城市污水是通過(guò)下水管道收集到的所有排水，是各種生活污水、工業(yè)廢水和城市融雪、雨水的混合污水。城市污水都含有一定量的氮磷污染物，當這些營(yíng)養物未經(jīng)去除而直接排入受納水體后，會(huì )導致藻類(lèi)和其它水生植物的異常生長(cháng)，消耗水中的氧，使水質(zhì)惡化，嚴重影響水體的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )效益。隨著(zhù)水資源短缺和水污染的加劇，城市污水在排放前進(jìn)行脫氮除磷已成為污水處理廠(chǎng)的主要任務(wù)。在我國，去除城市污水中的氮磷多采用A/O、A2/O工藝、序批式工藝（包括傳統SBR法、CASS工藝、MSBR法等）、氧化溝系列工藝等。以下就城市污水脫氮除磷幾種工藝作一些簡(jiǎn)單的介紹及比較。

　　1、A/O法

　　A/O工藝是Anoxic/Oxic（兼氧/好氧）或Anerabic/Oxic（厭氧/好氧）工藝的縮寫(xiě)，是為污水生物除磷脫氮而開(kāi)發(fā)的污水處理技術(shù)。

　　A/O法不能同時(shí)脫氮除磷。但只要控制一定的回流比和泥齡，系統便可達到較好的脫氮效果或除磷效果。A/O法在除磷方面的推廣受到以下幾個(gè)因素的制約。第一，生物除磷是將液相中的污染物轉移到固相中予以去除。A/O法的特點(diǎn)之一是泥齡短、污泥量多，剩余污泥含磷率高于傳統活性污泥法，污泥在濃縮消化過(guò)程中會(huì )將吸收的磷釋放出來(lái)，要徹底去除系統中的磷，還需要增加后續處置設施。當溫度低、進(jìn)水負荷低時(shí)，微生物代謝能力減弱，污泥生長(cháng)緩慢，除非污泥含磷量特別高，否則只排少量污泥，磷的去除率必然很低。第二，厭氧池的厭氧條件難以保證。理論計算認為當污泥齡大于5天時(shí)，硝化菌便能在系統中停留。當曝氣池水力停留時(shí)間偏長(cháng)時(shí)，廢水中的氨氮在硝化菌的作用下轉化成NO2-和NO3-，回流污泥中就不可避免的混入了NOx.原污水和回流污泥混合，反硝化菌優(yōu)先獲得碳源進(jìn)行脫氮，聚磷菌競爭不到碳源，不能有效釋放，因而也不能過(guò)量吸收磷，系統除磷能力下降。第三，受水質(zhì)波動(dòng)影響大。磷的厭氧釋放分有效和無(wú)效兩部分，聚磷菌在釋磷的過(guò)程中同時(shí)吸收原污水中的低分子有機物，合成細胞內貯物，我們把這一過(guò)程成為有效釋磷。聚磷菌只有有效釋磷后，才能在隨后的好氧段過(guò)量攝磷。

　　當廢水中可供聚磷菌利用的低分子有機物量很少時(shí)，聚磷菌便發(fā)生無(wú)效釋磷，即在釋磷過(guò)程中不合成細胞內貯物。無(wú)效釋放出來(lái)的磷在系統中是不能被去除的。因此，A/O工藝除磷效果受進(jìn)水水質(zhì)影響很大，不夠穩定。

　　2、A2/O法

　　2.1 傳統A2/O法

　　傳統A2/O法是目前普遍采用的同時(shí)脫氮除磷的工藝，它是在傳統活性污泥法的基礎上增加一個(gè)缺氧段和一個(gè)厭氧段。

　　污水首先進(jìn)入厭氧池與回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為VFAs這一類(lèi)小分子有機物。聚磷菌可吸收這些小分子有機物，并以聚β羥基丁酸（PHB）的形式貯存在體內，其所需要的能量來(lái)自聚磷鏈的分解。隨后，廢水進(jìn)入缺氧區，反硝化菌利用廢水中的有機基質(zhì)對隨回流混合液而帶來(lái)的NO3－進(jìn)行反硝化。 廢水進(jìn)入好氧池時(shí)，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過(guò)分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時(shí)將周?chē)�環(huán)境中的溶解性磷吸收到體內，并以聚磷鏈的形式貯存起來(lái)，經(jīng)沉淀以剩余污泥的形式排出系統。好氧區的有機物濃度較低，這有利于好氧區中自養硝化菌的生長(cháng)，從而達到較好的硝化效果。

　　2.2 倒置A2/O工藝

　　倒置A2/O工藝即缺氧/厭氧/好氧的工藝流程，是對傳統A2/O工藝的改進(jìn)，其脫氮除磷效果更好，其原因在于：缺氧區位于厭氧區之前，有利于微生物形成更強的吸磷動(dòng)力，微生物厭氧釋磷后直接進(jìn)入好氧環(huán)境充分吸磷；所有參與回流的污泥都經(jīng)歷了完整的釋磷、吸磷過(guò)程，故在除磷方面具有群體效應優(yōu)勢；缺氧池位于厭氧池前，允許反硝化菌優(yōu)先獲得碳源，因而加強了系統的脫氮能力。常州的城北污水處理廠(chǎng)和清潭污水處理廠(chǎng)均將原設計調整為倒置的A2/O工藝，COD、SS、TN、TP的去除率均有了不同程度的提高，尤以TP去除率提高最多。

　　2.3 氮氧化物對A2/O法除磷的影響

　　影響生物除磷效果的因素有很多，其中厭氧池內氮氧化物濃度便是關(guān)鍵因素之一。傳統A2/O工藝和環(huán)境倒置A2/O工藝都存在氮氧化物的控制問(wèn)題。傳統A2/O工藝中，從沉淀池回流至厭氧池的污泥或多或少地攜帶了一定量的NOx.我們只能通過(guò)調節污泥回流量來(lái)控制厭氧池中的NOx，回流量過(guò)大、攜入的NOx多，會(huì )抑制厭氧池中聚磷菌進(jìn)行磷的釋放從而影響整個(gè)系統的除磷效果；回流量過(guò)小，進(jìn)入厭氧池的聚磷菌相應少，同樣影響系統的除磷能力。因此，需嚴格控制污泥回流量。國內較多采用的污泥回流量為進(jìn)水流量Q的0.5倍～1.0倍。環(huán)境倒置A2/O工藝中，回流污泥與原污水混合進(jìn)入缺氧區，反硝化菌利用原污水中的有機物進(jìn)行脫氮，隨后進(jìn)厭氧池，聚磷菌在該池內進(jìn)行磷的釋放。當NOx在缺氧池內沒(méi)有完全完成硝化時(shí)，就不可避免地進(jìn)入了厭氧池，從而抑制厭氧釋磷，降低系統除磷效果。

　　3、序批式工藝

　　3.1 傳統的SBR法

　　SBR工藝是間歇性活性污泥法，它由一個(gè)或多個(gè)曝氣反應池組成，污水分批進(jìn)入池中，經(jīng)活性污泥凈化后，上清夜排出池外即完成一個(gè)運行周期。每個(gè)工作周期順序完成進(jìn)水、反應、沉淀、排放4個(gè)工藝過(guò)程。SBR法脫氮除磷效果與曝氣時(shí)率（曝氣時(shí)率＝每單個(gè)周期的曝氣時(shí)間/周期）有關(guān)，時(shí)率大則缺氧時(shí)間短、反硝化不完全、氮磷的去除率低，當去除率接近1時(shí)，磷幾乎不被去除[4].表1為某采用SBR工藝的小型污水處理廠(chǎng)的曝氣時(shí)率和氮磷去除率。

　　SBR工藝的特點(diǎn)是具有一定的調節均化功能，可緩解進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)對系統帶來(lái)的不穩定性。工藝處理簡(jiǎn)單，處理構筑物少，曝氣反應池集曝氣沉淀污泥回流于一體，可省去初沉池、二沉池及污泥回流系統，且污泥量少，容易脫水，控制一定的工藝條件可達到較好的除磷效果，但存在自動(dòng)控制和連續在線(xiàn)分析儀器儀表要求高的特點(diǎn)。

　　3.2 CASS工藝

　　CASS工藝是一種連續進(jìn)水式SBR曝氣系統，不僅具有SBR工藝簡(jiǎn)單可靠、運行方式靈活、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，而且脫氮除磷效果明顯。這一功能主要實(shí)現于CASS池通過(guò)隔墻將反應池分為功能不同的區域，在各分隔中溶解氧、污泥濃度和有機負荷不同，各池中的生物也不同。整個(gè)過(guò)程實(shí)現了連續進(jìn)、出水。同時(shí)在傳統的SBR池前或池中設置了選擇器及厭氧區，提高了脫氮除磷效果。

　　CASS工藝的特點(diǎn)是對污水預處理要求不高，只設間隙15 mm的機械格柵和沉淀池。生物處理核心是CASS反應池，除磷脫氮降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成，出水可達到國家規定的排放標準。

　　3.3 MSBR法

　　MSBR工藝是20世紀80年代初期發(fā)展起來(lái)的污水處理工藝，經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和發(fā)展，目前較新的是第三代工藝。

　　MSBR工藝的特點(diǎn)是系統從連續運行的單元（如厭氧池）進(jìn)水，從而加速了厭氧反應速率，改善了系統承受水力沖擊負荷和有機物沖擊負荷的能力；同時(shí)，由于MSBR工藝增加了低水頭、低能耗的回流設施，極大地改善了系統中各單元內MLSS的均勻性。因此，MSBR系統匯集了A2/O系統與SBR系統的全部?jì)?yōu)勢，因而出水水質(zhì)穩定、高效，并有極大的凈化潛力。

　　4、氧化溝工藝

　　氧化溝工藝是一種延時(shí)曝氣的活性污泥法，由于負荷很低，耐沖擊負荷強，出水水質(zhì)較好，污泥產(chǎn)量少且穩定，構筑物少，氧化溝可以按脫氮設計，也可以略加改進(jìn)實(shí)現脫氮除磷。

　　20世紀90年代中期，氧化溝工藝因其良好的脫氮效果并且無(wú)需沉淀池開(kāi)始被推廣，此時(shí)期建設的大型污水處理廠(chǎng)項目基本上采用氧化溝工藝。近幾年來(lái)，國內對各種類(lèi)型氧化溝工藝的除磷脫氮效果、設計、充氧設備及運行控制等方面進(jìn)行了大量的研究。對多種氧化溝都進(jìn)行了一定的革新，如carrousel氧化溝由第一代的普通的carrousel氧化溝發(fā)展為具有脫氮除磷功能的carrousel2000型氧化溝，后又發(fā)展為第三代的carrousel3000型氧化溝。國內許多污水處理廠(chǎng)使用的情況證明，氧化溝工藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、投資省、運行費用低、工藝穩定性高的污水處理技術(shù)，目前國內較多采用的氧化溝主要有Orbal氧化溝、Carrousel氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝、一體化氧化溝等。

　　5、結論

　　隨著(zhù)污水處理事業(yè)的發(fā)展，已有多種污水處理工藝在我國污水處理廠(chǎng)中得到了應用，其中以A/O，A2/O及其變型工藝、SBR及其變型工藝、氧化溝工藝為主。同時(shí)，隨著(zhù)我國《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918-2002）的實(shí)施，以及我國污水處理事業(yè)所面臨的如下問(wèn)題：如污水處理廠(chǎng)建設與運行費用高的問(wèn)題、小城鎮的水污染問(wèn)題以及污泥處理問(wèn)題。使我國的污水處理工藝向著(zhù)具有脫氮除磷功能、高效低能、成熟可靠、適用于小城鎮污水處理廠(chǎng)、污泥量少且能使污泥達到穩定的方向發(fā)展。