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短程硝化反硝化是一种先进的高效节能生物脱氮工艺。针对这一工艺,本文采用了先高曝气量曝气,后低曝气量曝气的运行方式,控制序批式生物反应器(SBR)中溶解氧(DO)处于一个由低到高再到低的波动循环进程,利用这一DO波动特性将硝酸菌成功淘洗出,实现了短程硝化反硝化工艺的高效脱氮。本文进一步对短程硝化反硝化的工艺特性进行了系统研究,建立了短程硝化动力学模型。结果表明: (1)短程硝化反硝化工艺的调试研究可分为三个阶段,第一阶段:在高曝气量(80L/h)曝气2h,低曝气量(10L/h)曝气2h条件下,实现短程硝化,亚硝态氮积累率100%,氨氮、总氮、COD去除率分别达到80%、60%和95%;第二阶段:在高曝气量(80L/h)曝气2h,低曝气量(10L/h)曝气1h,缺氧搅拌2h条件下,实现了短程硝化反硝化,亚硝态氮积累率100%,氨氮去除率大于95%,总氮去除率也有85%;第三阶段:控制条件变为高曝气量(80L/h)曝气3h,缺氧搅拌2h,简化了实验流程,亚硝态氮积累率仍维持在100%,氨氮去除率和总氮去除率接近,在85%-90%之间。 (2)曝气过程中,DO超过4mg/L时,系统仍能维持100%的亚硝态氮积累率,而不向全程硝化反硝化转变。 (3)第三阶段,在进水不添加碱度的情况下,短程硝化反硝化仍能高效率进行;曝气过程存在严重的总氮损失现象,损失的总氮占被去除总氮的70%左右; (4)微生物检测结果显示,活性污泥中的亚硝酸菌可能是一种异养硝化菌,兼具好氧反硝化功能; (5)在双因素Monod方程的基础上,根据本文实测数据,推导得到合适的短程硝化动力学模型,方程如下: 模型与实验结果非常吻合,经模型推断,当控制反应器中DO为2.0mg/L时,可实现氨氮去除效果最好和运行成本最低两者兼顾。