1.關於活性汙泥法
目前流行的汙水處理工藝有AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A/A/O法、A/O法等。這些工藝都來源於活性汙泥法，各有特點。？
① AB法(吸附—生物氧化)？
這種方法最早是由德國的博胡克教授發明的。在此過程中，根據高負荷和低負荷分兩個階段向曝氣池供氧。A級負荷高，曝氣時間短，產泥量大。汙泥負荷為2.5kgBOD/(kgMLSS？d)以上，罐體容積負荷為6kgBOD/(m3？d)以上；B級負荷低，汙泥齡長。在A級和B級之間設有中間沈澱池..二沈池的F/M(汙染物與微生物生物量之比)不同，形成不同的微生物群落。AB法雖然有節能的優勢，但不適合低濃度水質，A級和B級也可以分期建設。？
②序批式反應器？
SBR法早在20世紀初就開發出來了，但由於人工管理繁瑣，壹直沒有推廣。這種方法集進水、曝氣、沈澱、出水於壹池，通常由四個或三個池組成，從壹個池到另壹個池依次間歇運行，故稱為序批式活性汙泥法。現在已經開發出壹些連續進水連續出水的改進型SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種集成工藝的特點是工藝簡單。由於只有壹個反應池，不需要二沈池、回流汙泥和設備，壹般沒有調節池，大部分情況下可以省略初沈池，所以節省占地和投資，耐沖擊負荷，運行方式靈活，可以及時安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態，達到除磷脫氮的目的。但由於每個池塘需要配備曝氣、配水系統、潷水器和控制系統，間歇排水的水頭損失大，池塘容量利用率不理想。所以壹般不適合大型的城市汙水處理廠。？
③ A/A/O法(厭氧-缺氧-好氧)
由於城市汙水處理出水脫氮除磷的需要，我國於10年前發展了這種厭氧-缺氧-好氧工藝。氮磷生物處理是壹種深度二級處理工藝，可以獲得高質量的出水。A/A/O法的同步除磷脫氮機理由兩部分組成:壹是除磷，汙水中的磷處於厭氧狀態(do 20)。如果降低汙泥濃度，壓縮泥齡，控制硝化作用，主要去除磷、BOD5和COD，那麽可以采用A/O工藝。
在壹些城市，汙水處理的流出物沒有排入湖泊。如果利用大型水體進行深水排放或農田灌溉，在下壹步改擴建中可以考慮脫氮除磷，節省短期投資。？
④普通曝氣法及其改進？
這壹過程最早出現，至今仍有強大的生命力。壹般曝氣法處理效果好，經驗多，能適應汙水量大。對於大型工廠，可以集中建設汙泥消化池，產生的沼氣可以作為能源使用。傳統壹般曝氣法的缺點是只能作為常規的二級處理，不具備脫氮除磷功能。？
近年來，在工程實踐中，可以通過降低普通曝氣池的容積負荷來實現脫氮；在壹般曝氣池前設置厭氧區可以除磷，也可以用化學方法除磷。普通曝氣(氧化溝如下所述)去除BOD5的方式有很多種，工程上稱為普通曝氣的變種，也可以統稱為普通曝氣。
⑤氧化溝法？
該工藝於50年代初發展起來，因其結構簡單、易於管理、不斷創新、發展前景和競爭力而迅速推廣，可謂目前的熱門工藝。氧化溝在應用中已發展成多種形式，有代表性的有:
Passveer是單溝式的簡稱，表面曝氣采用轉刷曝氣，水深壹般為2.5~3.5m，轉刷動力效率為1.6 ~ 1.8kgo2/(kW？h).？
Orbal，簡稱同心圓式，在應用中多由橢圓形的三環路組成，三環路采用不同的DO(如外環為0，中環為1，內環為2)，有利於脫氮除磷。采用轉盤曝氣，水深壹般為4.0 ~ 4.5 m，動態效率接近轉刷。目前已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小鷹的城市汙水處理廠得到應用。
如果氧化溝的取水口可以設計成多種方式，可以有效抵抗暴雨水流的沖擊，特別適用於壹些合流制排水系統的城市汙水處理。？
Carrousel，循環折流板流的簡稱，采用倒傘形葉輪曝氣。從工藝運行的角度來看，水深壹般在3.0m左右，但由於供氧和流量的矛盾，汙泥容易沈積。？
三溝氧化溝(T型氧化溝)由三個池組成，中間為曝氣池，左右兩個池兼作沈澱池和曝氣池。t型氧化溝結構簡單，處理效果好，但由於其旋轉刷曝氣，水深較淺，面積較大，控制儀表復雜，運行管理難度較大。沒有厭氧池，所以沒有除磷功能。？
氧化溝壹般沒有初沈池，負荷低，耐沖擊，汙泥少。建造成本和電力消耗因采用的溝渠類型而異。比如以轉盤、轉刷曝氣的形式，引入微孔曝氣增加水深，可有效提高氧氣利用率(提高20%)和功率效率(可達2.5 ~ 3.0 kGo2/(kW？h)の.
2.關於曝氣生物濾池
曝氣生物濾池(BAF)本質上是壹種生物接觸氧化池，相當於在曝氣池中加入了供微生物生活的填料(過濾器)，並在填料下吹空氣。這是壹種具有活性汙泥特性的生物膜法。曝氣生物濾池(BAF)起源於20世紀70年代末的歐洲大陸，現已發展成為法國、英國等國設備制造公司的技術和設備產品。由於選擇的填料不同以及是否需要脫氮，設計的工藝參數也不同。如要求出水BOD5和SS小於20 mg/L，BOD5去除率大於90%，容積負荷為0.7 ~ 3.0 kg BOD5/(m3？d)、水力停留時間為1 ~ 2h；硝化作用(90%以上)的工藝容積負荷為0.5 ~ 2.0 kg BOD5/(m3？d)水力停留時間為2-3小時。？
總的來說，我國生物膜法處理城市汙水仍需積累經驗，處理規模不宜過大，約5× 104m3/d為宜。國外(主要是歐洲)處理水量達到36×104m3/d，與其填料、自動控制手段和先進的反沖洗裝置有關，也與其長期積累的運行管理經驗有關。
3.關於UNITANK流程
UNITANK工藝與類似的TCBS工藝和MSBR工藝壹樣，是SBR工藝的新變種和發展。它結合了序批式法、普通曝氣池法和三溝氧化溝法的優點，克服了序批式法、三溝氧化溝法和普通曝氣池法占地面積大、設備多的缺點。？
典型的UNITANK工藝由三個罐組成，三個罐水力連接，每個罐配有曝氣系統，外側的兩個罐配有水堰和排泥口，交替用作曝氣池和沈澱池。汙水可以進入三個池中的任何壹個，采用連續進水，循環交替的方式運行。在自動控制下，各塘處於好氧、缺氧和厭氧狀態，從而完成有機物和氮磷的去除。？
UNITANK工藝由比利時Seghers公司在中國澳門特別行政區首建，水處理能力為14×104 m3/d(不下雨時平均水處理能力為7×104m3/d/d)。罐式為封閉式，設計容積負荷為0.58kgBOD/(m3？d)反應池總容積為46800m3，曝氣池水力停留時間為8h，出水BOD5和SS小於20mg/L..
這種集成工藝是傳統活性汙泥工藝的壹種變體，通過活性汙泥工藝的設計方法可以去除不同的汙染物。如果考慮硝化作用，其負荷壹般為0.05 ~ 0.10 kg BOD 5/(kg MLSS？d)硝化速率隨汙水溫度而變化。但需要汙泥穩定化，其汙泥負荷和汙泥齡遠遠超過硝化過程中的數值。？
容積利用率低是這種集成工藝的主要問題，也就是說，在停留時間較長的曝氣系統中，約50%的池容量用於沈澱。？
UNITANK工藝的成功取決於系統中使用穩定可靠的儀器和設備。因此，引進技術，消化、吸收和發展先進的自動控制系統是關鍵問題。壹般來說，UNITANK工藝不適合大型(>:10×104m3/d)城市汙水處理廠。
4.生物處理方法的新進展
生物處理是目前研究較多、新技術層出不窮的壹種方法。好氧生物處理技術和厭氧生物處理技術都引起了研究者的極大興趣。由於生物法利用微生物的新陳代謝，將汙染物代謝成穩定的小分子如CO2、H2O、NH3、SO2等，二次汙染小，在處理生活汙水和性質相近的有機汙水方面有其獨特的優勢。自從生物處理法問世以來，其技術得到了很大的發展。隨著人們生活水平的提高，生活汙水的產生越來越復雜。因此，生物處理法的目的已經從能夠處理蛋白質、脂肪、碳水化合物等物質的降解，提高到能夠處理合成洗滌劑、脫氮、除磷等復雜的難降解有機物。這不可避免地要求人們改革流程。過去厭氧生物處理由於效率不理想，處理時間慢，不被重視，僅用於汙泥或高濃度有機汙水的預處理。但現在，由於能源短缺，厭氧生物處理因能產生能源物質——甲烷而受到越來越多人的青睞，出現了許多新工藝。
(1)活性汙泥法的新發展
到目前為止，活性汙泥法的運行方式還沒有大的突破，經常進行壹些局部的改進，但在曝氣方式上取得了很大的成就，如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣、采用微泡擴散器等。，增加了氧轉移速率，提高了氧利用率，增加了曝氣池中的氧濃度。比如美國、日本等國研制的壹種超微型氣泡擴散器，氣泡直徑50Lm，吸氧率90%。Frederick Shurg的Reid工程公司開發的氧化溝下曝氣也是對曝氣方式的改進，將刷式曝氣改為渦輪曝氣，避免了浮質、飛濺、結冰等問題。活性汙泥法的另壹個發展趨勢是向多功能方向發展。采用的方法包括:培養馴化特殊細菌，使活性汙泥處理的對象不僅限於生活汙水，還可以馴化處理苯酚等有毒有機物，甚至氰化物等有毒無機物；將活性汙泥與其他處理方法結合起來，如活性炭-活性汙泥法，實際上是活性汙泥法形式的活性炭吸附和生物氧化的綜合處理方法；固定活性汙泥法是提供微生物附著的表面，如合成纖維、塑料、細砂、粘土焦炭等。，使附著相和懸浮相的生物同時存在於曝氣池中；這些都提高了活性汙泥的凈化效率，提高了抵抗有毒物質沖擊負荷的能力，還具有脫色、脫氮、消泡的作用，在國外已用於合成纖維、化工印染、煉油、焦化等工業生產的汙水處理；活性汙泥法與厭氧法相結合去除氮和磷，最典型的工藝是A-O(厭氧-好氧)工藝。活性汙泥法也可以與化學法結合，提高多氯聯苯和有機磷的去除效果。
(2)生物膜處理的新進展。
生物膜法最早的工藝是1893年出現在英國的普通生物濾池，通過在粗濾料上噴灑汙水進行凈化。它是最早的人工生物處理設備，目前仍在改進和發展中。在其基礎上出現了高負荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化。近二三十年來，出現了壹些新的生物膜處理技術，如生物流化床，以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料為載體，載體表面生長生物膜。充氧汙水以壹定的流速自下而上流動，使載體上的生物膜與汙水充分接觸，提高了凈化效率。其工藝包括空氣流化床、純氧流化床、三相流化床和厭氧流化床工藝。活性生物濾池是壹種將生物濾池、曝氣池和二沈池相結合的新型汙水處理工藝。其特征是生物濾池的部分出水回流與來自二沈池的汙泥壹起進入生物濾池。活性生物濾池處理生活汙水和食品加工廢水的試驗結果表明，該系統具有處理效果好、效率高、BOD容積負荷大、無汙泥膨脹和耐沖擊負荷等優點。此外，還有氣動生物轉盤、生物轉盤與曝氣池的組合、藻類轉盤等。由於生物膜法的生態環境不同於活性汙泥法，藻類、後生動物甚至硝化細菌和反硝化細菌都可以在生物膜法的生態系統中生長，因此可以用於脫氮。
(3)厭氧生物處理的新發展。
厭氧生物處理已有100多年的歷史。它是利用厭氧微生物在厭氧條件下分解有機物的技術。由於甲烷菌處理效率低、速度慢、對環境要求嚴格等缺點，長期以來厭氧生物處理壹般只用於汙泥處理，其主要工藝為化糞池和消化池。然而，由於近年來能源危機和環境汙染的加劇，厭氧生物處理因其產品中含有能源物質而受到人們的關註，大量新型厭氧生物處理技術相繼誕生。為了增加厭氧微生物的濃度，有厭氧生物膜處理方法，如厭氧生物過濾器、厭氧轉盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧折流板反應器、厭氧流化床法和升流式厭氧汙泥床反應器(UASB反應器)。還有人工固定化微生物包埋固定化法，人工將增殖速度慢的厭氧微生物在處理系統中保持在高濃度，提高處理速度，減少處理設備，可用於處理低濃度有機汙水。如日本Honda等在1988中采用包埋固定化厭氧微生物處理TOC，150mg？l，TOC去除率可達95%以上。在厭氧處理中，甲烷的緩慢增長速度成為產氣的決定性步驟。因此，為了維持沼氣發酵中微生物的高濃度，出現了利用膜進行固液分離的方法，如白芬等在1988中的利用超濾膜進行沼氣發酵的實驗。結果表明，反應器內甲烷濃度提高，TOC容積負荷為2g？l？日，其去除率可達98.4%以上。目前厭氧生物處理的發展趨勢是與其他生物處理方法相結合，如厭氧-好氧復合工藝，具有投資省、節能、汙泥產量少、出水水質好等壹系列優點。厭氧生物處理正朝著處理低濃度有機汙水、除磷脫氮、運行維護方便經濟等方面發展。
5.活性汙泥法的發展趨勢
經過幾十年的研究和實踐，活性汙泥法已經成為壹種比較完善的工藝。在池型、運行方式、曝氣方式、載體等方面很難有大的進步。用常規手段也很難在生物學上有所突破。有學者認為，未來該過程的兩大方向是膜分離技術和分子生物學技術的應用。
(1)膜分離技術的應用
用膜分離代替沈澱來分離泥水可以給活性汙泥工藝帶來以下變化:
①汙泥膨脹問題不復存在。調節活性汙泥系統時，不必考慮汙泥的沈降性能，大大簡化了過程控制；
②曝氣池內的汙泥濃度將大大提高(MLSS可達20000mg/L以上)，使系統能夠在超泥齡、超低負荷的條件下運行，充分滿足去除各種汙染物的需要；
(3)在相同的處理要求下，曝氣池的體積可以大大減小，節省處理廠的占地面積；
④汙泥濃度的增加需要更高的曝氣量，因此純氧曝氣將廣泛應用於膜分離。
雖然膜分離還存在易堵塞等問題，但這些問題正在逐步解決。事實上，目前已有多個膜分離活性汙泥系統投入運行，如日本廣石川東汙水處理廠的膜分離系統，已連續運行3年。
(2)分子生物技術的應用
目前，分子生物技術已經應用於汙水處理領域。為了了解聚磷菌除磷的生化機理，人們利用分子診斷技術獲得了聚磷菌的遺傳信息。在活性汙泥中發現的30多種絲狀真菌中，只有4種被準確命名和定位，因為這些絲狀真菌中的大多數不能被分離和培養。目前正在利用分子診斷技術對這些絲狀細菌進行定位，以便進壹步準確了解它們的特性。
廣泛應用分子診斷技術，建立活性汙泥微生物基因庫，並在此基礎上通過基因技術培育高活性汙泥菌株，進壹步提高處理效果，是未來的發展方向。