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為保障水生態系統的安全, 將二級出水作為再生水回用時, 需對其進行脫氮除磷的深度處理.由于二級出水具有低碳氮比的特點, 單純依靠異養微生物進行脫氮往往難以達到理想效果.另外, 在除磷方面, 傳統的生物除磷工藝也不如化學除磷方法更為穩定有效.因此, 在當前的再生水深度處理領域, 硫自養反硝化因其無需外加碳源等優點而被廣泛地用于脫氮; 在深度除磷過程中, 一些的除磷填料如海綿鐵, 也被研究人員廣為使用.
目前已有一些研究將硫磺與單質鐵混合用于脫氮除磷, 研究人員分別用不同的工藝方法、從不同角度探究了硫鐵復合填料的脫氮除磷效果.這些研究在機制上大都是利用硫自養反硝化進行脫氮, 利用單質鐵在失電子的氧化過程中釋放的鐵離子與磷酸鹽結合形成沉淀進行除磷.而有研究表明, 硫自養反硝化為半級動力學模型, 其反應速率與硫磺粒徑的大小及表面積有關, 即粒徑越小反應速率越大.同時, 粒徑越小也越有利于硫與鐵的均勻混合, 提高填料的利用效率.因此, 如果采用更小粒徑的硫鐵填料必將使得反應器的脫氮除磷能力得到大大提升.
綜上, 本研究基于二級出水的水質特點, 以硫磺、海綿鐵混合顆粒填料為基礎進行改進, 采用硫磺粉、海綿鐵粉作為有效成分制備出一種新型硫鐵復合填料, 并將該種新型填料與顆粒混合填料進行對比運行, 探究其反硝化脫氮同步除磷性能; 同時結合高通量測序技術構建16S rRNA克隆文庫, 對填料表面微生物種群結構進行深入分析, 以期為低碳氮比條件下污水處理廠二級出水的深度脫氮除磷提供技術參考.
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