松花江是我国重要河流,在流域治理中占有重要地位,而其支流-蜚克图河是其主要污染源之一。随着经济的发展,蜚克图河流域的工业企业逐渐增多,形成工业园区,其排放的污染物严重超过蜚克图河的纳污能力。针对北方特有的低温情况,展开工业园区污水处理技术研究,分析低温污水同步脱氮除磷的机理,确定微生物种群特性,改变冰封期蜚克图河污染的现状,进而保障松花江水体水质安全。试验首先研究了污泥回流比、硝化液回流比、MLSS、SRT和DO参数对A~2/O工艺脱氮除磷的影响。在污泥回流比50%、硝化液回流比300%、MLSS在2.5 ~4g/L之间、DO维持在3~4mg/L和SRT控制在15d左右情况下,常温系统(A),温度维持23±1℃,能达到很好的同步脱氮除磷效果,系统平均出水COD、TN及TP浓度分别在25.18~30.21 mg/L、10.09~12.59 mg/L、0.15~0.28 mg/L之间;低温系统(B),温度维持12±1℃,除磷效果很好但脱氮效果较差,平均出水COD、TN及TP浓度分别在27.21 ~ 32.19mg/L、16.91~20.89 mg/L、0.20~0.31 mg/L之间。低温条件下(12℃),微生物特别是硝化细菌的活性较低,代谢能力微弱。于是采取投加填料的强化措施,增加系统内微生物数量,固定硝化细菌。复合A~2/O系统(B)的研究结果表明,系统对TN去除率提高20%,有效地改善了系统处理效果。在此基础上,为了进一步降低系统出水TN,通过改变污泥回流比方式,增加污泥回流到好氧池,强化硝化细菌的硝化作用,使其长期处于好氧条件下,维持其高效的活性。运行结果证明,此方式可以实现低温系统良好的脱氮效果,出水达到国家一级A排放标准。在常温系统(A)稳定运行期间,对微生物胞内PHAs和poly-P颗粒染色观察,从直观上认识生物除磷机理。利用显微镜和扫描电镜分析手段观察常温、低温系统微生物群落演替规律及差异、污泥特性。通过镜检发现,两套系统内微生物相非常丰富,食物链较长,保证了系统高效稳定运行。通过扫描电镜发现常温污泥比较密实,低温污泥松散,呈片状分布,这也是温度低,污泥吸附沉降性能差的直接原因。当系统污泥负荷低或突然降温时,系统出现污泥膨胀现象,可以通过提高曝气量,保证系统连续进出水等措施,控制污泥膨胀。低温系统(B)的研究达到很好的同步脱氮除磷效果,突破了A~2/O工艺不能实现同步的限制,突破了温度对其处理效果的限制,对我国工业园区污水处理设施冬季运行具有重要的指导意义。同时试验结果可作为示范工程设计和运行、调控的参考依据。采用复合式工艺和改变回流方式的双重手段,为低温条件下脱氮除磷的研究和旧的污水厂面临改造提供了技术支持。