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“活性污泥低氧微膨胀节能技术”是北京工业大学彭永臻教授首次在国内外提出的一种新型污水处理技术，更新了传统的解决污泥膨胀问题思想和观念，对降低污水处理能耗和运行费用具有重要意义。短程硝化技术是一项新型生物脱氮技术，是近年来活性污泥法节能降耗领域研究的热点，探索在常温下实现和稳定维持短程硝化的方法，这对于该技术应用于工程实践具有重要意义。低溶解氧是实现污泥微膨胀和短程硝化反硝化的有利因素之一，本文采用间歇式循环上流污泥床一体化反应器进行了实际生活污水处理的中试试验，通过控制跌水流量获得低DO环境在该反应器内成功的启动了低氧污泥微膨胀和低氧短程硝化。试验结果表明:
(1)间歇式循环上流污泥床一体化反应器启动成功后开始稳定运行，进水TP、TN、氮氮、COD浓度分别为5.0～6.5mg/L、56.0～65.0mg/L、34.0～58.0mg/L、240.0～330.0mg/L、，出水浓度分别为0.9～1.5mg/L、7.8～12.5mg/L、1.0～4.5mg/L、35.0～48.0mg/L，出水水质较为稳定，反应器具有良好的耐冲击负荷能力。稳定运行期间，反应器对TP、TN、氨氮、COD平均去除率分别为76％、82％、90％、92％，出水除TP达《城镇污水污染物排放标准》二级标准外，其他指标均能达到《城镇污水污染物排放标准》一级A标准。
(2)常温下低氧启动污泥微膨胀的研究发现:逐渐降低DO(2.4mg/L、1.8mg/L、1.2mg/L、0.8mg/L、0.4mg/L)未能引发污泥膨胀;而直接降低DO（从2.4mg/L直接降低到0.4mg/L）后，反应器内SVI值从95mL/g迅速升高到175mL/g，但SVI值并没有持续升高而是趋于平缓，说明低DO成功启动了污泥微膨胀，但单纯低DO并不会导致污泥恶性膨胀。
(3)常温下低氧协同长时间进水启动污泥微膨胀的研究发现:低DO协同长时间进水可快速的启动污泥微膨胀，反应器内的SVI值可快速上升到300mL/g，当SVI值达到330mL/g时出水已不太清澈，出水中有很多悬浮颗粒物，有恶性膨胀的趋势，但污泥微膨胀期间较高的SVI值并没有导致反应器内出现污泥流失的现象。低DO协同长时间进水的方式比单纯低DO引发的污泥膨胀程度要严重。
(4)在微膨胀状态下，间歇式循环上流污泥床一体化反应器对COD、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为92％、81％、82％、76％;由于丝状菌有对出水悬浮物具有强大的网捕作用，微膨胀稳定运行状态下反应器的出水清澈,SVI值稳定保持在175mL/g左右，反应器不会发生恶性丝状菌膨胀及污泥流失现象。发生污泥微膨胀后，污泥总的活性和降解有机物活性的活性有一定提升，降解氨氮的活性有一定降低。
(5)掌握了污泥微膨胀的启动（降低初始底物浓度梯度、长时迸水、增加回流时间、降低好氧段DO浓度等）、抑制（进水时间缩短、缩短好氧段曝气时间等），也即掌握了污泥膨胀的稳定维持方法。当活性污泥处于微膨胀状态时，应该针对进水的水质以及环境条件变化对污泥沉降性的影响灵活的制定对策，改变系统的运行方式，使其稳定维持在低溶解氧污泥微膨胀状态。
(6)考察不同DO浓度条件下间歇式循环上流污泥床一体化反应器对COD、氨氮、TN和SS的处理效率，DO对于COD的去除率影响不大，反而在低DO浓度下COD的去除率微升高;随着DO的降低，反应器对氨氮的去除率略有下降，DO为2.4mg/L和0.4mg/L时对氨氮的平均去除率分别为95％和82％;随着DO浓度的下降，反应器对TN的去除率反而略有提高，DO为2.4mg/L和0.4mg/L时对TN的去除率分别为74％和81％。通过控制间歇式循环上流污泥床一体化反应器在低DO浓度下运行，反应器在污泥微膨胀状态下可能会实现同步硝化-反硝化(Simultaneous Nitrification—Denitrification.SND).
(7)常温下低氧启动短程硝化的研究发现:先采用高DO浓度（DO=1.8mg/L，跌水流量Q=6.0m3/h）曝气2h左右，然后减小跌水流量（即回流流量）采用低DO浓度（DO=0.4mg/L，回流流量Q=1.0m3/h）曝气5～7h的策略可快速启动短程硝化，并获得较理想的脱氮除磷效果。短程硝化试验结果表明:本反应器对COD、BOD、氨氮、TN、TP等都具有良好的去除效果，出水的前四项指标基本上均能达到《城镇污水处理厂综合排放标准》中的一级A标准限值，TP也能达到二级标准。根据DO浓度和反应器随着DO浓度变化系统内获得NO2--N的累积率之间的关系可知，控制低DO浓度在间歇式循环上流污泥床一体化反应器中实现短程硝化-反硝化是可行的，这种方法也是比较容易控制的。
(8)间歇式循环上流污泥床一体化反应器具有结构紧凑、占地面积少、投资省、运行费用低、操作方便等优点，非常适合居住分散、偏远地区或经济技术相对落后的村镇，以及住宅小区、办公楼、商场、宾馆、机关、学校、部队、工厂等分散式生活污水的处理。该一体化反应器实现了微动力低氧曝气、高效生物脱氮除磷且剩余污泥产生量少，相比普通的一体化反应器可同时实现污泥少、动力小，可有效降低处理成本。