生物除磷脱氮技术一直是国内外污水处理领域研究开发与应用热点,各种新型的工艺也层出不穷。但是,目前的各种研究主要集中在中温下(25～35℃)。而温度是微生物生长的重要生态因子,低温(≤10℃)严重抑制了微生物的生长,导致低温出水氮磷浓度难以达标。因此如何解决我国北方地区冬季生物处理系统氮磷排放难以达标的问题是本课题研究的重点。温度的降低对硝化细菌的影响更加显著,低温(≤10℃)下硝化反应基本停止。为了解决这个问题,从经过低温下的长期驯化培养活性污泥中,分离得到了耐低温的四株硝化细菌和四株亚硝化细菌,并对其进行了生理生化鉴定。将分离得到的细菌进行富集培养,采用聚氨酯做为载体,利用包埋法固定微生物,得到了固定化耐低温硝化细菌载体,其在低温下氨氮的去除率能够达到70%。为了达到工程应用的目的,本研究通过分析各种生活污水深度处理工艺和反应器的特点,开发了复合式生物脱氮除磷工艺。在倒置A~2/O工艺基础上增加了生物接触氧化单元,并将固定化载体投入其中,缺氧段采用了生物膜法。通过严格控制活性污泥龄,实现了硝化、反硝化和聚磷菌的在各反应器内的优势生长。对系统中低温下处理效果进行了测试,数据显示本系统在中低温下对氨氮、COD和总磷均有良好的效果,中温下分别为90%、90%和80%,低温下分别为85%、85%和70%。但是温度降低影响了反硝化,总氮低温下35%去除率低于中温下平均50%的去除率。通过对系统的全流程研究和烧杯试验,对C:N、pH值、温度等变化对脱氮除磷的影响进行了研究,确定了系统中低温条件下运行的最佳参数,为中试研究提供了理论基础。低温条件下的脱氮除磷研究,突破了温度对脱氮除磷的限制,拓宽了生物脱氮除磷的应用地域,对寒冷地区冬季氮磷的生物去除有重要的意义。从微生物菌种方面出发进行的研究,也为今后低温生物脱氮除磷的研究提供了新思路和发展方向。