綜述：大量實驗室和生產(chǎn)性規(guī)模的生物除磷脫氮研究也表明，當(dāng)微生物依次經(jīng)過厭氧、缺氧和好氧 3個階段后，約占 50%的聚磷菌既能利用氧氣又能利用NO3-作為電子受體來聚磷，即反硝化聚磷菌(DPB的除磷效果相當(dāng)于總聚磷菌的 50%左右)。這些發(fā)現(xiàn)一方面說明了硝酸鹽亦可作為某些微生物氧化PHB 的電子受體，另一方面也證實了在污水處理的生物除磷系統(tǒng)中的確存在著 DPB 屬微生物，而且通過馴化可得到富集 DPB 的活性污泥。

反硝化聚磷菌除磷工藝

01 反硝化除磷機(jī)理

反硝化除磷就是在厭氧 /缺氧環(huán)境交替運(yùn)行的條件下，易富集一類兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厭氧微生物，該聚磷菌能利用 NO3-作為電子受體，通過它們的代謝作用同時完成過量吸磷和反硝化過程。

最大限度地減少碳源需求量，實現(xiàn)了能源和資源的雙重節(jié)約。反硝化除磷能節(jié)省 COD 約 50%，節(jié)省氧約 30%，剩余污泥量減少 50%左右。

02 反硝化除磷工藝

該技術(shù)對城市污水特別是 C/N 比較低的污水有很好的處理效果。目前滿足 DPB 所需環(huán)境和基質(zhì)的工藝有單雙兩級。在單級工藝中，DPB 細(xì)菌、硝化細(xì)菌及非聚磷異養(yǎng)菌同時存在于懸浮增長的混合液中，順序經(jīng)歷厭氧/缺氧/好氧 3種環(huán)境，最具代表性的是 BCFS 工藝。在雙級工藝中，硝化細(xì)菌獨(dú)立于DPB 而單獨(dú)存在于某一反應(yīng)器中，Dephanox 工藝和A2N 工藝是最具代表性的雙級工藝。

1、BCFS 工藝

BCFS 工藝是在 UCT 工藝及原理的基礎(chǔ)上開發(fā)的。

其工藝流程如圖 1。改進(jìn)在于增加了 2個反應(yīng)池，接觸池與混合池;增加了 2個混合液循環(huán) Q1和Q3 。

接觸池的功能為：回流污泥和來自厭氧池的混合液在池中充分混合，吸附剩余 COD;有效防止污泥膨脹。

混和池的功能為：最大程度地保證污泥再生而不影響反硝化或除磷;容易控制 SVI;最大程度地利用 DPB 以獲得最少的污泥產(chǎn)量。

混合液循環(huán)Q1 的功能是為了增加硝化或同時反硝化的機(jī)會，從而獲得良好的出水氮濃度。Q3則是起輔助回流污泥向缺氧池補(bǔ)充硝酸鹽氮的作用。

BCFS 將生物、化學(xué)除磷工藝合并，是在線磷分離與離線磷沉淀的生物與化學(xué)除磷結(jié)合方式，充分利用反硝化聚磷菌的反硝化除磷和脫氮雙重作用，來實現(xiàn)磷的完全去除和氮的最佳去除過程。由于充分利用 BCFS 工藝中的污泥齡易滿足硝化細(xì)菌增長所需的生長條件，污泥產(chǎn)量較低。荷蘭 BDG與 WGS 工程咨詢公司針對 BCFS 技術(shù)合作開發(fā)設(shè)計出同心圓反應(yīng)池，實現(xiàn)了計算機(jī)自動控制。但是該工藝回流系統(tǒng)較復(fù)雜且總回流比高，同時在流程上比較復(fù)雜，污水處理廠通常采用同心圓構(gòu)型，運(yùn)行管理相對復(fù)雜，運(yùn)行成本相對較高。

2、Dephanox 工藝

Dephanox 工藝是在厭氧池和好氧池之間增加了沉淀池和固定膜反應(yīng)池。固定膜反應(yīng)池的功能在于可以避免由于氧化作用而造成的有機(jī)碳源的損失和穩(wěn)定系統(tǒng)的硝酸鹽濃度。

污水在厭氧池中釋磷，在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，含氨較多的上清液進(jìn)入固定膜反應(yīng)池進(jìn)行硝化，被沉淀的污泥則與固定膜反應(yīng)池中的 NO 一同進(jìn)入缺氧段，完成反硝化和攝磷。

此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于能解決除磷系統(tǒng)反硝化碳源不足的問題和降低系統(tǒng)的能耗，降低剩余污泥量且COD 消耗量低。

3、A2N工藝

把硝化菌和反硝化聚磷菌在不同的污泥系統(tǒng)分別進(jìn)行培養(yǎng)，即雙污泥系統(tǒng)，簡稱為 A2N工藝。A2N連續(xù)流反硝化除磷脫氮雙泥系統(tǒng)利用 DPB 體內(nèi)PHB 的“一碳兩用”來實現(xiàn)脫氮除磷。

A2N-SBR 工藝是一種新興的雙泥反硝化除磷工藝，由 AAO-SBR 反應(yīng)器和 N-SBR 反應(yīng)器組成。AAO-SBR 的主要功能是去除 COD 和反硝化除磷脫氮;N-SBR 的反應(yīng)器主要起硝化作用，這 2個反應(yīng)器的活性污泥是完全分開的，只將各自沉淀后的上清液相互交換。

連續(xù)流雙泥系統(tǒng)反硝化脫氮除磷的特性：A2N 雙泥系統(tǒng)能使硝化菌和反硝化聚磷菌分別在各自最佳的環(huán)境中生長，利于系統(tǒng)脫氮除磷的高效和穩(wěn)定，當(dāng) C/N 提高到6.49，TN、TP、COD 的去除率分別為 92.7%、97.95% 、95%。

A2N工藝在實際應(yīng)用中面臨的主要問題是：當(dāng)缺氧段硝酸鹽量不充足時磷的過量攝取受到限制，而硝酸鹽量富余時硝酸鹽又會隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬醵危�干擾磷的釋放和聚磷菌 PHB 的合成。反硝化除磷技術(shù)將反硝化脫氮和生物除磷兩者相結(jié)合，是可持續(xù)發(fā)展的污水生物處理工藝。

污水除磷技術(shù)的發(fā)展

01 物化除磷與生物除磷技術(shù)相結(jié)合

目前普遍采用物化和生化相結(jié)合的城市污水處理工藝。其最顯著的特點(diǎn)是流程中投加化學(xué)混凝劑，其余則與普通活性污泥法類似。生物除磷的工藝穩(wěn)定性可通過附加化學(xué)沉淀來改善。

在國外很多二級污水處理廠的曝氣池中投入混凝劑，主要目的是幫助除磷，使原來設(shè)計具有氮磷脫除能力的污水廠的除磷功能更加有效。對一些已建成的二級生物污水處理廠，在生物處理的基礎(chǔ)上物化法，可大大提高出水水質(zhì)。

將生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合，可以充分利用生物除磷費(fèi)用低、化學(xué)除磷出水磷濃度低且比較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

02 采用微生物固定化技術(shù)處理含磷廢水

微生物固定化技術(shù)通常用于難降解有機(jī)廢水、含氨氮有機(jī)廢水等。以 PVA-硼酸法固定以假單胞菌為優(yōu)勢菌的活性污泥進(jìn)行除磷的研究中，固定化的污泥具有較高的活性及除磷效率，6h內(nèi)可將起始質(zhì)量濃度為 87.5 mg˙L-1 的磷降至 44mg˙L-1。