城市污水处理厂的建设是水资源利用和水污染控制的必然趋势，是可持续发展要求的必然结果。污水处理厂处理过程的选择直接关系到建设成本和运营成本，处理效果，占地面积大小，管理便利等关键问题。因此，在设计污水处理厂时，有必要比较工艺计划以确定最佳解决方案。
处理厂工艺是指在满足要求的处理水平的前提下，对各污水处理单元进行有机组合。确定污水处理厂工艺的主要依据是要达到的处理程度，处理程度主要取决于处理后的污水主体或处理后的污水出口的自净能力。因此，各个地区和城市的具体情况是不同的，需求是不同的，技术的选择也是不同的。据统计，活性污泥法是世界上应用最广泛的方法，有传统的活性污泥法、阶段曝气法、曝气沉淀池法、A B法、A O法等不同的模式。当然，还有生物膜法、理化法、自然处理法、氧化塘法等方法。每种处理工艺都有其自身的特点和适用范围。处理形式应根据不同的当地条件和要求选择。
1 活性污泥法
活性污泥法是对水体进行人工强化自净，是使曝气池中的微生物群悬浮起来，并与污水接触净化而成。包括标准活性污泥法、阶梯式曝气法、长时间曝气法、分段曝气法、限制性曝气法和AB法等。对传统活性污泥法和AO、AOO等工艺进行了改造。近年来，发展了一种高效的脱氮除磷工艺。目前，活性污泥法在处理生活污水中占很大比例的城市污水起着主导作用。然而，随着AO、AOO、AB等新工艺的发展。对高浓度工业污水的处理效果也有所提高。
1.1 传统活性污泥法
其优点是：(1)不适宜采用物理化学方法处理废水，BOD去除率可达95%以上。2建设投资高，但治理费用低。
缺点：停留时间长，设备大，资金投入大，有必要增加各种结构，增加各种结构的体积，从而增加加工厂区，增加管理人员和管理难度。
发展方向：首先，为了使废水系统的组成和浓度均匀化，需要进行再评价预处理和再研究调节池。(2)探讨活性污泥微生物菌种的选择。(3)活性污泥工艺设备引进仪器仪表和管理指标的制定。
1.2间歇活性污泥法
近年来，随着城市规模的不断扩大和城镇自身的发展，污水处理设施呈现出由大城市向中小城市转变的趋势，小型污水处理设施也逐渐增多。改善农村小城镇生活条件的需求日益迫切。
与大型处理设施相比，小型污水处理设施的自然和社会条件差异很大。因此，有必要研究过去使用小型污水处理设施来取代大规模的处理方法。小规模污水处理应具有以下特点：1，易于操作管理; 2维护方便; 3低建设成本; 4良好的出水水质。经过多年在国内外一些污水处理厂(如日本千叶县的Oharamachi污水净化厂)的实践，批量活性污泥法是一种能满足这些条件的处理方法。
间歇式活性污泥法采用处理池对处理水进行曝气、沉淀和排放，使设备简化、小型化，池内流态清晰，操作管理方便，无人操作。对进水污水负荷变化具有缓冲能力和稳定的处理性能。它不仅能去除有机物和悬浮物，而且具有良好的反硝化效果。间歇式活性污泥法是一种典型的处理方法。一般设置两个曝气沉淀池，连续进入混合污水。它们每一个交错半个周期，运行六个小时。循环一次又一次地开始，并重复进行。
1.3 AB工艺法
AB法，又称吸附生物降解法，最早于20世纪70年代中期在德国发展起来，是对传统活性污泥法的一种改进。从多个污水处理厂的数据来看，与传统的活性污泥法相比，该工艺在处理难降解工业废水或高浓度城市污水方面具有独特的净化机理和许多优点。传统活性污泥法曝气池分为A段和B两级，A级对有机物的吸附、吸收和氧化起主要作用，B段主要起后两个阶段的作用。尤其是氧化占主导地位。
从工艺流程的角度看，AB工艺的主要特点是：1 AB工艺没有一次沉淀池，污水通过细栅，砂沉直接进入A段曝气池;(2)建立中间沉淀池，严格分离A段和B级污泥，单独回流，保持自身植物区系特征，3AB工艺A级曝气吸附池高负荷运行，污泥龄短，B级曝气池低负荷运行;4AB工艺A级曝气池可由废水组分运行，提高了废水的可生化性，大大降低了B段曝气池的负荷。因此，AB法两级曝气池的总容积明显小于传统活性污泥法。(5)由于AB工艺两个阶段的运行条件不同，两个阶段微生物群落的代谢功能不同，因此在AB工艺的两个阶段安装了污泥回流设备。然而，根据专家的研究和部分污水处理厂(如华北华中污水净化责任有限公司)的实际运行情况，与传统活性污泥法相比，基本建设投资和能耗总体上仍有所节省，污水浓度越高，投资和耗电量越大，好处越明显。
1.4 AO方法和AOO方法
AO法和AOO法是近年来发展起来的新型生物脱氮除磷工艺。与传统的化学、生物脱氮除磷工艺相比，可有效地提高BOD、COD和SS的出水指标。AO法是缺氧好氧的简称，AOO法是厌氧、缺氧好氧的简称，缺氧段完成反硝化，除磷需要厌氧段。AO工艺主要是反硝化，AOO工艺可以同时去除氮磷。这两种工艺都要求污水充分曝气到含有硝酸盐氮的有机物中，因此必须减少污泥负荷，延长曝气时间，增加鼓风量。根据天津东郊污水处理厂和沈阳北郊污水处理厂的实践，AO工艺的曝气池、二沉池、回流污泥、鼓风曝气装置的容积约为传统活性污泥工艺的两倍。另外，由于该工艺的污泥负荷相对较低，否则不足以达到污泥的好氧稳定性，AO工艺将产生。资本投资和用电大幅增加。为有效除磷，在AOO工艺缺氧段前增设厌氧池。基础设施成本和耗电量均高于AO工艺。1/2 12下一页结束页
2 生物膜法
污水生物膜处理是一种与活性污泥法并行的好氧生物处理技术。它是人工强化土壤自净，使微生物以膜的形式附着在其他物体的表面，使其与污水接触并净化。包括生物过滤器、生物转台、生物接触氧化等形式。其优点是：(1)对水量和水质变化有较强的适应性;(2)在水温较低的条件下保持一定的净化功能;(3)适宜的固液分离;(4)处理低浓度废水的能力;(4)发电成本低，污泥产量少。缺点：(1)负荷小，面积大，不适合处理大量用水的污水;(2)容易堵塞滤料;(3)生产滤粉，影响环境卫生;(4)生物膜再生管理相对复杂。我国只有少数污水处理厂采用这一工艺。我市引家堡污水处理厂是我国较早采用这一工艺的污水处理厂之一。从30多年的运行和管理经验来看，这一过程的运行成本确实很低。但生物膜易脱落，不易培养，在一定程度上增加了管理难度。
3 氧化塘
氧化池是一种结构简单、维护管理方便、净化效果好、节能的污水处理方法。氧化池污水的净化过程与天然水体的净化过程非常相似。污水在池塘中缓慢流动很长一段时间，并被储存起来。污水中的有机污染物被降解，污水通过微生物的代谢活动得到净化。据统计，世界上有近50个国家使用氧化池处理污水。氧化池具有以下突出优点：(1)能充分利用地形，工程简单，基建投资低;(2)实现污水的利用，可实现污水的净化与利用相结合;(3)污水处理成本低。但氧化池也存在一些缺点：(1)面积大;(2)污水净化不稳定;(3)污泥及时去除;(4)浮油及时去除。
氧化沟也在世界上广泛使用。我市北郊污水净化厂于2000年采用了Obel氧化沟工艺。经过一年的试运行，处理效果基本达到原设计指标和脱氮率。非常高，但除磷效果一般。与普通活性污泥法相比，氧化沟工艺增加了混合污泥浓度(M L s s)，减少了产生的剩余污泥量。氧化沟有多种形式：卡鲁塞尔型，三槽型，接头型等。通常，机械曝气器用于撞击水表面以进行氧合。曝气器采用水平轴旋转刷式，氧化沟水深约3米，最大水深不超过3.6米。一些氧化沟使用一个盘子或垂直轴倒置伞式曝气器。三通道氧化沟用于一些污水处理厂，如香洲净化厂和深圳污水处理厂。该氧化沟没有二级沉淀池。入口和出口水由程序定时和曝气沉降功能控制。需要污泥回流以节省能源和建筑成本，但由于曝气设备的利用率低，设备成本增加。
由于无回流污泥装置操作管理简单，氧化池氧化沟的优点，克服了氧化池占地面积大、处理效果不稳定的缺点，在应用中有一定的发展。联合氧化沟是近年来发展起来的一系列改性工程的总称。其特点是沉淀池与氧化沟合建，进水与曝气不连续变化。它还具有其它氧化沟的优点。具有基建成本低、运行成本低、管理简单方便的优点。但是，无论氧化沟的形式如何，其发展都受到一定水深的限制和部分曝气机满负荷运行的影响。
4序批曝气(SBR)
序批曝气工艺(SBR)是一种古老的工艺。它最初用于间歇性进水，间歇性曝气，然后沉淀，排水，排放泥浆，简化处理过程。采用延迟曝气SBR法，可以消除污泥的消化和沼气的贮存和利用。整个污水处理厂只需少量的结构。目前，我国仅在一些小型城市污水处理厂应用，日均规模小于100(~n3)，但由于其突出的简单性，显示出管理简单、运行稳定等优点，引起了人们的广泛关注。该工艺不仅简单，而且对水量和水质的变化具有较强的适应性。可节约调节池，不存在污泥膨胀的危险，污泥沉降性好，除氮除磷能力强，出水水质好，占地少。在一定规模下，成本低，运营成本低。其缺点是水在水中，曝气交换频繁，由于排放装置的存在，我国的工艺还没有形成，发展有一定的局限性，而且一直没有得到推广。但仍有两个非常潜在的过程，逐渐受到重视。
SBR工艺近年来发展迅速，并进行了各种修改。目前常用的有以下几种：1，传统的间歇式进水，间歇式曝气，对水质和水量的变化具有很强的适应性，水量变化很大。水式污水处理厂最合适。 2连续进水，间歇曝气，对进水无控制，但不得影响降水。 3个双池串联连接，引入连续水，前池连续通气，后池间歇通气，混合液从后池回流至前池，保持污泥浓度。后两种形式是连续进水，可用于较大的污水处理厂。
5 下水道内部处理
污水中含有微生物和易吸收的有机物。因此，如果污水处于好氧状态(溶解氧)，大部分有机物逐渐氧化成二氧化碳或转化成新的细菌细胞。当污水在压力管道中长时间输送时，大气中的氧气供应中断，剩余的溶解氧很快耗尽。在很短的时间内，特殊的微生物开始将硫酸盐还原为硫化氢，所以此时的污水称为分解污水。当污水再次与空气接触时，硫化氢会在污水管壁上释放并氧化成硫酸盐，造成严重危害和腐蚀。在英国，至少有50种下水道被成功地喷上氧气，以防止这种腐蚀和损坏。但悬浮污水中的微生物和污水干管表面生长的生物膜对氧的氧化有一定的影响，耗氧量大，成本比其他方法高25倍左右。因此，该技术仅适用于于一定工况，可作为减少污水处理厂超负荷的有效补充手段。目前，我国还没有采用这种方法的案例。这是因为这种方法的投资太大，我国的经济条件还不能达到。但是，如果我们能够彻底落实谁污染谁控制我站下水道的政策超过十年，主要的排水户将承担部分责任，这将有利于整个城市的水环境。
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