本项目旨在研究开发污泥产率较低的城市污水处理新工艺。其中,主要研究对象是以含硫物质为介质,利用硫还原菌、硫氧化菌的低细胞产率特性,通过硫还原-氧化过程降解污水中的有机物并脱氮。经过4年的研究,研究目标已经实现,开发的污水处理工艺包括“烟气脱硫-城市污水联合处理工艺”(FGD-SANI)以及“单质硫内循环污水处理工艺”(ISC)。FGD-SANI工艺结合了湿法烟气脱硫和城市污水硫循环处理,利用烟气吸收液中的SO32-作为电子受体氧化去除污水中的有机物,产生的HS-还可以进一步作为电子供体进行自养反硝化实现污水脱氮。该工艺的温度适应范围广,在冬季水温降至10oC时,仍能维持90%以上的有机物去除率。而在去除有机物的硫还原反应器中,污泥表观产率仅为0.03 kgVSS/kgCOD。ISC工艺的特点,则是利用了单质硫易于与水体分离的特点,通过单质硫还原过程氧化有机物,然后再通过选择性硫氧化回收单质硫,从而实现硫在系统中的内部循环,免于对外部硫源的依赖。该工艺研究中发现,单质硫还原存在聚合硫化物这一中间介质,使反应速率显著提高,可加速有机物矿化过程。小试实验中,单质硫还原厌氧反应器可以在1.65h的水力停留时间内去除进水有机物的80%,而污泥的表观产率仅为0.05kgVSS/kgCOD。硫氧化反应器可将85%的硫化物转化为了单质硫进行回收,还去除了残余有机物使系统的有机物去除率达到94%。为了与现有污泥减量工艺进行对比,也研究了好氧-沉淀-厌氧工艺(OSA)的污泥减量能力。结果表明,经过改造的OSA工艺最低污泥产率为0.24 kgSS/kgCOD,与FGD-SANI和ISC相比仍差距明显。因此,本课题研发的两种硫循环污水处理工艺,能在有效脱除碳、氮的同时实现较低的污泥产率,已经达到了预期研究目标。 课题实施期间,已在Water Research(1区,IF 5.3)、Scientific Report(2区 IF 5.8)等国内外学术期刊上发表论文7篇,并仍有2篇论文在审;申请了3项国家发明专利,并已有1项获授权;共培养研究生5人,课题参与人陈光浩教授入选中组部“千人计划”,课题负责人江峰博士入选广东省高校优秀青年教师培养计划;参加国内外学术会议3次,出国访问学习 1人次。 2100433B