CDO、BOD5和SS的去除完全可以达到预期要求。但是，这种方法只有单一的生物环境，不能发挥和强化不同微生物的生物特性和优势，既不能对提高对高浓度污水有效处理，也不能对TN和TP等污染物质地去除率约为10—25%和12—19%，均达不到上述要求。因而无法适用于该城镇污水系统的排放要求，而采用物理化学的办法加强对氮、磷营养元素的去除，无论从处理成本上还是运行条件上看，都是较为困难的。因此采用生物脱氮除磷的方法。
生物处理技术进步所遵循的途径主要有两条：一是提高参与作用的微生物量，增加有机物于微生物接触的机率，其实现手段是提高混合液的浓度。二是发挥不同微生物优势的代谢特性，筛选菌种，提供与优势微生物生理特性相适应的生物环境，使各类微生物尽其所能“分工负责”，发挥最大优势来实现人类所预期的处理目标。生物脱氮除磷工艺即采取这一途径，其脱氮是先通过延长曝气时间，利用世代时间较长的硝化菌，将氨氮转化为硝酸盐，再利用缺氧条件下的兼性厌氧反硝化菌将硝态氮转化为气态氮逸出，从而达到去除原水中NH3-N的目的。除磷则是先利用厌氧条件下兼性和好氧聚磷菌进行磷的有效释放，再利用经厌氧释放磷的菌群在好氧条件下大量增殖吸磷的特性，使原污水的磷转化为生物细胞（活性污泥），最终通过沉淀分离，将富磷剩余污泥排除来实现。由于这一完整的除磷、脱氮过程是分别在厌氧、兼氧和好氧条件下进行的，所以通常被称之为A2/O工艺。
A2/O工艺适用于污水中碳源较为充足的情况下，通常是TKN/COD<0.08，这个是因为碳源不足导致A2/O工艺缺氧段反硝化不充分，出水中NO3-N浓度较高，大量的NO3-N随回流污泥进入厌氧段，并在那里进行反硝化，迅速消耗快速COD，抑制了厌氧段磷的有效释放，因而在好氧段磷的吸收也几乎全无发生，导致了除磷效果不佳。
由于脱氮和除磷有着彼此消弱的对立因素，在对COD的利用的时候，首先考虑脱氮。该城镇污水中COD/TN=9.3,COD/TP=70.16,可以看出C源不足，一般脱氮除磷工艺不能满足要求。由于化学脱氮不经济，而且化学方法很难去除。因此，在利用C源的时候首先考虑脱氮。工艺流程中包括生物脱氮除磷和化学反应。由于C/N比小于14，所以不适合用A/A/O工艺，需要用到改良型A/A/O工艺。具有高效脱氮
6
除磷生物处理工艺主要有：改良A/A/O工艺，UNITANK工艺，UCT工艺，CASS工艺等。化学反应有投药、混合、过滤和投药、混合、反应、沉淀。
该污水处理厂的总建设规模为4万m3/d，属于中小型污水处理厂。为了实现污水处理厂高效稳定运行和节省运行费用、建设费用。要求选择的处理工艺技术成熟，处理效果稳定，保证出水达到排放要求；基建投资和运行费用低；运行管理方便；工艺简单自动化程度高。由于该设计对磷的去除要求特别高，仅生物脱氮除磷工艺也难以达到P的排放浓度小于0.5mg/L，因此考虑用为絮凝过滤除磷，从而达到更好的排放标准。
通过对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，具有强化脱氮除磷的工艺主要有下面这些：
A+A/A/O工艺
A+ A2/O 工艺综合了A2/O 工艺和改良UCT的优点，有着良好的生物脱氮除磷效果，脱氮能力高于 A2/O 工艺。此工艺有相当好的脱氮效果，但是除磷效果更差，后续化学除磷需要加大药剂的使用。A+A2/O 工艺处理流程简图如下：
进水90 混合液回流 进水10 污泥回流 剩余污泥 图1 A+A/A/O法流程图
该工艺在传统A2/O 法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池,来自二沉池的回流污泥和10 %左右的进水进入该池(另90 %左右的进水直接进入厌氧池) ,停留时间为20～30 min ,微生物利用进水中的有机物作碳源进行反硝化(去除由回流污泥带入的硝酸盐) ,消除了硝态氮对厌氧释磷的不利影响,保证了除磷效果。该工艺简便易行,
7
反厌缺好二
在厌氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。经过反硝化区的污水和90%原污水进入厌氧区，兼性厌氧发酵菌在厌氧环境下将污水中可生物降解的大分子有机物转化为分子量较小的中间发酵产物（如VFA），聚磷菌（PAO）将体内贮存的聚磷酸盐分解，同时释放出能量供专性好氧PAO在厌氧的压抑环境中维持生存，剩余部分的能力则可供PAO从环境中吸收VFA等易降解的有机基质之需，并以PHB的形式在其体内贮存。随后，污水进入缺氧区，反硝化菌利用来自好氧区回流中的氨氮以及污水中的有机基质进行反硝化，达到同时去除污水中BOD5和脱氮的效果。在好氧区中，PAO在利用污水中有机基质的同时，主要通过分解其体内贮存的PHB所释放的能量，进行增殖，同时过量摄取环境中的溶解态磷。好氧区中的有机物经厌氧缺氧段分别被PAO和反硝化菌利用后，浓度较低，有利于自养硝化菌的生长繁殖，并可发挥其有效的消化功能。
CAST工艺
CAST工艺集曝气与沉淀于同一池内，取消了常规活性污泥法的一沉池和二沉池，其工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段，运行中可根据进水水质和排放标准控制运行参数，如有机负荷、工作周期、水力停留时间等。该方法在美国的明尼苏达草原市污水处理厂、俄亥俄州托莱多废水处理厂、密执安州地区废水处理厂、纽约长岛赛尔顿废水处理厂、新墨西哥州造纸厂废水处理站得到应用，并获得了良好的处理效果。为将该工艺引进、硝化，探讨适合我国国情的新型污水处理新工艺，总装备部工程设计研究总院环保中心于1994年在实验室进行了模拟试验研究，为以后的工程设计提供了宝贵的设计参数。
CAST工艺的主要技术特征
1 间断进水，间断排水：污水排放大多都是连续或半连续的，CAST工艺比较适合这样的排水特点。CAST工艺设计时可采用一个或两个以上池子并联运行。
2 运行上的时序性：CAST反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。
3 运行过程的非稳态性：每个工作周期内排水开始时CAST池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比于处理废水的浓度、
8
排放标准及生物降解的难易程度等有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，机制降解是非稳态的。
4 溶解氧周期性变化：CAST在反应阶段是曝气的，在沉淀阶段和排水阶段不曝气，因此，反应池中溶解氧是周期性变化的。
CAST工艺优点
1 工艺简单，占地面积小，投资较低：CAST的核心构筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资低。
2 曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池容积，降低工程投资。 3 沉淀效果好：CAST工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CAST工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。CAST反应池中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有效防止污泥丝状膨胀。
4 运行灵活，抗冲击能力强：CAST工艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以再满足排放标准的条件下达到经济运行的目的。CAST工艺集曝气、沉淀等功能与一体，池容相对较大，抗水质、水量冲击能力较大。当进行脱氮除磷时，可通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提高脱氮除磷的效果。
5 CAST工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛。
6 运行稳定性好。 7 基质去除率较高。 8 剩余污泥量小，性质稳定。 CAST设计中应注意的问题
9
1 水量平衡：工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥CAST反应池的作用，于选择的设计流量关系很大，如果涉及流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。当水量波动较大时，应考虑设置调节池。
2 控制方式的选择：一般情况下，CAST工艺采用自动控制和手动操作两种方式。后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者日常工作使用。
3 曝气方式的选择：间断曝气容易造成污泥堵塞微孔。所以，在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，这一点于SBR工艺相同。
4 排水方式的选择：CAST工艺的排水要求与SBR相同，目前，常用的设备为旋转式撇水机，其优点试排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随水排出。
5 需要注意的其他问题：（1）浮渣和沉渣的排除方法；（2）排水比的确定；（3）雨季对池内水位的影响及控制；（4）排泥时机及泥磷的控制；（5）反应池的长宽比；（6）间断排水于后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。
SBR工艺 Unitank工艺 确定流程
方案一：A+A/A/O工艺 流程图：
污泥外运 脱
砂水进粗提细沉出加氯混凝二A+A/污泥浓10 鼓