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近年来,随着我国经济社会的快速发展,各地区城市污水排放量急剧增加,水污染的问题也日趋严重,严重制约了我国经济又好又快的发展。其中氮、磷的超标是导致该问题严重的主要因素。为了遏制水环境不断恶化的趋势,保持水环境生态平衡,我国污水排放标准不断提高。如天津市推出的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB12/599-2015)要求设计规模≥10000 m3/d的城镇污水处理厂,出水水质满足A标准要求,即TN≤10 mg/L和TP≤0.3 mg/L,而仅通过生物处理的优化已经难以达到该排放标准。为满足此标准,一般在二级生物处理后,进行后续的化学除磷和反硝化脱氮。本课题通过正交试验,确定A2/O-MBR组合工艺稳定运行时最优参数,并考察系统对污染物去除效果。然后针对A2/O-MBR组合工艺出水,通过化学除磷和反硝化深床滤池的试验,考察集成系统连续运行特性,确保最终出水满足A标准排放要求。为了深入探讨A2/O-MBR组合工艺处理城市生活污水的长期运行特性,提高脱氮除磷的效果,采用正交实验方法分析各控制参数对出水TN浓度和膜比通量的影响,考察其对COD、NH4+-N、TN、TP、SS的处理效果,确定A2/O-MBR组合工艺最佳的运行参数。结果表明,系统最佳工况为气水比20:1,MLSS为8000-10000 mg/L,回流比250%时,COD、NH4+-N、SS平均去除率分别为92.8%、98.87%、95.9%,均达到天津市DB12/599-2015 A标准排放要求。但出水中TN和TP的去除效果不理想,难以达到A标准排放要求。为达到更高排放要求,需要进行深度脱氮除磷。采用化学除磷工艺,对A2/O工艺的出水进行深度除磷,考察聚合氯化铝(PAC)不同投加量对TP处理效果的影响,确定PAC的最佳投加量为30 mg/L。在最佳投药量下连续运行50 d,除磷效果稳定。出水TP浓度在0.24 mg/L,TP平均去除率达到87.1%,满足A标准。同时分析化学除磷对MBR性能的影响,主要包括膜污染情况以及对MBR池内污泥混合液的变化情况。对于深床滤池反硝化阶段,以乙酸钠为外加碳源,控制进水C/N为4:1,滤速为0.6m/h时,可满足出水TN≤10mg/L。采用A2/O-MBR工艺+化学除磷+深床滤池三个单元分别优化的基础上,考察了组合工艺连续运行特性,试验结果表明,组合工艺对废水中的COD、NH4+-N、TN、TP和SS的平均去除率分别达到95.43%、98.97%、91.0%、97.32%和95.5%,污染物的去除效果良好,各项污染物出水浓度均可满足天津市DB12/599-2015中A标准的排放要求。