生物除磷技术是目前城市污水处理厂除磷领域应用较为广泛的方法，主要通过活性污泥处理工艺实现污水生物除磷。生物除磷的主要原理是聚磷菌在厌氧条件下会分解体内的聚磷酸盐,并合成β-羟基丁酸(PHB)等有机物，而在好氧条件下，聚磷菌则会分解体内的PHB等有机物，并过量摄取污水中的磷酸盐合成聚磷酸盐。利用聚磷菌好氧过量摄磷的特性，可以实现聚磷菌再生和富磷污泥排放的同步运行。目前，较为常见的生物除磷工艺主要包括：SBR、A2/O工艺、A/O工艺及其改良工艺等，通过工艺设置厌氧区或者厌氧时间段，与后续的好氧区或者好氧时间段交替，可以有效除磷。但是由于进水水质波动或者进水碳源限制，生物除磷效果往往具有较大差异。

生物除磷工艺的优点包括可以有效利用原有的生物处理工艺和设备，在除磷的过程中往往可以同时降低COD和总氮，投资成本和运行费用都较为经济，而且磷的去除效率也容易维持在较高的范围内。然而，生物除磷工艺对控制条件要求严格，除了要有严格的厌氧条件，还要有足够的有机物，而且温度、pH等条件也会产生重要影响。吴广华等将PO3-4-P浓度控制在40mg/L条件下研究温度对SBMBBR除磷效果的影响，发现SBMBBR在低温条件下的聚磷菌富集性更好。进水水质对生物除磷的影响主要体现在碳源、可生物降解性、pH、有毒物质等方面。碳源对生物除磷影响较大，在进水COD负荷较低时，出水水质难以达标，往往需要外加碳源或通过预处理及深度处理等方式强化除磷效果。

生物除磷过程需要一定有机物浓度，与生物脱氮过程对有机物存在一定的竞争。有研究表明，去除单位量的总磷需要的碳源是单位硝态氮脱氮需要碳源的6.1倍，要实现生物有效除磷，需要在厌氧区维持一定的低分子有机物浓度。为提高除磷效果，也有较多的研究通过反硝化除磷等技术结合，利用共同的碳源，在除磷的同时有效脱氮，协调除磷和脱氮的矛盾。由于生物除磷最终是将磷转移到污泥里面去，是通过剩余污泥的排放和处置最终去除污水中的磷，因此要有效除磷,需要控制较低的泥龄，一般3～5d。生物脱氮则需要控制良好的硝化条件，泥龄相对较长，一般要控制在10d以上。因此,污水生物除磷脱氮还要协调除磷和脱氮在泥龄方面的矛盾。

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