摘要：室溫下接種成熟的好氧顆粒污泥于由獨(dú)立的缺氧池和好氧池組成的缺氧/好氧交替連續(xù)流系統(tǒng)中，以實(shí)際生活污水為進(jìn)水基質(zhì)，探究曝氣強(qiáng)度和水力停留時(shí)間對(duì)連續(xù)流系統(tǒng)的影響。研究表明在回流比為2，較小的曝氣強(qiáng)度（0.6mL·min-1）和適當(dāng)?shù)乃νＡ魰r(shí)間（9 h）條件下更有利于污染物的去除，此時(shí)TP平均去除率為80.43%，TN平均去除率為83.6%，COD平均去除率為90.39%，污泥濃度為2100 mg·L-1左右，污泥體積指數(shù)保持在50 mL·g-1以下，顆粒粒徑在700——800 nm之間。用EEM-PARAFAC模型對(duì)不同階段的EPS表征結(jié)果表明，EPS組成成分隨著運(yùn)行參數(shù)的改變而改變，水力停留時(shí)間對(duì)連續(xù)流系統(tǒng)有更大的影響。此外通過(guò)高通量測(cè)序的方法評(píng)估連續(xù)流系統(tǒng)中的微生物多樣性，建立污染物去除模型，并在系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了與脫氮除磷相關(guān)的11種主要功能菌。

與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，好氧顆粒污泥工藝具有更高的處理性能和更高的生物量，所以被認(rèn)為是很有前景的污水處理技術(shù)。近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于好氧顆粒污泥工藝的反應(yīng)器構(gòu)型和工藝參數(shù)優(yōu)化等方面做了很多研究。其中最常見的是SBR反應(yīng)器，其間歇性的進(jìn)水和沉淀提供了比連續(xù)流更理想的環(huán)境，但是在大型污水處理廠中，SBR反應(yīng)器運(yùn)行較為復(fù)雜，不利于管理。所以現(xiàn)階段對(duì)于連續(xù)流的研究是熱點(diǎn)。

以往對(duì)采用單一曝氣方式運(yùn)行的連續(xù)流研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)顆粒中含有多種氧化還原區(qū)（包括好氧區(qū)和厭氧區(qū)）為連續(xù)流系統(tǒng)的脫氮除磷提供了各種環(huán)境，但是存在去除率偏低、系統(tǒng)不穩(wěn)定等問(wèn)題。所以有學(xué)者進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)馗淖兺獠课h(huán)境可以提高去除效果，促進(jìn)顆粒污泥的穩(wěn)定性。Moura等研究了時(shí)間間歇曝氣運(yùn)行模式（TiO模式，2 h曝氣和1 h無(wú)曝氣）對(duì)TN和COD的影響，結(jié)果表明該系統(tǒng)在10 h的水力停留時(shí)間條件下，TN和COD去除率分別為82%和85%，此外，Wosiack等研究了連續(xù)流動(dòng)床反應(yīng)器在TiO模式下同時(shí)去除TN和COD的性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在158 min曝氣和180 min的循環(huán)條件下，COD和N的去除率分別為80%和88%.以上研究表明，時(shí)間間歇操作產(chǎn)生的厭氧/好氧交替環(huán)境有利于提高連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器中污染物去除效率。但是以上研究還存在不能同步去除氮磷和通過(guò)時(shí)間間歇運(yùn)行方式運(yùn)行會(huì)增加連續(xù)流系統(tǒng)操作的復(fù)雜性等問(wèn)題。

鑒于上述問(wèn)題，有學(xué)者提出空間間歇運(yùn)行的方式，Li等使用一體式連續(xù)流反應(yīng)器在內(nèi)部分割出缺氧區(qū)、好氧區(qū)和顆粒污泥選擇區(qū)，該系統(tǒng)同時(shí)具有硝化、反硝化和除磷等功能，在4個(gè)月的運(yùn)行時(shí)間里，該系統(tǒng)具有較好的脫氮除磷性能，COD、TN和TP的平均去除率分別為95%、70.6%和77.4%，但是作者注意到在該連續(xù)流缺氧/好氧交替過(guò)程中，由于在同一反應(yīng)器中均勻混合攪拌，缺氧區(qū)并未達(dá)到實(shí)際的微生物所需生存環(huán)境，溶解氧偏高，異養(yǎng)菌未能充分利用碳源，致使回流到好氧區(qū)的COD過(guò)高，絲狀菌繁殖，反硝化及除磷性能受到影響，所以有必要對(duì)連續(xù)流空間間歇運(yùn)行方式做進(jìn)一步優(yōu)化，并且以上研究均采用人工配水，人工配水的有機(jī)物易被微生物吸收利用，而實(shí)際生活污水水質(zhì)成分復(fù)雜，由易生物降解物質(zhì)、慢速降解物質(zhì)和溶解性惰性物質(zhì)組成，其中，溶解性惰性物質(zhì)中包含不可生物降解的COD，考慮到實(shí)踐中對(duì)氮和磷去除的需求以及缺氧/好氧（A/O）工藝在大規(guī)模污水處理廠中使用廣泛，所以使用連續(xù)流處理低濃度實(shí)際生活污水的可行性尚待進(jìn)一步研究。

有研究表明流體剪切力、水力停留時(shí)間（HRT）、溶解氧（DO）和選擇壓等都對(duì)好氧顆粒污泥的運(yùn)行具有重要的影響。其中DO和HRT對(duì)顆粒的形成速度、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性影響顯著，被認(rèn)為是影響好氧顆粒污泥穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。但是現(xiàn)階段大多數(shù)關(guān)于好氧顆粒污泥參數(shù)優(yōu)化研究還集中于SBR反應(yīng)器中，所以有必要研究DO和HRT對(duì)連續(xù)流系統(tǒng)的影響。

近年來(lái)平行因子分析（PARAFAC）與三維熒光光譜（EEM）、微電極技術(shù)結(jié)合已成為廢水處理領(lǐng)域中表征溶解性有機(jī)物（DOM）的常用工具。而廢水中DOM的不同有機(jī)成分在改變整體處理性能以及處理水體的水質(zhì)方面起著重要作用。所以利用平行因子分析方法對(duì)不同運(yùn)行參數(shù)條件下連續(xù)流顆粒污泥的溶解性有機(jī)物質(zhì)做進(jìn)一步探究，并采用高通量測(cè)序方法評(píng)估連續(xù)流系統(tǒng)中微生物的多樣性。

因此，本研究的目的：①提出缺氧/好氧兩級(jí)連續(xù)流系統(tǒng)，該系統(tǒng)由獨(dú)立的缺氧池和好氧池組成，并以實(shí)際生活污水為進(jìn)水基質(zhì)的條件下，研究曝氣強(qiáng)度和水力停留時(shí)間對(duì)連續(xù)流系統(tǒng)的影響；②解析不同參數(shù)條件下的顆粒污泥EPS，將污染物去除和污泥特性關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步考察HRT和DO對(duì)好氧顆粒污泥連續(xù)流系統(tǒng)的影響；③通過(guò)高通量測(cè)序的方法評(píng)估連續(xù)流系統(tǒng)中的微生物多樣性，歸類功能菌群，并建立污染物去除模型。