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氧化沟工艺在城市污水处理厂中被广泛应用，其充氧设施依沟型不同分别采用能耗高，充氧效率较低的转刷、转碟或表曝机，而采用充氧效率高、能耗低的微孔曝气盘作为充氧设施的氧化沟实际应用较少。本文以实际城市污水为研究对象，在微孔曝气氧化沟中试装置进行了试验研究（包括培菌启动、工艺调试及正常运行），并分析了低温条件下中试装置脱氮除磷效果及低DO条件下中试装置对污染物去除及节能效果，得到如下主要结论：（1）试验在低DO浓度下启动，历时40天，控制好氧区DO浓度在0.5~1.5mg/L之间。试运行后期，MLSS稳定在4.0g/L左右，SVI稳定在230mL/g左右，污泥回流比R=50%，对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、98%、79%和58%，可以达到较理想的处理效果，试验装置启动成功；（2）低温条件下，中试装置COD的去除效果基本不受影响，但生物脱氮除磷效果会受到明显的影响，去除率随着温度的下降而降低；确保氧化沟中试装置正常处理城市污水的最低水温是11℃；当水温高于11℃时，温度的下降对硝化速率有一定的影响；（3）控制曝气区溶解氧浓度在0.5mg/L~0.9mg/L左右，污泥容积指数（SVI）在150~250mg/L之间，可使低溶解氧丝状菌污泥微膨胀状态达到稳定并长期维持；试验期间中试装置出水SS平均值低于10mg/L，对污染物COD、TP、NH3-N和TN的平均去除率分别为92.45%、96%、99.11%和82.14%，达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A标准；（4）在低DO和污泥微膨胀条件下，只要确保沟底流速≥0.15m/s，就可以保证污泥不沉降，同时降低沟中混合液流动的能量消耗；控制曝气区DO为0.5mg/L~0.9mg/L，且维持污泥微膨胀状态，既可保证处理效果，又可以节省曝气量约50％，从而降低了供气设备能耗，达到节能的目的。