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为了满足我国污水处理厂处理标准的日益提升,提高污水处理厂的技术和设备势在必得,曝气生物滤池在污水处理行业中拥有很好的使用与推广前景。鉴于传统曝气生物滤池存在的不足,开发出了一种新型的滤池,即渐变流曝气生物滤池(GBAF)。GBAF采用中部细、上部和下部粗的结构,使池体下部到上部实现推流效果,上部和下部各自实现混流效果,这样相对于传统的曝气生物滤池,更加有利于去除污染物。同时,又结合A/O法污水处理原理,使滤池下部执行反硝化、上部执行硝化作用,更加有利于脱氮除磷。设计了GBAF池体,研究了反应器的挂膜与启动、滤池内生物相,以及流态、水力负荷、气水比、水温、pH等影响参数的优化以及最佳影响参数的确定。GBAF池体主要由有机玻璃制成,总高900mm,池体形状不规则,容积约为21L。GBAF采用“投加污泥——闷曝——间歇流培养”的挂膜方法,从接种污泥开始经过20 d的时间,滤池内CODCr、NH3-N的去除率分别持续达到82%、84%以上,可以认为挂膜完成。GBAF反应器内沿着水流方向以及溶解氧的变化,生物膜中的微生物依次为线虫、变形虫、累枝虫、独缩虫、草履虫、钟虫等,呈现比较明显的种群变化趋势。在GBAF的影响参数优化实验中,发现GBAF中的流态处于混流和平推流之间,属于一种良好的流态形式。在水力负荷为0.14 m3/(m2·h)~0.52 m3/(m2·h)范围内,增加水力负荷去除CODCr和NH3-N的效果逐渐变差,但在0.14 m3/(m2·h)~0.43 m3/(m2·h)内,随着水力负荷的增加对TP去除率逐渐上升。气水比在1:1~12:1工况下,增加气水比有利于去除CODCr、NH3-N和TP。水温25℃的CODCr去除效果最好,其平均去除率达到89.7%,脱氮最佳温度在25℃~30℃,但水温对除磷效果影响不大。GBAF去除CODCr、NH3-N和TP的最佳pH分别为6.5~8.5,7.0~8.5,6~7。最终确定GBAF的最佳运行参数为:平均流量9 L/h、水力负荷0.43 m3/(m2·h)、气水比8:1、水温30℃、pH为8.5。结果发现,在最佳工艺条件下对CODCr、NH3-N、TP的平均去除率分别为92.4%、98.1%、67.7%。