论文选择近年刚开发的MSBR脱氮除磷工艺为基础，通过8m3/d规模的小 规模试验设备，对MSBR的脱氮除磷机理进行研究。在小规模试验的机理研究 基础上改进回流方式和厌氧池的功能，形成MSBR(II型)污水处理系统，并 用以250m3/d规模的中试。中试以上海市污水治理一期工程污水、以及以工业 污水为主的南干线污水为对象，考察了MSBR(II型)的处理能力和应用条件， 验证了小规模试验的结果研究结果。 处理同济新村生活污水时，MSBR系统在设计HRT为7.2～10hr，泥龄为 25～30天、进水CODcr≤400mg/L、TP≤6.5mg/L、氨氮≤35mg/L、总氮≤ 55mg/L条件下，可达到同时脱氮除磷的效果，出水CODcr≤50mg/L，TP≤ 1.0mg/L，氨氮≤10mg/L，总氮≤15mg/L，出水水质均达到我国的一级污水排 放标准。 对低浓度上海市污水治理一期工程的污水,改进后的MSBR(II型)(HRT= 8.65hr)的脱氮除磷是能够胜任的。MSBR(II型)反应器能在进水CODcr/TKN 为4.59～7.62较低的比值的条件下，充分利用内碳源的作用进行反硝化。温度 较高硝化顺利时，进水TN为20mg/L左右，出水TN为10mg/L左右;温度较 低硝化不顺利时，进水TN为30mg/L左右，出水TN为23mg/L左右。改进后 的MSBR(II型)除磷能力较强，在正常试验的工况一～工况四中，进水TP为 2～3mg/L，无论温度高低，出水TP达到0.6～0.9mg/L。系统对有机物的去除 效果好，出水COD约为50mg/L，BOD在20mg/L以下。 对于工业污水为主的南干线污水，MSBR(II型)系统在设计HRT为9.8hr， 泥龄为25～30天、进水CODcr≤360mg/L、TP≤7.5mg/L、氨氮≤30.6mg/L 的条件下，出水可达到CODcr≤77mg/L，TP≤3.4mg/L，氨氮≤20mg/L，出水 水质基本可以达到国家排放标准，并且处理效果比较稳定。进水浓度增加及工 业污水比例升高则难以达到排放标准。 论文分析了系统污泥周期性变化的规律，在试验的基础上推导了SBR池的 污泥变化的分段周期函数。揭示了MSBR各反应区自身特点及在整个流程中作 用：厌氧池承担有机物的酸化水解、厌氧释磷和部分反硝化的功能。曝气池的 主要功能是硝化和吸磷。缺氧池在系统中起反硝化脱氮和为厌氧池提供良好污 泥的作用。中间沉淀池的作用是泥水分离和回流厌氧池足够的聚磷微生物。系 统的两个SBR池切换分别起沉淀池和反应池的功能。通过进水分流研究了系统 的后置反硝化的作用，认为后置反硝化为聚磷菌提供更好的释磷条件。 进行了系统的微生物测定：在小规模试验装置中，假单胞菌和气单胞菌数 量分别占26.5％和36.7％，为系统的优势菌。在中试装置中，假单胞菌和气单 胞菌数量分别占2.0％和54.0％，气单胞菌为系统的绝对优势菌。文献报道的不 动细菌在本研究中并未体现优势，在小规模试验和一期中试中分别只占6.1％和 9.0％。被证明是有效聚磷菌的假单胞菌在中试装置中只有2％，而小规模试验 则达到26.5％。 讨论了系统的“生物选择”，系统内存在厌氧区的聚磷菌的生物选择条件， 使系统有良好的除磷效果。预计系统运行方式形成的微生物浓度周期性的变化 可以提供使某些微生物在强制性的周期变化中达到“共振”而得以优势增长。 在中试运行时观察到丝状菌引起的丝状膨胀现象，分别讨论了上海市污水 治理一期工程和南干线中试出现丝状膨胀的原因，指出主要是高浓度的有机物 或慢速降解有机物使厌氧池的生物选择作用减弱所引起的。还观察到系统产生 漂泥和表面活性剂在系统内积累的现象，指出表面活性剂积累是系统无撇渣装 置所致。 在进行系统设计时厌氧池和曝气池的容积负荷和有机负荷是关键，应保证 酸化的时间和硝化的低负荷。论文根据试验结果提供了MSBR(Ⅱ型)的设计 参考值：总水力停时间8～10h，其中缺氧池约0.5h，厌氧池约1.0h，泥水分 离池约0.5h，曝气池3～6h，SBR池约1.5h～2.0h×2；夏季平均污泥浓度3.0～ 4.Og/l，冬季平均污泥浓度4.0～5.Og/l;污泥负荷0.2～0.3kgBOD5/kgMLSSd； SBR池切换周期4～6h；曝气池溶解氧大于2mg/l。 关键词:城市污水，活性污泥法，MSBR工艺，一体化脱氮除磷，生物除磷， 生物脱氮，脱氮除磷微生物