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随着水体污染不断加剧,“富营养化”问题日益突出,最大限度地控制排放进入水环境中的磷、氮是防止水体富营养化的关键。目前广泛应用于污水处理的方法是生物法处理,在生物法脱氮除磷工艺中,A2/O(anaerobic/anoxic/aerobic)工艺因其优势在城市污水处理厂中得到了非常广泛的应用。A2／O工艺主要存在着以下两个方面的问题：第一,回流污泥携带的大量硝酸盐对厌氧释磷形成抑制；第二,反硝化细菌与聚磷菌竞争碳源中的易降解有机质VFAs；第三,该工艺的脱氮能力受到污泥回流比的限制。因此,本实验室自主开发了“污泥回流分离(RSSP)脱氮除磷工艺”,该工艺在传统的厌氧-缺氧-好氧的模式下,针对硝酸盐对厌氧释磷的抑制问题进行改进,提出回流污泥的二次浓缩分离方案,以期提高系统的脱氮除磷效果。同时希望能为现有污水处理厂的技术改造和新建污水处理厂的优化设计提供新思路和技术支持。为考察RSSP工艺的运行特性和处理效能,本课题以人工模拟的典型城市生活污水为研究对象,对工艺去除污染物的机理进行了初步探讨和分析,考察了进水条件、工艺参数对运行效果的影响。同时,进行了RSSP工艺和A2／O工艺在脱氮除磷效能、厌氧池释磷效率以及二沉池回流污泥磷含量的对比研究。采用接种城市污水处理厂悬浮污泥的方法对RSSP系统进行启动。通过21天的污泥驯化,完成了RSSP系统的启动,此时COD,NH4+-N,TN,TP的去除率分别达到80%,82%,70%,80%。对RSSP系统的工艺运行条件和工艺参数进行了优化。研究本系统两个重要的工艺参数污泥回流比R和污泥浓缩倍率f(表示污泥回流量Qr与浓缩污泥回流量Qs的比值)对脱氮除磷效果的影响,分别进行了R(25%,50%,75%,100%)和f(1.7,2.5,3.2,5.0)各四个工况下的连续水质指标分析,可以得出R为75%时TP去除率最高,平均为95.3%,而TN的去除率随着R的变大而提高,兼顾脱氮和除磷两个方面,可将R控制在50%-75%的范围内,实际操作中将R设定为75%；系统除磷效率随着f的增大而有比较明显的提高,f为5.0时除磷率为96.8%,而脱氮效率受f的影响比较小变化小于2个百分点。兼顾脱氮与除磷,可将f控制在2.5～3.2的范围内。实际操作中f取3.2。分别研究了厌氧水力停留时间HRT,好氧水力停留时间HRT,好氧池溶解氧浓度DO以及污泥龄对RSSP系统脱氮除磷效果的影响,结果表明,厌氧水力停留时间为2h能保证厌氧池高效释磷,厌氧区污泥中PHAs含量最高；好氧HRT主要影响COD和氨氮的去除,当好氧HRT为6h时COD和氨氮的去除率最高；好氧池溶解氧浓度应控制在2.0～3.0mg.L-1；污泥龄为12d时综合脱氮除磷效率最高。以上述最佳运行参数控制RSSP系统运行,长期运行结果表明：RSSP系统的整体脱氮除磷效率高,对COD、TP、氨氮、TN的平均去除率分别为94%,97.1%,92.9%、84.5%,出水COD、TP、氨氮、TN的平均浓度为22.32mg／L、0.27 mg／L、2.83 mg／L、7.26 mg／L,各项水质指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准的A标准要求。在相同的条件下,进行了RSSP系统与A2／O系统的脱氮除磷效能、厌氧释磷效能以及二沉池回流污泥含磷量的对比研究；结果表明,RSSP比A2／O的厌氧磷释放效率提高了42.7%；RSSP系统回流污泥含磷量高,为6.68～6.93%。高于A2／O系统中的污泥含磷量,6.04%～6.31%：RSSP系统的平均磷去除率可以达到97.1%,而A2／O系统的平均磷去除率只有89.6%。从这三个方面都可以得出结论,RSSP系统能够提高氮磷综合处理效率,解决A2／O处理工艺中存在无效释磷和硝酸根抑制问题.