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以模拟含氮磷污水为处理对象，在常温条件下，采用对比试验与机理分析方法，研究了两级SBR工艺分级优化除磷脱氮的特性和该工艺除磷、去除有机物及脱氮规律;分析了工艺的效能优势;同时也研究了单级SBR除磷系统排水前混合液磷浓度随沉淀时间的变化规律。结果表明，通过控制泥龄(除磷级5～7d，脱氮级约50d)，可以将异养的PAOs与硝化茵分别控制在两个反应器中优势生长，实现除磷与脱氮过程的优化。具体表现在：两级SBR系统可以有效地缓解有机负荷的冲击，在进水COD浓度较高的情况下，仍然能够保持其脱氮级(SBS2)具有稳定的硝化速率，且系统的最终出水可以容易并稳定地达到TP≤0.5 mg·L-1的国家标准;系统的处理效率可比单级SBR系统提高一倍;另外，两级SBR的脱氮级(SBS2)除具有优势的硝化菌种外，还能培养出适合降解难降解有机物的异养菌，使系统最终出水的COD值较单级SBR更低。单级SBR除磷系统的出水1P可以小于1.0 mg·L-1，但不能达到0.5 mg·L-1以下;该系统在沉淀开始时，PAOs就存在释磷现象，沉淀20min后，释磷对水中TP的增大作用大于沉淀去除悬浮物对水中TP的减小作用。