本节主要讲解污水生物脱氮工艺，包括传统生物脱氮工艺和新型生物脱氮工艺，以及两者之间的联系和区别。
01、传统生物脱氮工艺
（1）三级生物脱氮工艺
三级生物脱氮工艺最主要的特点是曝气、硝化、反硝化分别单独进行，并分别单设中间沉淀池，需要投碱、投碳。此工艺构筑物多，基建投资大，运行费用高，目前已很少采用。
▲三级生物脱氮工艺
（2）两级生物脱氮
两级生物脱氮工艺在三级脱氮工艺基础上发展而来，把第一级曝气池脱除COD和第二级消化池合并，这样既减少了占地面积和工艺流程，也为后续脱氮提供了碳源，有助于减少后续碳源投入，降低运行费用。
▲两级生物脱氮工艺
（3）单级生物脱氮
单级生物脱氮是在两级生物脱氮工艺基础上改良而来，和两级生物脱氮相比，去除了硝化池和反硝化池中间的沉淀池，统一设置一个二沉池，在反硝化池之后，污泥回流回到曝气池之前的位置，进一步减少了构筑物个数和工艺流程长度。由此可见，生物脱氮工艺分为几级，是由流程中的沉淀池个数决定的，而非生物反应池个数。
▲单级生物脱氮工艺
（4）前置反硝化
前置反硝化的特点是反硝化产生的碱度补充硝化反应对碱度的需求，大约补充硝化反应所消耗的碱度的50%左右；利用原水中有机物，无需外加碳源；利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机污染物，这不仅可以节省后续曝气量，而且反硝化菌对于碳源的利用更加广泛，甚至包括难降解有机物；前置缺氧池可以有效控制污泥膨胀。
本工艺基建费用低，对现有设施改造比较容易，脱氮效率一般在70%左右，但出水中仍含有一定浓度的硝酸盐在二沉池中，可能进行反硝化反应，造成污泥上浮，影响出水水质。
▲前置反硝化工艺
02、新型生物脱氮工艺
（1）厌氧氨氧化ANAMMOX
ANAMMOX工艺最大的特点就是在厌氧条件下，以氨为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化为氮气，这比全程反硝化（氨氧化为硝酸盐）节省60%以上的供氧量。以氨为电子供体还可以节省传统生物脱氮工艺所需的碳源。一般认为ANAMMOX工艺的污泥龄越长越好。
（2）同时硝化反硝化（SND）工艺
SND工艺硝化阶段的电子供体为氨，电子受体为氧，反硝化阶段电子供体为有机物，电子受体为硝酸盐。SND工艺优点有如下两点：①硝化过程中碱度被消耗，而同时反硝化过程又产生碱度，因此SND能有效保持反应器中pH稳定，考虑到硝化菌最适pH范围很窄（7.5~8.6），这便很有价值。②SND意味着在同一反应器、相同操作条件下使硝化和反硝化同时进行。
（3）短程硝化/反硝化（SHARON）工艺
SHARON（沙龙）工艺反硝化阶段电子供体为有机物，电子受体为亚硝酸根；硝化阶段电子供体为氨，电子受体为氧，产物为亚硝酸根，和传统硝化-反硝化工艺相比，从亚硝酸根还原到氮气所需要的电子供体比从硝酸根还原到氮气所需要的电子供体要少，这对于C/N比较低的废水脱氮是很有价值的。
（4）氧限制自养硝化反硝化（OLAND）工艺
OLAND（奥兰德）工艺最显著的特点就是在低溶解氧状态下淘汰硝酸菌和积累产生大量亚硝酸的目的，然后以氨为电子供体，以亚硝酸根为电子受体进行厌氧氨氧化反应产生氮气。
奥兰德工艺和沙龙工艺同属亚硝酸型生物脱氮工艺。
03、传统与新型脱氮理论区别
对于生物脱氮工艺，如何划分传统与新型工艺？传统和新型生物脱氮工艺到底有什么区别？主要集中在以下4点：
1.传统理论认为，氮的去除是通过硝化与反硝化两个独立的过程实现的；
2.传统理论认为，进行硝化与反硝化的细菌种类和生长环境不同，硝化细菌以自养菌为主，需要环境中有较高的溶解氧，而反硝化细菌与之相反，以异养菌为主，适宜生长于缺氧的环境。
3.新型脱氮理论认为，在各种不同的生物处理系统中，存在有氧条件下的反硝化现象。
4.新型脱氮理论认为，硝化过程可以有异养菌参与、反硝化过程可以在好氧条件下进行，氨氮可以再厌氧条件下转变成氮气。
04、本节总结
1.传统生物脱氮工艺分为几级，是由流程中的沉淀池个数决定的，而非生物反应池个数；
2.4种新型生物脱氮工艺的特点，尤其是每种工艺的英文缩写要熟悉，以免考场上翻书找不到（ANAMMOX、SND、SHARON、OLAND）。
原标题：《排水工程》第59讲：新旧生物脱氮工艺的4点区别
