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随着我国水体“富营养化”问题日益严重，以控制富营养化为目的的脱氮除磷逐渐成为当今污水处理领域的研究热点之一。我国南方城市污水处理厂进水碳源普遍不足，传统生物脱氮除磷技术不但耗能大，而且对碳源不足污水的N和磷去除率不高，难以满足污水排放标准。厌氧氨氧化技术和反硝化除磷技术是近来颇受关注的污水生物处理新技术，前者需要的曝气量少，且无需碳源，后者“一碳两用”，节省碳源，且需曝气量也少。此外，这两种技术的污泥产量都较少。厌氧氨氧化与反硝化除磷脱氮协同脱氮除磷具有最低的O<,2>消耗、最小的COD氧化、最低的CO<,2>释放、最少的剩余污泥产生的优点。研究厌氧氨氧化与反硝化除磷脱氮协同脱氮除磷,对发展可持续污水生物处理工艺具有重大推动意义。
1.在总结分析前人厌氧氨氧化技术研究成果的基础上，采用SBR反应器，以厌氧活性污泥、混合污泥(厌氧活性污泥与好氧活性污泥混合)和好氧活性污泥为污泥源，通过对氨氮、亚硝酸盐氮、硝氮和污泥浓度等指标监测和数据分析，研究3种不同污泥源培养厌氧氨氧化污泥的差异。结果表明，采用厌氧活性污泥为接种污泥，进水NH<,4><'+>-N和NO<,2><'->-N浓度为65.0mg/L左右时，出水NH<,4><'+>-N浓度平均为55.6mg/L，去除率平均为14.4％。NO<,2><'->-N出水浓度平均为53.3mg/L，去除率平均为18.0％。NO<,2><'->-N/NH4<,4><'+>-N消耗量为1.24。采用混合污泥为接种污泥，在进水浓度为65.0mg/L时，出水NH<,4><'+>-N浓度在平均45.7mg/L，去除率平均29.7％，NO<,2><'->-N浓度平均为40.4mg/L，去除率平均37.9％。NO<,2><'->-N/NH<,4><'+>-N消耗量为1.27。采用普通活性污泥的混合污泥作为接种污泥培养厌氧氨氧化污泥优于单一采用厌氧活性污泥。与前人采用颗粒污泥培养相比，由普通活性污泥为接种污泥培养耗时长，同时培养出的厌氧氨氧化污泥较颗粒污泥培养出的厌氧氨氧化污泥厌氧氨氧化活性低。
2.用三阶段方法培养驯化反硝化聚磷污泥。第一阶段是厌氧/好氧；第二阶段厌氧/沉淀排水/缺氧；第三阶段是厌氧/缺氧。由于第二阶段消除了厌氧末残留下来的有机物对缺氧段聚磷菌反硝化吸磷的影响，为反硝化聚磷菌的生长创造有利条件，经过26d的培养，成功富集具有高活性的反硝化聚磷污泥，出水磷浓度0.7mg/L，对磷去除率达83.7％。
3.通过厌氧氨氧化反应和反硝化聚磷反应的理论分析，厌氧氨氧化菌与反硝化聚磷菌在脱氮除磷方面可以发挥协同作用。分析原因如下：①反硝化聚磷菌积累NO<,2><'->，这些NO<,2><'->。被厌氧氨氧化菌利用；②为厌氧氨氧化菌去除氧气；③反硝化除磷菌为厌氧氨氧化菌提供无机碳源二氧化碳；④聚磷菌能快速吸收进水中VFA，抑制其他异养菌生长，为厌氧氨氧化菌生长提供良好环境。采用模拟双污泥系统，接种已经培养好的厌氧氨氧化菌和反硝化聚磷菌，验证厌氧氨氧化菌与反硝化聚磷菌协同作用，考察两类菌协同脱氮除磷效果。试验结果表明：氨氮去除率提高了25％，TN去除率达到80％左右，出水硝氮≤1mg/L，NO<,2><'->-N未检出。说明协同脱氮除磷系统氮磷去除效果优于单一的厌氧氨氧化菌或反硝化除磷菌脱氮除磷系统。