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实验以生物活性炭（Biological Activated Carbon,BAC）作为填料,在单一反应器内实现了同步硝化反硝化脱氮,并比较了BAC填料反应器和序批式活性污泥反应器（SBR反应器）的适用范围;探讨了BAC填料反应器的脱氮机理,分析活性炭吸附作用在生物脱氮中所发挥的作用,确定了BAC填料反应器的脱氮途径;并通过探究不同因素对BAC填料反应器脱氮效果的影响,优化BAC填料反应的运行条件。研究结论如下:BAC填料反应器不仅可以通过分段脱氮实现较高的TN去除效果,而且在同步脱氮过程中也表现出较好的去除效果。在进水C/N比为5的条件下,BAC填料反应器的TN平均去除率为48.8%,高于SBR的28.3%;在进水TN负荷冲击下,BAC填料反应器去除率有所波动但其脱氮效果仍然于SBR反应器;在不同进水C/N比条件下BAC填料反应器脱氮效果均优于SBR反应器,BAC填料反应器实现了低C/N比条件下的高效脱氮,和高C/N比条件下的稳定运行,拓宽了反应器运行的水质适用范围。此外,活性炭对碳源的吸附解吸作用提高了有机物脱氮容量,为反应器高效脱氮提供了可能,BAC填料反应器具有更大的应用价值。BAC填料反应器的脱氮途径为短程同步硝化反硝化。活性炭的加入在同一反应器中创造了不同的DO环境,为同步硝化反硝化脱氮提供了适宜的环境。BAC对进水中有机物的吸附解析作用,为同步脱氮反硝化提供碳源贮存场所;BAC因吸附作用去除氮素量较少,在进水C/N比为5的条件下,BAC填料反应器因吸附去除的氮素比重介于5.57%8.57%之间,BAC填料反应器脱氮主要依赖生物作用。活性炭加入量增大有利于反硝化反应的进行,不利于硝化反应的进行;适当延长曝气时间或增大曝气量有助于硝化反应的进行,但是曝气时间过长、曝气量过大也会对同步脱氮产生负面影响;选取易降解的有机物做外加碳源有利于脱氮效果的提高。本试验中,BAC填料反应器活性炭加入量为300g,曝气量为0.009m3·（L·h）-1,曝气时间为8h,以甲醇做外加碳源,进水C/N比为8时,BAC填料反应器的同步硝化反硝化脱氮效果最好,TN平均去除率达75.4%。