碳源不足是影響城市污水生物脫氮除磷效果的主要原因，如何在碳源有限的條件下實(shí)現(xiàn)良好的氮、磷去除是城市生活污水處理的一大難點(diǎn)。本書(shū)以低碳污水生物處理技術(shù)為主線，主要介紹了同步硝化反硝化除磷工藝，旨在揭示污水生物處理過(guò)程中污染物去除特性與功能菌群代謝活動(dòng)，為解決低碳污水處理面臨的高能耗、低效率問(wèn)題提供思路。
本書(shū)可供污水處理工程技術(shù)人員、科研人員與管理人員閱讀參考，也可供高等學(xué)校給排水工程、環(huán)境科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)師生參閱。

解舒婷，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)博士，山西工程科技職業(yè)大學(xué)設(shè)備工程學(xué)院講師，主要從事市政污水生物脫氮除磷理論與技術(shù)、流域污染物控制等方面的研究工作，主持、參與國(guó)家 級(jí)項(xiàng)目1項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目5項(xiàng)；發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文10余篇。

同步硝化反硝化除磷（SNDPR）技術(shù)能夠在單一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)低碳氮比城市生活污水碳、氮、磷的同步去除，開(kāi)展SNDPR工藝的相關(guān)研究并探索系統(tǒng)菌群結(jié)構(gòu)調(diào)控具有重要意義。 本書(shū)針對(duì)城市低碳污水處理，主要介紹了污水生物處理基本原理，同步硝化反硝化除磷工藝特點(diǎn)、啟動(dòng)方式和運(yùn)行穩(wěn)定性，同步硝化反硝化除磷工藝調(diào)控策略和效果分析，磷剝奪對(duì)同步硝化反硝化除磷工藝系統(tǒng)的影響，聚糖菌與聚磷菌的反硝化特性與代謝機(jī)制， 限氧同步硝化反硝化顆粒污泥系統(tǒng)，同步硝化反硝化除磷工藝系統(tǒng)模型及應(yīng)用。 ★污水生物脫氮除磷的研究背景，生物脫氮除磷原理與傳統(tǒng)、新型工藝，生物處理模型發(fā)展與應(yīng)用 ★對(duì)同步硝化反硝化除磷工藝的快速啟動(dòng)條件、氮磷去除特性與微生物活性進(jìn)行了探究 ★高濃度亞硝酸鹽對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)、代謝活性的影響，觀測(cè)、研究了生物脫氮除磷系統(tǒng)對(duì)高濃度亞硝酸鹽暴露的代謝相應(yīng)與污染物去除特性 ★對(duì)聚磷菌在長(zhǎng)期磷剝奪的情況下的代謝進(jìn)行了研究，觀測(cè)了“磷剝奪-供磷”對(duì)工藝脫氮能力的影響 ★聚磷菌與聚糖菌的反硝化特性、電子傳遞鏈活性以及脫氮能力 ★在限氧環(huán)境下的同步硝化反硝化除磷的快速顆粒化以及功能菌的富集 ★活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)模型揭示系統(tǒng)氮、磷的去除路徑

隨著我國(guó)水環(huán)境污染整治力度的加大，城鎮(zhèn)污水處理廠氮、磷污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格。而在污水廠實(shí)際運(yùn)行中，由于受納污水水質(zhì)、水量的變化，季節(jié)溫度等條件的影響，導(dǎo)致污水廠出水水質(zhì)的波動(dòng)，出水氮、磷難以達(dá)標(biāo)。碳源不足是影響城市污水生物脫氮除磷的主要原因，如何在碳源有限的條件下實(shí)現(xiàn)良好的氮、磷去除是城市生活污水處理的一大難點(diǎn)。
同步硝化反硝化除磷（SNDPR）技術(shù)能夠在單一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)低碳氮比城市生活污水碳、氮、磷的同步去除，受到了越來(lái)越多的關(guān)注，但目前對(duì)此認(rèn)識(shí)不足。因此開(kāi)展SNDPR工藝的相關(guān)研究并探索系統(tǒng)菌群結(jié)構(gòu)調(diào)控具有重要意義。
本書(shū)旨在研究SNDPR工藝快速啟動(dòng)和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程，并通過(guò)污染物去除和微生物群落演替規(guī)律，揭示污水氮、磷去除特性，基于SNDPR系統(tǒng)的反應(yīng)過(guò)程分析，建立了ASM2D活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。為解決我國(guó)低碳含量污水處理面臨的能耗高、效率低等問(wèn)題提供新思路。
本書(shū)第1章介紹了污水生物脫氮除磷的研究背景，生物脫氮除磷原理與傳統(tǒng)、新型工藝，生物處理模型發(fā)展與應(yīng)用；第2章對(duì)同步硝化反硝化除磷工藝的快速啟動(dòng)條件、氮磷去除特性與微生物活性進(jìn)行了探究；第3章介紹了高濃度亞硝酸鹽對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)、代謝活性的影響，觀測(cè)、研究了生物脫氮除磷系統(tǒng)對(duì)高濃度亞硝酸鹽暴露的代謝響應(yīng)與污染物去除特性；第4章對(duì)聚磷菌在長(zhǎng)期磷剝奪的情況下的代謝進(jìn)行了研究，觀測(cè)了“磷剝奪供磷”對(duì)工藝脫氮能力的影響；第5章介紹了聚磷菌與聚糖菌的反硝化特性、電子傳遞鏈活性以及脫氮能力；第6章探究了在限氧環(huán)境下的同步硝化反硝化除磷的快速顆?；约肮δ芫母患?；第7章介紹了活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)模型揭示系統(tǒng)氮、磷的去除路徑。
本書(shū)是著者在低碳污水處理領(lǐng)域研究成果的有機(jī)整合，研究?jī)?nèi)容受到山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃(自由探索類)項(xiàng)目（202303021212309），山西省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（JJKJ2024020）的資助，在此表示感謝！感謝山西工程科技職業(yè)大學(xué)對(duì)筆者研究工作的支持與幫助！
限于著者水平及編寫(xiě)時(shí)間，書(shū)中存在不足和疏漏之處在所難免，敬請(qǐng)讀者提出修改建議。

第1章 緒論 001
1.1研究背景001
1.2污水生物脫氮002
1.2.1傳統(tǒng)生物脫氮原理002
1.2.2新型生物脫氮原理004
1.3污水生物除磷008
1.3.1生物除磷原理008
1.3.2反硝化聚磷與好氧聚磷011
1.3.3聚磷菌與聚糖菌的競(jìng)爭(zhēng)012
1.4同步硝化反硝化除磷工藝015
1.4.1SNDPR工藝污染物去除特征015
1.4.2SNDPR工藝的運(yùn)行條件016
1.4.3SNDPR工藝的限制因素及解決策略018
1.5活性污泥數(shù)學(xué)模型及應(yīng)用019
1.5.1活性污泥數(shù)學(xué)模型進(jìn)展019
1.5.2活性污泥數(shù)學(xué)模型應(yīng)用020
1.6課題主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線022
1.6.1研究?jī)?nèi)容022
1.6.2技術(shù)路線023

第2章 SNDPR系統(tǒng)的快速啟動(dòng)與氮磷去除特性 025
2.1概述025
2.2材料與方法026
2.2.1反應(yīng)器裝置及運(yùn)行模式026
2.2.2合成廢水與接種污泥027
2.2.3分析方法027
2.2.4同步硝化反硝化（SND）效率計(jì)算028
2.2.5微生物群落分析028
2.3結(jié)果與討論028
2.3.1SNDPR系統(tǒng)的碳、氮、磷去除特性028
2.3.2強(qiáng)化釋磷快速富集聚磷菌030
2.3.3不同碳氮比下的氮磷去除特性032
2.3.4微生物群落特性034
2.4本章小結(jié)036

第3章 高濃度亞硝酸鹽對(duì)SNDPR系統(tǒng)菌群的調(diào)控機(jī)制 037
3.1概述037
3.2材料與方法038
3.2.1試驗(yàn)裝置與運(yùn)行模式038
3.2.2合成廢水039
3.2.3分析方法039
3.2.4FNA濃度計(jì)算039
3.3結(jié)果與討論040
3.3.1高濃度亞硝酸鹽對(duì)系統(tǒng)氮磷去除的影響040
3.3.2高濃度亞硝酸鹽下系統(tǒng)的應(yīng)激反應(yīng)042
3.3.3高濃度亞硝酸鹽對(duì)系統(tǒng)微生物群落的影響043
3.3.4亞硝酸鹽策略對(duì)SNDPR系統(tǒng)的作用機(jī)理探究045
3.4本章小結(jié)046

第4章 磷剝奪對(duì)SNDPR系統(tǒng)的影響 048
4.1概述048
4.2材料與方法048
4.2.1試驗(yàn)裝置與運(yùn)行模式048
4.2.2合成廢水049
4.2.3分析方法050
4.3結(jié)果與討論050
4.3.1聚磷菌對(duì)磷剝奪的響應(yīng)050
4.3.2磷剝奪對(duì)系統(tǒng)污染物去除的影響052
4.3.3磷恢復(fù)后系統(tǒng)污染物的去除特征054
4.3.4磷剝奪對(duì)系統(tǒng)微生物群落的影響056
4.4本章小結(jié)059

第5章 聚糖菌與聚磷菌的反硝化特性與代謝機(jī)制 060
5.1概述060
5.2材料與方法061
5.2.1試驗(yàn)裝置與運(yùn)行模式061
5.2.2合成廢水061
5.2.3分析方法062
5.3結(jié)果與討論063
5.3.1不同系統(tǒng)的污染物去除特征063
5.3.2不同系統(tǒng)下NADH的積累特征與亞硝酸鹽反硝化特征066
5.3.3NADH的積累和DPAOs和DGAOs對(duì)亞硝酸鹽應(yīng)激反應(yīng)的產(chǎn)物067
5.4本章小結(jié)070

第6章 限氧同步硝化反硝化顆粒污泥系統(tǒng)的性能探究 071
6.1概述071
6.2材料與方法071
6.2.1試驗(yàn)裝置與運(yùn)行模式071
6.2.2批次試驗(yàn)072
6.2.3分析方法073
6.2.4計(jì)算074
6.3結(jié)果與討論075
6.3.1系統(tǒng)污泥特性075
6.3.2系統(tǒng)中COD,N,P去除特征078
6.3.3系統(tǒng)氮磷代謝路徑083
6.3.4微生物群落分析086
6.3.5低氧顆粒形成及其優(yōu)勢(shì)087
6.4本章小結(jié)089

第7章 SNDPR系統(tǒng)模型研究 090
7.1概述090
7.2材料與方法090
7.2.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)090
7.2.2模型參數(shù)敏感性分析方法091
7.2.3模型參數(shù)的智能優(yōu)化方法093
7.2.4模型評(píng)估方法094
7.3模型進(jìn)展095
7.3.1模型組分的確定095
7.3.2模型化學(xué)計(jì)量學(xué)矩陣的建立096
7.3.3模型動(dòng)力學(xué)表達(dá)式的建立103
7.3.4模型參數(shù)106
7.4模型參數(shù)的校準(zhǔn)和智能優(yōu)化108
7.4.1模型關(guān)鍵參數(shù)的挑選和取值范圍108
7.4.2厭氧貯存內(nèi)源反硝化和厭氧釋磷反硝化聚磷過(guò)程110
7.4.3好氧聚磷和外源反硝化過(guò)程115
7.5模型結(jié)果分析121
7.5.1An/A過(guò)程分析121
7.5.2An/MO過(guò)程下好氧聚磷分析124
7.5.3An/MO/A過(guò)程分析125
7.5.4模型評(píng)估分析127
7.5.5SNDPR系統(tǒng)除磷機(jī)理分析132
7.6本章小結(jié)135

參考文獻(xiàn) 136