隨著社會和經(jīng)濟的高速發(fā)展, 使環(huán)境問題日益突出, 尤其是城市水環(huán)境的惡化, 加劇了水資源的短缺, 影響著人民群眾的身心健康, 已成為城市可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因素。所以城市污水處理工藝的優(yōu)化, 將是環(huán)保工作者面臨的首要問題。

縱觀我國城市污水處理在污水處理工藝技術、污泥處理及污水回用等技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢大體情況簡述如下：

（1）預處理

預處理僅用于城市污水排海排江工程,予處理的目的在于去除污水中的漂浮物質(zhì)、油類或油脂類物質(zhì)以及砂粒等無機物質(zhì)及部分有機物。

（2）一級處理

從傳統(tǒng)的城市污水處理工藝流程來看,一級處理部分以污水收集粗、中、細格柵或水力篩、沉砂池及初次沉淀池等物理處理來達到一級處理。近期主要的發(fā)展為處理設備的機械化和自動化水平的提高, 各種機械設備的研制與開發(fā), 各種新型處理構筑物的應用等。

（3）二級處理

從污水二級處理工藝來看, 仍然以生化處理為主, 典型的流程格局仍為污水經(jīng)格柵到沉砂池到初沉池、曝氣池、二沉池、消毒接觸池后排放。

（4）三級處理

進一步處理水中難降解的有機物，以及氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。

經(jīng)過以上三級處理之后，基本去除了水中的污染物。

簡單來說活性泥技術就是利用活性污泥去除水中的有機物。首先是回流的活性污泥和污水同時進入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進入二次沉淀池進行分離操作。最后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。

該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段, 各有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負荷段(A段) 停留時間約20—40分鐘, 以生物絮凝吸附作用為主, 同時發(fā)生不完全氧化反應, 生物主要為短世代的細菌群落, 去除BOD達50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似, 負荷較低, 泥齡較長。

AB法A段效率很高, 并有較強的緩沖能力。但是, AB法污泥產(chǎn)量較高, A段污泥有機物含量極高, 污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理是必須的, 將增加一定的投資和費用。另外，A 段在運行中如果控制不好, 很容易產(chǎn)生臭氣, 影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對于污水濃度較低的場合，B段運行較為困難, 也難以發(fā)揮優(yōu)勢。目前有僅采用A段的做法, 效果要好于一級處理。當對脫氮除磷要求很高時, A 段不宜按AB法的原來去除有機物的分配比去除BOD, 因為B段曝氣池的進水含碳有機物含量的碳/氮比偏低, 不能有效地脫氮。

序批式反應池（SBR）屬于"注水——反應——排水"類型的反應器，在流態(tài)上屬于完全混合式，氮有機污染物確實隨著反應時間的推移而被降解的。其操作流程由進水、反應、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結束構成一個周期，所有處理過程都是在同一個設有抱起或攪拌裝置的反應器內(nèi)依次進行，混合液始終留在池中，從而不需另外設置沉淀池。

該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布, 形成一體化的集約構筑物,并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置, 最大的優(yōu)點是節(jié)省占地, 可以減少污泥回流量, 有節(jié)能效果。但是, SBR工藝對自動化控制要求很高, 并需要大量的電控閥門和機械撇水器, 稍有故障將不能運行, 一般必須引進全套進口設備。

CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔油墻隔出生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應區(qū)三個反應區(qū)，三個反應區(qū)的體積比大致為1:2:20，混合液由第三區(qū)回流到第一區(qū)，回流比一般為20%，在第一區(qū)內(nèi)活性污泥與進入的新鮮污水混合、接觸。創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負荷環(huán)境下競爭生存的條件，從而選出適合該系統(tǒng)的獨特的微生物種群，并有效抑制絲狀菌的過分增值，避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

氧化溝是活性污泥法的一種變形,是延時曝氣法的一種特殊形式。 一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長,池深較淺，在溝內(nèi)設有機械曝氣和推進裝置，近年來也有采用局部區(qū)域鼓風曝氣外加水下推進器的運行方式。通過曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進水20—30倍，廊道中水流雖然呈推流式。當污水離開曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反消化反應。

近年來，隨著對生物脫氮除磷的機理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術、新設備的不斷運用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡單介紹幾種我國各污水處理廠的生物脫氮除磷工藝。

流程如下:

污水——前處理——厭氧水解池——接觸氧化池——沉淀池——過濾池——出水——污泥回流

A / O 脫氮工藝處理高濃度城市污水,不但熊夠效穩(wěn)定地脫氮, 而且COD、BOD和ss的去除效果和穩(wěn)定性更好。雖然其基建投資和運行管理費用均高于設有硝化功能的傳統(tǒng)法,但當要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用, 并考慮工藝運行穩(wěn)定時, 建議首先采用A/O脫氮工藝。但A/O法中如果有硝化發(fā)生，除磷效果會降低，而且脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比的影響，另外，此工藝的靈活性較差。

A2/O工藝是通過厭氧、兼氧和好氧交替變化的環(huán)境,完成除磷脫氮反應。在厭氧條件下, 回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量, 以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有機物來維持生存,在這個過程中完成了磷的厭氧釋放；在缺氧條件下, 反硝化細菌利用污水中的有機碳作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體進行無氧呼吸,將回流液中硝態(tài)氮還原成氮氣釋放出來, 完成反硝化過程；在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進行好氧分解,釋放的能量用于細胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽,隨剩余污泥排出系統(tǒng),從而實現(xiàn)污水的脫磷；采用A2/O系統(tǒng)可將污水中的COD、BOD和氮、磷同時去除,處理出水可優(yōu)于國家排放標準,接近三級處理水平。另外，污泥沉降性能也較好。

生物接觸氧化法就是在生物接觸氧化池內(nèi)安裝一定數(shù)量的填料，為了使污水達到凈化的目的，通過填料上的生物膜和供應的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來將氧化分解廢水中的有機物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。