随着城市化的发展，污水产生数量日益增多，且有不断增长的趋势。污水中可生物降解的有机物含量较高，可生化性强，采用常规的生化处理可将大部分有机物去除，然而近年来污水深度处理、污水回用相关技术的快速发展，同时也符合我国可持续性发展战略。
1：厌氧生化工艺
厌氧生化是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物的作用，将污水中的各种复杂有机物分解转化为甲烷和二氧化碳等物质的过程，该工艺可用于中高浓度的有机污水处理，为厌氧污泥床工艺，该工艺在国内外有较多的成功实例，应用范围广；能耗低；剩余污泥量少；厌氧活性污泥可以长期存放，在停运行一段时间后可迅速启动。
2：水解酸化工艺
污水得水解酸化由以下三个个阶段组成：
1）水解阶段：在水解和发酵细菌的作用下，大分子物质如碳水化合物、蛋白质与脂肪水解和发酵转化为小分子物质如单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳等，固体物质水解为可溶性物质。
2）酸化阶段：在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。
3）产乙酸阶段：在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
水解酸化法的优点有：
1）抗冲击负荷能力强，能起到非常好的缓冲作用；
2）水解酸化池水量停留时间短，不会产生甲烷等有害气体；
3）建设费用较低，而且运行费用低，无电耗或只需小电耗；
4）污泥水解率高，减少脱水机运行时间，降低能耗，因此水解酸化的稳定性和经济性要远远超过其他预处理工艺。
3：生物接触氧化工艺
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法和生物滤池的特点。
生物接触氧化法工艺特征：
1）由于填料比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物量都高于活性污泥法曝气池和生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷。
2）由于相当一部分微生物附着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要设有污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
3）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。
4）采用的悬浮填料。具有良好的传质效果，对有机物去除效果高，耐腐蚀，不堵塞，易于安装，易于挂膜。
5）操作简单、运行方便，易于维护管理，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇。
6）生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，对脱氮和除磷也有一定的效果。
由于采用了前置厌氧水解池，形成厌氧——好氧、除磷、脱氮工艺，具有一定的脱氮除磷作用。
生物脱氮过程由硝化和反硝化两步完成。硝化是将氨氮氧化成硝酸盐，在好氧条件下完成。反硝化是将硝酸盐还原成氮气从水中脱出，在缺氧条件（无分子氧但有硝酸盐态氧）下和具有有机物供给反硝化菌碳能源时才能完成。因此传统的生物脱氮为硝化—反硝化工艺，在反硝化前要投加有机化学药剂，流程复杂，构筑物多。
前置反硝化脱氮技术，先将污水引入缺氧段，在其中以污水中的有机物作为碳能源，对硝酸盐进行反硝化脱氮，有机物得到初步降解；然后进入好氧段，其中有机物进一步降解和硝化。
生物除磷流程由厌氧段（无分子氧和硝酸盐态氧）、好氧段和二沉池组成。活性污泥中的一些细菌具有在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下过量吸收磷的特点，通过排放富磷剩余污泥将磷从水中去除。
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