事实上，低负荷曝气池的池容和设备是中、高负荷活性污泥工艺的几倍，在建筑材料和土地资源上是高消耗，相应的投资要高数倍;其次，延时曝气系统能耗比中、高负荷活性污泥要高 40～50%左右。同时，能耗增加会带来了直接运行费的增加，能耗增加也会还要增加间接投资。据资料报道目前国内每 kW 发电能力除尘脱硫需要投资 500～1000 元，则每万吨污水增加的脱硫投资需要 25～50 万元。按脱硫投资为电站投资 10%计，则增加的电厂投资为 250～500 万元，是污水处理投资的 50%以上。对于我国这样一个资源不足、能源日益短缺、人口众多的发展中国家，是否适合推广这种低负荷的活性污泥工艺是值得推敲的问题。从可持续发展角度讲，采用延时曝气这种高资源占用和能源消耗的低负荷工艺，并以耗能的方式取得污泥的稳定工艺是不适合可持续发展的基本原则的，也是不适合中国国情的。我们应该开发科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少反应器。

3、关于城镇污水处理厂污泥处理的思考

城市污水污泥处理和处置方面在我国还刚刚起步，与国外先进国家相比尚有较大差距。随着大量污水处理厂的投产，污泥产量将会有大幅度的增加。污泥厌氧消化的投资高，污泥处理费用约占污水处理厂投资和运行费用的 20%～40%。在我国仅有的十几座污泥消化池中，能够正常运行的为数不多，有些池子根本就没有运行。这也是导致我国近年大量采用带有延时曝气功能的氧化沟等技术的原因。采用高效(高负荷)、低耗污水处理工艺的关键之一是解决城市污水厂污泥处理技术和问题，可以讲具有特点的解决我国城镇污水工艺的进步，在很大程度上取决于污泥处理和利用技术的进步。为了解决这一问题有必要加强污泥处理与利用的研究。

另外，在一个小区域内的物质、能量(粮食、蔬菜等)是从周边地区流向中小城镇，污水处理产生的污泥是这种流动的结果，从生态平衡角度讲这些物质是需要回到周边的生态系统中，否则长期发展会造成一个区域内土壤生态的失衡。因此从污泥最终处置的出路来看，中小城镇的污泥农用是最为可行和现实的处置方案。

四、城市污水处理新工艺新技术介绍

1、生物化学反应理论基础

人们过去对于好氧微生物和专性厌氧微生物研究十分充分, 而对兼氧性微生物的研究不够。各种类型有机污染物的厌氧(缺氧)、好氧降解反应过程汇总如下。

好氧(缺氧)过程 厌氧(缺氧)过程

1) COD®H2O+CO2 (传统好氧)

2) COD ® CH4+CO2(传统厌氧)

3) NH4+ ®NO2- ®NO3- (硝化)

4) NO3-( NO2-)® N2 (厌氧或缺氧(短程)反硝化)

5) PO4-+生物-P ®生物-P(厌氧)

6) NH4++NO2-® N2 (厌氧氨氧化)

7) H2S ®S0 (微需氧或缺氧)

8) SO4= ® H2S (厌氧反应)

9) R-Cl® CO2 + Cl- (好氧反应)

10) RCCl® CH4+ CO2+ Cl- (厌氧反应)

反应式(1、2 和 3)为传统厌氧和好氧工艺，其他均为兼性菌的反应。事实上，利用兼性细菌的工艺人们早已涉及，如，对去除 N、P 的 A2O 或 AO 工艺(反应 4、5)，利用兼性菌在好氧条件下进行好氧代谢，而在厌氧条件下进行厌氧代谢。在含有硫酸盐的有机废水中，厌氧反应将有机物和硫酸盐分别转化为有机酸和硫化氢(反应 8)。产生的硫化氢被微需氧细菌直接氧化为硫元素。这可以用来去除硫化物并回收硫元素(反应 7)。

Kuenen 等发现某些细菌在硝化、反硝化应用中能利用 NO2-或 NO3-作电子受体将NH4+氧化为 N2 和气态氮化物(反应式 5);在这一反应的基础上，正在开发 ANAMMOX 工艺和 OLAND 等工艺。最新研究表明一些在好氧状态下难降解芳香族和卤代烃在厌氧条件下容易分解(反应 9、10)。

以上反应为一些新工艺的化学反应基础，其基本原理是新工艺开发的基础和生长点。成功的利用兼性微生物的典型工艺是北京环保所在 80 年代开发的水解-好氧处理工艺。水解池利用水解和产酸微生物，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物,使得污水在后续的好氧单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处理。

需要说明的是水解-好氧工艺中的水解(酸化)过程与好氧 AO(HO)、A2O 和 AB 等工艺中A 段中发生的水解过程也是有较大区别的。这表现在以下两个方面：首先是菌种不同，如上所述在水解工艺中的优势菌群是厌氧微生物，以兼性兼性微生物为主，而在好氧 AO(HO)、A2O 和 AB 等工艺中 A 段中的优势菌是以好氧菌为主。仅仅部分兼性菌参加反应;其次，在反应器内的污泥浓度不同，水解工艺采用的是升流式反应器，其中污泥浓度可以达到 15～25g/L，而好氧 AO、A2O 和 AB 等工艺中从二沉池回流污泥浓度一般最高为 5～8g/L，并且以好氧菌为主。以上的差别造成了水解工艺是完全的水解，而好氧 AO(HO)、A2O 和 AB 等工艺中 A 段仅仅发生部分水解。

从大量实践来看，采用水解-活性污泥法，与传统的活性污泥相比，其基建投资，能耗和运行费用可分别节省 30%以上。从目前我们大量实践来看：对于不要求脱氮除磷的中、小城镇污水处理厂的投资为 500～700 元/m3(污水);对需要脱氮除磷的污水处理厂投资在800 元/m3(污水)左右。由于水解池具有改善污水可生化性的特点，使得工艺不仅适用于易生物降解的城市污水等。同时更适用于处理不易生物降解的某些工业废水。

2、城市污水处理工艺的极限

对于污水处理系统存在三种基本类型的微生物聚集体存在的方式：固定膜(如：滴滤池)、絮状污泥(活性污泥工艺)和悬浮生物膜颗粒(移动床、流化床和气提反应器等)。以上工艺开发和存在的内在原因是人们不断的追求高效率、低能耗、低成本和低的占地面积等高的性能指标的不断实践的产物。而开发的不同反应器的应用受到了技术、经济和理论条件的限制。这些限制体现在对于好氧生物反应器研究和开发，受到了生物生长特性(生物量和活性)、反应器的形式(固定床、悬浮床和流化床)、传质条件(氧的供给)和固液分离(沉淀、过滤)等诸多因素的限制。这些限制条件综合结果构成对于好氧生物反应器的极限，长期以来人们围绕这些限制因素根据各个时期的理论、技术、材料等进展，进行了长期不懈的研究和开发工作。