通过对缺氧颗粒污泥的聚磷诱导条件、生物反应特性(释磷速率、聚磷速率、PHB含量、最低C/P比及C/N比等)、生物学特性(生物种群组成、不同种群沿颗粒污泥的纵向分布等)、稳定性研究(不同基质、环境及操作条件下颗粒污泥的形态学、化学组成、沉淀性能等),构建缺氧颗粒污泥的反硝化聚磷模型和反应模式,为我国城市污水及类似低碳源、高氨氮废水的高效低耗脱氮、除磷新工艺开发提供理论支持和科学依据。
反硝化聚磷将废水生物处理的反硝化和生物聚磷两个不同的生物化学过程相结合,可达到减少碳源消耗和提高系统效率的双重作用。本研究首先在缺氧反硝化和生物除磷两种条件下,分别进行颗粒污泥的培养,对培养的颗粒污泥进行了活性、结构、化学组成及稳定性测定,在此基础上,对缺氧颗粒污泥进行反硝化聚磷诱导,对生物除磷污泥进行反硝化诱导,探讨相应的反硝化聚磷能力。研究表明反硝化和生物除磷两种情况均可培养出活性高、沉淀性能好的颗粒污泥。缺氧条件下形成的颗粒污泥主要由菌胶团组成,极少观察到丝状菌,颗粒污泥的稳定性较好,但强度较低,反硝化活性高达0.063mgNOx/mgVSSoh;而生物除磷颗粒污泥则存在明显的丝状菌,颗粒强度较高,最大释磷速率为42.2mgP/(gMLVSSoh),最大吸磷速率为14.8mgP/(gMLVSSoh),当丝状菌大量繁殖时,颗粒污泥的稳定性变差,易于解体,但经过30天的运行可完全恢复。颗粒污泥的反硝化聚磷速率高达33.75mgP/gVSS.d,反硝化速率为12mgNOx-N/gVSS.d。研究证明了两种途径颗粒污泥反硝化聚磷的高效性和可行性,为其进一步研究和工程应用奠定了基础