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基于生物膜的两段式强化PDAMOX工艺同步处理硝酸盐废水和生活污水的装置和方法属于废水生物处理领域。城市生活污水和硝酸盐废水首先进入短程反硝化序批式生物膜反应器中，由生活污水提供有机碳源，缺氧搅拌使反硝化细菌将硝酸盐氮转化成亚硝酸盐氮；短程反硝化序批式生物膜反应器出水进入厌氧氨氧化上流式厌氧污泥床生物膜反应器中进行脱氮。同时厌氧氨氧化上流式厌氧污泥床生物膜反应器部分出水回流至原水箱将厌氧氨氧化反应生成的硝酸盐氮深度去除。本发明无需外加碳源，同时短程反硝化过程产生的OH‑给厌氧氨氧化过程提供碱度，并且回流解决了硝酸盐氮无法去除的问题；生物膜载体提高系统生物量和耐冲击负荷能力，以达到废水深度脱氮。
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