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本论文主要研究了下列内容：对碳氮比比值较低的永定河河水进行脱氮处理的研究；进行了低温挂膜研究；考察了低温下外加磷源时曝气生物滤池重新启动情况；考察了在温度变化的非稳态条件下曝气生物滤池运行规律。通过这些研究得出以下主要结论：
由三级滤池组成的自养脱氮新工艺在水温10℃以上运行时，对永定河河水能取得较高脱氮率。然而当水温低于10℃时，温度对自养脱氮的影响十分显著。水力负荷对脱氮效果有很大的影响，低水力负荷能提高脱氮率。
低温(0-5℃)下曝气生物滤池的挂膜研究表明，在低温条件下，异养生物膜的生物量增加很快，因而较短时间内异养生物膜就能培养成功。低温条件下硝化生物膜生物量有少量的增加。挂膜成熟后，以水力负荷为4m3/m2.h低温运行(平均值为0.5℃)时，两级BAF系统对CODMn和NH4+-N的总去除率分别为16-24％和21-52％，远远低于水力负荷为2m3/m2.h时相应的去除率。
两级BAF系统停止运行约10天后在短期连续外加磷源条件下重新启动时，BAF系统1天内就恢复了处理CODMn的能力；虽然重新启动时BAF系统也立即表现出一定的去除NH4+-N能力，但BAF系统对NH4+-N的去除能力需5-7天才能完全恢复。与以前一段时间没有外加磷源时的运行结果相比，在外加磷源期间和随后停止外加磷源的一段时间内，两级BAF对CODMn的去除能力都得到了明显的提高，两级BAF系统对CODMn总去除率平均提高约20％。
两级BAF系统对CODMn的去除效果没有明显表现出受温度变化的(上升和下降)影响。水温从10℃突然下降到5℃时，BAF系统对NH4+-N的总去除率仍然保持有约100％；然而水温从5℃突然下降到0.5℃时，BAF系统对NH4+-N的去除立即下降到73％；即使水温基本保持在0.5℃时，BAF系统对NH4+-N的去除能力仍然有所下降。滤池进水水温从0.5℃突然升高到3℃时并没有提高BAF系统对NH4+-N的去除能力，反而有所下降。在各个温度区域内，硝化反应的温度影响系数大小是可变的，随着水温下降，温度影响系数呈增大的趋势。