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目前，水体富营养化日益严峻，国家各方面污水标准都有所升高。包头市南郊生活污水厂，运用A2/O工艺，但其出水效果不稳定，存在脱氮效率低等问题。本课题为解决这些问题，基于此次优化实际工程，通过小试试验对南郊污水厂进行优化过程中A2/O的启动、参数调控、BAF的启动和组合系统优化的分析研究。主要研究结果如下：（1）本试验首先采用250LA2/O反应器，培养驯化污泥，启动试验。分析混合液回流比变化对污染物的去除效能，以及不同污泥回流比、污泥龄的去除效果。研究表明，最优内外回流比分别为200%和75%，污泥龄设定成15d。此时，出水COD、氨氮、总氮和总磷的浓度很低，实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。（2）采用接种挂膜，加快曝气生物滤池启动。采用新型聚乙烯填料作为曝气生物滤池滤料，加入反硝化菌DNF409，及好氧池的适量活性污泥进行培养。结果表明，这种挂膜方法加强了水处理过程中同步硝化反硝化作用，缩短了挂膜时间，促进了系统的快速启动。17d后，BAF迅速挂膜成功。（3）曝气生物滤池脱氮效果良好。在水温为17.4-22.2℃、进水流量为12L/h、气水比为3：1的条件下，BAF稳定运行后，对COD、TN、氨氮的平均去除率分别为82.54%、70.36%、86.82%，平均出水浓度分别为21.90mg/L、13.79mg/L和4.95mg/L，满足排放标准一级A标准。（4）对A2/O工艺进行参数调控后，考查A2/O-BAF组合系统的脱氮除磷特性。最终，系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除效率高。其去除率依次为92.67%、94.62%、83.12%、92.55%，出水浓度达到一级A排放标准。这项研究将同时去除有机物、氮以及磷，对该厂的升级改造具有一定的指导意义。