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随着科技的进步和社会的发展,越来越多的污染物被排入地表水中,水环境的污染已是当今世界范围内普遍存在的问题,其中由于雨污混合水溢流入河流湖泊所形成的合流制溢流污水受到人们的广泛关注。现有的污染水处理技术,虽然有较好的处理效果,但仍存在着各自的局限性。所以针对我国合流制溢流污水现状,改良或设计一种新的处理技术和工艺已成为必然的发展趋势。本文设计了一种曝气生物滤池-高效硝化池工艺,证实了其在合流制溢流污水处理中的可行性,并研究了曝气生物滤池-高效硝化池工艺各单元单独运行和串联运行时的处理效果及最佳运行参数。(1)通过对在不同条件下运行的反应器进行水力行为分析,发现:随着HRT和反应器格数的增加,反应器的有效容积明显增加,而随着填料投加量增加,反应器的有效容积则逐渐减少,但有效容积仍为84～92%;在清水条件下运行的反应器,其容积利用率高于稳定运行条件下的反应器。反应器的结构性能优良,1/Pe始终都小于0.2,N值是实际格数的2～3倍。(2)通过对不同填料的理化特性及生物膜生长情况进行RDA分析,发现:填料的Zeta电位影响生物量的生长情况,空隙率影响脱氢酶活性的生长情况,随着Zeta电位的增加与空隙率的降低,生物膜生长情况更具优势。结合填料对氨氮、COD去除负荷影响试验可知,火山岩对氨氮的去除负荷最大,为34.20 g/m~3d,陶粒对COD的去除负荷最大,为120.75 g/m~3d。(3)通过进行不同C/N、HRT、反冲洗条件对BAF性能影响的研究,发现:C/N对COD去除性能影响不大,当进水C/N为20时,COD去除率能达到90%以上;HRT对COD去除性能有明显影响,当进水HRT从2 h缩短至0.5 h时,COD去除率从99%降至87.67%;反冲洗方式采用水冲洗10 min,此时SS去除率最好,且能耗较少。(4)通过进行不同C/N、HRT、碱度条件对高效硝化池性能影响的研究,发现:进水C/N从2增加至8时,氨氮去除率从95%降至82%;进水HRT从2 h缩短至0.5 h时,氨氮去除率从95%降至75%;而碱度只对系统出水亚硝氮、硝氮浓度有影响,系统中进水脱氮所需碱度从25%升至150%时,出水亚硝氮浓度增加、硝氮浓度则减少。(5)将曝气生物滤池和高效硝化池串联运行,得到了良好的COD和氨氮的去除效能。在不同HRT的影响下,反应器的出水COD浓度均满足《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅰ类标准,而出水氨氮浓度则均满足《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类标准,基本达到了本工艺的设计要求。