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传统污水处理工艺中,由于碳源、泥龄、硝酸盐等矛盾,特别在处理低碳氮比污水时,碳源不足问题使得同时脱氮除磷变得尤其困难。由于化学除磷效果稳定,因此如何更有效的解决生物脱氮问题极为重要。本文在分段进水活性污泥法基础上,通过向好氧池内投加悬浮填料,将泥法改为膜法,强化硝化效果的同时改善脱氮效果,为污水高效生物脱氮提供了新的思路。研究结果表明：(1)好氧池悬浮填料的投加能强化分段进水活性污泥法的硝化、反硝化效果。随着好氧池填充率的增加,NH3-N去除率上升,出水平均NH3-N浓度为0.25mg/l,去除率基本稳定在99.5%左右；系统TN去除率也呈现递增趋势,最大去除率为80%,与不投加填料相比,TN去除率提高了9%,系统好氧池最佳填充率为65%。(2)随着好氧池填充率的增加,各段硝化速率均呈递增趋势,15%、50%、80%填充率下三段平均硝化速率分别提高了50.9%、90.7%、118%。(3)随着好氧池溶解氧的增大,NH3-N去除率呈上升趋势,但TN的去除率先升高再降低。DO=4.0mg/l时,系统存在较明显的SND现象,且进水碳氮比越高,同步硝化反硝化现象越明显,TN去除率也相应越高。(4)系统绝大多数碳源在缺氧池被利用,总利用率为70.95%。主要包括三部分,有75.67%是作为反硝化碳源,用于细胞合成部分占19.67%,还有少部分被污泥吸附携带,体现了分段进水泥膜工艺对碳源的高效利用。(5)分段进水泥膜工艺适合多种微生物生长繁殖。原始污泥样品优势菌属仅为14种,系统运行稳定后,微生物的丰富度得到了提高,活性污泥样品的优势菌属达到20种,而生物膜样品的优势菌属可达到26种。原始污泥与系统中的微生物群落相似性仅为31%,活性污泥与填料上的生物膜中的微生物群落也存在明显差异,两者相似性仅为35%。(6)系统三段缺氧池、好氧池内细菌数均呈递减趋势。细菌数越多,速率越高；细菌数越少,速率越低,即(反)硝化速率的高低与该系统中(反)硝化细菌数量呈正相关关系。