生物脫氮除磷的發展簡史！
生物脫氮除(chu)磷(lin)(lin)(lin)是指用(yong)生物處理(li)(li)法去除(chu)污(wu)(wu)水中營養物質(zhi)氮和(he)(he)磷(lin)(lin)(lin)的工藝。水體(ti)的富(fu)營養化問題是20世紀中期提出來(lai)的。含氮和(he)(he)磷(lin)(lin)(lin)的污(wu)(wu)水無限制地排放，以致受納(na)水體(ti)中藻(zao)類過度(du)繁(fan)殖，水質(zhi)變壞。原水受氮和(he)(he)磷(lin)(lin)(lin)的污(wu)(wu)染(ran)，水處理(li)(li)的困難加(jia)大(da)，費用(yong)增加(jia)。
一、生物脫氮除磷的發展
1932年，祖(zu)師Wuhrmann提出內源(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)反(fan)硝(xiao)化脫氮(dan)(dan)理論，這也是(shi)最早(zao)的(de)脫氮(dan)(dan)工(gong)藝(yi)，被(bei)稱為Wuhrmann工(gong)藝(yi)。（見圖2）該(gai)(gai)工(gong)藝(yi)在好氧(yang)池中進(jin)行有(you)機物(wu)的(de)氧(yang)化及氨(an)氮(dan)(dan)的(de)硝(xiao)化反(fan)應，在缺(que)(que)氧(yang)池中利用活性(xing)污泥內源(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)進(jin)行反(fan)硝(xiao)化。但由于以(yi)(yi)微生物(wu)內源(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)代謝物(wu)質(zhi)作為碳源(yuan)(yuan)，反(fan)硝(xiao)化速(su)率(lv)很低，所以(yi)(yi)需要擴大缺(que)(que)氧(yang)池的(de)容積，同(tong)時(shi)在缺(que)(que)氧(yang)池中微生物(wu)內源(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)將(jiang)有(you)機氮(dan)(dan)和氨(an)氮(dan)(dan)釋放到水中，降(jiang)低脫氮(dan)(dan)效率(lv)，導致該(gai)(gai)工(gong)藝(yi)在工(gong)程(cheng)上并(bing)不實用，但該(gai)(gai)工(gong)藝(yi)為以(yi)(yi)后的(de)脫氮(dan)(dan)除磷工(gong)藝(yi)的(de)發(fa)展奠定了基礎(chu)。
1962年，Ludzack和Ettinger首次提出利用進水(shui)中的(de)可生物降解(jie)有機物作為碳源的(de)前置反硝化(hua)工(gong)(gong)藝(yi)，解(jie)決了碳源不(bu)足的(de)問題，但由(you)于(yu)兩(liang)個反應器間(jian)的(de)液(ye)體(ti)交換缺乏控制(zhi)，影響(xiang)脫氮(dan)效果(guo)。（該(gai)工(gong)(gong)藝(yi)缺少描述，筆者也不(bu)知道具體(ti)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)流程）
1973年(nian)(nian)，Barnard在(zai)開發Bardenpho（音譯(yi)為(wei)：巴登(deng)福）工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)是(shi)提出(chu)改良型Ludzack-Ettinger脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)，即廣泛應用(yong)的(de)A/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)（見圖(tu)3）（題外(wai)話，這(zhe)(zhe)個工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)至(zhi)今已經47年(nian)(nian)了，現今絕大(da)部(bu)分(fen)的(de)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)都(dou)是(shi)在(zai)這(zhe)(zhe)個工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)基礎之上進(jin)行改進(jin)，而(er)(er)非創(chuang)新）。A/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)中(zhong)，大(da)量的(de)硝(xiao)氮(dan)(dan)(dan)通過內回(hui)流(liu)（別名：硝(xiao)化液(ye)回(hui)流(liu)、好氧回(hui)流(liu)、混(hun)合液(ye)回(hui)流(liu)）回(hui)流(liu)到缺氧區(qu)后(hou)，利(li)用(yong)原水(shui)中(zhong)的(de)有(you)機物進(jin)行反硝(xiao)化。但A/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)不能達到完全脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)，因(yin)為(wei)好氧池總流(liu)量的(de)一部(bu)分(fen)硝(xiao)化后(hou)的(de)硝(xiao)氮(dan)(dan)(dan)沒(mei)有(you)回(hui)流(liu)到缺氧池而(er)(er)是(shi)直接隨出(chu)水(shui)排放（這(zhe)(zhe)是(shi)目前二(er)級生物脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)的(de)一個硬傷(shang)）。
1973年為(wei)克服A/O工藝不完全脫氮(dan)的缺點，Barnard提出把此工藝與祖(zu)師級別的Wuhrmann工藝聯合，并稱(cheng)之為(wei)Bardenpho工藝，（見圖4）。具體機理后文再述。
Bardenpho工藝(yi)在理論上雖然(ran)有完(wan)全(quan)去除硝(xiao)酸鹽的潛力，但實際上是不可能的。
1976年(nian)，Barnard通過對Bardenpho工(gong)(gong)藝(yi)進行中試研究發現在(zai)Bardenpho工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)初級缺氧反應(ying)器前增加一厭氧反應(ying)器就能有效的(de)(de)除磷(lin)（見圖5）。該(gai)工(gong)(gong)藝(yi)在(zai)南非稱(cheng)5階段Phoredox工(gong)(gong)藝(yi)（音譯為：福列(lie)德克斯）或簡稱(cheng)為Phoredox工(gong)(gong)藝(yi)。在(zai)美國稱(cheng)之為改良型(xing)Bardenpho工(gong)(gong)藝(yi)。
1980年，Rabinowitz和(he)Marais對Bardenpho工(gong)藝(yi)(yi)的(de)研究(jiu)中，選擇3階段的(de)Bardenpho工(gong)藝(yi)(yi)，即(ji)所謂的(de)傳統A2/O工(gong)藝(yi)(yi)（見圖6）。至此最(zui)為常用的(de)脫氮除磷工(gong)藝(yi)(yi)正式登場（距今已經整整40年，目前(qian)還在大量使用）。
二、生物脫氮除磷工藝合集（順序不分先后）
說明(ming)：以下工藝簡介僅從原理方面進行解析，不(bu)涉及土(tu)建成(cheng)本和(he)設備(bei)投資(zi)。
1、A2/O工藝
1）厭氧池
圖6為傳統的(de)(de)(de)A2/O工藝流(liu)(liu)程，首段(duan)為厭氧(yang)池(chi)，本池(chi)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)作用(yong)為釋(shi)(shi)放磷(lin)(lin)(lin)（具體(ti)反(fan)映機(ji)理看(kan)前面），其次在本池(chi)中(zhong)也可發(fa)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)酸(suan)化反(fan)應。原水(shui)(shui)(shui)與同步進入的(de)(de)(de)二沉(chen)池(chi)回流(liu)(liu)的(de)(de)(de)含磷(lin)(lin)(lin)污(wu)泥二者混合后再(zai)兼性厭氧(yang)發(fa)酵(jiao)菌的(de)(de)(de)作用(yong)下部(bu)分(fen)易(yi)生(sheng)物(wu)降解(jie)(jie)的(de)(de)(de)大(da)分(fen)子有機(ji)物(wu)被(bei)轉(zhuan)(zhuan)化為小(xiao)分(fen)子的(de)(de)(de)揮(hui)發(fa)性脂肪酸(suan)（VFA），聚磷(lin)(lin)(lin)菌將(jiang)細(xi)(xi)胞內的(de)(de)(de)聚磷(lin)(lin)(lin)水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)成(cheng)正磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽，釋(shi)(shi)放到水(shui)(shui)(shui)中(zhong)，釋(shi)(shi)放的(de)(de)(de)能(neng)量可供轉(zhuan)(zhuan)型好氧(yang)的(de)(de)(de)聚磷(lin)(lin)(lin)菌在厭氧(yang)的(de)(de)(de)壓抑環境下維持生(sheng)存，同時吸收水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)后的(de)(de)(de)小(xiao)分(fen)子有機(ji)物(wu)合成(cheng)PHB并儲(chu)存在體(ti)內。另外，NH4+-N因細(xi)(xi)胞的(de)(de)(de)合成(cheng)而被(bei)去除(chu)一部(bu)分(fen)，同時回流(liu)(liu)污(wu)泥的(de)(de)(de)稀釋(shi)(shi)作用(yong)使污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)NH4+-N濃度下降；另外回流(liu)(liu)污(wu)泥中(zhong)的(de)(de)(de)NO3--N進入厭氧(yang)池(chi)后迅速利(li)用(yong)原水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)快(kuai)速降解(jie)(jie)有機(ji)物(wu)而被(bei)還原為氮(dan)氣釋(shi)(shi)放，會部(bu)分(fen)去除(chu)進水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)，該池(chi)出水(shui)(shui)(shui)幾乎不(bu)含NO3--N。
影響因素(su)：對(dui)(dui)于(yu)高氨氮廢水，污(wu)泥(ni)回流中攜帶有(you)大(da)量的(de)(de)NO3--N，當硝氮濃度≥4mg/L時，將減少了(le)據(ju)鄰居釋放所獲得的(de)(de)溶解性有(you)機物的(de)(de)量，不(bu)能是該池形(xing)成較好的(de)(de)兼性厭(yan)氧(yang)(yang)環境，不(bu)僅不(bu)利(li)于(yu)據(ju)鄰居的(de)(de)釋磷(lin)(lin)反應(ying)，而且也不(bu)利(li)于(yu)大(da)分子(zi)的(de)(de)厭(yan)氧(yang)(yang)發酵為(wei)小分子(zi)有(you)機物，對(dui)(dui)釋磷(lin)(lin)反應(ying)不(bu)利(li)。
2）缺氧池
廢水經過(guo)(guo)厭氧(yang)池(chi)(chi)進(jin)(jin)入(ru)缺氧(yang)池(chi)(chi)，該池(chi)(chi)首要功能為(wei)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)脫氮(dan)，硝(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)通(tong)(tong)過(guo)(guo)內(nei)循環由好(hao)氧(yang)池(chi)(chi)進(jin)(jin)入(ru)缺氧(yang)池(chi)(chi)，回(hui)流比通(tong)(tong)過(guo)(guo)總(zong)氮(dan)去除(chu)率進(jin)(jin)行計(ji)算（見公(gong)式1）。混合液進(jin)(jin)入(ru)缺氧(yang)段后，反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)菌利(li)用污(wu)水中(zhong)的(de)有機物(wu)將回(hui)流液中(zhong)的(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)態氮(dan)還原為(wei)氮(dan)氣釋放到(dao)空(kong)氣中(zhong)，因此(ci)有機物(wu)濃度(du)和硝(xiao)(xiao)(xiao)態氮(dan)濃度(du)都(dou)會大幅度(du)降低。其次，該段可能發(fa)生磷(lin)的(de)釋放和吸收（反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)除(chu)磷(lin)）反(fan)(fan)應(ying)，或(huo)者兩者同(tong)時存在。另外(wai)，生活污(wu)水處理(li)過(guo)(guo)程中(zhong)，缺氧(yang)池(chi)(chi)末端的(de)COD基本(ben)在50以下甚(shen)至更低，在不考慮好(hao)氧(yang)池(chi)(chi)同(tong)步(bu)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)的(de)情況下TN濃度(du)和出(chu)水基本(ben)相同(tong)。
3）好氧池
混(hun)合液從缺氧(yang)池(chi)進入好氧(yang)池(chi)，曝(pu)氣池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)這一反(fan)(fan)(fan)應(ying)單元室(shi)多功能的(de)(de)(de)(de)(de)，去除BOD、硝(xiao)化(hua)、吸收(shou)磷(lin)等反(fan)(fan)(fan)應(ying)都在本(ben)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器內進行(xing)。混(hun)合液有機(ji)物濃(nong)度(du)已(yi)經(jing)很(hen)低，聚磷(lin)菌主要是(shi)靠分(fen)解體(ti)內儲(chu)存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)PHB來獲取(qu)能量供自身生(sheng)長繁殖，同時超量吸收(shou)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解性正磷(lin)酸(suan)鹽以聚磷(lin)（Poly-P）的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式儲(chu)存(cun)在細胞內，經(jing)過沉淀排(pai)出剩余污泥，達到(dao)除磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果。有機(ji)氨被氨化(hua)繼(ji)而被硝(xiao)化(hua)，氨氮濃(nong)度(du)顯著下降(jiang)。隨(sui)著硝(xiao)化(hua)過程的(de)(de)(de)(de)(de)進行(xing)，硝(xiao)氮濃(nong)度(du)增加(jia)，堿度(du)降(jiang)低（對于(yu)高氨氮廢(fei)水(shui)，需在好氧(yang)池(chi)中大量投加(jia)堿才能維持硝(xiao)化(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)進行(xing)）。
4）A2/O工藝的優缺點
優(you)點(dian)：同時(shi)脫(tuo)氮(dan)除磷；反(fan)硝(xiao)化過程(cheng)為(wei)硝(xiao)化提供堿(jian)度；釋磷及反(fan)硝(xiao)化過程(cheng)同時(shi)除去有機物；污泥(ni)沉降性能好，SVI值(zhi)一般均小(xiao)于(yu)100。
缺(que)點：①回流(liu)污泥含(han)有(you)(you)硝酸鹽進入厭氧區，對除(chu)磷效(xiao)果有(you)(you)影響；②脫氮(dan)受內(nei)回流(liu)比影響；③聚磷菌(jun)和反(fan)硝化菌(jun)都需要易降(jiang)解有(you)(you)機物。
A2/O這是(shi)一個很成熟(shu)的脫(tuo)氮(dan)除磷工藝，后續介紹的其他脫(tuo)氮(dan)處理工藝基本上是(shi)為克服A2/O工藝的缺點而進行(xing)改動的，從而在節能的基礎之上滿足出水要求。
在A2/O工(gong)藝運行中經常一些問題，如(ru)：絲狀菌膨(peng)脹(zhang)、污泥(ni)老化、SVI值過高(gao)、厭(yan)缺氧池(chi)表面(mian)出(chu)(chu)現黑色或(huo)者(zhe)黃色浮泥(ni)、曝氣池(chi)表面(mian)出(chu)(chu)現白色泡沫或(huo)者(zhe)粘稠的黃色泡沫、二沉池(chi)跑(pao)泥(ni)等等。出(chu)(chu)現這些問題，除進水指標的波(bo)動(dong)、設(she)計缺陷外(wai)，其他均為工(gong)藝參數沒有(you)控(kong)制好所導致的。關(guan)于工(gong)藝參數的控(kong)制，這個(ge)在書(shu)本上僅(jin)僅(jin)給出(chu)(chu)了(le)一個(ge)參考(kao)值，比如(ru)：
DO：2-4mg/L污(wu)(wu)泥(ni)齡：10-15dC：N：P=100：5:1反硝化碳(tan)氮比(bi)：（4-6）:1碳(tan)磷比(bi)：20:1MLSS：3000-4000mg/L混合(he)液回(hui)流比(bi)：200-300%污(wu)(wu)泥(ni)回(hui)流比(bi)：50-100%厭(yan)、缺(que)氧池攪拌功率：4-8W/m³（我是根據水(shui)質(zhi)、池體類型進行選(xuan)型）HRT：6-8h（針對市政污(wu)(wu)水(shui)，實際經驗告訴我，這個(ge)停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間誰(shui)用誰(shui)哭(ku)）厭(yan)氧：缺(que)氧：好氧停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間：1:1:（3-4）（這也是誰(shui)用誰(shui)哭(ku)）
甚至有些(xie)半(ban)吊子設計人員(yuan)根據這些(xie)工藝參(can)數(shu)去設計工業廢水，對于這點，我真的很佩服設計人員(yuan)的膽大、業主的摳門。
這(zhe)些工藝(yi)參(can)(can)數(shu)只是(shi)參(can)(can)考，運行(xing)(xing)參(can)(can)數(shu)需(xu)要針對自(zi)己的(de)(de)污(wu)水(shui)廠/污(wu)水(shui)站的(de)(de)實(shi)際情況進行(xing)(xing)調(diao)整，從而(er)(er)達到良好的(de)(de)處理(li)效果。所以(yi)，在(zai)(zai)運行(xing)(xing)中(zhong)各(ge)位污(wu)師需(xu)要針對問(wen)(wen)題(ti)進行(xing)(xing)分(fen)(fen)析，找到問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)根(gen)本(ben)所在(zai)(zai)，而(er)(er)不(bu)(bu)是(shi)盲目的(de)(de)排泥(ni)、投(tou)加(jia)碳源、投(tou)加(jia)營養(yang)、增加(jia)/減少(shao)曝(pu)氣等等。在(zai)(zai)自(zi)我分(fen)(fen)析問(wen)(wen)題(ti)之后(hou)可以(yi)到污(wu)托邦社(she)區(qu)或者污(wu)托邦群里面進行(xing)(xing)討(tao)論，而(er)(er)不(bu)(bu)是(shi)出現(xian)(xian)問(wen)(wen)題(ti)第一時間問(wen)(wen)別人(ren)，每個(ge)人(ren)運行(xing)(xing)的(de)(de)污(wu)水(shui)廠/污(wu)水(shui)站的(de)(de)情況都(dou)不(bu)(bu)一樣，別人(ren)給(gei)你的(de)(de)只會是(shi)他遇到過的(de)(de)情況，但不(bu)(bu)一定適(shi)用于你運營的(de)(de)污(wu)水(shui)廠，甚(shen)至(zhi)有(you)時候同樣一個(ge)現(xian)(xian)象，在(zai)(zai)不(bu)(bu)同污(wu)水(shui)廠發生的(de)(de)機理(li)是(shi)完(wan)全(quan)相反的(de)(de)。
2、倒置A2/O工藝
與常(chang)規的(de)A2/O工(gong)藝(yi)相比，倒置A2/O工(gong)藝(yi)（見圖7）從前往后以此為缺氧-厭氧-好氧，該工(gong)藝(yi)的(de)設(she)計初衷是為了(le)降低污泥回流中(zhong)(zhong)硝態氮(dan)(dan)對厭氧釋(shi)磷的(de)影響(xiang)，特別是對于高氨氮(dan)(dan)廢(fei)水污泥回流中(zhong)(zhong)攜帶有大量的(de)硝氮(dan)(dan)，抑(yi)制厭氧釋(shi)磷反應。同(tong)時(shi)，為了(le)解決碳(tan)源(yuan)分配(pei)的(de)問題(ti)，采用(yong)兩點進水的(de)方式來提供厭氧釋(shi)磷中(zhong)(zhong)有機物的(de)消(xiao)耗。
該工藝由于(yu)硝態氮在前端的缺氧(yang)池中完全(quan)反硝化(hua)，消除了硝氮對厭(yan)氧(yang)釋磷的不利(li)影響，從(cong)而保證厭(yan)氧(yang)釋磷的穩定(ding)進行，并且聚磷菌釋磷后直接進入生化(hua)效率比較高的好氧(yang)環境，使其在厭(yan)氧(yang)條件下形成的吸(xi)磷動力(li)得到了更有效的利(li)用(yong)。
有些設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在設(she)計(ji)倒置A2/O工藝時(shi)省(sheng)去了混合(he)液(ye)回流(liu)，通過增大(da)二沉(chen)池(chi)的污(wu)泥回流(liu)來滿(man)足(zu)反硝(xiao)化需求。增大(da)污(wu)泥回流(liu)雖(sui)然不改變二沉(chen)池(chi)的比表面積(ji)負荷率(lv)，但是在一(yi)定(ding)程度上降低(di)了二沉(chen)池(chi)的沉(chen)淀(dian)時(shi)間(jian)，不建議(yi)采用。
厭(yan)氧(yang)釋磷(lin)的(de)(de)實(shi)際(ji)停(ting)留(liu)(liu)時間(jian)（含回流量）一般要(yao)(yao)求在0.5-2h，倒置A2/O雖(sui)然(ran)滿足了硝氮對厭(yan)氧(yang)釋磷(lin)的(de)(de)影響，但是需(xu)要(yao)(yao)增(zeng)加厭(yan)氧(yang)池(chi)的(de)(de)池(chi)容，從而滿足厭(yan)氧(yang)釋磷(lin)實(shi)際(ji)停(ting)留(liu)(liu)時間(jian)的(de)(de)要(yao)(yao)求，增(zeng)加了土建成(cheng)本(ben)。同時多點進水需(xu)要(yao)(yao)很好(hao)的(de)(de)進行控制，以此來(lai)調整厭(yan)、缺(que)氧(yang)池(chi)的(de)(de)碳源配比達到良好(hao)的(de)(de)脫氮除磷(lin)效果。
該工藝(yi)適(shi)合原水中TN含量比較高的(de)廢水，只要缺氧(yang)池(chi)的(de)容積(ji)設(she)計的(de)合理可(ke)以(yi)完(wan)全反(fan)硝化，從而為厭(yan)氧(yang)釋磷提(ti)供(gong)良好的(de)厭(yan)氧(yang)環境。
3、A+A2/O工藝與JHB工藝
A+A2/O工(gong)藝(yi)（見圖8）與A2/O工(gong)藝(yi)相(xiang)比，在厭(yan)氧池的(de)(de)(de)(de)前段增加了(le)一個預脫(tuo)硝池，主要(yao)是(shi)為(wei)了(le)解(jie)決污(wu)泥回(hui)流中攜帶(dai)的(de)(de)(de)(de)硝酸(suan)鹽對厭(yan)氧釋磷的(de)(de)(de)(de)影響。該工(gong)藝(yi)與UCT工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)。
在進(jin)水TN含(han)量較高的情況(kuang)下，該工藝不太(tai)適用(yong)，因為污泥(ni)回流中攜帶有大量的硝氮，預脫硝池因設計停留時間(jian)過短（一般(ban)在0.5-0.8h）無法進(jin)行完全的反(fan)硝化反(fan)應，從(cong)而(er)影響厭氧(yang)釋磷(lin)。
1991年，Pitman等人提出Johannesburg（JHB）工(gong)(gong)藝(yi)，該工(gong)(gong)藝(yi)是在A2/O工(gong)(gong)藝(yi)到厭氧(yang)區污泥回流(liu)路(lu)線(xian)中增加(jia)了一(yi)個缺氧(yang)池（見圖9），來自二(er)沉池的污泥可(ke)利(li)用33%左右（進(jin)水(shui)(shui)分(fen)配可(ke)調）進(jin)水(shui)(shui)中的有機物作為反(fan)硝(xiao)化碳源(yuan)去除(chu)硝(xiao)態氮，以消除(chu)硝(xiao)酸鹽對厭氧(yang)池厭氧(yang)釋磷(lin)的不利(li)影(ying)響。
其實這兩個(ge)工(gong)藝是(shi)(shi)一樣(yang)的，只是(shi)(shi)叫法(fa)不同。在設(she)計中A+A2/O工(gong)藝也會設(she)計多點進水(shui)，畢(bi)竟碳源的有(you)效分(fen)配是(shi)(shi)關鍵。
4、UCT工藝
A2/O工(gong)藝的(de)(de)回(hui)(hui)流污(wu)泥中(zhong)很難保證不含有硝(xiao)氮(dan)(dan)，為了徹(che)底排除(chu)在厭(yan)(yan)氧池中(zhong)硝(xiao)氮(dan)(dan)的(de)(de)干擾(rao)，南(nan)非開普敦大學于1983年開發了UCT工(gong)藝（見圖(tu)10），將污(wu)泥回(hui)(hui)流至(zhi)缺(que)氧區，并增加(jia)了從缺(que)氧段(duan)至(zhi)厭(yan)(yan)氧段(duan)的(de)(de)缺(que)氧混合液回(hui)(hui)流，使(shi)污(wu)泥經缺(que)氧反(fan)硝(xiao)化后再回(hui)(hui)流至(zhi)厭(yan)(yan)氧區，減少了回(hui)(hui)流污(wu)泥中(zhong)的(de)(de)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)含量，盡量的(de)(de)避免(mian)了硝(xiao)態氮(dan)(dan)對厭(yan)(yan)氧釋磷(lin)的(de)(de)影響，同時(shi)在該(gai)工(gong)藝總存在反(fan)硝(xiao)化除(chu)磷(lin)現象。但當進水碳氮(dan)(dan)比較低時(shi)缺(que)氧池不能實現完全反(fan)硝(xiao)化，仍(reng)有一部分硝(xiao)氮(dan)(dan)回(hui)(hui)流到厭(yan)(yan)氧區對厭(yan)(yan)氧釋磷(lin)產生(sheng)不利影響。
書本上給出的(de)設(she)計參數：厭氧(yang)區(qu)HRT 1-2h；缺氧(yang)區(qu)HRT 2-4h；好氧(yang)區(qu)HRT 4-12h；污泥回流比(bi)80%-100%；缺氧(yang)回流比(bi)200%-400%；硝化液(ye)回流比(bi)100%-300%。（以上數據僅為參考，在(zai)設(she)計時需要根據實(shi)際水質(zhi)進(jin)行設(she)計。）
5、MUCT工藝
與A2/O工(gong)藝(yi)相(xiang)比(bi)，UCT工(gong)藝(yi)在(zai)適當的(de)COD/KTN比(bi)例下，缺氧池的(de)反反硝(xiao)化可使厭(yan)氧池回(hui)流(liu)液中的(de)硝(xiao)氮含(han)量(liang)接近于零。當進水COD/KTN較(jiao)低時，缺氧池無法實現完全的(de)脫氮，導致(zhi)有(you)一(yi)部分硝(xiao)氮隨(sui)缺氧回(hui)流(liu)進入(ru)厭(yan)氧池，因(yin)此又產生了(le)改良型UCT工(gong)藝(yi)—MUCT工(gong)藝(yi)（見圖(tu)11）。
MUCT工藝(yi)有(you)兩個缺氧池，第(di)一個缺氧池接(jie)受二沉池回流(liu)污泥，后(hou)一個缺氧池接(jie)受好氧池硝化液(ye)回流(liu)，使(shi)污泥的(de)(de)脫氮(dan)(dan)與混合(he)液(ye)的(de)(de)脫氮(dan)(dan)完(wan)全分開，進(jin)(jin)一步減(jian)少硝酸鹽(yan)進(jin)(jin)入厭(yan)氧池的(de)(de)可(ke)能性。
該工藝的(de)主要目(mu)的(de)是優化(hua)除磷效果，第二個缺(que)氧池進(jin)(jin)水中含有(you)一定量的(de)碳源，該部(bu)分碳源反硝化(hua)速(su)率較高，在(zai)該部(bu)分碳源消耗(hao)殆盡后，還可進(jin)(jin)行(xing)內源呼吸反硝化(hua)，雖然(ran)反硝化(hua)速(su)率較低(di)，但可進(jin)(jin)一步(bu)提高TN的(de)去除率。
6、Bardenpho工藝系列
6.1 Bardenpho工藝（兩級AO工藝）
Barnard（1974）開發的(de)(de)(de)Bardenpho工(gong)(gong)藝屬于(yu)早(zao)期生(sheng)物脫氮(dan)(dan)（除(chu)(chu)磷(lin)）工(gong)(gong)藝，其目(mu)的(de)(de)(de)是不投(tou)加外部碳源(yuan)的(de)(de)(de)情況下脫氮(dan)(dan)率(lv)達(da)到90%以上。如圖(tu)12所示(shi)，在第(di)一個缺(que)氧(yang)段(duan)(duan)，來自硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化段(duan)(duan)的(de)(de)(de)混(hun)合液(ye)內回流中含有大量(liang)的(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)(dan)，在第(di)一個缺(que)氧(yang)段(duan)(duan)中利(li)用原(yuan)水中的(de)(de)(de)碳源(yuan)作為(wei)電子供體，進行(xing)反硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化，在該段(duan)(duan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)的(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)(dan)約占70%（根據(ju)設計停留(liu)時間的(de)(de)(de)不同(tong)(tong)，去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)也不相(xiang)同(tong)(tong)）。BOD去(qu)(qu)除(chu)(chu)、氨氮(dan)(dan)氧(yang)化和磷(lin)的(de)(de)(de)吸收都是在硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化（第(di)一個好氧(yang)池(chi)）段(duan)(duan)完成的(de)(de)(de)。第(di)二缺(que)氧(yang)段(duan)(duan)提供足夠(gou)的(de)(de)(de)停留(liu)時間，通過(guo)混(hun)合液(ye)的(de)(de)(de)內源(yuan)呼吸進一步去(qu)(qu)除(chu)(chu)殘余的(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)(dan)。最(zui)終好氧(yang)段(duan)(duan)為(wei)混(hun)合液(ye)提供短(duan)暫(zan)的(de)(de)(de)曝氣(qi)時間，以降低二沉(chen)池(chi)出現厭氧(yang)狀態和釋磷(lin)的(de)(de)(de)可能性。
6.2 五段Phoredox工藝（簡稱為Phoredox工藝）
由于(yu)發現Bardenpho工藝(yi)中混(hun)合液(ye)回流(liu)中的(de)硝氮對生(sheng)物除磷有非常(chang)不利(li)的(de)影響，通(tong)過Bardenpho工藝(yi)的(de)中試研究，Barnard（1976）提出真正意義上的(de)生(sheng)物脫氮除磷工藝(yi)流(liu)程（見圖13），即在Bardenpho工藝(yi)前段增設一個厭氧區。這一工藝(yi)流(liu)程在南非稱(cheng)(cheng)為(wei)五段Phoredox工藝(yi)（簡稱(cheng)(cheng)為(wei)Phoredox工藝(yi)），在美國(guo)稱(cheng)(cheng)之為(wei)改良(liang)型Bardenpho工藝(yi)。改良(liang)型Bardenpho工藝(yi)通(tong)常(chang)按低污(wu)泥負荷（較(jiao)長(chang)污(wu)泥齡）方式設計和運行(xing)，目的(de)是提高(gao)脫氮效率。
五(wu)段(duan)Phoredox工(gong)藝使用(yong)的SRT比A2/O工(gong)藝更(geng)長（10-20d），其他設(she)計(ji)參數為：厭氧(yang)區(qu) HRT=0.5-1h；第一缺氧(yang)區(qu)HTR=1-3h；第二(er)(er)缺氧(yang)區(qu)HRT=2-4h；第一好(hao)氧(yang)區(qu)HRT=4-12h，第二(er)(er)好(hao)氧(yang)區(qu)HRT=0.5-1h；污泥回流比為50%-100%；混合液回流比為200%-400%。（以(yi)上數據(ju)(ju)僅供參考，具(ju)體設(she)計(ji)請(qing)根據(ju)(ju)水(shui)質進(jin)行變動。）
6.3 3段改良Bardenpho工藝（或A2/O工藝）
測試表明，五段Phoredox工(gong)藝(yi)并(bing)不能(neng)將(jiang)硝酸鹽含量降低至零(ling)，與第(di)(di)一缺(que)氧(yang)(yang)區相(xiang)比，第(di)(di)二(er)缺(que)氧(yang)(yang)池因為采用內源呼吸反硝化(hua)導(dao)致單位容(rong)積反硝化(hua)速率相(xiang)當(dang)低。第(di)(di)二(er)缺(que)氧(yang)(yang)池的低效促使Simpkins和(he)McLaren（1978）提出，在(zai)某些情況下可取消(xiao)第(di)(di)二(er)缺(que)氧(yang)(yang)池，適當(dang)加(jia)大第(di)(di)一缺(que)氧(yang)(yang)池，以(yi)獲得最(zui)大的反硝化(hua)處理效果和(he)最(zui)低的回(hui)流污泥硝酸鹽濃度，即3段改良(liang)Bardenpho工(gong)藝(yi)（見圖(tu)13），也就是目前常用的A2/O工(gong)藝(yi)。
7、約翰內斯堡（Johannesburg）工藝
本工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)源(yuan)自南非約(yue)翰內斯堡(bao)，為UCT變型工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，該工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)（見(jian)圖14）的(de)主要(yao)(yao)目的(de)是(shi)盡量(liang)減(jian)少污泥回(hui)流(liu)(liu)中的(de)硝(xiao)氮(dan)進入(ru)(ru)厭氧(yang)池，提高較低進水(shui)濃度(du)廢水(shui)德爾處(chu)理效率（其實(shi)脫氮(dan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)就(jiu)是(shi)碳源(yuan)的(de)合理分配問題(ti)，在(zai)不考慮反硝(xiao)化除磷(lin)的(de)情況下(xia)，低COD廢水(shui)，除磷(lin)量(liang)越多，反硝(xiao)化脫氮(dan)越差，關鍵是(shi)看(kan)操作(zuo)人員如何取舍）。回(hui)流(liu)(liu)活(huo)性污泥直接進入(ru)(ru)缺氧(yang)池，該池有足夠的(de)停留時間(jian)利用內源(yuan)呼(hu)吸去還原污泥中攜帶的(de)硝(xiao)氮(dan)，然(ran)后(hou)再進入(ru)(ru)厭氧(yang)區進行釋磷(lin)反應。（題(ti)外(wai)話(hua)，這(zhe)個(ge)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)在(zai)有些資料上給(gei)歸為JHB工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，我認為知道工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)原理就(jiu)行，有些問題(ti)沒(mei)必要(yao)(yao)去糾結。）
8、PASF工藝
針對A2/O工(gong)(gong)(gong)藝中(zhong)各菌(jun)群(qun)間污泥(ni)齡需求矛盾的問題，近(jin)年來有很多研究提出將活(huo)性(xing)污泥(ni)法(fa)和(he)生(sheng)物膜法(fa)相結合（非(fei)泥(ni)膜共存(cun)工(gong)(gong)(gong)藝）以緩解這(zhe)一矛盾。這(zhe)時系統中(zhong)就存(cun)在兩(liang)(liang)類菌(jun)群(qun)：短泥(ni)齡懸浮活(huo)性(xing)污泥(ni)和(he)長齡生(sheng)物膜上(shang)附著的菌(jun)群(qun)，這(zhe)樣(yang)能(neng)很好(hao)的解決硝化細菌(jun)與(yu)聚磷菌(jun)間的泥(ni)齡矛盾。在此基礎之(zhi)上(shang)發(fa)展的工(gong)(gong)(gong)藝為PASF工(gong)(gong)(gong)藝，（見(jian)圖15）。該工(gong)(gong)(gong)藝分為前后(hou)兩(liang)(liang)段(duan)，前段(duan)采用(yong)活(huo)性(xing)污泥(ni)法(fa)，主(zhu)要包括厭(yan)氧(yang)(yang)、缺氧(yang)(yang)、好(hao)氧(yang)(yang)、二(er)沉等；后(hou)段(duan)采用(yong)生(sheng)物膜法(fa)，主(zhu)要采用(yong)曝氣生(sheng)物濾池或者加裝填(tian)料的生(sheng)物膜池。
該(gai)工藝中硝(xiao)化(hua)作用主要集(ji)中在曝氣生物濾池(chi)內，大量(liang)的(de)(de)硝(xiao)化(hua)反應(ying)在二沉池(chi)之后完成，避免了污泥(ni)回流攜帶(dai)硝(xiao)氮(dan)對(dui)厭氧釋(shi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)的(de)(de)影響。另(ling)外硝(xiao)化(hua)菌(jun)和(he)聚(ju)磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)的(de)(de)分開更有利于營造最適宜(yi)各類(lei)菌(jun)群生長的(de)(de)環(huan)境(jing)。該(gai)工藝中，菌(jun)群分開專性(xing)較(jiao)強，可以縮短各反應(ying)器的(de)(de)停留時間(jian)。同時，在前段活性(xing)污泥(ni)工藝中釋(shi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)在缺(que)少好氧除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，反硝(xiao)化(hua)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)（DPB）可以大量(liang)富集(ji)從而產生反硝(xiao)化(hua)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)反應(ying)，節省碳源、節省能耗。
該(gai)工(gong)藝在設計中，好氧池起到降(jiang)(jiang)低(di)污泥(ni)沉降(jiang)(jiang)比、進一步降(jiang)(jiang)低(di)BOD（不影(ying)響(xiang)硝化反應(ying)）的功能，幾乎(hu)不參與(yu)硝化反應(ying)，所(suo)以(yi)該(gai)池停(ting)留時間可以(yi)很(hen)短(duan)（1-2h）。
9、Dephanox工藝
Wanner（1992）首(shou)次提出Dephanox雙污泥反硝(xiao)化(hua)脫(tuo)氮(dan)除磷工藝(yi)雛(chu)形(xing)（見圖16）。
所謂雙(shuang)污泥系(xi)(xi)統就是硝(xiao)化菌(jun)獨(du)(du)立于(yu)反(fan)硝(xiao)化除磷菌(jun)（DPB）而(er)單獨(du)(du)存在于(yu)固定膜(mo)生物反(fan)應器(qi)中(zhong)。該工藝解(jie)決了(le)聚磷菌(jun)和反(fan)硝(xiao)化菌(jun)競爭(zheng)碳(tan)源的(de)問題（參照反(fan)硝(xiao)化除磷原理(li)），同時也巧(qiao)妙的(de)解(jie)決了(le)活性污泥系(xi)(xi)統培養硝(xiao)化菌(jun)需要(yao)的(de)較長(chang)SRT這一不利條件。
在(zai)該工藝中(zhong)，含DPB回流污(wu)泥(ni)(ni)首先在(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)池(chi)完成(cheng)(cheng)釋(shi)磷和儲存PHB，經過快沉池(chi)分離后，富含DPB的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)超越固定膜(mo)反應(ying)器至(zhi)缺氧(yang)(yang)池(chi)，含氨(an)氮(dan)的(de)(de)上清液直接(jie)進(jin)入(ru)固定膜(mo)反應(ying)器，進(jin)行好(hao)(hao)氧(yang)(yang)硝(xiao)化(hua)，產生的(de)(de)硝(xiao)化(hua)液流入(ru)缺氧(yang)(yang)池(chi)后與DPB污(wu)泥(ni)(ni)接(jie)觸，完成(cheng)(cheng)反硝(xiao)化(hua)除(chu)磷反應(ying)。由于(yu)DPB污(wu)泥(ni)(ni)沒(mei)有經過好(hao)(hao)氧(yang)(yang)池(chi)，所以它體(ti)內的(de)(de)PHB幾乎全用于(yu)反硝(xiao)化(hua)吸(xi)(xi)磷作(zuo)用。因DPB每(mei)吸(xi)(xi)收1份的(de)(de)正磷酸(suan)鹽就需(xu)要7份的(de)(de)NO3--N，故而在(zai)污(wu)水中(zhong)N/P低(di)于(yu)7時(shi)，就意(yi)味著缺氧(yang)(yang)池(chi)中(zhong)硝(xiao)氮(dan)含量不足導致不能徹(che)底除(chu)磷，因此需(xu)要在(zai)缺氧(yang)(yang)池(chi)后增加再曝氣池(chi)，從而保證TP的(de)(de)穩定達(da)標。
其實該工藝還有一定的(de)缺陷，比(bi)如(ru)：①厭氧池中無法完全吸附(fu)有機物，導致固定膜反應器進(jin)水(shui)中攜(xie)帶有BOD，一方(fang)面抑制硝(xiao)化反應，另一方(fang)面造成(cheng)有機物的(de)浪費和能耗的(de)增高(gao)(gao)；②在進(jin)水(shui)氨氮偏高(gao)(gao)時，缺氧池中反硝(xiao)化除(chu)磷菌不能徹(che)底的(de)去除(chu)硝(xiao)氮，導致出水(shui)TN的(de)升(sheng)高(gao)(gao)。
3、總結
以(yi)上工藝是比較(jiao)常(chang)規的(de)脫氮(dan)除磷工藝，一(yi)些(xie)衍生(sheng)(sheng)工藝或者不常(chang)見的(de)工藝就不在此一(yi)一(yi)列舉(ju)了，如果有(you)興趣的(de)話，可以(yi)自己查一(yi)下資料。如：VIP、BCFS、Enbnras、OCO、A2N-SBR、SBR、MSBR、CAST以(yi)及A2/O工藝衍生(sheng)(sheng)的(de)工藝等等，這些(xie)工藝都是基于脫氮(dan)除磷原理產生(sheng)(sheng)的(de)。
筆(bi)者(zhe)認為(wei)脫氮除(chu)磷(lin)前(qian)文(wen)所述的工藝(yi)，可歸結(jie)為(wei)碳源的分配(pei)（除(chu)反硝化除(chu)磷(lin)工藝(yi)外），每個工藝(yi)都有其(qi)(qi)優點，所以不(bu)能(neng)說哪個工藝(yi)最好(hao)，就看其(qi)(qi)適不(bu)適應(ying)進水水質（不(bu)考慮操作水平）。
現在環保(bao)要求(qiu)越來(lai)越嚴，對于不少污水廠因為TN問題，給(gei)生(sheng)化(hua)池中投加大量的(de)(de)(de)碳源(yuan)，來(lai)滿(man)足出(chu)水TN的(de)(de)(de)要求(qiu)，針對于這種(zhong)污水廠來(lai)說，可(ke)以不用考慮生(sheng)物除(chu)磷，畢竟生(sheng)物除(chu)磷的(de)(de)(de)成本比化(hua)學除(chu)磷的(de)(de)(de)高的(de)(de)(de)太多(duo)。
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