1.4.1　低C/N污水处理技术研究现状

研究表明，当污水中BOD5/TN<5时，脱氮效率通常不会太高，此时的污水称为低C/N污水。为了达到高效脱氮的目的，工程中往往采用向低C/N污水中投加碳源的做法，然而，这样大大增加了污水厂的运行费用。目前，在低C/N污水处理领域国内外的研究热点是如何在尽可能节约碳源的情况下实现高效脱氮。其主体思路总结起来，主要有以下几点：一是充分利用进水有机物，对常规工艺进行改良；二是利用剩余污泥发酵上清液作为反硝化碳源；三是研究新理论、新工艺。

改进常规工艺处理低C/N污水的方法比较适合原有污水厂的改造。张华等对长沙市第二污水厂的处理工艺进行了改良，将原来的低负荷氧化沟改良为高负荷Carrousel氧化沟，使得污水厂脱氮效果得以改善。金春姬等研究了将现有活性污泥工艺改造成间歇曝气生物脱氮工艺，一定程度上减少了外加碳源的投量。张娜采用A2/O淹没式生物膜工艺处理中小城镇低C/N污水，取得了较好的运行效果。此外，直接取消初沉池也可以增加三分之一左右的进水有机物，提高进入生物池的有机物总量。

利用剩余污泥发酵可产生较多的挥发性脂肪酸（VFAs），有利于增大系统的反硝化速率。高永青等利用污泥酸化液作为A2/O系统的补充碳源，预处理后水解酸化液的HAC/VFAs达到60%，且不会产生二次污染。佟娟对剩余污泥碱性发酵产生的短链脂肪酸作为生物脱氮除磷碳源进行了研究，单独实际污水与实际污水中补充剩余污泥碱性发酵液作为碳源的两个SBR运行脱氮除磷工艺，前者COD、氨氮和TN的去除率分别为99.1%、63.5%和64%，后者为98.4%、80.9%和93%，补充发酵液后脱氮除磷效果明显提高。李雪研究了碱预处理剩余污泥厌氧水解产酸控制条件的优化以及填料对污泥水解产酸的影响，控制污泥水解反应器内温度和在反应器内增设填料均可在一定程度上促进污泥的水解酸化，提高水解产酸量，组合填料的产酸效果优于球形填料。曹艳晓将剩余污泥厌氧发酵后的高碳上清液作为内碳源回用到水解酸化/缺氧悬浮填料移动床/好氧（H/AMBBR/O）组合工艺系统中，COD、氨氮和TN的平均去除率分别为90.35%、98.24%和71.92%，但当水温低于18.0℃时，剩余污泥产量降低，工艺的处理效果变差。

近年来，一些新理论、新工艺也被应用到低C/N污水的处理中，主要有短程硝化反硝化（SHARON）、同步硝化反硝化（SND）、厌氧氨氧化（ANAMMOX）以及反硝化除磷（DPR）。荷兰Delft技术大学开发了SHARON-ANAMMOX联合工艺，该联合工艺利用SHARON反应器的出水作为ANAMMOX反应器的进水，具有耗氧量少、污泥产量低、不需外加有机碳源等优点，应用前景很好。Robertson和Kuenen于1984年最早提出SND现象，在SBR、氧化沟等多种工艺中证实了SND现象的存在，近年来已成为生物脱氮领域内的一个研究重点。在同步硝化反硝化工艺中，有机物氧化、硝化和反硝化在同一反应器内进行。因此，反应速度快、水力停留时间短、建设及运行费用低，是一种简洁且高效能的工艺。

Hascoet等在1985年发现了反硝化除磷现象。当把传统的厌氧/好氧交替环境改变成厌氧/缺氧交替环境时，反硝化聚磷菌将利用硝酸盐同时去除氮磷。反硝化除磷工艺已成为目前国内外的研究热点，在多种工艺中都有应用。Satoshi等在SBR中实现了缺氧反硝化吸磷，研究结果表明反硝化聚磷菌的比例达44%；Comeau等研究了除磷过程中的电子受体，研究结果表明硝酸盐与氧气都可以作为除磷过程的电子受体，但氧气作为电子受体时除磷效率较硝酸盐作为电子受体时的效率要高；Ong S L等也利用SBR研究反硝化除磷作用，研究结果表明当系统内强化反硝化聚磷作用时，除磷效果大大提高；Juhyun K等通过FISH技术分析结果表明，在污泥颗粒的内、外表面均存在反硝化聚磷菌，因此可加强好氧段的脱氮效果；高延耀等考察了倒置A2/O工艺的反硝化除磷特性，并与常规A2/O工艺进行比较，结果表明系统的缺氧吸磷现象在硝酸盐投入后便会发生，但其速率没有好氧吸磷速率高；周集体等研究了气动内循环反应器的反硝化除磷特性，研究结果表明缺氧吸磷量高于好氧吸磷量，与传统工艺相比缺氧除磷可节约近一半的碳源。