污水處理的需求是伴隨著城市的誕生而產生的。城市污水處理技術，歷經變遷，從一 級處理發展到現在的三級處理，從簡單的消毒沉淀到有機物去除、脫氮除磷再到深度處理回用。

其中，活性污泥法的問世更是具有劃時代的意義，而今年正值活性污泥法誕生100周年。城市污水處理技術今后究竟將如何發展對此，不如先讓我們回顧一下那些年城市污水處理走過的路。

一、一 級處理階段

城市污水處理歷史可追溯到古羅馬時期，那個時期環境容量大，水體的自凈能力也能夠滿足人類的用水需求，人們僅需考慮排水問題即可。而后，城市化進程加快，生活污水通過傳播細菌引發了傳染病的蔓延，出于健康的考慮，人類開始對排放的生活污水處進行處理。早期的處理方式采用石灰、明礬等進行沉淀或用漂白粉進行消毒。明代晚期，我國已有污水凈化裝置。但由于當時需求性不強，我國生活污水仍以農業灌溉為主。1762年，英國開始采用石灰及金屬鹽類等處理城市污水。

二、二級處理階段

1、有機物去除工藝

（1）生物膜法

十八世紀中葉，歐洲工業革命開始，其中，城市生活污水中的有機物成為去除方向。1881年，法國科學家發明了生物反應器，也是厭氧生物處理池—moris池誕生，拉開了生物法處理污水的序幕。1893年，生物濾池在英國Wales投入使用，并迅速在歐洲北美等國家推廣。技術的發展，推動了標準的產生。1912年，英國污水處理委員會提出以BOD5來評價水質的污染程度。

（2）活性污泥法

1914年，Arden和Lokett在英國化學工學會上發表了一篇關于活性污泥法的論文，并于同年在英國曼徹斯特市開創了世界活性污泥法污水處理試驗廠。兩年后，美國正式建立了活性污泥法污水處理廠。活性污泥法的誕生，奠定了未來100年間城市污水處理技術的基礎。

活性污泥法誕生之初，采用的是充-排式工藝，由于當時自動控制技術與設備條件相對落后，導致其操作繁瑣，易于堵塞，與生物濾池相比并無明顯優勢。之后連續進水的推流式活性污泥法（CAs法）出現后很快就將其取代，但由于推流式反應器中污泥耗氧速度沿池長是變化的，供氧速率難以與其配合，活性污泥法又面臨局部供氧不足的難題。1936年提出的漸曝氣活性污泥法（TAAs）和1942年提出的階段曝氣法（SFAS），分別從曝氣方式及進水方式上改善了供氧平衡。1950年，美國的麥金尼提出了完全混合式活性污泥法。該方法通過改變活性污泥微生物群的生存方式，使其適應曝氣池中因基質濃度的梯度變化，有效解決了污泥膨脹的問題。

隨著在實際生產生的廣泛應用和技術上的不斷革新改進，20世紀40-60年代，活性污泥法逐漸取代了生物膜法，成為污水處理的主流工藝。

1921年，活性污泥法傳播到中國，中國建設了污水處理廠—上海北區污水處理廠。1926年及1927年又分別建設了上海東區及西區污水廠，當時3座水廠的日處理量共為3.55萬噸。

2、脫氮除磷工藝

20世紀50年代，水體富營養化問題凸顯，脫氮除磷成為污水處理的另一主要訴求。于是，在活性污泥法的基礎上衍生出了一系列的脫氮除磷工藝。

3、除磷工藝

50年代初，攝磷菌被發現并用于除磷。（如圖2）

4、脫氮工藝

1969年，美國的Barth提出采用三段法除氮（如圖3），是好氧段，主要去除有機物，第 二段加堿硝化，第三段是厭氧反硝化，除氮。

1973年，Barnard在原有工藝基礎上，將缺氧和好氧反應器完全分隔，污泥回流到缺氧反應器，并添加了內回流裝置，縮短了工藝流程，也就現在常說的缺氧好氧（A/O）工藝（如圖4）。

5、A2O工藝

70年代，美國專家在A/O工藝的基礎上，再加上除磷就成了A2O工藝（如圖5）。我國1986年建廠的廣州大坦沙污水處理廠，采用的就是A2O工藝，當時的設計處理水量為15萬噸，是當時世界上采用A2O工藝的污水處理廠。

6、氧化溝工藝

A2O工藝是將生物處理厭氧段和好氧段進行了空間分割，而氧化溝則為封閉的溝渠型結構，結合了推流式和完全混合式活性污泥法的特點，集曝氣、沉淀和污泥穩定于一體。污水和活性污泥的混合液不斷地循環流動，系統中能夠形成好氧區和缺氧區，進而實現生物脫氮除磷（如圖6）。氧化溝白天進水曝氣，夜間用作沉淀池。活性污泥法相比 , 其具有處理工藝及構筑物簡單、泥齡長、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩定等優勢。

1953年，荷蘭的公共衛生工程研究協會的Pasveer研究所提出了氧化溝工藝，也被稱為“帕斯維爾溝”。1954年，在荷蘭的伏肖汀（Voorshoten）建造了氧化溝污水處理廠，當時服務人口僅為360人。60 年代，這項技術在歐洲、北美和南非等各國得到了迅速推廣和應用。據統計，到1977年為止，在西歐有超過2000多座的帕斯維爾型氧化溝投入運行。

1967年，荷蘭DHV公司開發研制了卡魯塞爾（Carroussel）氧化溝。它是一個由多渠串聯組成的氧化溝系統。卡魯塞爾氧化溝的發展經歷了普通卡魯塞爾氧化溝、卡魯塞爾2000氧化溝和卡魯塞爾3000氧化溝三個階段。

1970年，美國的Envirex公司投放生產了奧貝爾（Orbal）氧化溝。它由3條同心園形或橢圓形渠道組成，各渠道之間相通，進水先引入渠道，在其中不斷循環的同時，依次進入下一個渠道，相當于一系列完全混合反應池串聯在一起，從中 心的渠道排出。

交替式工作氧化溝是由丹麥克（Kruger）公司研制，該工藝造價低，易于維護，通常有雙溝交替和三溝交替（T型氧化溝）的氧化溝系統和半交替工作式氧化溝。