随着水体污染不断加剧,“富营养化”问题日益突出,污水处理技术逐渐从以单一去除有机物为目的的阶段进入既要去除有机物又要脱氮除磷的深度处理阶段,以控制富营养化为目的的脱氮除磷成为当今污水处理领域的研究热点之一。目前我国污水处理厂脱氮除磷工艺普遍存在着能耗高、效率低以及运行不稳定的缺点。因此,如何提高传统生物脱氮除磷工艺营养物去除效果,在现阶段无论从节省资金、改善出水水质等方面都具有重大意义。A~2O工艺作为最简单的同步生物脱氮除磷系统广泛应用于国内外大规模污水厂,然而系统微生物种群间存在着复杂的矛盾,导致营养物去除效率低、运行费用高,为促进A~2O工艺的研究发展,尤其是促进其在低C/N比污水处理中的应用,开发了―厌氧-缺氧-好氧反应器(A~2O)-曝气生物滤池(BAF)组合工艺‖,以期能为现有污水处理厂的技术改造及新建污水处理厂的优化设计提供新思路和技术支持。A~2O-BAF组合工艺为双污泥系统,硝化菌呈生物膜固着生长,硝化反应已不是工艺运行的限制性因素;反硝化菌及反硝化聚磷菌呈悬浮污泥生长于另一个系统中,两者的分离解决了传统工艺中聚磷菌和硝化菌的竞争性矛盾,它们可在各自环境中生长,更有利于除磷、脱氮系统的稳定和高效。硝化生物膜和反硝化聚磷菌污泥的SRT可根据各自实际的运行要求来选择,生物膜系统较长的SRT不仅不影响系统的除磷效果,反而更利于硝化反应的彻底进行,为缺氧吸磷提供充足的电子受体量,保证除磷系统的处理效果。在A~2O-BAF系统快速启动并稳定运行后,首先探讨了A~2O工艺段的容积比对该组合工艺脱氮除磷的影响。试验表明在A~2O工艺段厌氧区、缺氧区和好氧区容积比为1:6:2时既能保证聚磷菌的优势生长也能有效地抑制硝化细菌的繁殖,同时系统的脱氮除磷效率最高,其总氮和总磷的去除率分别是67.4%和98.6%。SRT、MLSS、混合液回流比和污泥回流比都会影响A~2O系统的脱氮除磷效果。当SRT控制为15d、混合液回流比为300%、污泥回流比在60%~100%之间、A~2O系统中的MLSS维持在3000mg/L左右,系统的脱氮除磷效果能够同时达到最佳状态,达到国家污水处理一级A标准(GB18918-2002)。在低温条件下,采用A~2O-BAF工艺处理低碳氮比生活污水。结果表明:该双污泥工艺在平均温度为14.2℃、平均进水COD 369.5mg/L、TN 76.8mg/L即C/N为4.81的工况下可以实现深度脱氮除磷。平均出水TN与TP分别为13.21mg/L和0.23mg/L。其中COD、氨氮、TP和TN的去除率分别为86.2%、99.8%、96.6%、81.5%,达到国家污水处理一级A标准(GB18918-2002)。低温下A~2O工艺段活性污泥的平均SVI为85.4mL/g,污泥具有良好的沉降性能。为了进一步探讨传统A~2O工艺生物脱氮除磷不稳定、出水氮磷难以达标的问题,在A~2O工艺好氧段添加悬浮式生物填料以保证高质量浓度的硝化细菌及高硝化率。试验重点考察了不同C/N、旁流比对工艺脱氮和除磷的影响,此外本试验在低C/N条件下对装置进行了改装,在厌氧段前添加了一段预缺氧段,使其达到深度脱氮除磷的效果,缺氧段的反硝化吸磷是该工艺除磷的关键。