具有良好的可加工性、耐大氣腐蝕性，并且可以耐受許多有機(jī)與無機(jī)化合物。生活處理分厭氧生活和好氧生化。
4.2.1、 厭氧生物處理
厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水（CODcr>2000mg/L,BOD5>1000mg/L）。它是在無氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過程中，參與生物降解的有機(jī)基質(zhì)有50％～90％轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、兩段厭氧處理法、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤和擋流板厭氧法等。
下表為幾種厭氧處理方法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)見表4-1：
表4-1各類厭氧處理法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)
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反應(yīng)法
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特 點(diǎn)
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優(yōu) 點(diǎn)
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缺 點(diǎn)
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傳統(tǒng)消化法
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在一個(gè)消化池內(nèi)進(jìn)行酸化，甲烷化和固液分離
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設(shè)備簡單
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反應(yīng)時(shí)間長，池容積大。污泥易隨水流帶走。
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厭氧生物濾池
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微生物固著生長在濾料表面。適用于懸浮物量低的廢水。
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設(shè)備簡單。能承受較高負(fù)荷。
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底部易發(fā)生堵塞。填料費(fèi)用較貴。
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厭氧接觸法
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用沉淀池分離污泥并進(jìn)行回流。消化池中進(jìn)行適當(dāng)攪拌，池內(nèi)完全混合,能適應(yīng)高有機(jī)物濃度和高 懸浮物的廢水。
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能承受較高負(fù)荷。有一定的抗沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行較穩(wěn)定。
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負(fù)荷高時(shí)污泥會(huì)流失。設(shè)備較多，操作上要求較高。
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上流式厭氧污泥床反應(yīng)器
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消化和固液分離在一個(gè)池內(nèi)。微生物量特高。
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負(fù)荷率高，容積小，能耗低，不需攪拌。
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如設(shè)計(jì)不善，污泥會(huì)大量流失。池的構(gòu)造復(fù)雜。
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兩段厭氧處理法
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酸化和甲烷化在兩個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行。
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能承受較高負(fù)荷，耐沖擊。運(yùn)行穩(wěn)定。
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設(shè)備較多，運(yùn)行操作較復(fù)雜。
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一般來說厭氧的設(shè)計(jì)控制原則是：
A保持較長的滯留期；B:有較好的溫度（10-55度）；C:封閉保溫和杜絕復(fù)氧；D:避免引起短流。(1)、升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)
升流式厭氧污泥床(UASB)是在升流式厭氧濾池的基礎(chǔ)上改良而來的， 它取消了濾池內(nèi)的全部填料， 并在池子的上部設(shè)置了氣、液、 固三相分離器， 這就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)簡單、 處理效能高的新型反應(yīng)器—升流式厭氧污泥床反應(yīng)器.污水從反應(yīng)器底部向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的的污泥床， 在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣， 沼氣的產(chǎn)生引起內(nèi)部循環(huán)對于顆粒污泥的形成和維持是有利的， 因此，有利于有機(jī)物的降解。
升流式厭氧污泥床具有污泥濃度高， 平均污泥濃度為(20 ～40)gVSS/L， 水力停留時(shí)間長， 容積負(fù)荷一般為(6 ～11)kgCOD/(m 3 .d)左右。 無混合攪拌設(shè)備，靠水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng)， 使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)， 對下部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng)。
UASB 內(nèi)設(shè)三相分離器， 通常不設(shè)沉淀池， 被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，而且污泥床不填載體， 節(jié)省造價(jià)并可避免填料堵塞的問題， 正因如此， UASB 反應(yīng)器已成為第二代厭氧反應(yīng)器中發(fā)展最為迅速、應(yīng)用最為廣泛的裝置。 厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機(jī)廢水， 進(jìn)水 BOD 最高濃度可數(shù)以萬計(jì)， 也適用于低濃度有機(jī)廢水，如城市污水等． 有人實(shí)驗(yàn)證明采用 UASB/SBR/氧化塘工藝處理養(yǎng)豬廢水， 經(jīng) UASB 處理后 COD 去除率為82%， BOD 去除率為 79%， NH 3 － N 去除率為31%。
UASB 反應(yīng)器對有機(jī)物有較理想的去除率， 但對氨氮和磷的去除效果不理想． 此外進(jìn)水中懸浮物不宜過高， 一般控制在 100mg/L 以下， 防止懸浮物對處理效果的影響．
(2)、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)生物技術(shù)
ABR 工藝作為第三代新型厭氧反應(yīng)器， 是一種高效反應(yīng)器，相對于 UASB， AF 厭氧處理工藝具有結(jié)構(gòu)簡單、 投資少、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
ABR 反應(yīng)器如圖 所示．
由于在反應(yīng)器中安裝了一系列垂直的折流板， 將反應(yīng)器分隔成幾個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室， 每個(gè)反應(yīng)室都可以看成是相對獨(dú)立的上流式厭氧污泥床(UASB)， 每個(gè)反應(yīng)室中的水流都可以看成是完全混合的， 處理過程中反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體使反應(yīng)器內(nèi)的微生物固體在折流板形成的各個(gè)隔室內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)，而整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的水流則以較慢的速度做水平流動(dòng)。 因此， ABR 反應(yīng)器的水力流態(tài)在整體上又可以看成是推流式。
ABR 反應(yīng)器中， 相互串聯(lián)的隔室有利于微生物種群在沿反應(yīng)器長度上的不同隔室中順次實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離， 從而在單個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)兩相或多相分離．這樣可以使不同類型的微生物在最適宜的條件下生長， 實(shí)現(xiàn)較高的有機(jī)物降解能力。
采用 ABR 工藝處理高濃度豆制品廢水， 當(dāng)進(jìn)水 COD 濃度達(dá)到(9000 ～ 10000)mg/L 時(shí)， COD 的容積負(fù)荷最高為 6 kgCOD(m 3 ·d)， 水力停留時(shí)間 48 h 左右， 去除率在 75% ～85%， 出水 COD 濃度在(1500 ～2000)mg/L， 產(chǎn)氣率在 0.4 m 3 /(kgCOD)． 但是， ABR 工藝對 NH3-N幾乎沒有去除效果。
綜合上所述并結(jié)合本設(shè)計(jì)污水的特點(diǎn)，考慮采用較為成熟的升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)作為厭氧段的反應(yīng)器。
4.2.2、好氧生物處理
在污水好氧生物處理工藝的發(fā)展和應(yīng)用中，活性污泥法和生物膜法一直占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著新型濾料的開發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法平行發(fā)展起來的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展，即獨(dú)立又幾乎已經(jīng)結(jié)合到污水處理的各種其它工藝中，這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點(diǎn)：
處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好、體積小、運(yùn)營管理穩(wěn)定、低成本、低能耗、投資省、運(yùn)營成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對豐富穩(wěn)定、具有較高的微生物量、水力停留時(shí)間較短、對毒性物質(zhì)和沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實(shí)現(xiàn)封閉式運(yùn)轉(zhuǎn)、解決臭味問題等。
生物膜及活性污泥出現(xiàn)的微生物比較
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微生物種類
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活性污泥法
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生物膜法
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微生物種類
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活性污泥法
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生物膜法
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細(xì)菌
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大量
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大量
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其他纖毛蟲
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一般
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多量
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真菌
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少量
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多量
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輪蟲
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少量
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多量
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藻類
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極少
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一般
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線蟲
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少量
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一般
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鞭毛蟲
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一般
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多量
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寡毛類
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極少
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一般
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肉足蟲
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一般
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多量
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其他后生動(dòng)物
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極少
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少量
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纖毛蟲緣毛類
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大量
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大量
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昆蟲類
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極少
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一般
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纖毛蟲吸管蟲類
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少量
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少量
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（1）、活性污泥的厭氧、缺氧、好氧（ A2/O）處理法
一段AAO 三段AAO法
A2/O工藝亦稱A-A-O工藝。按實(shí)質(zhì)意義來說，本工藝應(yīng)為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝是流程最簡單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。
該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：
1）厭氧反應(yīng)器：原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進(jìn)入該反應(yīng)器，其主要功能是釋放磷，同時(shí)對部分有機(jī)物進(jìn)行氨化；
2）缺氧反應(yīng)器：污水經(jīng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器，其首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q——原污水量）；
3）好氧反應(yīng)器——曝氣池：混合液由缺氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，這三項(xiàng)反應(yīng)都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除，流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器；
4）沉淀池：其功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應(yīng)器，上清液作為處理水排放。
該工藝處理效率一般能達(dá)到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均高于普通活性污泥法，運(yùn)行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時(shí)，才采用該工藝
但該工藝處理水只能達(dá)到國標(biāo)B，對于氮磷的再次去除沒有突破性進(jìn)展。同時(shí)需要在厭氧和缺氧段進(jìn)行攪拌，和回流沉淀池的污泥，管理復(fù)雜、污泥產(chǎn)生量大造成二次污染，處理費(fèi)高。
（2）、曝氣生物濾池法
A:定義
微生物細(xì)胞幾乎能在水環(huán)境中任何適宜的載體表面牢固的附著，并在其上生長和繁殖，由細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外延伸的胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，便被稱之生物膜。
B:好氧生物膜法的原理
污水長期與填料接觸，就會(huì)在其表面形成生物膜，并逐漸成熟。固定生物膜法中，微生物附著在載體表面生長而形成膜狀，當(dāng)污水流經(jīng)載體表面和生物膜接觸的過程中，污水中的有機(jī)污染物被微生物吸附、穩(wěn)定、最終轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化。
C:生物膜的特點(diǎn)
生物膜中的微生物不像活性污泥那樣承受較強(qiáng)的攪拌沖擊，易于生長繁殖。生物膜是由細(xì)菌（好氧、兼性、厭氧）、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲和幼蟲等組成。
微生物量多，處理能力大，凈化功能顯著提高。由于微生物附著生長并使生物膜具有較低的含水率，單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達(dá)活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。
生物膜法都分段處理，在每段都自然形成自己獨(dú)特優(yōu)勢的生物圈，這種現(xiàn)象對有機(jī)污染物是相當(dāng)有利的。生物膜法對于進(jìn)水BOD在50mg/L以下的水能很好的處理成5-10mg/L.而活性污泥對于低于60mg/L的沒有辦法處理。
D：優(yōu)越性
如今國內(nèi)大部分使用活性污泥法，凈水后均產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有高濃度的有機(jī)物，極難處置，形成二次污染的污染源。污泥的產(chǎn)生是傳統(tǒng)污水處理技術(shù)難以突破的瓶頸。由于人工曝氣量大，微生物膜在完成使命死亡后自身發(fā)生氧化，因此本技術(shù)的最大特點(diǎn)是凈化污水時(shí)幾乎不產(chǎn)生有機(jī)污泥，這正是傳統(tǒng)凈化技術(shù)的致命軟肋。
E.好氧、厭氧、兼氧生物膜一體化技術(shù)
為了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧氣創(chuàng)造好氧條件，本技術(shù)采用曝氣強(qiáng)制通風(fēng)供氧。好氧層的厚度和污水的流量和濃度相關(guān)聯(lián)
微生物的生長繁殖使生物膜厚度增大，營養(yǎng)物和氧的傳遞阻力加大，使生物膜深處的營養(yǎng)物和氧供應(yīng)不足，促使微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)生厭氧層。中間部分形成兼氧層。
好氧、厭氧、兼氧一體化，在親水的表層形成的好氧層吸收、氧化、分解水中的有機(jī)物。好氧、厭氧和兼氧同時(shí)形成了硝化和反硝化。因此具有脫氮的功能。