目前，我国对于污水的处理主要是通过污水处理厂来实现，但许多污水处理厂对污水的处理技术，只采用了有机物去除技术，此类技术对于污水当中的氮、磷等物质的去除效果不理想，根据统计此项技术一般只能去除10%~20%的氮、磷物质，并不满足我国二级排放标准。所以在此项技术的应用下，造成了我国多个水体的富营养化，引发赤潮现象，而为了对此进行改善，目前已有部分污水处理厂开始采用三污泥系统来进行污水处理。
1、三污泥系统概述
三次污泥系统主要是利用三次化学污泥来进行处理，而三次化学污泥的生产，主要在于污水三级处理方面，在对污水进行三级处理时，其会产生污泥，而此污泥即为三次化学污泥，污泥当中主要含有大量的石灰、明矾成分，所以在本质的角度上来说三次化学污泥属于污染性极强的一种物质，所以需要对此污泥进行处理。但传统工艺所产生的污泥量巨大，其多数采用单污泥系统来进行污水处理，而此项处理技术的能耗、运行难度较高，严重的限制了污水处理的性能。而本文为了突破传统工艺的局限性，针对三污泥系统理论，设计了一种活性污泥法三污泥自养脱氮和强化生物除磷工艺。
2、三污泥系统设计材料与方法
2.1 试验装置
本文将采用三污泥系统模型作为试验装置，该模型主要由前除磷系统、中间半亚硝化系统、后ANAMMXO系统组成，具体如图1所示。
基于图1，本文设计的三污泥系统当中，首先除磷系统主要由A/O反应器与二沉池组成，反应器材质主要为有机玻璃，其中主要被分为了6个区域，每区域溶剂为4L，区域当中共有2个厌氧区、4个好氧区；二沉池方面主要采取竖流式，容积为12L，在应用时其进水量可以达到156L/d，污泥回流比例为75%，泥龄为4~5d；曝气装置方面，主要采用砂块曝气头，并通过转子liuliang计来对气量进行统计、控制。
2.2 试验原水
本文设计当中所采用的试验原水主要为某污水处理厂初沉池的出水，此厂出水当中，每7.0~7.8cm3范围内，pH值为7.5；每61.6~309.2cm3范围内，就平均含有166.7COD；每43.6~60.7cm3范围内，就平均含有55.4TN等。
2.3 设计各反应器启动
（1）A/O反应器启动：本文设计当中的A/0反应器主要属于系统前处理流程，其功能在于除磷、降解。在实际启动当中，首先将接种种泥作为其回流污泥，接种量为5L，污泥浓度为12000mg/L。在启动当中，为了实现除磷的高效性，本文将SRT控制在3~5d区间当中，因此区间适合聚磷菌的生长，在通过2~4个SRT区间之后，系统中的硝化菌已经产生系统化，从而消除了反应器的硝化能力，使得污泥种群得到优化，在此前提下就突破了传统工艺中除磷菌、硝化菌因STR不同而造成的脱氮、除磷难以兼顾的局限性，同时为之后半亚硝化系统提供了良好的基础。
（2）半亚硝化反应器启动：本文主要采用接种混合污泥的方式来启动半亚硝化反应器，启动当中的混合污泥主要由两种不同成分的污泥所融合组成，主要为短程硝化污泥、全程硝化污泥，融合比例方面接种短程硝化污泥15L、全程硝化污泥5L。终形成的混合污泥总量为12000mg/L。在启动之后，主要通过FISH技术来对混合污泥当中的氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌进行检测，并基于检测结果进行统计，统计当中显示氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌的种群生物量质量分数为8.00%、3.24%。在接种之后半亚硝化反应器的混合污泥为4000mg/L，在启动之后通过结果看出，亚硝氮累积率稳步tigao，原水在通过A/O处理之后，其COD降解十分充分，因此说明本文设计使得半亚硝化系统污泥种群得到了优化。
（3）ANAMMOX反应器启动：本文所采用的ANAMMOX反应器因为来自于高氨氮废水研究工作，所以其本身的处理能力已经得到了验证，所以本文没有对其进行启动，直接以半亚硝化反应器出水作为进水，以此对ANAMMOX反应器的低氨氮城市污水的脱氮性能处理能力进行研究，研究显示ANAMMOX反应器的低氨氮城市污水的脱氮性能较高。
3、设计系统结果分析
3.1 A/O反应器运行结果分析
本文A/O反应器的HRT为3.6h，其中混合污泥均值为3200mg/L，在此前提下其进出水的TP变化为4.7~8.1mg/L，均值为5.8mg/L，整体来看，其出水TP值数为0.8~3.3mg/L，在出水初期波动较大；TP去除率方面，其由原本的80%tigao至95%以上，说明本文设计的除磷效率高于传统工艺，主要是因为A/O反应器的厌氧段没有回流硝氮和亚硝氮的影响，所以厌氧区的效果得到了保证，同时在厌氧区效果发挥良好的前提下，避免了聚磷菌争夺碳源的反硝化作用，所以，本文系统的原水当中的可生化降解有机物，能够给聚磷菌提供较好的吸收基质。
3.2 半亚硝化反应器运行结果分析
本文的半亚硝化反应器的进水量NH4+-N均值在50mg/L，而NO2、NO3的均值均维持在1mg/L范围内，在比较之下NH4+-N以及NO2的表现相对稳定，而此两者的浓度比例大约在1.0左右在半亚硝化反应器运行一段时间之后，NH4+-N以及NO2的出水浓度得到了优化，从初期的20mh/L降至10mg/L，所以半亚硝化反应器的TN消除率tigao了50%，高于传统的10~20%。
3.3 ANAMMOX反应器运行结果分析
本文ANAMMOX反应器的HRT为1.4h，进水NH4+-N以及NO2为1.0，在运行的初期NH4+-N以及NO2的浓度值达到了20mg/L左右，但在持续运行之后，NH4+-N以及NO2的浓度值有所下降，进而逐步稳定在10mg/L左右，说明本文ANAMMOX反应器处理性能得到了优化。