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8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
1.1.4SBR工艺缺点
1、反应器容积利用率低（由于SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低）。
2、水头损失大。
3、不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。
而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。
4、峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。
5、设备利用率低。
6、不适合用于大型污水处理厂（采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20000t以下，规模大于100000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的）。
1.1.5适用范围
1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3）水资源紧缺的地方。
SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
4）用地紧张的地方。
5）对已建连续流污水处理厂的改造等。
6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
1.2CASS工艺
1.2.1定义
又称CAST，一种循环式活性污泥法。
与序批式反应器相比，增加了预反应区，设计更优化合理的生物反应器。
该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器中，实现了连续进水。
1.2.2工作原理
CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，它是在CASS反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。
其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。
污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。
根据进水水质可对运行参数进行调整。
CASS工艺分预反应区和主反应区。
在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；
随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。
CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
经过模拟试验研究，CASS工艺已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，并取得了良好的处理效果。
1.2.3CASS工艺优点
1）工艺流程简单、占地面积小、投资较低、运转费用低
CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。
与传统活性污泥工艺相比，建设费用可节省10%~25%，占地面积可减少20%~35%。
由于CASS工艺曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%~25%。
有机物去除率高，出水水质好。
2）生化反应推动力大
CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入，CASS池时即被混合液稀释，从空间上看，CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；
从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小。
因此CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。
3）沉淀效果好
CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多,沉淀效果较好。
实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。
4）运行灵活抗冲击能力强
CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。
当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。
在暴雨时，可经受平常平均流量6倍的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。
5）不易发生污泥膨胀
CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。
6）适用范围广，适合分期建设
CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；
连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。
设备自动化程度高，可用微机进行操作和控制，整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊蝇，投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。
对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。
如果处理水量增加，可同样复制CASS反应池。
因此，CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。
7）污泥产量低污泥性质稳定
传统活性污泥法的泥龄仅2~7天，而CASS法泥龄为25~30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。
由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。
1.2.4CASS工艺缺点
CASS工艺具有许多优点,也必然存在一些问题。
多种处理功能的相互影响在实际应用中限制了其处理效能，也给控制提出了非常严格的要求，总结起来，CASS工艺主要存在以下几个方面的问题：
1）微生物种群之间的复杂关系有待研究
CASS系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。
目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解，CASS工艺理论只是从工艺过程进行一些分析探讨，而理清微生物种群之间的关系对CASS工艺的优化运行是大有好处的，因此仍需加强对这方面的理论研究工作。
2）生物脱氮效率难以提高
主要体现在硝化反应难以进行完全和反硝化反应不彻底两方面。
当硝化细菌和异养细菌混合培养时，由于存在对底物和DO的竞争，硝化菌的生长将受到限制，难以成为优势种群，硝化反应被抑制。
此外CASS工艺有约20%的硝态氮通过回流污泥进行反硝化，其余的硝态氮则通过同步硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥的反硝化实现，其效果不理想。
这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高。
3）除磷效率难以提高
污泥在生物选择器中的释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较大，在CASS工艺系统中难以继续提高除磷效率。
4）控制方式较为单一
目前在实际应用中的CASS工艺基本上都是以时序控制为主的，由于污水的水质不是一成不变的，因此采用固定不变的反应时间必然不是最佳选择。
1.2.5适用范围
本工艺适用于小区生活污水、医院污水、制药厂废水、电器厂含磷废水、化工厂含氨氮废水、印染废水、汽车厂含油废水、啤酒废水等污水的处理。
1.3MBR工艺
1.3.1定义
MBR又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor）,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;
按膜的性质分类,有天然膜（生物膜）和合成膜（有机膜和无机膜）;
按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。
MBR工艺流程图
1.3.2工作原理
MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用具有独特结构的MBR平片膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出。
它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。
活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。
由于MBR膜的存在大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水，水质和容积负荷都得到大幅度提高，经膜处理后的水水质标准高（超过国家一级A标准），经过消毒，最后形成水质和生物安全性高的优质再生水，可直接作为新生水源。
由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在MBR膜生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。
膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、占地面积少（只有传统工艺的1/3-1/2）、增量扩容方便、自动化程度高、操作简单等优点。
1.3.3MBR工艺优点
与传统的污水生物处理技术相比，MBR具有以下明显优势：
1）出水水质好且稳定。
由于膜的高效截留作用，将全部的活性污泥都截留在反应器内，使出水中悬浮固体的浓度基本为零，而生物反应器内的污泥浓度可达到较高水平，最高可达40-50g/L。
这样，就大大降低了生物反应器内的污泥负荷，提高了MBR对有机物的去除效率，对生活污水COD的平均去除率在94%以上，BOD的平均去除率在96%以上。
另外，由于膜组件的分离作用，使得生物反应器中的水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）是完全分开的，这样就可以使生长缓慢、世代时间较长的微生物（如硝化细菌）也能在反应器中生存下来，保证了MBR除具有高效降解有机物的作用外，还具有良好的硝化作用。
研究表明，MBR在处理生活污水时，对氨氮的去除率平均在98%以上，出水氨氮浓度低于1mg/L。
因此，MBR的出水质量高，一般情况下，直接排放进河流等地表水体而不会对环境产生污染，或者可以直接作为再生水回用水于绿化、景观娱乐用水和工业冷却水等。
2）污泥产量少。
对于传统的活性污泥法，过长的污泥龄将会导致出水中悬浮固体的增加，而MBR工艺中，污泥负荷非常低，反应器内营养物质相对缺乏，微生物处在内源呼吸区，污泥产率低，因而使得剩余污泥的产生量很少，泥龄变长，有研究表明，泥龄可以达到35d，而较长的泥龄也不利于丝状菌的增殖，所以MBR工艺基本上解决了活性污泥膨胀问题。
剩余污泥量的减少，可以降低污泥处理费用，简化污水处理工艺操作，特别是对于小型污水处理厂和分散式的污水处理设施，其优越性更为突出。
3）设备紧凑，占地面积少。
MBR工艺中的污泥浓度、容积负荷都远高于传统活性污泥法，所以MBR工艺的占地面积要远小于传统活性污泥法。
4）对于MBR工艺，设备少，易于实现一体化和自动控制，操作管理十分方便。
而且水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可完全分离，运行控制更加灵活、稳定。
5）MBR工艺灵活方便，可以满足污水处理厂升级改造的需要。
MBR工艺可以作为现有污水处理厂再生水处理的工艺，也可以做为污水处理厂新建或规模扩大，且用地受限时的首选工艺。
1.3.4MBR工艺缺点
通过试验运行研究及实际调研发现，MBR在运行中存在以下不足：
1）能耗高
浸没式MBR中，污泥浓度（8g/L～12g/L）要高于传统活性污泥法（3g/L～5g/L），所以，要保持足够的传氧速率，必须要加大曝气强度（气水比一般大于10），从而造成能耗的升高。
另外，浸没式MBR工艺中，膜组件被浸泡在高污泥浓度的膜池中，通常为了控制膜污染，采用底部曝气的方式来抖动膜丝和冲刷膜丝表面，采用的曝气强度要高于曝气池的曝气强度，一般气水比要高于15。
除了在曝气方面的能耗外，膜污染后的清洗，需要额外的配备配药、加药等电动设备，也增加了水厂运行的能耗
2）膜易受到污染，影响产水量，给水厂运行管理也带来不便
在MBR工艺运行中，膜污染是不可避免，为了控制膜污染，要对膜组件进行周期性的维护清洗，清洗时会影响水厂正常产水量，特别是当膜组件需要进行化学清洗时，需要将膜组件从池中取出放入专用清洗水池或排空膜池进行化学清洗，清洗剂需要充满整个专用水池，浪费大量清洗液，过程复杂，耗时长（一般在数小时），工作量大。
3）膜具有一定的寿命，需要定期更换，增加成本
MBR工艺中，膜组件具有一定的寿命，一般进口膜为5～8年，国产膜为3～5年；
当达到寿命时，对于大型MBR水厂来说，更换膜将是一笔巨大的开支。
另外，在运行中不断的会有膜丝断裂的现象发生，随着膜丝逐步断裂，会减少膜面积，导致产水量的逐渐降低。
4）MBR运行条件影响生物处理工艺的正常运行
由于MBR工艺要在膜池中采用高曝气量的方式来控制膜污染，导致膜池中的溶解氧要高于6mg/L，甚至有的达到10mg/L，另外，MBR工艺中活性污泥浓度偏高，长期处于低负荷运行状态，这都将导致活性污泥的老化。
另外，较长的泥龄，使磷酸盐在系统内长期的富集，导致系统失去对磷的去除效果，不得不采用化学加药的方式进行除磷，导致运行费用的增加。
5）MBR工艺的运行受外界影响的因素多
MBR工艺耐冲击负荷的能力差，特别是在原水水质经常波动的情况下，膜组件会因为水质的突然恶化，发生堵塞。
MBR工艺系统一般的采用全自动化程序运行，在系统中大量的采用在线监测仪表，增加了维护工作量，也增加了故障点。
膜组件的正常工作，对其他设备的依赖性高。
6）MBR工艺产生的剩余污泥难处理
MBR工艺虽然产生的剩余污泥量很少，但污泥絮体颗粒较小，采用常规脱水方式难以脱水，即使投加药剂后，脱水后的污泥含水率也在85％以上，这也是目前众多MBR污水处理厂遇到的问题。
【用途】•原有污水处理厂、自来水厂的升级、改造•市政污水处理厂、自来水厂的新建•高浓度有机废水的处理•纯水生产预处理•中水回用【适用范围】•市政污水•医院废水•洗涤废水•工业废水•食品、医疗废水
1.3.5适用范围
适用于市政污水，医院废水，洗涤废水，工业废水，食品、医疗废水等。
包括：
1）原有污水处理厂、自来水厂的升级、改造；
2）市政污水处理厂、自来水厂的新建；
3）高浓度有机废水的处理；
4）纯水生产预处理；
5）中水回用。
1.4氧化沟工艺
1.4.1定义
氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。
它是活性污泥法的一种变型。
因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。
氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。
1.4.2工作原理
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。
氧化沟（以奥贝尔氧化沟典型工艺流程为例）本身的典型构造和流程见下图：
奥贝尔氧化沟通常由三个同心的沟道组成，平面上为圆形或椭圆形。
沟道之间采用隔墙分开，隔墙下部设有必要面积的通水窗口。
沟道断面形状多为矩形或梯形。
隔墙一般使用100-150毫米厚的现浇钢筋混凝土构造。
各沟道宽度由工艺设计确定，一般不大于9米。
有效水深以4-4.3米为宜。
污水由外沟道进入，与回流污混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达到数十次甚至更多。
最后经过中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。
在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。
外沟道体积占整个沟道体积的50%~55%，溶解氧控制趋于0.0mg/L，高效的完成主要氧化作用；
中间沟道容积一般为25%~30%，溶解氧控制在1.0mg/L左右，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；
内沟道容积约为总容积的15%~20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。
外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可在外沟道中去除。
由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分溶解氧浓度DO为0.0mg/L，氧传递作用在奎氧条件下进行的，氧的传递效率有所提高，有一定的节能效果，加之外沟道里所特有的同时硝化反硝化功能，节能效果更为明显。
内沟道作为最终的出水把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗相对较低。
中沟道起到互补调节作用，提高了可靠性和可控性。
奥贝尔氧化沟独特的构造和机理，使之以较节能的方式获得稳定的处理效果。
1.4.3氧化沟工艺优点
除具有一般活性污泥法的优点外，还具有许多独特的特性：
1）流程简化，一般不需设初沉池。
氧化沟水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需厌氧消化。
2）氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧、缺氧和厌氧区。
通过合理设计和控制可使N和P得到较好地去除。
3）操控灵活，如曝气强度可以通过调节转速或通过出水溢流堰来改变曝气机的淹没深度；
交替式氧化沟各沟间交替运行的动态控制等。
4）在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。
1.4.4氧化沟工艺缺点
1）污泥膨胀问题
当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；
非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。
微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。
针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：
由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；
如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；
可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：
N：
P=100：
5：
1）；
pH值过低，可投加石灰调节；
漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀。
2）泡沫问题
由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；
泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。
用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。
通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。
当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。
另外也可考虑增设一套除油装置。
但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入。
3）污泥上浮问题
当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；
当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；
另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。
发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。
污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；
如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；
如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；
如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；
如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件
4）流速不均及污泥沉积问题
在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。
一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。
氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。
与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。
1.4.5适用范围
对于规模小于10万吨/天的中小型污水处理厂来说，氧化沟和SBR是首选工艺，目前总体来说应用最多的是氧化沟工艺，在氧化沟各种工艺中，考虑其各自的特点及污水脱氮除磷的要求，推荐中小城市使用较成熟的卡鲁塞尔氧化沟。
1.5UASB工艺
1.5.1定义
上流式厌氧污泥床（UpFlowAnaerobicSludgeBlanketk,简称（UASB）反应器，是荷兰Wageningen农业大学的Lettinga等人于1973-1977年间研制成功的。
目前，在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥，这使得厌氧USAB工艺在欧洲迅速得到了推广和普及。
我国于1981年开始了UASB反应器的研究工作，该技术在我国已得到了实际的推广应用。
UASB反应器是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器，该技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一。
1.5.2USAB反应器原理
（1）USAB反应器的构成
USAB反应器的主体部分主要分为两个区域，即反应区和三相分离区。
其中反应区为USAB反应器的工作主体。
（2）USAB反应器的工作原理
废水由反应器的底部进入后，由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用，废水与污泥充分混合，有机质被吸附分解，所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区，由于沼气已从废水中分离，沉降区不再受沼气搅拌作用的影响。
废水在平稳上升过程中，其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分，从而保证了反应器内高的污泥浓度.含
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