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我国现有的城市污水处理厂,当待处理污水的水量、水质等发生较大改变时,很容易出现工艺非正常运转,导致出水效果不稳定或不达标。与之相反的是,我国正逐渐针对城市污水处理厂处理后水中污染物,制订着越来越严格的排放标准。在这种背景下,急需对城市污水处理厂现有的处理工艺等进行升级改造。本文针对传统的A~2/O工艺,探讨在无需扩建或新增反应池容积、无需大量增加其他设备、操作便捷且易于管理维护的条件下,实现对其进行升级改造。具体考察通过向A~2/O工艺中投加空气动力学和流体力学性能良好的新型生物载体填料做为微生物生长的载体,形成MBBR型A~2/O复合工艺,用来提高生化单元微生物总量,提高其对COD、氨氮、TN、TP等污染指标的去除效果。对生物填料的理化性能(包括比表面积、比重、堆积个数等11个理化性能指标)的研究结果表明,本文所选用的填料在表面亲水性、耐腐蚀性以及使用寿命等方面,均符合MBBR反应器对生物载体填料的基本要求。对MBBR型A~2/O复合工艺小试试验研究结果表明,A型生物填料用于泥膜共生系统的最佳填充率为40%(优于20%和60%的填充率)。挂膜启动阶段污染物的去除特性与进水的C/N比(质量比)、DO浓度等有关。在生物膜开始形成阶段,MBBR型A~2/O复合工艺各单元pH的变化与其内所发生的生物化学反应相符合。当反应器内生物膜成熟后,MBBR型A~2/O复合工艺处理后出水的COD、氨氮、TP、TN都基本能够达到一级A标准(GB18918-2002)的要求。稳定运行期间,反应器在污泥回流比对反应器的运行效果有一定的影响,最佳污泥回流比为80%。对反应器中的污泥特性的研究结果表明,MBBR型A~2/O复合工艺反应器中的生态系统完全,食物链较长,污泥活性较高,还具有一定的污泥减量化效果,污泥的平均产量仅为0.33kgMLSS/kgCOD,为传统A~2/O工艺的一半左右。根据以上研究结论,针对哈尔滨信义污水处理厂的传统A~2/O处理工艺,对其改造成MBBR型A~2/O复合工艺的投资成本与综合效益做以简要分析。