1. 關於污水處理廠低溫運行的幾點思考
在我國，隨著城鎮化、工業化建設的飛速發展和農業集約化程度的不斷提高，人類活動引發的水環境問題日益突出，嚴重製約了社會經濟的發展，甚至危及到了人們的日常生活。然而，基於我國地域遼闊、省份地理分布差異較大的國情，我國大部分地區有3-4個月甚至北方某些地區有長達6個多月的時間都處於溫度相對較低的氣候條件下，這也對低溫處理污水提出了嚴峻而艱巨的挑戰，因此，在冬季低溫情況下，如何保障污水處理廠穩定運行已成為當下亟需解決的問題。
一、影響污水處理廠冬季穩定運行的幾個因素
（一）溫度
在活性污泥處理工藝中水溫是最重要的因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，微生物生化反應的速率加快，繁殖速率也隨之加快。然而，當溫度突升或突降並超過一定限度時，某些對溫度敏感的細胞的組成物會遭受不可逆轉的破壞，從而嚴重影響了污水處理效率。
（二）溶解氧（DO）
好氧工藝要始終保持處理設備中有足夠的溶解氧含量，通常需要曝氣輔助設備，保持溶解氧大於2mg/L;而厭氧工藝中要嚴格控制溶解氧的含量，通常要控制溶解氧小於0.5mg/L。
（三）pH值
一般好氧微生物的最適宜pH在6.5-8.5之間，pH過小（<4.5）時，會引起活性污泥膨脹;而對於厭氧硝化過程，pH值則是最重要的影響因素，這是因為起主要作用的產甲烷菌對pH值的變化非常敏感，其最適pH值范圍為6.8-7.2，在pH<6.5或pH>8.2時，產甲烷苗會受到嚴重抑制，從而進一步導致整個厭氧硝化過程的惡化。
（四）營養物質
一般好氧工藝和厭氧工藝，應分別按照BOD：N：P=100：5：1和COD：N：P=200：5：l投加N和P有時也需要添加某些其它無機營養元素（K、Mg、Ca、S、Na等）、微量元素（Fe、Cu、Mn、Mo、Si、Co、硼等）和有機微量物質（酵母浸出膏、生物素、維生素）等。
（五）有機負荷
好氧及厭氧工藝均需要保證一定的有機負荷，且厭氧工藝的要求更高，但當有機物過多時，也會對微生物生長產生不利影響。
（六）氧化還原電位
好氧微生物最適合氧化還原電位為+300-400mV，至少要求大於+100mV：厭氧微生物則要求氧化還原電位小於+100mV，對於嚴格厭氧微生物，則要求小於-100mV.甚至小於-300mV。
（七）有毒物質（抑制物質）
無論好氧還是厭氧工藝，都會受到某些有毒物質的影響。如重金屬、氰化物、H2S、鹵族元素及其化合物、酚、醇、醛等。
二、低溫情況下污水處理廠運行現狀
（一）構築物不能正常工作
低溫導致污水處理構築物（格柵、沉砂池、污泥池等）出現冰凍、結冰及破裂等現象，中斷甚至損壞了污水處理流程及設備，嚴重影響了正常的生產運行和出水水質。
（二）活性污泥吸附作用和有機物降解率降低
活性污泥是污水處理廠中處理污水的主要成分，低溫會使其吸附作用變差、有機物的降解率降低。低溫條件下（5oC以下），冷適應微生物所分泌的胞外聚合物變少以及酶催化作用的減少降低了生化反應速度，使得吸附在活性污泥表面上的有機物，不能很快被降解，從而降低了活性污泥的降解效率，同時，生化反應速度隨之降低也減慢了吸附在話性污泥表面上的有機物被水解和攝入體內的速度，在一定程度上降低了被多糖類粘液層包覆的微生物表面的活性，並且未降解的有杌物在活性污泥吸附表面上有所積累，也抑制了污泥表面活性的恢復，從而降低了活性污泥的吸附作用。
（三）污泥膨脹
低溫時污水處理活性污泥容易發生膨脹，低溫條件下微絲菌屬的小胸蟲會大量繁殖，具有絲長、疏水特點，過度生長導致了寒冷地區污泥膨脹。
（四）影響污泥脫水
低溫下絲狀菌的大量出現導致了污泥絮體疏鬆、密度減小，進一步導致污泥比阻和沉降指數增大，除此之外，低溫活性污泥的胞外分泌物中含有很多的粘性物質，也使污泥的壓縮性降低，嚴重影響污泥脫水。
（五）氮去除率降低
微生物脫氮主要經過氨化、硝化和反硝化三個過程，其中最為重要的硝化過程所起作用的微生物是氨化細菌和硝化細菌，它們對於溫度的要求較高，最適溫度為20-30oC，15oC時反應速率明顯下降，當溫度小於5oC時反應幾乎完全停止，因此，低溫由於導致硝化反應的中斷而阻斷了脫氮進程，使得出水的氮的去除率降低。
（六）懸浮顆粒物去除率降低
在低溫下，污水的粘滯系數增大、懸浮顆粒物（SS）與污泥的混合不充分、活性污泥水解效率下降、被吸附的SS容易脫落等，都使得SS的去除率降低。
三、污水處理廠冬季運行採取的措施
（一）改進運行設備與參數
研究表明降低污泥負荷、延長污泥齡、增加水力停留時間和採取池體升溫或保溫可以有效的提高低溫污水處理效率。國內某污水處理廠利用太陽能，採用水浮式採光保溫罩的做法，有效解決了冬季保持水溫的問題，在降低成本的同時保證出水質量。研究發現通過提高溶解氧濃度、延長污泥泥齡、降低污泥負荷以及控制溶解氧濃度、加大混合液迴流比、投加碳源可以分別強化低溫硝化和反硝化的效果，因此可以改善低溫對污水脫氮的影響。
（二）物理化學強化措施
通過物理化學措施對低溫污水進行預處理，也有助於提高污水處理效率，如利用超聲波瞬間空化作用對難降解廢水進行預處理，使難降解的大分子物質降解為小分子的易於生化降解的物質，可以達到提高污水可生化性的目的;通過投加化學葯品增強污泥絮凝、抗降性能也可達到增大污染物與活性微生物接觸面積與縮短處理所需時間的目的。
（三）生物強化措施
使用生物添加劑或生物增效劑是指通過運用自身的、外來的生物種類或經過選擇的微生物加速去除污染物、強化生化處理效果的一種方法。向污水處理工藝中投加聚氨酯泡沫、粉末話性炭、硅藻土以及鐵鹽等作為載體，可利於微生物附著生長並形成高技生物膜，利用懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜共同去除低溫污水中污染物，可以提高反應池中生物量，防止污泥膨脹，改善泥水分離效果。
（四）處理工藝的選擇與改進
低溫條件下，處理工藝的選擇是工程建設成敗的關鍵，處理工藝是否合理直接關繫到整個處理系統的處理效果、運行穩定性、建設投資和運行成本等。因此，必須結合實際情況，綜合考慮各方面因素，慎重選擇合適的處理工藝，以達到最佳的處理效果和經濟效益。
四、結束語
我國大部分地區有半年左右的時間都處於溫度相對較低的氣候條件下，這對低溫處理污水提出了嚴峻而艱巨的挑戰。本文分析了影響污水處理廠冬季穩定運行的幾個因素與低溫情況下污水處理廠運行現狀，並提出了改善建議，僅供參考，如有不當還請指正。
2. 污水處理使用低溫等離子除臭設備一次性投入大概多少維護成本怎麼樣
只是部分電費而已，雖然前期投入大，但運行成本相比較而言比其他有機廢氣的處理方式省諸城德源環保
3. 冬季污水處理廠低溫運行時，污泥膨脹會有哪些顯著特點
污泥膨脹中，最明顯的指標是污泥沉降比（SV），最初發現的也是SV的增加（都版說調試人員是權一個量筒走天下，最初發現的當然是SV了）。
但更能准確地說明污泥膨脹的指標是污泥體積指數（SVI），這個指標幾乎是為了說明污泥膨脹而設定的。與SV不同的是SVI考慮了MLSS，打個比方，SV就是一個物體的體積，MLSS是一個物體的質量，而一個污泥是否膨脹，不是取決於一個物體的體積，而是取決於其密度。SVI指標可以看作是體積除以質量，或者說是密度的倒數。SVI值過低（也就是說密度過高）則表明污泥粒徑小、密實，無機成分含量高；若SVI值過高（也就是說密度過低），則表明污泥整體較輕、沉降性能不好，將要發生或已經發生污泥膨脹。
4. 冷等離子技術能用於低溫污水處理方面嗎
可以的，水溫即使低於4℃也能夠進行污水處理；對行業污水沒有進水水回質要求，冷等離子污答水處理具有更強大的氧化能力；可根據企業生產需要一鍵式啟動污水處理設備。
同時，冷等離子技術使得污水處理周期大大縮短，冷等離子污水處理不涉及微生物的培養。由於冷等離子發生技術的完善，其造價成本和運行成本均低於常規二級生物處理法，具有明顯的經濟優勢。
在冷等離子技術處理污水的時候，由於污水處理過程會有泡沫，很多企業都會使用到德豐污水處理消泡劑DF-280 快速消泡
5. 污水處理設備在低溫環境下運行需要注意些什麼
污水處理設備在低溫下運行要注意保暖，以防管道爆裂。低溫會影響生物活性。其他沒有太多影響，如果能幫助您，請採納，謝謝
6. 技術求助：低溫甲醇洗的廢水處理
低溫甲醇洗工藝有魯奇低溫甲醇洗和林德低溫甲醇洗,兩者大致相同,現按魯奇工藝介紹如下：
魯奇低溫甲醇洗經過優化改進,目前主要為7塔工藝,及整個工序用到7個塔.工藝流程如下：
1、原料氣脫氨-脫氨塔
從前系統來的原料氣進入到低溫甲醇洗的原料氣/合成氣換熱器和深冷器冷卻到10℃左右,進入到氨洗滌塔脫氨.然後原料氣再進入原料氣最終冷卻器冷卻到-17℃左右.
2、脫硫脫碳-吸收塔
-17℃左右的原料氣進入吸收塔底部,在塔內用從頂部進入的低溫甲醇經過四段逐步吸收,脫除原料氣中的CO2和H2S.最終出吸收塔塔頂的凈化氣（總硫＜0.1ppm,CO2約3%左右）經過多個換熱器熱交換回收冷量之後,被送往甲醇合成裝置.
3、有效氣再生-中壓閃蒸塔
甲醇在吸收塔中吸收CO2和H2S後,從吸收塔各段收液槽出來,經過氨冷器冷卻後,被送到中壓閃蒸塔上下兩段分別閃蒸.在此,甲醇在中壓下閃蒸,以去除部分二氧化碳及溶解的有價值的氫氣和一氧化碳以便回收利用.
4、酸氣濃縮-再吸收塔
出中壓閃蒸塔的甲醇被氨冷器進一步冷卻後進入再吸收塔,在此,一部分甲醇降壓閃蒸出比較純凈的CO2再利用,另一部分降壓閃蒸並經過N2氣提出大部分的CO2和H2S,H2S經過冷甲醇再吸收,CO2和N2的混合氣體成為尾氣（隨後介紹）.
5、甲醇再生—熱再生塔
從再吸收塔中出來的甲醇,經過換熱回收冷量後用泵輸送至熱再生塔,在熱再生塔中加熱至95℃以上,將甲醇中吸收的氣體全部釋放出來,成為純凈的甲醇,經過冷卻後送回吸收塔繼續吸收原料氣中的CO2和H2S.
6、甲醇脫水-甲醇水塔
在熱再生塔中,甲醇脫除了吸收的全部氣體,但其中的水分不能有效脫出,故將熱再生塔中的一小部分甲醇輸送至甲醇水塔進行精餾,脫除其中的大部分水（控制水含量小於1%）,然後以氣態重新返回熱再生塔再利用.
7、尾氣脫醇-尾氣洗滌塔
在再吸收塔中產生的尾氣,經過回收冷量後,被送入尾氣洗滌塔中,用脫鹽水洗滌其中夾帶的甲醇,洗滌後的尾氣放空至大氣中.
上述是低溫甲醇洗得工藝流程簡述.如果還有什麼不明白,歡迎留言,我盡力幫你解答!
希望能幫到你（我可是一個一個字打上去的啊）!
7. 低溫環境下市政生活污水如何處理
本發明公開了一種低溫環境下處理城市生活污水的方法及裝置，本發明是採用微電解柱和序列間歇式反應器共同完成對污水的處理;污水在微電解柱內通過氧化還原反應生成鐵離子絮體防止污水中的污泥在低溫下發生膨脹，提高鐵離子絮體對污水中有機物、氮和磷等污染物的吸附能力和污水的沉降性能;鐵離子絮體與污水一同進入序列間歇式反應器後，通過鐵離子絮體對電子的傳遞作用，提高活性污泥中微生物在低溫情況下的生長和生化活動，從而增強生化處理能力。本發明的方法和裝置很好的解決了我國西北地區每年三個多月的低溫氣候環境下城市生活污水的處理要求。
權利要求書
1.一種低溫環境下處理城市生活污水的方法，其特徵在於：該方法採用微電解柱和序列間歇式反應器共同完成對污水的處理;污水在微電解柱內通過氧化還原反應生成鐵離子絮體防止污水中的污泥在低溫下發生膨脹，提高鐵離子絮體對污水中有機物、氮和磷等污染物的吸附能力和污水的沉降性能;鐵離子絮體與污水一同進入序列間歇式反應器後，通過鐵離子絮體對電子的傳遞作用，提高活性污泥中微生物在低溫情況下的生長和生化活動，從而增強生化處理能力。
2.根據權利要求1所述低溫環境下處理城市生活污水的方法，其特徵在於：所述污水由微電解柱底部與氧氣一同進入微電解柱，在微電解柱中部的填料層內投放有鐵碳填料;污水在通過填料層時與鐵碳填料產生氧化還原反應生成鐵離子絮體，鐵離子絮體與污水一起從微電解柱上部排出，進入序列間歇式反應器。
3.根據權利要求1所述低溫環境下處理城市生活污水的方法，其特徵在於：所述序列間歇式反應器內設有攪拌機，攪拌機採用程序控制;通過間隙性開啟攪拌機使序列間歇式反應器內形成厭氧75分鍾、好氧165分鍾、亞厭氧90分鍾、好氧120分鍾交替式厭氧好氧的短程硝化和反硝化環境，提高污水中氮和磷的去除率;同時使活性污泥中的生化需氧量和化學需氧量通過微生物的降解作用大大降低。
4.根據權利要求1所述低溫環境下處理城市生活污水的方法，其特徵在於：所述序列間歇式反應器上設有氧化還原電位探頭和酸鹼度探頭，通過氧化還原電位探頭和酸鹼度探頭可了解序列間歇式反應器的運行狀態，以確保序列間歇式反應器序列間歇式池子中工作在最佳運行狀態。
5.根據權利要求1所述低溫環境下處理城市生活污水的方法，其特徵在於：所述污水通過污水泵打入微電解柱，序列間歇式反應器底部設有排泥泵，序列間歇式反應器上部設有排水泵;所述污水泵、排泥泵和排水泵均由太陽能電池板提供，正常日照情況下，通過調節充電控制器使太陽能儲存在蓄電池內，蓄電池與污水泵、排泥泵和排水泵連接。
6.一種根據權利要求1-5任一權利要求所述方法構成的低溫環境下處理城市生活污水的裝置，其特徵在於：包括微電解柱(4)和序列間歇式反應器(6);微電解柱(4)底部的進水口經管道與儲水池(2)內的污水泵(3)連接;微電解柱(4)上部的出水口經管道與序列間歇式反應器(6)上部的進水口連接，序列間歇式反應器(6)中部設有排水口，排水口經管道與排水泵(11)連接;序列間歇式反應器(6)底部設有排泥口，排泥口經管道與排泥泵(10)連接。
7.根據權利要求6所述低溫環境下處理城市生活污水的裝置，其特徵在於：所述儲水池(2)底部設有污水進管(1)，污水進管(1)與城市污水排放管道連接。
8.根據權利要求6所述低溫環境下處理城市生活污水的裝置，其特徵在於：所述微電解柱(4)底部設有砂濾微孔曝氣裝置，砂濾微孔曝氣裝置與氧氣管道連接;微電解柱(4)中部設有填料層(5)，填料層(5)內投放有鐵碳填料。
9.根據權利要求6所述低溫環境下處理城市生活污水的裝置，其特徵在於：所述序列間歇式反應器(6)內設有攪拌機(9);序列間歇式反應器(6)上設有氧化還原電位探頭(7)和酸鹼度探頭(8)。
10.根據權利要求6所述低溫環境下處理城市生活污水的裝置，其特徵在於：所述污水泵(3)、排水泵(11)和排泥泵(10)與蓄電池(14)連接，蓄電池(14)經充電控制器(13)與太陽能電板(12)連接。
說明書
一種低溫環境下處理城市生活污水的方法及裝置
技術領域
本發明涉及一種低溫環境下處理城市生活污水的方法及裝置，屬於城鎮生活污水處理技術領域。
背景技術
採用傳統的活性污泥法處理城市生活污水時，污水中的有機物在活性污泥中微生物的同化作用過程中轉化為無機物從而得到去除，然而我國西北地區每年要面臨三個多月的低溫氣候環境，由於水溫偏低，微生物生化活性低，污泥不僅會直接降低生化凈化能力甚至容易導致污泥膨脹。特別是低溫污水中顆粒物和膠體團狀物會嚴重抑制微生物活性，從而降低生物處理工藝運行穩定性和出水水質。因此有必要開發一種新的新型的鐵碳活性污泥處理城市生活污水系統。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種低溫環境下處理城市生活污水的方法及裝置，以解決在水溫偏低情況下，微生物生化活性低，生物處理工藝運行穩定性和出水水質不理想的問題，從而克服現有技術的不足。
本發明的技術方案是這樣實現的：
本發明的一種低溫環境下處理城市生活污水的方法為，該方法採用微電解柱和序列間歇式反應器共同完成對污水的處理;污水在微電解柱內通過氧化還原反應生成鐵離子絮體防止污水中的污泥在低溫下發生膨脹，提高鐵離子絮體對污水中有機物、氮和磷等污染物的吸附能力和污水的沉降性能;鐵離子絮體與污水一同進入序列間歇式反應器後，通過鐵離子絮體對電子的傳遞作用，提高活性污泥中微生物在低溫情況下的生長和生化活動，從而增強生化處理能力。
前述方法中，所述污水由微電解柱底部與氧氣一同進入微電解柱，在微電解柱中部的填料層內投放有鐵碳填料;污水在通過填料層時與鐵碳填料產生氧化還原反應生成鐵離子絮體，鐵離子絮體與污水一起從微電解柱上部排出，進入序列間歇式反應器。
前述方法中，所述序列間歇式反應器內設有攪拌機，攪拌機採用程序控制;通過間隙性開啟攪拌機使序列間歇式反應器內形成厭氧75分鍾、好氧165分鍾、亞厭氧90分鍾、好氧120分鍾交替式厭氧好氧的短程硝化和反硝化環境，提高污水中氮和磷的去除率;同時使活性污泥中的生化需氧量和化學需氧量通過微生物的降解作用大大降低。
前述方法中，所述序列間歇式反應器上設有氧化還原電位探頭和酸鹼度探頭，通過氧化還原電位探頭和酸鹼度探頭可了解序列間歇式反應器的運行狀態，以確保序列間歇式反應器序列間歇式池子中工作在最佳運行狀態。
前述方法中，所述污水通過污水泵打入微電解柱，序列間歇式反應器底部設有排泥泵，序列間歇式反應器上部設有排水泵;所述污水泵、排泥泵和排水泵均由太陽能電池板提供，正常日照情況下，通過調節充電控制器使太陽能儲存在蓄電池內，蓄電池與污水泵、排泥泵和排水泵連接。
根據上述方法構成的本發明的一種低溫環境下處理城市生活污水的裝置為，該裝置包括微電解柱和序列間歇式反應器;微電解柱底部的進水口經管道與儲水池內的污水泵連接;微電解柱上部的出水口經管道與序列間歇式反應器上部的進水口連接，序列間歇式反應器中部設有排水口，排水口經管道與排水泵連接;序列間歇式反應器底部設有排泥口，排泥口經管道與排泥泵連接。
前述裝置中，所述儲水池底部設有污水進管，污水進管與城市污水排放管道連接。
前述裝置中，所述微電解柱底部設有砂濾微孔曝氣裝置，砂濾微孔曝氣裝置與氧氣管道連接;微電解柱中部設有填料層，填料層內投放有鐵碳填料。
前述裝置中，所述序列間歇式反應器內設有攪拌機;序列間歇式反應器上設有氧化還原電位探頭和酸鹼度探頭。
前述裝置中，所述污水泵、排水泵和排泥泵與蓄電池連接，蓄電池經充電控制器與太陽能電板連接。
由於採用了上述技術，本發明與現有技術相比，本發明具有以下效果：一是鐵碳微電解產生的鐵離子絮體有利於吸附污水中有機物、氮和磷等，同時提高污水的沉降性能，防止污泥在低溫下發生污泥膨脹，同時鐵碳微電解產生的鐵離子起到傳遞電子的作用，這種活性鐵離子有利於提高序列間歇式活性污泥中微生物在低溫情況下的生長和生化活動，從而增強生化處理能力。二是序列間歇式反應器大大提高了污染物的去除效率;同時有利於控制絲狀菌導致的污泥膨脹，保持活性污泥最佳狀態;交替式厭氧好氧對難降解污染物處理效果好;序列間歇式裝置佔地面積小，結構簡單，便於操作管理。三是整個系統的泵和攪拌機等設備都是通過太陽能發電轉換成交流電維持動力的，節約能源，降低成本。
8. 有關於污水處理的知識,詳細點,
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明，為實現經濟的持續穩定的發展，必須解決好發展與環境保護的矛盾。隨著我國社會和經濟的高速發展，城市環境污染特別是水污染的問題日趨嚴重。城鎮生活污水的排放量逐年增加，2002年全國工業和城鎮生活廢水排放總量為439.5億噸，比上年增加1.5%。其中工業廢水排放量207.2億噸，比上年增加2.3%；城鎮生活污水排放量232.3億噸，比上年增加0.9%，其中僅有10%得到處理。[1]生活污水中含有較高的氮、磷等營養物質,未經處理直接排入江河湖海,是導致水域富營養化污染的主要原因。2002年監測數據顯示,遼河、海河水系污染嚴重，劣V類水體佔60%以上；淮河幹流水質以III-V類水體為主，支流及省界河段水質仍然較差；黃河水系總體水質較差，幹流水質以III-IV類水體為主，支流污染普通嚴重；松花江水系以III-IV類水體為主；珠江水系水質總體良好，以II類水體為主；長江幹流及主要一級支流水質良好，以II類水體為主。由於「污染性」造成的水資源短缺，已成為嚴重製約我國社會經濟持續發展的突出問題，丞待解決。目前我國水污染控制的重點已從以工業點源為主，逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。根據預測 [2]，到2010年我國城市污水排放總量為1050億m3，城市污水處理率要達到50%，預計需新建污水處理廠1000餘座，而決定城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素是污水處理工藝和技術的選擇，因此開發適合我國國情的、高效、低耗、能滿足排放要求、基建和運行費用低的污水處理新技術和新工藝，具有十分重要的現實意義。
二、生活污水處理工藝研究和應用領域共同關注的問題
長期以來，城市生活污水的二級生物處理多採用活性污泥法，它是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理流程，具有處理能力高，出水水質好等優點。但卻普遍存在著基建費、運行費高，能耗大，管理較復雜，易出現污泥膨脹、污泥上浮等問題，且不能去除氮、磷等無機營養物質。對於我國這樣一個資源不足、人口眾多的發展中國家，從可持續發展的角度來看，並不適合中國國情。由於污水處理是一項側重於環境效益和社會效益的工程，因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制，使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的「瓶頸」。歸納起來，目前在城市生活污水處理研究和應用領域，普遍存在的問題有：
（1）採用傳統的活性污泥法，往往基建費、運行費高，能耗大，管理較復雜，易出現污泥膨脹現象；工藝設備不能滿足高效低耗的要求。
（2）隨著污水排放標準的不斷嚴格，對污水中氮、磷等營養物質的排放要求較高，傳統的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主，往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯，形成多級反應池，通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的，這勢必要增加基建投資的費用及能耗，並且使運行管理較為復雜。
（3）目前城市污水的處理多以集中處理為主，龐大的污水收集系統的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資，因此建設大型的污水處理廠，集中處理生活污水，從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
因此，如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩餘污泥量、最方便的操作管理，以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展。已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題，就要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善，同時也需要一並考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題，且所採用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
三、生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究發展
在污水生物處理的發展和應用中，活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善，與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由於生物膜法具有處理效率高，耐沖擊負荷性能好，產泥量低，佔地面積少，便於運行管理等優點，在處理中極具競爭力。
1．生物膜法凈化污水機理
污水中有機污染物質種類繁多，成分復雜。但對於生活污水來說，其有機成分歸納起來主要包括：蛋白質（40%-60%），碳水化合物（25%-50%）和油脂（10%），此外還含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定於載體表面上的微生物膜來降解有機物，由於微生物細胞幾乎能在水環境中的任何適宜的載體表面牢固地附著、生長和繁殖，由細胞內向外伸展的胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構，因此生物膜通常具有孔狀結構，並具有很強的吸附性能。
生物膜附著在載體的表面，是高度親水的物質，在污水不斷流動的條件下，其外側總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質，在膜的表面上和一這深度的內部生長繁殖著大量的微生物及微型動物，形成由有機污染物 →細菌→原生動物（後生動物）組成的食物鏈。生物膜是由細菌、真菌、藻類、原生動物、後生動物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。其中細菌一般有：假單苞菌屬、芽苞菌屬、產鹼桿菌屬和動膠菌屬以及球衣菌屬，原生動物多為鍾蟲、獨縮蟲、等枝蟲、蓋纖蟲等。後生動物只有在溶解氧非常充足的條件下才出現，且主要為線蟲。污水在流過載體表面時，污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸附，並通過氧向生物膜內部擴散，在膜中發生生物氧化等作用，從而完成對有機物的降解。生物膜表層生長的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的內層微生物則往往處於厭氧狀態，當生物膜逐漸增厚，厭氧層的厚度超過好氧層時，會導致生物膜的脫落，而新的生物膜又會在載體表面重新生成，通過生物膜的周期更新，以維持生物膜反應器的正常運行。
生物膜法通過將微生物細胞固定於反應器內的載體上，實現了微生物停留時間和水力停留時間的分離，載體填料的存在，對水流起到強制紊動的作用，同時可促進水中污染物質與微生物細胞的充分接觸，從實質上強化了傳質過程。生物膜法克服了活性污泥法中易出現的污泥膨脹和污泥上浮等問題，在許多情況下不僅能代替活性污泥法用於城市污水的二級生物處理，而且還具有運行穩定、抗沖擊負荷強、更為經濟節能、具有一定的硝化反硝化功能、可實現封閉運轉防止臭味等優點。
通過人工強化作用將生物膜引入到污水處理反應器中，便形成了生物膜反應器。近年來，物物膜反應器發展迅速，由單一到復合，有好氧也有厭氧，逐步形成了一套較完整的生物處理系統。
填料是生物膜技術的核心之一，它的性能對廢水處理工藝過程的效率、能耗、穩定性以及可靠性均有直接關系。
2、厭氧生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究進展
（1）、復雜物料的厭氧降解階段
在廢水的厭氧處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨。在此過程中，不同的微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成復雜的生態系統。對復雜物料的厭氧過程的敘述，有助於我們了解這一過程的基本內容。所謂復雜物料，即指那些高分子的有機物，這些有機物在廢水中以懸浮物或膠體形式存在。
復雜物料的厭氧降解過程可以被分為四個階段。
水解階段：高分子有機物因相對分子質量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。因此它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。
發酵（或酸化）階段：在這一階段，上述小分子的化合物在發酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸（簡寫作VFA）、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
產乙酸階段：在此階段，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
產甲烷階段：這一階段里，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
在以上階段里，還包含著以下這些過程：a、水解階段里有蛋白質水解、碳水化合物的水解和脂類水解；b、發酵酸化階段包含氨基酸和糖類的厭氧氧化與較高級的脂肪酸與醇類的厭氧氧化；c、產乙酸階段里有從中間產物中形成乙酸和氫氣和由氫氣和 氧化碳形成乙酸；d、甲烷化階段包括由乙酸形成甲烷和從氫氣和二氧化碳形成甲烷。除以上這些過程之外，當廢水含有硫酸鹽時還會有硫酸鹽還原過程。復雜化合物的厭氧降解可以利用圖來表述（見圖1）
（2）厭氧生物膜法處理工藝的應用研究進展
a、厭氧濾器（AF）
厭氧濾器是60年代末由美國McCarty 等在Coulter等研究基礎上發展並確立的第一個高速厭氧反應器。傳統的好氧生物系統一般容積負荷在2KgCOD/（m3?d）以下。而在AF發明之前的厭氧反應器一般容積負荷也在4-5kgCOD/（m3?d）以下。但AF在處理溶解性廢水時負荷可高達10-15 kgCOD/（m3?d）。[4]因此AF的發展大大提高了厭氧反應器的處理速率，使反應器容積大大減少。
AF作為高速厭氧反應器地位的確立，還在於它採用了生物固定化的技術，使污泥在反應器內的停留時間（SRT）極大地延長。McCarty發現在保持同樣處理效果時，SRT的提高可以大大縮短廢水的水力停留時間（HRT），從而減少反應器容積，或在相同反應器容積時增加處理的水量。這種採用生物固定化延長SRT，並把SRT和HRT分別對待的思想推動了新一代高速厭氧反應器的發展。
SRT的延長實質是維持了反應器內污泥的高濃度，在AF內，厭氧污泥的濃度可以達到10-20gVSS/L。AF內厭氧污泥的保留由兩種方式完成：其一是細菌在AF內固定的填料表面（也包括反應器內壁）形成生物膜；其二是在填料之間細菌形成聚集體。高濃度厭氧污泥在反應器內的積累是AF具有高速反應性能的生物學基礎，在一定的污泥比產甲烷活性下，厭氧反應器的負荷與污泥濃度成正比。同時，AF內形成的厭氧污泥較之厭氧接觸工藝的污泥密度大、沉澱性能好，因而其出水中的剩餘污泥不存在分離困難的問題。由於AF內可自行保留高濃度的污泥，也不需要污泥的迴流。
在AF內，由於填料是固定的，廢水進入反應器內，逐漸被細菌水解酸化、轉化為乙酸和甲烷，廢水組成在不同反應器高度逐漸變化。因此微生物種群的分布也呈現規律性。在底部（進水處），發酵菌和產酸菌佔有最大的比重，隨反應器高度上升，產乙酸菌和產甲烷菌逐漸增多並佔主導地位。細菌的種類與廢水的成分有關，在已酸化的廢水中，發酵與產酸菌不會有太大的濃度。
細菌在反應器內分布的另一特徵是反應器進水處（例如上流式AF的內部）細菌由於得到營養最多因而污泥濃度最高，污泥的濃度隨高度迅速減少。
污泥的這種分布特徵賦予AF一些工藝上的特點。首先，AF內廢水中有機物的去除主要在AF底部進行（指上流式AF），據Young和Dahab報道[4]， AF反應器在1m以上COD的去除率幾乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以內去除的。因此研究者認為在一定的容積負荷下,淺的AF反應器比深的反應器能有更好的處理效率。其次,由於反應器底部污泥濃度特別大，因此容易引起反應器的堵塞。堵塞問題是影響AF應用的最主要問題之一。據報道,上流式AF底部污泥濃度可高達60g/L。厭氧污泥在AF內的有規律分布還使得反應器對有毒物質的適應能力較強,可以生物降解的毒性物質在反應器內的濃度也呈現出規律性的變化,加之厭氧生物膜形成各種菌群的良好共生體系,因此在AF內易於培養出適應有毒物質的厭氧污泥。例如在處理三氯甲烷和甲醛廢水中,發現AF反應器內的污泥產生了良好的適應性,這些有毒物質的去除效果和允許的進液濃度逐漸上升。AF同時也具有較大的抗沖擊負荷能力。一般認為在相同的溫度條件下，AF的負荷可高出厭氧接觸工藝2~3倍，同時會有較高的COD去除率。
AF在應用上的問題除了堵塞和由局部堵塞引起的溝流以外，另一個問題是它需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。由於以上問題，國外生產規模的AF系統應用也不是很多。據Le-ttinga在1993年估計，國外生產規模的AF系統大約僅有30~40個。[4]
作為升流式厭氧濾池的革新技術——厭氧膜床（S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB）,採用較大顆粒及孔隙率的填料代替傳統的小粒徑填料，有效地解決了反應器的堵塞問題。厭氧膜床具有如下特點：
有效克服了厭氧濾池易堵塞和出水水質差的缺點；
生物固體濃度高，因此可獲得較高的有機負荷；
在厭氧膜床內微生物通過附著在填料表面形成生物膜，以及懸浮於填料孔隙間形成細菌聚集體，因此在厭氧膜床內可以保持較高的生物量。因此可縮短水力停留時間，耐沖擊負荷能力較強；
啟動時間短，停止運行後再啟動也較容易；
不需要迴流污泥，運行管理方便；
在水量和負荷有較大變化的情況下，耐沖擊性較好。
b、厭氧流化床反應器（AFBR）
在流化床系統中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜來保留厭氧污泥，液體與污泥的混合、物質的傳遞依靠使這些帶有生物膜的微粒形成流態化來實現。
流化床反應器的主要特點可歸納如下：
流態化能最大程度使厭氧污泥與被處理的廢水接觸；
由於顆粒與流體相對運動速度高，液膜擴散阻力小，且由於形成的生物膜較薄，傳質作用強，因此生物化學過程進行較快，允許廢水在反應器內有較短的水力停留時間；
克服了厭氧濾器堵塞和溝流問題；
高的反應器容積負荷可減少反應器體積，同時由於其高度與直徑的比例大於其它厭氧反應器，因此可以減少佔地面積。
但是，厭氧流化床反應器存在著幾個尚未解決的問題。其一，為了實現良好的流態化並使污泥和填料不致從反應器流失，必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度，但這幾乎是難以做到的，因此穩定的流態化也難以保證。[5]其次，一些較新的研究認為流化床反應器需要有單獨的預酸化反應器。同時，為取得高的上流速度以保證流態化，流化床反應器需要大量的迴流水，這樣導致能耗加大，成本上升。由於以上原因，流化床反應器至今沒有生產規模的設施運行。有人認為它在今後應用的前景也不大。[5]
c、厭氧附著膜膨脹床反應器（AAFEB）
厭氧附著膜膨脹床（Anaerobic Attached Film Expanded Bed）是Jewell等人在1974年研究和開發出來的一種污水處理工藝。與生物流化床相比，區別在於載體的膨脹程度。以填料層高度計，膨脹床的膨脹率約為10%~20%，此時顆粒間仍保持互相接觸，而流化床則為20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通過對比厭氧膨脹床、滴濾池和活性污泥法等工藝的經濟性，發現對於小型污水處理廠而言，厭氧膨脹床後續滴濾池的設計是最為經濟的選擇，能耗量少，污泥產率量低。但目前此工藝仍主要停留在小試和中試研究階段。
綜上所述，採用厭氧生物膜反應器為主體的厭氧處理技術，作為生活污水處理的核心方法，在技術上已經成熟，並且較之其它方法有獨到的一些優勢。但是，厭氧方法在濃縮營養物（氮和磷）方面效果不大，同時它僅能除去部分病源微生物。此外，殘存的BOD、懸浮物或還原性物質可能影響到出水的質量。所以厭氧生物膜反應器要成為完整的環境治理技術，合適的後處理手段必不可少。
3、好氧生物膜法處理技術——生物接觸氧化
生物接觸氧化法是由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來的。早在20世紀30年代，已在美國出現生產型裝置。當時的生物接觸氧化池，填料的材質是砂石、竹木製品和金屬製品，主要用於處理低濃度、低有機負荷的污水，它克服了活性污泥法在處理此類污水時，因污泥流失而不能維持正常運行的缺點，並取得了較好的效果。進入70年代，隨著大孔徑、高比表面積的蜂窩直管填料和立體波紋塑料填料的出現，使生物接觸氧化法的應用范圍得到拓寬，它不僅可用於處理生活污水，而且可用於處理高濃度有機廢水和有毒有害工業廢水，與其他生物處理方法相比，展現出了優越性，我國在70年代開始對生物接觸氧化法進行了研究，第一座生產性試驗裝置用於處理城市污水，在處理效果、動力消耗、經濟效益和管理維護等方面都明顯優於活性污泥法。與活性污泥法比較，生物接觸氧化具有以下主要優點：①生物接觸化法以填料作為載體，供生物群棲息生長，形成穩定的生態體系，有較高的微生物濃度，一般可達10~20g/l；氧的利用率高，可達10%。具有較高的耐沖擊負荷能力和對環境變化的適應能力，剩餘污泥量少。②生物接觸氧化法可以充分利用絲狀菌的強氧化能力且不產生污泥膨脹。並且不需要象活性污泥法那樣採用污泥迴流以調整污泥量和溶解氧濃度，易於管理和操作。隨著十餘年的大量實踐，對氧化池結構形式、填料的品種和安裝方式、供氣裝置的種類和布置形式等方面進行了不斷創新、不斷優化。目前，生物接觸氧化技術已經廣泛應用處理生活污水、生活雜用水和不同有機物濃度的工業廢水。
填料是微生物棲息的場所、生物膜的載體。填料的表面生長生物膜，生物膜的新陳代謝過程使污水得利凈化。填料的性能直接影響著生物接觸氧化技術的效果和經濟上的合理性，因而填料的選擇是生物接觸氧化技術的關鍵。
填料的特性取決於填料的材質和結構形式。填料的材質應具有分子結構穩定、抗老化、耐腐蝕和生物穩定性好等特性。填料的結構形式應具有比表面積大、空隙率高、硬度高、有布水布氣和切割氣泡的功能。填料之間的空隙在外力作用下可發生變化，有利於剝落的生物膜及時排出填料區，以及填料的體積應具有可壓縮性，並在復原後不發生變形，便於運輸和安裝。
固定化載體的發展
（1）固定式填料
固定式填料以蜂窩狀及波紋狀填料為代表，多用玻璃鋼、各種薄形塑料片構成。新近有陶土直接燒結生產的陶瓷蜂窩填料，孔形為六角形，孔徑在20~100mm之間。由於比表面積小，生物膜量小，表面光滑，生物膜易脫落，填料橫向不流通，造成布氣不均勻，易堵塞以至無法正常運轉，且造價較高，近年來，此類填料已逐漸淘汰。
（2）懸掛式填料
懸掛式填料包括軟性、半軟性及組合填料、軟性填料，理論比表面積大,空隙率>90%，掛膜快，空隙的可變性使之不易堵塞，而且造價低，組裝方便，出水穩定，處理效果較好,COD和BOD5去除率達80%以上。但廢水濃度高或水中懸浮物較大時，填料絲會結團，大大減少了實際利用的比表面積，且易發生斷絲、中心繩斷裂等情況，影響使用壽命，其壽命一般為1~2年。半軟性填料，具有較強的氣泡切割性能和再行布水布氣的能力、掛膜脫膜效果較好、不堵塞；COD和BOD去除率在70-80%。使用壽命較軟性填料長。但其理論比表面積較小（87-93m2/m3）生物膜總量不足影響污水處理效果，且造價偏高。
組合式填料，是鑒於軟性、半軟性存在的上述缺點並吸取軟性填料比表面積大、易掛膜和半軟性填料不結團，氣泡切割性能好而設計的新型填料，在填料中央設計半軟性部件支撐著外圍的軟性纖維束，其平面有如盾形，故又稱盾式填料。其比表面積1000~2500 m2/m3，空隙率98%-99%，具有掛膜快，生物總量大，不結團等優點。污水處理能力優於軟性、半軟性填料，在正常水力負荷條件下COD去除率70%-85%，BOD5去除率達80%~90%，與之類似的還有燈籠式（或龍式）和YDT彈性立體填料。
（3）分散式填料
分散式填料包括堆積式、懸浮式填料，種類繁多。特點是無需固定和懸掛，只需將之放置於處理裝置之中，使用方便，更換簡單。北京曉清環保公司的多孔球形懸浮填料和北京桑德公司的SNP無剩餘污泥懸浮填料等，具有充氧性能好，掛膜快，使用壽命長等優點。江西萍鄉佳能環保工程公司新近開發的堆積式填料—球形輕質陶料，填料粒徑2~4 mm，有巨大的比表面積，使反應器中單位體積內可保持較高的生物量，而且填料上的生物膜較薄，其活性相對較高，具有完全符合曝氣生物濾池填料的國際性能標准，在法國承建的我國大連馬欄河污水處理廠使用，這是我國新型填料開發的一項重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工藝在生活污水處理中的應用
城市污水經厭氧處理後，在現有的技術條件下，要達到二級出水標准，需要相當長的停留時間，結果使厭氧處理雖然在運行管理費用上佔有優勢，但在基建投資上卻失去了競爭力。因此從微生物和化學角度講，厭氧處理僅僅提供了一種預處理，它一般需要後處理方能滿足新的污水排放標准。印度和南美國家在積極推廣應用厭氧生活污水處理技術的同時，普遍意識到由於厭氧處理後氮和磷基本上沒有去除，因此對厭氧出水進一步處理很有必要。缺乏合適的後處理技術，是導致厭氧生物處理技術在生活污水處理領域應用緩慢的主要原因之一。雖然已有的小試實驗結果表明，兩級厭氧系統組合可以獲得良好的處理效果。但目前，在實際生產中，應用最為廣泛的仍然是厭氧與好氧組合系統。在印度，氧化塘是最常用的後處理方法。經厭氧、氧化塘兩級處理後的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分別為87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水處理工程中，以及哥倫比亞Bucarmanga鎮的160000人生活污水處理工程中，後處理均採用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厭氧生活污水處理工程中，後處理方法比較多樣化，二沉池＋氯消毒、淹沒濾池＋二沉池＋氯消毒、氧化溝等，最後直接排入城市污水管網或用於農灌。在日本，城鎮生活污水一般採用厭氧消化＋好氧活性污泥法聯合處理、厭氧濾池＋好氧濾池以及厭氧濾池＋接觸氧化法組合處理。並且最新研製的具有脫氮除磷功能的高級型JOHKASO小型家用生活污水凈化器系統，廣泛應用於分散處理生活污水方面。[7]厭氧和好氧生物處理技術的組合能夠有效的去除大部分有機和無機污染物。厭氧生物專家G·Lettinga教授斷言厭氧處理生物技術如果有合適的後處理方法相配合，可以成為分散型生活污水處理模式的核心手段，這一模式較之於傳統的集中處理方法更具有可持續性和生命力，尤其適合發展中國家的情況。[8]
厭氧-好氧組合處理工藝，充分發揮了厭氧技術節能、好氧技術高效的優勢，成為目前污水處理工藝發展的主要趨勢。在國外，由上流式厭氧污泥床反應器（UASB）和好氧生物膜反應器組成的厭氧—好氧組合處理工藝一直是研究的重點，[9，10，11]並針對組合工藝的硝化/反硝化性能和動力學機理展開了較為深入的研究。[12，13]近年來，Ricardo Franci Goncalves等[14，15]進行的小試和中試的研究結果表明，採用UASB和淹沒式曝氣生物濾池（BF）組合工藝處理生活污水，兩段HRT分別為6h和0.17h時系統對CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上，並且該組合系統相對單一的UASB污水處理系統而言，有更好的穩定出水水質的作用。當BF段的污泥迴流至UASB段時，厭氧反應器內有機物甲烷化的能力提高，使產氣量增加、剩餘污泥量減少，可以減少甚至省去污泥濃縮池和消化池。
由於以UASB為主體的厭氧-好氧組合處理工藝,受溫度的影響較大,特別是在低溫條件下,系統的性能不能得到充分的發揮。Igor Bodik等[16]通過中試試驗研究了厭氧折流板生物濾池反應器和淹沒式曝氣生物濾池組合工藝低溫下處理生活污水時的脫氮性能。系統經過一年的運行，在厭氧段和好氧段的水力停留時間分別為15 h和4h的條件下，即使環境溫度低於10℃（平均氣溫5.9℃），對CODcr、BOD5和SS的去除率仍達80%左右。低溫使硝化的活性受到一定的影響，溫度在4.5-23℃范圍內，TKN的去除率在46.4-87.3%間變化,並且該系統也具有一定的反硝化功能，為低溫環境下生活污水的脫氮處理提供了參考。
參考資料：http://..com/question/23545633.html?si=4
9. 怎樣解決北方低溫對污水處理廠的影響
1、盡量選用對溫度要求不高的工藝；
2、可做保溫或者用鍋爐蒸汽加溫；
3、構築物可做成地下或半地下的；
4、做成室內的。
10. 冬季污水處理廠低溫運行需要注意哪些
影響污水處理廠冬季穩定運行的幾個因素
(一)溫度
在活性污泥處理工藝中水版溫是最重要的權因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，微生物生化反應的速率加快，繁殖速率也隨之加快。
(二)溶解氧(DO)
(三)pH值
(四)營養物質
(五)有機負荷
好氧及厭氧工藝均需要保證一定的有機負荷，且厭氧工藝的要求更高，但當有機物過多時，也會對微生物生長產生不利影響。
(六)氧化還原電位
(七)有毒物質(抑制物質)
無論好氧還是厭氧工藝，都會受到某些有毒物質的影響。如重金屬、氰化物、H2S、鹵族元素及其化合物、酚、醇、醛等。