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近年来,在我国小城镇以及农村地区,水体污染现象严重。其主要原因在于这些地区的生活污水未经处理或经简单处理就排入河体。经调查发现,在以上地区,污水具有低C/N、水质水量变化大、分布分散等特点,处理困难;由于经济落后、污水处理设施不健全等原因,导致污水未能达标排放。因此,寻找一种除碳脱氮效果好、承载负荷高且经济的污水处理工艺显得既紧迫又重要。本着高效、经济、操作简单的原则,本研究以实际生活污水为研究对象,运用本课题组自行设计的自控间歇进水双区串联曝气反应器(发明专利,申请号:2015 10432180.5),采用间歇进水、间歇曝气的运行方式,在1.0、1.5以及2.0kgCOD/(m3·d)条件下,进行除碳脱氮的最佳运行工况探求以及污泥减量性能的试验研究。试验工作历时110天,结论如下:(1)本研究对1.0、1.5以及2.0kgCOD/(m3·d)条件下的最佳除碳脱氮运行工况进行探求。经研究发现,各容积负荷条件下,最佳工况运行期间,最终出水中的COD、氨氮以及总氮浓度均能满足50、5以及15mg/L的排放要求。其中,综合污染物负荷及除碳脱氮效果,以1.5kgCOD/(m3·d)条件下的运行工况为最优,其COD、氨氮以及总氮的总去除率分别平均为86%、94%以及83%。其工况条件为:HRT=6.9h;污泥回流比为30%左右;第一、二间歇曝气区曝气时,溶解氧分别为1.4和0.6mg/L左右;周期数为12个/d。每个周期内:充水比约为1/3;历时2.0h,其中进水时间30min,第一、二间歇曝气区的曝气时间分别为70和60min,其余为沉淀时间。(2)三种不同容积负荷条件下,与传统活性污泥法相比,反应器的污泥减量率分别为73%、77%和78%,污泥减量性能良好;(3)通过与王建文以及孙艾萱等人研究的试验运行参数和污染物去除效果进行对比分析,本研究呈现出节能、减容性的优点。其较好的节能、节容以及污泥减量性能又体现出本研究具有较高的经济性。本研究利用进水时水流的推动作用实现排水,克服了传统SBR、CAST等工艺需要滗水器的弊端,工艺流程简单。本研究可通过时间控制器实现进水以及曝气起止时间的控制,自动化程度高。