1、同步硝化反硝化生物脫氮( SND)

同步硝化反硝化脫氮技術( SND) 是在同一個反應器內(nèi)同時產(chǎn)生硝化、反硝化和除碳反應。它突破了傳統(tǒng)觀點認為硝化和反硝化不能同時發(fā)生的認識，尤其是好氧條件下，也可以發(fā)生反硝化反應，使得同步硝化和反硝化成為可能。

硝化過程消耗堿度，反硝化過程產(chǎn)生堿度，SND故能夠有效地保持反應器中pH值穩(wěn)定，無需酸堿中和，無需外加碳源；節(jié)省反應器體積，縮短反應時間，通過降低硝態(tài)氮濃度可以減少二沉池污泥漂浮，因而 SND 成為生物脫氮的一個研究熱點。對于 SND 生物脫氮的可行性，目前有以下主要三種從不同角度出發(fā)得出的觀點：

宏觀環(huán)境角度：該觀點認為完全均勻混合狀態(tài)是不存在的，反應器內(nèi) DO分布不均勻能夠形成好氧、缺氧、厭氧區(qū)域，在同一生物反應器缺氧/厭氧環(huán)境條件下可以發(fā)生反硝化反應，聯(lián)合區(qū)段內(nèi)好氧環(huán)境中有機物去除和氨氮的硝化，SND是可以實現(xiàn)的。

微環(huán)境角度：該觀點認為微生物絮體內(nèi)的缺氧微環(huán)境是形成 SND的主要原因，即由于氧的擴散( 傳遞) 限制，微生物絮體內(nèi)存在溶解氧梯度，從而形成有利于實現(xiàn)同步硝化反硝化的微環(huán)境。

生物學角度：該觀點認為特殊微生物種群的存在被認為是發(fā)生 SND的主要原因，有的硝化細菌除了能夠進行正常的硝化作用還能夠進行反硝化作用，有荷蘭學者分離出既可進行好氧硝化，又可進行好氧反硝化的泛養(yǎng)硫球菌；還有一些細菌彼此合作，進行序列反應，把氨轉化為氮氣，為在同一反應器在同一條件下完成生物脫氮提供了可能。

目前對生物脫氮的微生物學研究和解釋較多，但都不夠*，對 SND 現(xiàn)象的認識仍在發(fā)展與探索之中。微環(huán)境理論是被普遍接受的，由于溶解氧梯度的存在，微生物絮體或生物膜的外表面溶解氧濃度高，以好氧  硝化菌及氨化菌為主；深入內(nèi)部，氧傳遞受阻及外部溶解氧大量的消耗而產(chǎn)生缺氧區(qū)，反硝化菌為優(yōu)勢菌種，故可導致同步硝化反硝化的發(fā)生。該理論解釋了在同一反應器中不同菌種共同存在的問題，但也存在一個缺陷，即有機碳源問題。有機碳源既是異養(yǎng)反硝化的電子供體，又是硝化過程的抑制物質，污水中的有機碳源在穿過好氧層時，首先被好氧氧化，處于缺氧區(qū)的反硝化菌由于得不到電子供體而降低了反硝化速率，可能影響SND的脫氮效率，故同步硝化反硝化的機理仍需要進一步*。

2、MBBR生物移動床同步硝化反硝化脫氮機理

MBBR是結合懸浮生長的活性污泥法和附著生長的生物膜法的*新型反應器，基本設計原理是將比重接近水、可懸浮于水中的懸浮填料直接投加到反應池中作為微生物的活性載體，懸浮填料能與污水頻繁多 次接觸，逐漸在填料表面生長出生物膜( 掛膜) ，強化了污染物、溶解氧和生物膜的傳質效果，即而 MBBR被稱為“移動的生物膜”。基于迄今SND機理研究，綜合微環(huán)境和生物學理論，MBBR生物膜內(nèi)SND可能存在的反應模式是，分布于生物膜好氧層的好氧氨氧化菌、亞硝酸鹽氧化菌和好氧反硝化細菌與分布于生物缺氧層的厭氧氨氧化菌、自養(yǎng)型亞硝酸細菌和反硝化細菌相互協(xié)作，*終達到脫氮目的。

MBBR是依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，不僅提供了宏觀和微觀的好 氧和厭氧環(huán)境，還解決了自養(yǎng)硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌與異養(yǎng)細菌的DO之爭和碳源之爭。故MBBR可實現(xiàn)硝化和反硝化兩個過程的動力學平衡，具有同步硝化反硝化非常良好的條件，能實現(xiàn)MBBR同步硝化反硝化脫氮。