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完全混合活性污泥法抗冲击负荷能力强,处理效果好,工艺简单,操作管理方便。通过延长污泥龄,可实现延时曝气,具有剩余污泥量少、稳定性高、无需再进行厌氧硝化处理等特点,而且可省去初次沉淀池。但是,随着出水水质要求的提高,不仅要求去除有机污染物,还要求脱氮,传统的完全混合活性污泥工艺难以满足要求,其应用受到一定限制。本课题结合完全混合活性污泥法和厌氧—好氧工艺的优点,研究间歇曝气完全混合活性污泥反应器。通过改变反应器内混合液的循环流动方式及运行方式,不仅消除了污泥膨胀问题,而且有效实现了反硝化脱氮。本文对该试验装置处理城市污水的性能进行了研究,重点考察水力停留时间、曝/停时间比和曝停周期对反应器的除碳脱氮效果的影响,确定其较优的试验控制条件。试验表明:曝气时控制DO=2.0mg/L,在HRT=15h,曝气/停止曝气时间为1:1,曝气周期=60min时反应器运行效果最好;在进水水质为CODCr96.38～337mg/L、总氮34.2～65mg/L、SS 99～241mg/L时,反应器出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级标准中的B标准。此外,在最优试验控制条件下,反应器对经过磷酸铵镁沉淀法进行预处理的UASB出水进行处理,反应器出水CODCr浓度、氨氮浓度、总氮浓度均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级标准的B标准。最后,通过了解生物处理原理,微生物生态系统中复杂相互作用原理,推导出间歇曝气完全混合活性污泥工艺的有机物去除动力学方程表达式和氨氮去除的动力学方程表达式以及参数值。总之,本装置具有很高的有机物去除及生物脱氮效果,运行稳定、剩余污泥量少、运行费用低,是一种很有发展潜力的中小型生活污水、城市污水处理系统。