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西安市某城市污水处理厂采用A~2/O的生物处理工艺,该污水厂进水水质变化幅度较大,冬春季节的进水COD为400～650 mg/L,夏秋季节的COD为275～325mg/L;全年进水氨氮为25～42 mg/L,磷酸盐为2～4.5 mg/L,SS为264～320mg/L。通过对该厂污水水质进行长时间监测,发现系统脱氮效率不高。对此,本试验在SBR系统中研究了在“缺氧—厌氧—好氧”运行条件下,3种不同前置缺氧段时间对生物脱氮效果的影响;并分别研究了在“厌氧—好氧—缺氧”运行条件下缺氧段后置对生物脱氮的影响和在“缺氧—好氧—缺氧—好氧”运行条件下一次性进水和分步进水对生物脱氮效果的影响。研究结果如下:(1)通过对该污水处理厂进出水水质连续50 d的监测结果表明:该厂A~2/O系统对COD和磷的去除效果较好,其中COD的平均去除率达到92%,总磷的平均去除率达到95%,氨氮的平均去除率为80%;但总氮的平均去除率仅为65%。分析其原因为缺氧段水力停留时间短以及缺氧段进水中COD浓度较低,从而造成了缺氧段反硝化不足,脱氮没有达到预期的效果。(2)以“缺氧—厌氧—好氧”方式运行的改良SBR实验结果表明:单周期8 h、厌氧段时间分别为30 min、90 min时总氮的去除率均保持在70%左右,磷的去除率在95%以上,COD的去除率分别为78%和83%,氨氮的去除率分别为67%和98%;厌氧段时间为120 min时COD的去除效果最好,去除率达到89%,磷的去除率达到了100%,此时总氮和氨氮的去除率分别为67%和90%。固定缺氧段时间为30 min,缩短单周期运行时间为6 h研究结果表明,总氮、COD和磷几乎可以达到同样的去除效果。系统在该方式下的四种工况运行结果表明,运行周期为6 h,厌氧30 min好氧4 h时,总氮、氨氮、COD的去除效果均达到该方式下的最好效果;运行周期为8 h,厌氧120 min好氧270 min时磷的去除效果为该方式下的最好效果。(3)以“厌氧—好氧—缺氧”方式运行的改良SBR中试实验运行,结果表明:COD的平均去除率为74%,总氮的平均去除率下降为46%,氨氮的去除率也下降至54%,而磷和总磷的去除率仍然在95%以上。缺氧段有机物不足是造成脱氮效果不高的原因。(4)以“缺氧—好氧—缺氧—好氧”方式运行的改良SBR中试运行结果表明:采用一次性进水时,COD的平均去除率为90%,总氮的平均去除率为63%,总磷的平均去除率为97%;采用分步进水时(即运行方式为:进水75%、缺氧30 min、好氧240 min、进水25%、缺氧60 min、好氧60 min),总磷的去除率没有发生变化,COD的去除率为89%,总氮去除率达到了81%,出水达到国家城镇污水处理厂污水排放标准一级A标。(5)经过系统在三种方式下的运行结果表明:以“厌氧—好氧—缺氧”方式运行时效果较差,其原因可能是缺氧段有机物浓度较低,影响了反硝化菌的反硝化作用,引起脱氮效率较低;以“缺氧—好氧—缺氧—好氧”方式运行时效果较好,尤其是采用分步进水后,出水总氮9 mg/l,COD出水浓度21 mg/l,总磷为0.18mg/l,其原因是在后缺氧段前期的25%进水为反硝化脱氮提供了足够的电子受体。