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本论文针对污水处理厂面临的总氮去除能力不高开展用于深度处理的反硝化生物滤池技术研究。通过建立实验室小试试验装置，研究分析了反硝化滤池不同运行条件对反硝化脱氮效果的影响，并运用微电极这一先进监测方法对相关运行条件下的滤料附着生物膜内部溶解氧和硝酸根进行监测，从微观特征参数分布和宏观进出水指标两个方面对反硝化滤池运行效果进行评价，提出了优化的工艺运行条件，为解决现有污水处理工艺总氮达标问题提供了技术支持。论文首先建立了小试规模的反硝化滤池反应器，系统考察了进水碳氮比（C/N）、水力停留时间（HRT）、进水溶解氧浓度、反冲洗条件等因素对反应器脱氮效果的影响。研究结果表明，反硝化滤池的最佳运行条件为：C/N=4，HRT=100min。进水溶解氧对碳源的投加量具有一定影响。滤池反冲洗可以保证反应器的运行稳定。其次，通过反硝化速率的测试表明，在低碳源负荷条件下，反硝化活性主要集中在碳源充足的区域；在进水C/N=4:1时，反硝化活性的分布比较平均；进水DO降低时，反硝化活性会增强。最后，在制备性能良好，尖端直径在5～30μm的溶解氧电极、硝酸盐液膜离子选择性微电极基础上，构建了反硝化滤料内部特性测试的微电极系统。考察了碳氮比4.5:1条件下生物膜内部溶解氧及硝酸根浓度分布情况，通过对浓度分布曲线的模型拟合获得了滤池不同深度上的生物膜反硝化速率常数，拟合结果与反硝化速率测试结果相吻合。