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随着我国经济飞速发展,人民生活水平不断提高,人们生产生活的用水量也迅速增加,随之带来的污水排放导致河流污染,黑臭现象在城市河流中越来越普遍,对居民的身心健康和生态环境的建设构成了严重威胁。为了尽快遏制我国城市河流污染日益加重的趋势,研究合适高效治理黑臭河流的方法已经刻不容缓。针对黑臭河流,开发出了膨胀床复合生物滤池,采用特制悬浮陶粒滤料,表面粗糙亲水易生物挂膜,比重与水相近,易流化不板结,过滤水头损失小,反冲洗用水量少且能耗低。工艺集污水初滤预处理、回流反硝化脱氮、生物降解硝化等净水功能于一体,出水水质稳定可靠,流程简洁,高效节能。为便于工艺推广,研制出膨胀床复合生物滤池一体化设备,并将其用于治理黑臭河涌,开展相关试验研究。设备搭配了自动控制和远程控制系统,自动运行,也可利用手机软件监控和操作,从而实现无人值守,自动化程度高,结构紧凑且占地面积小。此外,还将阀门、管道、风机等装置内置,易于安装施工,管理方便。采用下游取水,设备净化,上游出水稀释的方法治理黑臭河涌,设备出水一方面稀释了河涌污水,使河涌污染物浓度降低,另一方面带来了硝酸盐和微生物菌种,有助于进一步利用河涌进行治理,使污水处理从设备延伸到河涌自身,大大增强处理能力而且具有较强的抗冲击负荷能力。设备采用两阶段式连续进水自然挂膜的启动方法,历经24 d连续运行,出水CODCr、NH3-N和TN去除率分别稳定在75%、95%和24%左右,出水水质稳定,设备挂膜启动成功。分析了进水水力负荷、回流比、气水比等对设备去除污染物的影响,随着水力负荷的增加,设备对CODCr、NH3-N和TN的去除效果不断减弱,随着回流比和气水比的增加,设备对CODCr、NH3-N和TN的去除效果几乎都呈现出先增大后减小的趋势。确定设备的最佳运行工况是进水水力负荷为6.25 m3/（m2·h）,回流比为75%,气水比为3:1。对设备反冲洗进行分析研究,第一级滤池采用上冲洗和气冲洗加下排水两种方式进行反冲洗,第二级滤池采用气冲洗加下排水进行反冲洗,节能高效。第一级滤池反冲洗时气冲洗强度为8 L/（m2·s）,第二级滤池反冲洗时气冲洗强度为812 L/（m2·s）。第一级滤池反冲洗周期一般为12 d,第二级滤池反冲洗周期能达到7 d左右,设备的反冲洗周期较长。将设备用于处理黑臭河涌污水,在最佳运行工况下连续稳定运行15 d,设备对CODCr、NH3-N和TN平均去除率分别为83.7%,95.2%和26.1%。河涌自身对NH3-N几乎没有去除效果,对CODCr和TN的平均去除率分别为62.4%和24.3%,河涌内反硝化效果显著。综合治理对河涌CODCr、NH3-N和TN的平均去除率分别达到76.9%、51.9%和50.1%,在不清淤截污的情况下,治理后的河涌实现了不黑不臭的目标,为黑臭河涌的治理提供了新思路。