CN110240274B

CN110240274B - 一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺

Info

Publication number: CN110240274B
Application number: CN201910573963.3A
Authority: CN
Inventors: 罗亚红; 别俊红; 张会杰; 秦静; 岳远康; 韩鑫鑫; 刘莹慧; 黄玉龙
Original assignee: Henan Normal University
Current assignee: Henan Normal University
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2039-06-28
Also published as: CN110240274A

Abstract

本发明公开了一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，SBR 1反应器以预缺氧/厌氧/好氧PreA/An/O工艺运行，进行短程硝化和好氧除磷，SRT控制在10d，产生含NO₂ ^‑‑N的出水；SBR 2反应器以厌氧/缺氧/好氧An/A/O工艺运行，其中A段时抽取中间集水池中SBR 1反应器的NO₂ ^‑‑N出水，进行反硝化除磷，O段进一步硝化和内源反硝化脱氮，SRT控制在22 d，各反应段的反应时间均由在线监测的ORP、pH和DO实时变化规律确定。本发明工艺利用短程硝化和反硝化除磷耦合的节能优势，将污水中有限碳源充分转化为DPAOs和DGAOs的胞内碳源PHAs贮存，为后续反硝化吸磷和脱氮提供能量，数控系统将两级反应进程可控化，使运行效果更稳定、节能。

Description

一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺

技术领域

本发明属于污水处理与再生技术领域，具体涉及一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺。

背景技术

污水氮磷营养物的过量排放导致水体富营养化，极大影响了自然生态环境和人体健康。目前我国城市污水厂多采用活性污泥法脱氮除磷，但由于污水碳源含量低，脱氮除磷微生物竞争激烈，导致处理出水难稳定达标。

近年发现的短程硝化-反硝化除磷技术，为解决这一问题提供了可能。短程硝化是利用氨氧化菌（AOB）硝化氨氮（NH₄ ⁺-N）获得产物亚硝酸盐（NO₂ ^--N）的过程，与传统全程硝化相比，可节省50%曝气能耗。而反硝化除磷则是以硝酸盐（NO₃ ^--N）或NO₂ ^--N为电子受体进行吸磷，其主导微生物为反硝化除磷菌（DPAOs）。将短程硝化和反硝化除磷过程耦合，利用NO₂ ^--N做反硝化除磷的电子受体，则可实现氮磷的同步高效去除。事实上，在缺氧和好氧脱氮的过程中，还存在着一种反硝化聚糖菌（DGAOs）也参与了脱氮，该类细菌的代谢与DPAOs相似，都是在厌氧（An）段利用有机碳源合成内碳源—聚羟基脂肪酸酯（PHAs），再在缺氧（A）环境下分解PHAs反硝化脱氮并生成糖原，只是不除磷。因此，如能强化DPAOs和DGAOs这类内源贮存微生物在An段的内源合成和利用，则能实现短程硝化内源反硝化除磷脱氮。

短程硝化内源反硝化除磷系统效率不高的主要原因是亚硝化率不稳定、NO₂ ^--N型DPAOs占比不高以及DGAOs与DPAOs之间的竞争难控制等。然而，这些问题都与进水水质波动和反应进程不可控有关。本发明以低碳源生活污水为研究对象，采用两级SBR反应器，配以在线监控及控制系统（PLC），通过分析短程硝化、内源合成、反硝化除磷脱氮进程与反应器内的氧化还原电位（ORP）、pH和溶解氧（DO）变化之间的关系，实时调控反应器运行，将不同功能菌群在时间和空间上分级强化，优化内源储存及消耗，提高NO₂ ^--N型DPAOs富集比例，实现稳定的短程硝化内源反硝化除磷脱氮，为污水厂的节能降耗运行提供技术支持。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，该工艺是一种针对低碳源生活污水节能高效的处理工艺，通过实时控制一套两级式SBR系统进行高效的短程硝化内源反硝化除磷而实现。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案，一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，所用装置由两个分级的、不同工况运行的SBR反应器和一个中间集水池组成，第一级为SBR 1反应器，第二级为SBR 2反应器，其中SBR 1反应器以预缺氧/厌氧/好氧（PreA/An/O）工艺进行短程硝化和好氧除磷反应，出水仅含高浓度NO₂ ^--N；SBR 2反应器以厌氧/缺氧/好氧（An/A/O）工艺运行，其中A段时从中间集水池吸取SBR 1反应器的NO₂ ^--N出水，进行反硝化除磷，工艺最终处理水由SBR 2反应器排水阀排放。SBR 1反应器和SBR 2反应器为柱状反应器，SBR 1反应器与SBR 2反应器的有效容积比为2:3，SBR 1反应器排水口在器壁1/2有效水深处，SBR 2反应器排水口在器壁1/3有效水深处，SBR 1反应器和SBR 2反应器周期末的排水比分别为1/2和2/3。为保证两SBR反应器的运行周期衔接，其间设一中间集水池暂存SBR 1反应器含的NO₂ ^--N出水，集水池容积不低于2倍SBR 1反应器排水量，池内设一连接SBR 2反应器的吸水口，SBR 2反应器可在A段时通过蠕动泵从池内吸水，进行反硝化除磷。SBR 1反应器和SBR 2反应器每周期初始取水均取自同一污水箱，取水水量和水质相同。两级SBR反应器内均放置一套连接PLC的在线ORP、pH和DO监测仪器，对各SBR反应器中的反应进程实时反映，并根据特征数值实时控制。本工艺将AOB、NO₂ ^--N型DPAOs和DGAOs等功能菌在时间和空间上分开培养，并通过在线监测和调控系统实现了反应进程的可控，利于短程硝化内源反硝化除磷效果的强化，工艺运行主要包括以下步骤：

1）首先接种A/O工艺污水厂污泥，硝化和除磷效果良好，接种后使SBR 1反应器和SBR 2反应器内在An段的污泥浓度（MLSS）分别为3000~3500 mg/L和3500~4000 mg/L，SBR 2的MLSS稍高于SBR 1反应器，利于缓冲SBR 2反应器在A段吸取中间集水池水时对反应器中生物量的稀释。

2）在水温18~20℃条件下，运行SBR 1反应器进行短程硝化和好氧除磷，获得高浓度NO₂ ^--N出水的具体方法为：采用COD质量浓度为300~355 mg/L、NH₄ ^--N质量浓度为78-90mg/L、NO₂ ^--N质量浓度为0~0.5 mg/L、NO₃ ^--N质量浓度为0~0.7 mg/L、TN质量浓度为93~102mg/L、TP质量浓度为5.5~6.5 mg/L、pH为7.0~7.3的实际生活污水，运行周期包括PreA段、进水段（5 min）、An段、O段、沉淀段（30 min）、排水段（5 min）和闲置段，过程中反应器内的pH、ORP和DO数值传输至控制系统PLC，并通过其对反应进程的实时控制。周期开始时，PreA段不进水，旨在缺氧去除上一周期污泥中残留的NO₂ ^--N，以优化An段厌氧释磷和PHAs合成。PreA段的反应时间由ORP和pH数值决定，当ORP下降至最低，pH上升至最高，二者均稳定时，表明反硝化完成，控制PreA段结束。开启An段，反应器从污水箱一次性吸取污水4 L，污水碳源不断被水解微生物降解为挥发性脂肪酸（VFAs），好氧除磷菌（PAOs）再利用VFAs合成PHAs并释磷，因此，pH先出现短暂下降，而后随着VFAs被PAOs利用和磷酸根（PO₄ ³⁺）释出，pH开始逐渐上升，ORP持续下降；当PAOs合成PHAs即将完成，释磷逐渐结束，VFAs也产出变缓，二者引起的pH升降相互抵消，开始出现“平台”，ORP继续下降。此pH“平台”的出现标志着PAOs内源贮存和PO₄ ³⁺释放的最高点，继续厌氧反应PAOs则会为维持生存而分解PHAs吸磷。因此，当pH上升至“平台”出现，控制An段结束。开启O段，DO浓度维持在0.1~0.3 mg/L，PAOs开始利用PHAs吸磷，AOB开始硝化NH₄ ⁺-N，ORP先快后缓地升高至稳定“平台”，pH值因残余VFAs降解先短暂升高后持续降低，当pH和DO值均突升，表明除磷和硝化完成，控制O段结束，同时排泥维持SRT=10d。而后沉淀30min，排水5min共4L至中间集水池，系统闲置。SBR 1反应器维持以上工况直至出水亚硝化率（NO₂ ^--N/NO_x ^--N）达95%以上，TP浓度低于0.5 mg/L，NO₂ ^--N浓度40-45mg/L。

4）在水温18~20℃条件下，SBR 2反应器富集DGAOs和NO₂ ^--N型DPAOs进行内源反硝化除磷脱氮的具体方法为：采用COD质量浓度为300~355 mg/L、NH₄ ^--N质量浓度为78~90 mg/L、NO₂ ^--N质量浓度为0~0.5 mg/L、NO₃ ^--N质量浓度为0~0.7 mg/L、TN质量浓度为93~102 mg/L、TP质量浓度为5.5~6.5 mg/L、pH为7.0~7.3的实际生活污水，运行周期包括进水段（5min）、An段、进NO₂ ^--N水段（5 min）、A段、O段、沉淀段（30 min）、排水段（5 min）和闲置段，过程中反应器内的pH、ORP和DO数值传输至控制系统PLC，并通过其对反应进程的实时控制。周期开始时，进水段（5 min）和An段同时开始，反应器从污水箱一次性吸取污水4 L，污水碳源不断被水解微生物降解为VFAs，再被DPAOs和DGAOs合成内源PHAs，PO₄ ³⁺逐渐被释放。因此，pH先出现短暂下降，而后随着VFAs被利用和PO₄ ³⁺释出，pH开始逐渐上升，ORP持续下降；当DPAOs合成PHAs即将完成，PO₄ ³⁺释出趋缓，VFAs产出和消耗也变慢，仅剩DGAOs继续合成PHAs，此时pH出现第一个短暂“平台”；当DPAOs完成释磷，PO₄ ³⁺浓度达稳定最高，VFAs继续被DGAOs利用，导致pH的继续上升，直到DGAOs内源贮备完成，pH出现第二个最高稳定“平台”，同时ORP也降至最低稳定“平台”，标志着DPAOs和DGAOs的内源全部贮备完成，控制An段结束。开启A段，与进NO₂ ^--N水段（5 min）同时进行，反应器一次性从中间集水池取水4 L，DPAOs和DGAOs开始利用PHAs反硝化吸磷和脱氮，在考虑进水稀释作用的前提下，当ORP上升至最高，pH降低至最低，二者均稳定时，表明反硝化除磷完成，控制A段结束。开启O段，DO浓度维持在0.1~0.3 mg/L，AOB开始硝化NH₄ ^--N产生NO₂ ^--N，DGAOs同时利用PHAs反硝化NO₂ ^--N，因此，ORP先快后缓地升高，pH值持续降低，当ORP降至稳定“平台”，pH和DO均突升，表明硝化和内源脱氮完成，控制O段结束，同时排泥维持SRT=22 d。而后沉淀30 min,排水5 min共8 L，系统闲置。维持此工况，直至SBR 2反应器出水NH₄ ^--N质量浓度低于2.0 mg/L，TN质量浓度低于15 mg/L，TP质量浓度低于0.5 mg/L，NO₂ ^--N型DPAOs占PAOs比例80%以上。

本发明工艺利用短程硝化和反硝化除磷耦合的节能优势，将污水中有限碳源充分转化为DPAOs和DGAOs的胞内碳源PHAs贮存，为后续反硝化吸磷和脱氮提供能量，数控系统将两级反应进程可控化，使运行效果更稳定、节能。

附图说明：

图1是基于实时控制两级式短程硝化内源反硝化除磷装置示意图；

图中：1-污水箱，2-电磁排水阀，3-控制系统PLC，4-蠕动泵，5-搅拌机，6-ORP、pH和DO在线监测仪，7-电磁气阀，8-微孔曝气盘，9-空压机，10-中间集水池；

图2是本发明工艺SBR 1反应器中的pH、ORP和DO浓度数据及污染物浓度变化情况；

图3是本发明工艺SBR 2反应器中的pH、ORP和DO浓度数据及污染物浓度变化情况；

图4是本发明工艺SBR 1反应器和SBR 2反应器中NO₂ ^--N型DPAOs占PAOs比例对比；

图5是本发明工艺SBR 2反应器中污泥的PHAs和糖原的周期变化情况。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于此。本发明所述的基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，其思路为：

为解决NO₂ ^--N型内源反硝化除磷进程难控制、效率不稳定的问题，本发明采用两级式SBR系统，分级富集亚硝化和内源反硝化除磷功能菌群，并通过在线监测控制系统对各反应器内的反应进程进行实时控制，实现了高效亚硝化和NO₂ ^--N型反硝化除磷比率。

如图1所示，一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷装置，主要由污水箱1、电磁排水阀2、控制系统PLC 3、蠕动泵4、搅拌机5、ORP、pH和DO在线监测仪6、电磁气阀7、纳米微孔曝气盘8、空压机9和中间集水池10组成。该装置中的两个SBR反应器均由有机玻璃制成，其中第一级SBR 1反应器有效容积为8 L，其电磁排水阀2位于器壁1/2有效水深处，周期排水4 L；第二级SBR 2反应器有效容积为12 L，其电磁排水阀2位于器壁1/3有效水深处，周期排水8 L。两级SBR系统均从一个污水箱1中取水，其间设一10 L的中间集水池10，暂时贮存SBR 1反应器的排水，中间集水池10中的贮水可通过设于底部的吸水口泵入SBR 2反应器中。SBR 1反应器以预缺氧/厌氧/好氧（PreA/An/O）工艺运行，进行短程硝化和好氧除磷，SRT控制在10 d，产生含NO₂ ^--N的出水；SBR 2反应器以厌氧/缺氧/好氧（An/A/O）工艺运行，SRT控制在22 d，A段时抽取中间集水池10中SBR 1反应器的NO₂ ^--N出水，进行反硝化除磷，O段进一步硝化和内源反硝化脱氮。

基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷的方法，主要包括以下步骤：

1）SBR 1反应器中的搅拌机5开始搅拌闲置后的沉淀污泥，控制转速150 r/min，启动PreA段，去除污泥中残余的NO₂ ^--N，该段不进污水。反应器中的ORP、pH和DO在线监测仪6在线采集SBR 1反应器中各项指标变化，并将信号传递至控制系统PLC 3。运行过程中，DO一直保持0 mg/L，ORP不断降低，pH不断升高，当ORP和pH分别降低和升高至稳定，二者采集的曲线形成“平台”时，表明残余的NO₂ ^--N质量浓度已达最低，PreA段结束。

2）启动SBR 1的An段，4 L含氮磷的生活污水由污水箱1通过蠕动泵4打入SBR1反应器，搅拌机5持续搅拌。ORP开始持续下降，pH先出现短暂下降，而后再开始逐渐上升，当一个pH“平台”出现，An结束，开始曝气。

3）启动O段，控制DO=0.1~0.3 mg/L，ORP开始先快后缓地升高，最后稳定在最高平台，pH值先短暂升高后持续降低，直至最低点后突然上升，同时DO值也突升，控制该段结束以pH和DO折点出现为准。系统维持此工况直至SBR 1反应器出水亚硝化率（NO₂ ^--N/ NO_x ^--N）达到95%以上，TP质量浓度低于0.5 mg/L，NO₂ ^--N质量浓度44~50 mg/L，周期排水由电磁排水阀2排入中间集水池10暂存。SBR 1反应器沉淀30 min，排水5 min共4L进入闲置段。

4）SBR 2反应器启动An段，经蠕动泵4从污水箱1中抽取4 L原污水，搅拌机5持续搅拌，ORP逐渐降低至最低平台，pH值先短时降低，后持续上升直至出现第二个高值“平台”。当ORP最低平台和第二个pH高值“平台”同时出现时，控制An段结束。

5）启动A段，SBR 2反应器经蠕动泵4从中间集水池10中吸取SBR 1反应器含NO₂ ^--N排水4 L，开始反硝化除磷，ORP逐渐升高，pH值逐渐降低，当ORP高值和pH低值平台同步出现，反应完成，控制A段结束。

6）启动O段，控制DO=0.1~0.3 mg/L，ORP开始先快后缓地升高，最后稳定在最高“平台”，pH值先短暂升高后持续降低，直至最低点后突然上升，同时DO值也突升，控制该段结束以pH和DO折点出现为准。系统维持此工况直至SBR 2反应器出水TP质量浓度低于0.5 mg/L，NH₄ ^--N质量浓度低于5.0 mg/L，TN质量浓度低于15 mg/L，周期排水由电磁排水阀（2）排放。SBR 2反应器沉淀30 min，排水5 min进入闲置段。

具体实施例：

基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷装置的构型：主要由污水箱1、电磁排水阀2、控制系统PLC 3、蠕动泵4、搅拌机5、ORP、pH和DO在线监测仪6、电磁气阀7、纳米微孔曝气盘8、空压机9和中间集水池10组成。该装置中的两个SBR反应器均由有机玻璃制成，其中第一级SBR 1反应器有效容积为8 L，其电磁排水阀2位于器壁1/2有效水深处，周期排水4 L；第二级SBR2反应器有效容积为12 L，其电磁排水阀2位于器壁1/3有效水深处，周期排水8 L。两级SBR系统均从一个污水箱1中取水，其间设一8 L的中间集水池10，暂时贮存SBR 1反应器的排水，中间集水池10中的贮水可通过设于底部的吸水口泵入SBR 2反应器中。SBR 1反应器以预缺氧/厌氧/好氧（PreA/An/O）工艺运行，进行短程硝化和好氧除磷，SRT控制在10d，产生含NO₂ ^--N的出水；SBR 2反应器以厌氧/缺氧/好氧（An/A/O）工艺运行，SRT控制在22d，A段时抽取中间集水池10中SBR 1反应器的NO₂ ^--N出水，进行反硝化除磷，O段进一步硝化和内源反硝化脱氮。

SBR 1反应器有效容积8 L，排水阀位于侧壁，周期排水量4 L，进入一有效容积为10 L的中间集水池暂存，池中设有连接SBR 2反应器的吸水口，SBR 2反应器A可从该池取水。SBR 2反应器有效容积12 L，排水阀位于侧壁，周期排水量8 L。SBR 1反应器和SBR 2反应器共用同一污水箱，周期取水水量和水质相同。

采用的实验污水水质为：COD质量浓度为300~355 mg/L、NH₄ ^--N质量浓度为78~90mg/L、NO₂ ^--N质量浓度为0~0.5 mg/L、NO₃ ^--N质量浓度为0~0.7 mg/L、TN质量浓度为93~102mg/L、TP质量浓度为5.5~6.5 mg/L、pH为7.0~7.3。

工艺运行工况和控制过程如下：

1）SBR 1反应器以PreA段、进水段、An段、O段、沉淀段、排水段和闲置段周期运行，维持系统MLSS=3000~3500 mg/L，SRT=10d，运行开始时，PreA段不进污水，搅拌机以转速150r/min搅拌沉淀污泥，反应时间以ORP降至38 mv、pH升至7.20，二者均形成稳定“平台”为标志，控制PreA段结束，历时约50min；An段开始时同时进水，一次性从污水箱取污水4 L，反应时间以pH升至7.27一短暂“平台”为标志，控制An段结束，历时约100min；O段维持DO=0.1~0.3 mg/L，反应时间以pH和DO同时突升为标志，控制O段结束，历时约150min，立即排泥水混合物800 mL，而后沉淀30min，排水5min共4 L至中间集水池，系统闲置。过程中，PreA段末的COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为40.3 mg/L、0.2 mg/L、0.2 mg/L、0 mg/L和19.6mg/L，An段末的COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为67.3 mg/L、49.2 mg/L、22.8 mg/L、0.2 mg/L和0.3 mg/L，最终O段末出水的COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为42.2mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、2.0 mg/L和42.1 mg/L，亚硝化率为95.4%，除磷途径为好氧除磷，NO₂ ^--N-DPAOs仅占45.4%。

2）SBR 2反应器以进水段、An段、A段、O段、沉淀段、排水段和闲置段周期运行，维持系统初始MLSS=3500~4000 mg/L，SRT=22d，运行开始时，An段和进水段同时开始，一次性从污水箱取污水4 L，反应时间以pH由7.1升至7.4第二个稳定“平台”为标志，控制An段结束，历时约160min；A段自中间集水池抽水4 L，反应时间以ORP升至-58mv、pH值降至7.04，二者均形成稳定“平台”为标志，控制A段结束，历时约70min；O段维持DO=0.1~0.3 mg/L，反应时间以pH和DO同时突升为标志，控制O段结束，历时约120min，排泥400 mL，而后沉淀30 min，排水5 min共8 L，系统闲置。过程中，An段末的PHAs和糖原浓度分别为3.5和2.6 mmol C/g·VSS，COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为52.3 mg/L、43.3 mg/L、24.1 mg/L、0.2mg/L和0.3 mg/L；A段末的PHAs和糖原浓度分别为0.9和2.3 mmol C/g·VSS，COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为50.1 mg/L、31.3mg/L、2.3 mg/L、0.2 mg/L和0.2 mg/L；O段末的PHAs和糖原浓度分别为0.6和2.9 mmol C/g·VSS，出水COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为48.3 mg/L、0.5 mg/L、0.1 mg/L、1.3 mg/L和12.2 mg/L，指标均符合一级A排放标准，主导PAOs为NO₂ ^--N-DPAOs，占总除磷菌的89.7%。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims

1.一种基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，其特征在于：所用装置由污水箱、电磁排水阀、控制系统PLC、蠕动泵、搅拌机、ORP、pH和DO在线监测仪、电磁气阀、纳米微孔曝气盘、空压机和中间集水池组成，该装置中的两个SBR反应器均由有机玻璃制成，其中SBR 1反应器有效容积为8 L，其电磁排水阀位于器壁1/2有效水深处，周期排水4L；SBR 2反应器有效容积为12 L，其电磁排水阀位于器壁1/3有效水深处，周期排水8 L，两级SBR反应器均从同一个污水箱中取水，其间设一10 L的中间集水池，暂时贮存SBR 1反应器的排水，中间集水池中的贮水可通过设于底部的吸水口泵入SBR 2反应器中，SBR 1反应器以预缺氧/厌氧/好氧工艺运行，进行短程硝化和好氧除磷，SRT控制在10 d，产生含NO₂ ^--N的出水；SBR 2反应器以厌氧/缺氧/好氧工艺运行，SRT控制在22 d，A段时抽取中间集水池中SBR 1反应器的NO₂ ^--N出水，进行反硝化除磷，O段进一步硝化和内源反硝化脱氮；

SBR 1反应器以PreA段、进水段、An段、O段、沉淀段、排水段和闲置段周期运行，维持系统MLSS=3000~3500 mg/L，SRT=10 d，运行开始时，PreA段不进污水，搅拌机以转速150 r/min搅拌沉淀污泥，反应时间以ORP降至38 mv、pH升至7.20，二者均形成稳定“平台”为标志，控制PreA段结束，历时约50min；An段开始时同时进水，一次性从污水箱取污水4 L，反应时间以pH升至7.27一短暂“平台”为标志，控制An段结束，历时约100min；O段维持DO=0.1~0.3mg/L，反应时间以pH和DO同时突升为标志，控制O段结束，历时约150min，立即排泥水混合物800 mL，而后沉淀30min，排水5min共4 L至中间集水池，系统闲置，过程中，PreA段末的COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为40.3 mg/L、0.2 mg/L、0.2 mg/L、0 mg/L和19.6 mg/L，An段末的COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为67.3 mg/L、49.2 mg/L、22.8 mg/L、0.2 mg/L和0.3 mg/L，最终O段末出水的COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为42.2mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、2.0 mg/L和42.1 mg/L，亚硝化率为95.4%，除磷途径为好氧除磷，NO₂ ^--N-DPAOs仅占45.4%；

SBR 2反应器以进水段、An段、A段、O段、沉淀段、排水段和闲置段周期运行，维持系统初始MLSS=3500~4000 mg/L，SRT=22d，运行开始时，An段和进水段同时开始，一次性从污水箱取污水4 L，反应时间以pH由7.1升至7.4第二个稳定“平台”为标志，控制An段结束，历时约160min；A段自中间集水池抽水4 L，反应时间以ORP升至-58mv、pH值降至7.04，二者均形成稳定“平台”为标志，控制A段结束，历时约70min；O段维持DO=0.1~0.3 mg/L，反应时间以pH和DO同时突升为标志，控制O段结束，历时约120min，排泥400 mL，而后沉淀30 min，排水5min共8 L，系统闲置，过程中，An段末的PHAs和糖原浓度分别为3.5和2.6 mmol C/g·VSS，COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为52.3 mg/L、43.3 mg/L、24.1 mg/L、0.2 mg/L和0.3 mg/L；A段末的PHAs和糖原浓度分别为0.9和2.3 mmol C/g·VSS，COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为50.1 mg/L、31.3mg/L、2.3 mg/L、0.2 mg/L和0.2 mg/L；O段末的PHAs和糖原浓度分别为0.6和2.9 mmol C/g·VSS，出水COD、NH₄ ⁺-N、TP、NO₃ ^--N和NO₂ ^--N浓度分别为48.3 mg/L、0.5 mg/L、0.1 mg/L、1.3 mg/L和12.2 mg/L，指标均符合一级A排放标准，主导PAOs为NO₂ ^--N-DPAOs，占总除磷菌的89.7%。

2.根据权利要求1所述的基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，其特征在于：SBR 1反应器和SBR 2反应器为直径相同的柱状反应器，SBR 1反应器与SBR 2反应器的有效容积比为2:3，SBR 1反应器排水口在器壁1/2有效水深处，SBR 2反应器排水口在器壁1/3有效水深处，SBR 1反应器和SBR 2反应器周期末的排水比分别为1/2和2/3。

3.根据权利要求1所述的基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，其特征在于：为保证SBR 1反应器和SBR 2反应器的运行周期衔接，SBR 1反应器和SBR 2反应器之间设一集水池暂存SBR 1反应器含NO₂ ^--N的出水，集水池容积不低于2倍SBR 1反应器排水量，使SBR 2反应器在A段时通过蠕动泵从池内取水，SBR 1反应器和SBR 2反应器每周期初始取水均取自同一污水箱，水量和水质相同。

4.根据权利要求1所述的基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，其特征在于：SBR 1反应器和SBR 2反应器的接种污泥均取自A/O工艺污水厂，硝化和除磷效果良好，接种后使SBR 1反应器和SBR 2反应器内在An段的污泥浓度MLSS分别为2500~3000 mg/L和4000~4500 mg/L，SBR 2反应器的MLSS高于SBR 1反应器，利于缓冲A段接纳SBR 1反应器出水时对SBR 2反应器中生物量的稀释。

5.根据权利要求1所述的基于实时控制的两级式短程硝化内源反硝化除磷工艺，其特征在于：SBR 1反应器以短污泥龄SRT工况运行，SRT=10d，SBR 2反应器以长SRT工况运行，SRT=22d，二者均通过O段末排放泥水混合液控制。