众所周知，中小城镇污水处理的投入有限，技术人员有限，运行维护效果十分有限，因此相关政府部门和治理管理部门应选择更加适合当前中小城镇水污染状况的处理工艺。

在这个过程中，方案的优选不仅仅注重处理效果，还要考虑到当地的经济发展水平、人文因素以及环境特征，这些决定了污水处理厂建设项目能够获得投资资金的多少。

当然，如果资金充足，还要考虑工艺的处理效果、处理厂运行过程中的成本、操作人员的技术水平，综合这些因素，才能选定最优化的工艺，使出水达到排放标准。

一般而言，中小城镇污水处理工艺应尽量满足以下要求：

1.运行成本低，投资少

一般中小城镇经济不太发达，需要进行工程建设时，往往依靠国家税收来满足资金需求。

此外，由于中小城镇环保意识淡薄，居民和企事业单位污水排放超标后，很不愿意缴纳罚款。

因此最适合中小城镇的污水处理工艺必须具备正常运行时成本低、建设投资少的优点，其运行成本和投资费用必须是中小城镇可以承受的。

2.运行管理简单，操作方便

由于中小城市和城镇管理运行人员知识结构相对较差，因此污水处理设施建设所选用的技术必须具有运行管理简单、没有技术含量高的环节、操作人员容易操作等优点。

3.抗冲击负荷能力强

中心镇由于人口结构原因，污水变化具有一定的季节性。

比如有些乡镇由于劳务输出，平时人口较少，水污染程度较低，但每逢节假日，人口就会突然增多，导致水污染程度加重，水质变化较大。再如有些旅游城镇，旅游旺季与淡季客流差别较大，也会造成污水水质的变化。

因此，在选择污水处理工艺时，应考虑能够适应水质、水量季节性波动的工艺。

4、处理效果不宜波动太大，处理后氮、磷含量应较低。

对于重要水源区或旅游景点，对污水处理出水的水质要求较高，还必须适应当地的气候、地形条件。

我国气候条件复杂，地域跨度大，因而大量城镇的生活习俗也存在很大差异。对于地形、地质条件差异较大的地区，应根据具体情况和要求进行选择，以选用最合适的处理工艺。

基于以上四点要求，老吴选取了10种污水处理工艺，并对其优缺点、工艺流程、适用范围等进行分析比较。

详细分析

1. A/O工艺

A/O工艺根据去除对象不同可分为脱氮工艺和除磷工艺。

1）A/O生物脱氮工艺

A代表缺氧，O代表好氧。该工艺是在传统活性污泥法的基础上，加入缺氧生物进行预处理，最后对污水进行反硝化。

A/O脱氮工艺

A/O生物反硝化工艺优点：

①工艺流程简单，构筑物少，可节省基建资金和运行费用，占地面积小；

②缺氧池在前，可利用原水中的有机碳源进行微生物反硝化，无需额外添加碳源，降低了该工艺的运行成本；

③微生物反硝化反应更加彻底。

A/O生物反硝化工艺的缺点：

①沉淀池一旦因操作问题出现反硝化现象，会产生大量的氮气，造成污泥“充气”上浮，出水水质变差；

②A段氧浓度过低，相关聚磷菌不能很好生长，转化除磷能力下降，导致效果不理想。

2）A/O生物除磷工艺

A/O除磷工艺

A/O生物除磷工艺优点：

①操作简便，既能分解有机物又能有效降低磷含量；

②厌氧池会优先分解部分有机物，大大减轻好氧池的压力，丝状菌难以生长，不会影响污泥的正常沉淀；

③水力停留时间短；

④最终活性污泥中磷含量较高，农业未利用率较高。

A/O生物除磷工艺的缺点：

①受条件限制，磷不能完全去除；

②在二沉池中，如果污泥不能及时回流，吸附的磷又会被释放出来，会大大降低磷的去除率，外排水中的磷含量仍然很高。

2. A2/O工艺

与同类工艺相比，该工艺除磷脱氮操作简便，总水力停留时间缩短，加之三区输水特性，丝状菌难以稳定生长，污泥几乎不膨胀，SVI值不超过100，处理后水泥分离方便，运行成本低。

但传统A2/O工艺也有其固有的缺点。

一般来说，反硝化工艺所需的外界环境总是与除磷操作相反，两者很难达到平衡处理。另外，好氧区返回的污泥中含有丰富的硝酸盐，会破坏厌氧池内的厌氧环境，损害除磷效果。

AAO废水处理工艺

针对A2/O工艺的一些不足，后来衍生出许多改进工艺：

1）UCT流程

此工艺需将好氧区的污泥回流至缺氧池，降低其中的硝酸盐含量后再进入厌氧池，这增加了操作过程的复杂性和成本。

2）MUCT工艺

该工艺是在UCT基础上进行改进，将缺氧阶段分为两个时间段，使两个回流过程互不干扰，有效地解决了UCT中回流交叉带来的操作问题。

3）A/A/A/O工艺

该工艺在A2/O法基础上增加了反硝化池，二沉池流出的污泥与新收集废水的10%进入反硝化池，反应约半小时，在有机大分子的作用下，反硝化菌对硝酸盐进行反硝化，从而降低回流污泥中的硝酸盐氮，当其最终到达厌氧区时不会造成明显冲击，使除磷过程正常有序进行。

A/A/A/O工艺流程并不复杂，因此操作起来相对简单。

3.氧化沟工艺

氧化沟工艺不同于其他生物处理技术，它在传统活性污泥法的基础上，又增加了区别于传统活性污泥法的新特点，近年来其技术水平不断提高。

氧化沟工艺的主要特点是：

① 基建投资少，运营成本低

特别是在这些情况下：当经济投资来源非常有限时；当对处理水质的要求很高时；当需要进行反硝化处理时；当待污染的水体随环境发生很大变化时；当操作人员和管理者缺乏相关技能时。

②混流与推流相结合的流动特性

③施工方法多种，可根据不同情况灵活运用

④曝气设备的多样性、可调性

⑤脱氮效果好，处理结果波动不大，出水水质好

⑥对水质、水量变化的抵抗力强，可稀释工业废水，降低其浓度

⑦该工艺操作简单，所需基础原料少，易于管理。

氧化沟工艺在一定程度上简化了传统的活性污泥法，如预处理不再繁琐，最终反应后剩余的污泥仅需进行脱水干燥处理等。

新工艺删除了二沉池，不再进行污泥回流，处理工艺更加简单。

目前，氧化沟技术被广泛用于处理污水，其流程如下图所示，流程缩短，相应的基建成本也会减少，所需土地面积也会减少，管理压力也会大大减轻。

氧化沟污水处理工艺

不同的氧化沟工艺在操作和结构上存在差异。一般来说，氧化沟的分类是基于发明者和相关专利细节。典型的氧化沟系统有：

1）卡鲁塞尔氧化沟

卡鲁塞尔氧化沟应用范围广，处理量从20m3/d到114万m3/d不等，其BOD5去除率可达95%~99%，出水含氮量低于10%，含磷量在50%左右。

2）奥巴尔氧化沟

奥巴尔氧化沟主要有两大特点：第一，该工艺中的曝气器全部采用曝气转盘；第二，这些沟道的形状可以有效减缓水流的冲击，将水体在流动过程中产生的惯性有效地转化为水流的推动力。

而且采用多通道串联的模式，可以有效解决水流中断的问题，提高处理效率。

3）交替氧化沟

该氧化沟内曝气作业与沉淀作业可交互连续运行。

没有二沉池，不需要污泥回流装置，基建费用低，操作简单，运行稳定，维护管理容易，剩余污泥量少且稳定，出水水质好。

有四种基本类型：A、D、VR 和 T。

4.SBR工艺（顺序活性污泥法）

SBR的处理过程可概括为：短时间进水——曝气反应——沉淀——短时间排水——进入下一个工作循环。

对于SBR工艺而言，在运行过程中，各个反应器会随着时间推移而改变运行方式，这种改变具有一定的周期性，即反应操作不断重复进行。

SBR废水处理工艺

SBR工艺的优点：

①良好的沉淀性能；

②有机物去除效率高；

③提高难降解废水的处理效率；

④抑制丝状菌的扩增；

⑤无需增设新的反应器即可除磷、脱氮；

⑥无二沉池，污泥不回流，工艺流程简单。

5. CASS/CAST工艺（循环活性污泥法）

CASS工艺是在SBR基础上经过技术优化而得到的新工艺，因此很好地延续了SBR的一些基本优点，如工艺流程简单、结果可靠、能灵活应对不同的处理情况等。

CASS中单池的运行方式虽然是间歇运行，但是由于它是由多个相对独立的单池组成，所以不同的反应池中始终都有水流入和流出，也就是说在四个反应池中，循环中的四个步骤都是在进行中的，这样就大大提高了处理效率。

此外，CASS工艺还增加了生物选择器，将不同氧浓度的区域有效结合起来，让多种微生物各司其职，有效降低氮、磷含量。

CAST也是SBR经过创新改进后的改良工艺，CAST工艺同样有4个独立的SBR池，但这4个反应池在厌氧段是相同的，也就是四个反应池共用的。

由于CAST工艺是在CASS工艺基础上的改进技术，因此CAST工艺还具有工艺流程简单、结果可靠、能灵活应对不同处理情况的特点，有效降低水中的氮、磷含量。

6.BAF工艺（曝气生物滤池）

BAF工艺是将水解反应器和曝气生物滤池整合在一起的新型工艺，将两种功能合二为一，可大大简化工艺流程，提高处理效率，降低能耗，处理结束时几乎不留有污泥。

水解反应器可以在一定程度上提高和优化污水的可生化性，对于曝气生物滤池来说，其优点是有机物负荷能力高，出水水质好，具体运行过程如下：

水解-曝气生物滤池工艺

对于BAF工艺而言，其主要有以下特点：

①由于曝气生物滤池单位体积BOD5负荷较大，远高于一般生物处理系统，因此该工艺所需设备体积和占地面积大大减少。加之无二沉池，因此基建费用进一步减少。

一般来说，该工艺结构占用的面积仅为氧化沟工艺的五分之一。

②BAF工艺对水质变化不敏感，处理后的水质稳定，水质高；反应过程中，微生物数量众多，可有效提高反应速率，加之微生物以生物膜形式附着在载体上，水质冲击对其影响较小。

③BAF工艺对低浓度废水有较好的适应性。

④BAF基本不随气候环境的变化而波动。

⑤在施工过程中，结构主要采用模块形式建造，这使得后续的改造和扩建工作更加方便。

⑥本工艺所需的相关设备均可国产化，大大节省了运行成本。

7.生物接触氧化工艺

生物接触氧化工艺一般有氧化池、填料、布水装置、曝气系统四个组成部分。

生物接触氧化池结构示意图

生物接触氧化工艺的优点：

①处理效率高，能适应污水有机负荷大范围变化，抵抗水质、水量冲击负荷能力强；

②污泥残渣量少且性质稳定，无需回流，处理成本低；

③对反应器容积要求不高，基建费用低，反应时间短；

④设备简单，操作、维护方便；

⑤污泥浓度高，泥龄长。对一些难降解有机物有较强的分解能力，不易产生污泥膨胀。

生物接触氧化工艺的缺点：

①一旦水体中有机物含量过高，填料层厚度超过范围，在污水处理过程中就会出现生物膜脱落，脱落的生物膜会沉降在载体表面，堵塞填料之间的缝隙。

②由于操作不当，可能造成生物膜突然脱落，造成水质严重下降。

③该工艺需要的填料、支撑物数量相对较大，基建费用也相应上升，增加了成本。

8.MBR工艺

MBR工艺本质上是一种膜生物反应器，这种新工艺不仅采用了膜分离技术，还集成了生物处理，使得该技术的废水处理效率非常高。

膜生物反应器

MBR工艺主要有以下三大特点：

①污染物去除效率高

膜分离技术的应用可以大大提高水体中固液分离的效果，采用MBR时，悬浮物无法透过膜组件而被拦截去除，此时分离后的液体浊度几乎降低到自来水的水平。

在膜组件作用下，分离后的液体被排出，而剩余的活性污泥则留在反应器内。由于此时污泥浓度很高，反应速度将大大加快，有机物去除得更彻底。以生活污水为例，COD至少可去除94%，BOD至少可去除96%。

另外，膜组件将生物反应器内的污泥和水分离，污泥停留时间较长，一些生长时间较长的微生物如硝化细菌可以在反应器内停留较长时间，这样可以有效降低氮含量，同时其他微生物对有机物进行氧化分解。

有关数据显示，MBR可以去除污水中大部分氨氮，排放水中含量小于1mg/L。

而且膜组件的孔径大小可以根据实际需要进行选择，如果需要去除细菌、病毒等，则需要适当减小膜组件的孔径，这样就可以截留这些病原微生物，不需要后续的消毒，从而缩短了工艺流程。

②灵活性和实用性更强

MBR用于污水处理时，可以根据实际情况灵活调整膜组件的数量，以适应​​不同的反应规模。

此外该工艺自动化程度较高，可以大大解放人力，节省运行成本，其操作管理相对于传统工艺也非常简单，运行成本相对较低。

传统活性污泥法，由于二沉池中污泥处于水体内部，一旦释放气体，污泥就会在水中膨胀，而MBR工艺则避免了这一现象，降低了管理运行中出现问题的可能性，并进一步提高了出水水质。

③解决了剩余污泥处置困难的问题

在MBR工艺中，污泥产量很低，而且由于过滤作用，产生的污泥浓度较高，因此脱水操作很容易进行，节省了相关的处理费用。

研究表明，在MBR工艺中，污水处理后三十五天进行排泥最为适宜。

9.人工湿地技术

人工湿地技术已经发展了很久，这个污水处理系统可以说是一个小型的生态系统，但是是由人类建造的，后期还是要靠人力去管理和维护。

该污水处理工艺依据湿地生态系统原理，按照自然存在的湿地结构构建处理系统。

人工湿地技术的优点是运行无需动力，操作管理简单，处理效果可达到家庭排放标准，但其缺点是处理负荷较小、占地面积较大。

10.氧化池

这一过程是利用微生物对水环境中有机物分解利用的特性，污水放置一段时间后，这些微生物便会产生，为了维持自身的生长繁殖，它们需要分解利用污染水中大量的有机物，净化水质。

在中小城镇及农村应用广泛，根据具体情况，氧化塘可以进行一级处理、二级处理，甚至深度水质处理，不同的氧化塘充氧量不同，因此可分为需氧塘、兼性厌氧塘、厌氧塘、曝气塘等。

氧化池技术优点：

①建设资金、营运资金相对较低

一是建设场地不受限制，可以利用现有的低洼地带、废弃地块进行建设，建设工期很短，结构简单，施工相对容易。

其次，该过程消耗的电力、钢铁、石油甚至化学品都更少，所需的设备和设施也更少。

②改善环境，创造自然财富

经过净化的污水在达到相关标准后可以流入人工湖，为农业提供灌溉等条件，真正实现了生态系统资源利用与污水处理的紧密结合。

③ 污泥产量少

污泥产量较小是该工艺的最大优势，产生的污泥有的无需进一步处理，有的仅为一般处理工艺产生污泥的十分之一。

氧化池技术的缺点：

①占用面积太大；

②对气候变化更加敏感；

③对管理要求较高，尽量避免产生二次污染。