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废水生物处理研究中，传统的观点认为好氧反应需要以氧作为电子受体，而氧对厌氧菌有毒害或抑制作用，所以一般将厌氧微生物和好氧微生物在时间或空间上严格分离，认为好氧反应和厌氧反应是两个独立过程。但有研究表明：在微氧条件下，兼性菌、厌氧菌和好氧菌能同时存在于同一个反应器中。与传统的好氧或厌氧相比，微氧环境中微生物的种类更加全面，兼性菌、好氧菌和厌氧菌多菌种协同作用，因而颗粒污泥表现出更高的活性，从而提高了系统的处理效果。近年来，微氧水处理工艺引起了越来越多的研究者关注，成为一种新的水处理技术。
试验采用自行设计的内循环（IC）反应器，接种厌氧颗粒污泥，以人工葡萄糖配水为基质，在35±1℃条件下进行厌氧启动，分析了厌氧启动过程中的运行特性。整个厌氧启动历时52 d，容积负荷从试验开始时1．42 kgCOD/（m3·d）增加到56．42 kgCOD/（m3·d），进水COD由1000 mg/L提高到7000 mg/L，水力停留时间从17．1h缩短到3．6h，COD去除率稳定在88．3％～98．0％，出水pH值稳定在7．0左右，出水VFA保持在200 mg/L以下，系统运行稳定。
通过在出水回流桶内进行曝气充氧，使含氧的回流水从IC反应器底部进入，反应器处于微氧状态。对IC反应器在微氧和厌氧条件下的运行特性进行了对比研究，分析了IC反应器在微氧条件下高效稳定运行的可行性。试验结果表明：IC反应器在进水COD分别为1000 mg/L、2000 mg/L、2600 mg/L、3300 mg/L、4000 mg/L时，与厌氧相比，微氧时（溶解氧控制在0．5～1．0mg/L）COD去除率分别增长了4．0％、4．0％、2．6％、1．5％、0．9％，生物产气量分别增长了160．0％、137．0％、78．0％、90．5％、50．9％；微氧时，出水VFA能控制在200 mg/L以下，但与厌氧时相比，微氧时VFA值更低、波动更小、变化更平稳。试验过程中研究了出水回流比的优化，结果表明：最佳出水回流比为2，此时COD去除率达98．0％，平均产气量为12．2 L/h，出水VFA稳定在100 mg/L以下。氨氮废水试验研究发现，进水NH4+-N浓度<600 mg/L，NH4+-N去除率稳定在70％以上，当进水氨氮浓度为480．3 mg/L时，NI-14+-N去除达到最佳效果，其去除率为84．7％。
试验过程中，对IC反应器内颗粒污泥的特性进行了研究。结果表明：厌氧启动过程中，颗粒污泥颜色由黑色变为灰黑色，球形度更高；随着容积负荷的增大，颗粒污泥粒径逐渐增大，活性得到提高，污泥颗粒化由86．3％增大到96．5％；沉降速度由14．5～68．6 m/h增大到16．1～75．6 m/h；微氧试验过程中，颗粒污泥颜色以灰黑色为主，粒径减小，粒径主要集中在0．5～4 mm范围内，污泥颗粒化降为93．6％，沉降速度降为15．3～60．4 m/h；试验结束时，污泥颜色仍以灰黑色为主，颗粒密实，粒径有所减小，污泥颗粒化程度为91．3％，而沉降速度增大到18．3～82．8 m/h。