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氮、磷是导致水体富营养化的优势污染物。随着工业化和城镇化的快速发展,以及污水综合排放标准的不断提高,研究开发经济有效、运行可靠,占地小的同步脱氮除磷工艺具有非常重要的现实意义。反硝化除磷技术具有节省有机碳源、减少温室气体排放、剩余污泥产量小等优点,符合可持续发展理念,具有广阔的发展前景。本研究采用序批式膜生物反应器(SBMBR),通过对其运行模式优化调整,强化其除磷脱氮能力,同时对两种工艺模式下SBMBR对氮磷的去除性能、污泥特性及膜污染等进行了考察。论文主要进行了以下几个方面的实验:1、以自行设计的双反应器A2O-MBR为研究对象,通过逐步降低进水C/N,考察在不同氮负荷(0.08~0.14kg·m-3·d-1)条件下氮磷的去除性能。实验结果表明:系统进入稳定运行时(N、P负荷分别为0.14kg·m-3·d-1和0.03kg·m-3·d-1),COD、N、P去除效果分别为90.5%、80.6%和67.7%;具有反硝化除磷能力的聚磷菌(DPAOs)占总PAOs的比例达70%,反硝化除磷量占总除磷量的比率为69.81%。该工艺简化了传统A2O工艺,并采用膜过滤取代二沉池出水,不需外投硝酸盐即可实现反硝化除磷,但污泥回流中过量的硝酸盐量会抑制厌氧释磷反应,影响工艺脱氮除磷能力的提高,需进一步改进工艺。2、双反应器MUCT-MBR工艺改进了上述工艺运行模式,避免了回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的消极影响。COD/TN为5.66左右时,系统对NH4+-N和TN去除效果分别为92%和79.45%。进水氨氮负荷的变化对系统除磷有重要的影响,进水氨氮负荷为0.094kg·m-3·d-1时,平均释磷量达24.74mg/L,出水TP平均为1.12mg/L,系统对TP的平均去除率达86.61%。3、反硝化除磷特性分析表明,MUCT-MBR中A池缺氧段的设置改善了系统反硝化除磷能力,摄磷反应主要发生在缺氧段,缺氧段去除的磷占总除磷量的73.9%,A池缺氧段的设置不仅避免了硝酸盐对厌氧释磷的消极作用,而且亦有除磷的作用:A池和B池中具有反硝化除磷能力的PAOs占总PAOs的比例分别为86.2%和80.7%,A池中污泥的反硝化除磷能力优于B池。4、对聚磷污泥体内PHB和聚磷颗粒进行染色观察直观地验证了反硝化吸磷现象。5、系统运行过程中,污泥沉降性能的下降和泥水混合液中EPS含量的的增加是导致反应器膜污染加剧的重要原因,并且EPS组分中蛋白质的含量对膜污染贡献较大。