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生物脫氮除磷機理、作用條件和工藝選擇
生物脫氮除磷工藝一般都是除碳、脫氮和除磷三種流程的有機組合。除碳是利用細菌在有氧的條件下將有機物分解為二氧化碳和水的過程。在有充足的氧和生物量的條件下，除碳的過程可以很順利的進行。《排放標準》中氮和磷的控制指標分為氨氮、總氮和總磷。總氮包括有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。
在實際的工程設計中，根據受納水體的要求和其它一些實際情況，生物除磷脫氮工藝可以分成以下幾個層次：
①去除有機物、氨氮，對總氮無要求：可以采用生物硝化工藝，采用延時曝氣。
②去除有機物和總氮：因要去除總氮，應采用生物硝化和反硝化工藝，需要在好氧反應池前增設一個缺氧段，將好氧池中的硝酸鹽混合液回流到缺氧段，保證在缺氧的條件下，將硝酸鹽反硝化成氮氣。
③去除有機物、氨氮、有機氮和總磷：應采用除磷的硝化工藝，在好氧反應地前增設一個厭氧段，在厭氧段內完成磷的釋放，在好氧段內實現磷的超量吸收、有機物的氧化、有機氮及氨氮的硝化。
④去除有機物、總氮和總磷：應采用*的生物除磷脫氮工藝，在好氧反應池前既要增設一個厭氧段又要增設一個缺氧段，以同時實現生物除磷脫氮。

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中小城鎮污水處理廠脫氮除磷工藝
中小城鎮污水處理廠脫氮除磷工藝選擇的主要影響因素包括：進水水質濃度和對出水水質的要求、工藝流程長短、占地面積、建設投資、能耗和運行管理等。當然，出水水質好、流程短、占地面積小、能耗低、投資少、運行管理簡單的脫氮除磷工藝是工藝發展的總趨勢，我們需要根據污水處理廠的實際情況，認真比選，終選擇出符合實際的，好的工藝。
由上述脫氮除磷機理分析，我們可以看出脫氮過程和除磷過程之間相互限制：脫氮*，意味著因大量的結合態氧進入厭氧池使除磷所需的*的厭氧環境受到破壞，除磷受限;磷的去除通過排放剩余污泥實現，SRT小，剩余污泥排放量多，在污泥含磷量一定的情況下，除磷量也就越多，而生物硝化工藝卻需要較低的負荷，較長的泥齡，因此硝化受到影響，進而影響脫氮效果。
生物脫氮除磷工藝主要有A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝、SBR工藝、BIOLAK等從活性污泥法派生出來的工藝，均可實現除碳、脫氮和除磷三種流程的組合，都是比較實用的除磷脫氮工藝。
SBR衍生工藝
SBR工藝因其操作靈活性，使之易于引入脫氮除磷過程，通過調整運行周期以及控制各工序時間的長短，來達到脫氮除磷的目的。然而，在實際應用中，常規SBR工藝往往因投資和占地面積等因素，限制其被采納，但其衍生工藝因在具備SBR工藝優點的同時，又克服其缺點而將脫氮除磷的作用充分發揮出來而更具優勢。
SBR衍生工藝有CAST工藝、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝和UNITANK工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續進水方式，使進水的控制系統變得簡單，但是因主反應區前面缺乏一個厭氧段，因此除磷的效果不夠理想。DAT-IAT工藝的回流比比較大，運行費用偏高。因此，適合小城鎮污水處理廠的SBR工藝非CAST工藝莫屬。
CAST工藝是在主反應區前設置預反應區，在預反應區內，從主反應區回流的污泥與進水混合，不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速對溶解性底物的去除也對難降解有機物起到良好的水解作用，同時可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。預反應區還有效的抑制絲狀菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統穩定性。
CAST工藝具有出水水質好、抗沖擊負荷適應性強、污泥活性好、投資和占地面積小、能耗低等優點。但CAST工藝的設備和容積利用率不高。
氧化溝工藝
通過文獻獲悉，我國中小城鎮污水處理廠建設應用奧貝爾氧化溝工藝多。奧貝爾氧化溝擁有*的3層溝渠結構，通過制溝渠內的溶解氧量，保持較大的溶解氧梯度，形成厭氧-缺氧-好氧的環境達到脫氮除磷的目的。在實際應用中，我所從事的公司中小城鎮污水處理廠建設多采用改良型卡魯賽爾氧化溝，即在卡魯賽爾氧化溝的主體結構之前增設厭氧池和缺氧池，結合A2/O工藝和氧化溝優點，達到良好的出水水質。
卡魯賽爾氧化溝中的曝氣設備有采用表曝裝置如倒傘曝氣機，也有采用微孔曝氣頭，推流器或攪拌機推動水體流動的。具體采用哪種組合，需在實際應用中通過計算權衡才能確定。

分體式生物反應器把生物反應器與膜組件分開放置，生物反應器的混合液經增壓后進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到系統出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應器內。
    一體式系統則直接將膜組件置于反應器內，通過的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應器（MBR）工藝是污水生物處理技術與膜分離技術的有機結合。污水在反 應器中經生物處理完成對有機污染物質的分解與轉化后，利用微濾膜（MF）或超濾膜（UF）的高效分 離完成污水的固液分離。從而達到污水的終凈化效果。設置于反應器中的膜組件可*取代傳統工 藝中的二沉池和常規過濾、吸附單元，使水力停留時間（HRT）和污泥齡（SRT）*分離，并獲得穩 定，優質的出水水質。一體式膜-生物反應器裝置占地省、能耗少，近年來有關它的應用研究在國外受到關注。
    好氧膜生物反應器一般用于城市和工業的處理，好氧MBR用于城市污水處理通常是為了使出水達到回用的目的，而用于處理工業的主要為了去除一些特別的污染物，如油脂類污染物。
    將膜分離技術與厭氧生物反應器相結合，產生了一種更高效、低能耗、易控制與啟動的新型厭氧生物處理技術—厭氧膜生物反應器。