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厌氧侧流磷回收是将主流EBPR系统厌氧末期富磷上清液按一定比例提取至侧流沉淀池中进行磷回收,侧流反应结束后,沉淀池中的上清液又返回至主流EBPR系统参与后续好氧反应以完成生物除磷的过程。此外,生物处理系统中曝气为最大耗能单元,过曝气易引发系统失效及出水磷不达标等问题。本研究采用溶解氧实时控制策略,建立了一种基于厌氧侧流磷回收技术的低耗EBPR系统,该系统在满足生物除磷要求的同时,能够使污水中磷得到最大程度的回收,因此可实现磷回收和生物除磷并举,从而具有一定的经济效益和环境效益。第一阶段试验考察了低溶解氧(DO=1.0 mg·L-1)条件下侧流磷回收的最佳条件及磷回收对主流EBPR系统性能的影响。研究结果表明,磷回收的最佳镁源、最佳温度、最佳搅拌速度及平衡时间分别为:MgCl2·6H2O、25℃、150 rpm和60 min,XRD和SEM-EDS表征结果显示,磷回收产物为磷酸铵镁,但含有一定的杂质。在加入侧流提取的试验阶段,由于好氧时间缩短、溶液pH值的提高、镁源的加入以及PAOs体内poly-P的下降,发现侧流沉淀反应对主流EBPR系统有一定的影响,加上污泥沉降性能的恶化,这时已不再适合侧流磷提取,故此时停止磷回收试验,系统以厌氧/好氧条件运行,发现系统除磷性能及污泥沉降性能迅速回升。在侧流磷回收阶段,虽然主流系统对磷的去除性能略有下降,但整个阶段除磷率均值仍稳定在90%以上,且系统达到了一定的磷回收率。因此,低DO条件下的主流EBPR中提取厌氧富磷上清液进行磷回收是可行的,这一过程可以解决磷资源短缺与水体富营养化之间的矛盾,因此,可以带来一定的社会效益和环境效益,且对环境友好。第二阶段试验考察了低溶解氧条件下(DO=1.0 mg·L-1)磷回收对低温（14±1℃）主流EBPR系统的影响。研究结果表明,在低温条件下,低耗主流EBPR系统成功启动,当系统运行稳定后加入侧流提取操作,发现主流系统除磷性能较差,系统出水磷浓度较高。系统运行一段时间后,主流系统出水磷浓度一直较高且无降低的趋势,并且该阶段污泥沉降性能也较差,活性污泥发生膨胀,严重时可导致污泥流失。在这种情况下,停止侧流磷回收,系统以交替厌氧/好氧条件运行6 d后除磷性能得以恢复,污泥沉降性能逐渐变好。然而,低温条件下主流系统厌氧释磷能力较低,且低温造成的污泥膨胀无法避免,因此低温不利于侧流磷回收操作。此外,对不同温度条件下PAOs厌氧释磷速率和好氧吸磷速率进行拟合,发现温度对厌氧释磷过程和好氧吸磷过程均有一定的影响,根据阿伦尼乌斯公式计算出厌氧和好氧阶段温度系数分别为1.105和1.092,表明温度对厌氧释磷过程的影响更为显著。第三阶段试验考察了进水水质波动下磷回收对低耗(DO=1.0 mg·L-1)主流EBPR系统除磷脱氮及污泥性能的影响。研究结果表明,改变进水COD浓度,主流系统厌氧末期释磷量随进水COD浓度的降低而减小,磷去除率从96.7%降低至87.7%,而系统NH4+-N去除性能一直良好,在进水COD为400 mg·L-1时,系统磷回收率最高,可达到61.5%;进水磷酸盐浓度波动下,主流系统厌氧末期释磷量随进水磷浓度的降低而减小,但磷去除性能一直良好,三个阶段除磷率平均值为97.5%,同样,系统NH4+-N去除性能也较好,磷回收率在进水磷酸盐浓度为12mg·L-1时最高,整个阶段平均值为61.5%;进水氨氮浓度波动下,随进水氨氮增高,主流系统厌氧末期释磷量先增高后降低,在进水氨氮为50 mg·L-1时,系统出水磷浓度低,除磷性能稳定,该阶段系统出水NH4+-N浓度接近于0,整个阶段磷回收率均值为75.7%。随着侧流提取的进行,三个试验阶段的污泥胞内poly-P含量都有缓慢降低的趋势,而污泥沉降性能一直较佳。考虑到系统除磷脱氮性能、磷回收率及侧流磷提取操作的稳定进行,综合发现,当系统进水COD浓度为400 mg·L-1、磷酸盐浓度为12 mg·L-1、氨氮浓度为50 mg·L-1为最适宜的进水水质浓度。第四阶段试验考察了最佳进水条件(COD=400 mg·L-1、PO43--P=12 mg·L-1、NH4+-N=50mg·L-1)下,长期侧流磷回收对低耗(DO=1.0 mg·L-1)主流EBPR系统除磷性能及微生物种群结构的影响。研究结果表明,长期侧流磷回收会导致系统厌氧末期磷浓度有所降低,且出水残留一定浓度的磷。在试验前期系统内NH4+-N被完全氧化,而在后期试验,系统在好氧结束,还有一定浓度的NH4+-N,系统出水NO3--N浓度在长期侧流过程中降低,这可能是由于长期侧流过程导致其他细菌增殖,而硝化细菌活性降低或者数量下降造成。对长期侧流磷回收前后的EBPR系统中微生物进行高通量测序,结果显示,长期侧流前后,Chao1指数分别为581.68和581.26,这表明微生物群落在长期侧流提取前后没有发生大的变化。而Shannon指数由侧流前的7.04降为侧流后的5.48,说明长期侧流磷回收对微生物多样性产生一定的影响。对EBPR系统中微生物门水平细菌对比发现,长期侧流提取前,低耗EBPR中门水平细菌以Proteobacteria（变形菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）和Chloroflexi（绿弯菌门）为主。长期侧流提取后期,EBPR中Proteobacteria（变形菌门）增多,Nitrospirae（硝化螺旋杆菌）,Planctomycetes（浮霉菌）占比降低。对EBPR系统中微生物属水平细菌对比发现,Candidatus Accumulibacter（PAOs优势菌属）及Nitrospira（硝化螺旋菌属）占比在侧流提取前后占比均有所降低,其中,Candidatus Accumulibacter从15.8%降为6.4%,Nitrospira从5.34%降为0.75%,而Candidatus Competibacte（GAOs优势菌属）占比升高,由18.2%升高至38.1%。由高通量测序结果佐证了系统经过长期流提取后除磷性能下降的原因。