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在系统分析现有污水处理厂存在进水水质中SS含量较高、出水总氮不能达标排放及剩余污泥含水量较高等问题的基础上,通过现场调研与实验、实测相结合的方式,指出了进水SS含量高的原因,提出采用增加平流沉砂池来化预处理,降低出水SS含量,减少其对生物作用的负面影响；通过考察生物硝化与反硝化作用的效果,揭示出水总氮超标的原因,提出减小污泥负荷、延长水力停留时间和增补优势菌种PCN等措施,有效提高生物硝化与反硝化效率,出水总氮实现达标排放；运行相关软件包对进、出水水质参数的相关性进行了分析,揭示了进水BOD5/TN对出水TN两变量中度负相关,进水BOD5/TP对出水TP两变量低度负相关,进水BOD5/COD对出水TP相关程度弱,进水SS/BOD5对出水TN基本不相关等进水水质与出水水质间的关联性,为污水处理厂的提标改造提供借鉴。对剩余污泥含水量高的原因进行了分析,通过改造脱水设备降低污泥含水率。通过工艺改造后的系统运行分析发现,工艺改造后的各项水质指标均有较大幅度的提升,COD、TN、NH3-N、TP及SS的去除率分别达到84%,30%,94%,76%和95%以上,出水指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放标准；污泥含水率在60%以下；且改造后的工艺具有运行稳定,抗冲击负荷的能力。