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“水体富营养化”问题的日益尖锐促使了传统脱氮除磷工艺的研究与应用发展,但传统脱氮除磷工艺的缺陷也逐渐暴露,同时面临着水行业对污水处理方面提出的低碳可持续发展的要求,传统脱氮除磷工艺已不能满足污水处理发展的需求。本课题所研究的短程硝化反硝化除磷技术(短程SNDPR)能将亚硝化和反硝化除磷过程在同一空间和时间发生,可解决传统脱氮除磷工艺中碳源争夺、污泥龄、能耗高等问题,实现“一碳两用”,适合于碳源偏低的城市污水处理。试验针对以人工模拟的碳源偏低城市污水为处理对象,分步培养亚硝化菌和以亚硝化菌为电子受体的反硝化除磷菌,然后混合于同一系统,进行亚硝化菌和反硝化除磷菌共存的驯化培养。在培养驯化成熟的系统内,研究了进水碳源浓度和总磷浓度对厌氧段PHB积累的影响,并在此基础上,提出前置曝气方式促进PHB最大积累,来解决外碳源最大化积累为碳源驱动力PHB的问题。在后续低氧段,通过考察不同供气模式(连续曝气和间歇曝气)下,短程SNDPR过程中TP、TN、NH4+、NO2-、NO3-和PHB的变化规律,来解析最大化积累的PHB驱动亚硝化和短程反硝化除磷过程速率平衡的有效操控条件。试验结果表明:分步驯化优势菌种而后混合共存培养的方式,能有效实现同时亚硝化和反硝化除磷过程,成熟系统内TN去除率为83.1%,TP去除率为90.2%。进水碳源和总磷浓度与PHB的最大积累量呈正相关,且碳源浓度对PHB积累量的影响比总磷浓度的影响大。比较无前曝气时厌氧PHB最大积累量,增设前曝气运行方式可促进PHB最大化积累。连续曝气模式下,气量为30L/h有利于短程SNDPR的稳定持续发生,其TN去除率为93.7%,TP去除率为96.4%;间歇曝气模式下,低AF值和低fIA值能为系统提供利于短程SNDPR发生的微氧环境,并均化氧化还原反应,PHB降解速率更为平稳,恒定气量为40L/h时,AF值为0.5与fIA值为24工况下短程SNDPR稳定性和效果最佳,TN去除率为91.1%,TP去除率为92.9%。综合厌氧和低氧阶段脱氮除磷效果和PHB变化规律,可知以PHB为碳源驱动的同时亚硝化和反硝化除磷过程中,利用前曝气运行方式最大化PHB厌氧阶段的积累量,并使其在低氧阶段得到均衡有效降解,可为平衡亚硝化与反硝化除磷速率创造有利条件。