近年來，一些研究者在研究中陸續(xù)觀察到一些超出傳統(tǒng)生物脫氮理論的新現(xiàn)象。比如將好氧硝化過程控制在亞硝酸鹽階段，然后在缺氧條件下直接反硝化的亞硝酸型生物脫氮；在一定的條件下， 硝化和反硝化可以在同一個反應(yīng)器內(nèi)同時完成；異養(yǎng)硝化以及厭氧氨氧化等。這些現(xiàn)象可以從微環(huán)境理論和生物學(xué)角度進(jìn)行解釋。微環(huán)境理論主要從物理學(xué)角度研究活性污泥和生物膜的微環(huán)境中各種物質(zhì)傳遞的變化、各類微生物的代謝活動及其相互作用，從而導(dǎo)致的微環(huán)境中物理、化學(xué)和生物條件或狀態(tài)的改變。在宏觀環(huán)境中微好氧狀態(tài)時，由于氧擴(kuò)散的限制，微生物絮體內(nèi)產(chǎn)生了溶解氧梯度，也就形成了不同的微環(huán)境。生物學(xué)角度的解釋不同于傳統(tǒng)理論，微生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了異養(yǎng)硝化菌和好氧反硝化菌，它們甚至可在完全厭氧的條件下發(fā)生硝化作用。有些好氧反硝化菌同時也是異養(yǎng)型硝化菌，它們能夠在好氧條件下直接將氨轉(zhuǎn)化為最終的氣態(tài)產(chǎn)物。以上這些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為研究者研究新的生物脫氮理論和開發(fā)新的生物脫氮工藝指引了方向，使他們不斷開發(fā)出了許多新型脫氮工藝。

生物膜與活性污泥結(jié)合生物脫氮除磷新工藝
　　
        常規(guī)生物脫氮除磷工藝存在相互影響和制約的因素，因此脫氮和除磷效果難以同時達(dá)到最佳。生物膜與活性污泥結(jié)合新工藝的特點(diǎn)是缺氧段采用生物膜法，反硝化菌均勻分布在整個缺氧池內(nèi)，反硝化反應(yīng)充分；好氧和厭氧段采用懸浮污泥法便于對污泥齡的控制，有利于硝化菌和除磷菌的生長繁殖。生物膜與活性污泥結(jié)合工藝將常規(guī)工藝中相互影響和制約的因素分解，使不同的菌類生長在各自最佳環(huán)境條件下，因而在本工藝中脫氮和除磷效果可以同時達(dá)到最佳，而且工藝的可控性增強(qiáng)。

立體循環(huán)一體化氧化溝
　　
        氧化溝是一種經(jīng)濟(jì)而有效的污水處理技術(shù)，具有穩(wěn)定的處理效果，是污水生物處理技術(shù)之一。特別是用于污水脫氮，氧化溝比其它生物脫氮工藝費(fèi)用低、TN去除效率高。然而，與活性污泥法相比，氧化溝占地面積較大，在土地緊張的城市或地區(qū)，氧化溝的應(yīng)用受到限制。

重力出流式膜生物反應(yīng)器
　　
        膜生物反應(yīng)器是近年來將生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展的水處理新技術(shù)，具有流程短、易操作、處理效率高、出水可直接回用等特點(diǎn)。尤其在處理效果方面，MBR對有機(jī)物、懸浮物等去除效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)生物處理法。但是目前的分體式或一體式膜生物反應(yīng)器存在投資高、能耗大等問題。
 

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