1990年，荷兰Delft技术大学Kluyver生物技术实验室开发出厌氧氨氧化工艺，即在厌氧条件下，微生物直接以NH4+做电子供体，以NO2-为电子受体,将NH4+或NO2-转变成N2的生物氧化过程。由于厌氧氨氧化过程是自养的，因此不需要另加COD来支持反硝化作用，与常规脱氮工艺相比可节约100%的碳源。而且，如果把厌氧氨氧化过程与一个前置的硝化过程结合在一起，那么硝化过程只需要将部分NH4+氧化为NO2--N，这样的短程硝化可比全程硝化节省62.5%的供氧量和50%的耗碱量。Sharon-Anammox(亚硝化—厌氧氨氧化)工艺被用于处理厌氧硝化污泥分离液并首次应用于荷兰鹿特丹的Dokhaven污水处理厂，其工艺流程如图2所示。由于剩余污泥浓缩后再进行厌氧消化，污泥分离液中的氨浓度很高(约1200～2000mg/L)，因此，该污水处理厂采用了Sharon-Anammox工艺，并取得了良好的氨氮去除效果。
2 生物除磷新工艺
污水生物除磷是通过厌氧段和好氧段的交替操作，利用活性污泥的超量吸磷特性，使细胞含磷量相当高的细菌群体能够在处理系统的基质竞争中取得优势，剩余污泥的含磷量为3%～7%。
近年来，研究者发现了一种“兼性厌氧反硝化除磷细菌”(DPB)，它可以在缺氧条件下利用NO3-作为电子受体氧化细胞内贮存的PHA，并从环境中摄磷，实现同时反硝化和过度摄磷。兼性反硝化菌生物摄/放磷作用的确认，不仅拓宽了除磷的途径，而且更重要的是这种细菌的摄/放磷作用将反硝化脱氮与生物除磷有机地合二为一。该工艺具有处理过程中COD和O2消耗量较少、剩余污泥量小等特点，并且利用DPB实现生物除磷，能使碳源得到有效利用，使该工艺在COD/(N+P)值相对较低的情况下仍能保持良好的运行状态，并使除磷的化学药剂量大大减少，同时除磷器内可获得富含磷的污泥，使磷的循环利用成为可能。
目前，在不同环境条件下DPB的诱导增殖与代谢途径变化规律以及系统中DPB菌群演化数量的判定和调控方式等都是亟待研究的课题。
反硝化除磷菌应用的代表性工艺是荷兰DelfT大学开发的BCFS(Biologisch-Chemische-Fosfaat-Stikstof
Vervijdering，反硝化及生物—化学沉淀除磷组合工艺)工艺(见图3)。据报道，该工艺中50%的磷均由DPB去除。该工艺由5个功能相对专一的反应器组成，通过控制反应器之间的3个循环来优化各反应器内细菌的生存环境。其充分利用了DPB的缺氧反硝化除磷作用，实现了磷的完全去除和氮的最佳去除；充分利用了磷细菌对磷酸盐的亲和性，将生物摄磷与富磷上清液(来自厌氧释放)离线化学沉淀有机结合，使系统在稳定的SVI(SVI<120mL/g)下能获得良好的出水水质(总磷<0.2mg/L,总氮<5mg/L)。
3 生物脱氮除磷技术的发展趋势
污水排放标准的不断严格是目前世界各国的普遍发展趋势，以控制水体富营养化为目的的氮、磷脱除技术开发已成为世界各国主要的奋斗目标。我国对生物脱氮除磷技术的研究起步较晚，投入的资金也十分有限，研究水平仍处于发展阶段。目前在生物脱氮除磷技术基础理论没有重大革新之前，充分利用现有的工艺组合，开发技术成熟、经济高效且符合国情的工艺应是今后我国脱氮除磷工艺发展的主要方向，主要体现在：
(1)开展对生物脱氮除磷更深入的基础研究和应用开发，优化生物脱氮除磷组合工艺，开发高效、经济的小型化、商品化脱氮除磷组合工艺。
(2)发展可持续污水处理工艺，朝着节约碳源、降低CO2释放、减少剩余污泥排放以及实现氮磷回收和处理水回用等方向发展。
(3)大力开发适合现有污水处理厂改造的高效脱氮除磷技术。