增加缺氧池，可以同步脱氮除磷。在厌氧/好氧脱氮系统、缺氧/好氧除磷系统的基础上，将两个系统结合，生成厌氧-缺氧-好氧系统，简称A2/O系统，达到同时去除COD、氨氮和磷的目的。采用推流式活性污泥系统，在厌氧池回流的好氧微生物因缺氧释放出磷酸盐，同时COD得到一定程度的去除。缺氧池虽不供氧，但有好氧池混合液回流供给NO3—N作电子受体，以进行反硝化脱氮。在最后的好氧池中，好氧微生物进行硝化和去除COD的同时，还能大量吸收溶解性磷酸盐，并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐而在菌体内储存起来，通过沉淀池排放剩余的污泥，以达到除磷的目的。
在设计A2/O系统时，一般情况下，厌氧-缺氧-好氧三个池的体积比控制在1∶1∶3～1∶2∶4，缺氧池/厌氧池回流比（污泥）为0.3～1.0，好氧池/缺氧池回流比（硝化混合液）为1.0～5.0，泥龄在10d以上，COD/TN>8，BOD5/TP>10，TN负荷在0.02～0.1kg（TN）/[kg（MLSS）·d]之间。BOD5、总氮、总磷的去除率分别达94.3%、91.1%、91.6%。
如果好氧区硝化反应的硝态氮刚好被缺氧区的反硝化反应所消耗，彻底转化为氮气，那么整个工艺系统显然处于最佳运行状态。
利用储磷菌的习性，在厌氧区，储磷菌可以将厌氧发酵反应的产物转化成胞内贮存物，同时释放出胞内贮存的聚磷酸盐，让它水解成为正磷酸盐；在好氧区，储磷菌从胞内贮存物的好氧呼吸中获取能量，并将水体中的正磷酸盐贮存为贮存物聚磷酸盐。由于储磷菌将正磷酸盐转化为胞内贮存物，并作为富含磷的剩余污泥排放，所以好氧区出水的含磷量将会变得极低，从而保证了良好的出水水质。
同步去除氨氮、磷的工艺如图5-3所示。(www.daowen.com)
图5-3 同步去除氨氮、磷的工艺
Q—流量 AR—缺氧区/厌氧区回流比 NR—好氧区/缺氧区回流比
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