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处理低C/N比污水尤其高氨氮工业废水时,传统生物脱氮技术具有碳源不足、脱氮效率低等缺陷,而短程硝化-反硝化(Short-cut Nitrification and Denitrification)工艺具有节能、节省碳源、缩短水力停留时间等优势。作为短程硝化-反硝化工艺的第一阶段,短程硝化工艺主要是将水中氨氮转化成亚硝态氮并保证亚硝态氮积累率要超过50%。短程硝化工艺的影响因素包括温度、进水氨氮负荷、污泥停留时间(SRT)、pH值、溶解氧(DO)、游离氨(Free ammonia,FA)和游离亚硝酸(Free nitrous acid,FNA)和间歇曝气方式。从实际工艺角度出发,本研究分别选择提高氨氮负荷和间歇曝气方式作为短程硝化工艺的控制手段,即逐步提高进水氨氮浓度,以及通过自动控制程序使序批式反应器(SBR)中实现周期内好氧环境和缺氧环境的交替进行,从而促进氨氧化菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)的生长并抑制亚硝化菌(Nitrite oxidizing bacteria,NOB)的生长,实现短程硝化。实现短程硝化后,在SBR反应器中尝试了分段进水条件下短程硝化-反硝化的可行性研究,为实际处理废水提供基础数据参考。主要研究结果如下:(1)利用SBR反应器在室温(20~30℃)逐步提高进水氨氮浓度对污泥进行驯化试验中,当进水氨氮浓度分别为100 mg/L和200 mg/L时,氨氮几乎完全去除,反应器中没有出现亚硝态氮的积累。当浓度增加至400 mg/L时,氨氮不能被完全去除,亚硝态氮积累率超过50%,实现短程硝化。(2)提高进水氨氮浓度试验中,不同阶段单个周期各种形态氮浓度的变化曲线与pH、DO及ORP变化曲线其升降变化趋势相对应,验证了pH、DO及ORP的在线检测能够用来指示反映氨谷点和硝化结束点。由此可以借助pH、DO和ORP在线检测来控制系统反应时间实现短程硝化。改变间歇曝气方式试验中,周期内pH、DO及ORP规律明显,表现出交替缺氧好氧的特征。(3)改变间歇曝气方式试验中,第四阶段溶解氧浓度0~1.7mg/L,氨氮去除率80%,亚硝态氮积累率95%,污泥沉降性能和生物量良好。此阶段促进AOB生长,NOB生长受FA和FNA的双重抑制,保证AOB处于竞争优势地位。