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随着人民生活水平的日益提高，生活与生产用水量逐渐增加，水体中氮的污染问题也日益严重。生活污水处理工艺的重要性和关注度越来越高，尤其是城镇生活污水的处理工艺，由于城镇居民生活污水分散程度较高，水量水质变化大，水量小，其处理一度成为水处理领域的难题，研究者一直致力于研究开发新的水处理工艺。本论文简述了我国水资源现状、突出的水资源的问题和近几年较大的水体污染事件及其给人们的日常生活所带来的危害，论述了当前几种生活污水处理工艺的原理及其应用，通过对比各种生活污水处理工艺的优缺点及适用性，最终选用SBBR短程硝化-反硝化工艺处理生活污水。实验采用3组SBBR反应器处理模拟生活污水，通过反应动力学模型，研究对比亚硝酸细菌（AOB）、硝酸细菌（NOB）与反硝化细菌的生长环境因素。利用MATLAB/SIMULINK对序批式生物膜反应器内的亚硝酸细菌（AOB）、硝酸细菌（NOB）与反硝化细菌的生化反应进行仿真预测。硝化反应模型的验证结果表明，适当的选择模型中的溶解氧浓度、碱度以及温度三种参数，SIMULINK硝化反应仿真动力学模型能够比较准确地对亚硝酸细菌（AOB）与硝酸细菌（NOB）处理生活污水的过程进行仿真和预测。NH4+-N、NO2--N和NO3--N三种基质仿真值的绝对平均误差最大为15.88，最小为1.13；NH4+-N、NO2--N和NO3--N的Nash.Suttcliffe模拟效率系数分别为99.36%、98.64%和99.25%；此外，还对SIMULINK仿真动力学模型中的溶解氧浓度、碱度以及温度进行了灵敏度分析，结果表明，温度的灵敏度最大、溶解氧次之、碱度灵敏度相对最小；反硝化反应模型的验证表明，SIMULINK反硝化仿真动力学模型能够对反应器内反硝化的趋势较为准确的预测，NO2--N和NO3--N两种基质仿真值的绝对平均误差最大为36.07，最小为2.82；NO2--N和NO3--N的Nash.Suttcliffe模拟效率系数分别为76.8%和82.3%；此外，还对SIMULINK反硝化仿真动力学模型中的有机碳源、碱度以及温度进行了灵敏度分析，结果表明，温度的灵敏度最大、有机碳源次之、碱度灵敏度相对最小。通过SIMULINK建立反硝化反应动力学模型，与硝化反应动力学模型联用，为短程硝化-反硝化的在线监控提供参考以及理论指导。