本工程的原水水质高，要达到回用和达标排放要求，对有机物、总氮、总磷的去除率要求均非常高，本工程应选择同时具有较高脱氮除磷工艺的二级生物（生化）处理工艺。
污水二级处理工艺通常可选用悬浮生长型活性污泥法、固着生长型生物膜法、化学法及物理化学法等。悬浮生长型活性污泥法和固着生长型生物膜法在处理有机废水方面和化学法及物理化学法相比具有处理效率高、处理效果好、效果较为稳定、运转经验丰富、运行费用低、无二次污染等优点，在国内外被普遍采用。本次设计在这两类中进行筛选。
悬浮生长型活性污泥法工艺简介
悬浮型活性污泥法污水处理工艺主要有以下一些工艺系列：AAO 系列、氧化沟系列、序批式反应器（SBR）系列、一体化系列、多段式系列等。 各种系列均在不断地发展、改进，形成的目前比较典型的工艺有：
1.1.1.1. AAO 工艺系列
主要包括常规AAO 工艺、改良AAO 工艺、倒置AAO 工艺、UCT 工艺、MUCT 工艺、多段多级缺氧好氧工艺等。 （1）常规AAO 工艺
常规A/A/O 工艺是一种典型的除磷脱氮工艺， 其生物反应池由ANAEROBIC（厌氧）、ANOXIC（缺氧）和OXIC（好氧）三段组成，其典型工艺流程见图3.2-1。这是一种推流式的前置反硝化型工艺，其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界线分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足（TKN/COD≤0.08 或BOD/TKN≥4）便可根据需要达到比较高的脱氮率。
图3.2-1 常规AAO 工艺流程图
常规A/A/O 工艺呈厌氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的布置形式，具有如下特点：
TN 的去除率可达到60%～70%，TP 的去除率为70%～80%。
反应池内要分成多格，以有效地维持厌氧、缺氧和好氧状态。
要设置硝化液回流泵。由于厌氧区居前，回流污泥中的硝化液进入厌氧段，造成脱氮菌和聚磷菌对碳源的竞争，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响。 污泥龄的取值要兼顾脱氮长泥龄和除磷短泥龄的矛盾，即要平衡脱氮效果和除磷效果，污泥龄一般取10~13 天。
（2）改良AAO 工艺
为了常规解决A/A/O 工艺的缺点，即由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，改良A/A/O 工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池，改良A/A/O 工艺流程见图3.2-2 所示，来自二沉池的回流污泥和10%氧化沟工艺流程图左右的进水进入调节池，停留时间为20~30min，微生物利用约10%进水中的有机物去除回流硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性。
图3.2-2 改良AAO 工艺流程图
（3）倒置AAO 工艺
为避免传统A/A/O 工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和30~50%的进水，50~150%的混合液回流均进入缺氧段。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，反硝化菌位于碳源争夺的有利位置，可强化脱氮效果。
图3.2-3 分点进水倒置AAO 工艺流程图
倒置A/A/O 工艺的缺点主要是，若回流比较大，当硝酸盐浓度高时，缺氧段易被击穿，未反硝化的硝酸盐进入厌氧段，影响除磷效果，需辅以化学除磷措施。另外，大量的回流稀释了厌氧池反应物浓度，降低了反应速率。
（4）UCT 工艺
UCT 工艺的流程见图3.2-4 所示，与常规A/A/O 工艺的区别在于，回流污泥首先进入缺氧段，而缺氧段部分出流混合液再回至厌氧段。通过这样的修正，可以避免因回流污泥中的NO3-N 回流至厌氧段，干扰磷的厌氧释放，而降低磷的去除率。回流污泥带回的NO3-N 将在缺氧段中被反硝化。当入流污水的BOD5/TKN 或BOD5/TP 较低时，较适用UCT 工艺。
图3.2-4 UCT 工艺流程图
UCT 工艺的缺点主要是不易控制缺氧段的停留时间，若控制不当，DO 仍会影响厌氧区。
（5）MUCT 工艺
MUCT 工艺的流程如图3.2-5 所示，是对UCT 工艺的基改良，即将缺氧段一分为二，形成二套独立的内回流，克服了UCT 工艺不易控制缺氧段的停留时间。但是比传统A/A/O 工艺多了一级污泥回流，因此系统的复杂程度和自控要求有所提高，耗能有所增加。另外，设两个单独的缺氧池，增加了缺氧池体积。
图3.2-5 MUCT 工艺流程图
（5）多段多级缺氧好氧活性污泥法
多级缺氧好氧活性污泥法工艺的流程如图3.2-6 所示，即将污水在生化池经过厌氧、缺氧、好氧多次交替，使聚磷菌、硝化菌和反硝化菌共存于同一污泥系统中，实现同步除磷脱氮，增加脱氮效果。
图3.2-6 多段缺氧好氧活性污泥法
1.1.1.2. 氧化沟工艺系列
主要包括奥贝尔氧化沟工艺、卡鲁塞尔氧化沟工艺、双沟式DE 氧化沟工艺、三沟式T 型氧化沟工艺等。
氧化沟是活性污泥法的一种改进型，具有除磷脱氮功能，其曝气池为封闭的沟渠，废水和 活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此氧化沟又名“连续循环曝气池”。过去由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，使其推广及运用受到影响。近十年来由于曝气装置的不断改进、完善及池形的合理设计，弥补了氧化沟过去的缺点。
（1）卡鲁塞尔氧化沟
卡鲁塞尔氧化沟是荷兰DHV 公司开发的。该工艺在曝气渠道端部装有低速表面曝气机。在曝气渠内用隔板分格，构成连续渠道。表曝机把水流推向曝气区，水流连续经过几个曝气区后经堰口排出。为了保证沟中流速，曝气渠的几何尺寸和表曝机的设计是至关重要的，DHV 公司往往要通过水力模型才能确定工程设计。最近DHV 公司又开发了卡鲁塞尔2000 型，把厌氧/缺氧/好氧与氧化沟循环式曝气渠巧妙的结合起来，改变了原调节性差，除磷脱氮效果低的缺点，但水力设计更为复杂。卡鲁塞尔氧化沟的缺点是池深较浅，一般为4.0m，占地面积大，土建费用高。也有将卡鲁塞尔氧化沟池深设计为6m 或更深的情况，但需采用潜水推流器提供额外动力。
（2）双沟式（DE 型）氧化沟和三沟式（T 型）氧化沟
双沟式（DE 型）氧化沟和三沟式（T 型）氧化沟是丹麦克公司开发的。DE 型氧化沟为双沟组成，氧化沟与二沉池分建，有独立的污泥回流系统，DE 型氧化沟可按除磷脱氮（或脱氮）等多种工艺运行。双沟式氧化沟是由两个容积相同，交替进行的曝气沟组成。沟内设有转刷和水下搅拌器，实现硝化过程。由于周期性的变换进、出水方向（需启闭进出水堰门）和变换转刷和水下搅拌器的运行状态，因此必须通过计算机控制操作，对自控要求较高。三沟式氧化沟集曝气沉淀于一体，工艺更为简单。三沟交替进水，两外沟交替出水，两外沟分别作为曝气或沉淀交替运行，不需设二沉池及污泥回流设备。同DE 型氧化沟相同，需要的自动化程度高。由于这两种氧化沟采用转刷曝气，池深较浅，占地面积大。双沟式和三沟式由于各沟交替进行，明显的缺点是设备利用率低，三沟式的设备利用率只有58%，设备配置多，使一次性设备投资较大。
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