曝气生物滤池作为一个简易低耗高效的污水处理新技术,符合我国的基本国情,在我国将具有巨大的发展前景。本文针对目前小区生活污水深度处理领域所面临的问题,提出了采用作为二级处理单元的曝气生物滤池对小区生活污水进行深度处理。试验采用上向流曝气生物滤池对模拟生活污水进行了试验研究及理论分析。考察了该工艺的处理效能,研究了水力停留时间、气水比、填料层高度等因素对其工作性能的影响及作用规律,并对曝气生物滤池反应动力学作了初步研究。试验采用自然挂膜的方法对曝气生物滤池进行微生物培养,挂膜历时27d。经过27d的挂膜完成对大部分的异养菌及部分自养菌的培养,系统对COD、氨氮的去除率分别达到了45%和96%。通过对不同水力停留时间、气水比条件下,反应器对污染物去除效果的试验研究,确定该套系统最佳工艺参数为:水力停留时间为2.2h、气水比为5:1、填料层高度为105cm。最优工艺参数条件下,系统对COD、氨氮及浊度平均去除率分别为44%、98%、62%;出水平均浓度分别为31 mg/L、0.8mg/L、5NTU。出水COD值、氨氮值、浊度值均能满足《污水综合排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准的要求,达到污水深度处理的目的。反冲洗是影响曝气生物滤池处理效能的关键因素之一。通过试验确定适宜该套系统的反冲方式为:先气洗,气洗强度为18 L/(m~2·s),历时3min;再气水联合冲洗,气洗强度为18 L/(m~2·s)、水洗强度为4 L/(m~2·s),历时8min;最后单独水洗,水洗强度为4 L/(m~2·s),历时3min。反冲周期为7d。针对本试验模型建立反应器去除有机物动力学模型。通过对硝化动力学分析发现,系统对氨氮的去除可分为三个动力学限速区。第一动力学限速区:氨氮去除主要受溶解氧浓度(DO)影响。第二动力学限速区:氨氮去除受基质及DO双重作用。第三个动力学限速区:氨氮去除主要受氨氮浓度影响。建立硝化动力学模型,模型可以作为一个粗略估算模型对曝气生物滤池的运行起指导作用。