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本课题研究对象是为一种新型生物反应器—CIBR(Continuous-flow Integrated Biological Reactor),它集曝气、搅拌、沉淀于一体,无需污泥回流系统,以连续进水、间歇曝气的方式,通过曝气、搅拌、沉淀交替运行,创造好氧、缺氧及厌氧环境,实现有机物、氮和磷的有效去除。本文主要研究该反应器在不同工况下的脱氮效果,给出最佳工况,并进一步分析整个反应器中氮的形态转化和浓度分布,以及整个周期内DO、pH的变化规律,为反应器的自控运行给出一定的参考。试验根据曝气、搅拌、静沉各阶段时间的不同设定了四种工况对比试验,研究了不同工况对COD、NH3-N、TN的去除效果,着重考虑脱氮效果。试验结果显示3-2-1工况(即3小时曝气时间,2小时搅拌时间,1小时静沉时间),可以在低碳氮比(COD/TN为1.9)的情况下实现良好的去除有机物及脱氮效果,COD、NH3-N和TN的去除率分别达到了69.38%、83.6%和56.83%,出水浓度平均值分别为23.64 mg/L、4.21 mg/L和12.73 mg/L ,达到了城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的一级A标准。试验研究了氨氮和硝态氮浓度在空间上的分布情况,结果显示,边缘区在氨氮降解及硝态氮增长方面均具有更大的优势,这得益于曝气、搅拌装置形成的良好环形推动力。曝气、搅拌阶段的DO浓度平均值分别为3.76mg/L和1.22mg/L,说明CIBR好氧曝气器具有较好的充氧效率,在搅拌阶段兼性环境的营造方面也有一定的优势。pH在曝气初期有一快速上升过程,并出现微小平台,在COD降解及硝化阶段均保持较快的速度下降,直到进入缺氧后有一段时间下降才停止,从缺氧后期到厌氧过程中pH缓步上升,在周期末有一小小跳跃性上升,最终值比初始值要略低一些。DO及pH的变化规律一致,均可以在一定程度上指示微生物适应阶段、COD降解阶段和硝化反应阶段,pH比DO稍稍滞后。虽然DO和pH能在一定程度上反应各个阶段的进行程度,为了更好地指示硝化反硝化特征点,实现全程自控运行,ORP的同步检测及分析有待于进一步的研究。