基本知识

污水处理技术十八罗汉

一、催化湿式氧化技术(CWAO)

工艺简介：

催化湿式氧化技术（CWAO）是在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气氧化，使污水中的有机物及氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质，达到净化的目的。

其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。

常规的有机污染物的处理效果高达95%以上；对于特别难降解的，选择合适的催化剂，可实现90%左右的去除率。催化湿式氧化法具有净化效率高，流程简单，占地面积小等特点，有广泛的工业应用前景。

适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、等工业中含高化学需氧量(COD)或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP等）的各种工业有机废水。

基本流程：

工艺流程：

流程简述：废水经高压进料泵加压后与从空气压缩机来的空气混合后，送入换热器与从反应器来的热物料换热，然后进入二级换热器加热到反应温度，导入氧化反应器。
废水中有机物被氧化，同时反应释放出的热量使混合液体的温度维持恒定。反应器内流出的液体的温度、压力均高，在换热器内被冷却，反应过程中回收的热量用于大部分废水的预热。冷却后的液体经过压力控制阀降压后，液体在分离器分离为气、液两相。

技术特点：

①反应条件温和：与常规WAO技术相比，CWAO技术需要的反应温度及反应压力较低；
②处理效率高：CWAO技术可使多数有机废水的COD去除率达90%以上，且出水可生化性得到较大提高；
③装置占地面积小：与传统生化法相比，CWAO装置占地面积较小，80 m3/d规模的装置占地面积仅为400 m2；
④能耗低：CWAO装置全过程由DCS集成与控制，处理过程可实现自热，节能效果明显；
⑤适用范围广：CWAO适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高COD或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP等）的各种工业有机废水。

二、蒸汽机械再压缩(MVR)技术

工艺简介：

MVR是蒸汽机械再压缩技术的简称，其是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，经蒸汽压缩机压缩做功，提升二次蒸汽的热焓，导进冷却塔，冷却塔的冷却水循环预热物料。如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。

早在60年代，德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而MVR蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽，起到节能环保效果。

基本流程：

流程简述：

MVR蒸发器其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。

以浓缩工业废水为例：首先将工业废水沿着管道进入预热器，通过预热器，对工业废水进行预热处理。然后将预热过后的工业废水引入到蒸发器中，在蒸发器中，工业废水将被加热、蒸发、浓缩，最终，加热蒸汽冷凝形成的蒸馏水流到蒸馏水收集罐内，而二次蒸汽和浓缩液则一起进入汽液分离器中。在汽液分离器中，浓缩液和二次蒸汽分离，最终，浓缩液流入到浓缩液收集罐中，而分离出来的二次蒸汽则被导入到机械式压缩机内。在机械式蒸汽压缩机内，通过对二次蒸汽压缩、升温、升压，并引入到蒸发器中，然后对工业废水进行加热、浓缩、蒸发、蒸馏处理。最终，通过重复循环使用二次蒸汽，完成整个工业废水的处理过程，并实现工业废水处理和节省能源的双重目标。

技术特点：

①蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果；
②MVR蒸发器是传统多效降膜蒸发器的换代产品，是在单效蒸发器的基础上通过对二次蒸汽逆流洗涤及再压缩重新利用。凡单效和多效蒸发器适用的物料，均适合采用MVR蒸发器，在技术上具有完全可替代性，并具有更优良的环保与节能特性。蒸发二次蒸汽循环利用，单位能量消耗低、运行费用低；
③运行平稳，自动化程度高，操作成本低;
④工艺简单，实用性强，公用工程配套少，工程总投资少；
⑤采用低温负压蒸发（40-100℃），有利于防止被蒸发物料的高温变性，保证产品质量。

三、RANS水处理技术

工艺简介：

RANS技术是利用气体的扩散原理和膜的低阻力透气性将水/液中的二氧化碳、氧气或氨气等具有氧化腐蚀性的气体脱除的一种技术。

基本流程：

流程简述：

含氨氮废水流动在膜组件的壳程（中空纤维膜丝的外侧），酸吸收液流动在膜组件的管程（中空纤维的内侧）。氨氮在碱性条件下，存在以下解离平衡：NH4++OH- → NH3+H2O。气态NH3可以透过中空纤维表面的微孔，从壳程中的废水相进入管程的酸吸收液相，被酸液吸收立刻又变成离子态的NH4+，即铵盐。

技术特点：

①高分离效果和精确气体控制，与脱气塔相比，RANS技术大大增加了气液接触面，气液分离路径最短，可以有效保证气液分离效果；
②清洁分离技术，与脱气塔相比，RANS技术提供了一个封闭的运行环境，不会将其它污染物带入系统，出水水质有很好的保证；
③模块化设计，模块化设计安装方便，易于扩容；
④占地面积小，与脱气塔相比，RANS系统高度集中模块化设备设计，占地为脱气塔工艺的1/10-1/3，大大减少占地面积。
⑤适用于高氨氮废水，特别是高盐废和有机物含量低的废水。

四、高效混凝沉淀技术

工艺简介：

在工业废水和生活废水处理中，有一种很重要的物理化学处理技术：混凝沉淀法。这种水处理技术运用广泛，各种污染物指标去除效率高。混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和或者加入混凝剂后压缩胶体颗粒双电层和吸附架桥作用，使废水中悬浮颗粒和胶体聚集成大比重绒粒，得以沉降。

混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10（-3）～10（-6）mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等，近年来，由于经济发展，废水水量剧增，造成混凝沉淀设备超负荷运行，为了解决此类问题，高效混合沉淀技术孕育而成。其为通过改进化学药剂，改进沉淀池沉淀形式，从而大大缩短混凝沉淀在构筑物中的水力停留时间，从而大大提高了混凝沉淀效率。

基本流程：

流程简述：

向废水中投加高效混凝剂后，在搅拌过程中，废水中悬浮的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体，随着搅拌进行，矾花的大量形成，再向水中加入助凝剂，加速颗粒之间的凝聚和沉降，且在沉降过程中它们继续互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加，最后沉淀分离泥水过程。

技术特点：

①处理效率高，占地面积小，经济效益显著。只需向废水中加入少量的药剂，混合迅速（3-30s），反应时间短（5-10min），沉淀池上升流速高（2.5-3.5mm/s），大大缩短水在处理构筑物中的停留时间，提高处理效率；

②处理水质优，社会效益好，水质效益可观。从自来水厂，特别是污水处理厂几年的运行实践证明，这项工艺可使沉淀后出水浊度稳定在3NTU以下，过滤后水接近0NTU，这就形成了水质效益，和社会效益；

③抗冲击能力强，适用水质广泛：实践证明，此项技术抗冲击能力较强，当原水浊度、进水流量、投加药量发生一些变化时，沉淀池出水浊度不像传统工艺一样敏感，其设计的尚有很大潜力，当汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效果；

④此项技术的核心为高效絮凝剂和助凝剂，以及沉淀池的设计研究，其能在短时间内高效混凝，然后在高效折板沉淀池中快速分离，减少水力停留时间。

⑤这项技术用于处理废水和生活制水时，可以节约处理成本和降低制水成本。技术工艺工程施工时工期短，见效快。

五、络合萃取/液液萃取技术

工艺简介：

络合萃取是基于Lewis酸碱理论的一种萃取方法，选择合适的络合萃取剂，萃取分离出废水中能与萃取剂络合的有机物，实现废水中有机物的去除，同时萃取相通过反萃回收有用物质。

利用相似相容原理，选择合适的有机溶剂，目标组份更多地分配到有机溶剂中，达到去除有机物的目的。利用原料液中各组分在适当溶剂中溶解度的差异（有机物质在不同溶剂中的分配系数差异）而实现混合液中组分分离的过程称为液－液萃取，又称溶剂萃取。

液-液萃取，它是30年代用于工业生产的新的液体混合物分离技术。随着萃取应用领域的扩展，回流萃取，双溶剂萃取，反应萃取，超临界萃取及液膜分离技术相继问世，使得萃取成为分离液体混合物很有生命力的操作单元之一。

基本流程：

流程简述：

将一定的溶剂（萃取剂）加到被分离的混合物（废水）中，采取措施（如搅拌、调节酸碱）使原料液（水体中的有机物）和萃取剂充分混合，因溶质在两相间不呈平衡（或者络合结合），溶质在萃取相中的平衡浓度高于实际浓度，溶质从混合液相萃取集中扩散，使溶质与混合中的其它组分分离，最后废水中的有机污染物倍萃取到有机相里，废水得到净化处理；而萃取后的萃取油相经过反萃措施（如调碱反萃、精馏等）回收有机物和萃取剂。

技术特点：

①废水针对性强，针对某类废水或者特定官能团废水，以及废水中有机物在水中和有机相中分配系数差异大的废水水样；
②比化学沉淀法分离程度高；
③比离子交换交换法选择性好，传质快；比蒸馏法能耗低；处理废水能力大，周期短，便于连续操作，易实现自动化操作；
④经济效益好，在治理废水的同时，回收废水中部分有用物质，避免资源浪费，降低运营成本。

六、膜蒸馏技术（MD）

工艺简介：

膜蒸馏（MD）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。

基本流程：

流程简述：

废水经pH调节后，并预后再进入膜蒸馏系统，废水侧的蒸汽在膜两侧蒸汽压力差的作用下，会通过膜孔进入收集液侧，废水原水被脱除小分子或富浓。收集液为低沸点有机物或水。

技术特点：

①该过程几乎在常压下进行，设备简单、操作简便；

②在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，该过程便可以运行；

③可利用工业上品位低的蒸汽，加热成本低廉；

④在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸气能透过膜孔，所以蒸馏十分纯净；

⑤膜蒸馏耐腐蚀、抗辐射；

⑥膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收的形式，可进一步降低能耗；

⑦适用范围广：非挥发化学物质的浓缩和回收，如硫酸、柠檬酸、盐酸、硝酸的浓缩，氢氧化钠稀溶液的浓缩等；水溶液中挥发性溶质的脱除和回收，如丙烯腈废水的处理，低碳醇废水的处理、脱除回收废水中的氨等

七、扩散渗析技术

工艺简介：

扩散渗析是利用半透膜或选择透过性离子交换膜使溶液中的溶质由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧迁移的过程。在环境工程方面目前主要用于酸、碱废液的处理和回收。经过扩散渗析，不仅使废酸液得到处理，而且回收了其中的酸，是一条经济且环境友好的废水资源化方法。

基本流程：

流程简述：

废酸先经过预处理系统处理，处理液与水分别进入扩散渗析系统的原料室和回收室，经过扩散渗析系统回收其中的酸，回收后的酸经浓缩后直接回用到生产工艺中，原料液酸度降低，进入后处理工艺处理后达标排放。

技术特点：

①回收率高，酸回收率80-90%，回收酸浓度约为原酸浓度90%；
②有效截留盐分和金属离子，对原废酸水的盐和金属离子截留率90%以上；
③靠分子扩散回收酸，运行中几乎无能量消耗；
④安装和运行费用较低；
⑤对环境不造成二次污染。

八、稀土铁碳微电解技术

工艺简介：

稀土铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，在原有铁碳微电解基础上进行改进的一种微电解技术，其为当将特制稀土铁碳粉浸入废水溶液中时，由于改进稀土铁粉和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的加强型微电池系统，在其作用空间构成一个电场，废水中有机污染物在电位差化下进行氧化还原反应，最后得以降解。

基本流程：

流程简述：

稀土铁碳微电解反应条件温和，处理效果良好，其在pH=5-9之间都能取得良好的处理效果。其反应为废水经过收集调节水量和水质后，再通过提升泵提升进入稀土铁碳微电解反应器，在反应器中反应后，监测出水水质参数，如果达标则出水微调酸碱pH=6-9后达标排放或者进行后处理。

技术特点：

①作用污染物范围广。微电解处理方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原去除重金属。对含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果。

②操作方便。规整的微电解填料使用寿命长，且操作维护方便，处理过程中只消耗少量的微电解填料，只需定期添加即可，无需更换，进而大大降低了维护劳动强度。

③减少二次污染。废水进行反应时，其pH在5-9之间，相对于传统铁碳反应pH=3左右，节约酸成本，同时出水维持在pH=6-9之间，节约酸碱成本，同时很少或者几乎没有铁泥固废产生，不会对水造成二次污染，COD去除率高。

④反应速度快。一般工业废水只需要30~240分钟，长期运行稳定有效。

⑤应用方式多样。其可应用于已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用于废水的预处理，也可将生产废水中浓度较高的部分废水单独引出进行微电解处理。

九、低温常压催化氧化技术（LCWO）

工艺简介：

低温常压催化湿式过氧化氢氧化(LCWO)技术是处理高浓度有机工业废水的一种新方法。该技术在低温常压条件下借助催化剂的作用，使氧化剂产生具有强氧化能力的羟基自由基，从而破坏污染物分子的结构，达到无害化处理污水的效果。该技术具有设备简单，投资省，无需严格的高温高压条件，无有毒副产物，反应速度快，氧化彻底，处理效率高，催化剂便于回收利用，且不造成二次污染等优点。

该方法适用于处理焦化、农药、染料、石化、皮革等工业中高浓度难降解有机废水，尤其是适合处理含酚、含氰、含硝基苯、含苯胺的废水。对排放量不大的废水，一次处理就可达到排放标准，无需再进行其它后处理；对排放量大的废水，也可作为预处理方法，与生化法等其他方法联合使用。

基本流程：

工艺流程：

流程简述：

废水经由水泵、pH值调节装置和预热器预热后从反应器顶部进入催化反应床进行催化氧化；氧化剂从反应器侧面分批次进入催化反应器，以充分发挥其氧化能力，催化反应结束后，处理后的废水从催化氧化床底部排出，产生的CO2等无害尾气从催化反应床的顶部排出。

技术特点：

①氧化剂过参加反应后的剩余物可以自行分解，不留残余，无二次污染；
②反应压力和温度都较低，能耗小，节约运行费用；
③反应采用的催化剂用量少、价格便宜，催化剂残余污染极小；
④该技术处理有机废水适应性强，能氧化绝大多数有机物而且反应迅速；
⑤脱色效果明显，废水中的氯离子不会影响有机物的去除；
⑥操作简单，反应装置易于自动化控制，方便与其它技术联合使用。

十、光催化氧化废水处理技术

工艺简介：

利用紫外光、催化剂和氧化剂的联合作用来降解有机污染物，氧化剂在紫外光下可以产生·OH，它的氧化性很强，能与有机污染物中的C结合破坏其双键和芳香链，使其裂解产生H2，有机物最终会变成无毒无害的CO2和H2O，同时紫外光能够诱导有机物产生光敏化作用。

基本流程：

流程简述：

废水经过PH调解罐，到氧化剂加药罐，混合罐体，进入到具有紫外光的反应主体箱，箱体发生氧化还原反应，生成羟基自由基，自由基将水中有机物氧化，氧化后产生二氧化碳和水，最终经过PH值调节后排放或者回用。

技术特点：

①能耗低，反应条件温和，在常温、常压进行，易操作。在紫外光和太阳光照射下就可以发生反应。
②反应速度快，有机污染物可在几分钟到数小时内被完全破坏，避免了聚环产物的生成。
③降解没有选择性，几乎能降解任何有机物。
④消除二次污染，矿化产物为无机离子，CO2，H2O。
⑤设备简单、反应活性高，廉价，可连续工作，可氧化ppb级的污染物，适用于各种特殊设计的反应器体系。
⑥适用于处理化工、医药、印染等行业高盐或者高难降解污水预处理以及尾水提标。

十一、电催化氧化废水处理技术

工艺简介：

电催化氧化技术是通过外加电场的作用在二维及三维电极表面产生·OH，或在电解体系中产生强氧化性中间体（如Cl2）,以此实现有机物的降解。三维电解是在二维电极之间填充粒状催化填料或其他碎屑状电极材料，使其在电场作用下表面带电并形成无数微小的电化学系统，以促进反应进行。

基本流程：

流程简述：

原水调节pH后进入气浮槽，反应一定时间后加药絮凝，滤液进一步进入电催化模块。电催化模块依次为无隔膜电解、阴膜电解、阳膜电解三个单元，各单元均需曝气。该流程可根据具体项目情况灵活组合所需模块。

技术特点：

①电催化氧化单元无需添加药剂，清洁无二次污染；
②电催化氧化条件温和，常温常压下即可反应；
③操作简单，仅需调节电流电压，易于实现自动化；
④与其它技术兼容性好，可独立操作也可与其它技术耦合操作；
⑤适用于化工、医药、印染、农药、食品等行业废水的处理以及生化出水或工艺尾水提标。

十二、电渗析资源化技术

工艺简介：

针对高COD、高含盐废水的处理，目前，国内外通用的技术铁碳微电解、芬顿、高级氧化等，这些方法均是通过氧化等过程来降解废水中的有机污染物，将其转化为小分子物质，然后进一步蒸发，浓缩除盐。根据国内外对高盐、高COD废水处理的研究进展，以及自身的技术研发，开发出采用电渗析技术处理该类废水。

含盐水进入电渗析系统，有机物保留在淡化室（即原液室），盐进入浓水室。浓水室含有机物较少，含盐一般百分之十几，可蒸发得到工业级盐；淡水室有机物视情况回用至工艺过程，以提高工艺收率和产率。或者盐水直排过程TDS超标，采用此工艺后，可将水中盐大部分脱除，原液室中有机物得到浓缩回收，所得废水达标排放。

高浓废盐水经电渗析处理后，盐的脱除率高达90%，可实现含有机物的高浓盐水的盐和有机物的分离，有机物视情况资源化回用，盐水浓度15%左右，可分离后蒸发得到工业级盐出售或自平衡。废水经过电渗析处理后，盐分与有机物有效分离，高浓度盐水经处理后达标排放。

基本流程：

流程简述：

废水经过预处理水进入电渗析系统，有机物保留在淡化室（即原液室），盐进入浓水室。浓水室含有机物较少，含盐一般百分之十几，可蒸发得到工业级盐；淡水室有机物视情况回用至工艺过程，以提高工艺收率和产率。或者盐水直排过程TDS超标，采用此工艺后，可将水中盐大部分脱除，原液室中有机物得到浓缩回收，所得废水达标排放。

技术特点：

①适用于废水中有机物与盐分的分离，可以同时实现有机物浓缩、有机物与盐类分离和盐类的提纯；
②电流效率高，能耗低，用途广泛；
③操作简单，运行稳定，环境友好。

十三、DTRO（碟管式反渗透）技术

工艺简介：

DTRO（碟管式反渗透）是反渗透的一种形式，是专门用来处理高浓度污水的膜组件，其核心技术是碟管式膜片膜柱。DTRO膜组件具有特殊的流道设计形式，采用开放式流道，盘片表面有一定方式排列的凸点。这种特殊的力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效的避免了膜堵塞和浓差极化现象，成功延长了膜片的使用寿命；清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于相对恶劣的进水条件。

基本流程：

流程简述：

废水经原水泵打入芯式过滤器（10μm），保证进膜浊度在5NTU以下，滤液进高压泵进行增压后打入膜柱系统进行盐水分离，产水进入净水箱，浓缩废水再循环回至原水箱，使得原水箱浓度逐渐升高直至达到浓度极限。

技术特点：

①膜寿命长；
②最低程度的结垢和污染现象；
③组件易于维护；
④浓缩倍数高；
⑤过滤膜片更换费用低。

十四、双极膜电渗析技术

工艺简介：

双极膜是一种新型阴、阳离子交换复合膜，在阴阳离子交换层之间有一个中间层，在反向直流电场的作用下，当双极膜反向施加压力后，在直流电场的作用下，膜内的盐离子快速迁移完毕，双极膜内阴阳层界面发生水解离，解离产生的H+和OH-分别通过阳离子交换层和阴离子交换层反向扩散，基于双极膜的这一特性，将其引入到传统电渗析系统中，构成双极膜电渗析系统。双极膜电渗析系统将阴阳离子交换膜与双极膜结合，可以在不引入新组分的前提下，将盐类转化成对应的酸碱。经过双极膜系统可以实现生产过程中盐类的内部循环使用。

该方法不仅节约了企业生产过程中工业盐的处理费用，同时将盐类转化为酸碱，减少了企业购置酸碱的费用，是一个经济有效，环境友好的高盐废水资源化方法。双极膜系统后产生的低盐水经电渗析浓缩后回到前面高盐水，实现残余盐的循环利用。

基本流程：

流程简述：

高盐废水经过预处理后，之后进入双极膜系统。在电场的作用下，双极膜系统将盐类转化成对应的酸和碱，酸和碱浓度约为8-10%，可以回用到生产工艺中，当双极膜系统中的盐水浓度下降到5%以下，经电渗析浓缩后，回到前处理单元后进入双极膜系统。

技术特点：

①无需化学试剂添加即可将盐转化为酸碱、环境友好；
②操作简单、运行稳定；
③将工业废盐转化为酸碱回用到生产工艺，可实现工业盐的资源化；
④用于制备有机酸碱成本低，工艺流程短。

十五、上流式厌氧污泥床技术(UASB)

工艺简介：

上流式厌氧污泥床技术是一种处理污水的厌氧生物处理技术，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）。由荷兰Lettinga教授于1977年发明。

其机理为：UASB反应器是集有机物去除以及泥、水、气三相分离于一体的集成化废水厌氧处理工艺。厌氧生物处理是利用厌氧性微生物的代谢特性，在不需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。

UASB反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。反应器主体分为上下两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区，在下部的反应区内是沉淀性能良好的厌氧污泥床；高浓度有机废水通过布水系统进入反应器底部，向上流过厌氧污泥床，与厌氧污泥充分接触反应，有机物被转化为水、甲烷和二氧化碳，气、液、固由顶部三相分离器分离。出水COD的去除率可达到80%以上，容积负荷5~10kgCOD/（m3·d），出水二次处理后达标排放，分离后的沼气可作为能源利用。

基本流程：

流程简述：

废水经过预处理后，由反应器的底部进入后，由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用，废水与污泥充分混合，有机质被吸附分解， 所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出, 含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区, 由于沼气已从废水中分离, 沉降区不再受沼气搅拌作用的影响. 废水在平稳上升过程中, 其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分, 从而保证了反应器内高的污泥浓度，含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出。

技术特点：

①UASB内厌氧污泥浓度高，平均污泥浓度为20-40gMLVSS/L；
②对高浓废水具有高效经济的处理效果；有机负荷高，水力停留时间短，例如采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/（m3.d）左右；
③无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；
④污泥床不设载体，节省成本造价及避免因填料发生堵塞问题；
⑤UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备，运行动力较小。

运用条件：

①进水pH=6.0～8.0；
②常温厌氧温度宜为20℃~25℃，中温厌氧温度宜为35℃~40℃，高温厌氧温度宜为50℃~55℃；
③营养组合比（CODcr：氨氮：磷）宜为100～500:5:1；
④B/C的比值宜＞0.3；
⑤进水SS含量＜1500mg/L，氨氮浓度＜2000mg/L；硫酸盐浓度＜1000mg/L
⑥进水CODcr＞1500mg/L，最高可高至10000mg/L以上；
⑦严格控制重金属、氰化物、酚类等物质进入厌氧反应器浓度。
如不能满足以上要求，则需要进行相应的预处理措施。

十六、序批式活性污泥废水处理技术(SBR)

工艺简介：

SBR是序批式活性污泥法( Sequencing Batch Reactor) 的缩写，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。

最早由南美科学家们于1970年用于脱氮处理而引起环境学家们注意，20世纪80年代以来,随着全球范围水资源的短缺、水体污染形势的加剧，以及计算机、自控技术、生物技术和材料等科学的发展而在国内外被引起广泛重视和研究的一种污水处理技术。

作为一种间歇运行的废水处理工艺，其结构形式简单，运行方式灵活多变，空间上完全混合，时间上理想推流，兼均化、初沉、生物降解、终沉等功能于一池，无须设污泥回流系统。随着污水处理研究深入，SBR工艺改进技术、新工艺的研究、开发和应用得到了迅速发展，其中改良型SBR 的发展尤为迅速，如ICEAS工艺，CASS工艺，UNITANK工艺，和MSBR工艺。

SBR 工艺的运行模式由进水、反应、沉淀、出水和待机5 个基本阶段组成。从废水进水开始到待机时间结束算作1个周期。每个周期内，一切过程都在1个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次进行，该池集均化、初沉、生物降解、二次沉淀等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。这种五程序在一个反应池中操作过程，周而复始反复进行，以达到不断进行污水处理的目的。

基本流程：

流程简述：

废水经过水泵将废水泵入SBR反应池中，在进水的同时边搅拌混合，待进水完全后，停止进水，进行曝气过程，曝气反应降解有机污染后进行静置沉淀过程，沉淀完全后采用滗水器对外排水，出水达标排放，下层活性污泥部分外排，反应池进入闲置阶段，等待下一周期废水处理。

技术特点：

SBR工艺为单池间歇进水处理流程，在大多数情况下（包括工业废水处理），无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制；运行管理得当，处理水水质优于连续式；加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。具体如下：
①工艺简单，投资和运行费用低；
②污泥活性强，污泥的质量浓度高；
③对水量、水质变化的适应性强,有机物去除率高；
④静止沉淀效果好；
⑤不易出现污泥膨胀；
⑥脱氮除磷效果好。

十七、曝气生物滤池废水处理技术(BAF)

工艺简介：

曝气生物滤池(biological aerated filter)简称BAF，是80年代末 90年代初在普通生物滤池的基础上，并借鉴给水滤池工艺而开发的一种新型生物膜法污水处理工艺，此工艺综合了传统生物膜法工艺和快滤池工艺的运行特征，被称为第三代生物膜法工艺。

其基本原理包括四个部分：

①反应器内滤料上所附生物膜中微生物氧化分解作用；

②滤料及微生物膜的吸附阻留作用；

③沿着水流方向形成的食物链分级捕食作用；

④微生物膜内部微环境的反硝化作用。

曝气生物滤池是充分借鉴污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，将生物降解与吸附过滤两种处理过程合并在同一单元反应器中。以滤池中填装的粒状填料（如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等)为载体，在滤池内部进行曝气，使滤料表面生长着大量生物膜，当污水流经时，利用滤料上所附生物膜中高浓度的活性微生物的强氧化分解作用以及滤料粒径较小的特点，充分发挥微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反应器内沿水流方向食物链的分级捕食作用，实现污染物的高效清除，同时利用反应器内好氧、缺氧区域的存在，实现脱氮除磷的功能。

基本流程：

流程简述：

曝气生物滤池内装填有高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，废水由上向下或者由下往上流过滤料层，滤料层下部设有鼓风曝气，空气与污水逆向或者同向接触，使污水中的有机物与填料表面的生物膜发生生化反应得以降解，填料同时起到物理阻截作用。

其突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化与过滤结合在一起，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。

技术特点：

①具有较高的生物浓度和较高的有机负荷：单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10～15g/l），高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大，同时，由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不如传统活性污泥那么敏感，且无污泥膨胀问题。进而减少了池容积和占地面积，使基建费用大大降低。

②工艺简单、出水水质好：由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过10mg/L，因此可省去二沉池，进而降低基建费用。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准，同时可回用于生产。

③氧的传输效率高：曝气生物滤池中氧的利用率可达20%～30%，曝气量明显低于一般生物处理。

④易挂膜、启动快：BAF调试时间短，一般只需7～12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

⑤运行稳定，自动化程度高：BAF滤池为半封闭或全封闭构筑物,其生化反应受外界温度影响较小,适合于寒冷地区进行污水处理；滤池运行过程中通过反冲洗去除滤层中截留的污染物和脱落的生物膜,无需二沉池,简化了工艺流程,采用模块化结构设计,使运行管理更加方便。此外，曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，做到优化运行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。

⑥脱氮效果好：通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且具有较好脱氮功能。

⑦减少了污水厂异味,无污泥膨胀问题,无需污泥回流。

⑧曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的、甚至不可替代的功能。

十八、膜生物反应器废水处理技术(MBR)

工艺简介：

MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。

MBR污水处理是现代污水处理的一种常用方式，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉了传统工艺中的二沉池，可以高效地进行固液分离，得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，强化了生物反应器的功能，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小且水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，维持较高的降解效果。

70年代在美国、日本、南非和欧洲许多国家就已开始将膜生物反应器用于污水和废水处理的研究工作。其水源取自生活污水（如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等）和冷却水，经过多年的发展运用，现已成熟用于与市政污水和工业废水的生化处理及中水回用中。

基本流程：

流程简述：

废水经过调节池均匀水量水质后，经过提升泵进入缺氧池，在缺氧池中进行反硝化和COD降解，经过处理后废水进入膜生物反应池，在膜生物反应池中，在曝气作用下，好氧微生物进行有机污染物的降解和硝化脱氨作用，经过降解后废水被膜组件抽吸，进入中水回用池，进行中水回用，而活性污泥和其他菌胶团则被截留在反应池中，继续降解废水中的有机微生物，过多的活性污泥一部分回流至缺氧池，另一部分外排。

技术特点：

①出水水质优质稳定：由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

②剩余污泥产量少：该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。

③设备紧凑，占地面积小，不受设置场合限制：由于生物反应器内将污泥浓度提高了2～5倍，容积负荷可大大提高，而且用膜组件代替了二沉池和过滤设备，因此，占地面积可大为减少；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

④可去除氨氮及难降解有机物：由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

⑤操作管理方便，易于实现自动控制：该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

⑥易于从传统工艺进行改造：该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。

⑦污泥龄的停留时间可长达30d；固、液的分离实现了一体化；