普通活性污泥法具有运行稳定、管理方便的优点，前人在设计和运行方面积累了大量的工程经验，但普通活性污泥法也存在着在运行不当时或进水水质异常时易发生污泥膨胀导致出水恶化的问题，同时由于污泥泥龄较短和没有缺氧工况;对氮、磷的去除率不理想，随着社会经济发展，进入水体的污染负荷已严重超过水体自然净化能力，特别是氮、磷在自然水体中积累，造成水体的富营养化已成为人们普遍关注的问题。所以城市生活污水的脱氮除磷显得越来越重要。
正是在这种背景下，氧化沟、sbr工艺近年来在处理城市污水中得到了广泛的应用，对控制水体氮、磷积累起到了良好效果。
下面就若干主要生物除磷脱氮工艺叙述如下：
1. 按空间分割的连续流活性污泥法
1.A2/O法及uct法
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写,它是厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺于70年代由美国**在厌氧—好氧除磷工艺(A/O工艺)的基础上开发出来的，该工艺在厌氧—好氧除磷工艺(A/O工艺)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。
A2/O工艺它可以完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是NH3-N应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池则完成脱氮功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
其流程简图见图3-1
进水 出水
厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池
混合液回流
活性污泥回流
图1 A2/O法流程简图
首段厌氧池，流入原污水与同步进入的从二沉池回流的含磷污泥混合。本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中bod浓度下降;另外，NH3--N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH-3-N浓度下降，但NO-3-N含量没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO-3-N和NH-2-N还原为N2释放至空气，因此bod5浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降;有机氮首先被氨化继而被硝化，使NH-3-N浓度显著下降，但随着消化过程使NO-3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH-3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
本工艺在系统上是**简单地同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧
交替运行的条件下可处理抑制丝状繁殖，克服污泥膨胀、svi值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果较好。目前，该法在国内外使用较为广泛。为解决回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响，工程上可将回流污泥分两点厌氧池回流，大部分污泥回流至缺氧池，少部分污泥回流至厌氧池。
为了解决A2/O法回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响，产生了uct工艺，流程简图见图3-2。
缺氧回流 混合液回流
100%~200% 100%~300%
进水 出水
厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池
污泥回流 50%~100% 剩余污泥
图2 uct除磷脱氮工艺
与A2O法相比，uct工艺为同之处在于污泥先回流至缺氧池，而不是厌氧池，再将缺氧池部分混合液回流厌氧池，从而减少回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响。但uct工艺增加了一次回流，多一次提升，运行费用将有所增加。
2.氧化沟法
氧化沟又称“循环曝气池”，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动。氧化沟是50年代由荷兰的巴斯维尔(Pasveer)开发，它属于活性污泥法的一种变形，由于它运行成本低，构造简单，易维护管理，出水水质好、运行稳定、并可以进行脱氮除磷，因此日益受到人们重视并逐步得到广泛应用。
氧化沟处理系统的基本特征是曝气池呈封闭式沟渠型，它使用一种方向控制的曝气和搅动装置。一方面向混合液中充氧，另一方面向反应池中的物质传递水平速度，使污水和活性污泥的混合液在沟内作不停的循环流动。从反应器的观点看，氧化沟属于一种独具特色的连续环式反应器(clr)。
氧化沟除本身的沟体外，**的组成部分就是曝气机。氧化沟的曝气设备起着向水中供氧，推动水循环流动，以及混合和保证沟中的活性污泥呈悬浮状态等作用。氧化沟的曝气设备不是沿池长均分布，而是分区定位排列，一般位于氧化沟的进水一端。由于氧化沟巧妙地结合了连续式反应器和曝气设备特定的定位布置，使氧化沟具有若干与众不同特性。
1)氧化沟结合推动和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲击能力。
一般氧化沟的入流设置在曝气区上游，而出流安排在入流口的上游。这样的安排，从短期内(循环一周)看，氧化沟具有推动系统的特点;若从长期内(循环多周)看，氧化沟又具有完全系统的特点。两者的结合，一方面是入流必须至少循环一周才能流出，这就是基本上杜绝了短流，另一方面，循环的混合液又可提供很大的稀释倍数对入流进行稀释，提高了对冲击负荷的缓冲动力。因而氧化沟是一个有效和可靠的处理系统。
2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝生物处理工艺。
氧化沟由于结合了完全混合的推流式反应器的特征，同时曝气器又是定位分区布置的，很明显，沿水流方向存在溶解氧的浓度梯度。在氧化沟中存在曝气区、需氧区的氧含量则很有限。因此，氧化沟特别适合于硝化和反硝化。这样，一方面可利用反硝化过程所释放的氧来满足10-20%的需氧量，另一方面可利用反硝化过程恢复部分碱度。
3)氧化沟功率密度的不均匀分配，有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝。
由于氧化沟上曝气设备的不均匀设置，使氧化沟内的功率密度呈不均匀分布。氧化沟内存在两个能量内，一个是设备曝气装置的高能量区，一个是环流的低能量区，这二者之间可以认为是能量由高到低的弥散过程。
4)氧化沟的整体体积功率密度低，可节省能量。
氧化沟遵守着动量守恒原则，一旦池内混合液被加速到所需流速时，维护循环所需要的水力动力只要克服摩阻和弯道损失即可。与弥散作用不同，循环或对流混合能够增强其自身的搅动作用。结果，为了保持使用固体悬浮的速度，所需要的单位容积动力就大大低于其它系统。
氧化沟包括很多类型如卡鲁塞尔、三沟式、澳巴勒、D型氧化沟、组合式氧化沟等，氧化沟的水流特征介于推流式和完全混合之间，也可以认为是完全混合池，抗冲击负荷强，通过控制曝气转刷的开停和转速来控制氧化沟内某池段溶解氧的浓度，形成厌氧、缺氧和好氧区，因此也具有除磷脱氮的功能。
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