劉 鵬，陳銀廣

（同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092）

城市污水中氮磷營養(yǎng)物的排放使受納水體中藻類等植物大量繁殖，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化問題越來越嚴(yán)重，對城市污水進(jìn)行脫氮除磷處理是防止水體富營養(yǎng)化的一種重要措施。與物理法、化學(xué)法相比，生物法具有適用范圍廣、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、效果穩(wěn)定、綜合處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[1]，已成為污水脫氮除磷的最佳選擇。

1 生物脫氮除磷的基本原理

1.1 生物脫氮原理

傳統(tǒng)的生物脫氮過程是在硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的聯(lián)合作用下，通過硝化和反硝化完成的。在好氧條件下，氨氮經(jīng)硝化細(xì)菌的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮；在缺氧條件下，硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌的作用下被還原為氮?dú)?，從而達(dá)到脫氮的目的。

近年來同時(shí)硝化反硝化現(xiàn)象、短程硝化反硝化工藝、厭氧氨氧化工藝的發(fā)展，為理解污水脫氮機(jī)理指明了新的方向。同時(shí)硝化反硝化過程在同一條件下實(shí)現(xiàn)了脫氮，顛覆了傳統(tǒng)脫氮理論認(rèn)為硝化反應(yīng)在好氧條件下進(jìn)行、反硝化反應(yīng)在厭氧條件下進(jìn)行的認(rèn)識。其中，缺氧微環(huán)境理論是目前普遍接受被認(rèn)為是造成此類現(xiàn)象發(fā)生的主要機(jī)理。短程硝化反硝化是指將氨氮的硝化過程控在NO2?階段，然后不經(jīng) NO3?的生成過程直接由反硝化細(xì)菌將 NO2?轉(zhuǎn)化為N2。厭氧氨氧化工藝的原理是，自養(yǎng)型厭氧氨氧化細(xì)菌在厭氧環(huán)境中以硝酸鹽、亞硝酸鹽作為電子受體，將氨轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。該工藝特別適用于高氨氮廢水和低碳氮比廢水處理。簡而言之，脫氮新理論新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步深化了人們對脫氮過程的認(rèn)識，為實(shí)現(xiàn)污水高效的脫氮奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 生物除磷原理

生物除磷主要是由一類統(tǒng)稱為聚磷菌的微生物在厭氧-好氧或厭氧-缺氧交替的環(huán)境下完成的。在厭氧條件下，聚磷菌將細(xì)胞內(nèi)的聚磷水解為正磷酸鹽，并從中獲取能量，同時(shí)吸收污水中的易生物降解的 COD，同化為胞內(nèi)碳源貯存物聚羥基烷酸（PHA）；在好氧或缺氧條件下，聚磷菌以分子態(tài)氧（例如 O2）或化合態(tài)氧（例如 NO3?）作為電子受體，氧化代謝胞內(nèi)貯存物PHA，同時(shí)釋放能量，過量地從污水中攝取溶解態(tài)磷酸鹽，并以聚磷形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，最終通過排放富磷污泥實(shí)現(xiàn)從污水中除磷的目的。

此外，反硝化除磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步豐富了生物除磷機(jī)理。反硝化除磷過程是由一類稱為反硝化除磷細(xì)菌（denitrifying phosphorus removing bacteria，DPB）完成的，在缺氧條件下，DPB以硝酸鹽取代氧氣作為電子受體進(jìn)行缺氧攝磷，同時(shí)硝酸鹽被還原為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)了同時(shí)脫氮和除磷的目的。反硝化除磷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一碳兩用，同時(shí)節(jié)省了曝氣量，是一種低耗高效的污水處理方法。

2 生物脫氮除磷新工藝

目前應(yīng)用的脫氮除磷工藝主要有SBR、A2O、OD（氧化溝）這三類。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2006年，這3種工藝占據(jù)了我國污水處理廠處理工藝的65%，處理了全國約 54%的污水[2]。近年來，出現(xiàn)了一些新的脫氮除磷工藝，以下對此作概括介紹。

2.1 CANDO

耦合好氧-缺氧 N2O分解工藝（coupled aerobicanoxic nitrous decomposition operation，CANDO），是由Scherson等[3]率先提出來的新型污水脫氮工藝。其基本原理可通過3個(gè)步驟來解釋（圖1）：第一步，將氨氮的氧化控制在亞硝化階段；第二步，控制亞硝酸鹽的還原過程，保證其盡可能的生成N2O；第三步，將N2O催化分解為N2同時(shí)伴隨能量的回收，或者用N2O取代氧氣作為CH4燃燒的助燃?xì)?。CANDO工藝減少了污水處理過程對氧的需求，降低了剩余污泥的產(chǎn)量，進(jìn)而減少了污水處理運(yùn)行費(fèi)用；實(shí)現(xiàn)了從NOD（nitrogenous oxygen demand）中回收能量，為污水處理進(jìn)行能量回收開辟了新途徑；減少了污水處理過程中N2O等溫室氣體的排放，有效緩解了溫室效應(yīng)。

圖1 CANDO工藝的化學(xué)反應(yīng)原理示意圖

對于CANDO工藝而言，第一步可通過高活性的氨氮去除亞硝酸鹽的單一反應(yīng)器系統(tǒng)（SHARON）工藝實(shí)現(xiàn)，第三步在熱力學(xué)上也能夠達(dá)到，關(guān)鍵是第二步，即如何穩(wěn)定、高效地保證N2O的轉(zhuǎn)化過程。目前，主要有兩種方法：生物法和化學(xué)法。生物法是以細(xì)胞內(nèi)儲存的PHB等內(nèi)碳源物質(zhì)作為電子供體，將 NO2?還原為 N2O。然而，NO2?的轉(zhuǎn)化率不夠穩(wěn)定，與基質(zhì)的投加策略有關(guān)，最大的轉(zhuǎn)化率為60%左右。當(dāng)乙酸（作為碳源）和亞硝酸鹽連續(xù)投加時(shí)，沒有檢測到N2O的產(chǎn)生。當(dāng)乙酸和亞硝酸鹽采用脈沖投加時(shí)，檢測到了 N2O的存在。脈沖投加分為兩種方式進(jìn)行，即耦合投加和非耦合投加。采用耦合投加時(shí)，NO2?的轉(zhuǎn)化率為9%～12%，非耦合投加時(shí)，NO2?轉(zhuǎn)化率為60%～65%?；瘜W(xué)法則是利用碳酸鹽綠銹[carbonate green rust，化學(xué)式 Fe4IIFe2III(OH)12CO3]或菱鐵礦（siderite，化學(xué)式為FeCO3）將NO2?還原為N2O。研究發(fā)現(xiàn)，這種活性綠銹（green rust）層狀雙金屬類物質(zhì)對硝酸鹽還具有還原作用并且對其它污染物的遷移轉(zhuǎn)化也有一定作用[4-5]，進(jìn)一步促進(jìn)了該工藝的脫氮效果。同時(shí)，green rust類物質(zhì)對磷酸鹽也有良好吸附效果[6-7]。Barthélémy 等[8]使用雙氧水將 green rust氧化為一種新材料——碳酸鐵綠銹[carbonated ferric green rust，化學(xué)式Fe7II(OH)12CO3]，不僅增強(qiáng)了其在溶液中的穩(wěn)定性，而且還能夠從水中吸附磷酸鹽實(shí)現(xiàn)高效除磷，但去除率受pH值的影響。

雖然，這兩種方法最后都實(shí)現(xiàn)了98%的脫氮率，但生物法對PHB的依耐性，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化率可能受進(jìn)水中易降解的 COD影響；化學(xué)法對反應(yīng)條件和藥劑的特殊要求，也制約了其發(fā)展前景。如果能夠研究出一種新的高效的N2O轉(zhuǎn)化機(jī)制，并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，CANDO工藝對于污水脫氮除磷而言不失為一種極具吸引力的選擇。

在相同的情況下，以需氧量、微生物量和能量回收效率為衡量指標(biāo)比較SHARON、全自養(yǎng)亞硝酸型脫氮（CANON）、CANDO的處理效果，發(fā)現(xiàn)CANDO工藝僅次于CANON；與傳統(tǒng)的硝化-反硝化脫氮工藝相比，CANDO工藝的氧消耗和污泥產(chǎn)量分別減少了20%和40%，能源回收率增加了60%?？偟膩碚f，CANDO工藝實(shí)可現(xiàn)生物法和化學(xué)法的有機(jī)結(jié)合，從根本上解決了污水處理廠運(yùn)行管理上的兩大難題：曝氣量和污泥產(chǎn)量。由此可見，聯(lián)合工藝突破了傳統(tǒng)生物脫氮工藝的基本概念，在一定程度上解決了傳統(tǒng)硝化-反硝化工藝存在的問題。

2.2 BioCAST

同時(shí)去除含碳有機(jī)物及氮磷營養(yǎng)物質(zhì)（BioCAST）工藝是為了實(shí)現(xiàn)從污水中同時(shí)去除含碳有機(jī)物及氮磷營養(yǎng)物質(zhì)而開發(fā)的新型多環(huán)境混合污水處理工藝（圖2）。它的主體部分是由兩個(gè)相互連接的反應(yīng)器組成，每個(gè)反應(yīng)器又包含有多個(gè)具有不同環(huán)境條件的區(qū)域[9-10]。反應(yīng)器①包含有 4個(gè)區(qū)域，即好氧區(qū)、微好氧區(qū)、缺氧區(qū)以及澄清區(qū)。前3個(gè)區(qū)域主要用于污水生物處理，澄清區(qū)則實(shí)現(xiàn)固液分離的作用。好氧區(qū)是根據(jù)氣提式反應(yīng)器的原理設(shè)計(jì)的，位于反應(yīng)器①的正中央，里面設(shè)置有生物填料，使其同時(shí)具有活性污泥工藝和生物膜工藝的特點(diǎn)[11]，增加了系統(tǒng)中生物固體停留時(shí)間。原水和來自厭氧區(qū)的富含聚磷菌（phosphorus accumulating organisms，PAOs）和揮發(fā)性脂肪酸的回流污泥首先進(jìn)入好氧區(qū)，PAOs實(shí)現(xiàn)好氧過量吸磷作用，含氮物質(zhì)經(jīng)氨化和硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮?；旌弦阂陨舷蛄鞯姆绞搅鞒龊醚鯀^(qū)，抵達(dá)附近的微好氧區(qū)，進(jìn)一步完成氨氮的硝化和剩余有機(jī)物的降解。然后，微好氧區(qū)混合液以下向流方式直抵缺氧區(qū)，完成反硝化作用，實(shí)現(xiàn)脫氮。系統(tǒng)所需的氧是由位于好氧區(qū)底部的3個(gè)自定義的內(nèi)置空氣擴(kuò)散器提供的，曝氣不僅提供了生化反應(yīng)所需的氧，實(shí)現(xiàn)液體混合作用，同時(shí)也是混合液在好氧區(qū)、微好氧區(qū)和缺氧區(qū)的循環(huán)動(dòng)力[12-13]，使得污染物每隔幾分鐘就能夠暴露于不同的環(huán)境條件下，有利于污染物的去除。反應(yīng)器①的這種設(shè)計(jì)和運(yùn)行機(jī)制提供了前置反硝化和后置反硝化所需的環(huán)境條件，有利于脫氮。反應(yīng)器②是為污泥消化和固液分離而設(shè)計(jì)的。反應(yīng)器①的出水一部分直接排出系統(tǒng)，一部分進(jìn)入反應(yīng)器②，經(jīng)沉淀作用后上清液排出系統(tǒng)。同時(shí)反應(yīng)器①缺氧區(qū)的污泥回流至反應(yīng)器②厭氧區(qū)進(jìn)行消解，部分回流至好氧區(qū)，其余部分作為剩余污泥排放?；亓骰旌弦褐邪木哿拙蛽]發(fā)性脂肪酸，為除磷和反硝化過程提供了充足的碳源，保證系統(tǒng)的脫氮除磷效果。

圖2 BioCAST工藝流程圖

BioCAST工藝能夠有效地降低污水中污染物質(zhì)的含量，在48天的短期持續(xù)運(yùn)行中，COD、TN、TP的去除率分別達(dá)到了99.3%、98.0%、92.3%，即使進(jìn)水中污染物負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)，其去除效果幾乎仍然能夠維持不變[10]。同時(shí)，在有機(jī)負(fù)荷率為0.95～1.86 kg/(m3·d)、氮負(fù)荷率為 0.02～0.08 kg/(m3·d)、磷負(fù)荷率為0.014～0.02 kg/(m3·d)的條件下，經(jīng)過長達(dá)225天的運(yùn)行，COD、TN、TP的去除率分別也達(dá)到了98.9%、98.3%和94.1%，而且污泥的產(chǎn)率僅為消耗的COD當(dāng)量的3.7%[9]。在長期和短期運(yùn)行中均觀察到磷的去除效果對總氮負(fù)荷有很強(qiáng)的依賴性，即去除率隨著氮的負(fù)荷率的增加和碳氮比的減小而提高，當(dāng)TN負(fù)荷在0.05 kg/(m3·d)以上時(shí)，磷的去除效果顯著增強(qiáng)。通過增加進(jìn)水N和P的負(fù)荷，系統(tǒng)最終出水的硝酸鹽、亞硝酸鹽及磷酸鹽的濃度可分別低達(dá)0.2 mg/L、0.02 mg/L及2.9 mg/L，污泥產(chǎn)率僅為11.5%。

總之，BioCAST工藝既能夠積累高濃度的懸浮生長微生物，又能夠積累附著生長微生物，使它很適合處理高負(fù)荷和高含氮量污水。與傳統(tǒng)的工藝相比，反應(yīng)器內(nèi)生物量多，污泥產(chǎn)率低，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間短，同時(shí)減少了空間需求；與SBR相比，沒有復(fù)雜的定時(shí)或控制系統(tǒng)；與膜生物反應(yīng)器相比，不需要特殊類型的膜材料。

2.3 UAASB

上流式厭氧-缺氧污泥床工藝（up-flow aerobic/anoxic sludge bed，UAASB）反應(yīng)器是根據(jù)連續(xù)進(jìn)水間歇排水 SBR（continuous feed and intermittent discharge-SBR，CFID-SBR）工藝的原理研發(fā)出來的用于工業(yè)廢水處理的污水處理工藝，它能夠在一體化反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)含碳有機(jī)物和氮磷的同時(shí)去除（圖3）。UAASB工藝有很多的優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用低、能耗低、氮磷的去除率高，而且很少出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。同時(shí)，由于污染物的降解和固液分離在一個(gè)反應(yīng)器中就能夠完成，使得UAASB的占地面積少。

圖3 UAASB工藝流程圖

該工藝采用了連續(xù)進(jìn)水間歇曝氣的方式，與傳統(tǒng)的 SBR采用間歇進(jìn)水間歇曝氣的方式在處理效果上有一定差別，Asadide等[14]對這兩種工藝處理低BOD5/COD的工業(yè)廢水的性能進(jìn)行了評估。通過以 HRT（或反應(yīng)時(shí)間）和曝氣時(shí)間為自變量，以TCOD、rbCOD、sbCOD、TN、TKN、TP等因變量的變化趨勢來表征處理效果，建立了基于響應(yīng)面分析方法的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明，連續(xù)進(jìn)水方式的COD和TN的去除效果更好，而TP的去除效果略低于傳統(tǒng)的SBR。同時(shí)，運(yùn)用響應(yīng)面分析法也確定了UAASB反應(yīng)器中HRT和曝氣時(shí)間這兩個(gè)工藝參數(shù)的優(yōu)化區(qū)域：HRT=12～15 h，曝氣時(shí)間為40～60 min/h[15]。在實(shí)際廢水應(yīng)用方面，Amini等[16]在UAASB反應(yīng)器中接種顆粒污泥來處理乳制品生產(chǎn)廢水，通過試驗(yàn)確定了處理此類廢水的最佳條件：COD∶N∶P=1000∶80∶5、OLR=0.08 kg/(m3·d)、曝氣時(shí)間=40 min/h、MLSS=7500 mg/L、F∶M=0.0286 kgCOD/kgMLSS、HRT=6.33 h。在此最優(yōu)條件下，SCOD的去除率達(dá)到了71.27%，氨氮去除率為95.88%，磷酸鹽的去除率為96.54%。UAASB一體化反應(yīng)器內(nèi)集成了不同的環(huán)境條件，有利于去除污染物的不同種類微生物的生長繁殖和生物量的積累，為污水脫氮除磷提供了一種高效、經(jīng)濟(jì)的途徑。

2.4 A-CFBBR

厭氧循環(huán)液化床（anaerobic-circulating fluidized bed bioreactor，A-CFBBR）是厭氧流化床（anaerobic fluidized bed，AFB）與循環(huán)流化床（circulating fluidized bed bioreactor，CFBBR）的有機(jī)結(jié)合（圖4）。AFB對各種廢水適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊占地少、生物量濃度高、處理速率快效率高、運(yùn)行穩(wěn)定性好[17]，同時(shí)還能產(chǎn)生沼氣，對污水處理的節(jié)能降耗具有重要意義。而CFBBR集懸浮生長工藝和固定膜工藝為一體，具有很高的脫氮除磷效率，水力停留時(shí)間短，污泥產(chǎn)量低，甚至能夠用于處理諸如垃圾滲濾液這種高濃度的污水[18]。與傳統(tǒng)的厭氧處理工藝相比，A-CFBBR不僅能夠產(chǎn)甲烷實(shí)現(xiàn)能源的回收，而且能夠高效去除含碳和含氮有機(jī)物。

圖4 A-CFBBR工藝流程圖

厭氧、缺氧、好氧3種狀態(tài)在時(shí)空上交替出現(xiàn)是實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的必要條件，A-CFBBR系統(tǒng)將厭氧、缺氧、好氧3個(gè)區(qū)整合到一個(gè)處理流程中，實(shí)現(xiàn)了對營養(yǎng)物去除和沼氣的回收利用。原水中的污染物在厭氧流化床中發(fā)生降解，并進(jìn)行著產(chǎn)甲烷活動(dòng)，大分子的難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子的易降解有機(jī)物，含氮有機(jī)物在氨化微生物的作用下轉(zhuǎn)化為氨氮。氨氮在好氧床中發(fā)生硝化作用，硝化出水部分回流到缺氧床。在缺氧床內(nèi)，AFB的出水、附著生物膜的載體和硝化液在同向流動(dòng)過程中互相接觸，并在缺氧區(qū)發(fā)生反硝化作用，所需碳源由原水以及從好氧床回流的生物固體提供。在好氧床內(nèi)發(fā)生硝化作用的同時(shí)，由于生物膜厚度和氧濃度梯度的關(guān)系，也實(shí)現(xiàn)了同步硝化反硝化作用，進(jìn)一步促進(jìn)了脫氮效果。系統(tǒng)中磷的去除主要是通過3個(gè)床體中微生物同化作用實(shí)現(xiàn)的，由于氣水的攪拌作用和載體顆粒間的摩擦作用，使得部分生物膜脫落，經(jīng)沉淀后被排出系統(tǒng)，達(dá)到了除磷的目的。此外，為了保證各個(gè)床體的流態(tài)化作用，從各個(gè)反應(yīng)器頂部到底部的分別引出了一條內(nèi)循環(huán)流。Andalib等[18]用此反應(yīng)器來處理有機(jī)負(fù)荷率為 35 kgCOD/(m3AF)和氮負(fù)荷率 1.1 kg/(m3CFBBR)的廢水時(shí)，獲得了99.7%的COD去除率、84%的氮去除率以及很低的污泥產(chǎn)量（僅為 0.017 gVSS/gCOD），沼氣產(chǎn)量為16 L/(Lreactor·d)。磷由于是通過同化作用去除的，導(dǎo)致去除率不高。所以，如何提高除磷率將是該工藝未來發(fā)展的一個(gè)方向。

2.5 TCFBBR

雙循環(huán)流化床生物反應(yīng)工藝（twin circulating fluidized bed bioreactor，TCFBBR）是循環(huán)流化床生物反應(yīng)器（circulating fluidized bed bioreactor，CFBBR）的改進(jìn)型，見圖5，它繼承了CFBBR在污水處理方面的優(yōu)點(diǎn)，克服了CFBBR反應(yīng)器在高度上的苛刻要求（CFBBR所需高度為 5.5 m，TCFBBR僅為3.6 m），增大了缺氧升流床的體積，強(qiáng)化了生物顆粒的循環(huán)作用。同時(shí)，不同于CFBBR在缺氧升流床采用快速流態(tài)化來實(shí)現(xiàn)載體顆粒的循環(huán)作用，TCFBBR在升流床和降流床使用傳統(tǒng)的流態(tài)化機(jī)制就能做到這一點(diǎn)，降低了其在運(yùn)行控制上的困難及能耗問題，使其在污水處理廠的升級改建中具有更大優(yōu)勢。

圖5 TCFBBR反應(yīng)器工藝流程圖

TCFBBR能夠很大程度地去除污水中COD、總氮、總磷。在COD及營養(yǎng)負(fù)荷率分別為COD 4.3 kg/m3、N 0.51 kg/(m3·d)、P 0.06 kg/(m3·d)，空床接觸時(shí)間為1 h時(shí)，去除率分別為COD＞90%、總氮＞85%、總磷為20%～51%[19]。此外，水力負(fù)荷的變化對系統(tǒng)氮磷去除效果沒有顯著的影響。同時(shí)，系統(tǒng)對有機(jī)負(fù)荷沖擊的應(yīng)對能力較差，沖擊負(fù)荷會導(dǎo)致硝化效率減低、出水 COD增加，這可能是受氧濃度限制和硝化細(xì)菌流失的緣故。Andalib等[20]利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測 TCFBBR反應(yīng)器的生物脫氮除磷效果，結(jié)果表明，模型值與實(shí)驗(yàn)值擬合度達(dá)到了95%，證明了該模型的可靠性，這為今后TCFBBR和其它相關(guān)反應(yīng)器的研究提供了技術(shù)支持，對實(shí)現(xiàn)該工藝由實(shí)驗(yàn)室走向工程實(shí)踐具有重大指導(dǎo)意義。

2.6 A2N-IC

雙污泥反誘導(dǎo)結(jié)晶工藝（anaerobic-anoxic/nitrifying/-induced crystallization，A2N-IC）是雙污泥反硝化脫氮除磷工藝和誘導(dǎo)結(jié)晶技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來的新型脫氮除磷工藝，見圖6。該工藝實(shí)現(xiàn)了“一碳兩用”，解決了傳統(tǒng)脫氮除磷系統(tǒng)中碳源不足的問題，實(shí)現(xiàn)了硝化菌和聚磷菌在不同的反應(yīng)器中分開培養(yǎng)，創(chuàng)造了硝化菌和反硝化聚磷菌各自生存所需的最佳環(huán)境，解決了傳統(tǒng)脫氮除磷系統(tǒng)污泥齡矛盾的問題[21-23]。通過生物法和化學(xué)法的相互補(bǔ)充，提高了污水脫氮除磷效率，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了磷的回收利用[24]。A2N-IC也有自身的缺陷，工藝流程長，投資較大，可能出現(xiàn)出水氨氮過高以及硝態(tài)氮對厭氧釋磷的影響等問題。

圖6 A2N-IC工藝流程圖

雙污泥反硝化誘導(dǎo)結(jié)晶工藝能夠獲得高效穩(wěn)定的脫氮除磷效率，化學(xué)誘導(dǎo)結(jié)晶技術(shù)的引入強(qiáng)化了除磷效果，并實(shí)現(xiàn)了磷資源的回收，達(dá)到了資源化目的。原水和來自二沉池的富含反硝化聚磷菌回流污泥首先進(jìn)入?yún)捬醵?，DPB進(jìn)行厭氧釋磷，同時(shí)吸收混合液中易降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化成 PHA等內(nèi)碳源貯存在細(xì)胞內(nèi)?；旌弦航?jīng)沉淀池快速分離后，富含DPB的污泥超越好氧硝化段直接進(jìn)入缺氧池，富含氨氮和磷酸鹽的上清液部分進(jìn)入好氧硝化段進(jìn)行硝化、部分進(jìn)入化學(xué)誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)磷的回收，產(chǎn)生的上清液回流至好氧硝化池。硝化液流入缺氧段與回流的 DPB污泥完全混合，完成過量吸磷和反硝化作用?；旌弦弘S后進(jìn)入后曝氣段進(jìn)行氣體的吹脫和污泥的再生，污水中剩余的磷在此被好氧吸收，進(jìn)一步提高除磷率。經(jīng)過終沉池后，上清液排出系統(tǒng)，一部分污泥回流到厭氧段，其余作為剩余污泥排放。磷的去除主要是通過側(cè)流的化學(xué)誘導(dǎo)結(jié)晶工藝去除的，不同于傳統(tǒng)的含磷污泥排放。在不同的COD/P(19.9～67.4)[25]的條件下，A2N-IC的除磷率能夠維持在 99.2%±1.9%，氨氮去除率維持在86.9%；而 A2N 的除磷率在 65.7%±4.1%和93.0%±3.2%的范圍內(nèi)變動(dòng)，氨氮去除率不受COD/P的影響，維持在84.3%。綜上所述，A2N-IC對于從廢水中高效穩(wěn)定的去除氮磷是一項(xiàng)具有發(fā)展前景的工藝，但其工程應(yīng)用還有待于進(jìn)一步研究。

3 結(jié) 語

眾所周知，污水中的氮磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。污水脫氮除磷的目的就是通過微生物的代謝作用將氮、磷從水中去除，從源頭上實(shí)現(xiàn)對水體富營養(yǎng)化問題的控制。正因如此，污水脫氮除磷技術(shù)成為了各國環(huán)境工作者研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。同時(shí)，隨著分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)及相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的脫氮除磷理論和方法不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了工藝的革新，進(jìn)一步加深了人們對脫氮除磷過程的認(rèn)識。新工藝從不同的層面上很好地解決了傳統(tǒng)污水處理過程中遇到的占地面積大、能耗高、污泥產(chǎn)量高、碳源不足、溫室氣體排放以及物質(zhì)能量回收單一性等問題，當(dāng)然新工藝還處于萌芽階段，不夠成熟，要運(yùn)用于實(shí)踐還有待于進(jìn)一步研究。總之，污水脫氮除磷技術(shù)未來應(yīng)朝著經(jīng)濟(jì)、高效、低能耗的方向發(fā)展，既要確保污水處理過程的能耗和物耗最小化，實(shí)現(xiàn)污染物的去除和污水的達(dá)標(biāo)排放，也要最大限度地實(shí)現(xiàn)資源和能源的回收利用，保證水處理行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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