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生物脱氮除磷（Biological Nutrient Removal，简称BNR）是指用生物处置法去除污水中营养物质氮和磷的工艺。经由几十年的生长，脱氮除磷工艺演变出了多种工艺和工艺变种，为我们选择污水处置手艺蹊径，提供了许多种选项。

一、A2/O工艺

1、厌氧池

图1为传统的A2/O工艺流程，首段为厌氧池，本池的主要作用为释放磷（详细反映机理看前面），其次在本池中也可发生水解酸化反映。原水与同步进入的二沉池回流的含磷污泥二者夹杂后再兼性厌氧发酵菌的作用下部门易生物降解的大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸（VFA），聚磷菌将细胞内的聚磷水解成正磷酸盐，释放到水中，释放的能量可供转型好氧的聚磷菌在厌氧的压制环境下维持生计，同时吸收水解后的小分子有机物合成PHB并储存在体内。另外，NH4+-N因细胞的合成而被去除一部门，同时回流污泥的稀释作用使污水中的NH4+-N浓度下降；另外回流污泥中的NO3—-N进入厌氧池后迅速行使原水中的快速降解有机物而被还原为氮气释放，会部门去除进水中的有机物，该池出水险些不含NO3—-N。

影响因素：对于高氨氮废水，污泥回流中携带有大量的NO3—-N，当硝氮浓度≥4mg/L时，将削减了据邻人释放所获得的消融性有机物的量，不能是该池形成较好的兼性厌氧环境，不仅晦气于据邻人的释磷反映，而且也晦气于大分子的厌氧发酵为小分子有机物，对释磷反映晦气。

2、缺氧池

废水经由厌氧池进入缺氧池，该池主要功效为反硝化脱氮，硝氮通过内循环由好氧池进入缺氧池，回流比通过总氮去除率举行盘算（见公式1）。夹杂液进入缺氧段后，反硝化菌行使污水中的有机物将回流液中的硝态氮还原为氮气释放到空气中，因此有机物浓度和硝态氮浓度都市大幅度降低。其次，该段可能发生磷的释放和吸收（反硝化除磷）反映，或者两者同时存在。另外，生涯污水处置历程中，缺氧池末尾的COD基本在50以下甚至更低，在不思量好氧池同步硝化反硝化的情形下TN浓度和出水基真相同。

η=r/（1+r）————1

其中：η：总氮去除率；

r：回流比

3、好氧池

夹杂液从缺氧池进入好氧池，曝气池的这一反映单元室多功效的，去除BOD、硝化、吸收磷等反映都在本反映器内举行。夹杂液有机物浓度已经很低，聚磷菌主要是靠剖析体内储存的PHB来获取能量供自身生长滋生，同时超量吸收水中的消融性正磷酸盐以聚磷（Poly-P）的形式储存在细胞内，经由沉淀排挤剩余污泥，到达除磷的效果。有机氨被氨化继而被硝化，氨氮浓度显著下降。随着硝化历程的举行，硝氮浓度增添，碱度降低（对于高氨氮废水，需在好氧池中大量投加碱才气维持硝化反映的举行）。

4、A2/O工艺的优瑕玷

优点：同时脱氮除磷；反硝化历程为硝化提供碱度；释磷及反硝化历程同时除去有机物；污泥沉降性能好，SVI值一样平常均小于100。

瑕玷：①回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；②脱氮受内回流比影响；③聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物。

A2/O这是一个很成熟的脱氮除磷工艺，后续先容的其他脱氮处置工艺基本上是为战胜A2/O工艺的瑕玷而举行改动的，从而在节能的基础之上知足出水要求。

在A2/O工艺运行中经常一些问题，如：丝状菌膨胀、污泥老化、SVI值过高、厌缺氧池外面泛起玄色或者黄色浮泥、曝气池外面泛起白色泡沫或者粘稠的黄色泡沫、二沉池跑泥等等。泛起这些问题，除进水指标的颠簸、设计缺陷外，其他均为工艺参数没有控制好所导致的。关于工艺参数的控制，这个在书籍上仅仅给出了一个参考值，好比：

DO：2-4mg/L

污泥龄：10-15d

C：N：P=100：5:1

反硝化碳氮比：（4-6）:1

碳磷比：20:1

MLSS：3000-4000mg/L

夹杂液回流比：200-300%

污泥回流比：50-100%

厌、缺氧池搅拌功率：4-8W/m³（我是凭证水质、池体类型举行选型）

HRT：6-8h（针对市政污水，现实履历告诉我，这个停留时间谁用谁哭）

厌氧：缺氧：好氧停留时间：1:1:（3-4）（这也是谁用谁哭）

甚至有些半吊子设计职员凭证这些工艺参数去设计工业废水，对于这点，我真的很信服设计职员的胆大、业主的抠门。

这些工艺参数只是参考，运行参数需要针对自己的污水厂/污水站的现真相形举行调整，从而到达优越的处置效果。以是，在运行中列位污师需要针对问题举行剖析，找到问题的基本所在，而不是盲目的排泥、投加碳源、投加营养、增添/削减曝气等等。在自我剖析问题之后可以到污托邦社区或者污托邦群内里举行讨论，而不是泛起问题第一时间问别人，每小我私人运行的污水厂/污水站的情形都纷歧样，别人给你的只会是他遇到过的情形，但纷歧定适用于你运营的污水厂，甚至有时刻同样一个征象，在差异污水厂发生的机理是完全相反的。

二、倒置A2/O工艺

与通例的A2/O工艺相比，倒置A2/O工艺（见图2）早年往后以此为缺氧-厌氧-好氧，该工艺的设计初衷是为了降低污泥回流中硝态氮对厌氧释磷的影响，稀奇是对于高氨氮废水污泥回流中携带有大量的硝氮，抑制厌氧释磷反映。同时，为领会决碳源分配的问题，接纳两点进水的方式来提供厌氧释磷中有机物的消耗。

该工艺由于硝态氮在前端的缺氧池中完全反硝化，消除了硝氮对厌氧释磷的晦气影响，从而保证厌氧释磷的稳固举行，而且聚磷菌释磷后直接进入生化效率对照高的好氧环境，使其在厌氧条件下形成的吸磷动力获得了更有用的行使。

有些设计职员在设计倒置A2/O工艺时省去了夹杂液回流，通过增大二沉池的污泥回流来知足反硝化需求。增大污泥回流虽然不改变二沉池的比外面积负荷率，然则在一定水平上降低了二沉池的沉淀时间，不建议接纳。

厌氧释磷的现实停留时间（含回流量）一样平常要求在0.5-2h，倒置A2/O虽然知足了硝氮对厌氧释磷的影响，然则需要增添厌氧池的池容，从而知足厌氧释磷现实停留时间的要求，增添了土建成本。同时多点进水需要很好的举行控制，以此来调整厌、缺氧池的碳源配比到达优越的脱氮除磷效果。

该工艺适合原水中TN含量对照高的废水，只要缺氧池的容积设计的合理可以完全反硝化，从而为厌氧释磷提供优越的厌氧环境。

三、A+A2/O工艺与JHB工艺

A+A2/O工艺（见图3）与A2/O工艺相比，在厌氧池的前段增添了一个预脱硝池，主要是为领会决污泥回流中携带的硝酸盐对厌氧释磷的影响。该工艺与UCT工艺的目的是相同的。

在进水TN含量较高的情形下，该工艺不太适用，由于污泥回流中携带有大量的硝氮，预脱硝池因设计停留时间过短（一样平常在0.5-0.8h）无法举行完全的反硝化反映，从而影响厌氧释磷。

1991年，Pitman等人提出Johannesburg（JHB）工艺，该工艺是在A2/O工艺到厌氧区污泥回流蹊径中增添了一个缺氧池（见图4），来自二沉池的污泥可行使33%左右（进水分配可调）进水中的有机物作为反硝化碳源去除硝态氮，以消除硝酸盐对厌氧池厌氧释磷的晦气影响。

着实这两个工艺是一样的，只是叫法差异。在设计中A+A2/O工艺也会设计多点进水，究竟碳源的有用分配是要害。

四、UCT工艺

A2/O工艺的回流污泥中很难保证不含有硝氮，为了彻底清扫在厌氧池中硝氮的滋扰，南非开普敦大学于1983年开发了UCT工艺（见图5），将污泥回流至缺氧区，并增添了从缺氧段至厌氧段的缺氧夹杂液回流，使污泥经缺氧反硝化后再回流至厌氧区，削减了回流污泥中的硝酸盐含量，只管的制止了硝态氮对厌氧释磷的影响，同时在该工艺总存在反硝化除磷征象。但当进水碳氮对照低时缺氧池不能实现完全反硝化，仍有一部门硝氮回流到厌氧区对厌氧释磷发生晦气影响。

书籍上给出的设计参数：厌氧区HRT 1-2h；缺氧区HRT 2-4h；好氧区HRT 4-12h；污泥回流比80%-100%；缺氧回流比200%-400%；硝化液回流比100%-300%。（以上数据仅为参考，在设计时需要凭证现实水质举行设计。）

五、MUCT工艺

与A2/O工艺相比，UCT工艺在适当的COD/KTN比例下，缺氧池的反反硝化可使厌氧池回流液中的硝氮含量靠近于零。当进水COD/KTN较低时，缺氧池无法实现完全的脱氮，导致有一部门硝氮随缺氧回流进入厌氧池，因此又发生了改良型UCT工艺—MUCT工艺（见图6）。

MUCT工艺有两个缺氧池，第一个缺氧池接受二沉池回流污泥，后一个缺氧池接受好氧池硝化液回流，使污泥的脱氮与夹杂液的脱氮完全离开，进一步削减硝酸盐进入厌氧池的可能性。

该工艺的主要目的是优化除磷效果，第二个缺氧池进水中含有一定量的碳源，该部门碳源反硝化速率较高，在该部门碳源消耗殆尽后，还可举行内源呼吸反硝化，虽然反硝化速率较低，但可进一步提高TN的去除率。

六、Bardenpho工艺系列

6.1 Bardenpho工艺（两级AO工艺）

Barnard（1974）开发的Bardenpho工艺属于早期生物脱氮（除磷）工艺，其目的是不投加外部碳源的情形下脱氮率到达90%以上。如图7所示，在第一个缺氧段，来自硝化段的夹杂液内回流中含有大量的硝氮，在第一个缺氧段中行使原水中的碳源作为电子供体，举行反硝化，在该段去除的硝氮约占70%（凭证设计停留时间的差异，去除率也不相同）。BOD去除、氨氮氧化和磷的吸收都是在硝化（第一个好氧池）段完成的。第二缺氧段提供足够的停留时间，通过夹杂液的内源呼吸进一步去除残余的硝氮。最终好氧段为夹杂液提供短暂的曝气时间，以降低二沉池泛起厌氧状态和释磷的可能性。

6.2 五段Phoredox工艺（简称为Phoredox工艺）

由于发现Bardenpho工艺中夹杂液回流中的硝氮对生物除磷有异常晦气的影响，通过Bardenpho工艺的中试研究，Barnard（1976）提出真正意义上的生物脱氮除磷工艺流程（见图8），即在Bardenpho工艺前段增设一个厌氧区。这一工艺流程在南非称为五段Phoredox工艺（简称为Phoredox工艺），在美国称之为改良型Bardenpho工艺。改良型Bardenpho工艺通常按低污泥负荷（较长污泥龄）方式设计和运行，目的是提高脱氮效率。

五段Phoredox工艺使用的SRT比A2/O工艺更长（10-20d），其他设计参数为：厌氧区 HRT=0.5-1h；第一缺氧区HTR=1-3h；第二缺氧区HRT=2-4h；第一好氧区HRT=4-12h，第二好氧区HRT=0.5-1h；污泥回流比为50%-100%；夹杂液回流比为200%-400%。（以上数据仅供参考，详细设计请凭证水质举行更改。）

6.3 3段改良Bardenpho工艺（或A2/O工艺）

测试注释，五段Phoredox工艺并不能将硝酸盐含量降低至零，与第一缺氧区相比，第二缺氧池由于接纳内源呼吸反硝化导致单元容积反硝化速率相当低。第二缺氧池的低效促使Simpkins和McLaren（1978）提出，在某些情形下可作废第二缺氧池，适当加大第一缺氧池，以获得最大的反硝化处置效果和最低的回流污泥硝酸盐浓度，即3段改良Bardenpho工艺（见图9），也就是现在常用的A2/O工艺。

七、约翰内斯堡（Johannesburg）工艺

本工艺源自南非约翰内斯堡，为UCT变型工艺，该工艺（见图10）的主要目的是只管削减污泥回流中的硝氮进入厌氧池，提高较低进水浓度废水德尔处置效率（着实脱氮工艺就是碳源的合理分配问题，在不思量反硝化除磷的情形下，低COD废水，除磷量越多，反硝化脱氮越差，要害是看操作职员若何取舍）。回流活性污泥直接进入缺氧池，该池有足够的停留时间行使内源呼吸去还原污泥中携带的硝氮，然后再进入厌氧区举行释磷反映。（题外话，这个工艺在有些资料上给归为JHB工艺，我以为知道工艺的原理就行，有些问题没需要去纠结。）

八、PASF工艺

针对A2/O工艺中各菌群间污泥龄需求矛盾的问题，近年来有许多研究提出将活性污泥法和生物膜法相连系（非泥膜共存工艺）以缓解这一矛盾。这时系统中就存在两类菌群：短泥龄悬浮活性污泥和长龄生物膜上附着的菌群，这样能很好的解决硝化细菌与聚磷菌间的泥龄矛盾。在此基础之上生长的工艺为PASF工艺，（见图11）。该工艺分为前后两段，前段接纳活性污泥法，主要包罗厌氧、缺氧、好氧、二沉等；后段接纳生物膜法，主要接纳曝气生物滤池或者加装填料的生物膜池。

该工艺中硝化作用主要集中在曝气生物滤池内，大量的硝化反映在二沉池之后完成，制止了污泥回流携带硝氮对厌氧释磷的影响。另外硝化菌和聚磷菌的离开更有利于营造最相宜种种菌群生长的环境。该工艺中，菌群离开专性较强，可以缩短各反映器的停留时间。同时，在前段活性污泥工艺中释磷菌在缺少好氧除磷的情形下，反硝化除磷菌（DPB）可以大量富集从而发生反硝化除磷反映，节约碳源、节约能耗。

该工艺在设计中，好氧池起到降低污泥沉降比、进一步降低BOD（不影响硝化反映）的功效，险些不介入硝化反映，以是该池停留时间可以很短（1-2h）。

九、Dephanox工艺

Wanner（1992）首次提出Dephanox双污泥反硝化脱氮除磷工艺雏形（见图12）。

所谓双污泥系统就是硝化菌自力于反硝化除磷菌（DPB）而单独存在于牢固膜生物反映器中。该工艺解决了聚磷菌和反硝化菌竞争碳源的问题（参照反硝化除磷原理），同时也巧妙的解决了活性污泥系统培育硝化菌需要的较长SRT这一晦气条件。

在该工艺中，含DPB回流污泥首先在厌氧池完成释磷和储存PHB，经由快沉池星散后，富含DPB的污泥逾越牢固膜反映器至缺氧池，含氨氮的上清液直接进入牢固膜反映器，举行好氧硝化，发生的硝化液流入缺氧池后与DPB污泥接触，完成反硝化除磷反映。由于DPB污泥没有经由好氧池，以是它体内的PHB险些全用于反硝化吸磷作用。因DPB每吸收1份的正磷酸盐就需要7份的NO3—-N，故而在污水中N/P低于7时，就意味着缺氧池中硝氮含量不足导致不能彻底除磷，因此需要在缺氧池后增添再曝气池，从而保证TP的稳固达标。

着实该工艺尚有一定的缺陷，好比：①厌氧池中无法完全吸附有机物，导致牢固膜反映器进水中携带有BOD，一方面抑制硝化反映，另一方面造成有机物的虚耗和能耗的增高；②在进水氨氮偏高时，缺氧池中反硝化除磷菌不能彻底的去除硝氮，导致出水TN的升高。