南京污水处理成套设备样式美观
随着我国城市的持续发展，人口数量也随之不断增加，所排放的生活污水也日益增多，使大量污水进入到自然水体中，导致水体出现富营养化。因此，去除污水中的有害物质对于水体资源的保护具有重要意义，而提升污水处理标准，是控制水体污染较为有效的措施之一，但却也提高了对能耗的需求。因此寻求经济、高效的处理工艺成为当下污水处理领域研究的热点。我国城市生活污水中的碳氮比较低，利用传统的生物脱氮除磷工艺处理，效果不理想，难以达到污水排放的相关标准，而且在处理过程中，还需要外加碳源，这不仅会增加运行成本，还会因部分碳源被氧化，不能被微生物利用而出现浪费现象。另外，传统的脱氮除磷技术存在碳源与污泥龄的矛盾，而反硝化除磷污水处理工艺能够对生活污水进行深度除氮除磷处理。
1、反硝化除磷污水处理工艺及其分类
反硝化除磷污水处理工艺的主导菌群为反硝化聚磷菌（DPAOs），是利用厌氧环境、缺氧环境的交替，以硝酸盐作为电子受体，电子供体为微生物胞内的PHB，在反应过程中，所需碳源和好氧吸磷过程相比大幅度降低，而污泥的产量也能够有所下降，同时可以节省因曝气而产生的成本，并实现了同步脱氮除磷效果。与传统污水处理工艺相比，反硝化脱氮除磷工艺可以将碳源的使用量减少30%，甚至一半，同时还可降低30%的曝气量和50%的剩余污泥量，因此该工艺的发展具有十分重要的意义。
依据硝化细菌和DPAOs是否处于同一系统中，可将反硝化除磷污水处理工艺分为单污泥工艺及双污泥工艺。单污泥系统有UCT、(AO)2SBR以及BCFs工艺，单污泥工艺不能解决不同菌群之间碳源及污泥龄间的矛盾，因此在深度脱氮除磷中受到了一定的限制；双污泥工艺主要有Dephanox、A2NSBR工艺，其硝化细菌和反硝化聚磷菌分别处于两个反应器中，这种工艺解决了污泥龄不同的矛盾，消除了聚磷菌和反硝化细菌之间的竞争，使各菌群能够在生长的环境中进行反应，提高了微生物的功能特性，同时也极大地提升了脱氮除磷的效率。
在反硝化除磷污水处理工艺中，诸多研究者对于其在污水脱氮除磷中的应用进行了许多研究。有研究者在SBR工艺中后置缺氧段，采取反硝化除磷污水处理工艺，进行生活污水处理的相关研究；也有研究者分析了双污泥系统的反硝化除磷特性；而在新型DPR工艺中，影响脱氮除磷效率的关键参数有污泥龄、碳源、电子受体以及回流比等，并且在不同工艺中，其工艺的参数值有着较大差异。
2、影响反硝化除磷污水处理工艺的因素
在DPR工艺中，各环节的改变都会对整体工艺效果产生相应的影响，因此需要综合考虑各个环节的参数，以维持工艺运行的稳定性。
2.1 污泥龄的影响
污泥龄（SRT）和污泥活性及微生物菌群的特性都有着一定的关系，污泥龄会导致污泥活性变差，使污泥老化并使细胞内的PHA减少，对反应器释磷及吸磷的速率造成影响；而污泥龄较短时，其活性较好，但沉降性会降低，除磷效率也随之降低。研究发现，当SRT小于10d时，与传统反硝化菌相比，DPAOs没有生长优势，且其脱氮除磷的性能也有所下降；在反硝化除磷污水处理工艺中，SRT为25d时，其污泥活性最好，磷去除率可以超过95%；SRT为12d时，对聚磷菌的富集较为有利。在这几种反硝化除磷污水处理工艺中，
污水处理的需求是伴随着城市的诞生而产生的。城市污水处理技术，历经数百年变迁，从最初的一级处理发展到现在的三级处理，从简单的消毒沉淀到有机物去除、脱氮除磷再到深度处理回用。其中，活性污泥法的问世更是具有划时代的意义，而今年正值活性污泥法诞生100周年。城市污水处理技术今后究竟将如何发展？对此，不如先让我们回顾一下那些年城市污水处理走过的路。
一级处理阶段
城市污水处理历史可追溯到古罗马时期，那个时期环境容量大，水体的自净能力也能够满足人类的用水需求，人们仅需考虑排水问题即可。而后，城市化进程加快，生活污水通过传播细菌引发了传染病的蔓延，出于健康的考虑，人类开始对排放的生活污水处进行处理。早期的处理方式采用石灰、明矾等进行沉淀或用漂白粉进行消毒。明代晚期，我国已有污水净化装置。但由于当时需求性不强，我国生活污水仍以农业灌溉为主。1762年，英国开始采用石灰及金属盐类等处理城市污水。
二级处理阶段
有机物去除工艺
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，英国污水处理委员会提出以BOD5来评价水质的污染程度。
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。
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1、混凝法
混凝法属于污水处理工艺化学沉淀法中的一种，主要利用硫酸铝与氯化铁作为混凝剂，利用混凝剂对胶体离子静电中和与吸附的作用，让胶体离子处于脱稳状态，在絮凝剂的影响之下，发生絮凝沉淀反应，将污水当中的悬浮物质与可溶性物质有效去除。与传统的污水处理工艺相比较来说，混凝法的处理效果更好，污水处理设备内部结构简单，维修起来也特别方便。但是，在应用混凝法处理污水时，受pH值的影响特别大，在反应过程当中，也会产生较多沉淀。
2、 电化学法
电化学法主要分为两种，分别是电絮凝法与磁分离法等，其中，电絮凝法主要利用可溶性阳极发生电化学反应，出现气浮分离气泡，也会产生能够让悬浮物凝聚的絮凝剂，应用此种工艺，各项污水处理设备占地面积比较小，而且操作流程简单，但是，其阳极金属消耗量比较大，需要使用一定的盐类物质作为辅助药剂，操作费用比较高。
与电絮凝法不同，磁分离法通常应用在含油废水处理环节，通过在含油废水当中投入适量的磁化物，将污染物有效吸附，经过磁分离之后，保证水质得到更好净化。与常规的污水处理工艺相比较来讲，利用磁分离法处理含油废水，具有处理效率高、占地面积比较小的优势。
3、 萃取法
利用和水不互溶，但是能够溶解污染物的萃取剂，将萃取剂和废水进行有效的混合接触，由于污染物在溶剂与水当中的溶解度不同，能够保证污染物得到更好提取，有效提高污水的净化效果。在一些规模比较小的污水处理厂当中，萃取法应用比较多。
4、 吹脱法
吹脱法又常被人们称作汽提法，将水中的溶解气体或者挥发性物质有效脱除，相关人员需要将气体通入到水中，气体与污水有效接触，通过在水中溶解气体，挥发性溶质会穿过气液界面，逐渐向气相转移，保证污水当中的污染物有效脱除。
5、生物法
在污水处理过程当中，生物法比较常用，因为其运行成本比较低、处理效率较高，而且不会产生二次污染，能够有效提升污水处理效果。生物法主要分为两种，分别是好氧生物处理方法与厌氧生物处理方法等等。和物理处理方法与化学处理方法相比较来讲，生物法的工艺更加灵活，成本比较低，而且能够有效回收能源，具有良好的应用价值。
