20世纪80年代以来，生物脱氨除磷技术有了重大发展。随着对水体富营养化防治重要性认识的加强，许多国家增加或提高了排放标准中对氮、磷的要求，为此，大批的生物脱氮、除磷污水厂被建设和使用，并根据不同的水质条件和处理要求提出了许多生物脱氮、除磷工艺及改良工艺。例如Phoredox工艺(改良型巴顿普工艺)、UCT工艺、VIP工艺、百乐卡工艺、CASS工艺等。总的来说，生物脱氨除磷主要是朝着提高效率、缩短水力停留时间、悬浮与附着相结合，装置设备化小型化方向发展。

最近一些研究证明，在活性污泥中存在着反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphorus Re-moving Bacteria，简称DPB)，它们在缺氧条件下反硝化脱氮的同时，还能摄取磷，即NO₃^--N不再被视为除磷工艺的抑制性因素，而是作为最终电子受体进行反硝化吸磷反应，为生物除磷提供了一个新的途径。反硝化除磷是用厌氧、缺氧交替环境来代替传统的厌氧、好氧环境，驯化培养出一种以硝酸根作为最终电子受体的反硝化聚磷菌(DPB)，通过它们的代谢作用来同时完成过量吸磷和反硝化过程，从而达到脱氮除磷的双重目的。反硝化除磷技术的优点是节省碳源和能量。常规生物脱氮除磷工艺中有限的碳源只够反硝化菌或除磷菌之用，而反硝化除磷使可利用的有限碳源能够满足反硝化和生物除磷两方面的需要。从微生物生态学观点来看，只有硝化需要好氧环境，而反硝化除磷过程并不需要曝气。DPB的存在和增殖并不意味着在生物脱氮除磷工艺中省去厌氧段，因为省去厌氧段导致细菌的活性从除磷反硝化向普通反硝化转移。应用反硝化除磷技术处理城市污水，不仅可节省曝气量，而且还可减少剩余污泥量，使投资和运行费用得以降低。反硝化除磷脱氮反应器有单污泥和双污泥系统之分。目前较典型的双污泥系统有A₂N工艺、Dephanox工艺和HITNP工艺。单污泥系统的代表则是UCT工艺，而BCFS工艺是一种变型的UCT工艺。此外实现反硝化除磷新途径还有AOA-SBR法、颗粒污泥法、内循环气升式序批式生物膜法(内循环气升式SBBR)等。

6.3.2.1BCFS脱氮除磷工艺

此工艺是一种变型的UCT工艺，UCT工艺设计原理是基于对聚磷菌所需环境条件的工程强化，而BCFS的开发是为了从工艺角度创造DPB的富集条件。根据反硝化除磷机理，在单一活性污泥系统中，宜设置前置反硝化段(前缺氧段)，从好氧段末端流出的富含硝酸盐的活性污泥回流到前置反硝化段。厌氧段与前置缺氧段相连接接受进水和来自前置缺氧段硝酸盐含量很少的污泥流(类似于UCT工艺)，BCFS工艺由5个功能独立的反应器(厌氧池、选择池或称接触池、缺氧池、混合池、好氧池)及3个循环系统构成(如图6-4所示)。循环A是为了提供释磷条件，即硝酸盐<0.1mg/L。因为回流污泥被直接引入到选择池，所以，从好氧池设置内循环B到缺氧池十分重要，它起到辅助回流污泥向缺氧池补充硝酸氮的作用。循环C的设置是在好氧池与混合池之间建立循环，以增加硝化或同步硝化与反硝化的机会，为获得良好的出水氮浓度创造条件。

图6-4 BCFS工艺流程

该工艺中50%的磷均由DPB去除，通过控制反应器之间的3个循环来优化各反应器内细菌的生存环境，充分利用了DPB的缺氧反硝化除磷作用，实现了磷的完全去除和氮的最佳去除。充分利用了磷细菌对磷酸盐的亲和性，将生物摄磷与富磷上清液(来自厌氧释放)离线化学沉淀有机结合，使系统能获得良好的出水水质。

从工艺流程上看，BCFS工艺较UCT工艺创新之处如下所述。

(1)BCFS工艺增加了2个反应池，即在UCT工艺的厌氧和缺氧池之间增加一个接触池，在缺氧池和好氧池之间增加一个缺氧/好氧混合池。该设计不仅可以较好地抑制丝状菌的繁殖，还可形成低氧环境以获得同时硝化反硝化，从而保证出水中较低的总氮浓度。

(2)BCFS工艺增设在线分离、离线沉淀化学除磷单元。BCFS工艺通过增加磷分离工艺，避开了生物除磷的不利条件(泥龄过长、进水BOP/P比值过低)；以生物除磷辅以化学除磷这种方式容易获得极低的出水正磷酸盐浓度，并能在保证良好出水水质条件下大大降低COD用量。

(3)与UCT工艺相比，BCFS增设了2个内循环，能辅助回流污泥向缺氧池补充硝酸氮，并使好氧池与混合池之间建立循环，以增加硝化或同步硝化反硝化的机会，为获得良好的出水氮浓度创造条件。

相关链接：污水生物脱氮新技术——同步硝化反硝化

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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