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大量的氮磷流入水体,导致了水体富营养化。传统的污水生物脱氮除磷技术不管从理论上还是在实践中,都很难解决生物脱氮和生物除磷微生物的相互竞争问题。本课题基于新型反硝化脱氮除磷机理设计了一套反硝化脱氮除磷系统——HITNP(Harbin Institute Technology of Nitrogen and Phosphorus removal)反硝化脱氮除磷工艺。该工艺采用复合式活性污泥生物膜系统,避免了硝化菌和聚磷菌的污泥龄矛盾。利用反硝化除磷菌(Denitrifying Phosphorus removal Bacteria简称DPB)体内储存的PHB的“一碳两用”缓解原水碳源不足的矛盾,实现氮磷的同时去除。通过独特的硝化液回流,使全部污泥经历了释磷和聚磷循环,提高厌氧池的污泥浓度,强化系统的除磷能力。通过控制三种不同的运行方式对系统的反硝化除磷菌进行了诱导培养与富集繁殖,同时对聚乙烯塑料支撑外围的腈纶丝进行好氧硝化菌的挂膜。在完成污泥的驯化培养和反应器的成功启动后,对系统的运行控制因素进行了大量的研究,发现COD/TN、进水氨氮负荷、MLSS、HRT、ORP、PH、SRT、碱度和温度等因素对系统的脱氮除磷效果影响很大。COD/TN值在5~7之间,SRT为10d,ORP控制在-200mv以下时,系统处于最佳的运行状态。本试验以人工合成污水为处理对象,在控制好各种运行条件的情况下,该工艺对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达到90%、93%、64%和81%以上,出水水质平均值COD为28mg/L、氨氮2.7 mg/L、总氮19.1 mg/L和总磷2 mg/L,出水指标达到国家《污水综合排放标准》(GB18917-2002)二级排放标准。HITNP反硝化脱氮除磷工艺的提出,对于降低生物除磷系统中的供氧能耗、解决反硝化过程中碳源不足等问题,都有重要的意义,为解决传统的生物脱氮除磷工艺存在的问题提供了新的研究思路和发展方向。本研究旨在通过试验研究探讨反硝化除磷机理及基本运行参数,为工程应用提供科学的设计和运行参数。