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污水廠剩余污泥的處置日益成為一個重要的環境問題, 其處置費用約占污水處理廠總費用的60%.受限于填埋場地日趨匱乏及焚燒處理利用價值低的問題, 污泥減量受到了普遍關注.提高污泥脫水性能是污泥減量的重要手段, 其常用的方法有物理法和化學法.物理法通過外加能量或作用力對污泥進行調理, 存在處理成本高的問題;而化學法需要投加大量藥劑因此存在二次污染問題.近年來, 生物法被用于提升污泥脫水性能, 比如生物瀝浸法, 但該方法需要投入大量的微生物營養鹽, 成本較高.因此, 探索新型的生物法來提高污泥脫水性能具有重要意義.

亞硝化厭氧氨氧化工藝與傳統脫氮工藝相比, 具有節約曝氣、節省外加碳源、減少污泥產量等優點, 作為該工藝的前端工藝, 亞硝化的穩定運行十分重要.但氨氧化細菌(AOB)、亞氧化菌(NOB)世代時間長和污泥流失嚴重, 致使亞硝化工藝受到了限制.顆粒污泥具有沉降性能良好, 抵抗能力較強, 污泥停留時間長等優點, 亞硝化顆粒污泥的研究成為了熱點.劉文如等接種活性污泥于SBR反應器中, 通過縮短沉降時間和增加進水負荷在40 d后獲得黃色的亞硝化顆粒污泥.然而AOB是自養菌, 世代周期長, 若直接采用逐漸降低沉降時間來啟動顆粒污泥所需時間較長, 污泥流失嚴重, 導致污泥濃度過低.又有研究表明, 完全接種好氧顆粒污泥也可以實現亞硝化顆粒污泥的啟動.Xu等通過添加羥胺抑制NOB實現好氧顆粒污泥到亞硝化顆粒污泥的轉變.

城市污水生物脫磷除氮工藝研究：脫氮除磷的原理污水處理中，主要依靠微生物對水中的氮磷污染物進行代謝分解，從而達到凈化水質的目的。在傳統的脫氮理論中，生物脫氮主要有氨化、硝化以及反硝化3個過程，隨著技術的發展，國內外的學者在傳統理論的基礎上又提出了短程硝化-反硝化，同步硝化反硝化以及厭氧氨氧化等更加節省時間和能耗的生物脫氮的新理論;傳統的除磷理論認為，聚磷菌只在好氧的環境下攝取磷而在厭氧的環境下釋放磷，但是之后，人們認為生物除磷中的微生物至少有兩類：一類是反硝化聚磷菌(DPB)，這類聚磷菌以氧氣或者作為電子受體;另一類是好氧聚磷菌，以氧氣作為電子受體的聚磷菌，若反硝化聚磷菌利用氮作為電子受體吸收磷，那么有機基質可以用來同時脫氮除磷。這對于C/N比較低的城市生活污水具有很大的意義。

城市污水處理廠脫氮除磷的主要工藝：2A2/O BCO工藝A2/O BCO工藝將傳統的A2/O工藝進行改良，增加了生物接觸氧化單元(BCO)，旨在分離出A2/O工藝的硝化功能，使A2/O單元只進行反硝化除磷，BCO單元進行硝化反應，BCO的硝化液回流至A2/O的缺氧區，進行脫氮。該工藝可以減少污泥的產量，適合處理我國低C/N的城市生物污水。回流比對該工藝同步去除氮磷的影響，結果表明，在低C/N的條件下，系統的回流比為400%時，反硝化除磷總量可達到磷去除總量的98%，回流比為300%時，該系統可以達到良好的同步去除氮磷的效果。