用EEM-PARAFAC模型对不同阶段的EPS表征结果表明，EPS组成成分随着运行参数的改变而改变，水力停留时间对连续流系统有更大的影响。此外通过高通量测序的方法评估连续流系统中的微生物多样性，建立污染物去除模型，并在系统中发现了与脱氮除磷相关的11种主要功能菌。


与传统活性污泥工艺相比，好氧颗粒污泥工艺具有更高的处理性能和更高的生物量，所以被认为是很有前景的污水处理技术。近几十年来，国内外学者对于好氧颗粒污泥工艺的反应器构型和工艺参数优化等方面做了很多研究。其中最常见的是SBR反应器，其间歇性的进水和沉淀提供了比连续流更理想的环境，但是在大型污水处理厂中，SBR反应器运行较为复杂，不利于管理。所以现阶段对于连续流的研究是热点。


以往对采用单一曝气方式运行的连续流研究发现，单个颗粒中含有多种氧化还原区（包括好氧区和厌氧区）为连续流系统的脱氮除磷提供了各种环境，但是存在去除率偏低、系统不稳定等问题。所以有学者进一步研究发现，适当地改变外部微环境可以提高去除效果，促进颗粒污泥的稳定性。Moura等研究了时间间歇曝气运行模式（TiO模式，2 h曝气和1 h无曝气）对TN和COD的影响，结果表明该系统在10 h的水力停留时间条件下，TN和COD去除率分别为82%和85%，此外，Wosiack等研究了连续流动床反应器在TiO模式下同时去除TN和COD的性能，实验结果表明在158 min曝气和180 min的循环条件下，COD和N的去除率分别为80%和88%.以上研究表明，时间间歇操作产生的厌氧/好氧交替环境有利于提高连续流动反应器中污染物去除效率。但是以上研究还存在不能同步去除氮磷和通过时间间歇运行方式运行会增加连续流系统操作的复杂性等问题。


鉴于上述问题，有学者提出空间间歇运行的方式，Li等使用一体式连续流反应器在内部分割出缺氧区、好氧区和颗粒污泥选择区，该系统同时具有硝化、反硝化和除磷等功能，在4个月的运行时间里，该系统具有较好的脱氮除磷性能，COD、TN和TP的平均去除率分别为95%、70.6%和77.4%，但是作者注意到在该连续流缺氧/好氧交替过程中，由于在同一反应器中均匀混合搅拌，缺氧区并未达到实际的微生物所需生存环境，溶解氧偏高，异养菌未能充分利用碳源，致使回流到好氧区的COD过高，丝状菌繁殖，反硝化及除磷性能受到影响，所以有必要对连续流空间间歇运行方式做进一步优化，并且以上研究均采用人工配水，人工配水的有机物易被微生物吸收利用，而实际生活污水水质成分复杂，由易生物降解物质、慢速降解物质和溶解性惰性物质组成，其中，溶解性惰性物质中包含不可生物降解的COD，考虑到实践中对氮和磷去除的需求以及缺氧/好氧（A/O）工艺在大规模污水处理厂中使用广泛，所以使用连续流处理低浓度实际生活污水的可行性尚待进一步研究。


有研究表明流体剪切力、水力停留时间（HRT）、溶解氧（DO）和选择压等都对好氧颗粒污泥的运行具有重要的影响。其中DO和HRT对颗粒的形成速度、结构和稳定性影响显著，被认为是影响好氧颗粒污泥稳定性的关键因素。但是现阶段大多数关于好氧颗粒污泥参数优化研究还集中于SBR反应器中，所以有必要研究DO和HRT对连续流系统的影响。


近年来平行因子分析（PARAFAC）与三维荧光光谱（EEM）、微电极技术结合已成为废水处理领域中表征溶解性有机物（DOM）的常用工具。而废水中DOM的不同有机成分在改变整体处理性能以及处理水体的水质方面起着重要作用。所以利用平行因子分析方法对不同运行参数条件下连续流颗粒污泥的溶解性有机物质做进一步探究，并采用高通量测序方法评估连续流系统中微生物的多样性。


因此，本研究的目的：①提出缺氧/好氧两级连续流系统，该系统由独立的缺氧池和好氧池组成，并以实际生活污水为进水基质的条件下，研究曝气强度和水力停留时间对连续流系统的影响；②解析不同参数条件下的颗粒污泥EPS，将污染物去除和污泥特性关联，进一步考察HRT和DO对好氧颗粒污泥连续流系统的影响；③通过高通量测序的方法评估连续流系统中的微生物多样性，归类功能菌群，并建立污染物去除模型。