生物脱氮除磷（Biological Nutrient Removal，简称BNR）是指用生物处理法去除污水中营养物质氮和磷的工艺。经过几十年的发展，脱氮除磷工艺演变出了多种工艺和工艺变种，下面，江苏铭盛环境对污水处理中常用的生物脱氮除磷工艺进行汇总和介绍，以期为我们选择污水处理技术路线，提供多种选项。

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（具体反映机理看前面），其次在本池中也可发生水解酸化反应。原水与同步进入的二沉池回流的含磷污泥二者混合后再兼性厌氧发酵菌的作用下部分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抑环境下维持生存，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分，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进入厌氧池后迅速利用原水中的快速降解有机物而被还原为氮气释放，会部分去除进水中的有机物，该池出水几乎不含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，将减少了据邻居释放所获得的溶解性有机物的量，不能是该池形成较好的兼性厌氧环境，不仅不利于据邻居的释磷反应，而且也不利于大分子的厌氧发酵为小分子有机物，对释磷反应不利。

2、缺氧池

废水经过厌氧池进入缺氧池，该池首要功能为反硝化脱氮，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进行计算（见公式1）。混合液进入缺氧段后，反硝化菌利用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会大幅度降低。其次，该段可能发生磷的释放和吸收（反硝化除磷）反应，或者两者同时存在。另外，生活污水处理过程中，缺氧池末端的COD基本在50以下甚至更低，在不考虑好氧池同步硝化反硝化的情况下TN浓度和出水基本相同。

η=r/（1+r）——1

其中：η：总氮去除率；r：回流比

3、好氧池

混合液从缺氧池进入好氧池，曝气池的这一反应单元室多功能的，去除BOD、硝化、吸收磷等反应都在本反应器内进行。混合液有机物浓度已经很低，聚磷菌主要是靠分解体内储存的PHB来获取能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性正磷酸盐以聚磷（Poly-P）的形式储存在细胞内，经过沉淀排出剩余污泥，达到除磷的效果。有机氨被氨化继而被硝化，氨氮浓度显著下降。随着硝化过程的进行，硝氮浓度增加，碱度降低（对于高氨氮废水，需在好氧池中大量投加碱才能维持硝化反应的进行）。

4、A2/O工艺的优缺点

优点：同时脱氮除磷；反硝化过程为硝化提供碱度；释磷及反硝化过程同时除去有机物；污泥沉降性能好，SVI值一般均小于100。

缺点：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，后续介绍的其他脱氮处理工艺基本上是为克服A2/O工艺的缺点而进行改动的，从而在节能的基础之上满足出水要求。

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、厌缺氧池表面出现黑色或者黄色浮泥、曝气池表面出现白色泡沫或者粘稠的黄色泡沫、二沉池跑泥等等。出现这些问题，除进水指标的波动、设计缺陷外，其他均为工艺参数没有控制好所导致的。

二、倒置A2/O工艺

与常规的A2/O工艺相比，倒置A2/O工艺（见图2）从前往后以此为缺氧-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，特别是对于高氨氮废水污泥回流中携带有大量的硝氮，抑制厌氧释磷反应。同时，为了解决碳源分配的问题，采用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不利影响，从而保证厌氧释磷的稳定进行，并且聚磷菌释磷后直接进入生化效率比较高的好氧环境，使其在厌氧条件下形成的吸磷动力得到了更有效的利用。

有些设计人员在设计倒置A2/O工艺时省去了混合液回流，通过增大二沉池的污泥回流来满足反硝化需求。增大污泥回流虽然不改变二沉池的比表面积负荷率，但是在一定程度上降低了二沉池的沉淀时间，不建议采用。

厌氧释磷的实际停留时间（含回流量）一般要求在0.5-2h，倒置A2/O虽然满足了硝氮对厌氧释磷的影响，但是需要增加厌氧池的池容，从而满足厌氧释磷实际停留时间的要求，增加了土建成本。同时多点进水需要很好的进行控制，以此来调整厌、缺氧池的碳源配比达到良好的脱氮除磷效果。

该工艺适合原水中TN含量比较高的废水，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良好的厌氧环境。

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，在厌氧池的前段增加了一个预脱硝池，主要是为了解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含量较高的情况下，该工艺不太适用，因为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（一般在0.5-0.8h）无法进行完全的反硝化反应，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路线中增加了一个缺氧池（见图4），来自二沉池的污泥可利用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不利影响。

其实这两个工艺是一样的，只是叫法不同。在设计中A+A2/O工艺也会设计多点进水，毕竟碳源的有效分配是关键。

四、UCT工艺

A2/O工艺的回流污泥中很难保证不含有硝氮，为了彻底排除在厌氧池中硝氮的干扰，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，并增加了从缺氧段至厌氧段的缺氧混合液回流，使污泥经缺氧反硝化后再回流至厌氧区，减少了回流污泥中的硝酸盐含量，尽量的避免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现象。但当进水碳氮比较低时缺氧池不能实现完全反硝化，仍有一部分硝氮回流到厌氧区对厌氧释磷产生不利影响。

书本上给出的设计参数：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，在设计时需要根据实际水质进行设计。）