南京pe污水處理一體化設(shè)備質(zhì)優(yōu)價廉在可持續(xù)性污水處理發(fā)展模式的倡導(dǎo)下，鑒于目前我國城市污水中氮磷污染嚴(yán)重，而現(xiàn)有污水處理廠普遍存在運(yùn)行費(fèi)用高、處理效率低等一系列問題，亟待開發(fā)和研究更加高效的新工藝。反硝化脫氮除磷工藝可以有效解決目前污水處理過程中面臨的各項難題，相比傳統(tǒng)脫氮除磷工藝更加節(jié)能。

1、反硝化脫氮除磷的原理

20世紀(jì)80年代，就有研究發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下出現(xiàn)磷濃度下降的現(xiàn)象，之后的研究表明聚磷菌能在缺氧環(huán)境下以硝酸鹽為電子受體進(jìn)行吸磷，且該現(xiàn)象相續(xù)被證實(shí)。20世紀(jì)90年代，KubaT等發(fā)現(xiàn)在厭氧/缺氧運(yùn)行的環(huán)境條件下，可以富集一種能夠以硝酸鹽或者氧氣為電子受體的兼性厭氧微生物，該微生物在反硝化的同時出現(xiàn)微量吸磷反應(yīng)，被定義為反硝化聚磷菌。

關(guān)于聚磷菌反硝化除磷的原理，目前通常流行兩種觀點(diǎn)：

①一類PAO觀點(diǎn)，該觀點(diǎn)認(rèn)為在傳統(tǒng)生物除磷系統(tǒng)中只存在一類聚磷菌，其反硝化脫氮除磷的強(qiáng)弱取決于周圍環(huán)境的誘導(dǎo)作用，如果聚磷菌受到周圍環(huán)境厭氧/缺氧的誘導(dǎo)作用，則表現(xiàn)出反硝化除磷性能，所受到的誘導(dǎo)作用越強(qiáng)烈其反硝化除磷作用越明顯;反之，若周圍環(huán)境沒有厭氧/缺氧的運(yùn)行方式，則不表現(xiàn)反硝化除磷現(xiàn)象。

②分類PAO觀點(diǎn)，該觀點(diǎn)認(rèn)為傳統(tǒng)聚磷菌分為兩類，一類在生物除磷反應(yīng)過程中只能以氧氣作為電子受體，另一類則既能以氧氣又能以硝酸鹽為電子受體，在以硝酸鹽為電子受體進(jìn)行反硝化的同時則表現(xiàn)出吸磷作用。

針對兩種假說，目前普遍接受和認(rèn)可的是分類PAO觀點(diǎn)。據(jù)此以硝酸鹽為電子受體對反硝化聚磷菌開展了大量研究，Vlekke等分別就厭氧/缺氧污泥系統(tǒng)與生物膜反應(yīng)器進(jìn)行了驗證性研究，結(jié)果表明通過厭氧/好氧交替的運(yùn)行方式可以富集反硝化聚磷菌，該反硝化聚磷菌以硝酸鹽為電子受體，在反硝化的過程中完成吸磷。王琦等采用實(shí)際生活污水對反硝化聚磷菌的反硝化除磷現(xiàn)象進(jìn)行了驗證性研究，結(jié)果表明硝酸鹽可以作為電子受體完成反硝化除磷，但其吸磷效率較以氧氣為電子受體要低。趙偉華等采用雙污泥SBR工藝研究了以硝酸鹽為電子受體的反硝化聚磷菌，得出通過厭氧/好氧交替運(yùn)行方式可以富集反硝化聚磷菌，其占總聚磷菌的比例約為73.4%。王梅香等采用A2N2雙污泥工藝處理實(shí)際生活污水，得出通過控制適當(dāng)?shù)臈l件可以培養(yǎng)馴化以硝酸鹽為電子受體的反硝化聚磷菌，且工藝對TN、TP、COD與氨氮的去除率分別達(dá)到72%、94%、81.9%和100%，取得了較好的去除效果。

2、反硝化脫氮除磷新工藝的進(jìn)展

2.1 單污泥工藝

在單污泥工藝中，反硝化聚磷菌與硝化細(xì)菌共存于一個污泥系統(tǒng)中，依次經(jīng)過厭氧段、缺氧段和好氧段完成脫氮與除磷，其中BCFs工藝為單污泥工藝的典型代表，其工藝流程如圖1所示。

BCFs工藝是荷蘭代爾夫特工業(yè)大學(xué)Kluyver生物技術(shù)實(shí)驗室基于UCT工藝而開發(fā)，主要通過厭氧、缺氧交替的環(huán)境條件強(qiáng)化反硝化聚磷菌的培養(yǎng)，目前已應(yīng)用于工程實(shí)踐中。該工藝最大的特點(diǎn)是由5個生物反應(yīng)池與3套回流系統(tǒng)組成，相比UCT工藝增加了1個接觸池和1個混合池。接觸池設(shè)置于厭氧池與缺氧池之間，二沉池回流污泥與厭氧池出水在該池內(nèi)充分混合，通過控制缺氧環(huán)境條件使反硝化細(xì)菌利用厭氧池剩余的有機(jī)物進(jìn)行反硝化，同時去除二沉池回流污泥中的硝酸鹽?；旌铣卦O(shè)置于缺氧池與好氧池之間，主要功能是脫氮，通過控制低氧環(huán)境條件完成同步硝化反硝化，降低出水中的氮。

與傳統(tǒng)工藝相比，BCFs的工藝優(yōu)點(diǎn)在于5個反應(yīng)池獨(dú)立運(yùn)行，結(jié)合其特點(diǎn)控制適宜的運(yùn)行條件，可使每個反應(yīng)池的去除效能達(dá)而反應(yīng)池數(shù)量多，占地面積大，系統(tǒng)控制繁瑣一直是該工藝推廣應(yīng)用的爭議點(diǎn)。

2.2 雙污泥工藝

2.2.1 Dephanox工藝

1992年，WannerJ等提出以厭氧污泥中聚-β羥基丁酸（poly-β-hydroxybutyrate，PHB）為碳源的反硝化除磷工藝，并取得了較好的脫氮除磷效果。隨后有研究者提出了具有硝化和反硝化除磷的雙污泥工藝，即Dephanox工藝，

在Dephanox工藝中，污水上清液依次進(jìn)入?yún)捬醵?、硝化段、缺氧段和后置快速曝氣段，從而完成COD的去除和脫氮除磷。在工藝運(yùn)行過程中，污水首先進(jìn)入?yún)捬醵危谠撾A段污水與從終沉池回流的污泥充分混合，反硝化聚磷菌在厭氧條件下利用聚磷水解所釋放的能量，將污水中的溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為PHB而儲存于體內(nèi)，同時完成釋磷的作用。污水隨后進(jìn)入中沉池快速沉淀，沉淀污泥超越中間硝化池直接進(jìn)入缺氧池，富含氨氮、磷的上清液則進(jìn)入中間硝化池。

在硝化池內(nèi)，污水中的氨氮在硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，完成硝化作用，然后經(jīng)簡單沉淀，上清液進(jìn)入后置缺氧池。上清液與超越回流污泥在缺氧池內(nèi)充分混合，反硝化聚磷菌利用體內(nèi)的PHB為電子供體、污水中的NO-3為電子受體，在缺氧的條件下完成反硝化作用，同時在該過程中DPB超量吸磷，完成氮與磷的同步去除。隨后污水進(jìn)入后曝氣池，剩余物質(zhì)經(jīng)后曝氣池的吹脫和氧化作用被進(jìn)一步去除。混合液進(jìn)入中沉池，沉淀后上清液排放，沉淀污泥部分回流，其余以剩余污泥的形式排放。

在該工藝中，由于反硝化聚磷菌經(jīng)過厭氧段后直接進(jìn)入缺氧段，沒有經(jīng)歷好氧段，因此其體內(nèi)儲存的PHB用于脫氮與除磷，節(jié)省了碳源。同時由于設(shè)置了后曝氣，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)電子受體不足時，通過投加一定量有機(jī)物仍能獲得較好的除磷效果。但是該工藝后置好氧池，而反硝化聚磷菌是厭氧型細(xì)菌，后曝氣會對其活性產(chǎn)生一定的抑制作用。

2.2.2 A2N-SBR工藝

南京pe污水處理一體化設(shè)備質(zhì)優(yōu)價廉A2N-SBR雙污泥工藝于1996年由Kuba等人出，由2個獨(dú)立的A2-SBR反應(yīng)器與N-SBR反應(yīng)器組成，運(yùn)行過程中通過控制A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)交替的厭氧/缺氧環(huán)境條件富集反硝化聚磷菌，在N-SBR反應(yīng)器內(nèi)通過控制好氧環(huán)境條件富集硝化細(xì)菌。由于在運(yùn)行過程中避免了菌種的相互影響，可以為反硝化聚磷菌與硝化細(xì)菌提供適宜的生長條件