污水处理工艺就是对城市生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。
根据《水污染控制工程》分类：
不溶态污染物的分离技术：
1、重力沉降：沉砂池（平流、竖流、旋流、曝气）、沉淀池（平流、竖流、辐流、斜流）；
2、混凝澄清；
3、浮力浮上法：隔油、气浮；
4、其他：阻力截留、离心力分离法、磁力分离法
污染物的生物化学转化技术：
1、活性污泥法：SBR、AO、AAO、氧化沟等
2、生物膜法：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等
3、厌氧生物处理法：厌氧消化、水解酸化池、UASB等
4、自然条件下的生物处理法：稳定塘、生态系统塘、土地处理法
污染物的化学转化技术：
1、中和法：酸碱中和
2、化学沉淀法：氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀
3、氧化还原法：药剂氧化法、药剂还原法、电化学法
4、化学物理消毒法：臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠
溶解态污染物的物理化学分离技术：
1、吸附法
2、离子交换法
3、膜分离法：扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤
4、其他分离方法：吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻
常见污水处理方法
物理法：物理或机械的分离过程。过滤,沉淀,离心分离,上浮等
化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等
物理化学法：物理化学的分离过程。气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等
生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。活性污泥,生物滤池,生物转盘,氧化塘,厌气消化等
常用处理废水的化学方法
混凝
向胶状浑浊液中投加电解质,凝聚水中胶状物质,使之和水分开
混凝剂有硫酸铝,明矾,聚合氯化铝,硫酸亚铁,三氯化铁等
含油废水,染色废水,煤气站废水,洗毛废水等
中和
酸碱中和,pH达中性
石灰,石灰石,白云石等中和酸性废水,CO2中和碱性废水
硫酸厂废水用石灰中和,印染废水等
氧化还原
投加氧化(或还原)剂,将废水中物质氧化(或还原)为无害物质
氧化剂有空气(O2),漂******,氯气,臭氧等
含酚,氰化物,硫铬,汞废水,印染,医院废水等
电解
在废水中插入电极板,通电后,废水中带电离子变为中性原子
电源,电极板等
含铬含氰(电镀)废水,毛纺废水
萃取
将不溶于水的溶剂投入废水中,使废水中的溶质溶于此溶剂中,然后利用溶剂与水的相对密度差,将溶剂分离出来
萃取剂:醋酸丁酯,苯,N—503等设备有脉冲筛板塔,离心萃取机等
含酚废水等
吸附(包含离子交换)
将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上,通过的废水得到处理
吸附剂有活性炭,煤渣,土壤等
吸附塔,再生装置
染色,颜料废水,还可吸附酚,汞,铬,氰以及除色,臭,味等用于深度处理工艺技术路线的选择是城市污水处理技术决策的核心部分，所有建设单位都希望能找到适合当地环境条件、处理效果好确实能解决污染问题、运行管理简单、投资和运行费用最低的技术路线。遗憾的是，这样的工艺总是难以找到，目标与现实往往相差甚远。
就目前的体制和经济发展水平来说，资金问题最难解决。技术选择的任务是根据实际情况，从经过验证的所有技术中优选出效果好且尽可能便宜的技术路线。
本文对城市污水处理各种工艺的技术经济性能、适用条件作简要的介绍。此为第一部分，下期刊登第二部分，主要内容为：“二级及二级强化处理工艺”、“自然净化处理工艺”、“污泥处理处置工艺”。
污水处理厂的工艺组成与处理等级
城市污水处理工艺流程
典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理(水线)、污泥处理等工段。由机械处理呼生化处理构成的系统属于二级处理系统，其BOD5和SS去除率可达到90%～98%。处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为强化一级处理、一级半处理或不完全二级处理，主要有高负荷生物处理法和化学法两大类，BOD5去除率45%～75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了去除特定的物质，在二级处理之后设置的处理系统属三级处理，例如化学除磷，絮凝过滤，活性炭吸附等。
机械处理工段
机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池)，城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不推荐曝气沉砂池，以避免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特性的后续工艺加以仔细分析和考虑，以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。
污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物()(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥)；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。
由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理并妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。
各种机械处理、生物处理和污泥处理技置技术设备的选择与不同组合，以及构筑物的设计构成了各种各样的污水处理厂工艺和工程方案。设计人员的职责在于根据具体条件和处理水质目标把各种可能性灵活地结合起来，以便形成在经济上合算又具有实用价值的总体处理工艺流程，避免在几种局部性的定型处理法中简单比选。有关城市污水处理厂的主要工艺类型及工程方案的选择在后续部分将作进一步的讨论。
活性污泥法污水处理工艺的组成
活性污泥法的工艺及其实施方式的组成包括4个要素，即：
·处理系统的泥龄(或污泥负荷)
·电子受体供给方式(即厌氧、缺氧和好氧状态)及其分布
·整个反应池内的流态组成及分布
·各种设备和构筑物，尤其是曝气设备。
泥龄和电子受体的供给方式是活性污泥法污水处理工艺的核心，直接关系到出水水质、反应池容积和污泥产生量。反应池内的流态对处理系统的运行特性和性能具有相当大的影响。各种设备和构筑物是实现工艺思想和设定目标的具体手段。不同泥龄、不同流态和不同曝气设备的组合构成了各种各样的活性污泥法变型工艺。
根据泥龄(污泥负荷)的不同，活性污泥法可分成3类，高负荷系统(泥龄0.5～2d)，以去除BOD5和SS为目标，BOD5去除率在40%～75%之间；中负荷常规活性污泥系统(泥龄3～7d)，常规系统以去除BOD5和SS为目标，加厌氧区可以高效除磷；中低负荷活性污泥硝化系统(泥龄7～15d)和低负荷系统(泥龄15d以上)，以BOD5、SS和氮磷为去除目标。一般来说，泥龄越长，污泥的稳定化程度越高，延时曝气系统污泥负荷很低(泥龄25d以上)，污泥可基本上得到稳定。
值得特别注意的是，泥龄和污泥负荷虽然有关，却有本质的差别。对应特定的处理目标和水质要求，往往需要相同的泥龄。在不同的水质条件环境下或不同的工艺方案中，由于生物反应池进水组成特性的不同，相同泥龄所产生的污泥量和污泥组成差别很大，对应的污泥负荷也就存在明显差别，以MLSS作为污泥量计量基础时尤为明显。这就意味着在生物除磷脱氮系统或泥龄较长的系统中，采用污泥负荷概念进行工艺设计往往缺乏合理性，更不用说工艺的优化。在本章的后续部分将对这个问题作进一步的讨论。
曝气池的流态可分为3种基本类型，推流式、完全混合式和循环流，循环流实际上是推流和完全混合的特混合方式。流态的分布与所选择的曝气混合设备类型和布置方式密切相关。曝气混合设备起供氧及混合作用，以满足活性污泥代谢作用和耗氧需求并保持活性污泥处于悬浮状态。曝气设备主要包括扩散曝气、机械曝气和纯氧曝气等3种类型，扩散曝气属底部曝气，其流态趋向于推流；而机械曝气多数属于表面曝气，其流态趋向于完全混合和循环流。这4个要素在时间、空间和实施方式上的不同组合形成构成了各种各样的污水处理技术(流程)方案。
一级与一级强化处理工艺
一级处理和一级强化处理，主要作为消减污染物总量的措施，一般应用于下列场合：
通过一级处理或一级强化处理，较大幅度地消减污染物总量后排入大江、大河或海洋，以合理利用环境容量；
作为城市污水处理厂分期分段建设的手段，以便根据经济实力，经济有效地逐步实现环境治理目标。
处理工艺的选择应依据城市污水处理设施建设的规划设计要求、建设规模和可利用的水环境容量。可选用常规一级处理、化学强化一级处理、AB法前段工艺、水解好氧法前段工艺、高负荷活性污泥法等技术。污泥一般采用浓缩后厌氧消化处理，或直接浓缩脱水处理
