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针对受污染的地表水和小城镇生活污水的污水处理生态工程技术——人工快速渗滤系统(简称CRI系统),正成为国内研究和应用的热点。这是一种低耗能、高效率的污水生态处理技术,主要表现在处理污水过程中不需要添加药剂,不需要采用高耗能的设备机械曝气,投资建设费用低,运行费用低,非常适用于农村及小城镇生活污水的处理。其对COD及氨氮的去除率较好,但对TN的去除率不到30%。本课题在以生活污水成功挂膜启动后,主要在短程硝化段探讨了CRI人工模拟柱处理生活污水的最佳运行条件(进水pH、COD、氨氮、水力负荷、湿干比),以及在短程反硝化段的最佳运行条件(pH、C/N比),最后在短程硝化及反硝化阶段利用Monod方程对CRI模拟柱中微生物增殖进行了探讨,建立了动力学方程。CRI模拟柱内微生物挂膜启动宜以生活污水启动,通过逐步提高水力负荷利于系统内微生物挂膜成功,挂膜期间6根CRI模拟柱应采用相同的水质进水,以排除水质波动对系统挂膜效果的影响。CRI系统在短程硝化阶段的最佳运行条件为进水pH为7.9左右、COD进水浓度控制在200mg/L左右、氨氮进水浓度在60-80mg/L、水力负荷维持在0.5-1.0m/d、湿干比为1：3,此时系统出水COD、氨氮浓度较低,系统内亚硝酸盐积累现象明显。CRI系统在短程反硝化阶段最佳pH值范围在7.0～8.0之间,当pH值偏离这一范围时,反硝化速率逐渐下降,进水的C/N值控制在4：1-6：1之间,滤速控制在适当的范围内,反硝化速率能够达到75%以上。最后在短程硝化阶段利用Monod方程对CRI模拟柱中微生物增殖进行了探讨,利用数学方法推导出了短程硝化动力学方程,经验证,中低浓度的动力学参数能与实际能较好符合,高浓度的误差较大,得出的动力学方程式适用于室温25℃左右时浓度在19.82-80.26mg/L范围的氨氮降解。同样在短程反硝化阶段得到反硝化段的动力学方程,短程反硝化速率主要受温度和pH值的影响。