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好氧颗粒污泥处理低碳氮比废水的运行参数优化

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中国给水排水 2024年第15期40卷 93-100页

作者：李正昊何浩林聂嘉乐康建林杨小丽龙焙程媛媛江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

研究了好氧颗粒污泥(AGS)处理低碳氮比(C/N为3和1)废水的脱氮性能,通过单因素试验探究了污泥浓度、碳源投量、自养AGS占比及碱度对总无机氮(TIN)去除率的影响,以确定各影响因素适宜的范围;利用响应曲面法分析各因素对TIN去除率的影响,... 详细信息

研究了好氧颗粒污泥(AGS)处理低碳氮比(C/N为3和1)废水的脱氮性能,通过单因素试验探究了污泥浓度、碳源投量、自养AGS占比及碱度对总无机氮(TIN)去除率的影响,以确定各影响因素适宜的范围;利用响应曲面法分析各因素对TIN去除率的影响,以确定最佳运行工况。当进水C/N为3时,显著性影响因子排序为:污泥浓度>碳源投量>自养AGS占比>碱度;当进水C/N为1时,显著性影响因子排序为:碳源投量>污泥浓度>自养AGS占比>碱度。当C/N为3时,最佳工况参数如下:污泥浓度为6260.32 mg/L、碱度为556 mg/L、自养AGS占比为39.96%、碳源投量为165.61 mg/L,预测AGS对TIN的去除率为94.61%;参考德国ATV标准(ATV-DVWKA131E)推荐的碳源投量,在最佳工况下可节省17.2%的外投碳源、22.1%的碱度及16.7%的能耗。当C/N为1时,最佳工况参数如下:污泥浓度为5172.11 mg/L、碱度为1166 mg/L、自养AGS占比为21.88%、碳源投量为857.43 mg/L,预测TIN去除率为56.95%。

关键词：好氧颗粒污泥低碳氮比污泥浓度碳源碱度接种污泥

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AAOA-MBR工艺处理南方低碳氮比城市污水的试验研究

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AAOA-MBR工艺处理南方低碳氮比城市污水的试验研究

作者：郭思懿广州大学

学位级别：硕士

低碳氮比城市污水水质,在同步脱氮除磷方面实现效果不佳,脱氮除磷效率不高,需要外加投药,增加运行成本,成为当下水处理领域的研究热点。针对这类生活污水,主要有3个研究方向:一是对传统活性污泥法工艺进行改进;二是耦合MBR工艺;三是利... 详细信息

低碳氮比城市污水水质,在同步脱氮除磷方面实现效果不佳,脱氮除磷效率不高,需要外加投药,增加运行成本,成为当下水处理领域的研究热点。针对这类生活污水,主要有3个研究方向:一是对传统活性污泥法工艺进行改进;二是耦合MBR工艺;三是利用活性污泥或栅渣发酵等内碳源补充至生化池。据统计截止2022年底,全国污水处理厂工艺33%为AAO+二沉池系列工艺,且仅靠生物脱氮除磷无法达到处理标准,因此,对现行工艺的提标改造迫在眉睫。传统活性污泥法普遍存在聚磷菌与反硝化菌对污水中碳源的竞争以及世代周期的长短不一致从而导致了污泥龄的控制比较困难,在一线城市土地资源日益紧缺,而其二沉池占地面积较大,制约了我国的污水处理的高质量发展。本研究针对南方低C/N城市生活污水从广州某污水处理厂旋流沉沙池经过膜格栅预处理后进入主体生化装置,通过前期对污水水质的分析和现场调研,设计及布置了一套中试规模下的污水处理装置,构建了AAOA-MBR工艺,并对其运行参数及其改进工艺进行了技术探索,以提高脱氮除磷的效能,降低出水污染物的指标,并实现节省药耗成本和占地。首先,进水中试现场布置,对装置通水试车,进行全系统调试,紧接着接种污水厂的曝气池污泥,进入生活污水,调试相关参数,为启动中试装置做准备。启动阶段主要试验内容是在处理水量2 m3/h情况下,调整工艺参数稳定出水水质,控制运行参数,记录好氧池、厌氧池、缺氧池的SV30,定期排泥控制排泥阀门开启度和时间,通过测定曝气池MLVSS、MLSS、SVI,确定污泥排放情况和工艺的SRT。稳定出水水质,达到现有污水排放标准,确定了AAOA-MBR工艺的运行模式。除TP外,出水水质满足我国现行的污水处理厂污染物排放标准的一级A标准。其次,在启动完成后通过对进水配比、回流比、气水比参数调整,设置了三种工况进行处理效果的对比,对比分析确定了最佳的运行参数。在长期的运行的过程中,分别从跨膜压差（TMP）、膜过滤阻力、膜污染物质含量及特征,进行了膜污染特性的研究,设置了三个膜通量分别为16.67 L/m2·h、22.22 L/m2·h、27.78 L/m2·h,TMP从初始运行的5 k Pa上升至35 k Pa的污染周期从23d缩短至13d,膜清洗的周期变短,清洗前后污染物中主要成分均为蛋白,仅含有少量的多糖,酸碱交替清洗的过程中蛋白为主要被清洗的物质。在处理水量2m3/h下,进水分配比为:5%:60%:35%,R1:R2:R3=150%:350%:300%,膜池气水比为10:1,膜池平均溶解氧:3.5 mg/L,总曝气量:25 m3/h,MLSS:4000～5000 mg/L。TN出水平均浓度为7.2 mg/L,平均去除效率为69.4%,可满足出水TN小于10 mg/L,达到提高排放标准后的地表水“准IV类”标准（TN比调整:R2为310%,R3为350%。中试工艺的脱氮除磷效果均得到了提升,出水TN、TP、NH4+-N分别为6.42 mg/L、0.78 mg/L、0.142 mg/L,均优于AAOA-MBR工艺。在中试装置不同工艺参数条件下长期运行试验过程中,同步利用扩增子技术展开了对微生物群落结构与多样性分析,从而展现污泥原位发酵强化对AAOA-MBR工艺脱氮除磷性能的微观下的视角。其中,变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidota、绿弯菌门Chloroflexi为三阶段的主要功能微生物,在污染物生物降解中起着重要作用。活性污泥原位发酵脱氮效能的提升,Gammaproteobacteria（γ-变形菌纲）做出了突出贡献。综上所述,本试验研究通过AAOA-MBR工艺技术处理南方低碳氮比城市生活污水达到一级A处理标准的前提,利用了侧流式强化技术中的UMIF的思路对AAOA-MBR工艺进行改良和优化,探究释放工艺脱氮除磷潜能的可能性,进一步提升出水水质。

关键词：低碳氮比脱氮除磷活性污泥发酵产酸膜污染中试试验

nZVI强化培养好氧颗粒污泥处理低碳氮比含盐废水

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nZVI强化培养好氧颗粒污泥处理低碳氮比含盐废水

作者：牟英东大连海洋大学

学位级别：硕士

纳米零价铁(nZVI)是一种新兴的纳米级材料,得益于其粒径小、比表面积大以及还原能力强等特性,在环境污染治理领域得到了广泛的应用。这种材料能够有效地促进多种有机污染物及硝酸盐类化合物的分解与降解过程。在日常的生产生活中,会产... 详细信息

纳米零价铁(nZVI)是一种新兴的纳米级材料,得益于其粒径小、比表面积大以及还原能力强等特性,在环境污染治理领域得到了广泛的应用。这种材料能够有效地促进多种有机污染物及硝酸盐类化合物的分解与降解过程。在日常的生产生活中,会产生大量的低碳氮比含盐废水,此类废水通过城镇污水管网进入污水处理厂会严重影响污水处理厂曝气池中微生物的生物活性,从而导致出水水质无法达标,甚至生物解体崩溃。而好氧颗粒污泥因为较传统活性污泥具有抗冲击性更好、生物量更多和占地面积更小等优点已然成为新的水处理发展趋势。因此探讨nZVI及盐度对采用低碳氮比废水培养出的好氧颗粒污泥影响具有重要的学术意义和应用价值。本实验采用序批式活性污泥法(SBR)模拟低碳氮比进水基质培养好氧颗粒污泥,探究过程中好氧颗粒污泥形成、污染物去除、微生物群落结构的变化及长期稳定运行的变化情况。并将不同比例的好氧颗粒污泥与传统城镇絮状活性污泥混合,先后探究混合体系在10‰盐度和nZVI的影响下系统内污染物去除及微生物群落结构的变化情况。结论如下:(1)本实验以低C/N的模拟废水为进水,通过逐步缩短沉降时间(20-2min)的方式,培养出的颗粒污泥颗粒致密规则,且性状较为稳定,沉降性良好,污泥平均粒径为1717.56μm;最终稳定阶段COD平均去除率为77.14%,氨氮平均去除率为96.50%,总无机氮平均去除率为68.66%。磷酸盐平均去除率为88.44%。(2)在10‰盐度的影响下,短程硝化AGS混合体系较全程硝化活性污泥混合体系有着更好的稳定性,稳定阶段全程硝化活性污泥混合体系的COD平均去除率较短程硝化AGS混合体系更高,分别为84.40%和79.85%;二者对氨氮的平均去除率均能达到99.00%以上,短程硝化AGS混合体系较全程硝化活性污泥混合体系总氮的去除率更高,稳定后分别为58.63%和44.09%;二者在短期受到盐度的冲击时,出水均伴有磷酸盐的积累,在稳定后二者去除率接近,分别为44.64%和42.91%,但短程硝化AGS混合体系在长期盐度的胁迫下,磷酸盐的去除率开始逐渐下降,而全程硝化活性污泥体系则较为稳定。(3)在5 mg/L的nZVI影响下,无论短期与长期影响,短程硝化AGS混合体系COD的去除率并不会有明显波动,但当体系内反硝化效果受到抑制时,COD会随之波动,当反硝化效果恢复后,COD的去除水平也会随之恢复,最终COD的平均去除率为81.31%;在氮素的去除效果上,短期内加入nZVI的第一天去除率提升了13.89%,此时总氮去除率可保持在60.00%以上。长期运行下效果并不稳定,通过减少曝气时间的策略最终总氮去除率为55.85%;在磷酸盐的去除效果上,无论短期还是长期整体均表现出促进作用,最终去除率可达到99.67%。

关键词：好氧颗粒污泥低碳氮比纳米零价铁含盐废水

某低碳氮比污水处理厂MBBR氧化沟+深度处理工程案例

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水处理技术 2024年第8期50卷 145-148页

作者：尚兴宝颉调云王小红青海理工学院生态与环境科学学院青海西宁810016 中国市政工程华北设计研究总院有限公司兰州分公司甘肃兰州730000 苏州科环环保技术有限公司江苏苏州215300

西北黄土塬地区某污水处理厂处理规模2×10^(4) m^(3)/d,采用改良型氧化沟工艺,提标改造工程建成后出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B提高至一级A标准。针对原水低碳氮比、高悬浮物水质特性,提标改造工... 详细信息

西北黄土塬地区某污水处理厂处理规模2×10^(4) m^(3)/d,采用改良型氧化沟工艺,提标改造工程建成后出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B提高至一级A标准。针对原水低碳氮比、高悬浮物水质特性,提标改造工程采用强化生物脱氮除磷处理和增加深度处理流程的措施,即采用MBBR氧化沟+高效沉淀池+反硝化深床滤池+次氯酸钠消毒工艺,实际运行中各项出水水质指标达到或优于一级A排放标准。污水处理单位运营成本及总成本分别为1.40、2.73元/m^(3)。

关键词：污水处理厂低碳氮比深度处理氧化沟

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强化型潮汐流人工湿地处理低碳氮比污水效能研究

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强化型潮汐流人工湿地处理低碳氮比污水效能研究

作者：陈彪南昌大学

学位级别：硕士

为深入推进环境污染防治,改善城乡人居环境,农村生活污水治理成为乡村人居环境整治的重中之重。人工湿地处理低碳氮比（C/N）农村生活污水兼具成本及环境效益,但存在处理效果不稳定、受季节影响显著、厌氧和缺氧状态不利于硝化、磷存在... 详细信息

为深入推进环境污染防治,改善城乡人居环境,农村生活污水治理成为乡村人居环境整治的重中之重。人工湿地处理低碳氮比（C/N）农村生活污水兼具成本及环境效益,但存在处理效果不稳定、受季节影响显著、厌氧和缺氧状态不利于硝化、磷存在吸附饱和等问题。选择组合型的强化技术,可以使人工湿地具备高效稳定的脱氮除磷效果;有助于在农村地区有效推广人工湿地技术;进一步加强环境污染防治工作,改善农村居民的生活环境,推动乡村振兴战略的发展。采用电化学处理及简单的潮汐复氧方式,既可以改善湿地氧环境,又能强化对低C/N污水中氮磷的处理效果。本研究采用人工湿地模拟装置进行实验,以沸石、黄铁矿为基质,填入活性炭,分别构建电化学强化潮汐流人工湿地（EB-TFCW）、潮汐流人工湿地（B-TFCW）、活性炭强化垂直流人工湿地（B-VFCW）、普通垂直流人工湿地（VFCW）,对比分析四种人工湿地模拟装置的脱氮除磷能力及其影响因素。选择以EB-TFCW装置为代表,进一步优化装置的最佳运行条件,探讨湿地系统中污染物沿程的迁移转化规律,结合微生物群落结构与多样性分析探讨系统的运行机理。具体结论如下:（1）进水碳源浓度会严重影响人工湿地系统整体的脱氮效果,尤其是影响反硝化作用去除硝态氮,进水碳源浓度对人工湿地系统除磷效果影响程度较小。在电化学及潮汐流运行方式的强化下,EB-TFCW系统拥有极好的脱氮除磷效果,且对进水碳源浓度的变化有一定的抗冲击性。在进水C/N为3时,EB-TFCW系统NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率分别为76.85%±2.31%、98.06%±1.21%、84.51%±1.21%、97.38%±1.3%。与对照组B-TFCW相比,电化学强化对NO3--N、TN、TP的去除率分别显著提升了23.59%、12.09%、14.93%,但NH4+-N去除效果相近。潮汐流运行方式强化下B-TFCW系统对NH4+-N去除效果提升显著,比对照组B-VFCW提升16.75%,对总磷的去除也有一定的强化,比对照组提升14.50%,但其不利于NO3--N去除,比对照组下降17.74%,若碳源充足其NO3--N去除效果会更好。与对照组VFCW相比,B-VFCW系统在活性炭强化下对提升脱氮除磷作用较弱。（2）进水C/N为3时,最佳运行条件为水力停留时间24 h、电流强度15m A,EB-TFCW系统脱氮除磷效果最好,氨氮、硝氮、总氮、总磷去除率分别为80.57%±0.71%、75.89%±4.9%、77.26%±1.66%、88.13%±1.48%。在最佳运行条件下,EB-TFCW系统在沸石层主要发生同步硝化反硝化对硝氮去除效果好（硝氮去除率为82.43%±5.09%）。阳极层主要发生硝化反应去除氨氮（85.22%±1.62%）及电絮凝除磷（90.23%±1.68%）,阴极层主要发生反硝化去除硝氮（90.48%±3.87%）,中间活性炭层对N、P去除均较好。DO沿程降低,但阳极层的DO与ORP均最高,利于该区域硝化除氨氮,在阴极DO与ORP均最低有利于反硝化去除硝氮。（3）通过微生物种群丰富度和多样性分析发现,各人工湿地系统的丰富度和多样性大小关系为:B-VFCW>VFCW>B-TFCW>EB-TFCW,在EB-TFCW系统的各区域的丰富度较相近（Chao1指数分别为631.50、611.50、703.07）,与其他系统相比其中间活性炭层的丰富度下降最为显著,VFCW与B-VFCW系统的阴阳极层群落结构较相似,VFCW与B-TFCW系统的中间层群落结构也较相似。EB-TFCW系统与其他系统之间微生物群落结构差别很大,而在EB-TFCW系统内的阴阳极层与中间层的微生物群落结构相似性则较高。各人工湿地系统在各区域均存在有不同丰度的硝化、反硝化菌属,在VFCW、B-VFCW、B-TFCW、EB-TFCW系统中硝化菌属的相对丰度分别为4.94%、8.36%、21.46%、20.52%,反硝化菌属相对丰度分别为20.49%、29.14%、17.15%、23.16%。相比之下,EB-TFCW系统具有较高的硝化、反硝化菌属丰度。主要硝化菌属是Comamonadaceae,主要反硝化菌属有Rhodocyclaceae、Dechloromonas、Hydrogenophaga。虽然EB-TFCW系统内各区域的微生物群落结构相似性较高,但仍存在丰度差异,在EB-TFCW系统中硝化菌属（阳极层、中间层、阴极层分别为28.01%、15.09%、18.45%）主要集中在阳极层,阳极硝化作用更为强烈。反硝化菌属（分别为19.77%、24.75%、24.96%）则在阴极区域、活性炭中间区域聚集,表明阴极层、中间层的反硝化更强烈。通过比较EB-TFCW系统中沿程氨氮、硝氮去除效果,发现硝化、

关键词：潮汐流人工湿地电化学微生物群落结构低碳氮比

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强化低温、低碳氮比污水脱氮的优势菌特性

黑龙江大学自然科学学报 2024年第1期41卷 62-69页

作者：田源孙传荣张道杨李冯辰刘莹白也张军吴淼男张多英黑龙江大学建筑工程学院哈尔滨150080 勃利县市场监督管理局检验检测中心七台河154500

低温、低碳氮比(BOD5/TN)污水的有效脱氮一直是北方城镇污水处理厂亟待解决的难题。对从哈尔滨地区低温(4~6℃)地下水中筛选获得的优势菌Y24-6进行研究,初步鉴定其为假单胞菌属(Pseudomonas),研究发现菌株Y24-6在自养条件下对硝酸盐去... 详细信息

低温、低碳氮比(BOD5/TN)污水的有效脱氮一直是北方城镇污水处理厂亟待解决的难题。对从哈尔滨地区低温(4~6℃)地下水中筛选获得的优势菌Y24-6进行研究,初步鉴定其为假单胞菌属(Pseudomonas),研究发现菌株Y24-6在自养条件下对硝酸盐去除率为(24.00±1.24)%。通过分析Pseudomonas sp.Y24-6对NO_(3)^(-)-N的去除过程,发现其在2 h内对硝酸盐的去除速率最高,为25.91 mg·L^(-1)·h^(-1)。基因组(序列号:JACBXG000000000)分析结果表明,菌株Y24-6通过CsrA、GlnL、GlnK和GlnA信号蛋白调控菌株的碳、氮代谢,且其中存在CO_(2)固定的关键酶基因(ppc和icd),在有机碳源不足时可通过固定环境中的CO_(2)来去除NO_(3)^(-)-N。将菌株Y24-6固定在S3型填料,24 h后每个填料可形成的菌量为(7.3±3.7)mg。用固定化的菌株Y24-6处理BOD5/TN低碳氮比污水处理效果显著,本研究结果为寒区城镇污水冬季脱氮提供了参考依据。

关键词：低温低碳氮比污水脱氮优势菌

葡萄糖碳源对低碳氮比生活污水反硝化脱氮性能的影响探究

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皮革制作与环保科技 2024年第9期5卷 7-9页

作者：陈丽娜福建水头集团福鼎环保有限公司福建福鼎355200

改良型Carrousel氧化沟耦合工艺处理低碳氮比的生活污水,是采用间歇曝气模式,氧化沟出口的溶解氧为2.0~3.0 mg/L,污泥浓度为2 500~3 500 mg/L,污泥回流比为80%~95%。在TN和氨氮常年超标的情况下,投加葡萄糖碳源,可以使该污水处理厂改良... 详细信息

改良型Carrousel氧化沟耦合工艺处理低碳氮比的生活污水,是采用间歇曝气模式,氧化沟出口的溶解氧为2.0~3.0 mg/L,污泥浓度为2 500~3 500 mg/L,污泥回流比为80%~95%。在TN和氨氮常年超标的情况下,投加葡萄糖碳源,可以使该污水处理厂改良型Carrousel氧化沟工艺去除低碳氮比的生活污水中的氨氮、总氮、总磷、COD_(Cr)、BOD_(5)及酸碱度的效果很好,出水完全符合《城镇污水污水处理厂污染物排放标准》(GB 19918-2002)[1]的要求。

关键词：碳源氧化沟低碳氮比生活污水脱氮效能

A^(2)O+MBR工艺处理低碳氮比污水的效果研究

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中国资源综合利用 2024年第7期42卷 270-273页

作者：赵杨杨李辰星李京旭严婉铒张桐北京亦庄环境科技集团有限公司北京102600 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082

污水处理厂通常面临进水碳氮比偏低的问题,为确保出水水质达标,一般采取超量投加碳源的策略,但是这会导致运行成本上升。北京市某污水处理厂将厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A^(2)O)+膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工... 详细信息

污水处理厂通常面临进水碳氮比偏低的问题,为确保出水水质达标,一般采取超量投加碳源的策略,但是这会导致运行成本上升。北京市某污水处理厂将厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A^(2)O)+膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺作为主体工艺,进水由生活污水(占30%)和工业废水(占70%)组成。该污水处理厂向缺氧池投加葡萄糖溶液作为碳源,辅助脱氮。试验分别测定进出水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、总氮(Total Nitrogen,TN)和反应池混合液悬浮固体(Mixed Liquid Suspended Solids,MLSS)的浓度,分析外加碳源对脱氮效果和污泥产生量的影响,并进行碳源投加前后的成本对比。研究表明,进水COD/TN小于7时,适量投加碳源有助于提升脱氮效率,而COD/TN大于7时,要优化其他环节来加强脱氮效果,以保证出水水质稳定符合相关标准。通过精细化过程控制和改变运行管理方式,污水处理厂可以有效降低运行成本,避免进行工程化改造。

关键词：厌氧-缺氧-好氧(A^(2)O) 膜生物反应器(MBR) 污水处理低碳氮比脱氮外加碳源

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缓释碳源应用于低碳氮比污水脱氮研究进展

工业用水与废水 2024年第1期55卷 6-10页

作者：马璐頔李亮胡念周楠邱远卓刘煦晴武汉工程大学化学与环境工程学院武汉430200

处理低碳氮比(C/N)污水时,生物法脱氮反硝化进程中碳源不足易导致脱氮效率偏低,需通过额外投加碳源进行补偿。外加碳源在污水脱氮过程中应用广泛,其投加量不易控制的缺陷可以通过利用缓释技术进行弥补。归纳了碳源缓释的特点及其在低C/... 详细信息

处理低碳氮比(C/N)污水时,生物法脱氮反硝化进程中碳源不足易导致脱氮效率偏低,需通过额外投加碳源进行补偿。外加碳源在污水脱氮过程中应用广泛,其投加量不易控制的缺陷可以通过利用缓释技术进行弥补。归纳了碳源缓释的特点及其在低C/N污水处理中的应用现状,总结了固体缓释碳源的不同类型及其在生物反硝化脱氮中的强化效果,对比分析不同缓释碳源在脱氮方面的优缺点。提出了目前缓释碳源应用的局限性,并对缓释碳源在生物反硝化脱氮领域的发展方向进行了展望。

关键词：低碳氮比缓释碳源反硝化外加碳源缓释技术脱氮污水处理