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随着我国污水处理厂的大规模建设,污水处理能耗高,运行成本高的问题日益受到关注和重视,寻求污水处理低能耗技术成为目前研究的热点。论文以开发新型高效、低能耗的压力管道式生物膜反应器技术为目标,通过加压提高管道式反应器的氧传质效率,降低了供气量,节省了运行能耗,并采用气液混合泵充氧方式,将加压充氧合为一体,同时省去了二沉池,简化了处理系统。同时对反应器流态特征及压力状态下氧的传质规律进行了深入研究,并通过试验探讨了压力、DO、负荷、温度对反应器处理高氮城镇污水效能的影响,获得了压力管道式生物膜反应器处理高氮城镇污水的关键工况参数。主要研究结果如下:①反应器流态及氧传质试验结果表明:反应器既有推流式流态特征,又具有完全混合式流态特征;氧总转移系数KLa随压力的升高近乎直线下降,氧利用效率EA随压力的升高而增大,氧转移动力效率EP随压力的升高而增加。②常压试验结果表明:反应器在温度为25℃,有机负荷≤1.2 kgCODCr?m-3?d-1,相应的氮负荷≤0.38 kgTN?m-3?d-1,HRT为6h, DO为6.0 mg?L-1时,可使进水CODCr为380mg?L-1,NH4+-N为89 mg?L-1,TN为98mg?L-1,处理出水CODCr≤20 mg?L-1,NH4+-N≤3 mg?L-1,TN≤13 mg?L-1,去除率分别为95%,97%,87%,表现出显著的同时硝化反硝化能力,达到一级排放标准。与常规脱氮反应器相比处理效能提高50%。③冬季加压试验结果表明,反应器在温度为10℃,压力为0.20Mpa,有机负荷为1.0 kgCODCr?m-3?d-1,相应的氮负荷为0.30 kgTN?m-3?d-1,HRT为9h, DO为6.0mg?L-1条件下,可使进水CODCr为348mg?L-1,NH4+-N为108mg?L-1,TN为113mg?L-1,处理出水CODCr为44mg?L-1,NH4+-N为14 mg?L-1,TN为18mg?L-1,去除率分别为87%,87%,84%。与常规脱氮反应器相比,效能提高了50%。④压力影响试验结果表明,反应器压力对供气量有较大的影响,当温度为10℃左右,反应器DO为6.0 mg?L-1条件下,压力由0Mpa增加至0.20Mpa时,可使气水比由13:1降至2:1。反应器在压力为0.20Mpa时表现出显著的节能效果,比常规反应器节省能耗50%。