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我国北方冬季气温较低,城市污水一般在4℃15℃,平均低于10℃。常规活性污泥法在寒冷地区表现出处理效果差、出水水质达不到标准等问题。温度降低对于硝化细菌生长具有抑制作用,寒冷地区冬季污水处理厂运行时脱氮除磷效果不好,致使出水中氨氮和总氮不能达标。我国新建城区有机物含量较低,并且水质水量变化较大,对后续处理系统产生不利影响,如碳源不足导致污水处理中脱氮除磷效果下降。随着北方经济建设及水处理行业的发展,开发有利于处理低温、低碳源污水工艺具有重要意义。本试验以某城市污水处理厂曝气沉砂池出水作为原水,采用微压内循环反应器（MPSR）为主体的工艺进行现场中试研究,反应器容积为96m3,处理规模为240m3/d,曝气量为30m3/h,污泥回流量为10m3/h,污泥回流比为100%,水力停留时间9.6h,污泥龄15d。考察低温低碳源情况下MPSR对污染物去除效率、活性污泥性能、以及运行中调控问题。以期解决低温低碳源条件下常规水处理技术难以满足出水要求问题,为指导北方冬季污水处理厂设计运行提供可靠的参考依据。结果表明,反应器出口溶解氧为1.0mg/L1.5mg/L时,MPSR中心区溶解氧为00.2mg/L,反应器内部溶解氧呈现出梯度分布。试验期间平均进水温度为8.9℃、平均进水C/N为6.1,平均污泥浓度6320mg/L、氨氮负荷、总氮负荷分别为23.71g/（m3·d）、76.63g/（m3·d）条件下,平均出水COD、NH4+-N、TN、TP的浓度分别为24.26、2.31、8.18、0.15mg/L,去除率分别达到82.10%、76.85%、71.21%、82.12%,出水pH在6.707.09范围,出水水质达到《城镇污水处理污染物排放标准》GB18918-2002的一级A类标准。通过对反应器内部微生物相的检测发现,污泥活性较高,并且出现钟虫及独缩虫。MPSR中试研究结果表明,通过反应器独特结构及曝气方式,使得活性污泥与微生物充分接触,提高了系统低温低碳源条件下对有机物的去除能力。通过反应器内部构造出的好氧、缺氧、厌氧的环境,使得反应器内部可以同时进行硝化及反硝化反应,从而达到高效脱氮效果。由于MPSR采用中心进水的独特方式,且中心区域处于厌氧区域,并且反应器没有设置硝化液的回流,使得厌氧释磷过程充分进行,通过旋流的形成使厌氧区释放的磷逐步向外侧运动,缺氧区进行一部分吸磷,好氧区对释放的磷进行再吸收,从而达到很好的除磷效果。MPSR在低温低碳源条件下达到了高效的有机物去除能力以及脱氮除磷能力,为北方寒区污水处理厂设计运行提供了可靠的依据。