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论文针对常规污水处理工艺对于城市污水中以布洛芬为代表的难降解药品和个人护理品(PPCPs)类有机物降解效能较弱、PPCPs类有机物结构复杂和活化能高等问题,根据三维电极(TDE)和曝气生物滤池(BAF)反应器的内部运行特征以及赤泥和沸石矿渣等废渣利用低的现状,在揭示电场对微生物群体刺激效应的基础上,构建了高效去除城市污水中布洛芬的TDE-BAF体系,筛选了耦合体系的关键调控参数,建立了关键调控参数与去除污染物效能之间的定量关系,研究了TDE-BAF体系去除效能和污染物的空间去除特性,采用高通量测序技术进一步揭示了电场对微生物群落结构和多样性的影响,为降解城市污水中布洛芬提供新的理论基础和技术支撑。采用高温煅烧的方法,分别以天然斜发沸石矿渣、工业废渣-赤泥为骨料,制备了吸附型生物滤料和赤泥基粒子电极,实验结果表明,吸附型生物滤料的最佳制备工艺:质量比(沸石矿渣:粘合剂:成孔剂)为14:4:3,煅烧温度:1150℃,吸附性能符合朗缪尔(Langmuir)方程,当温度为6–11?C时吸附型生物滤料曝气生物滤池对COD和氨氮的平均去除率分别为80.83%和79.81%;赤泥基粒子电极的最优制备条件:质量比(赤泥:沸石矿渣:铁粉)为5:3:2,碳粉5%,焙烧温度1000℃,保温10分钟,赤泥基粒子电极含有过渡金属和稀有金属氧化物高达40.46%,且以高度分散的形态分布于整个粒子电极上,降解布洛芬以电转化为主。以制备的吸附型生物滤料和赤泥基粒子电极为填料,在揭示电流对微生物群体刺激效应的基础上,考察了极板间距、赤泥基粒子电极和吸附型生物滤料高度比对降解布洛芬的影响,结果表明,在一定电流密度范围内电流促进微生物生长,提高微生物多样性和改善微生物降解酶活性,并且加速反应率以及提高污染物去除率;较高的电流密度抑制一些微生物的生长,减少生物群落多样性并降低污染物的去除效率。赤泥基粒子电极和吸附型生物滤料高度比为1:4和电极间距为10cm时,可构建高效去除布洛芬为代表的难降解有机物的TDEBAF反应器,其挂膜速度快,且COD和氨氮去除效率均比单独BAF高。以城市污水为处理对象进行了动态实验研究,选取PPCPs典型物质布洛芬为目标污染物,采用响应曲面法筛选出TDE-BAF工艺的关键调控参数,并建立电流密度(CD)、水力停流时间(HRT)及进水布洛芬浓度与COD、氨氮和典型PPCPs类有机物-布洛芬去除效能之间的定量关系,结果表明,TDE-BAF工艺同时去除COD、NH4+-N和布洛芬的最佳工艺条件:CD 12.73A/m2、HRT 3.5h、进水布洛芬浓度0.09mg/L,CD、HRT和进水布洛芬浓度等关键参数中任意两个参数的交互作用都对COD、NH4+-N和布洛芬去除率有着明显的影响;在CD12.73A/m2、HRT 3.5时,TDE-BAF耦合工艺对COD、TOC、布洛芬和氨氮的平均去除率分别为86.72%、81.91%、93.48%和85.19%,比单独BAF分别提高了14.57%、19.83%、61.56%和10.49%;TDE-BAF反应器对COD、TOC的去除主要集中在滤料层厚度?90cm的区域,氨氮硝化作用区集中在60cm-150cm范围,在TDE区域对布洛芬的去除为51.78%,占总去除率的55.40%。在TDE-BAF反应器稳定运行的情况下,采用Miseq高通测序技术,以单独BAF为参比,研究了电流密度、进水布洛芬浓度、反冲洗对于TDE-BAF系统内微生物群落结构和多样性的影响,结果表明,在电流密度为12.73A/m2时,由于系统上部存在电流,使TDE-BAF系统上部微生物多样性低,下部微生物多样性高,同单独BAF相同部位微生物多样性的差异较大;电流密度和进水布洛芬浓度对TDE-BAF系统内的微生物多样性具有相似的影响;反冲洗前后,TDE-BAF系统内微生物群落多样性沿反应器高度逐渐降低,在反应器上部,反冲洗后微生物群落多样性比反冲洗前增加,而在反应器下部,结果正好相反,相似的结果也存在单独的BAF反应器内。