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泥水自循环型阶式A2/O工艺是在借鉴UNITANK、A2/O等工艺优点的基础上研发的新型脱氮除磷工艺，该工艺由五个水力连通的矩形反应池组成，通过五个池子随时间和空间控制状态的变化，实现厌氧、缺氧、好氧和沉淀过程交替，通过进出水位置转换实现污泥和混合液的自动回流，不需要外加污泥和混合液回流措施，恒水位运行，达到高效脱氮除磷。
本研究通过对泥水自循环型阶式A2/O工艺特性与机理的研究，初步揭示了脱氮除磷的机理，探讨了实时控制的可行性，并建立泥水自循环型阶式A2/O工艺的阶段转换实时控制技术，以进一步适应水质的变化。
1、泥水自循环型阶式A2/O工艺的运行方式有利于聚磷菌、硝化菌和反硝化菌的生长，培养30天左右就取得了较好的脱氮除磷效果。稳定后COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别可以达到80．9％、87．7％、55．2％和72．2％左右（水温5℃～100℃）。待水温升至12℃～18℃后，COD、NH4+-N、TN、TP去除率有所提高，分别增至85．2％、91．1％、67．0％和82．7％。
2、反应器中发生多种脱氮除磷反应，除了传统的硝化反硝化、厌氧释磷和好氧吸磷，还存在同步硝化反硝化、反硝化聚磷等反应。试验中，ORP、DO和pH与污染物浓度的变化具有良好的相关性，泥水自循环型阶式A2/O工艺可用ORP、DO和pH作为控制参数进行阶段转换控制。
3、根据试验获得的知识，建立泥水自循环型阶式A2/O工艺阶段转换实时控制技术。实时控制技术根据ORP、DO和pH变化曲线上的特征点合理安排和控制曝气/搅拌的交替时间，通过固定阶段时间控制和实时控制的对比，TN和TP去除率分别由固定阶段时间控制技术下的67．0％、82．7％提高至实时控制技术下的75．4％、89．5％。
4、实时控制技术下对控制参数的研究结果显示：在搅拌过程中，ORP作为阶段转换控制参数具有更高的稳定性；pH作为控制参数在好氧曝气阶段具有更高的稳定性。