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好氧生物處理法被廣泛應用于城市污水處理廠工藝選擇中，形成了以AO、A2O、倒置A2O以及氧化溝等為核心地位的工藝，該方法具有工藝相對比較成熟，對溶解態有機污染物的去除效率較高，運行成本低等優點，但前期投資大，占地面積多，磷和氮去除率較低。
AO工藝
AO工藝，又稱厭氧好氧工藝，是在傳統活性污泥法的基礎上發展起來的，主要作用是去除污水中有機物，還兼去除氮、磷等污染物的功能，其中在厭氧池主要進行生物脫氮除磷，好氧池作用是去除污水中有機物。在工藝日常運行控制中要求厭氧池中溶解氧濃度小于0.2mg/L，好氧池中溶解氧濃度維持在2mg/L～4mg/L之間。該工藝具有流程簡單，運行費用低等優點，常常應用于大型活性污泥法污水廠，但對于氮磷去除效果有限。
A2O工藝
A2O工藝，又稱厭氧缺氧好氧工藝。該工藝是在AO工藝基礎上研發而來的，該工藝具同步生物脫氮除磷效果。厭氧池中發生釋磷作用，缺氧池的作用主要進行反硝化作用，好氧池中進行過量吸磷及硝化，以實現生物同步脫氮除磷效果。

從碳源方面而言，該工藝除磷效果優于脫氮效果。該工藝被廣泛應用于對脫氮除磷具有排放要求的大中型城市生活污水處理廠中。較其他具有同步脫氧除磷的污水處理工藝而言，該工藝流程相對較簡單，總水力停留時間小。其主要缺點就是對污水廠運行控制問題，氮和磷無法同時達到高效同步去除，這就需要熟悉工況的技術人員。該工藝對各污染物處理效率一般能達到:BOD5和SS為90%～95%，總氮為70%以上，總磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。
倒置A2O工藝倒置A2O工藝，又稱缺氧厭氧好氧工藝。該工藝是將正置A2O工藝的厭氧池和缺氧池進行對調，以減少回流污泥中所攜帶的硝態氮對厭氧池中聚磷菌釋磷的影響。由于污水首先進入缺氧池，反硝化細菌對碳源選擇較聚磷菌廣泛，該工藝通常脫氮效果優先于除磷效果。同時聚磷菌在厭氧池中進行充分釋磷后，由于饑餓效應作用，隨之進入好氧池后才能更好發揮吸磷作用。
氧化溝工藝氧化溝工藝屬于活性污泥法的一種變形工藝，池體型狀通常建造成封閉的溝渠型。在溝槽首段安裝表面曝氣設備，一方面為混合液提供氧氣，另推動混合液以一定流速向前流動。
從流態方面而言，介于推流式和*混合式之間，*水流狀態有利于微生物的凝聚作用。該工藝對水溫、水質、水量的變化適應性較強。由于剩余污泥多數已經達到穩定狀態，因此無需進行消化，減小了污水廠運行費用及基建成本。但考慮到不設初沉池，進入氧化溝的污水懸浮固體含量較高;表面曝氣設備的充氧效率稍低，電能耗稍高。
物膜法
所謂生物膜法就是以一些細小濾料作為微生物附著生長的載體，載體為微生物的生長附著提供良好的環境條件，大量微生物附著在載體上形成一層薄的膜狀生物污泥—生物膜，當廢水與生物膜進行充分接觸后，好氧微生物會以廢水中有機物作為微生物營養物質，經過一系列生物作用，從而對污水進行凈化。生物膜法主要包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備和生物流化床等。

氧化溝脫氮除磷工藝
傳統氧化溝的脫氮除磷
傳統氧化溝的脫氮，主要是利用溝內溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設計，使溝中產生交替循環的好氧區和缺氧區，從而達到脫氮的目的。其大的優點是在不外加碳源的情況下在同一溝中實現有機物和總氮的去除，因此是非常經濟的。但在同一溝中好氧區與缺氧區各自的體積和溶解氧濃度很難準確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統的單溝式氧化溝中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暫的經常性的環境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于*的生長代謝環境中，由此也影響單位體積構筑物的處理能力。
隨著氧化溝工藝的反展，目前，在工程應用中比較有代表性的有形式有：多溝交替式氧化溝（如三溝式，五溝式）及其改進型、卡魯塞爾氧化溝及其改進型、奧貝爾(Orbal)氧化溝及其改進型、一體化氧化溝等。他們都具有一定的脫氮除磷能力。

每天35噸一體化污水處理設備PI型氧化溝的脫氮除磷
PI型氧化溝，即交替式和半交替式氧化溝，是七十年代在丹麥發展起來的，其中包括DE型、T型和VR型氧化溝，隨著各國對污水處理廠出水氮，磷含量要求越來越嚴，因而開發出現了功能加強的PI型氧化溝，主要由Kruger公司與Demmark技術學院合作開發的，稱為Bio-Denitro和Bio-Denipho工藝，這兩種工藝都是根據A/O和A2/O生物脫氮除磷原理，創造缺氧/好氧，厭氧/缺氧/好氧的工藝環境，達到生物脫氮除磷的目的。
DE型、T型氧化溝脫氮工藝
DE型氧化溝為雙溝系統，T型氧化溝為三溝系統，其運行方式比較相似，都是通過配水井對水流流向的切換，堰門的起閉以及曝氣轉刷的調速，在溝中創造交替的硝化，反硝化條件，以達到脫氮的目的。其不同之處在于DE型氧化溝系統是二沉池與氧化溝分建，有獨立的污泥回流系統；而T型氧化溝的兩側溝輪流作為沉淀池。
VR型氧化溝脫氮工藝
VR氧化溝溝型宛如通常的環形跑道，中央有一小島的直壁結構，氧化溝分為兩個容積相當的部分，其水平形式如反向的英文字母C，污水處理通過二道拍門和二道出流堰交替起閉進行連續和恒水位運行。
PI型氧化溝同時脫氮除磷工藝
交替式氧化溝在脫氮效果上良好，為了達到除磷效果，通常在氧化溝前設置相應的厭氧區或構筑物或改變其運行方式。據國內外實際運行經驗顯示，這種同時脫氮除磷工藝只要運行時控制的好，可以取得很好的脫氮除磷效果。
上述三種PI型氧化溝脫氮除磷工藝都有轉刷的調速，活門、出水堰的啟閉切換頻繁的特點，對自動化要求高，轉刷利用率低，故在經濟欠發達的地區受到很大的限制。
奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝
Orbal氧化溝簡稱同心圓式，它也是分建式，有單獨二沉池，采用轉碟曝氣，溝深較大，它的脫氮效果很好，但除磷效率不夠高，要求除磷時還需前加厭氧池。應用上多為橢圓形的三環道組成，三個環道用不同的DO(如外環為0，中環為1，內環為2)，有利于脫氮除磷。采用轉碟曝氣，水深一般在4.0～4.5m,動力效率與轉刷接近，現已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應用。
卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
傳統的卡魯塞爾氧化溝工藝
卡魯塞爾氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發研制的。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝系統正在運行，實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運行維護費用低等優點。