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随着三峡库区一大批污水厂建设完成后，对库区水环境的保护转向提高已建污水厂的出水水质以及节能降耗，这对库区污水厂工艺运行提出了更高的要求，本试验以长寿污水厂为研究对象，开展库区城市污水厂氧化沟工艺功能提升调控技术研究与示范。本试验针对“恒定曝气”运行模式下的二期氧化沟开展试验，而氧化沟系统需氧量随进水水质水量、工艺运行参数、微生物活性变化而变化，“恒定曝气”过程中供氧量与系统需氧量存在不匹配，时间段内系统存在曝气过度，造成硝态氮累积效应，对出水各指标造成严重影响。本试验基于ORP对工艺运行特有的指导作用，研究其在氧化沟工艺运行中与脱氮除磷以及各调控参数间的相互关系，确定氧化沟脱氮除磷ORP的最优控制区间，指导工艺参数调控，并对调控前后运行效果进行对比分析以及运行稳定性分析，得到以下结论：1）氧化沟好氧段ORP主要影响因素为DO、硝态氮、氨氮，并与其摩尔浓度比值表现出良好的相关关系，相关系数R2为0.906，关系式为：2）氧化沟严格缺氧段（DO<0.2mg/L）ORP主要影响因素为硝态氮、氨氮，并与其摩尔浓度比值表现出良好的相关关系，相关系数R2为0.989，关系式为：3）氧化沟内缺氧段、好氧段最优ORP控制区间分别为0~50mV、100~150mV，高温季节运行ORP靠下限为宜，低温季节运行ORP靠上限为宜。厌氧池ORP主要受回流污泥带入硝酸盐的量以及进水还原性物质浓度的影响，当ORP值稳定-500~-300mV之间除磷效果较好，并且实际运行中“稳定”也较为重要。4）ORP联动控制主要联动控制参数为DO、回流比R；MLSS、SRT作为辅助控制参数， MLSS宜控制在2800~3300mg/L之间，夏季靠下限，冬季靠上限，SRT宜控制在6~8d之间；进水pH较稳定，能满足脱氮碱度要求，作为参考控制参数；HRT主要由进水水量决定，可调控空间小，同样作为参考调控参数。5）基于ORP的联动调控后脱氮除磷效率分别提高22.91%、8.20%，相应去除单位COD、TN电耗分别下降22.12%、25.74%，总电量下降约2868kW·h/d，并且运行稳定，实现了夏季出水水质更优、冬季稳定达标的目标，节能降耗效果显著。