氮素是造成水体富营养化的重要根源。传统的生物脱氮要经过硝化和反硝化2个过程，硝化耗能较大，反硝化需要碳源，导致处理效果不理想。厌氧氨氧化(anammox)是以亚硝氮(NO2−-N)为电子受体，以氨氮(NH4+-N)为电子供体，反应生成氮气(N2)的过程，与传统的生物脱氮相比，可以节省40%的曝气量且无需有机碳源。
随着城镇化的快速发展，污水处理厂建设的不断增加，大量工业、生活污水经过污水处理厂处理后排入周边水体。目前，我国大部分污水处理厂尾水都实现了达标排放，但是仍存在部分污水处理厂尾水不达标的问题，这些未达标尾水含有一定量的氮磷等营养元素，排放到河流、湖泊等水体后增加氮磷负荷，造成水体富营养化，带来严重的环境问题。
随着污水排放标准的不断提高，国家严格限制水体中氮、磷营养元素的排入，使得污水处理厂必须具备脱氮除磷能力。同步脱氮除磷工艺以生物法为主，应用较多的主要有A2/O(anaerobic/anoxia/oxic)、UCT(university of cape town)、氧化沟、SBR(sequencing batch reactor)及其改良工艺等。这些工艺虽能实现较好的脱氮除磷效果，但在实现出水氮、
人工湿地具有成本低、操作维护简单、二次污染小等优点, 被应用于各类废水处理.然而, DO的缺乏限制了人工湿地的广泛应用.人工曝气作为一种提高DO浓度的有效手段, 被用于提高湿地系统处理性能.由于持续曝气运行成本高, 且易引起硝化和反硝化的矛盾, 因此, 间歇曝气作为一种降低运行成本的优化方法, 可以创造交替好氧和厌氧环境, 提高脱氮性能.
近年来, 环境中微量有机污染物(OMPs)的赋存及迁移转化引起国内外学者的广泛关注, 这些有机污染物种类复杂, 如抗生素、止痛药、避孕药、镇静药、杀菌剂、除草剂、阻燃剂等.而城市污水厂是OMPs向环境中迁移的重要途径, 这些物质在污水中的浓度虽低(μg ·L-1或ng ·L-1级浓度水平), 但排放到水体后产生累积效应, 从而对水环境生物及人体健康造成潜在的危害.现有污水厂多采用活性污泥处理工艺
城市水体的黑臭现象是人们通过视觉和嗅觉对水体的一种综合感观, 通常是指散发出刺鼻、恶心的气味, 呈现黑色或灰黑色, 生态功能丧失的水体.随着我国城市化进程的加快, 城市河流的生态系统也面临着重大的挑战.由于工业废水和生活污水的排放, 许多水体发黑发臭, 严重影响了人们的生活环境.
与城市生活污水相比，农村生活污水具有分散、规模小、排放不稳定且区域差异大等特点，因此，农村生活污水处理既不能简单地照搬城市生活污水的处理模式，也不能采用统一的农村生活污水处理模式，而应当结合当地条件，因地制宜地设计农村生活污水处理系统。目前在远离市政管网的农村或者小型社区普遍采用分散型污水处理设施。
首先，化工企业的污水极容易形成气体爆炸混合物。化工企业的废水在排放过程中，不可避免的和其他依然液体或气体进行接触、反应，如氨气和硫化氢等。所涉及的情况包括以下几种：(1)生产设备的密封性被破坏或者操纵者违规操作，容易造成物料泄漏，原料直接进入污水处理管道。(2)污水系统由于在高温环境下不断的作业，导致可燃性气体蒸发，形成混合型爆炸物或有毒气体。
精对苯二甲酸(PTA)作为一种重要的工业化学原材料，广泛应用于石化产业中聚酯树脂、薄膜、绝缘漆、增塑剂等的生产。PTA废水中含有大量的乙酸以及对苯二甲酸(terephthalic acid，TA)、苯甲酸、对甲基苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸等芳香族化合物。由于PTA废水不仅水质水量变化大(每生产1 t PTA产生3~10 m3废水)，而且难降解污染物浓度高，容易对生化处理系统造成冲击，从而影响
随着我国工业化进程的不断加快，工业废水排放量也日益激增，其对水环境的影响程度已不容忽视。特别是高浓度氨氮废水的超标排放，极易造成自然水体富营养化，出现水华和赤潮现象。生化处理是现今应用最广、最经济的污水处理方式，常见工艺包括以活性污泥法为基础的AO，A2/O和MBR等。活性污泥内部微生物在代谢分解污染物时，一方面将污染物中的碳氮物质用于自身生长，另一方面，与其他生物共同组成较为稳定的微生态系统。
