从工业企业和居民区排出的废水，其水量和水质都是随时间而变化的，工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。
定义：调节水量和水质的构筑物称为调节池。
调节的目的：减少和控制废水水质（污染物浓度）及流量的波动，以便为后续处理提供最佳条件。①调节水量； ②均和水质；
调节池其它作用：①调整pH值；②降低水温； ③临时贮存事故排水。④生物预处理（如预曝气） 调节的方式
水量调节：调节的主要设备是设置废水调节池。 按调节池的作用分类：均量池，均质池，均化池 水质调节池
不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合。
混合方式： 动力混合（水泵搅拌、混合空气搅拌、混合机械搅拌混合利用外加动力而进行的强制调节，构造简单，效果较好，能防止悬浮物沉积于池内，并兼有吹脱有害气体的作用，但运行费用高。） 水力混合（采用异程式均质池，它使同时进入池内的每一质点的水流流程长短都不相同，使前后进入池内的水流在池内得以相互混合，取得随机均质的作用。）
水量调节池按位置分类：在线调节，离线调节（在线调节进水一般采用重力流，出水用泵提升。流程可以大幅度地调节废水的成分和流量，但能源消耗大。）
第二节 絮凝法
混凝：就是向废水中投加一定种类、一定数量的化学药剂（混凝剂），并创造一定的水力条件，使水中污染物相互凝聚、颗粒增大的并与水分离的处理过程。
处理对象：主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质（0.1~0.001 um)、微小的SS。
凝聚：胶体失去稳定性互相凝聚，结果形成众多的“小矾花”的过程称为凝聚，10~30S。 絮凝：脱稳胶体即“小矾花”相互聚集称为絮凝 ，20~30min。
混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。
混凝的作用：要去除微小无机、有机悬浮物和胶体杂质，去除部分COD，去色度、浊度，去磷(加铝盐、铁盐)，去乳化油（破乳）。
混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作用
混凝原理：1、胶体的稳定性，（指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性 ,1-100nm 是胶体粒子 100-10000nm 是细微悬浮物) 2、混凝原理:压缩双电层，吸附电中和机理，吸附架桥，共沉淀。
（1）压缩双电层作用
混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层, 使ξ电位降低。当ξ电位为零时, 称为等电状态。此时胶体间斥力消失, 胶粒最易发生聚结。实际上，ξ电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的ξ电位称为临界电位。胶粒因ξ电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程，称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中，从而使扩散层减簿。使胶核表面的负电性降低。这种作用称压缩双电层。当双电层被压缩，颗粒间的静电斥能就会降低。当降至小于颗粒布朗运动的动能时，颗粒就能相互吸附凝聚。
（2）吸附电中和机理
颗粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带电异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了ζ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发
生，此时静电引力常是这些作用的主要方面。
（3）吸附架桥作用
三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大．当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，为絮凝。
（4）网捕作用（共沉淀）
沉淀物（大多指金属氢氧化物如石灰、金属盐如硫酸铝、氯化铁）在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。
二、混凝剂和助凝剂 P293 1. 混凝剂
混凝剂：无机盐类混凝剂：主要指铝盐和铁盐. 有机高分子混凝剂：这类混凝剂都具有巨大的线状分子。每—大分子有许多链节组成。链节间以共价健结合.主要是聚丙烯酰胺（单体CH2=CH- CONH2 ）助凝剂 ：当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。助凝剂可用以调节或改善混凝的条件，助凝剂也可用以改善絮凝体的结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用．使细小松散的絮凝体变得粗大而紧密，
影响因素：水温，ph，投加量和水中杂质，水力条件。（水温对混凝效果有明显的影响。15~25度最佳无机盐类混凝剂的水解是吸热反应，水温低时，水解困难。水温高絮凝体松散不易沉淀，进而影响后续的沉淀处理的效果。改善的办法是投加高分子助凝剂或是用气浮法代替沉淀法作为后续处理。水的pH值对混凝的影响程度视混凝剂的品种而异。特别是无机盐类絮凝剂影响大有机高分子影响小 。投加量有明显的影响。例如，天然水中含粘土类杂质为主，需要投加的混凝剂的量较少；而污水中含有大量有机物时，需要投加较多的混凝剂才有混凝效果.在生产和实用上，主要靠混凝试验来选择合适的絮凝剂凝品种和最佳投量。所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。水利分为两个阶段：混合和反应。混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并凝聚。在此阶段不要求形成大的絮凝体。要求快速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟内完成。反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低，以免结大的絮凝体被打碎。
投加分类：干投法，湿投法
搅拌：机械搅拌，压缩空气搅拌，水泵搅拌。
溶解后进入溶液池配制成一定浓度,再投加。无机混凝剂10~20%,有机高分子0.5～1.0%
混合：1）水泵混合，优点：水泵混合效果好，不需要另建混合设备缺点：混凝剂对水泵叶轮有一定腐蚀，且运输管线长时早形成的絮凝体会被打碎。2）隔板混合 优点：水量稳定时，混合的效果好;缺点：水量不稳定时，混合的效果也不稳定。3）机械混合 优点：搅拌强度可调节，混合效果好，不受水量变化影响。缺点：使用了机械设备，增加了维修保养工作和动力消耗。浆板式：体积小于2m3的混合反应池。螺旋式：体积较大的池子4）管式混合 优点：混合效果好，费用低，设备简单 缺点：流量变化，效果
不稳定，流速低时，混合不充分
反应设备：1）隔板反应池（水力搅拌）优点：反应池构造简单，管理方便，效果好
缺点：反应时间长，容积大，适用处理水量较大的处理厂，水量较小时，隔板间距过窄，难施工和维修。2）折板反应池 （水力搅拌） 优点：水流在折波间形成众多旋涡，提高颗粒絮 凝效果。缺点：水量变化较小的水厂，板距小，安装维修困难，折板费用高。3）机械反应池（机械搅拌）优点：可随水质、水量变化而随时改变，以保证絮 凝效果，可用于任何规模水厂。缺点：需机械设备而增加机械维修和运行费用运行参数。
应用：工业废水，饮用水预处理，城市生活污水。
生物絮凝剂：利用生物技术，通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂，即天然高分子絮凝剂。
特点
①无毒无害，安全性高。 ②易被微生物降解，无二次污染。
③絮凝性好、效果稳定适用范围广，脱色效果强。 ④来源广泛，生产周期短 分类
按照絮凝剂的存在形式划分,可以分为:
（1）天然有机生物大分子或通过改性获得的生物絮凝剂 （2）直接利用生物细胞作为絮凝剂 （3）利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂 （4）利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂
影响生物絮凝剂絮凝能力的因素：1、温度：高温可使生物高分子变性，空间结构改 变，某些活性基团不再与悬浮颗粒结合,因而表现出活性基团的活性下降。2、金属离子
有些生物絮凝剂中含有的金属离子可以加强生物絮凝剂的架桥作用和中和作用。3、pH 絮凝剂的絮凝能力受pH影响的原因是酸碱度的变化会改变生物聚合物的带电状态和中和电荷的能力以及被絮凝物质的颗粒表面性质(带电情况) 。4、絮凝剂的浓度 同其他絮凝剂一样生物絮凝剂的絮凝效率受其浓度的影响，在低浓度范围内，随絮凝剂浓度的提高絮凝效率提高，但达到一定浓度后,再增加絮凝剂的浓度，絮凝效率反而下降。5、絮凝剂的分子质量、分子结构与形状分子量越大，絮凝活性越高；线性分子絮凝活性高，分子带支链或交联越多，絮凝性越差；絮凝剂产生菌处于培养后期，细胞表面疏水性增强，产生的絮凝剂活性也越高。
甲壳素：缺点
（1） 研究水平低。现在大多还处在实验室阶段。
（2）制备成本高。绝大多数研究按照食品发酵和生物制药的思路制备生物絮凝剂, 即采用单一菌种和价格昂贵培养基, 制备偏高。
（3）絮凝剂产量低, 絮凝活性弱。（4） 絮凝机理尚无明确解释。微生物絮凝剂絮凝机理的研究目前仍没有重大突破, 仍只是用经典的胶体体系絮凝机理进行解释, 这必然会制约处理能力的提高。（5） 针对性不强。在研究微生物絮凝剂处理废水时, 尚没有关于絮凝剂种类、成分与处理废水类型对应关系的研究, 这将造成微生物絮凝剂在使用过程中的盲目性和缺乏针对性, 从而难以提高微生物絮凝剂处理废水的效率
复合絮凝剂：1、无机复合絮凝剂：铝铁复合絮凝剂，含金属的聚合硅酸盐。2、无机、有机复合絮凝剂：铁盐-合成有机复合絮凝剂，铝铁复合盐-合成有机复合絮凝剂，无机-天然有机复合絮凝剂。
无机复合高分子絮凝剂：是在聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚硅酸等非复合型无机高分子絮凝剂制作过程中引入Fe3+ 、Al3+ 、Ca2+ 等阳离子或Cl-、SO42-、 SiO32-等阴离子的一种或几种，使它们发生水解聚合等反应形成多种复合高分子絮凝剂 聚合氯化铝铁(PAFC)优点
（1） 具有对原水质适应性强、絮凝沉淀速度快、对色度去除率高等优点；
（2）与有机高分子絮凝剂相比，则价格便宜，原料易得，处理后对水质无害，絮体体积较紧密，沉淀速度快，脱水效率高；（3）这类絮凝剂把聚硅酸、聚合铝和聚合铁的优点结合起来，同时具有电中和作用和吸附架桥作用，其絮凝性能优于单独絮凝剂。（4） 平均分子量高达二十万。
无机一有机高分子絮凝剂：主要是铝系、铁系、铁铝系、聚硅酸盐等无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂，如甲壳素、聚丙烯酰胺(PAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等之间组合使用。优缺点：无机高分子絮凝剂在絮凝效果方面优于传统的絮凝剂，但与有机高分子絮凝剂相比，在聚合度及絮凝效果方面较差。有机高分子絮凝剂具有用量少，絮凝速度快，受pH值及温度影响小等优点，但是价格昂贵。
吸附法
吸附：利用一种多孔性物质（吸附剂）与另一 种液相或气相中的物质（吸附质）接触时，
吸附质被吸附剂表面所固着，使两相中浓度发生变化的过程。这是一种从液相或气相到固体表面的传质现象，也是一种传统化工分离技术。
吸附剂分类：1、天然吸附剂，天然吸附剂有粘土、硅藻土、蒙脱土、褐煤、无烟煤、烟煤、蛭石、天然沸石等。2、人工合（或经加工）的吸附剂，活性炭、人工沸石（分子筛）、活性氧化铝、活性氧化镁、吸附树脂等。
活性白土：活性白土的化学组成随所用原料粘土和活化条件不同而有很大差别，但一般认为吸附能力和化学组成关系不大。虽然吸附容量不大，选择吸附分离能力低，但来源广泛.
沸石分子筛：有许多孔穴，具有很大的内表面积，吸附容量大.由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。 人工合成沸石是极性吸附剂，对极性分子具有很大的吸附力。其稳定性较差（耐酸、碱、温度、机械等），天然沸石交换容量和选择性低，常用改性沸石。
吸附的类型：1、物理吸附：吸附剂和吸附质（溶质）通过分子力（范德华力）产生的吸附；因此吸附热较
小、可逆，一种吸附剂可吸附多种物质，被吸附物的分子稍能在界面上自由移动。易再生，吸附、解吸速率都很快.2、化学吸附：吸附剂与吸附质（溶质）之间靠化学键的作用，发生化学反应，使吸附剂与吸附质（溶质）牢固地联系在一起。需大量活化能、高温。吸附热量较大，是一种选择性吸附，难再生，吸附、解吸速率都慢.3、交换吸附：一种物质的离子由于静电引力集聚在吸附剂表面的带电点上，在吸附过程中，伴随着等量的离子交换。
比表面积：单位质量的吸附剂所具有的表面积称其为比表面积（cm2/g）。随吸附剂的孔隙多少而变化。比表面积越大，吸附能力越强，一般比表面积随着吸附剂的孔隙率的增大而增大。比表面积的大小只提供了被吸附物与吸附剂之间的接触机会。 引起吸附的主要原因
（1）溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗 粒（吸附剂）的高度亲合力 ； （2）溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力。
吸附平衡：在等温吸附过程中，当两相在一定温 度下充分接触，最后达到吸附质分子到达吸附剂表面的数量和吸附表面释放吸附质的数量相等，即达到吸附平衡。遵循朗格谬尔吸附等温式
吸附三步骤：1、颗粒外扩散：吸附剂与溶液接触时，在固体吸附剂颗粒表面总存在着一层流体薄层，即液相界膜，吸附剂对吸附质的吸附过程可理解为吸附质首先要通过液相界膜扩散到吸附剂表面。2、孔隙扩散：吸附质通过细孔向吸附剂内部扩散3、吸附反应：吸附质在吸附剂内表面上的吸附。 吸附速率决定于上面三个过程，但吸附反应非常快，所以吸附速率决定于颗粒外扩散和孔隙 扩散。外扩散可通过提高溶液的流速使界膜厚度降低，传质系数增大来提高吸附速率。 外扩散还可通过吸附剂颗粒变小，界膜面积增大，溶液浓度提高来提高吸附速率 孔隙扩散可通过降低颗粒的大小来提高，颗粒越小，内扩散阻力越小，速率越快。
影响吸附的因素：（1）溶质和溶剂之间的作用力：溶质在水中的溶解度越大，溶质对水的亲和力就越强，就不易转向吸附剂界面而被吸附。（2）溶质分子的大小：大尺寸疏水分子的斥力增加了水-水间的键合，因此随着吸附质相对分子量的增加，吸附量增加。但吸附速率受颗粒内扩散速率控制时，吸附速率随着相对分子质量的增加而降低，低相对分子质量的有机物反而容易去除。（3）电离和极性，简单化合物，非解离的分子较离子化合物的吸附量大，但随着化合物结构的复杂化，电离对吸附的影响减小。
吸附剂的性质：如吸附剂的种类、比表面积、孔隙大小及分布、表面性质（表面氧化物的种类）等。吸附量的多少随着吸附剂表面积的增大而增大，吸附剂的孔径、颗粒度等都影响比表面积的大小，从而影响吸附性能
吸附系统的环境条件：1、pH值：对吸附质在溶液中的状态和溶解度均有影响，因而吸附性能也产生影响。水中有机物在低pH值电离度小，吸附去除率高。2、温度:因吸附反应通常是放热反应，因此温度越低对吸附越有利。3、共存物质：有的可以诱发吸附，有的独立被吸附，有的干扰吸附。
工业吸附剂必须满足下列要求 ①吸附能力强；②吸附选择性好；③吸附平衡浓度低；④容易再生和再利用；⑤机械强度好；⑥化学性质稳定；⑧价廉。
吸附工艺：1、流体与固体吸附剂进行充分接触，使流体中的吸附质被吸附在吸附剂上；2、将已吸附吸附质的吸附剂与流体分离；3、进行吸附剂的再生或更换新的吸附剂。
吸附设备：（1）混合接触式吸附装置：搅拌吸附，充分接触，静止沉淀，固液分离器间歇把吸附剂从液相分离出来，两个以上吸附池交替工作，吸附剂量0.1~0.2%。(2)并流多级吸附 (3)逆流多级吸附（4）固定床吸附装置（5）移动床吸附装置(6)流化床吸附装置 活性炭
性质:它是一种非极性吸附剂，对水中非极性、弱极性有机物质有很好的吸附能力，其吸附作用主要来源于物理表面吸附作用，如范德华力等。对于物理吸附，它的选择性低，可以多层吸附，脱附相对容易，这有利于活性炭吸附饱和后的再生。活性炭在高温制备过程中，炭的表面形成了多种官能团，这些官能团对水中离子有化学吸附作用，因此活性炭也可以去除多种重金属离子。其作用机理是通过络合鳌合作用，它的
选择性较高，属单层吸附，并且脱附较为困难。 活性炭在给水处理中的应用
1、预处理除臭、除味、除色度。2、饮用水深度处理3、去除有机氯4、活性炭在城市污水三级处理中的应用 两种方式：①用于城市污水的物理化学处理，即化学
混凝沉淀处理后，再用活性炭吸附。② 活性炭生物滤池5、工业废水（1）含铬废水处理（2）含汞废水（低浓度汞）（3）有机废水
再生方法：1、加热再生法，在高温条件下，提高了吸附质分子的能量，使其易于从活性炭的活性点脱离；而吸附的有机物则在高温下氧化和分解，成为气态逸出或断裂成低分子。2、化学再生法，通过化学反应，使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸下来。
离子交换
概念：离子交换法是借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。是一种特殊的吸附过程，是一种可逆的化学吸附。
基本性能
（1）外观呈不透明或半透明球形颗粒，颜色为乳白、淡黄或棕褐色，粒径0.02mm~1.2mm
（2）交联度，指二乙烯苯质量占二乙烯苯和苯乙烯总量的百分率。一般为7~10%（过大，空隙率低，离子难扩散；过小，网状结构少，吸附活性基团少）。（3）溶胀性，干树脂浸泡水中时，体积胀大，成为湿树脂（4）含水率，每克湿树脂所含水分的百分比（50%左右）。
（5）密度，湿真密度：树脂溶胀后的质量与其本身所占体积 （不含空隙）比（1.1`1.3mg/L)
湿视密度：树脂溶胀后的质量与其堆积体积比(0.6~0.85mg/L)（6）交换容量（表示树脂交换能力的大小）全交换容量：定量的树脂具有的活性基团或可交换离子的总数量。工作交换容量：给定工作条件下的实际交换能力。（7）pH值，强酸、强碱树脂电离能力强，交换能力与pH基本无关，弱酸性在酸性难电离，弱碱性在碱性难电离。8）交换势（交换树脂的选择性）可逆反应的平衡常数 工艺和设备 （1）分类
固定床：吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中 单层床、双层床、混合床
连续床：移动床——在操作过程中定期地将接近 饱和的一部分吸附剂从吸附 柱中排出，并同时将等量的 新鲜吸附剂加入柱中 流化床——吸附剂在吸附柱内处于膨胀 状态，悬浮于由下而上的水 流中
（2）操作步骤
①交换柱的制备及除杂
买来树脂无活动离子，要用强酸或强碱浸泡成氢型或氢氧型树脂，再用水清洗至中性。 一般废水用砂滤器过滤取出悬浮物，防止离子交换树脂受污染和堵塞。 ②交换③反洗④再生⑤ 清洗
吸附树脂（聚合物吸附剂） 1、概述
吸附树脂是在离子交换基础上发展起来的，是一种具有多孔海绵状结构人工合成的聚合物，吸附树脂通常属大孔树脂，也称大孔吸附树脂，它是一种不溶于水的直径1mm 左右球状大孔聚合物，孔隙半径为5nm 以上，比表面积5m2/g以上，乳白色。
性质：吸附树脂因表面积大既有类似活性炭的吸附能力（有一定选择性，活性炭很弱），依靠它和被吸附的分子（吸附质）之间的范德华力或氢键 ，通过巨大的比表面积进行物理吸附而工作的。又因其多孔性还对分子量大小不同的化合物具有筛选性，同时又由于极性、非极性有一定选择性。
影响吸附、解吸的因素 （1）树脂结构的影响
主要取决于吸附剂的表面性质，即树脂的极性（功能基）和空间结构（孔径、比表面积、孔容），一般非极性化合物在水中可以为非极性树脂吸附，极性树脂则易在水中吸附极性物质。 （2）被吸附的化合物结构的影响
被吸附化合物的分子量大小和极性的强弱直接影响到吸附效果。大孔树脂本身就是一种分子筛，可按分子量的大小将物质分离。 （3）洗脱剂的影响
吸附质与洗脱剂的亲合力大于吸附树脂的亲合力，多为有机溶剂。对于由水里吸附有机物质，最好是使用水溶性、低沸点极性有机溶剂做洗脱剂，使洗脱剂易于蒸馏浓缩回收，洗脱后残留在树脂内部的洗脱剂容易被水带出，防影响下一轮吸附。一般先用蒸馏水洗脱，再用浓度逐渐增高的 乙醇、甲醇洗脱。 （4）pH值的影响
许多物质有一定的酸碱性，在pH值不同的溶液中溶解性不同，对于碱性物质一般在碱液中吸附酸液中解吸，酸性物质一般在酸液中吸附碱液中解吸。 （5）温度的影响
大孔树脂的吸附作用主要是由于它具有巨大的表面积，是一种物理吸附，低温不利于吸附，但在吸附过程中又会放出一定的热量，所以操作温度对其吸附也有一定的影响 （6）原液浓度的影响
原液浓度过低提纯时间增加，效率降低；原液浓度过高则泄漏早，处理量小，树脂的再生周期短。
6、优、缺点
优点（1）有一定的选择性，物理、化学稳定性高，不受无机盐及强离子低分子化合物存在的影响，机械强度好，经久耐用。（2）再生容易，一般用水、稀酸、碱或有机溶剂，如低碳醇，丙酮即可。（3）品种多，
可根据不同要求，改变树脂孔结构、极性等表面性能适用于吸附多种有机化合物。（4）树脂一般为小球状，直径为0.2-0.8毫米之间， 因此流体阻力不像粉状活性使用时不便。（5）使用寿命长，可反复再生使用。 缺点：致孔剂和降解物的毒性问题，因为树脂是网状结构，孔隙较大，制备时需要加入一些有机溶剂俗称致孔剂 ，这些有机溶剂多半是有毒的液体，滞留在树脂的空隙中。 应用
1、含酚废水的处理2、含有机酸废水的处理
萃取法
定义：萃取是将一种选定的溶剂加入到待分离的液体混合物中，由于混合物中各组分在该溶剂中溶解度的不同，可以将原料中所需分离的一种或数种成分分离出来。
萃取工艺分类：1、错流萃取，原料液经连续多级错流萃取，每级都用新鲜萃取剂萃取。2、逆流萃取，原料液和萃取剂分别由第一级和最后一级加入，萃取相和萃余相逆流接触。 参与溶质分配的两相不同进行分类：液液萃取，液固萃取。 萃取原理分类：物流，化学，双水相，超临界。 萃取设备：罐式萃取器，塔式萃取塔，萃取离心机。
液-液萃取：向废水中投加不溶于水或难溶于水的溶剂（萃取剂），使溶解于废水中的某些污染物（被萃取物）经过萃取剂和废水两液相间界面转入萃取剂中去，以净化废水的方法。
原理 ：一种溶剂对不同的物质，具有不同的溶解度，应用溶剂的这种性质，把溶于废水中的某些污染物完全或部分分离出来。以处理含酚废水为例，将溶剂（如醋酸丁酯）投入含酚废水中，通过混合传质过程，水中溶质（酚）即转溶于溶剂中，直到溶质在两液相中达到平衡为止（即溶质在两液相中按一定比例分配，其浓度之比在一定范围内和一定条件下保持不变）。然后借助于比重差（离心机）等将溶剂与废水分离。 萃取剂的要求
①与水不互溶，易溶于有机溶剂，且密度小于水，因此萃取剂必须有长的碳链或芳环； ② 要求有较高的化学与热稳定性，不易水解，无毒或低毒； ③萃合物易被反萃取，能长期重复使用。 应用：染料工业废水，
萃取工艺影响因素分析：萃取剂的酸化率，萃取剂与稀释剂的配比（稀释比），萃取相比，反应温度，两相接触反应时间与分离时间，反萃取剂NaOH溶液的浓度与反萃取相比（O/B）
有机废水的危害：一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。二是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人民的正常生活。三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。
高级氧化技术：指在水处理过程中可产生羟基自由基(·OH？)，使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2 和H2O，接近完全矿化。 高级氧化工艺（Advanced Oxidation Process，简称AOPs） 特点：1、氧化能力强 2、选择性小、反应速度快 3、处理效率高
4、有效减少THMs（三卤代甲烷类副产物）生成量 主要技术：臭氧氧化 （O3）， 过氧化氢氧化， Fenton试剂，
紫外线（UV），超声氧化，微波氧化，湿式氧化，光氧化等
联合技术：UV/ O3 ， O3 /H2O2，UV/H2O2 ， 超声/O3， 超声/电化学等 Fenton试剂法 氧化机理
由Fe2+和H2O2组成，Fe2+为催化剂，H2O2为氧化剂， Fe2+ + H2O2 Fe3+ + ·OH + OH- H2O2 + Fe3+ Fe2+ + HO2· + H+ Fe2+ + ·OH Fe3+ +OH-
中间机理很复杂,说法有多种,了解基本过程。 2）絮凝沉淀机理
影响因素： pH值
pH值过高，抑制·OH 产生，并使Fe2+ 以氢氧化物的形式沉淀失去催化能力； pH值过低，使Fe3+不能被还原成Fe2+，最佳2~4。 H2O2投加量
H2O2 较低时，随着H2O2 ，废水COD的去除率但当H2O2过高时部分H2O2发生无效分解，释放O2。
反应温度
温度 ， ·OH 的活性 ，COD去除率 但温度过高促使H2O2分解，不利于·OH 的生成。
优缺点：优点，反应启动快，反应条件温和设备简单，能耗小，节约运行费用氧化性强，反应可将污染物彻底无害化 运行稳定可靠，操作简单。 缺点，处理成本高，机理还不成熟 应用：在染料废水中的应用 其他方法问题：
絮凝法可对不溶性染料有效的脱色，对溶解性染料作用不大，同时产生大量污泥臭氧法可有效脱色，但不能去COD，且脱色会因杂质而降低，从而增加了臭氧的消耗量和处理费用活性炭不适用不溶性染料生物法会因染料而使生物中毒。
臭氧法的应用：消毒;去除饮用水中Cl消毒后的副产物;去除水中的铁和锰;去除水中的颜色;去除水的异味;去除水中的有机化合物;去除水中的藻类;提高水中杂质的生物可用性; 光催化氧化：
影响UV/Fenton反应的因素：有机物浓度的影响，亚铁离子浓度的影响，过氧化氢浓度的影响，不同载气的影响，pH值的影响，温度的影响，反应时间的影响，灯源的影响 优、缺点 优点：
光催化效率高，氧化能力强，可处理高浓度、难降解、有毒有害废水。 与多相光催化相比，其降解有机物的速率是多相光催化的3-5倍。
可降低Fe2+的用量，保持过氧化氢较高的利用率。紫外光和亚铁离子对过氧化氢的催化分解存在协同效应，即过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外光催化过氧化氢分解速率的简单加和。 缺点：成本高，Fe2+作为催化剂反应后会留在溶液中形成二次污染。
非均相（多相）光催化氧化
催化剂是半导体材料，如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2等。 TiO2应用最普遍。
TiO2优点是：能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分；氧化还原性较强；在较大的pH值范围内的稳定性强；无毒、不溶解，而且廉价。
缺点是：只能吸收波长小于387nm的紫外辐射，不能充分利用太阳能 半导体电子-空穴理论
半导体具有能带结构，一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，价带和导带之间存在禁带，当半导体受到能量等于或大于禁带宽度的光照射时，其价带上的电子(e-)受激发，穿过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴（h+)，由于禁带的存在，由光激发生成的电子与空穴并不会立刻消失，而是拥有足够长的寿命来进行电荷的分离和迁移。
光催化反应器
光催化反应器的分类：光源不同， 流态不同，聚光与否，旋转式，光学纤维束 光源的不同
紫外灯光：用于实验室研究，寿命短，易被废水中粒子吸收紫外线,有损失。 太阳光：节能，但太阳能的利用率低。 流态不同 悬浮型：
TiO2粉末直接与废水混合组成悬浮体系
优点：结构简单，能充分利用催化剂活性；
缺点：①存在固液分离问题，无法连续使用；②易流失；③悬浮粒子阻挡光辐射深度。 固定型（非填充式和填充式）：固定型
固定型：TiO2粉末喷涂在多孔玻璃、玻璃纤维或玻璃板上。 优点： TiO2不易流失，可连续使用。 缺点：催化剂固定后降低了活性。
①非填充式固定床型：以烧结或沉积法直接将光催化剂沉积在反应器内壁（表面积有限），部分光催化表面积与液相接触。
②填充式固定床型：烧结在载体（选择表面积大的载体如砂、硅胶颗粒、玻璃球、玻璃纤维等 ）上，然后填充到反应器里，与非填充式固定床型相比，增大了光催化剂与液相接触面积，克服了悬浮型固液分离问题。
流化床：流化床
流化床：负载了TiO2颗粒的载体（陶粒、活性炭等），在反应器中以悬浮状态存在。 优点：
①一方面可使催化剂颗粒多方位受到光照，并且在悬浮扰动下可防止催化剂钝化（活性降低），提高催化剂利用效率；
②另一方面也解决了悬浆体系固液分离难的问题。 缺点：较容易流失
聚光不同聚焦型，非聚光型（双薄层反应器，平板式反应器，浅池型光反应器）
聚焦型：优点：使日光光强度数十倍增加，从而使能量高的紫外辐射显著提高。 缺点：不能利用散射光能；效率较低；价格昂贵，不易推广。
双薄层反应器—箱式：优点：反应器污水以湍流形式在通道中循环流动，粉末悬浮流速可达0.57m/s，水力条件好，催化剂分布均匀，不易沉淀。还同时利用太阳光的直射和散射部分，具有较高光效率。
缺点：催化剂的固液分离问题。
平板式反应器：这种反应器无论是在阴天还是晴天，都有相当好的处理效果。但是，由于其水力负荷较低，因而很难用于实际污水的处理
旋转式光催化反应器
转盘式，圆筒式旋转光反应器
共同特点：反应器主体可以旋转，同时在旋转器上形成液膜。
优点：解决了固液分离问题。缺点：固定在器壁上的催化剂利用率低且容易 钝化。
光催化氧化的影响因素：晶型影响，粒径的影响（粒子的粒径越小，单位质量的表面粒子数越多，光吸收率越高，光生载流子浓度越大，而且体系的比表面积就越大，反应面积越大，有助于有机物的预吸附，反应速率和效率都高 ），比表面积的影响（TiO2的比表面积越大，越有利于吸收紫外光，从而产生更多的光生粒子）表面羟基的影响，溶解氧的影响（ 氧的存在对半导体催化反应至关重要，没有氧存在，半导体的光催化活性则完全被抑制。）光强的影响（只有当入射光子的能量大于或等于所用光催化剂的禁带宽度才能激发光催化反应。）
提高光催化反应效率的途径：表面修饰，纳米级TiO2的研制，惰性金属沉积：Pt、Au、Ag、Cu，过渡金属掺杂：Fe3+，复合半导体，表面光敏化，表面螯合及衍生化作用
应用：处理无机废水，处理农药有机废水， 光催化氧化优、缺点
优点：设备结构简单，反应条件温和，操作条件容易 控制；氧化还原性强，COD去除率高，无二
次污染；可利用太阳光；TiO2化学稳定性高、无毒、价廉。
缺点：一部分难降解有机物光催化降解的效率低于20%， <15%：苯、甲苯、己烷、二氯乙烷 <1%：四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、氯乙烯光催化降解反应的速率也不高催化反应对辐射强度的依赖性不强利用太阳能的局限性，波长只在小于387nm对高浓度废水处理效果不理想，透光率差反应机理及中间产物还缺乏鉴定。
湿式氧化法
湿式氧化法：在高温（ 150~3500C ）、高压（5~20MPa）下，利用空气或氧气作为氧化剂，将废水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的有机物氧化成为二氧化碳和水。
基本原理：在高温下，水及做氧化剂的氧的物理性质都发生了变化，一大气压下200C溶解氧浓度9mg/L 反应两个步骤：1、空气中的氧气从气相向液相的传质过程（若传质过程影响整体反应速率，可以通过加强搅拌来消除。），2、溶解氧与基质之间的化学反应。湿式氧化反应中，氧化反应是主要的，但在高温高压体系下，水解、热解、脱水、聚合 等反应也发生。
工艺：废水通过贮存罐由高压泵打入热交换器，与反应后的高温氧化液体换热，使温度上升到接近反应温度后进入反应器。反应所需的氧由压缩机打入反应器。在反应器内，废水中的有机物与氧发生放热反应，在较高温度下将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，或低级有机酸等中间产物。反应后气液混合物经分离器分离，液相经热交换器预热进料，回收热能。高温高压的尾气首先通过再沸器（如废热锅炉）产生蒸汽或经热交换器预热锅炉进水，其冷凝水由第二分离器分离后通过循环泵再打入反应器，分离后的高压尾气送入透平机产生机械能或电能。
好处：湿式氧化系统不但处理了废水，而且对能量进行逐级利用，减少了有效能量的损失，维持并补充湿式氧化系统本身所需的能量。
影响因素：温度，是湿式氧化过程中的主要影响因素。温度越高，反应速率越快，反应进行得越彻底。同时温度升高还有助于增加溶氧量及氧气的传质速度，减少液体的粘度，产生低表面张力，有利于氧化反应的进行。但过高的温度又是不经济的。 因此，操作温度通常控制在150～280℃。压力，总压不是氧化反应的直接影响因素，它与温度耦合。压力在反应中的作用是保证呈液相反应，所以总压应不低于该温度下的饱和蒸气压。同时，氧分压也应保持在一定范围内，以保证液相中的高溶解氧浓度。若氧分压不足，供氧过程就会成为反应的的控制步骤。 反应时间 ，有机底物的浓度是时间的函数。为了加快反应速率，缩短反应时间，可以采用提高反应温度或投加催化剂(催化湿式法)等措施。废水性质， 由于有机物氧化与其电荷特征和空间结构有关，故废水性质也是湿式氧化反应的影响因素之一。废水的反应热和所需要的空气量。进水的pH值，反应体系中pH值不断变化，规律是先变小（中间体羧酸积累），后略有回升（中间体被氧化），温度越高，物质的转化越快， pH值的变化越剧烈。 应用：烟气脱硫，处理碱渣
优、缺点：优点：①适用范围广，处理效率高，无二次污染；②氧化速率快；③可回收能量及有用物料。 缺点：①在高温高压下进行，其中间产物多为有机酸，故对设备材料的要求较高（耐高温、高压、耐腐蚀），因此设备费用大，系统的一次性投资高；②在高温高压下进行，故适于小流量高浓度的废水处理，对于低浓度大水量的废水则很不经济；
③在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难完全氧化；④氧化过程中可能会产生毒性强的中间产物。为克服湿式氧化的缺点，出现了高效、稳定的催 化剂和催化湿式氧化法、 超临界水氧化法 。
超临界水氧化法
超临界流体：超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的气体。超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，粘度和扩散系数接近气体，在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感，在不改变化学组成的条件下，即可通过压力调节流体的性质
超临界流体必须具备以下几个条件：①化学性质稳定，对装置没有腐蚀性；②临界温度接近于室温或者接近于反应操作温度，太 低和太高都不合适；③操作温度要低于被萃取物质的分解、变性温度；④临界压力要低，以便减少动力费，使成本尽可能降低；⑤要有较高的选择性，以便能够制得高纯度产品；⑥要有较高的溶解度，以便减少溶解循环量；⑦价格便宜，来源方便。
超临界水：如果将水的温度和压力升高到临界点（Tc=374.3℃，Pc=22.05MPa）以上，水就会处于一种既不同于气态也不同于液态和固态的新的流体态——超临界态，该状态的水即称之为超临界水。属于自由基反应，也分为诱导期、增殖期、退化期以及结束期
超临界水的特征
密度：液态水是不可压缩流体，其密度基本不随压力而变，随温度的升高而稍有降低。但超临界状态下的水具有可压缩性，随温度上升，密度迅速下降；压力下降密度也有较大幅度的下降。
介电常数：在标态下，水的介电常数较高为78.5，在超临界状态温度升高，密度降低，介电常数也下降。例如在6000C、24.6MPa时为1.2，类似与标 态下的非 极性有机物的介电常数，所以两者可 溶。
黏度：在超临界状态，水的黏度比通常条件下的1.0*10-3Pa·s要小的多,如在超临界态10000C时,水的黏度为4*10-5Pa·s，此时的黏度与通常条件的空气接近，是高流动性物质，使得溶质分子在超临界水中扩散极容易。
扩散系数：气体扩散系数，0.1~0.4cm2/s;液体扩散系数0.2~2.0*10-5cm2/s;超临界水的扩散系数0.2~0.7*10-3cm2/s
处于超临界状态下的水兼具液态和气态水的性质，其可连续变化的密度、低静电介质常数、低粘滞度等特性使超临界水成为一种具有高扩散能力、高溶解性的理想反应介质，可以利用温度 与压力的变化来控制反应环境、协调反应速率与化学平衡、调节催化剂的选择活性等，也可以通过不同物质溶解度对超临界流体的依赖性，实现反应与分离在同一反应器内完成(萃取) 。
超临界水氧化技术(ＳＣＷＯ)：是80年代中期由美国学者Ｍｏｄｅｌｌ提出的一种能彻底破坏有机物结构的新型氧化技术，其原理是在超临界水的状态下使气体、有机物完全溶于废水中，气液相界面消失，形成均相氧化体系，将废水中所含的有机物用氧气分解成水、二氧化碳等简单小分子物质。
超临界二氧化碳萃取：是以超临界状态（温度31.3℃，压力7.15MPa）下的二氧化碳为溶剂，利用高渗透性和高溶解能力来提取分离混合物的过程。超临界状态下的二氧化碳，其密度大幅度增大,导致对溶质溶解度的增加,在分离操作中,可通过降低压力或升高温度使溶剂的密度下降,引起其溶解物质能力的下降,可使萃取物与溶剂分离。
与一般液体萃取相比，超临界二氧化碳萃取的速率和范围更为扩大，萃取过程是通过温度和压力的调节来控制与溶质的亲和性而实现分离
超临界水氧化的主要原理：利用超临界水作为介质来氧化分解有机物。在超临界水氧化过程中，由于
超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。
影响因素：温度是影响去除率的主要因素，在一定范围内，随反应温度的提高，TOC的去除率明显提高；停留时间是影响去除率的重要因素，无论在何种反应条件下，随着停留时间的延长，TOC的去除率总是不断提高，直到反应完全；压力对TOC去除率的影响与温度有关，在较低温度时压力的提高对TOC去除率有 一定的促进作用，而在较高的温度条件下的压力升高TOC去除率影响较小；有机物浓度：TOC去除率随起始有机物浓度的增加而提高；供氧量：高温运行时过量氧对去除率的影响较小，国内漆新华的研究认为H2O2的供氧量与氧化需氧量的比例应保证在1.1∶1。
应用：处理含硫废水，降解聚苯乙烯泡沫，污泥的处理， 优、缺点：优点：
（1）效率高，处理彻底。有机物在适当条件下，能完全被氧化成CO2、水、N2及盐类等无毒的小分子化合物，有毒物质的清除率达99.99%以上，符合全封闭处理要求；
（2）由于SCWO是在高温高压下进行的均相反应，反应速率快，停留时间短（可小于1min），所以反应器结构简洁，体积小；
（3）适用范围广，可以适用于各种有毒物质、废 水废物的处理； （4）不形成二次污染；
（5）当有机物含量超过2%时，就可以依靠反应过程中自身氧化放热来维持反应所需的温度，不需要额外供给热量，如果浓度更高，则放出更多的氧化热，这部分热能可以回收。
缺点：
（1）高温高压的操作条件对设备材质提出了严格的要求(特别要求防腐) （2）反应的动力学和机理方面还不成熟，给应用造成障碍。
OCO法
OCO 反应器中的水力停留时间为7.5～12.5 h ,停留时间分布为:厌氧∶缺氧∶好氧= 1∶2.3∶3。 （1）OCO池的内圈为厌氧区，水解将大分子降解成小分子，同时释放磷； （2）中间为缺氧，进行反硝化；
（3）外层是好氧区，降解COD和硝化，在好氧区可投加铁盐除磷.
优、缺点 优点：
厌、缺、好氧三区均在一个构筑物内，分隔形成，又相互连通，节省占地面积；搅拌代替内循环所需的泵，节省能耗，运行费低；可有效脱氮除磷（可与化学法结合），限制污泥膨胀；设备、构筑物少；自动化调控曝气、搅拌，维护系统运行稳定；
缺点：
处理规模较小，一般10万m3/d以下，OCO池直径最大目前为D=50m。因除磷或构造上的原因，泥龄较短，污泥不稳定。微孔曝气器易堵塞，给管理、检修带来工作量。化学除磷须增加设备及装置，使投资及日常运行费用有所增加。 对搅拌器运行、曝气量大小的灵活改变基于进水水质、水量等在线仪表瞬时信号的传递及系统对设备的控制。故对自控系统要求较高。 曝气方式：表面曝气、微气泡曝气（多采用
ＢＩＯＬＡＫ工艺
构造和工作原理
采用一池或人工湖在其内处理废水，底部注意有防渗措施，可采用钢筋栓池（大型水厂），也可使用使用HDPE（聚乙烯）防渗层（中、小型）。
基于多级（缺氧，甚至有厌氧）A /O理论在同一构筑物中设置了多个A/O段，使污水能够经过多次的缺氧与好氧过程，强化了污泥的活性并兼有脱氮效果。可选设除磷区的混合池、沉淀池、包含二次曝气区的稳定池等三部分组成(三部分可以合建，曝气池和稳定池可采用土池防渗结构)
优、缺点 优点：
低负荷活性污泥工艺 有效保证污水在曝气池中停留时间，充分保证水中的污染物被微生物彻底吸收和降解，确保出水达标排放或回用； 新颖的一体构筑 可将厌氧池、兼氧池、曝气池、二沉池在一体构筑物中建设，并且由于该设备的特殊性，构筑物可采用土池结构，有效降低了整体工程的造价及占地面积； 高效的曝气系统 曝气器依托浮筒漂浮于水面摆动曝气，氧传质效率高，同时曝气器的摆动很好的起到搅拌污泥和污水的效果，同时由于摆动曝气空气与水体接触面积大，氧利用率明显高出传统曝气设备，大大降低
能耗，节省了运行费用； 维修简单方便 维修不需排空池体，不需停止运行，直接在水面维修即可，解决了多年来困惑厂家和诸多用户的大难题； 投资大大降低 ，系统排出的污泥量少，污泥稳定性好，后续的污泥处置和处理利用方便。在池内可进行生物除碳、硝化-反硝化脱氮及生物除磷。
缺点：
污泥负荷与停留时间
BIOLAK工艺在国外(美国)的应用中污泥负荷极低，曝气池的停留时间一般都在20h以上，有的甚至达到6d以上。污泥负荷过低，必然导致占地面积增大。国内一般控制在20h以内。污泥膨胀BIOLAK处理系统发生污泥膨胀。其现象是有较多细碎污泥絮体的高粘性泡沫弥漫于池面，整个曝气阶段都没有衰减，污泥沉降性能变差，SVI（污泥体积指数）高达400 mL/g以上，二沉池有细小污泥不断外漂，出水浑浊，水质变差。在显微镜下观察，污泥解絮，细碎的污泥絮体散落各处，有较多的草履虫和豆形虫等原生动物散落其中
与其他工艺比较
BIOLAK有几个地方与氧化沟相似。 （1）延时曝气； （2）前端有一厌氧段；
（3）整个曝气池中缺氧、好氧交替；
（4）本工艺主体处理部分合建，氧化沟也可以；
（5）表面曝气，不过本工艺只是形式上是表面，本质还是底层曝气。
（6）每个曝气管都可以控制气量，氧化沟的表曝机也可以通过开闭来控制气量；
从这些方面看，就可以简单地把工艺控制按氧化沟进行，来解决因为对本工艺的不熟悉而无所适从的局面。
该方法叫做低负荷活性污泥工艺。与一般负荷的活性污泥法比较，它有以下几个优点：
a）由于微生物把污染物作为养料来吸收, 废水中的污染物被相对极大量的微生物吸收（分解）殆尽，所以出水非常干净。一般的污水处理厂(污泥负荷高的工艺)，微生物仅分解最有营养的部分，相对来讲净化效率较低。
b)大量地回流活性污泥,剩余污泥的数量很少，所含有机物已被很好地分解、矿化，这就是污泥没有臭味的原因。
c）由于污泥龄长(30d),并采用了阶段曝气，所以氨氮也被消耗尽了。足够的泥龄是形成硝化菌的基本条件，硝化菌可氧化氨分子。
d）由于工艺设计的简洁，高效，因此不需要复杂的管理。
水解（酸化）工艺
原理
水解（酸化）的目的是把废水中的不溶物转变为可溶物，将微生物难降解物质转变为生物易降解物质,去除部分COD,其最终产物主要为水溶性的有机物和酸、醇等，以兼性菌为主；而传统厌氧中的水解和酸化的最终产物则主要是乙酸和氢，厌氧菌为主。在厌氧条件下的混合微生物系统中，水解和酸化无法截然分开，因此严格上我们只追求厌氧消化的水解段，但不可避免地带有部分的酸化反应而已。 水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的工业废水处理，是一个比较重要的工艺。如果后级接入UASB工艺，可以大大提高UASB的容积负荷，提高去除效率 与厌氧发酵的区别：
水解酸化一般HRT1~3 DO0.2~0.5 厌氧DO0.2以下 缺氧0.5以下
缺氧池，是相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。
因此他们的相同点是，都是缺氧的环境，以厌氧和兼氧菌为主（实际运用过程中甚至有时候两者没有很明确的分别）。
不同点是，他们发挥的作用不同（水解池是控制在厌氧的水解酸化阶段，将大分子的物质分解成小分子物质，提高废水的可生化性，便于后续工艺的处理；缺氧池的作用是在去氨氮过程中提供反硝化等作用，并作为好氧池的过渡阶段,有内回流） ;
另外一般酸化池不曝气，而缺氧池可以选择用穿孔管曝气，适当增加废水中的溶解氧。 反应器类型
悬浮式反应器（活性污泥）uhsb
类似好氧处理工艺的活性污泥法的形式。水解（酸化）微生物以聚集成泥粒形式存在此类反应器中，或悬浮在溶液中，或沉积于器底。污泥与有机废水充分混合，使废水中的难降解大分子物质彻底消化成易降解的小分子可溶性基质。 接触式反应器（生物膜）
水解微生物固定在反应器内特设的载体上，在其表面形成一层以生物细胞为主的生物膜。微生物的世代期较长，耐冲击负荷能力较强， 因此对水质变化较大以及有抵制性作用的有机废水具有较稳定的处理效果)。
此类反应器的典型代表为水解滤池HF，在HF中，通常以组合填料作载体，该填料挂膜快，且不容易堵塞，是一种理想的挂膜介质。 废水从反应器底部进入，通过配水区均匀经过挂满生物膜的填料以得到充分处理，反应器不需回流污泥，运行管理方便（似生 物接触氧化池）。
复合式反应器：器内既存在水解的污泥，又存在水解生物膜，形成水解污泥-生物膜的综合体。它是USHB与HF相结合的复合反应器称为UBHF，反应器的上部为填料层，下部为污泥床，中间留出一定的空间，以便悬浮状态的絮状污泥和颗粒污泥停留。此类复合反应器集合了前两者反应器的优点，增加了反应器的生物量，延长了生物的水力停留时间，较复杂。
对后续生物处理工艺的影响：（1）有机物的数量显著减少，（2）BOD5/COD比值和溶解性有机物比例显著增加，
对污泥处理工艺的影响：水解-好氧可使废水、污泥一并得到处理，污泥量大大减少（30%左右），且传统消化池出泥有机物含量为50%，水解池排放污泥的有机物含量55.1%，可取消消化池。水解污泥沉降性能好，SV为50%，SVI为34 mL/g,浓缩8~12小时，含水率从98.55%降到90%左右,浓缩后可直接脱水。水解污泥脱水性能优于消化污泥。后者含甲烷气体多，且比较粘稠，不易脱水；碱度（几千至几万）比前者（几百）高，消耗混凝剂量大，增加费用 优点
水解产物主要是小分子有机物，可生物降解性好；仅产生很少的剩余活性污泥，无需污泥消化处理；不需要密闭的池、搅拌器、水-气-固三相分离器，降低造价，维护简单；反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味；不需设初沉池。
生物膜法
第二代及第三代生物膜技术具有以下优点： （1）供氧充分，传质条件好（人工充氧）；（2）净化废水效果好，受气温影响较小（淹没式）；（3）滤料轻型化，构筑物紧凑(塑料或轻型陶粒)；（4）填料比表面积大；（5）净化能力强，净化效果好；（6）不产生蝇、蚊，臭气容易控制，卫生条件好。
曝气生物滤池
曝气生物滤池从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺，具有去除SS、COD、BOD5、硝化、脱氮除磷的作用。 其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，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。
机理：借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，
利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜，此为反冲洗过程
降流式缺点：负荷不高，大量被截留得SS集中 在滤池上端几十厘米处，此处损失占了整个滤池水头损失得绝大部分； 滤池纳污率不高，容易堵塞，运行周期短。
BIOSTYR工艺：其滤料为相对密度小于1的球形有机颗粒，漂浮在水中。经预处理的污水与经硝化的滤池出水按一定回流比混合后进入滤池底部。在滤池中间进行曝气，根据反硝化程度的不同将滤池分为不同体积的好氧和缺氧部分。
在缺氧区，一方面反硝化菌利用进水中的有机物作为碳源，将滤池中的NO3—N转化为N2，实现反硝化。另一方面，填料上的微生物利用进水中的溶解氧和反硝化产生的氧降解BOD，同时，一部分SS被截留在滤床内，这样便减轻了好氧段的固体负荷。经过缺氧段处理的污水然后进入好氧段，在好氧段微生物利用气泡中转移到水中的溶解氧进一步降解BOD，硝化菌将NH3—N氧化为NO3—N，滤床继续截留在缺氧段没有去除的SS。流出滤池的水经上部滤头排出，滤池出水分为：①排出处理系统；②按回流比与原水混合进行反硝化；③用作反冲洗
如果在BIOSTYR中，只需进行单独硝化或反硝化，只需将曝气管的位置设置在滤池底部即可。
BIOSTYR中随着过滤的进行，其水头损失增长与BIOCARBONE有所不同，其水头损失增长与运行时间成正相关。当水头损失达到极限水头损失时，应及时进入反冲洗以恢复滤池处理能力，BIOSTYR中没有形成表面堵塞层，使得BIOSTYR工艺比BIOCARBONE工艺运行时间相对要长。
其反冲水为贮存在滤池底部的达标排放水，自上而下进行反冲。其反冲过程基本类似于BIOCARBONE工艺。
相比而言BIOSTYR工艺有如下优点：①重力流反冲洗无需反冲泵，节省了动力；②出水滤头布置在滤池顶部，与处理水接触不易堵塞，便于更换；③硝化/反硝化可在同一池内完成。
BIOFOR工艺：BIOFOR工艺是由Degremont公司开发的，其底部为气水混合室，之上为长柄滤头、曝气管、垫层、滤料。
BIOFOR和BIOSTYR不同的是采用密度大于水的滤料，自然堆积，其余的结构、运行方式、功能等方面与BIOSTYR大同小异。
上向流的优点：
①同向流可促使布气布水均匀，而向下流，则截留的SS集中在滤料的上部，运行一段时间，滤池内会出现负水头现象，进而引起沟流②截留在底部的SS可在气泡的上升过程中被带入滤池中上部，加大滤料的纳污率，延长反冲洗间隔时间③气水同向流有利于氧的传递与利用
特点
（1）用粒状填料做生物载体，陶粒、焦碳、石英砂、粉煤灰；（2）本工艺集生物降解、吸附和过滤于一体，不需设二沉池和污泥回流，占地面积少为普通的1/3—1/5，基建投资省；（3）容积负荷大3－6kgBOD5/m3.d 、水力负荷大 6－8m3/m2.h ，水力停留时间短0.5－0.66h ，出水水质好；4）采用鼓风曝气替代自然通风，气液固三相在滤料间隙充分接触，氧的转移率高，动力消耗低；（5）滤料粒径2~6mm，比表面积大 ；（6）需定期进行反冲洗，清洗截留的SS以及更新生物膜,使生物膜很薄(110微米左右),活性很高； （7）易挂膜，启
动快。曝气生物滤池在水温15℃左右，2至3周即可完成挂膜过程；（8）抗冲击负荷能力强，耐低温 。
厌氧反应器
第一代反应器,以厌氧消化池为代表，属于低负荷系统2~6kgCOD/(m3•d) ，因需要较高的温度，较长的停留时间且处理效能低而被逐渐淘汰
第二代属于高负荷系统8-15kgCOD/m3/d ，以UASB为代表，反应器存在三方面问题：A、污泥床高度对反应区的水流影响较大，如太厚会加大沟流和短流；B、大规模反应器难以实现均匀布水，易出现死角；C、三相分离器的稳定操作较为困难。
第三代属于高负荷系统，使固液两相充分接触，从而既能保持大量污泥又能使废水和活性污泥之间充分混合、接触，以达到真正高效的目的。 20世纪80年代中后期到90年代，出现了以厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）、内循环反应器（IC）、升流式厌氧污泥床过滤器（UBF）、厌氧折流板反应器（ABR）为代表的第三代厌氧反应器
第三代厌氧反应器的共同特点是:
（1）微生物均以颗粒污泥固定化方式存在于反应器 之中,反应器单位容积的生物量更高。 （2） 能承受更高的水力负荷,高达40kgCOD/ (m3 . d) 并具有较高的有机污染物净化效能。 （3）具有较大的高径比,一般在5～10 以上,负荷高,所 以体积小、占地省。 （4）污泥床处于悬或膨胀状态。（5）污泥龄长,污泥产量少。（6） 动力消耗小 颗粒污泥与污泥絮体相比, 有两个主要特点:
颗粒污泥的沉降速率比非颗粒污泥高, 使反应器中能够保持更高的活性污泥浓度;
颗粒污泥的生物活性远高于非颗粒污泥, 使可生物降解物质以更高的速率在反应器中去除。
ＩＣ－内循环厌氧反应器
它是在UASB反应器基础上开发出的第三代超高效厌氧反应器，与UASB反应器相比可节省投资50-60%。对企业废水治理投资大大地减轻负担。被称为目前世界上处理效能最高的厌氧产甲烷反应器。适合处理高浓度的有机废水，产生沼气。 构造和原理
封闭式的反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区（三相分离器）、 气液分离区。很大的高径比 高：径=4~8高达16~25米实际上是由两个上下重叠的UASB串联组成的厌氧生化反应塔
混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。 第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化
为沼气。混合液上升流（10~20m/h）和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。所产生的沼气被第一反应室的集气罩收集，沼气将沿着提升管上升。沼气上升的同时，把第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器，被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管回到第一反应室的底部。 气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。
第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。
沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。
IC的污泥特性： IC污泥强度比UASB差,这是由于IC反应器的污泥负荷率大;IC污泥的灰分占0.13~0.15,UASB灰分占0.2~0.26,这说明IC污泥中有机成分含量更高,污泥活性更强. IC反应器颗粒尺寸大和分布较宽，这是由于IC升流速度大，使细小颗粒更易被冲刷出去，而留在反应器的颗粒营养充分易长大
3、颗粒沉降速度：IC颗粒(粒径<0.5mm)的沉降速度略高于液体的升流速度2.6mm/s。 4、污泥的活性： IC污泥的活性远高于UASB反应器的污泥活性。这是由于IC反应器的污泥颗粒完全趋于流化状态，传质的限制因素小，UASB污泥床局部地方的污泥浓度很高，甚至存在死区，传质受到一定限制。 优、缺点 优点；
（1）容积负荷高
IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水容积负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。 （2）节省投资和占地面积
IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右，大大降低了反应器的基建投资。而且IC反应器高径比很大（一般为4~8），所以占地面积特别省，非常适合用地紧张的工矿企业。 （3）抗冲击负荷能力强
处理低浓度废水 COD=2000~3000mg/L时，反应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水（COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10~20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
（4）抗低温能力强
温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20~25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量 5）具有缓冲pH的能力
内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内pH保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。 （6）内部自动循环，不必外加动力
IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。 （7）出水稳定性好。
第一、二反应室相当于两个UASB反应器串联运行，第一反应室有很高的有机容积负荷相当于粗处理，第二反应室有较低的有机容积负荷相当于精处理，实际上是两级厌氧处理，所以出水比单级稳定。 （8）启动周期短。
IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1～2个月，UASB启动周期长达4～6个月。 （9）沼气利用价值高。 反应器产生的生物气纯度高，CH4为70％～80％，CO2为20％～30％，其它有机物为1％～5％，可作为燃料加以利用。 缺点：
（1）内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的上升还易产生堵塞现象，使内循环瘫痪，处理效果变差。
（2）较短的水力停留时间（2~6h， UASB达十几到几十个小时 ）使不溶性有机物的去除效果低。发酵细菌通过胞外酶作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸和醇类等，该类细菌水解过程相当缓慢 （3） 总体去除效率比UASB反应器低些。
（4）缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术
EGSB-膨胀颗粒污泥床 构造和原理
分为进水配水系统、反应区、三相分离区、出水渠和出水回流系统。可敞开，可封闭（防臭外溢）。圆柱塔形，高径比为3~5，高度可达15~20米。液体流速(6～12 m/h)
被处理的废水与循环的出水（提高反应器内的液体上升流速,使颗粒污泥床层充分膨胀,污水与微生物之间充分接触,加强传质效果,还可以避免反应器内死角和短流的产生）混合后由反应器底配水系统均匀的分配到反应器底面上，而后垂直升流通过反应区即颗粒污泥床区，使废水中的有机物与颗粒污泥充分接触，产生剧烈的生化反应，有机物被厌氧细菌降解，大部分有机物被异化转化成甲烷和二氧化碳等，一小部分有机物被同化转化为厌氧菌细胞。反应区内的混合液（水流与污泥）和沼气继续向上流动，并通过三相分离器。 在三相分离器中气体首先被分离出来进入反应器顶部的集气室，沼气不断通过设在顶部的导
管输送到气柜，混合液在三相分离的沉淀区经固液分离后沉淀污泥不断返回反应区，处理过的澄清液通过出水渠，一部分出水通过泵强制循环，重新回到反应器内。循环比的大小视进水浓度而变，进水浓度高循环比大，反之则小。另一部分与进水相同流量的处理过的出水被排出反应器，完成了处理的全过程 与UASB区别
反应器内液体上升流速的不同
在UASB 反应器中,水力上升流速 一般小于1 m/h ,污泥床更象一个静止床,而EGSB 反应器通过采用出水循环,流速一般可达到6～12 m/h ,所以整个颗粒污泥床是膨胀的。废水与颗粒污泥间的接触更充分,水力停留时间更短,从而可大大提高反应器的有机负荷和处理效率。而且改进了UASB反应器中存在的死角，使泥水充分接触，从而更加有效地利用反应器容积。
EGSB一部分出水要进行循环
EGSB 液体上升流速大，对三相分离器要求高。 可进行改进有以下几种方法:
增加一个可以旋转的叶片,在三相分离器底部产生一股向下水流,有利于污泥的回流; 采用筛鼓或细格栅,可以截留细小颗粒污泥; 在反应器内设置搅拌器,使气泡与颗粒污泥分离; 在出水堰处设置挡板,以截留颗粒污泥。
EGSB 反应器高径比更大，占地面积小，其所需要的配水面积也较小; 优、缺点 优点：
不仅可处理低浓度废水，且可处理高浓度有机废水 通过出水回流，使其具有抗冲击负荷的能力； COD负荷高：8—15kgCODcr／m3.d；
液体上升流速大，COD去除率高；
厌氧颗粒污泥活性高，沉降性能好，粒径和强度较大，抗冲击负荷能力强； 适用范围广，可用于SS含量高和对微生物有抑制性的废水处理； 反应器为塔式结构，高径比较大，占地面积小。
缺点：
对三相分离器的要求比较高；
上升流速大，细小的颗粒污泥容易被带出；
当处理高浓度有机废水时需要大量处理水回流，消耗动力。 应用:处理甲醛废水，处理啤酒废水，
折流式厌氧反应器abr SMPA的理论思路是：
① 在各级分隔的单体中培养出合适的厌氧细菌群落，以适应相应的底物组分及环境因子(pH,H2分压值等)；② 防止在各个单体中独立发展形成的污泥互相混合；③ 各个单体内的产气互相隔开；④ 工艺流程更接近于推流式，系统因而拥有更高的去除率，出水水质更好。 结构与原理
该反应器是用多个垂直安装的导流板,将反应室分成多个串联的反应室,每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统(USB) ,废水在反应器内沿导流板作上下折流流动,逐个通过各个反应室并与反应室内的颗粒或絮状污泥相接触,而使废水中的底物得以降解。ABR反应器介于理想推流式和完全混合式之间 。
水力、工艺特性
（1）水力特性
高效厌氧反应器的性能取决于反应器能否截留住足量的生物污泥以及提供生物污泥和进水基质充分接触的机会。对于ABR来说其取决于档板构造所形成的特有的 流态特性，即水力特性。对ABR不同的研究均表明其具有良好的水力条件 及较低的死区百分率 （2）工艺特性及机理
沿程各格VFA（挥发酸）组成的变化，以葡萄糖为例，其降解中间产物为各类VFA主 要包括甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等。一般认为以乙酸发酵途径为主时反应器可保持 较高的效率，希望通过人为改变条件控制使其以乙酸发酵为主。
污泥产甲烷活性分析：污泥产甲烷活性是指单位质量的污泥在单位时间内的所产生的甲烷量，反映污泥所具有的去除COD的潜力。 优、缺点 优点：
（1）工艺构造简单,不需三相分离器;（2） 满足SMPA 的理论思路;（3)）在没有回流和搅拌的条件下,混合效果良好,死区百分率低;（4）ABR 反应器,水力流态局部为完全混合,整体为推流流动的一种复杂水力流态反应器；（5）能耗低,运行稳定可靠；（6）耐冲击负荷,适应性强； （7）固液分离效果好,出水水质好 ；（8）良好的微生物种群分布 ；（9）对有毒物质适应性强。 缺点：
ABR推流式特点也有其不利的一面，在同等的总负荷条件下与单级的UASB相比，ABR反应器的第一格不得不承受远大于平均负荷的局部负荷。以拥有5格反应室的ABR为例，其第一格的局部负荷为其系统平均负荷的5倍。
应用：处理低浓度废水，处理生活污水，处理高浓度废水，
膜生物反应器
固液分离膜-生物反应器MBR
这是目前研究最广泛的一类膜-生物反应器，无特定说明时，通常简称膜-生物反应器（MBR）。 它结合了传统的生物处理工艺和膜分离技术基础，是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池、初沉池、砂过滤、污泥浓缩，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的技术 膜生物反应器组成：膜组件，泵，生物反应器
按膜组件和生物反应器的相对位置分为：一体式，分置式。 一体式膜生物反应器：一体式膜生物反应器是将膜组件放置在生物反应器内部，利用生物反应器内大量悬浮生长的污泥对污染物进行高效降解处理。出水采用负压操作，即利用泵的抽吸作用使生物处理的水从膜中心通道排出，以实现膜组件对泥水的分离 。膜组件下设置的曝气系统不仅给微生物分解有机物提供了所必需的氧气，而且气泡的冲刷和在膜表面形成的循环流速对污染物在膜表面的沉积起到了积极的阻碍作用。
优点：省了混合液循环（污泥回流）系统，并靠抽吸出水，能耗相对降低，结构紧凑占地少。 缺点：膜通量相对较低，容易发生膜污染，不 容易清洗和更换膜组件。 分置式膜生物反应器
把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器处理后的的混合液由泵增压后进入膜组件，在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水，活性污泥、大分子物质等则被膜截留，并回流到生物反应器内。
优点：运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设。
缺点：为了减少污染物在膜面的沉积，由循环 泵提供的料液流速很高，为此动力消耗较高。
按生物反应器的需氧性分类：好氧膜生物反应器，厌氧膜生物反应器 按膜材料的类型分类：无机，有机 优、缺点
优点：①能够高效的进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。②膜的高效截流作用，使微生物完全截留在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（STR）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。③反应器内的微生物浓度高微生物浓度可以提高2-3倍，生化效率提高10-30%； 耐冲击负荷。④有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高。通过运行方式的改变亦可有脱氮和除磷功能。⑤泥龄长。膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。⑥系统可实现全程自动化控制。⑦占地面积小，工艺设备集中
缺点：①曝气容易受到限制；②膜易被污染，使产水量降低，给操作管理带来不便；③膜的价格比较高。
曝气膜-生物反应器MABR
它采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，由于纤维膜微孔直径很小，为0.1～0.5 1μm，曝气产生肉眼不可见的气泡，因此称为无泡供氧。同时膜作为生物反应器内微生物附着生长的载体，通过膜两侧氧的直接供给和营养物的扩散达到有效降解有机物的目的，由于传递的气体含在膜系统中，提高了接触时间，提高了传氧效率
中空纤维膜供氧有贯通式和闭端式两种方式；贯通式MABR内中空纤维膜两端分别被固定在双层夹板上，气体由一端夹板持续通人膜内腔，一部分气体被生物膜消耗，剩余部分从另一端的夹板排出，由于该方式中有气体剩余，更适用于空气供氧。闭端式MABR内中空纤维膜一端被固定在双层夹板上另一端密封，气体经夹板从纤维膜开口端通入，在压力作用下全部进入反应器，所以更适用于纯氧曝气。此外，该方式中纤维束呈流化态，反应器不易堵塞。 优点：
①由于曝气不产生气泡，氧直接以分子状态扩散进入生物膜，几乎百分之百地被吸收，传质
效率可高达100％，普通是10~20%。②供氧过程中，生物膜不会受到气体摩擦，不易脱落 ③氧在传递到生物膜的过程中不经过液相边界层，因此，传质阻力比常规曝气法小得多，能耗大大降低单位处理水量的能耗比常规生物膜法减少30％左右④曝气过程中气液两相分离，溶液的混合与供氧互不干扰，可各自独立设计，反应器的形式灵活多变。⑤中空纤维膜的比表面积可高达5018 m2/m3，为氧的传递和生物膜的生长提供了巨大的表面积，有利于反应器向小型化发展。
缺点：①膜容易被污染；②基建投资大；③无实例工程。
萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器用的是硅胶或其他疏水性聚合物，具有选择透过性，能萃取废水中的挥发性有机物，如芳烃、卤代烃等。废水与活性污泥被膜隔离开来，废水在膜腔内流动，与进水槽和出水槽相连，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触。废水中的污染物先在膜中溶解扩散，进入膜外的混合液中，最终作为专性细菌的底物而被分解成CO2、H2O等无机小分子物质。由于膜的疏水性，废水中的水及其他无机物均不能透过膜向活性污泥中扩散
优点:①可处理有毒工业废水；②出水流量小；③模块升级、改造容易；④细菌与废水隔离。 缺点：①基建投资大；②无实际工程实例；③工艺复杂。
膜材料与膜组件：对膜生物反应器，膜材料与膜组件的选择原则为：成本低，通量大，抗污染性强，强度高，便于清洗和更换。
应用：
膜-生物反应器处理城市污水，（1）污染物处理效果，膜生物反应器处理污染物的去除率很高原因：膜的分离作用维持了高浓度的生物量，促进了生物降解作用，特别是硝化菌（生长缓慢）。膜分离本身对悬浮物COD和大分子溶解性有机物也有进一步的分离效果，随污泥返回继续分解。（2）污泥浓度与负荷，由于膜的高效分离作用，在膜-生物反应器中能实现SRT和HRT分开控制，从而使膜-生物反应器内维持很高的污泥浓度，达到很高的容积负荷和很低的污泥负荷。（3）污泥性质与普通活性污泥法相比（60~400 μm），膜-生物反应器中的污泥颗粒粒径相对集中在小的范围<100 μm，污泥粒径小有利于增强反应器内的传质效果，增加污泥活性。（4）膜通量膜生物反应器的膜通量一般在5~300L/（m2·h），影响因素主要包括操作压力、错流速度、膜孔径以及活性污泥的浓度与性质。
5）能量消耗分置式的能量消耗包括进水泵、混合液循环泵（占60~80%)以及曝气（占总耗20~50%）的消耗。能耗一般在2~10kW·h/m3水。一体式能耗包括进水泵、出水抽吸泵和曝气（占80~100%）的消耗。一般在1kW·h/m3水。
生物强化技术
定义：生物强化技术是一种通过向废水处理系统中直接投加从自然界筛选及诱导的优势菌种或者利用基因工程技术构建的具有特殊作用的高效菌种，从而大幅度提高生物降解效率，以达到对某种或某类污染物的有效去除，以及系统中某方面特性的改善，从而提高原处理系统能力的生物技术 作用机理
（1）直接作用
通过驯化、筛选、诱变、基因重组等技术得到一株以目标降解物质为主要碳源和能源的微生物，向处理系统中投入一定量的该菌种，就会达到对目标物去除的增强作用。 （2）共代谢作用
对于一些有毒有害物质，微生物不能以其为碳源和能源生长，但在其他基质存在下能够改变这种有害物的化学结构使其降解，微生物的共代谢作用可分为：①以易降解的有机物为碳源和能源，提高共代谢菌的生理活性；②以目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物，提高酶的合成；③不同微生物之间的协同作用。如在甲烷、芳香烃和丙烯等为主要基质生长的一些菌可以产生一种氧合酶，这种酶可以共代谢三氯乙烯。 实施途径
1、投加高效降解微生物，该技术得以实施的前提是获得能作用于目标降解物的高效菌株，理论上讲，对于天然合成的有机物，一般都能够找到相应的降解菌株。 要使高效菌持续发挥作用必须满足下列条件：（1）投加后，菌体具有的高活性不被破坏；（2）菌体可快速降解目标污染物；（3）在系统中（如曝气池）不仅要具有竞争性生 存的能力，而且生物量还应具有一定的水平。
2、投加营养物和基质类似物，由于大部分难降解有机物的降解是通过共代谢途径进行的，在常规活性污泥系统中可降解目标污染物的微生物活性和数量都比较低。通过投加某些碳源 和能源营养物质，或提供目标污染物降解过程中所需要的因子，将有助于降解菌的生长，改善处理系统的运行工况。投加基质类似物是由代谢酶的诱导作用提出的，即利用目标污染物的降解产物作为酶的诱导物，提高酶的活性。
在废水处理中，诱导物应满足：①毒性小；②价格低廉且有多种用途；③在无富集基质（目标污染物）时，诱导物可维持富集培养物的生长特性与污染物降解动力学。
3、投加遗传工程菌，按照传统方法，要得到能降解目标污染物的高效菌种，至少需要1个月甚至几个月的时间。基因工程的发展为人类快速获得高效菌种提供了新方法。生物学发现微生物对污染物的降解性与其所带的质粒有关。在废水处理中，可利用降解性质粒的相容性，把能够降解不同难降解物质的质粒组合到1个菌种中，组建1个多质粒的新菌种，这样就能使1种微生物降解多种污染物质或完成降解过程的多个环节，或使非降解性的菌种带上质粒从而获得降解性。尚在研究中
适用于生物强化系统的微生物满足以下条件：
（1）在其他抑制性污染物存在的条件下，在生物处理复杂的微生物群落中，保持对目标污
染物的代谢活性。
（2）引入到生物处理系统后，必须有竞争力，可以在系统中长期存留。
（3）应该与生物处理系统中的原有微生物兼容，即可以与原有的微生物群落共同生存，对原有的微生物不产生不良影响。
高效菌种的投加方式
间歇式投加：操作简便易行，但处理系统中菌种数量与活性容易发生变化。
连续投加：使用一个或多个SBR反应器（富集池）富集足够数量的驯化培养物，连续投加至主体工艺中。富集池中的物质一般包括要降解的有害物质、降解的中间产物、引发剂和营养物质。投入高效菌种后，在其中驯化、培养、繁殖。特点解决了菌种的连续投加问题，工程应用方便，但需要选择合适的富集培养物和操作方式。
固定化细胞投加：固定化细胞技术(简称IMC)，也称固定化微生物技术，是指通过化学或物理的放法将游离的细胞或微生物固定在载体上，使之成为不溶于水但仍具有高生物活性固定生长体的一项新技术
固定化细胞的制备方式 ：吸附法（是依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用，使微生物细胞固定在载体表面和内部形成生物膜。该法操作简单，固定化过程对细胞活性影响小。） 包埋法（是将微生物包埋在凝胶的微小格子或微胶囊等有限空间内，微生物被包裹在该空间内不能离开，而底物和产物能自由地进出这个空间。包埋法对细胞活性影响小，它是固定化细胞常用的方法），交联法（是通过利用含有两个或两个以上官能基团的试剂与微生物细胞表面的反应基团如梭基、氨基等发生反应，使细胞之间交联成网格结构，从而制成固定化网格，其结合力是共价键。该固定化方法微生物反应活性损失较大，且采用的交联剂大都比较昂贵，因此应用受到一定的限制）
载体特点：①对微生物无毒性；②传质性能好；③强度高，寿命长；④性质稳定，不易被微生物分解；⑤细胞的固定化操作容易；⑥水不溶解；⑦价格低廉。 常用的载体主要有：
①无机载体，如多孔玻璃、氧化铝、活性炭、石英砂、硅胶、硅藻土、多孔陶瓷、高岭土、沸石等。
②有机载体，此为研究重点， 主要有多糖类如纤维素、交联葡萄糖、DEAE—纤维素、几丁质、鹿角菜胶和琼脂等；蛋白质类如胶原—纤维蛋白和明胶等；水凝胶如聚丙烯酰胺；空心纤维如醋酸纤维系、聚氯乙烯和聚丙烯脂共聚物等。
特点： 菌种稳定性高、催化效率高、抗毒性能力强等优点，但载体价格高。
生物自固定化投加：将载体投加到反应器中，利用微生物的自固定化作用，使高效菌种固定在载体上生长（投料活性污泥）。
特点：提高反应器中的生物量，提高处理系统的 处理能力和运行稳定性,较好地克服活性污 泥法的不足，工程上比较可行、适用。 优、缺点
优点： ①适应性强，可广泛用于各种工业污水和市政生活 污水的处理； ②对活性污泥难以降解的大分子、有毒有害物质和氨氮有良好的降解效果；③抗冲击能力强，当系统受到冲击或重新启动时，能快速启动和恢复系统运行，形成优势菌群，提高处理效果。④温度和
pH适应范围宽，可提高污水厂冬季生物活 性，保证处理效果。⑤可降解恶臭的有机物、氨氮及含S化合物，控制不良气味和泡沫的产生，避免臭味对环境造成二次污染。⑥分解固体废物，减少污泥量，防止污泥膨胀，保证沉降效果，减少药剂用量，降低处理成本。⑦菌群无毒无害，对人、动物和环境安全。⑧使用简单，见效快，对处理能力不足或处理效果不良的污水处理厂，直接投加高效微生物和催化酶后，5-10天即可收到良好效果。
缺点：生物强化技术在水污染治理中的应用并不总能达到令人满意的效果。主要原因:废水成分复杂，仅用生物强化技术难以达到治理目的和要求废水中可供微生物用作生长基质的底物浓度太低，不足以维持其生长。投入的菌没有系统中固有菌的竞争能力强，不能强有力地摄取有限的营养物质。系统中捕食性原生动物捕食优势菌。优势菌优先利用其他易于利用的底物，对目标降 解物作用产生较缓慢。废水中存在抑制性基质，抑制优势菌生长和代谢。 投入菌的量不足，使其在菌群中不占优势，或由于控制不当使菌体流失。受不利环境因素的影响，如废水中的pH值、温度、DO的影响等。
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