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针对我国城镇污水处理厂现有的二级生化处理工艺脱氮除磷效果差、能耗高等缺点,东南大学自主研发了六箱一体化活性污泥法脱氮除磷工艺,该工艺通过进、出水位置的适时切换,实现混合液的自动回流,通过控制各反应池状态的变化,在时间和空间序列上同时实现脱氮除磷所需的厌氧/缺氧/好氧交替运行方式,具有脱氮除磷效果好、能耗低、自动化程度高等优点。通过对工艺运行效果的研究,优化了工艺运行参数。通过考察各反应池水质及状态参数ORP、DO、pH在周期内的变化,分析各反应池设计功能及工艺脱氮除磷机理,探讨了实时控制策略的可行性,并建立运行了工艺阶段转换实时控制技术,以强化工艺脱氮除磷效果及系统的稳定性。六箱一体化活性污泥法脱氮除磷工艺的运行方式有利于活性污泥的富集培养,在25-32℃的水温条件下,污泥在23天内培养完成,试验研究取得了良好的脱氮除磷效果,CODcr、TP、NH4+-N、TN、的去除率分别达到89%、87%、94%、70%,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。水温18～25℃时,适宜的水力停留时间应控制在13h左右,前好氧池DO浓度应该控制在1.5～2.5mg/L左右,在该运行条件下,当进水CODCr、NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为191mg/L、23.2mg/L、29.lmg/L、3.9mg/L时,相应的出水浓度分别达到 25.9mg/L、1.73mg/L、7.99mg/L 和 0.45mg/L。对上半周期各反应池的水质与状态参数进行跟踪监测,结果表明,状态参数ORP、pH和DO的变化规律与各反应进程结束点具有良好的对应关系,①反硝化结束时,ORP迅速下降,在ORP曲线上出现一拐点,pH由上升转为下降,pH曲线上出现一转折点。②厌氧释磷结束时,ORP和pH由下降趋于稳定,ORP和pH曲线上均出现平台。③好氧硝化和吸磷过程中,DO缓慢上升,最终可达1.2～1.5mg/L左右,硝化和吸磷结束后,DO迅速跃升至2.0mg/L以上,随后缓慢增加。而ORP则上升至70～80mV左右,其后上升缓慢,趋于稳定,pH则由下降转而上升。因此可以采用ORP、pH、DO作为控制参数建立工艺阶段转换实时控制技术。在前期研究的基础上,建立了六箱一体化活性污泥法脱氮除磷工艺阶段转换实时控制技术。采用所建立的实时控制技术进行脱氮除磷研究,结果表明,根据设定的控制规则,可以及时有效地实现阶段的切换,并缩短了周期运行时间。对阶段转换实时控制技术和固定阶段时间控制技术下工艺运行性能进行对比研究,结果表明,在实时控制技术下,出水水质可以稳定达到一级A标准,并且与固定时间控制相比,工艺具有更好的氮磷去除效果,TN、TP去除率分别由实时控制技术下的67.4%和88.5%下降至固定时间控制下的59.3%和83.7%,并且在实时控制技术下,工艺的运行稳定性更高。因此,该工艺具有高效稳定的脱氮除磷效果,建立的阶段转换实时控制技术基本可行。