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目前的城市生活污水处理厂面临提升出水指标达到的标准与工艺改造的强烈技术需求。常规的活性污泥工艺中存在如抗冲击负荷能力较差、脱氮除磷效果不稳定、出水水质较难继续提升、工艺流程较长等问题。本课题提出一种好氧颗粒污泥与膜生物反应器组合工艺处理城市生活污水,通过运行参数优化,实现其稳定性与较低能耗目标;同时考察在进水C/N比变化和高氨氮冲击下的工艺稳定性能,并对MBR内膜污染进行研究与控制;对AGS-MBR组合工艺进行技术分析,探讨工艺的实际应用价值。通过逐级提升有机负荷和缩短沉降时间,加快低有机负荷下的造粒进程,SBR采用进水-曝气-静置-排水的周期运行模式,曝气量为5 L/min,HRT为6 h,MBR的HRT为3 h,完成AGS-MBR组合工艺的启动。AGS-MBR组合工艺的日处理水量为22.608 L。经过40 d的连续运行,SV30/SV5为0.95,在SBR内形成了粒径达2 mm的好氧颗粒污泥,好氧颗粒污泥培养成熟。研究工艺的进出水主要污染物的浓度变化情况,结果表明第Ⅰ阶段SBR出水水质波动较大,至第Ⅱ阶段,组合工艺对COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别提高到93.39%、99.4%、70.89%、87%。在AGS-MBR组合工艺成功启动后,进入稳定运行期,第41 d,SBR沉降时间由6 min缩短为5 min,淘汰沉降性能较差的颗粒污泥。期间对SBR内的空气流速,MBR的HRT与气水比等运行参数进行优化。结果表明,SBR空气流速为2cm/s,MBR的HRT为3 h时,MBR内气水比为25:1,工艺出水水质较好,同时膜污染也得到有效的控制,各种污染物的处理效率均较高。调整优化后的参数运行60 d,工艺出水COD、NH4+-N、TN、TP的平均浓度分别为21.2 mg/L、0.08 mg/L、7.8 mg/L、0.4 mg/L,低于一级A标准。通过研究组合工艺对进水水质变化的适应性。结果表明,进水的C/N比小于10,SBR内的同步硝化反硝化作用受到碳源不足的影响,出水TN较高。工艺出水NH4+-N浓度在2 d后完成了对高氨氮负荷的适应。选用水力物理清洗+化学清洗方式,能够在清洗后使膜通量恢复到99%以上。最后对AGS-MBR组合工艺进行技术分析,本工艺具有实际应用价值。