生物脫氮除磷新技術
近年來，一些研究者在研究中陸續觀察到一些超出傳統生物脫氮理論的新現象。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器內同時完成；異養硝化以及厭氧氨氧化等。這些現象可以從微環境理論和生物學角度進行解釋。微環境理論主要從物理學角度研究活性污泥和生物膜的微環境中各種物質傳遞的變化、各類微生物的代謝活動及其相互作用，從而導致的微環境中物理、化學和生物條件或狀態的改變。在宏觀環境中微好氧狀態時，由于氧擴散的限制，微生物絮體內產生了溶解氧梯度，也就形成了不同的微環境。生物學角度的解釋不同于傳統理論，微生物學家發現了異養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生硝化作用。有些好氧反硝化菌同時也是異養型硝化菌，它們能夠在好氧條件下直接將氨轉化為最終的氣態產物。以上這些現象的發現為研究者研究新的生物脫氮理論和開發新的生物脫氮工藝指引了方向，使他們不斷開發出了許多新型脫氮工藝。
生物膜與活性污泥結合生物脫氮除磷新工藝
常規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到最佳。生物膜與活性污泥結合新工藝的特點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，反硝化反應充分；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合工藝將常規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境條件下，因而在本工藝中脫氮和除磷效果可以同時達到最佳，而且工藝的可控性增強。
立體循環一體化氧化溝
氧化溝是一種經濟而有效的污水處理技術，具有穩定的處理效果，是污水生物處理技術之一。特別是用于污水脫氮，氧化溝比其它生物脫氮工藝費用低、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，氧化溝的應用受到限制。
重力出流式膜生物反應器
膜生物反應器是近年來將生物處理技術與膜分離技術相結合而發展的水處理新技術，具有流程短、易操作、處理效率高、出水可直接回用等特點。尤其在處理效果方面，MBR對有機物、懸浮物等去除效果遠優于傳統生物處理法。但是目前的分體式或一體式膜生物反應器存在投資高、能耗大等問題。
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