行的模式。PLC根据工艺运行的模式自动调整设备的运行，并对工况运行的数据库加以整理保存。
2) 微机自动化控制系统的特点 ", 将分散在工艺流程上各控制点的监测数据经处理后作为PLC控制的依据。 ", 将监测的数据作为计算机选择运行模式的依据，实现PLC对各设备有效的、自动的控制。 ", 计算机实现对全厂运行情况有序的、集中的管理，保证操作人员对整个系统的监控。
3) SBR法工艺流程
SBR工艺是一种间歇(批式)处理污水的工艺技术，它采用单个反应池通过时间序列来完成进水、反应、沉淀、排水、闲置等功能。
在SBR池进水阶段，利用污水进水中所含有机碳源，将上一批反应排水后残留在池内污 水中的硝酸盐氮予以还原，经过一段时间后，开始曝气，在含碳有机物被氧化的同时，先后进行氧化和硝化反应，曝气结束后进行沉淀，然后将上部澄清液排出，并保留部分处理后污水供下一周期反硝化反应。
对于SBR污水处理工艺，管理控制可分为两个层次，它与连续流不同，处理操作需要开、关反应池进水阀门，在预定的进水时间内，根据反应池的充满程序，确定启、停鼓风机、滗水器等一系列操作，这些均需PLC来控制。另外，由于季节变化污水量少、水质浓度的变化，处理效 果需要通过调整周期内时间配置来调节。如出水氨氮过高，则需延长曝气时间，出水NOX-N过高则需增加反硝化时间等，一般可以在PLC内预先设置几套周期配置模式，以便根据实际水量 、水质、水温等因素，在一段时间内选用一种周期模式，或昼夜用不同的周期模式。此外，PLC内还具有意外情况下的处理对策，如突然停电一段时间后，应以何种措施过渡恢复等，这些均是SBR法有别于连续流工艺控制管理的方面。 4) PLC硬件的配置
污水处理厂进行自动化控制、管理的主要手段是可编程序控制器(PLC)和计算机。自动化管理系统一般都采用分散控制集中管理的模式，即按工艺要求将全厂的控制系统分成若干个单元，每个单元由一台PLC控制，PLC与PLC之间可由专用通讯电缆连接，构成主、 从PLC模式。主PLC与计算机之间有通讯线相连。
PLC的配置，首先应当结合工艺、土建解决好PLC的单元布置，主要解决集控室与PLC、PLC与PLC之间的距离问题。各控制单元之间的距离应尽量短。如果各控制单元的距离不大于200米，可采用主、从PLC控制模式，主PLC设在集控室，可通过通讯口与计算机直接连接，从PLC采用专用通讯线与主PLC连接。这种模式较为经济。如果PLC与PLC之间的距离较大，则通讯干扰大，可靠性差，不宜采用上述模式。可以采用具有网络功能的PLC，PLC之间构成一个网络结构并与计算机相连。每个PLC独自控制一个单元，但这一模式的工程造价较高。
(八) 氧化沟和SBR工艺的比较
SBR工艺和氧化沟工艺都比较适合于中小型污水厂，如果设计管理的好，都可以取得比较好的除磷脱氮效果。但是这两种工艺又各有优缺点，分别适用于不同的情况，在选定方案时需要仔细分析。
从基建投资看，SBR工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。
1) SBR工艺由于采用合建式，不需要设置二沉地，同时由于采用微孔曝气，可以
采用的水深一般为4～6m，比一般氧化沟的水深(3～4m)要深，因此在同样的负荷条件下，SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用比较高，对SBR工艺有利。
2) 进水BOD浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对SBR有利。
3) SBR工艺中一个周期的沉淀时间是由活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素确定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间的和基本上是固定的，一般都不应小于2小时，因此，每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的容积利用系数降低。对于污泥稳定要求不高的污水厂，选择SBR工艺不利。(合建式氧化沟工艺也有这个缺点)。
4) SBR工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水水质更好。
5) SBR工艺和交替式氧化沟需要频繁地开停进水阀门，曝气设备，滗水器等，因此，对自控设备的要求比较高，目前，某些国产设备的质量尚不过关，如果考虑进口，自控系统所占的投资比例将增加，而且将增大维修费用。
6) 在一些水量非常小的小城镇，夜间几乎没有污水产生，这时候SBR工艺和交替式氧化沟工艺有优越性，曝气设备可以白天运转，夜间停止运行。
7) 从运营费用看，SBR工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流(有的少量回流)，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些，运营费要高些。
8) 在寒冷的气候条件下，因为表面曝气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，而污水的温度降低，对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，所以，在寒冷地区，采用氧化沟工艺，需要采取一些特殊措施，如将氧化沟加盖，而这些措施都使氧化沟工艺在和其它工艺竞争中，处于不利的地位。
二、 生物膜法
60年代末期开始出现，在工业废水处理方面曾研究了高负荷生物滤池、塔式生物滤池等，后来则主要研究了接触氧化法，并在纺织、印染、化纤等行业废水中广泛应用。接触氧化工艺由于缺乏经久耐用和价格低廉的填料、大型池的均匀布水布气尚有困难等原因，在市政污水处理上特别是在大中型污水处理厂中没有得到应用。80年代中期在研究A/O、A2/O、AB法、SBR工艺、新型氧化沟等悬浮生长工艺技术的同时，也开展了高负荷生物滤池/固体接触(TF/SC)和生物曝气滤池(BAF)等附着生长技术方面的试验研究。研究结果表明生物膜法在市政污水处理方面前景良好。
(一) 曝气生物滤池（BAF）
曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填 (滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是不同的，如要求处理出水BOD、SS＜20mg/L,去除BOD55达90%以上的工艺，其容
积负荷为0.7～3.0 kgBOD/(m35·d)，水力停留时间1～2h；以硝化(90%以上)为主的工艺，其容积负荷为0.5～2.0kgBOD/(m3·d)，水力停留时间2～3h。 5
一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约5×104m34/d左右为宜。国外(主要在欧洲)处理水量有达到36×10m3/d的，这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行 管理经验有关。
采用生物曝气滤池的市政污水处理厂流程有两类，参见下图BAF的构造基本上与污水三级处理的滤池相同，只是滤料不同，BAF一般用单一均粒滤料，其构造见下图：
BAF有两种运行方式，一种是从池上进水，水流与空气逆向运行，称之为逆向流或向下流。另一种是池底进水，与空气流同向运行，即同向流或向上流。同向流负荷高，出水水质略差，必须设二沉池。而逆向流在流速较小时，可不设二沉池。 国内主要是研究逆向流BAF，国外厂商提供的工艺设备也主要是逆向流。 BAF前可设置有填料的厌氧滤池而形成A/A/O工艺膜法，也可在BAF流程2中二沉池前投加铁盐絮凝剂成为除磷脱氮工艺。
(二) 高负荷生物滤池/固体接触(TF/SC)工艺
高负荷生物滤池/固体接触(TF/SC)是美国在80年代初根据其城市污水处理厂70%为高负荷生物滤池，其出水达不到提高后的出水水质标准而开发出来的新工艺。我国于1990年由中国市政工程西北设计研究院和兰州铁道学院合作进行试验室、中间试验和工程生产试验，获得了完整的设计参数。国内设计公司据此成果进行了两座污水量为10×104m3/d规模处理厂设计建设。TF/SC的典型工艺流程如下图。
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生物滤池可以是卵石填料高负荷生物滤池，也可以是塑料填料的深式或塔式滤池。TF/SC工艺中生物滤池系按不完全处理设计，采用了较一般高负荷生物滤池还要高的负荷，美国采用的负荷为0.4～1.4 kgBOD/(m35·d)(填料体积)，最终出水BOD5可达10mg/L以下。我国研究结果是卵石填料的负荷在3.5 kgBOD/(m35·d)时最终出水BOD可在30mg/L以下。生物滤池设计的BOD55去除率以50%左右较为经济，其主要功能是去除溶解性BOD5和将大分子等难降解的物质降解为易降解物质。在我国采用卵石填料比较经济，因塑料填料的价格要高20倍以上。
固体接触池是TF/SC工艺高效的关键之一，它是将回流污泥与生物滤池出水混合曝气，进行生物絮凝和生物吸附，将废水中细小颗粒和凝聚性差的生物膜絮凝成易于沉淀的絮体，同时吸附和降解污水中的有机污染物，因而污水在固体接触池中的停留时间一般都较短（美国典型TF/SC处理厂最短的仅2.0min，一般为30min左右），我国设计的停留时间较长，多在45min左右，因滤池负荷较美国高。固体接触池的污泥负荷比一般活性污泥法高1倍，若出水BOD5要求低于30mg/L，污泥负荷为0.4～0.8kgBOD/(kgMLSS·d)。 5
絮凝沉淀池与一般二沉池最大的不同之处是设有进水絮凝区，借助于外力进行再絮凝。它是根据生物可以再絮凝原理设计的，从而较大幅度提高了表面负荷并使细小不易絮凝沉淀的生物膜得以去除，出水悬浮物可达10mg/L。
从以上TF/SC工艺的单元特性讨论中说明了TF/SC工艺具有以下优点：
1) 出水水质好。美国的数处工程实例和我国示范工程都说明出水悬浮物和BOD均可达到10mg/L以下。一般活性污泥法出水悬浮物和BOD55达到20 mg/L已是高水准，尤其是悬浮物达到20 mg/L以下是很困难的。所以，有人称之为“二级处理
工艺，三级出水标准”。
2) TF/SC的工艺单元--生物滤池、固体接触池和絮凝沉淀池均是高效设施，负荷高、停留时间短，因而工程造价低，运行能耗少。研究结果说明TF/SC工艺污水处理厂工程总投资和运行费用均较传统活性污泥法低约20%(未包括污泥处理，TF/SC工艺污泥量少1/4)。美国Corvallis市政污水处理厂(Oregon州)改造为TF/SC工艺后，节约用电20%，鼓风机所需动力由186.4kW降至44.7kW，尤为重要的是污泥量减少了24%，大幅度减少了污泥处理费用。
3) 具有生物膜法的特点，耐冲击、运行稳定、操作比较简单。
(三) 生物膜法与活性污泥法比较
1. 生物膜法与活性污泥法代表工艺比较
表中说明膜法的负荷均远高于活性污泥法，因而工程总造价也要低很多，TF/SC工艺研究专题依托工程的经济分析说明TF/SC工艺的总造价比标准活性污泥法低20%。另外近年来我国所设计的两个10×104m3/d规模的市政污水处理厂均采用TF/SC工艺，其处理1 m3污水的工程造价一项为900元，另一项为1 015元（工程包括污泥消化与污泥处理）。由于这项工程利用了有利地形，其电耗分别为0.1 kW·h/m3水和0.05 kW·h/m3水（完全自流无须提升）。一般活性污泥法的工程总造价为1 200～1500元/m3水，运行电耗超过0.2 kW·h/m3水。 2. 生物膜法在我国城市污水处理中的前景
生物膜法在我国城市污水处理中应用的前景是十分广阔的，将会与活性污泥法一样成为城市污水处理厂的主要工艺。 我国城市污水处理厂现仅160座，污水处理率也仅为10%，需要建设大量的城市污水处理厂，但我国城市建设资金远不能满足这方面的需求。解决资金的途径，一条是拓宽资金来源；另一条是采用新的技术降低工程造价节约资金。上述两生物膜法工艺显然是可以较大幅度降低工程造价的新技术，因而也正是城市污水处理所需要的技术。 3. 生物膜法需要研究改进的技术问题
生物膜法从开始研究至今不足20年，在我国研究的时间更短，还不到10年，建设的工程也很少，因而必然存在许多需要改进的地方，需主要研究的内容如下： 1) 不论是TF/SC工艺还是BAF技术，工艺的理论研究还很不够，如果在理论研究上有所发展，必然会极大地推动生物膜法的发展。
2) 需要研究工艺设计的优化，如TF/SC工艺各单元处理程度的优化、BAF工艺投配负荷与反冲洗关系的优化等。
3) 需要研究TF/SC和BAF适用的轻质高强、价廉、使用寿命长的滤池滤料，这是两种工艺的关键问题。
4) BAF存在一个大型滤池的均匀布水布气问题，它既关系其工程造价，也关系此技术的适用规模。
5) 随着对环境质量要求的提高，污水脱氮除磷也一定会在我国得到加强。TF/SC和BAF工艺的脱氮除磷技术在国外已有一些技术方案和成功的流程，但在我国还未很好地开展这方面研究，需要规划安排和加强工作。
三、 科学地进行工艺方案比较
城市污水处理投资大，运行费用高，如不包括引进处理设备和引进沼气发电设备，每处理1m3污水投资宜控制在1000元，运行费(包括折旧费)宜控制在0.5元/m3左
右。由于现在污水处理率还不高，按用水量的0.8计算污水量，收0.2～0.3元/m3排水费，基本上能维持处理设备的运行。
为了降低投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比较，说明处理工艺技术的发展，是好事。现在经常碰到的问题是，工艺方案比较往往不够科学，有的对工艺已有倾向和爱好，先入为主，对倾向的工艺只说优点，对不赞成的工艺强调缺点；有的把自己的小型试验数据与别的已上工程的工艺比；有的是将处理BOD5为主的工艺与处理BOD5同时进行脱氮除磷的工艺比。实际已运行的不少污水处理厂，其出水水质较好与其进水水量和水质远未达到设计指标有关，各厂情况不同 ，不可简单地比较出水指标；有的投资包括厂外工程费用(如道路、电负荷增容等)；有的投资包括征地费用(而此费用在各地出入很大)；有的工艺建设投资低，运行费用高； 有的工艺投资高，运行费用低；有的工艺处理污水的投资低，而污泥量较多增加了污泥的处理成本。应该看到，同样的工艺，采用的设计参数不同，其结果也是 不同的。作为负责任的单位，对工艺方案的比较力求客观全面，在同等进水、出水条件下，其设计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量和氧的利用率(及动力效率)、污泥产量(及污泥指数)等作全面分析，数据丰富就可以集思广益，扬长避短，根据技术上 合理，经济上合算，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则，进行工艺方案的优化抉择。 对一定规模(如10 ×104m3 /d)以上的城市污水处理厂，应作污泥稳定处理，通常采用中温消化，沼气利用，有条件的可设沼气发电(如北京高碑店、天津东郊)，这要花费不少投资，技术设备相当复杂，设备需要引进。不处置由污水处理带来的污泥，污水处理是不完整的，脱水后污泥的最终处置要具体落实，不留后患。 国内有些环保公司提出对污水处理厂投资采用多方集资和融资方案(如环保公司和业主出资50%，其余50%资金由银行贷款)，然后通过收取的排污费逐年偿还，这种方法是有积极意义的。但有两个问题需要明确：一个是出资的环保公司采用的工艺和设计参数需要通过评议，选用的设备需通过招标，正如国外贷款(包括政府贷款)其工艺和设备需评议和招标一样；另一个是要明确污水处理厂的股权和产权问题，需制订相应的政策和协议。
有的环保公司一再宣传采用曝气生物滤池和气浮池替代沉淀池技术处理城市污水，投资可减至400 元/m3，占地可减少4/5，运转费用可减少一半，操作人员可减少9/10，这完全是误导。建设部要求城市污水厂绿化占全厂1/3面积，再加上道路及辅助设施、办公生活设施，总面积约占全厂的1/2。减少曝气池和沉淀池面积绝不可能使总的面积减少一半。从技术上看，用气浮池代替沉淀池，对代替初沉池来说是行不通的，对于代替二沉池需作具体比较(包括土建、设备、电耗、管理等方面)。另外，还应对大规模气浮装置的技术可行性作出评估。
活性污泥工艺是污水处理的主要工艺。在全球近6万座城市污水处理厂中,有3万多座采用活性污泥工艺,而其余多为规模很小的稳定塘系统。 1. 可供选择的工艺单元
各种除磷脱氮工艺一般都是除碳、除氮、除磷三种流程的有机组合，得利满公司提出了“SARAOE”概念，来描述用于除磷脱氮的不同区域。 1) 选择区(Selectorzone)
设置选择区的目的主要是为了避免污泥膨胀。 2) 厌氧区(Anaerobiczone)
设置厌氧区是为了提供一个使聚磷菌释放磷的环境，为后续的好氧吸磷创造条