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曝气生物滤池(BAF)是近年来受到广泛关注的一种新型污水处理技术,具有占地面积少、投资费用低、处理效率高、出水水质好等优点。现已被应用于许多污水处理厂的二级处理、深度处理以及污水的回用。本实验以陶粒为填料,自行设计了升流式两阶段BAFs(UBAFs)处理模拟生活污水。首先研究了UBAFs启动挂膜的性能,然后重点考察了反应器运行条件对COD与氨氮去除影响,并探讨了UBAFs反应器内氮流失及同步硝化反硝化情况,最后进行了反冲洗对UBAFs性能的影响。采用污泥驯化、静态以及连续培养的挂膜方式启动UBAFs反应器,历经15天(不包括污泥驯化时间),COD、氨氮去除率分别达到了80%和75%,而且出水稳定。UBAFs对生活污水处理具有良好的净化效果。在进水COD和氨氮浓度分别为200~363 mg/L和16.8~31.3 mg/L条件下,UBAFs处理出水水质均达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)标准,能够满足回用要求。滤速为12.5、24.6和49 m/d下,COD、氨氮浓度及去除率随填料层高度变化趋势几乎一致。在UBAFs填料层高度0~1.0 m段主要去除COD,此段底部营养物质丰富,有利于世代时间短的异养微生物大量繁殖,70%的COD被去除。而在1.0~2.0 m段主要去除氨氮,硝化菌类细菌在UBAFs第二阶段经培养成熟后获得稳定增长,表现出良好的硝化反硝化效果。UBAFs具有较强的抗COD冲击负荷能力, COD负荷在1.21~5.07 kg COD/(m~3·d)范围内,COD的去除率稳定在90%;同时,UBAFs也具有一定的抗氨氮冲击负荷能力,但当氨氮负荷高于0.617 kg氨氮/(m~3·d)时,氨氮的总去除率均低于80%,硝化效果明显下降。通过采用氮平衡分析方法和借助电子扫描电镜技术,初步探讨了UBAFs反应器脱氮方式是由于在UBAFs第一阶段局部厌氧环境中以传统方式进行硝化反硝化脱氮;第二阶段是在好氧条件下,异养好氧硝化菌的同步硝化反硝化脱氮。UBAFs在最不利情况下进行气水联合反冲洗效果显著,反冲洗120 min后出水COD、氨氮指标均能达到反冲前的水平。研究表明,UBAFs是适合应用于我国污水的深度处理和污水的再生与回用,应加大研究力度,加速该技术国产化推广与应用。