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近年来，由于氮磷等营养物质的过量排放，我国水体富营养化现象日益严重。寻求经济、高效的废水同步深度脱氮除磷技术是解决我国水体危机、实现水资源可持续利用的根本途径。双污泥理论及反硝化除磷技术的提出为我们提供了新的思路，其有效解决了许多污水处理厂单一污泥系统聚磷菌与硝化菌之间的泥龄矛盾，城市污水碳源缺乏等问题。针对这一现状，本课题以实际低C/N比生活污水为处理对象，对A2O-BAF(Anaerobic Anoxic Oxic-Biological Aerated Filter)双污泥反硝化除磷系统的同步脱氮除磷特性进行了深入研究。 A2O-BAF双污泥系统主要由A2O反应器和BAF反应器串联而成。A2O为活性污泥法，在短污泥龄条件下运行，富集反硝化聚磷菌，淘汰硝化菌，主要完成除磷和反硝化;BAF为生物膜法，在长污泥龄条件下运行，主要完成氨氮氧化。BAF硝化液出水部分回流至A2O缺氧区，为反硝化除磷提供电子受体。该工艺实现“一碳两用”，比较适合我国低C/N比污水处理，具有广阔的发展前景。 本课题首先对停运25d的悬浮填料A2O-BAF系统进行恢复启动，共用时28d，恢复启动成功后，各项出水指标稳定，反硝化聚磷菌占聚磷菌比例达到62.8％。然后采用静态试验考察了厌氧COD及厌氧反应时间对A2O-BAF系统反硝化聚磷效果的影响，同时对缺氧反硝化聚磷量与脱氮量之间的关系进行了探讨。试验表明，在试验范围内，随着厌氧COD和厌氧反应时间的增加，厌氧释磷量、PHA生成量及反硝化聚磷脱氮量均随之增加，但是反硝化聚磷量与释磷量的比值基本维持不变。缺氧段反硝化聚磷量和脱氮量之间均呈现出良好的线性关系，系数为1.007～1.053，R2为0.992～0.997，反映了A2O-BAF系统中污泥的固有特性。 城市污水可利用有机物浓度过低，碳源缺乏成为脱氮除磷的限制性因素。为了提高系统的反硝化除磷脱氮效率及碳源可利用性，主要研究了进水COD及投加方式对A2O-BAF工艺反硝化聚磷的影响。试验表明:当C/P≤34时，A2O中出现磷和硝态氮的累积，去除效果恶化;当45≤C/P≤59时，磷的去除率稳定在90％左右，出水P浓度低于0.5mg/L;当C/P≥63时，磷的去除率随C/P比的增加而下降;当C/P≥39时，C/P比的变化对COD和TN去除率影响不大，平均去除率分别高于83％和76％;当C/P=57时，系统处理效果最佳。相同质量浓度的COD，连续投加比分次投加可以获得更高的厌氧释磷量及缺氧反硝化除磷脱氮速率，提高了碳源利用率。 针对A2O-BAF工艺处理实际生活污水时产生的丝状菌污泥膨胀问题，研究了有机负荷和冬季突然降温对丝状菌污泥膨胀的影响。结果表明:当有机负荷低于0.30kg COD/(kg MLSS·d)时，系统中存在轻度的丝状菌污泥膨胀现象;当有机负荷高于0.55kg COD/(kg MLSS·d)时，容易引发严重的丝状菌污泥膨胀，调节有机负荷可使丝状菌污泥膨胀得到有效控制。冬季突然降温也会导致污泥膨胀的发生，恢复温度后，污泥沉降性能恢复正常，丝状菌污泥膨胀亦得到有效控制。 课题还研究了BAF单元微生物活性及分段进水对TN去除的影响。BAF分段进水选定为两段，容积比为1∶2，流量比为1∶1，曝气量为80L/h。试验发现，BAF对污染物的处理是生物膜和滤料间生物絮体共同作用的结果，扫描电镜观察发现，生物膜和生物絮体上的微生物形态结构及种群组成存在差异。相比底端进水，BAF两段进水运行方式，使得氨氮去除率、COD利用率及TN去除率分别增加了5.7％、8.8％和9.8％，微生物活性也得到提高。