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污水处理作为一项依靠耗能来改善环境的技术措施，在能源需求矛盾与日俱增的今天，其节能问题越来越受到人们的关注。能源问题现阶段已成为影响我国污水处理技术发展的重要因素，因此，在今后的城市污水处理中，水处理工艺的科学设计和节能设备的合理选择，以及大力回收污水中的潜在能量将是污水处理技术发展的必然趋势。
污水处理节能的前提是需要对工艺过程有着充分的了解和认识。通过对污水处理厂的处理工艺流程进行物流和能流分析，可以解析各处理单元的物料、能耗变化规律，筛选和确定与污水处理厂物耗、能耗关系密切的控制节点，分析各控制环节的节能潜力。因此，污水处理厂的物流和能流研究对指导污水处理厂的节能降耗具有十分重要的意义。
近年来随着污水排放标准的提高，采用投加填料提高处理效率的做法应用也越来越广泛。本研究主要对应用较广的悬浮海绵填料A2/O系统进行了中试规模的试验，分析了系统在内回流比为100％、200％、300％以及污泥龄分别为5d、10d、15d不同运行工况下的物料流向及平衡情况。研究结果表明，内回流比对系统中COD和N的流向分配有比较大的影响，最大相差将近20％；而对系统P的分配影响较小。污泥龄的变化对系统N、P的分配有较大影响，最大相差达到15％。试验表明，内回流比为200％且污泥龄为10d的是系统较为理想的运行工况，可以兼顾脱氮除磷的要求。同时，作为对比研究，对没有投加填料的A2/O系统也进行了相应的试验分析。结果表明，是否添加填料对系统的N流向分配有着较大影响，最多会相差13％左右。
试验中还对A2/O系统不同工况下的硝化速率、反硝化速率以及释磷吸磷速率进行了测定。数据表明，内回流对反硝化速率的影响是十分密切的，内回流200％的反硝化速率将近是内回流100％的3倍；污泥龄15d的硝化速率是污泥龄5d的2倍，而释磷吸磷速率就相对稳定很多，这也与物料平衡的结果有着一致性。
最后对悬浮海绵填料A2/O中试系统的内回流比为200％和污泥龄为10d的运行工况进行了能量核算，并简要分析平衡余差产生的原因和位置，从而可以指导系统运行调控，为优化系统运行，研究节能途径、制定处理系统的综合节能运行方案提供依据。