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C/N偏低已成为城市生活污水处理中普遍存在的问题,如何高效利用污水自身碳源成为了目前污水脱氮除磷技术的重要课题。本研究在A2N工艺基础上通过设置前置缺氧池,构成前置缺氧A2N工艺(A-A2N工艺),深入研究了系统厌氧段污泥对碳源吸附和缺氧段污泥释放碳源的过程及机理,以及碳源在各柱中消耗利用特性,提出了通过提高污水中VFA含量来促进A-A2N工艺的碳源高效利用和提高系统脱氮除磷效果。研究结果表明：(1)A-A2N系统中,污水碳源在厌氧段被污泥吸附、被微生物转化为PHB的质量越多,系统碳源利用效率越高。本研究发现,厌氧段污泥吸附碳源质量占该段消耗碳源总量的29.81%,反硝化聚磷菌利用碳源转化为PHB的质量占该段消耗碳源总量的53.34%。(2)A-A2N系统中,从厌氧段超越过来的吸附碳源在缺氧段中充分释放为反硝化除磷提供了充足的碳源。本研究发现,缺氧段向水中释放碳源质量占污泥吸附碳源总量的77.67%。(3)A-A2N系统中,前置缺氧、厌氧、生物膜硝化、缺氧、微曝气池碳源消耗质量分别占系统碳源总消耗量的11.71%、1.99%、11.26%、58.41%、16.63%。(4)A-A2N系统中,原污水发酵时间越长,水中易降解的小分子有机物越多,厌氧段由水中碳源合成的PHB量越多,PHB转化率也越高,缺氧段用于反硝化除磷的PHB量也越多。(5)A-A2N系统中,原污水中VFA含量越多,脱氮除磷效果越好。出水均优于国家GB18918-2002一级A排放标准。(6)污水中VFA含量与COD.TN.TP去除率呈现良好的相关性。关系分别为ηCOD=0.0005△VFA2-0.0113△VFA+84.89(R2=0.9985);ηTN=0.0878VF△VFA+70.215(R2=0.9802);ηTP=0.1891△VFA+81.351(R2=0.9821).本研究发现A-A2N工艺中,系统各段碳源吸附/释放过程及机理,碳源有效利用特性,找出了系统对低碳污水自身碳源高效利用的方法。