在廢水處理中我們有分一、二、三共3個(gè)層級(jí)的處理，每一層分別代表著不同的廢水處理深度，也就是說隨著層級(jí)的升高，對(duì)廢水的處理效果會(huì)更加深入、徹底。在廢水處理工程設(shè)計(jì)時(shí)我們會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同層級(jí)的廢水處理工藝。
不同層級(jí)的廢水處理工藝是各不相同的，一般的第一層級(jí)的廢水處理工藝采用的都是物理法，第二層級(jí)所采用的廢水處理工藝則是以生物、化學(xué)法為主，第三層級(jí)主要采用的是富氧氧化法和廢水回用的工藝。
一、廢水處理第一層級(jí)：
廢水處理第一層級(jí)主要采用的是物理法，其中包括格柵、沉砂池、調(diào)節(jié)池、沉淀池等。
1.1格柵
格柵：按形狀可分為平面格柵、曲面格柵；按柵條的間隙分為粗格柵、中格柵、細(xì)格柵。
工作原理：由一種獨(dú)特的耙齒廠裝配成一組回轉(zhuǎn)格柵鏈。在電機(jī)減速器的驅(qū)動(dòng)下，耙齒鏈進(jìn)行逆水流方向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。耙齒鏈運(yùn)轉(zhuǎn)到設(shè)備的上部時(shí)，由于槽輪和彎軌的導(dǎo)向，使每組耙齒之間產(chǎn)生相對(duì)自清運(yùn)動(dòng)，絕大部分固體物質(zhì)靠重力落下，而另一部分則依靠清掃器的反向運(yùn)動(dòng)把粘在耙齒上的雜物清掃干凈，這樣的原理。
1.2沉砂池
沉砂池的類型有平流式（重力式）沉砂池、曝氣式沉砂池
作用是從廢水中分離密度較大的無機(jī)顆粒，保護(hù)水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構(gòu)筑物容積，提高污泥有機(jī)組分的含率，提高污泥作為肥料的價(jià)值。
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1.3調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池的作用是為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，需對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)；酸性廢水和堿性廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行混合，可達(dá)到中和的目的；短期排出的高溫廢水也可用調(diào)節(jié)的辦法來平衡水溫。
1.4沉淀池
常見的幾種沉淀池類型：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、幅流式沉淀池、斜流式沉淀池
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幾種沉淀池比較：
（1）平流式池：構(gòu)造簡(jiǎn)單，沉淀效果較好，但占地面積較大，排泥存在的問題較多，目前大、中、小型廢水處理廠均有采用；
（2）豎流式池：占地面積小，排泥較方便，且便于管理，然而池深過大，施工困難，造價(jià)高，因此一般僅適用于中小型廢水處理廠使用；
（3）輻流式池：最適宜于大型水處理廠采用，有定型的排泥機(jī)械，運(yùn)行效果較好，但要求較高的施工質(zhì)量和管理水平；
（4）斜流式池：主要適用于初沉池，在給水處理中應(yīng)用較廣，沉淀效率高，停留時(shí)間短，占地少，缺點(diǎn)是容易滋生藻類等，排泥困難、易堵塞，維護(hù)不便。
（5）氣浮：
作用：氣浮法又稱為浮選法，它是在廢水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡作為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮物等污染物黏附在氣泡上。利用氣泡的浮升作用上浮到水面，通過收集水面上的泡沫或浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。
二、廢水處理的第二層級(jí)
第二層級(jí)的廢水處理主要應(yīng)用生化法處理，其中包括主要包括生物處理法、活性污泥法、生物膜法等；
2.1生物處理法：
生物處理法是利用微生物的氧化分解及轉(zhuǎn)化功能，以廢水的有機(jī)物(少數(shù)以無機(jī)物)作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，采取一定的人工措施，創(chuàng)造一種可控制的環(huán)境，通過微生物的代謝作用，使廢水中的污染物質(zhì)被降解、轉(zhuǎn)化，從而使廢水達(dá)到凈化的效果
生物法廢水處理一般分為好氧生物處理和厭（兼）氧生物處理兩大類，對(duì)于好氧生物處理中的傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝、序批式活性污泥法統(tǒng)稱為活性污泥法；其中生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、流化床、氣提式反應(yīng)器（ABS）統(tǒng)稱為生物膜法。
2.2活性污泥法
傳統(tǒng)的SBR法：SBR工藝即間歇活性污泥法，它由一個(gè)或多個(gè)曝氣反應(yīng)池組成，廢水分批進(jìn)入池中，經(jīng)活性污泥凈化后 ,上清液排出池外即完成一個(gè)運(yùn)行周期。每個(gè)工作周期順序完成進(jìn)水 、反應(yīng) 、沉淀 、排放 4 個(gè)工藝過程。
SBR工藝的特點(diǎn)是具有一定的調(diào)節(jié)均化功能，可緩解進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)帶來的不穩(wěn)定性。工藝處理簡(jiǎn)單，處理構(gòu)筑物少，曝氣反應(yīng)池集曝氣、沉淀、污泥回流于一體，可省去初沉池、二沉池及污泥回流系統(tǒng)，且污泥量少，易于脫水，控制一定的工藝條件可達(dá)到較好的除磷效果，但也存在自動(dòng)控制和連續(xù)在線分析儀器儀表要求高的缺點(diǎn)。
CASS工藝：CASS工藝是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng),不僅具有SBR工藝簡(jiǎn)單可靠、運(yùn)行方式靈活、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，且除磷脫氮效果明顯。這一功能主要實(shí)現(xiàn)于CASS池通過隔墻將反應(yīng)池分為功能不同的區(qū)域 ,在各分格中溶解氧、污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷不同 ,各池中的生物也不相同。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)、出水。同時(shí)在傳統(tǒng)的SBR池前或池中設(shè)置了選擇器及厭氧區(qū) , 提高了除磷脫氮效果(見圖2) 。
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MSBR 法：MSBR工藝是20世紀(jì)80，年代初期發(fā)展起來的廢水處理工藝 ，經(jīng)過不斷改進(jìn)和發(fā)展，目前最新的工藝是第三代工藝，其工作原理如圖3所示。
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UNITANK 系統(tǒng)：SEGHERS公司提出的UNITANK系統(tǒng)是SBR法的又一種變形和發(fā)展，它集合了SBR和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，一體化設(shè)計(jì), 不僅具有SBR系統(tǒng)的主要特點(diǎn), 還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行。
UNITANK 系統(tǒng)的特點(diǎn)是構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)緊湊 ,一體化 ?？筛鶕?jù)好氧過程的 DO 檢測(cè)與缺氧和厭氧過程的ORP在線檢測(cè) ,通過改變供氣量 , 切換進(jìn)出水閥門 ,改變好氧 、缺氧及厭氧的反應(yīng)時(shí)間等 , 高水平地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)間和空間控制 ,高效地去除廢水中的有機(jī)物及脫氮除磷 ,且水力負(fù)荷穩(wěn)定 。
交替改變進(jìn)水點(diǎn) ,可以相應(yīng)改善系統(tǒng)各段的污泥負(fù)荷 ,進(jìn)而改善污泥的沉降性能。脫氮除磷過程更能通過抑制絲狀菌生長(zhǎng)來控制污泥膨脹。3 個(gè)池可以被完全加蓋封閉或建在地下，廢氣可以收集處理，既有利于布置 、保溫，又避免系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。
AB法是吸附－生物降解工藝的簡(jiǎn)稱，是由德國亞琛工業(yè)大學(xué)（Aachen）賓克（Bohnke）教授于20世紀(jì)70年代中期開創(chuàng)。該工藝于80 年代初應(yīng)用于工程實(shí)踐。
與傳統(tǒng)活性污泥法相比，AB法主要有下列特征：未設(shè)初沉池，由吸附池和中間沉淀池組成的A段為一級(jí)處理系統(tǒng)；B段由曝氣池和二次沉淀池組成；A、B兩段各自擁有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，各自由獨(dú)特的微生物群體，有利于功能的穩(wěn)定。
其他其他SBR演變工藝：ICEAS工藝、IDEA工藝、DAT-IAT工藝
2.3生物膜法：
好氧生物膜法是根據(jù)土壤自凈的原理發(fā)展起來的。從好氧微生物對(duì)有機(jī)物降解過程的基本原理上分析，生物膜法和活性污泥法是相同的，兩者主要不同在于活性污泥法是靠曝氣池中懸浮流動(dòng)著的活性污泥來分解有機(jī)物的，而生物膜法則是主要依靠固著于載體表面的微生物膜來凈化有機(jī)物。
厭氧生物處理：可分為四個(gè)階段：水解階段、酸化階段(也叫發(fā)酵階段)、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段。
水解階段：水解細(xì)菌將不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)變成可溶性有機(jī)物,將高分子溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)變成小分子有機(jī)物(通過細(xì)菌胞外酶作用)
酸化階段：水解階段產(chǎn)生的小分子水解產(chǎn)物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外,這一階段的主要產(chǎn)物有VFA、醇類、乳酸、CO2、NH3、H2S等。與此同時(shí)，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)。
產(chǎn)乙酸階段：在此階段，酸化階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、H2、碳酸等以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
產(chǎn)甲烷階段：在此階段，乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和新的細(xì)胞物質(zhì)。
三、廢水處理的第三層級(jí)
三級(jí)處理工藝可以分為常規(guī)工藝、MBR 技術(shù)和LM深度處理技術(shù)。
3.1常規(guī)工藝
常規(guī)的三級(jí)處理工藝是在生物處理之后增加混凝、過濾、消毒等常規(guī)處理過程 ,有砂濾、膜濾、反滲透、UV 消毒、液氯、臭氧消毒等 。一般來說這些處理方式單位水處理成本比較低，在經(jīng)濟(jì)上比較可行。
3.2 MBR技術(shù)
MBR 技術(shù)又稱為膜生物反應(yīng)器技術(shù),利用了膜分離的選擇性和高效性,同時(shí)又利用了生物處理工程的有效性和徹底性,將水中的有害物質(zhì)最大限度地除去。MBR 工藝的特點(diǎn)是用膜分離系統(tǒng)代替了普通活性污泥法中的二沉池, 減少了傳統(tǒng)工藝大部分的處理單位 ,節(jié)省了大量投資,而且耗能和一般傳統(tǒng)的水處理工藝相近。廢水在處理設(shè)備中的停留時(shí)間短，對(duì)COD，NH3-N 的去除率極高 ,出水水質(zhì)達(dá)到了生活雜用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.3 LM 深度處理工藝
LM深度處理工藝是一種全新的生態(tài)處理工藝 ,在厭氧池加好氧池的基礎(chǔ)上加入了改進(jìn)的曝氣氧化塘和高效濕地兩個(gè)深度處理單元, 使出水水質(zhì)達(dá)到了生活雜用水的標(biāo)準(zhǔn)。其工藝流程是: 生物厭氧池—封閉好氧池—開放好氧池—澄清池—人工濕地—UV消毒—蓄水池—回用,或者以接觸氧化池和生態(tài)氧化槽代替封閉好氧池和開放好氧池。LM 深度處理工藝的特點(diǎn)是剩余污泥少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便,還具有美化景觀的功能，該方法和其他水處理工藝相比比較經(jīng)濟(jì)。
3.4運(yùn)用狀況及其發(fā)展趨勢(shì)
目前我國的三級(jí)處理工藝中運(yùn)用一般的常規(guī)處理工藝較多，現(xiàn)階段 MBR方法也有了廣泛運(yùn)用, 就我國目前的實(shí)際情況來看，由于常規(guī)工藝處理比較方便，且應(yīng)用技術(shù)也較成熟，一般在選取工藝時(shí)仍選用常規(guī)處理工藝。
國內(nèi)外目前廣泛研究的主要是通過微濾和反滲透技術(shù)來處理二級(jí)處理后的廢水，以達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)。濕地系統(tǒng)在國外有著廣泛的應(yīng)用，目前我國也開始了這方面的研究工作。由于我國環(huán)境污染加劇，淡水資源巨減,，在未來我國會(huì)越來越重視第三層級(jí)的廢水處理工藝，也會(huì)更多的應(yīng)用起來。
