随着氨氮被纳入“十二五”期间总量控制指标体系,污水生物脱氮已经成为水污染控制的一个重要研究方向。由于城市生活污水中C/N比低,反硝化碳源不足的问题已成为制约生物脱氮效率的重要因素。山西某污水处理厂采用SBR工艺,其出水TN难以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。为了确保该厂提标改造的成功,通过现场小试研究了SBR工艺脱氮的影响因素及不同外加碳源对反硝化和脱氮效果的提高。本试验主要研究了前后同时反硝化SBR工艺曝气过程中有机物降解及硝化作用的相互关系、短程硝化反硝化在低温短泥龄条件下实现的可能性、延长后搅拌时间利用内源反硝化的脱氮效果以及乙酸钠和污泥低温碳化的裂解液作为外加碳源强化反硝化作用的脱氮效果。曝气过程中有机物降解及硝化作用的相互关系研究发现：硝化和有机物降解可以同时发生。曝气开始后,有机物降解和NH4+-N氧化过程同时进行,1h内N03-N的浓度由接近0mg/L增加到12mg/L(3.5h后18mg/L)。在0.5h-1h的时间段内,CODcr值低于40mg/L后,硝化速度进一步加快。说明水中有机物的存在会影响硝化作用,但并不是抑制硝化作用并使其停止的主要因素。在保证供氧速度的情况下,硝化反应可以同时进行且速率随NH4+-N浓度的降低逐渐变缓。前期调试阶段,反应器的曝气头堵塞致供氧速度降低。水中DO低于1mg/TL,硝化作用立即停止而有机物降解可以进行。因而可以推测,降解有机物的异养菌与硝化菌争夺氧气而使硝化作用受抑制的假设可能性较大,供氧速度对硝化作用起决定性作用。在温度为18-22℃的条件下并控制污泥龄为15d没有淘洗出亚硝化细菌,没有能成功实现短程硝化反硝化的运行。在短程硝化反硝化的试验中,前曝气末N03-N为10.14mg/L, NO2-N为2.96mg/L。相对于NO3-N, NO2-N浓度较低,硝化过程中硝化菌占主导地位,亚硝化菌并没有淘洗成功,同时出水TN依然在16～20mg/L。在前曝气末CODcr为57.8mg/L,但是经过后搅拌之后CODcr反而上升为73.2mg/L。在前曝气1h的过程中,有机物减小的部分并不是完全被氧化分解,可能存在污泥的吸附作用,在搅拌过程中有机物重新被释放。SBR反应器未投加乙酸钠时,TN的去除率为68.63%-72.18%,出水TN为16.02～20.02mg/L;当乙酸钠的投加量为100mg/L时,TN的去除率为74.13%-77.98%,出水TN为14.17～16.84mg/L;当乙酸钠投加量为150mg/L时,TN的去除率达81.25%-84.77%,出水TN为9.18～13.47mg/L;当乙酸钠投加量为200mg/L时,TN的去除率为88.45%-90.45%,出水TN为5.62～8.12mg/L。当投加乙酸钠200mg时,碳源充足,反硝化呈零级动力学反应,反硝化速率为5.2mgNO3-N/gMLSS·h。乙酸钠作为外加碳源的最佳CODcr/NO3-N为2.04。投加裂解液800mmL和400mL后,反应器出水均呈黄褐色同时并含有刺激性气味,投量越小影响越小。投加裂解液800mmL后对反应器的活性污泥影响较大,SV30由40%升高到70%,污泥沉降性能变差。投加裂解液800mL后,后搅拌阶段反硝化作用得到了加强,反硝化作用去除的NO3-N为9.85mg/L,但是在后搅拌阶段反应器中NH3-N升高了10.40mg/L左右,反应器出水TN变化较小,出水TN维持在17.67～20.87mg/L,不能达到一级A标准。投加裂解液400mL后,反硝化作用去除的NO3-N为5.68mg/L,但是在后搅拌阶段反应器中NH3-N升高了3.82mg/L左右,出水TN维持在18.97～21.78mg/L,同样不能达标。虽然裂解液有机物含量较高,但是并不全是易降解的碳源,不能被反硝化菌充分利用。