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针对城镇污水处理厂存在的运行不稳定的问题,结合南方地区BH污水处理厂A~2/O工艺在实际运行中所面临的出水N、P超标及冲击负荷问题,开展了数值模拟研究,以期为BH污水处理厂A~2/O工艺的优化运行提供可靠方案。本研究利用GPS-X生化模拟软件构建了A~2/O工艺生化模型,依次进行了静态模拟、动态模拟。在经验证可靠的模型基础上,开展单因素、多因素、多种A~2/O工艺处理效果、冲击负荷模拟实验,获得了A~2/O工艺强化脱氮除磷的控制措施。单因素模拟实验选取混合液回流比MLR、污泥回流比RAS、好氧池溶解氧浓度DO、系统SRT四个因素,分别考察这些因素对出水污染物浓度的影响。基于单因素模拟实验结果进行的四因素正交实验获得了强化脱氮除磷最佳控制方式:MLR为350%、RAS为60%、DO为1.3mg/L、系统SRT为16d。对出水TN浓度影响大小的顺序为MLR>系统SRT>RAS>DO;对出水TP浓度影响大小的顺序为MLR>系统SRT>DO>RAS。本研究条件下出水COD能够实现稳定达标,出水TN、NH4+-N、TP平均浓度为14.2mg/L、1.3mg/L、2.45mg/L,平均去除率分别为70%、96.5%、45%。考察出水TN和NH4+-N浓度,常规A~2/O工艺优于分段进水A~2/O工艺,在厌氧池和缺氧池进水分配比为50:50时,分段进水A~2/O工艺TP出水浓度小于常规A~2/O工艺。倒置A~2/O工艺最佳的控制方式为污泥回流比180%~210%,好氧段DO浓度为2mg/L。只调整好氧池和厌氧池体积时,厌氧HRT与TP去除率呈正相关,与TN和NH4+-N去除率呈负相关。本研究还考察了BH污水处理厂受冲击负荷的情况。以出水TN浓度作为冲击负荷考察指标,将冲击负荷分为连续型冲击负荷和离散型冲击负荷。结果表明:连续型冲击负荷条件下,好氧池采用精确DO控制相较于不采用精确DO控制能降低曝气量,降低污水处理厂运行费用。本研究控制措施为发生冲击负荷第一天好氧池DO设置为4mg/L,随后时段设置好氧池DO为1.5mg/L;MLR提高到350%,并在进水COD过低时投加外碳源。针对离散型冲击负荷,需要在“调整曝气量、调整混合液回流比、投加外碳源”的原则下,根据具体的进水条件及运行控制现状,进行控制措施的合理选择。