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随着社会的不断发展，国家经济水平不断提升，工业、生活、医疗等各个领域产生的污水大量排入污水处理厂。
这些污水中富含N、P等营养物质、重金属和抗生素等污染物质。
目前我国普遍使用的污水处理技术尚且存在一些不足，主要是能耗高、成本高、占地大等问题。
相比物理法的低效率和高能耗，化学法能高效地处理污水，但化学药品的排放会对环境造成威胁，在此基础上，而生物法则避免了二者的缺点，其处理污水时经济节约并对环境无二次污染，在近几年逐渐成为污水处理技术研究的研究热点。
而畜禽养殖废水富含大量的过剩的营养元素（碳氮磷等）[1]，若未经合理的处理就排入自然水环境，会导致水体的富营养化现象，破坏水生生态系统，并给当地居民带来潜在的健康风险[2]。
因此，在排放前需要选择合适的工艺有效去除废水中的营养物质。
传统活性污泥法虽然可以有效降解污水中的有机碳，但其脱氮除磷效果不佳。
目前通常的脱氮工艺是通过硝化和反硝化来实现的，分别出现在好氧和缺氧的反应阶段，而磷的去除是在厌氧-好氧条件下利用聚磷酸盐积累生物(PAOs)来完成的[3]。
在依靠硝化与反硝化作用脱氮以及吸磷与释磷的过程中需要提供好氧与缺氧或厌氧条件，这就导致处理过程无法在同一个空间或时间中进行[4]。
此外，反硝化排放的氮气以及剩余活性污泥中的磷也是一种资源浪费。
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