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本课题来源于国家“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项，主要任务是昆明市第三污水处理厂升级改造。第三污水处理厂进水为低碳氮比生活污水和河道水，采用ICEAS工艺。第三污水处理厂存在着超负荷运行、配水不均匀、ICEAS工艺脱氮效果不良等问题急需解决。 本课题的任务是经过升级改造后第三污水处理厂TN去除率在原有的基础上提高5％。为达到这一目标采用如下技术手段: 优化进水方式将原有的ICEAS工艺中连续进水方式改良为间歇进水方式，即曝气阶段不进水，其他阶段进水。通过自动控制系统控制进水电动阀来实现搅拌、沉淀和滗水阶段进水，曝气阶段不进水的目的。原ICEAS工艺采用连续进水方式，在曝气阶段同时进水，导致进水（低碳氮比污水）中40％碳源未能利用，TN去除效果不佳。现采用间歇进水方式，即曝气阶段不进水，其他阶段进水，这样可以充分利用原水中的碳源，提高碳源利用率有利于提高TN去除率。 优化运行模式原ICEAS工艺一周期4.8h，每周期采用48min搅拌、2h曝气、50min沉淀、70min滗水的方式运行。改良后的ICEAS工艺一周期4.8h或者6h，具体运行模式优化为4.8h间歇进水模式(每周期搅拌56min、曝气112min、沉淀50min、滗水70min)和6小时间歇进水模式(每周期搅拌1h、曝气3h、沉淀50min、滗水70min)。原ICEAS工艺运行方式明显反硝化阶段时间不足，反硝化不完全，出水存在硝态氮。改良后的ICEAS工艺通过提高反硝化阶段时间提高TN去除率。 增加污泥回流系统增加由主反应区向预反应区的污泥回流系统，回流比为50％，回流时间为每周期搅拌、曝气阶段。原ICEAS工艺预反应区为污水混合区，散失预反应区功能，增加由主反应区向预反应区的污泥回流，提高了预反应区的污泥浓度，预反应区的生物选择功能得到发挥。 投加悬浮填料在ICEAS生物反应池出水口设置拦阻筛网，同时在主反应区投加悬浮填料，悬浮填料采用江苏裕龙活性生物填料，型号为YL25x12，最佳填充比为15％。通过在ICEAS生物反应池中投加悬浮调料，增加污泥浓度，强化硝化反应，进一步强化系统稳定性。 为验证改造方案的可行，采用了SBR小试、中试试验。采用原有运行模式与改良运行模式处理效果对比，确定进水方式、运行模式、污泥回流比以及填料填充比。通过对比试验发现间歇进水模式优于连续进水模式、改良的运行模式优于原有的运行模式、增加污泥回流系统使得预反应区得到充分利用、投加悬浮填料使得出水TN进一步优化。 通过不同反应条件的对比运行，为第三污水处理厂升级改造提供技术支持。试验发现改良后的运行模式比原有的运行模式在TN去除率上提高5％以上，验证了改造方案的正确。