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本文以低C/N比城市污水为研究对象，考察了改良型A2/O工艺的运行效果。原水分别进入厌氧池和缺氧池，以合理分配脱氮除磷所需的碳源，厌氧、缺氧池出水均进入好氧池，硝化液由好氧池末端回流至缺氧池，好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，回流污泥由二沉池回流到厌氧池。该工艺在低温下实现了对COD和TP的高效去除。随着污泥负荷的增加，对COD和TP的去除效果影响较小，而低温对TN和NH4+-N的去除影响显著。经过微生物镜检发现，低温下活性污泥出现了钟虫和线虫等微生物，在较高污泥负荷下污泥发生了非丝状菌污泥膨胀。调节厌氧池、缺氧池进水分配比分别为2:1、1:1和1:2，分析了碳源分配对系统运行效果的影响，结果表明不同进水分配比对COD和NH4+-N的去除影响较小，平均去除率分别为86.7%和97.03%。随着进入缺氧池污水量增加，系统对TN的去除率增加，但系统除磷效率减小。当进水分配比为1:1时，平均出水COD、NH4+-N、TN和TP浓度分别为33.5mg/L、0.87mg/L、13.1mg/L和0.43mg/L，可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。在工艺运行中，缺氧池出现了反硝化除磷现象。在改良型A2/O工艺中，厌氧池、缺氧池和好氧池体积比对COD和NH4+-N的去除影响较小；增大好氧池体积有利于好氧摄磷，但在体积比为1:1:4时，好氧池出现污泥老化现象，污泥中轮虫的数量增多。体积比为1:1:3时，脱氮除效率良好，去除率为75.1%，除磷率为93.3%，污泥特性良好，可取得较好的脱氮除磷效果。试验运行中好氧池采用渐减式的曝气方式，取得了较好的运行效果。在系统正常运行时期，缺氧池发生了反硝化除磷。好氧池去除了部分TN，发生了同时硝化反硝化作用。不同混合液回流比对COD的去除影响较小，但对TN的去除影响较大，出水TN浓度从14.5mg/L降到12.3mg/L；混合液回流比增大，缺氧池除磷率由62.9%增加到65.2%，采用200%混合液回流比取得了较好的运行效果。将污泥回流比控制在50～75%之间可以取得较好的运行效果和节约动力费用。较低污泥负荷下，对反硝化和除磷产生负面影响，污泥发生了老化现象。较高污泥负荷下，污泥发生了非丝状菌污泥膨胀，好氧池SVI大多在200以上。较高的溶解氧浓度和加入工业废水对系统正常运行产生了一定的负面效应。