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水资源是社会经济发展之根本,我国面临着水资源短缺、水环境污染严重的形势。污水处理厂作为城镇污水处理的重要单元,其出水水质直接或间接影响着流域的水环境质量。目前我国城镇污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准或一级B标准,但尾水的直接排放仍然会造成河道等天然水体水质下降,容易导致富营养化等水环境问题。因此,城镇污水处理厂尾水的提标提质是发展之必然趋势。本研究针对城镇污水处理厂尾水碳源不足造成的C/N较低、可生化性差、脱氮难,以及TP浓度较高等尾水深度处理的主要制约因素,结合农业废弃物玉米芯的处理与资源化利用问题,采用玉米芯生物炭和碱化玉米芯作为缓释碳源,同时配置单质硫、海绵铁等除磷功能材料构建复合生物滤池,从基质吸附、化学沉淀、生物降解等方面探究城镇污水处理厂尾水污染物深度处理效果和去除途径,主要研究成果如下:（1）玉米芯填料的选择及预处理探究。玉米芯结构复杂,须经预处理使纤维素、半纤维素和木质素分离开来,以促进有机物缓慢分解,释放有机碳源或无机碳源。实验分别对玉米芯进行了不同程度的酸化和碱化预处理,同时在不同温度下烧制玉米芯生物炭,通过观察表观特征和电子显微镜扫描结果,确定1.5%Na OH预处理的碱化玉米芯孔隙结构完整且孔隙率最大,250℃下烧制的玉米芯生物炭同时含有无机碳和有机碳,且强度最大,为可供选择的缓释碳源。（2）复合生物滤池处理模拟尾水的效果研究。实验利用碱化玉米芯、玉米芯生物炭、沸石、生物陶粒作为脱氮单元,单质硫和海绵铁混合填料作为除磷单元,搭建三种不同填料组合的复合生物滤池反应器,通过同时改变水力负荷、污染负荷、曝气条件等运行参数,探究最佳工艺运行条件。研究发现,在一级A进水标准、水力负荷2 m3·m-2·d-1条件下,添加碱化玉米芯和S/Fe填料层的反应器C可以实现75.80%的TP去除率,出水平均浓度0.13 mg/L;99.08%的硝氮去除率,出水平均浓度0.09 mg/L;71.43%的TN去除率,出水平均浓度1.34 mg/L。通过对比三种反应器脱氮除磷效果的差异,得到最佳工艺填料组合自上而下依次是:沸石层、缓释碳源层（玉米芯生物炭+适量碱化玉米芯）、反硝化和除磷层（S/Fe混合填料,上下填充生物陶粒）、卵石集水层。（3）复合生物滤池处理实际尾水的效果分析。为验证复合生物滤池处理实际尾水的能力,用最佳填料组合重组反应器,并在最佳条件下运行,用实际污水厂尾水作为进水,出水CODCr、TP、TN、氨氮、硝氮平均浓度分别为11.23 mg/L、0.17 mg/L、1.51 mg/L、0.07 mg/L、1.32 mg/L,其中TP、TN、氨氮去除率分别可达66.53%、85.31%、99.22%,出水TP、TN、氨氮指标基本达到地表水IV类水质要求。（4）微生物群落结构的多样性和功能分析。为从微观角度探究复合生物滤池脱氮除磷的机理,取各层填料的生物膜进行高通量测序,结果表明:玉米芯生物炭物种丰富度和群落多样性最高;碱化玉米芯主要提供有机物,兼具异养反硝化功能;沸石层富集Streptomyces（链霉菌属）、Rhodoblastus（红芽生菌属）、Nakamurella（中村氏菌属）、Fodinicola（矿生菌属）等细菌,主要起硝化作用;生物陶粒层富集Silanimonas、Hyphomicrobium（生丝微菌属）、Thauera（陶厄氏菌属）、Xanthobacter（黄色杆菌属）、Dechloromonas、Vogesella（藉伏氏菌属）等,主要起反硝化作用;S/Fe填料层富集Desulfuromonas（除硫单胞菌属）、Desulfovibrio（脱硫弧菌属）、Desulfobulbus（脱硫叶菌属）、Geobacter（地杆菌属）、Geothrix（地发菌属）等铁还原菌和硫自养反硝化菌,具有生物和化学除磷、异养和硫自养反硝化功能,可以实现同步脱氮除磷。实验构建的复合生物滤池具有良好的脱氮除磷能力,可为城镇污水处理厂尾水深度脱氮除磷提供一种可行的参考工艺。