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污水处理工艺技术总结（全）

一、二级处理阶段

1、有机物去除工艺

（1）生物膜法

十八世纪中叶，欧洲工业革命开始，其中，城市生活污水中的有机物

成为去除重点。1881年，法国科学家发明了第一座生物反应器，也是第一

座厌氧生物处理池—moris池诞生，拉开了生物法处理污水的序幕。1893

年，第一座生物滤池在英国Wales投入使用，并迅速在欧洲北美等国家推

广。技术的发展，推动了标准的产生。1912年，英国皇家污水处理委员会

提出以BOD5来评价水质的污染程度。

（2）活性污泥法

1914年，Arden和Lokett在英国化学工学会上发表了一篇关于活性污

泥法的论文，并于同年在英国曼彻斯特市开创了世界上第一座活性污泥法

污水处理试验厂。两年后，美国正式建立了第一座活性污泥法污水处理厂。

活性污泥法的诞生，奠定了未来100年间城市污水处理技术的基础。

活性污泥法诞生之初，采用的是充-排式工艺，由于当时自动控制技术

与设备条件相对落后，导致其操作繁琐，易于堵塞，与生物滤池相比并无

明显优势。之后连续进水的推流式活性污泥法（CAs法）（如图1）出现后

很快就将其取代，但由于推流式反应器中污泥耗氧速度沿池长是变化的，

供氧速率难以与其配合，活性污泥法又面临局部供氧不足的难题。1936年

提出的渐曝气活性污泥法(TAAs)和1942年提出的阶段曝气法(SFAS)，分别

从曝气方式及进水方式上改善了供氧平衡。1950年，美国的麦金尼提出了

完全混合式活性污泥法。该方法通过改变活性污泥微生物群的生存方式，

使其适应曝气池中因基质浓度的梯度变化，有效解决了污泥膨胀的问题。

随着在实际生产生的广泛应用和技术上的不断革新改进，20世纪40-60

年代，活性污泥法逐渐取代了生物膜法，成为污水处理的主流工艺。

1921年，活性污泥法传播到中国，中国建设了第一座污水处理厂—上

海北区污水处理厂。1926年及1927年又分别建设了上海东区及西区污水厂，

当时3座水厂的日处理量共为3.55万吨。

2、脱氮除磷工艺

20世纪50年代，水体富营养化问题凸显，脱氮除磷成为污水处理的另

一主要诉求。于是，在活性污泥法的基础上衍生出了一系列的脱氮除磷工

艺。

（1）除磷工艺

50年代初，摄磷菌被发现并用于除磷。（如图2）

（2）脱氮工艺

1969年，美国的Barth提出采用三段法除氮（如图3），第一段是好

氧段，主要去除有机物，第二段加碱硝化，第三段是厌氧反硝化，除氮。

1973年，Barnard在原有工艺基础上，将缺氧和好氧反应器完全分隔，

污泥回流到缺氧反应器，并添加了内回流装置，缩短了工艺流程，也就现

在常说的缺氧好氧（A/O）工艺（如图4）。

（3）A2O工艺

70年代，美国专家在A/O工艺的基础上，再加上除磷就成了A2O工艺

（如图5）。我国1986年建厂的广州大坦沙污水处理厂，采用的就是A2O

工艺，当时的设计处理水量为15万吨，是当时世界上最大的采用A2O工艺

的污水处理厂。

（4）氧化沟工艺

A2O工艺是将生物处理厌氧段和好氧段进行了空间分割，而氧化沟则为

封闭的沟渠型结构，结合了推流式和完全混合式活性污泥法的特点，集曝

气、沉淀和污泥稳定于一体。污水和活性污泥的混合液不断地循环流动，

系统中能够形成好氧区和缺氧区，进而实现生物脱氮除磷（如图6）。氧化

沟白天进水曝气，夜间用作沉淀池。活性污泥法相比,其具有处理工艺及

构筑物简单、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等优势。

1953年，荷兰的公共卫生工程研究协会的Pasveer研究所提出了氧化

沟工艺，也被称为“帕斯维尔沟”。1954年，在荷兰的伏肖汀（Voorshoten）

建造了第一座氧化沟污水处理厂，当时服务人口仅为360人。60年代，这

项技术在欧洲、北美和南非等各国得到了迅速推广和应用。据统计，到1977

年为止，在西欧有超过2000多座的帕斯维尔型氧化沟投入运行。

1967年，荷兰DHV公司开发研制了卡鲁塞尔（Carroussel）氧化