氧化聚硅铁协同介孔磁性滤料BAF脱氮除磷机理及生物相原位分析

基于曝气生物滤池脱氮除磷的现状，研究氧化聚硅铁协同介孔磁性滤料脱氮除磷的行为，探讨曝气生物滤池一体化脱氮除磷机理。拟在优化筛选的基础上，合成氧化聚硅铁和制备介孔磁性滤料，利用FTIR、SEM、XRD、ORP、EDS、FISH等表征产物的物化性能、形态、微观结构及识别微生物种群结构，研究有机物、微生物对氧化聚硅铁和介孔磁性滤料脱氮除磷行为的影响规律，探讨环境因素对一体化脱氮除磷曝气生物滤池内生态系统种群结构、空间分布关系的作用机理，提出城市污水脱氮除磷的新理论和工艺思路。通过对氧化聚硅铁协同介孔磁性滤料BAF脱氮除磷机理及生物相原位分析的研究，阐明氧化聚硅铁协同介孔磁性滤料BAF一体化脱氮除磷机理和理论基础，创新城市污水处理新途径，为构建一体化脱氮除磷曝气生物滤池、优化反应器设计提供新的理论基础和技术支撑，这对城市污水脱氮除磷的理论研究具有重要意义。

目前我国污水处理厂普遍存在脱氮除磷能耗高、效率低以及运行不稳定的缺点，针对此现状，研究适合我国国情且经济有效的脱氮除磷工艺和方法势在必行。.首先，以七水硫酸亚铁、水玻璃、硫酸及氧化剂等为原材料，采用“氧化共聚法”合成了具备良好除磷效能的氧化聚硅铁（PSF）；以天然沸石、钢渣、磁性材料为主，经混合、加热、成型而制备成介孔磁性滤料，通过正交试验，得出制备介孔磁性滤料的最佳条件组合为钢渣：粘结剂：磁性材料：成孔剂质量为5:4:1:1，烧成温度1180℃，保温时间30min。采用X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）对介孔磁性滤料的成分、形态以及微观结构进行表征。介孔磁性滤料对磷的吸附试验符合Freundlish型吸附模型，吸附过程随时间的变化更符合一级动力学模型。接下来把介孔磁性滤料作为曝气生物滤池的填料，研究了微生物在介孔磁性滤料表面的固定机理，对挂膜启动阶段的微生物进行了原位分析，考察了生物膜在形成过程中的种群结构、空间分布关系、形态的动态变化，揭示了一体化脱氮除磷曝气生物滤池的挂膜机理及生物相的形成。将新型磁性滤料的吸附与离子交换性能同生物膜的代谢活动结合起来，进行动态实验，阐明其脱氮除磷的机理，为去除污水中氨氮和磷提供科学依据和理论基础。采用分子生态学的研究手段对生物相进行分析，直接识别鉴定生物膜的微生物种类，获得一体化脱氮除磷曝气生物滤池内生态系统种群结构、空间分布关系与动态情况，分析了生物膜的空间变化规律和对污染物的净化效能。