一种低碳城市污水除磷与短程硝化的单污泥系统序批式反应装置与方法

摘要

一种低碳城市污水除磷与短程硝化的单污泥系统序批式反应装置与方法属于城市污水处理与资源再生领域。所述装置包括序批式反应器、搅拌机、曝气设备等。方法：利用控制污泥龄、选择性排泥，维持低溶解氧，时控半亚硝化，保留聚磷菌，抑制亚硝酸盐氧化细菌，富集氨氧化细菌，快速启动了以聚磷菌和氨氧化细菌为主导的微生物系统，并优化聚磷菌与氨氧化细菌共存的微环境，使出水磷含量达到一级A标准、亚硝酸盐氮与氨氮的比值约为1：1。在沉淀排水之后，创新性地对沉淀污泥进行缺氧搅拌，利用內源反硝化将残留的亚硝酸盐氮还原成氮气。本发明解决了聚磷菌与氨氧化细菌不能和谐共存于单污泥系统中的问题，为除磷自养脱氮工艺提供一种新思路。

说明书

技术领域

本发明属于城市生活污水处理与再生领域。具体是通过改进工艺的调控 手段，同时富集聚磷菌和氨氧化细菌，从而在单污泥系统中实现除磷与短程 硝化同时进行的目的，为生物除磷与自养脱氮提供新思路。

背景技术

随着经济水平的增长，人类活动的加剧，水体污染越来越严重，其中磷 元素和氮元素污染是一项主要的危害，对自然环境及人类的健康影响极大。 目前，针对于磷元素和氮元素的去除，城市污水处理厂多采用基于传统强化 生物除磷和硝化-反硝化原理的脱氮工艺，如A²/O、氧化沟等。这些工艺虽然 对于磷元素和氮元素有一定的去除效果，但是在过程中需要外加有机碳源， 消耗大量的碱度和能源，且基建投资及运营成本较高。

因此，近几年来，研究者不断地寻找新型的除磷脱氮工艺，以期克服传 统除磷脱氮工艺的缺点，达到高效节能的目的。1989年，荷兰TNO研究人员 Mubler在厌氧流化床进行氮平衡计算时，发现其中存在大量的氮损失（最大 可达90%）不能用传统硝化-反硝化来解释。于是，他推断在厌氧状态下，可 能存在一种无需碳源便能将NH₄⁺-N氧化为N₂的过程，便为此将这一转化过程 申报了专利。随着研究不断深入，这种无需碳源的脱氮工艺厌氧氨氧化工艺 因为其相比于传统硝化-反硝化工艺脱氮方式具有明显的优点，而渐渐应用到 实际污水处理工程之中。

厌氧氨氧化工艺并不能在污水处理中至直接一步实现，所有的形式都要 先有约50%的NH₄⁺-N被氨氧化细菌氧化为NO₂^--N，才能在厌氧氨氧化细菌作 用下生成N₂。由于氨氮氧化细菌和厌氧氨氧化细菌都是自养菌，所以生活污 水中的碳源就可以全部提供给聚磷菌用来生物除磷。因此，“强化生物除磷+ 短程硝化+厌氧氨氧化技术”为耦合的污水处理工艺因为其不需要外加碳源， 低能耗、具有明显的可持续性，而成为研究者们不断探索的热点。

但是，以“强化生物除磷+短程硝化+厌氧氨氧化”直接耦合的工艺，仍 然有它无法避免的缺陷。首先，强化生物除磷阶段在沉淀过程中容易二次释 磷，所以生物除磷很难达到国家一级A标准（P≤0.5mg/L）；其次，短程硝 化的稳定性并不容易控制。曝气量过大，污泥龄过短，延时曝气等都有可能 造成短程硝化的破坏；最后，以“强化生物除磷+短程硝化+厌氧氨氧化”直 接耦合的工艺，其基建投资比较高，且结构复杂，处理过程冗长。而本专利 的提出，将从很大程度上解决这三个问题。

本专利创新性地将聚磷菌和氨氮氧化细菌富集在单污泥系统中，同时发 挥其强化生物除磷和短程硝化的作用，并取得良好的效果。首先，短程硝化 产生的亚硝酸盐氮对沉淀阶段聚磷菌的释磷有抑制作用，使生物除磷的出水 磷含量达到一级A标准得到了保证；其次，前置厌氧搅拌有利于氨氧化细菌 利用“饱食饥饿性”抑制亚硝酸盐氧化细菌，从而提高了短程硝化的稳定性； 最后，本专利将强化生物除磷和短程硝化在一个反应器中实现，这对于节省 基建投资，简化反应器结构和处理过程有很大现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在低碳城市污水条件下同时富集聚磷菌和氨 氧化细菌，集生物除磷与短程硝化于一体的单污泥系统序批式反应装置与方 法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种低碳城市污水除磷与短程硝化的单污泥系统序批式反应 装置。该装置设有1-进水水箱、2-进水泵、3-序批式反应器（SBR）、4-空气 泵、5-转子流量计、6-搅拌机、7-定时控制器、8-虹吸排泥器。生活污水从进 水水箱由进水泵抽污水进入序批式反应器，搅拌机将污水与序批式反应器中 的活性污泥混合均匀，再由空气提供曝气所需要的空气，并由转子流量计控 制曝气量的大小。所有的进水、搅拌、曝气、排水都由定时控制器控制；

1）进水水箱底部设置放空管，进水管由上部伸入进水水箱。进水水箱后 面由进水管连接进水泵，再接入序批式反应器。

2）序批式反应器（SBR）上部有可调转速的搅拌机，底部有曝气盘。曝 气盘由曝气管外接曝气泵，中间由转子流量计控制曝气量。在序批式反应器 内设有虹吸排泥器，可以灵活地吸取吸取反应器内任何部位的污泥。

3）序批式反应器（SBR）中下部有出水口，出水口由出水管连接排水电 磁阀，再接出序批式反应器。

4）所有的控制仪器，包括进水泵、搅拌机、曝气泵、排水电磁阀均由定 时控制器来控制。

本发明提供一种在该装置实现污水生物除磷与短程硝化的方法，它包括 两部分，快速启动方法和稳定运行方法。

快速启动方法：

1)首先接种污泥于反应器内：反应器所接种的污泥为市政污水处理厂 A²/O池内的回流污泥，接种污泥浓度为4.0～5.0g/L；

2)将城市生活污水加入进水水箱，换水比为1/3，调节定时控制器，按照 运行策略准备运行。具体生活污水水质如下：COD为120～280mg/L，总磷浓 度（TP）为6～8.5mg/L，氨氮浓度（NH₄⁺-N）为50～75mg/L，亚硝酸盐氮浓 度＜1mg/L，硝酸盐氮浓度＜1mg/L，碱度以CaCO₃计为300～450mg/L，pH为 7.00～7.5，SS为60～138mg/L。

3)分阶段启动策略：

第一阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌30min，曝气搅拌5小时，沉淀1小时，排水20min。控 制溶解氧DO为0.5～1.5mg/L，当氨氧化率（AOR）达到70%以上，标志第一 阶段完成。

第二阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌30min，曝气搅拌5小时，沉淀1小时，排水20min。降 低溶解氧DO为0.2～0.5mg/L,当氨氧化率超过60%，亚硝酸盐氮积累率（NAR） 达到95%以上，第二阶段完成。

第三阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌延长至4小时。曝气搅拌的时间在4～6小时调节，以10min 为单位进行微调，当氨氧化率小于60%时，延长曝气搅拌的时间；当氨氧化 率大于60%时，缩短曝气时间，控制氨氧化率为57%～63%。沉淀1小时，排 水20min。保持溶解氧DO为0.2～0.5mg/L,亚硝酸盐氮积累率达到95%以上， 出水磷含量小于0.5mg/L,第三阶段完成，这也标志着以聚磷菌（paos）和氨氧 化细菌（AOB）为主导的微生物系统启动成功。

稳定运行方法：

进水20min，厌氧搅拌4小时，曝气搅拌的时间在4～6小时调节，以10min 为单位进行微调，当氨氧化率小于60%时，延长曝气搅拌的时间；当氨氧化 率大于60%时，缩短曝气时间，控制氨氧化率为57%～63%。保持溶解氧DO 为0.2～0.5mg/L。曝气搅拌结束后，沉淀1小时，排水20min。沉淀排水之后， 进行排泥。取下排泥器，利用虹吸抽吸污泥，排掉表层（沉淀污泥厚度上部 10%以内）污泥，保留底层污泥，控制污泥龄为20±2天。排水后，对反应器 内沉淀的泥水混合液进行缺氧搅拌，利用高污泥浓度条件下的內源反硝化将 残留的亚硝酸盐氮还原成氮气，保证下一个周期的释磷阶段的完全厌氧环境。

注意事项：稳定运行过程中，随着进水水质的波动，以及气候温度的变 化等一些外部不可抗拒的影响因素，除磷效果与亚硝酸盐氮积累率基本没有 太大的变化，但是氨氧化率并不能完全保持在60%，这个时候就需要稍微调 节曝气时间。曝气搅拌的时间以10min为单位进行微调，当氨氧化率小于60% 时，延长曝气搅拌的时间；当氨氧化率大于60%时，缩短曝气时间，控制氨 氧化率为57%～63%。

本发明与传统城市污水脱氮处理方法相比较，具有以下优点：

1）装置结构简单，操作方便，自动化程度高，快速启动方法和稳定运行 方法易于控制。

2）实现以聚磷菌和氨氮氧化细菌为主导的单污泥微生物系统的快速启 动。

3）稳定运行之后，除磷效果效果好，出水总磷含量小于0.5mg/L，达到 国家一级A标准。出水COD一般在35～50mg/L，且大部分都是难生物降解的有 机物。

4）短程硝化效果稳定，亚硝酸盐氮积累率一直持续在95%以上，氨氧化 率保持在60%左右，出水亚氮与氨氮的比值在1.2～1.4之间，能够为厌氧氨氧化 工艺提供适宜比例的进水。

附图说明：

图1是序批式反应装置示意图。

图2是沉淀后表层污泥和底层污泥在相同条件下单位悬浮污泥浓度的最 大释磷量和亚硝酸盐氮生成速率变化图。

图3是启动过程中氨氧化率、亚硝酸盐氮积累率、进出水总磷浓度变化图。

图4是稳定运行过程中氨氧化率（AOR）、亚硝酸盐氮积累率（NAR）、 出水总磷浓度（TP）、出水COD浓度变化图。

图5是稳定运行过程中一个典型周期的氨氮浓度、亚硝酸盐氮浓度、硝酸 盐氮浓度、氨氧化率（AOR）、亚硝酸盐氮积累率（NAR）、出水总磷浓度 （TP）、COD变化图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并 不局限于此。

本发明低碳碳城市污水除磷与短程硝化的单污泥系统序批式反应装置与 方法，结合附图和实例对本发明做进一步说明：如图1所示，低碳碳城市污水 除磷与短程硝化的单污泥系统序批式反应装置包括1-进水水箱、2-进水泵、3- 序批式反应器（SBR）、4-空气泵、5-转子流量计、6-搅拌机、7-定时控制器、 8-虹吸排泥器。

1）进水水箱水位由浮球阀控制，水位的变化会导致进水泵流量的波动， 从而导致进水不稳，影响反应器的处理效果。水箱底部设置排空管，因为进 水为生活污水，水中杂质较多，设置排空管有利于水箱的经常清洗维修。

2）进水泵必须工况稳定，由定时控制器控制其开关。在进水泵和序批式 反应器之间有一闸阀，其作用在于可以微调进水流量的大小。

3）序批式反应器的尺寸对于混合液的氧传质效率有不可忽视的影响，本 发明所采用的反应器的尺寸为内径250mm，高度350mm，有效容积15L。

4）空气泵必须工况稳定，由定时控制器控制其开关。在空气泵和序批式 反应器之间有一转子流量计，曝气量的大小由转子流量计来控制。

5）搅拌机必须工况稳定，由定时控制器控制其开关。搅拌的速度不能太 快，否则在厌氧释磷阶段和缺氧反硝化阶段会混进空气中的氧气，而不能保 持其厌氧与缺氧的环境。这一点在缺氧反硝化阶段对沉淀污泥的搅拌更加明 显。

6）虹吸排泥器原理是利用虹吸将沉淀后的污泥抽出序批式反应器，从而 达到排泥的目的。本发明需要排走的是沉淀后表层的污泥，即沉淀泥层厚度 上部10%以内的污泥。这需要虹吸排泥器足够灵活地吸取污泥，而不是仅仅停 留在一个点抽吸污泥。抽吸污泥的量由污泥龄控制，本发明稳定运行采用的 污泥龄为20±2天。

本发明在单污泥系统序批式反应装置中实现低碳碳城市污水除磷与短程 硝化的方法，其思路为：

1）快速启动方法：

取自污水处理厂除磷工艺中的活性污泥，利用前置厌氧搅拌与低溶解氧 曝气，保留聚磷菌，抑制亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的生长，富集氨氮氧化 细菌，实现以聚磷菌和氨氮氧化细菌为主导的微生物系统的快速启动。本发 明的启动，与只富集聚磷菌和只富集氨氮氧化细菌的启动不同，它需要在单 污泥系统中同时富集聚磷菌和氨氧化细菌。本发明接种的污泥为污水处理厂 除磷工艺中的活性污泥，污泥中存在着大量的聚磷菌，少量的硝化细菌。因 此，在本发明在启动的第一阶段就是培养硝化细菌的阶段。

第一阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌30min，曝气搅拌5小时，沉淀1小时，排水20min。控 制溶解氧DO为0.5～1.5mg/L，当氨氧化率达到70%以上，标志第一阶段完成。 第一阶段就是在保留聚磷菌的同时，富集硝化细菌。当氨氧化率达到70%以 上，即意味着反应器内的硝化细菌达到了一定的量，可以进入启动的下一个 阶段。

第二阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌30min，曝气搅拌5小时，沉淀1小时，排水20min。降 低溶解氧DO为0.2～0.5mg/L,当氨氧化率超过60%，亚硝化率达到95%以上， 第二阶段完成。本阶段的主要目的是保留聚磷菌，富集氨氮氧化细菌，抑制 亚硝酸盐氧化细菌。通过降低曝气量，达到低溶解氧，利用氨氧化细菌比硝 化菌更好的氧亲和力，从而抑制硝化菌的生长，产生亚硝酸盐氮积累，当亚 硝酸盐氮积累率达到95%以上时，标志第二阶段完成，短程硝化启动成功。

第三阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌延长至4小时。曝气搅拌的时间以10min为单位进行微调， 当氨氧化率小于60%时，延长曝气搅拌的时间；当氨氧化率大于60%时，缩 短曝气时间，控制氨氧化率为57%～63%。沉淀1小时，排水20min。保持溶 解氧DO为0.2～0.5mg/L,亚硝化率达到95%以上，出水磷含量小于0.5mg/L, 第三阶段完成，这也标志着以聚磷菌和氨氮氧化细菌为主导的微生物系统启 动成功。第三阶段的主要目的是恢复聚磷菌的活性，进一步淘洗硝化菌，控 制氨氧化率，维持短程硝化的稳定，为稳定运行打下基础。

在启动过程中，洗泥这个步骤不可缺少。如果没有洗泥，上一个周期产 生的亚硝酸盐和硝酸盐会残留到下一个周期。有亚硝酸盐和硝酸盐的存在， 会破坏释磷阶段需要的厌氧环境，从而恶化聚磷菌的生长环境，造成除磷效 果难以恢复。通过这三个阶段的启动，以聚磷菌和氨氮氧化细菌为主导的微 生物系统才算完全建立，启动阶段完成。

2）稳定运行方法：

利用控制污泥龄、选择性排泥，维持低曝气量，时控半亚硝化技术，在 厌氧/曝气序批式反应器中优化聚磷菌与氨氮氧化细菌共存的微环境，达到除 磷效果良好，短程硝化稳定目的。并且在沉淀排水之后，创新性地对沉淀污 泥进行缺氧搅拌，利用內源反硝化将残留的亚硝酸盐氮还原成氮气，保证下 一个周期释磷阶段的完全厌氧环境。

运行方法：进水20min，厌氧搅拌4小时，曝气搅拌4小时，沉淀1小时， 排水20min。沉淀排水之后，进行排泥。打开底层的排泥口，排掉表层（沉淀 污泥厚度上部10%以内）污泥，保留低层污泥，控制污泥龄为20±2天。排 泥后，对沉淀的污泥进行缺氧搅拌，利用高污泥浓度条件下的內源反硝化将 残留的亚硝酸盐氮还原成氮气，保证下一个周期的释磷阶段的完全厌氧环境。

本发明所采用的排泥方式比较特殊，经过长期稳定运行发现排表层污泥 更容易达到更好的除磷效果，并且短程硝化的负荷更高。除此之外，还设计 了试验来验证：

（1）试验一：沉淀之后，取相近浓度的底层污泥和表层污泥，分析它们 在相同条件下单位悬浮污泥浓度的最大释磷量。经多次试验结果表明，表层 单位污泥浓度的最大释磷量大于底层单位污泥浓度的最大释磷量。

（2）试验二：沉淀之后，取相近浓度的底层污泥和表层污泥，分析它们 在相同条件下单位悬浮污泥浓度的氨氮氧化负荷：经多次试验结果表明结果 表明，表层单位污泥浓度的氨氧化速率小于底层单位污泥浓度的氨氧化速率。

（3）分析结果：排表层污泥相比于排混合均匀的污泥，在相同的污泥龄 下，能够排出更多的聚磷菌，更少的氨氧化细菌。从而实现要求短污泥龄的 聚磷菌和要求长污泥龄的氨氧化细菌的和谐共存。

排泥后，对沉淀的污泥进行缺氧搅拌，利用高污泥浓度条件下的內源反 硝化将残留的亚硝酸盐氮还原成氮气。缺氧搅拌的时候，搅拌速度不能太快， 否则容易混进空气中的氧气，达不到缺氧环境。搅拌的时间根据残留溶液中 的亚硝酸盐氮含量来确定，将污水中的亚硝酸盐氮还原，保证下一个周期进 水后混合液的亚硝酸盐氮的含量为零。

本发明装置结构简单，操作方便，自动化程度高，快速启动方法和稳定 运行方法易于控制。稳定运行之后，除磷效果效果好，出水磷含量小于 0.5mg/L，达到国家一级A标准。出水COD一般在35～50mg/L，且大部分都是 难生物降解的有机物。短程硝化效果稳定，亚硝化率一直持续在95%以上，氨 氧化率保持在57%左右，出水亚氮与氨氮的比值在1.2～1.4之间。但是，本方法 仍有很多可以改进的地方，例如厌氧搅拌的时间可以适当减少，好氧曝气的 曝气量可以适当调整，进水排水时间可以进一步优化，排泥的自动化程度需 要提高。

具体实施例：

接种的市政污水处理厂A²/O池内的回流污泥，接种污泥浓度为4.5g/L,接 种量为15L。本发明用水采用小区居民城市生活污水，具体生活污水水质如下： COD为120～280mg/L，总磷浓度为6～8.5mg/L，氨氮浓度为50～75mg/L，亚硝 酸盐氮浓度＜1mg/L，硝酸盐氮浓度＜1mg/L，碱度以CaCO₃计为 300～450mg/L，pH为7.00～7.5，SS为60～138mg/L。

反应器采用有机玻璃柱加工而成的序批式反应器，内径250mm，总高度 350mm，有效体积15L。如图1所示，低碳碳城市污水除磷与短程硝化的单污 泥系统序批式反应装置包括1-进水水箱、2-进水泵、3-序批式反应器（SBR）、 4-空气泵、5-转子流量计、6-搅拌机、7-定时控制器、8-虹吸排泥器。

快速启动：

1)首先接种污泥于反应器内：反应器所接种的污泥为市政污水处理厂 A²/O池内的回流污泥，接种污泥浓度为4.5g/L；

2)将城市生活污水加入进水水箱，换水比为1/3，调节定时控制器，按照 运行策略准备运行。

3)分阶段启动策略：

第一阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌30min，曝气搅拌5小时，沉淀1小时，排水20min。控 制溶解氧DO为0.5～1.5mg/L，当运行到第9天，氨氧化率达到70%以上，标 志第一阶段完成。

第二阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌30min，曝气搅拌5小时，沉淀1小时，排水20min。降 低溶解氧DO为0.2～0.5mg/L,当运行到22天，氨氧化率超过57%，亚硝酸盐 氮积累率达到95%以上，第二阶段完成。

第三阶段：洗泥：进水20分钟，沉淀1小时，排水20分钟。运行：进 水20min，厌氧搅拌延长至4小时，曝气搅拌的时间刚开始为5小时，下次曝 气以10min为单位进行微调，当氨氧化率小于60%时，延长曝气搅拌的时间； 当氨氧化率大于60%时，缩短曝气时间，控制氨氧化率为57%～63%。沉淀1 小时，排水20min。保持溶解氧DO为0.2～0.5mg/L,亚硝酸盐氮积累率达到95% 以上，当运行到35天，出水磷含量小于0.5mg/L,第三阶段完成，这也标志着 以聚磷菌和氨氮氧化细菌为主导的微生物系统启动成功。关于氨氧化率、亚 硝酸盐氮积累率和出水总磷浓度的数据变化见图3。

稳定运行方法：

1）原理：利用控制污泥龄、选择性排泥，维持低曝气量，时控半亚硝化 技术，在厌氧/曝气序批式反应器中优化聚磷菌与氨氧化细菌共存的微环境， 达到除磷效果良好，短程硝化稳定目的。并且在沉淀排水之后，创新性地对 沉淀污泥进行缺氧搅拌，利用內源反硝化将残留的亚硝酸盐氮还原成氮气， 保证下一个周期释磷阶段的完全厌氧环境。

2）运行方法：进水20min，厌氧搅拌4小时，刚开始为5小时，下次曝气 以10min为单位进行微调，当氨氧化率小于60%时，延长曝气搅拌的时间； 当氨氧化率大于60%时，缩短曝气时间，控制氨氧化率为57%～63%。曝气搅 拌至氨氧化率为60%左右，沉淀1小时，排水20min。沉淀排水之后，进行排 泥。取下排泥器，利用虹吸抽吸污泥，排掉表层（沉淀污泥厚度上部10%以 内）污泥，保留底层污泥，控制污泥龄为20±2天。排泥后，对沉淀的污泥 进行缺氧搅拌，利用高污泥浓度条件下的內源反硝化将残留的亚硝酸盐氮还 原成氮气，保证下一个周期的释磷阶段的完全厌氧环境。

3）运行过程：

在1～30天，本实例不断优化排水后对污泥的缺氧搅拌。缺氧搅拌的时候， 搅拌速度不能太快，否则容易混进空气中的氧气，达不到缺氧环境。搅拌的 时间根据残留溶液中的亚硝酸盐氮含量来确定，将污水中的亚硝酸盐氮还原， 保证下一个周期进水后混合液的亚硝酸盐氮的含量为零，实例中采用的缺氧 搅拌时间为1小时。

在30天以后，本实例采用降梯度选择污泥龄的方法，来确定本发明最适 合的污泥龄，并不断优化排泥方式，得出排表层污泥优于排底层污泥的结论。 30～60天，采用排泥方式为排底层污泥，控制污泥龄为40天。保持氨氧化率为 60%左右，亚氮积累率在95%以上，稳定之后，出水磷含量平均值在3.609mg/L。 61～91天，采用排泥方式为排底层污泥，控制污泥龄为20天。保持氨氧化率为 60%左右，亚氮积累率在95%以上，稳定之后，出水磷含量平均值在1.439mg/L。 92～122天，采用排泥方式为排底层污泥，控制污泥龄为10天。保持氨氧化率 为60%左右，亚氮积累率在95%以上，稳定之后，出水磷含量平均值在 0.927mg/L。123～153天，采用排泥方式为排表层污泥，控制污泥龄为40天。 保持氨氧化率为60%左右，亚氮积累率在95%以上，稳定之后，出水磷含量平 均值在2.769mg/L。154～214天，采用排泥方式为排表层污泥，控制污泥龄为 20天。保持氨氧化率为60%左右，亚氮积累率在95%以上，10天之后达到稳定 状态，出水磷含量平均值在0.245mg/L。稳定运行过程中氨氧化率（AOR）、 亚硝酸盐氮积累率（NAR）、出水总磷浓度（TP）、出水COD浓度的数据变 化见图4。

在稳定运行了了近2个月之后，对一个典型周期，做了一次关于氨氮浓 度、亚硝酸盐氮浓度、硝酸盐氮浓度、氨氧化率（AOR）、亚硝酸盐氮积累 率（NAR）、总磷（TP）、COD的数据分析（见图5）。从数据可以看出， 稳定运行之后，除磷效果效果好，出水磷含量小于0.5mg/L，达到国家一级A 标准。出水COD一般在35～50mg/L，且大部分都是难生物降解的有机物。短 程硝化效果稳定，亚硝化率一直持续在95%以上，氨氧化率保持在57%左右， 出水亚氮与氨氮的比值在1.2～1.4之间。本发明装置结构简单，操作方便，自 动化程度高，快速启动方法和稳定运行方法易于控制。创新性地将聚磷菌和 氨氮氧化细菌富集在单污泥系统中，同时发挥其强化生物除磷和短程硝化的 作用，并取得良好的效果。这种低碳城市污水除磷与短程硝化的单污泥系统 序批式反应装置与方法能够有很好的应用前景在于它一下优点：首先，短程 硝化产生的亚硝酸盐对沉淀阶段聚磷菌的释磷有抑制作用，使生物除磷的出 水磷含量达到一级A标准得到了保证；其次，前置厌氧搅拌有利于氨氧化细 菌利用“饱食饥饿性”抑制亚硝酸盐氧化细菌，从而提高了短程硝化的稳定 性；最后，本专利将强化生物除磷和短程硝化在一个反应器中实现，这对于 节省基建投资，简化反应器结构和处理过程有很大现实意义。