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同步硝化反硝化(Simultaneous nitrification and denitrification,简称SND)作为新型脱氮工艺,具有能耗低、占地少与节省费用等优点,近些年来已经成为新型脱氮工艺研究的一大主流,国内外学者经研究后认为主要是因为活性污泥絮体和生物膜内存在着溶解氧的梯度分布从而在不同区域形成好氧区与厌氧区,使SND得以实现。目前,国内对生物膜SND的研究主要停留在工艺参数的调控与反应器、载体等的优选上,缺乏对生物膜内微环境的深入研究,本文从微区环境角度出发,借助微电极技术检测生物膜内溶解氧浓度,将反应器运行效果和生物膜内部微区环境溶解氧分布有机结合,深入探讨不同因素对脱氮效果与生物膜内DO扩散的影响。本文采用序批式生物膜反应器(Sequencing Biofilm Batch Reactor,简称SBBR)培养驯化生物膜,研究了DO、pH、C/N与HRT对生物膜SND的影响,并采用溶解氧微电极系统检测生物膜内微区环境DO分布情况,结合扩散—反应方程计算溶解氧有效扩散系数De,探讨各因素对DO在膜内分布的影响。得出结论如下:(1)DO为2.5~5.5mg/L时,NH4+-N去除率均在93%以上,TN去除率在DO=2.5mg/L时达到最大,为84.92%;而pH对系统同步硝化反硝化效率无明显影响,NH4+-N去除率随pH的升高而升高,TN去除率在pH=8时取得最大值,为95%左右;同步硝化反硝化效率、NH4+-N与TN去除率在C/N为6~12之间均随C/N的增大而增大,并在C/N=12,NH4+-N与TN去除率取得最大值,分别为98%与97%;HRT越大,系统同步硝化反硝化效率越低,当HRT=10时,系统脱氮效果最佳,TN去除率为85%。(2)随着生物膜载体内深度越大,DO浓度越小,下降的趋势越来越大。反应器中DO浓度对载体内好氧区所占比例影响较为明显,水体DO浓度越大,生物膜载体内好氧区所占比例越大;pH对生物膜载体内好氧区所占比例影响较小,在pH=6.5~8.0时,好氧区比例随pH的增大而降低;在C/N的影响下,生物膜好氧区比例在6~12的范围内随C/N的增大而降低,C/N由12增大到14时,好氧区比例升高;HRT对生物膜载体内好氧区影响较小,在HRT=10时,取得最小值;各因素下系统取得最佳的脱氮效果时膜内好氧区比例均处于11.64%~12.58%。(3)DO浓度越高,De值越大;而在不同pH、C/N与HRT的条件下De值均在系统脱氮效果最佳时取得最大值。