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磷是导致水体富营养化的关键因素,因而,各国制定的污水排放标准中针对污水厂出水磷的浓度更为严格。对实际污水处理厂调研表明,生物营养物去除（BNR）系统好氧阶段的曝气成本占污水厂运营总费用的50%80%,同时发现绝大部分污水厂存在曝气过量现象,过曝气不仅增加运行成本,还容易引发系统失效。若污水厂在低溶解氧（DO）浓度条件下稳定达标运行,整个污水厂的处理能耗可大幅降低。此外,在磷的自然循环中,磷矿资源是由陆地向海洋的单向迁移,若不回收将会引起磷矿枯竭,因此,其回收利用已受到国际社会的广泛关注。侧流磷回收是将SBR反应器厌氧末期上清液按一定比例提取以剥夺BNR系统中磷等污染物,使其发生化学反应并生成可溶性磷酸盐结晶体,最终形成纯化学污泥沉淀后排除系统的技术。在此过程中,系统COD/P比有所上升,一定程度缓解了实际工程中污水生物除磷普遍面临的碳源（COD）不足问题。因此,将侧流磷回收技术与微好氧BNR系统耦合以实现系统内磷的高效去除及磷资源的回收再利用,具有一定的环境与经济效益。本研究第一阶段实验共进行127天,采用两个交替厌氧/好氧（An/O）模式的SBR反应器,考察了不同溶解氧浓度下BNR系统的除磷性能。研究表明,对照组反应器R1未控制DO,好氧末期DO≥6 mg·L-1,前65天内系统除磷性能稳定,出水总磷浓度<0.5 mg·L-1,但由于长期过曝气作用,97天后系统除磷性能彻底恶化,整个实验阶段（0127 d）出水总磷一级A达标率仅为39.4%。实验组反应器R2好氧段DO浓度分别控制为2、1、0.5、0.2、0.1 mg·L-1,各阶段运行初期系统除磷性能均出现小幅波动,但随后除磷率迅速回升且系统高效稳定运行,整个实验阶段出水总磷一级A达标率为94.6%,工艺性能远远高于R1。研究还发现,较低DO条件下污泥比吸磷速率变化较大,当DO=2 mg·L-1时系统比吸磷速率达到最大值,DO控制在12 mg·L-1可兼顾高效吸磷及避免过量曝气,为最优工况。此外,超低DO(0.1 mg·L-1)条件下虽然发现污泥微膨胀,但出水总磷均能达标,说明微好氧BNR系统的节能除磷具有可行性。第二阶段实验采用交替厌氧/好氧（An/O）运行的SBR反应器,在不同DO浓度(不控制、1、0.5、0.1 mg·L-1)条件下提取不同侧流比（0、1/4、1/3、1/2）厌氧上清液研究BNR系统的脱氮除磷效果及相应的磷回收性能,并考察各工况下BNR系统污泥利用不同电子受体的吸磷性能。结果表明,对于不控制溶解氧浓度的反应器,整个实验阶段系统对COD的去除较为稳定,去除率均在83.1%以上,而三个批次的侧流比实验中系统NH4+-N去除率不断降低,其中第三批次侧流比实验系统出水NH4+-N浓度上升至2.6 mg·L-1,但去除率仍保持在93.6%以上。此外,三个批次侧流比实验的生物除磷率依次为95.9%、91.7%、89.1%,前两批次实验系统的除磷率均稳定高效,但在第三批次侧流比实验中,提取1/2侧流比后系统除磷性能开始波动,除磷率最低为54.2%。研究还发现,长期提取侧流比有利于污泥减量,对污泥沉降性能影响不大。同时发现,长期提取厌氧上清液导致系统聚磷菌释磷性能逐渐下降,从而使系统逐步失去利用富磷上清液进行化学磷回收的优势。DO=1mg·L-1条件下,各个实验工况中的NH4+-N去除性能均稳定高效,但实验后期系统COD出水的残余量达到81.3 mg·L-1。在不提取侧流比实验阶段BNR系统的平均除磷率为89.4%,侧流比分别为1/4、1/3,除磷率不断上升至98.5%、99.0%,然而在侧流比为1/2阶段,除磷性能出现波动,除磷率降至65.4%。整个实验过程中,随着侧流比的增大磷回收率也逐渐上升。同时,系统TN去除率在侧流比为1/2时迅速下降,最低为50.9%。分析表明,通过提取厌氧富磷上清液以强化低好氧BNR系统除磷性能的最优侧流比工况为1/3侧流比。DO=0.5 mg·L-1条件下,整个实验阶段系统中COD与NH4+-N均能实现稳定高效去除。在提取0、1/4、1/3、1/2侧流比实验中,平均除磷率分别为92.1%、90.5%、95.2%、95.3%,说明提取厌氧上清液对微好氧BNR系统除磷影响较小。此外,长期微好氧系统中,增大侧流比污泥增殖量随之逐渐减小,但对污泥沉降性能影响甚微。DO=0.1 mg·L-1条件下,提取不同侧流比对系统COD的去除几乎没有影响,且侧流比为0、1/4、1/3系统对氨氮的去除稳定高效,但1/2侧流比系统NH4+-N去除性能不断下降并出现较大波动,氨氮去除率最低为74.5%。另外,在未提取侧流比实验中,系统平均除磷率为87.4%,1/4侧流比的除磷率逐渐上升至91.5%,但1/3、1/2侧流比除磷率逐渐降低,因此,在超低溶解氧条件下提取1/4侧流比进行磷回收并保证系统高效除磷具有可行性。对比不同DO浓度梯度实验结果得出,增大侧流比系统厌氧释磷量逐渐降低,且DO=0.1 mg·L-1条件为BNR系统释、吸磷量最低工况。此外,控制溶解氧条件下各工况运行稳定后分别投加25 mg·L-1 NO2--N与NO3--N作为聚磷菌电子受体的缺氧吸磷小试发现,系统污泥均能以NO3-为电子受体进行缺氧吸磷,但吸磷能力随各工况溶解氧浓度降低而降低;而投加NO2-后污泥吸磷效果不理想,且极易出现二次释磷现象。