生活污水含有大量的有机物、氮磷营养物质以及病原体,容易引起水体富营养化并危及人类健康。随着我国社会经济的发展以及人口数量的快速增加,生活污水排放量剧增,生活污水的治理已经成为我国水污染治理的重点。UniFed SBR工艺是一种创新型的污水处理系统,它是SBR(Sequencing Batch Reactor)工艺的一种改进工艺,它不仅继承了SBR工艺的许多优点,同时克服了SBR工艺的一些不足。该工艺是一种由系统底部均匀布水,进水、出水、沉淀同时进行的恒水位活性污泥处理工艺,具有结构单一、占地少、容积利用率高、运行方式灵活、污泥沉降性能好、能连续运行等优点,具有广阔的应用和发展前景。　　 本文在围绕实际工程设计和技术应用的要求,采用了有效容积为40L的UniFed SBR工艺、强化生物除磷(EBPR)工艺以及一系列小试系统,以生活污水作为研究对象,通过对UniFed SBR工艺的运行模式及操作参数的优化调整,强化了处理实际生活污水的除磷脱氮能力,并使系统在新型运行模式下得到稳定高效的运行状态。在小试试验中,分别考察了进水方式和温度对EBPR系统处理效果及作用机理影响的研究。在试验数据的基础上,通过理论分析并得出结论,温度影响除磷系统处理效果的本质在于微生物细胞在不同温度条件下对VFA的利用效能及PHA的合成利用能力的不同所引起的。　　 综上所述,本课题以实际生活污水为考察对象,研究工作的主要内容包括以下几个方面:　　 在考察进水碳氮比(C/N)和排水比(VER)对UniFed SBR系统脱氮性能影响的试验中发现,当UniFed SBR系统按照传统运行模式处理实际生活污水时,由于原水C/N较低,系统氮的去除主要发生在进水/出水阶段污泥层内的反硝化反应,且并不完全,在好氧段中,主要发生的是NH4+-N的氧化作用,此过程中TN并无明显降低。当提高原水C/N比之后,使得在进水/出水阶段的反硝化反应更为彻底,并且系统氮的去除途径由单一的反硝化反应逐步演变为反硝化反应和同步硝化反硝化有机结合的综合模式,使系统的脱氮途径多元化,表现出良好的脱氮性能。不同VER条件下,C/N比对系统TN去除率的影响有所不同,随着VER的增大,C/N对TN去除率的影响范围逐渐变小,由VER=25％的8.0降低至VER=42％的5.8。　　 限制UniFed SBR系统除磷效率的主要因素是原水中有机底物的量以及系统内亚硝酸盐的积累。系统在处理有机底物较低的生活污水时,对磷的去除非常有限,尽管系统维持足够的厌氧时间和曝气时间,除磷率基本都在65％以内且除磷性能很不稳定,出水磷浓度都在1-2mg/L之间,并不能达标排放；VER的增加有助于系统出水磷浓度的降低,在25％、33％和42％的VER下系统出水磷浓度分别为1.66、1.45和1.25mg/L,单纯增加VER并不能有效提高系统除磷效率,影响系统除磷效率的主要因素还是原水碳源。在厌氧段采用连续投加碳源的方式可大大提高原水中有机底物的可利用性,随着碳源投加方式的改变,单位污泥的总释磷量是增大的,其不仅提高了厌氧环境中碳源的可利用性,并且促进了微生物对于底物的吸收利用,刺激了厌氧释磷反应的发生。而且随着UniFed SBR系统由全程硝化向短程硝化转变的过程中,除磷效率随着系统内亚硝酸盐积累率的提高而逐渐降低,短程脱氮对除磷的主要影响发生在好氧吸磷过程中,并没有对厌氧释磷产生影响。　　 尽管通过改变系统原水中的C/N、C/P和VER可以使达到满意的脱氮除磷效果,但是这种传统的运行模式(进水/出水-曝气-闲置)并没有处于一种优化的状态,所以采用新型缺氧/好氧(A/O)以及缺氧/好氧交替(A/O/A/O)的运行模式可有效提高系统的脱氮除磷效率。在处理实际生活污水时,按照“A/O”模式运行时,出水TN有了明显的降低,去除率由49.54％提高至60.75％。由于搅拌阶段的加入,使得上周期氧化态氮在次周期开始得到部分去除,从而降低了TN在系统中的积累,并使得原水中的COD得到充分利用,有效提高了系统的脱氮效率。将“A/O”改为“A/O/A/O”模式,系统出水氮磷浓度均有降低,去除率分别由60.75％、55.07％升高至70.31％、72.27％,此种运行模式不仅充分利用原水中的有机底物,并且在A2段发生了反硝化吸磷现象,达到了“一碳两用”的目的,非常适用于低碳源的实际生活污水的处理。通过在线监测系统内DO、pH值及ORP的变化趋势,利用其在变化过程中的特征点,可以有效控制各段的反应时间,其中A2段是该种运行模式下达到深度脱氮除磷的关键步骤。　　 本课题在SBR小试装置(10L)中,针对温度对强化生物除磷系统(EBPR)的影响进行了深入研究。结果表明,温度对EBPR系统的短期和长期影响机制有所不同,在温度的冲击影响下,温度大于30℃或小于10℃是均会对PAO体内PHB的合成与降解速率产生影响,都会导致系统除磷效果的恶化,通过在不同温度冲击情况下对吸放磷速率、吸放PHB速率以及厌氧PHB合成速率RPHB-produced与磷释放速率Rp-release的比值R1和好氧条件下PHB降解速率RPHB-degradation与磷吸收速率RP-uptake的比值R2的比较发现,温度在10℃到35℃时,温度越高越有利于厌氧释磷的发生,而温度过低或过高都会影响好氧的吸磷效率,所以说在20℃条件下最有利于生物除磷系统的高效运行。　　 在考察温度的长期变化对EBPR系统的影响中发现,当系统处于15℃到10℃再到5℃的变化过程中,系统除磷效果逐渐恶化,几乎丧失除磷功能。但是发现在低温的长期运行过程中,PAOs体内的PHB一直处于累积过程,含量达正常值的3倍,说明聚磷微生物并没有因为温度的降低而死亡,而是处于一种低温休眠状态。在之后系统的升温恢复阶段,除磷效率缓慢上升,并恢复至正常水平,进一步说明了聚磷菌在低温过程中只是受到了活性抑制而非死亡,在随后的升温过程中能够得到有效并快速的恢复。　　 温度对PAO体内不同能量代谢物质(聚磷poly-p和糖原Glycogen)的抑制作用不同是导致系统除磷效果不同的主要原因,在5℃到15℃时,温度越高,温度对PAO体内糖原分解的抑制作用明显高于聚磷的分解作用；当温度由15℃开始上升后,此比值逐渐变小,表明糖原的代谢又逐步的高于聚磷,所以高温并不利于系统的除磷。