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在城市污水生物脱氮工艺中,越来越多的研究表明硝化反硝化反应可以在奥贝尔氧化沟(Orbal)工艺的外沟道中同时进行,与传统的生物脱氮工艺相比,同时硝化反硝化可以减少反应设备的数量和尺寸,降低氧气的供给从而节省能耗,减少甚至不需要碳源的投加,节省药剂费用等。但就奥贝尔氧化沟的工艺构型来看,三沟道的圆形或椭圆形沟型对于狭长的工程选址地来说,平面布置相对困难;而且奥贝尔氧化沟需要独立的二沉池,占地较大;中心岛消耗一定的面积,增加了无效占地;另外,二沉池的污泥回流依靠动力回流,增加了基建和运行费用。为此,在对传统生物脱氮工艺、奥贝尔氧化沟生物脱氮工艺的空间特点进行分析的基础上,本试验保留了奥贝尔氧化沟外沟道低氧条件下的同时硝化反硝化特点,借鉴了卡罗塞尔氧化沟的跑道型构型和回流方式,同时将侧沟式一体化氧化沟的侧沟固液分离技术融合进来,提出了改良型的奥贝尔氧化沟模型。与典型奥贝尔工艺相比,改良型奥贝尔工艺简洁紧凑,无需建造单独的二沉池,占地可减少1/3～1/2;而且污泥和硝化液回流都能依靠水力回流,节省了动力回流的能量投入。在改良奥贝尔工艺模型上进行试验,重点考察DO、F/M、C/N、HRT 和SRT各个运行参数对改良型奥贝尔氧化沟模型的运行效果的影响。试验结果表明,在其它参数相同的情况下,将外沟道的溶解氧分别控制在0.3～0.6mg/l 和0.6～0.9mg/l 两个水平,外沟道中TN 去除率分别为80.0%和70.9%;系统中污泥负荷分别为0.1gCOD/gMLSS·d、0.07 gCOD/gMLSS·d、0.05 gCOD/gMLSS·d 时,随着污泥负荷的降低,TN 的去除率却是上升的,分别为80%、83%、84.1%;本试验中,当C/N 为4 时,仅能获得58%的脱氮率,当C/N 为7 或更高时脱氮率能达到80%以上,进水C/N 比值越高,总氮的去除率越高;在本试验中采取的水力停留分别为12h、18h、24h 时,外沟道中的总氮去除率随水力停留时间的增加而增加,分别为78.6%、82.0%和83.0%;当系统泥龄分别为18d、20d、24d 时,系统平均TN 去除率分别为75.6%、78.5%、83.0%,随着泥龄的增大TN 的去除率增加;改良型奥贝尔模型的低氧条件并没有降低COD 的去除效果,系统0-2-1mg/l的溶解氧梯度分布使得COD 去除率一般都在80%～86%之间;本试验中磷的去除效果不好,去除率基本在40%～50%之间,有的甚至低于35%,出水磷的浓度在1.28～2.38mg/l 之间,低于1.0mg/l 的出水排放标准。