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活性污泥法是现有污水处理厂普遍采用的污水处理技术，我国对污水处理厂氮的排放标准的提高以及剩余污泥处置率的要求，使得污水处理厂面临两个难题，一是脱氮碳源不足，达标排放需投加外碳源，二是剩余污泥产量大，处理处置费用高。开发剩余污泥中的内碳源用作脱氮碳源，可以经济有效地解决这两个问题，而国内外现有相关研究开发和利用脱节，并忽视了发酵上清液氨氮含量高，进而增加系统氮负荷的问题。本文针对这两个问题，采用剩余污泥发酵耦合反硝化技术，实现剩余污泥发酵碳源的原位利用，并采用连续低溶解氧曝气的方式有效解决发酵上清液氨氮含量高的问题。试验取得结果如下: (1)确定了剩余污泥发酵耦合反硝化系统的适宜温度，保证了污泥解体→水解→酸化→反硝化反应链的高效运行。考察不同温度(25℃、35℃、45℃、55℃)下，剩余污泥发酵耦合反硝化系统的发酵产酸性能、反硝化性能以及污泥减量性能，试验结果表明:35℃条件下，亚硝型剩余污泥发酵耦合反硝化系统和硝氮型剩余污泥发酵耦合反硝化系统性能最佳。 (2)构建曝气条件下剩余污泥发酵耦合反硝化系统，对比考察了三种曝气方式下，剩余污泥发酵耦合反硝化系统的氨氧化能力、反硝化能力以及污泥减量性能，试验结果表明:低溶解氧曝气方式下系统氨氮出水为0 mg/L，反硝化能力优于另外两种曝气方式，污泥减量达53.4％。 (3)通过低溶解氧曝气方式，有效解决剩余污泥发酵过程中氨氮释放量高的问题。试验结果表明:在低溶解氧曝气条件下，溶解氧浓度控制在0.2-0.5 mg/L，可以保证系统出水氨氮浓度维持在0 mg/L，达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A排放标准，系统反硝化性能良好，亚硝酸盐还原菌优先于硝酸盐还原菌利用碳源，系统中无亚硝酸盐积累，系统污泥减量效果良好，VSS去除率最高可达58.7％，平均VSS去除率为48.1％。 (4)利用剩余污泥发酵耦合反硝化技术，采用A/O+UASB工艺处理低C/N比高氨氮废水，实现连续流工艺开发利用内碳源，控制UASB温度为35℃，进泥浓度SS为15g/L，HRT为5.8h时UASB出水氨氮浓度为7.9 mg/L，氨氮去除率为76.7％，系统总氮去除率可达90.5％，为污水处理厂节省碳源投加和剩余污泥减量提供新的思路。 通过本文的研究，同时实现剩余污泥内碳源的开发和高效利用，为污水处理厂解决剩余污泥产量大和脱氮内碳源不足的问题提供了一条参考途径。