Weihua Zhao、Yu Huang、Meixiang Wang、Cong Pan、Xiyao Li、Yongzhen Peng和Baikun Li等作者在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表了题为“Post-endogenous denitrification and phosphorus removal in an alternating anaerobic/oxic/anoxic (AOA) system treating low carbon/nitrogen (C/N) domestic wastewater”的研究论文。该研究于2018年1月18日被接受发表，主要探讨了在低碳氮比（C/N）生活污水处理中，通过交替厌氧/好氧/缺氧（AOA）系统实现后内源反硝化和除磷的可行性。

学术背景

随着污水处理厂出水水质标准的日益严格，深度脱氮除磷成为污水处理领域的重要挑战。传统的预反硝化工艺（如A/O、A2/O、UCT等）在处理低碳氮比废水时存在硝酸盐回流比限制，难以实现完全脱氮。此外，后反硝化工艺需要额外添加碳源，增加了运行成本。因此，开发一种无需外加碳源且能同时高效脱氮除磷的工艺具有重要意义。本研究旨在通过开发一种新型的后内源反硝化和除磷（Post-EDPR）系统，结合交替厌氧/好氧/缺氧（AOA）工艺，实现低碳氮比生活污水的高效处理。

研究流程

研究分为三个阶段进行，每个阶段的实验条件和操作模式有所不同。

第一阶段（1-13天）

系统以A/O模式运行，厌氧区和好氧区的体积分别为4L和5L。此阶段的主要目的是强化细胞内聚羟基脂肪酸（PHA）的储存能力。实验结果表明，厌氧阶段的PHA储存量显著增加，为后续的脱氮除磷提供了充足的碳源。

第二阶段（14-69天）

系统转为A/O/A模式，增加了9L的缺氧区，以实现后内源反硝化和除磷。此阶段的研究结果表明，延长厌氧和缺氧时间可以增强细胞内碳储存和内源反硝化能力。好氧区的溶解氧（DO）浓度维持在1-2 mg/L，促进了同步硝化反硝化（SND）的发生，并节省了曝气能耗。

第三阶段（70-132天）

在好氧区添加了悬浮生物膜载体，以促进氮的去除。实验结果表明，生物膜载体上的硝化菌得到了富集，硝化性能显著增强。好氧区的水力停留时间（HRT）缩短，避免了过多的PHA消耗，从而为后续的缺氧反硝化提供了充足的碳源。

主要结果

在稳态运行条件下，系统实现了高效的氮和磷去除，总无机氮（TIN）和磷酸盐（PO4^3^-P）的去除效率分别达到92.15%和92.67%。PHA在磷吸收和内源反硝化中发挥了重要作用。微生物群落分析表明，磷积累菌（PAOs）和糖原积累菌（GAOs）得到了富集，分别负责好氧吸磷和缺氧内源反硝化。

结论

本研究开发了一种新型的后内源反硝化和除磷系统，通过交替厌氧/好氧/缺氧（AOA）工艺，实现了低碳氮比生活污水的高效处理。长期实验结果表明，系统的出水TIN和PO4^3^-P浓度分别低至2.47 mg/L和0.17 mg/L，去除效率高达92.15%和92.67%。PAOs和GAOs的富集分别促进了磷的去除和内源反硝化，而悬浮载体的添加则增强了硝化性能。

研究亮点

1. 开发了后内源反硝化和除磷系统，实现了低碳氮比生活污水的高效处理。
2. 延长厌氧和缺氧时间增强了PHA储存和内源反硝化能力。
3. 通过添加悬浮生物膜载体，富集了硝化菌，增强了硝化性能。
4. PAOs和GAOs的富集分别促进了磷的去除和内源反硝化。

研究价值

本研究为低碳氮比生活污水处理提供了一种高效、经济的解决方案，具有重要的科学和应用价值。通过优化工艺参数和微生物群落结构，系统在无需外加碳源的情况下实现了高效的脱氮除磷，为污水处理厂的升级改造提供了新的思路。