話說天下的生化水處(chu)理技術，門派林立，武學理論浩如(ru)煙海(hai)。傳統的生化水處(chu)理武林門派，根據其對煉氣的態度，可分為好氧教派和厭氧教派。

好氧教派認為，要想治水，必須煉氣，需要不斷地供(gong)氣（氧氣）修煉，方能修得至尊武學境界。厭氧教派則認為，治水不一定非得煉氣，不憑借外物（氧氣）而處(chu)理好水質，才是好武功好技術。

好氧教派

好氧教派主要有教和生物膜教。

1914年，雅頓（Arden）和洛凱特（Locket）發現了活性汙泥具(ju)有淨化水質的作用，從而開啟了活性汙泥教。活性汙泥教的武學理念是，活性汙泥懸(xuan)浮生長於水中，在曝氣情(qing)況下，活性汙泥首先吸附水中的有機汙染物，然後再慢慢地把有機汙染物同化，幫助汙泥生長，或將有機汙染物轉化為無機物；最終在二沉池泥水分離，使水質得到淨化。

活性汙泥法

活性汙泥教內部對武學理念產生分歧，逐漸分成推流派和完全(quan)混合派。推流派認為，汙（廢）水和回流汙泥從曝氣池的一端進入，呈推流形態流到曝氣池的另(ling)一端。整個過程中推流橫斷麵上各點(dian)濃度均勻(yun)，縱向不存在摻混，汙染物濃度在進口端最高，在出口端最低。

完全(quan)混合派則認為，汙（廢）水一進入曝氣池，在曝氣攪拌作用下，整個池子內各點(dian)汙染物濃度、汙泥濃度、需氧速率完全(quan)一致(zhi)，這些參(can)數隻隨停留(liu)時間變(bian)化。

最早的活性汙泥法采用的就是推流派的方法，很快就發現曝氣池前段供(gong)氧不足，而後段供(gong)氧過剩。推流派在解決(jue)這個問題的時候，研究出漸減曝氣（曝氣沿程漸減）、階段曝氣（分段進水）、延時曝氣（延長曝氣時間）、改良曝氣（選(xuan)用生長旺(wang)盛(sheng)期的活性汙泥）、吸附再生（將活性汙泥吸附和穩定兩階段分開）等武學新招式。

完全(quan)混合派也不甘(gan)落後，在普通完全(quan)混合曝氣池的基礎上，改進為深井曝氣、淺層曝氣、純氧曝氣等新招式。

20世紀70年代，伯恩克（Boehnke）受吸附再生法啟發，研究出了吸附-生物降解（AB法）武學秘籍。此秘籍將活性汙泥反應分成兩段，A段為生物吸附段，一座吸附池，接一座中沉池；B段為生物降解段，一座曝氣池，接一座終沉池。兩段進水負荷、汙泥濃度、溶解氧、水力停留(liu)時間、汙泥齡、汙泥回流比等條件不同，能降低能耗、耐衝擊負荷，更能方便改進。其機要就在B段，可以替代為BAF、A/O、A/A/O、SBR、氧化溝等，這樣就修成可脫氮除(chu)磷(lin)、深度處(chu)理的至高武林境界。而AB法的A段較粗獷，在這裏承受汙（廢）水的衝擊負荷，保(bao)護(hu)了較金貴的B段。

AB法

繼傳統的推流派和完全(quan)混合派之(zhi)後，活性汙泥教又創新開創了序批派和氧化溝派。

序批派最典型的招數就是序批式活性汙泥法（SBR），其特點(dian)是進水、曝氣、沉澱、潷水、閑置全(quan)部工序都在同一個池子（或反應器）內完成，隻不過不同的時間幹(gan)不同的事罷(ba)了。很明顯(xian)此招最大的優點(dian)就是節(jie)約占地，無需沉澱池；而且因為是序批式的（一批一批地處(chu)理），運用靈活、可防止汙泥膨(peng)脹。

SBR的進水階段可視為推流式，進水時是否曝氣可決(jue)定其處(chu)於好氧、缺氧還是厭氧，靈活方便。SBR的純曝氣階段可視為完全(quan)混合式。故(gu)序批派兼收並蓄了推流派和完全(quan)混合派，武學造詣更為精進。

SBR

序批派在SBR的基礎上，不斷追求創新，又創造了改良型SBR（MSBR，用2個或2個以上SBR池，化間歇處(chu)理為連(lian)續(xu)處(chu)理）、循(xun)環式活性汙泥法（CAST，在進水處(chu)設置生物選(xuan)擇區，通俗地講就是多了缺氧或厭氧，可以脫氮除(chu)磷(lin)）、間歇循(xun)環延時曝氣係統（ICEAS，延長池子長度，使出水時可以同時進水而不影響(xiang)出水水質，提高效率）等最頂尖的生化水處(chu)理武學秘籍。如(ru)果一套汙水廠同時掌握了MSBR、CAST和ICEAS，一定會成為一等一的武林高手。

氧化溝（Oxidation ditch）派是從推流派的延時曝氣法改進而來，其構(gou)築物呈封閉無終端渠形，汙（廢）水和活性汙泥混合液依靠表麵曝氣和機械推流，不斷在構(gou)築物中循(xun)環。氧化溝中水流雖(sui)然呈推流式，但過程動力學接近完全(quan)混合式，故(gu)氧化溝派也是兼收並蓄了推流派和完全(quan)混合派的武學理念。怎(zen)麼理解氧化溝具(ju)有完全(quan)混合式的特點(dian)，因為氧化溝構(gou)築物中的水量非常大，往(wang)往(wang)是進水量的20~30倍，且在不斷循(xun)環，可視為進水一進入氧化溝就被稀(xi)釋(shi)了20~30倍，構(gou)築物水體(ti)處(chu)於完全(quan)混合狀態。

氧化溝

氧化溝的優勢(shi)是能耗低、抗衝擊負荷能力強、出水穩定、具(ju)有溶解氧濃度梯度（利用這一點(dian)可以脫氮除(chu)磷(lin)）。氧化溝派日益精進武藝，開創了卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝（多溝串聯型）、奧貝爾（Orbal）氧化溝（同心圓或橢(tuo)圓型）、一體(ti)化氧化溝（集曝氣、沉澱、泥水分離和汙泥回流功能於一體(ti)）、交替式氧化溝（兩溝型DE和三溝型T）、導管式氧化溝、射流曝氣氧化溝等新招式。其中，交替式氧化溝結合了SBR和傳統氧化溝的武學精髓(sui)，掌握這一招式的氧化溝可以成為武林高手。

序批派和氧化溝派是活性汙泥教的先進代表，隨著(zhou)時間的推移，活性汙泥教又新出現了投(tou)加(jia)混凝劑（助凝劑）的活性汙泥法和投(tou)加(jia)高效菌種的活性汙泥法。也許這些新興(xing)招式改進後，又會稱霸武林。

好，介紹(shao)完活性汙泥教，接下來講講好氧教派的另(ling)一大陣營(ying)生物膜教。生物膜教的曆史可以追溯到1893年，生物膜附著(zhou)在填料（或濾料）上生長，同樣是通過微生物的吸附和穩定兩個階段去除(chu)水中汙染物。生物膜生物種類豐富(fu)，生物鏈長，一般由細菌（好氧、厭氧、兼性）、真菌、原生動物、後生動物和藻類，甚至是昆蟲幼(you)蟲組成。和活性汙泥教相(xiang)比，生物膜教的微生物利用率更高、抗衝擊能力強、剩餘汙泥產量少。

生物膜教認為，水中汙染物的去除(chu)需經曆汙染物在液相(xiang)中紊流擴(kuo)散、汙染物在膜界麵擴(kuo)散傳遞、氧向生物膜內部擴(kuo)散和吸附、有機物氧化分解、微生物新陳代謝等過程。

生物膜教對載體(ti)（填料或濾料）存在狀態的理解不同，劃分為固定床派和移動床派。

最早的生物膜教技術普通生物濾池（又叫低負荷生物濾池）就來自於固定床派。普通生物濾池由濾床及池體(ti)、布水設備和排(pai)水係統組成，為非浸(jin)沒式生物膜。氧氣來源於自然通風(feng)，節(jie)約了機械曝氣的動力成本。但這招破綻很明顯(xian)，容易被濾料堵(du)塞而化解，故(gu)濾池前必須設初沉池。

普通生物濾池

研究生物濾池的固定床派成員不斷改進生物濾池武學要義，通過出水回流，創造了高負荷生物濾池；通過多個濾床上下串聯，創造了塔式生物濾池；通過加(jia)深濾床的深度，創造了深床濾池；將非浸(jin)沒式濾床改為浸(jin)沒式濾床，並且鼓風(feng)曝氣，再氣水反衝洗(xi)，於是就創造了曝氣生物濾池（BAF）。

BAF不但掌握了生物膜教最先進生物濾池拳法，借鑒了活性汙泥教劍(jian)法，還跨界學會了物化水處(chu)理界過濾教的過濾心法。不但可以用於二級(ji)生化處(chu)理，還可以用到深度處(chu)理，儼然是頂級(ji)的水處(chu)理武林高手。然而BAF並不滿足於此，將填料改成顆(ke)粒(li)活性炭(tan)，就形成了生物活性炭(tan)濾池（BACF）。

BAF

固定床派半浸(jin)沒式武學代表是生物轉盤(pan)。將濾料做(zuo)成一係列平行的轉盤(pan)，依靠中心軸(zhou)轉動，浸(jin)沒於水中的部分吸附汙染物，出水時形成水膜，吸收氧氣，使得生物膜降解吸附的汙染物。這就是生物轉盤(pan)的武學理念。

移動床派典型的武學招式有生物流化床（借助流體(ti)使表麵生長著(zhou)微生物的固體(ti)顆(ke)粒(li)呈流態化）、生物移動床（MBBR，融合了生物濾池和生物流化床武學精華）等。

好氧教派的發展日新月異，要想在不斷發展的武林世界競爭，能夠融會貫通活性汙泥教和生物膜教的武林才子才能夠立於不敗之(zhi)地。除(chu)了前麵介紹(shao)的BAF，還有接觸氧化法和固定生物膜—活性汙泥法（IFAS）做(zuo)到了融會貫通。

接觸氧化法

這裏要單(dan)獨介紹(shao)接觸氧化法，其淵源於生物膜教固定床派的浸(jin)沒式生物濾池，又融會了活性汙泥教完全(quan)混合派的武學精髓(sui)，是應用非常廣泛(fan)的武學招式。接觸氧化池由池體(ti)和填料、進水布氣裝置、排(pai)泥裝置組成，容積負荷高、抗衝擊能力強、無需汙泥回流。

厭氧教派

前麵介紹(shao)了這麼多好氧教派的內容，接下來就好好講講厭氧教派。

發展至今，厭氧教派已經經曆了三代。第一代出現在19世紀，比好氧教派出現的時間早，以化糞池、厭氧消化池和厭氧接觸反應器（借鑒了活性汙泥教完全(quan)混合派的理念）為代表。第一代厭氧教派隻是經驗積累，並沒有留(liu)下什麼武學理念。

化糞池

第二代厭氧教派研究出厭氧反應的武學理念，整個厭氧反應過程分為3個階段，即水解發酵階段、產氫(qing)產乙酸階段和產甲(jia)烷階段。也有不少厭氧教派認為是4個階段，比3階段武學理念多了同型產乙酸階段。第二代厭氧教派的主要招式有升流式厭氧汙泥床反應器（UASB）、厭氧折流反應器、厭氧濾池（AF）、厭氧生物轉盤(pan)、厭氧膨(peng)脹床和厭氧流化床、兩相(xiang)厭氧法等。

升流式厭氧汙泥床反應器（UASB）誕生於1972年，深受厭氧教派的歡迎。反應器底部有汙泥層，汙泥層之(zhi)上是懸(xuan)浮汙泥層，反應器頂部是三相(xiang)分離器。UASB有機負荷和去除(chu)率高、適應能力強，有很大的發展前景。

UASB

厭氧濾池（AF）是厭氧教派汲取(qu)了生物膜教生物濾池要義形成的招式；厭氧生物轉盤(pan)是厭氧教派汲取(qu)了生物膜教生物轉盤(pan)要義形成的招式；厭氧膨(peng)脹床和厭氧流化床是厭氧教派汲取(qu)了生物膜教生物流化床要義形成的招式。

兩相(xiang)厭氧法是依靠厭氧教派自身(shen)的聰明才智創造的，根據厭氧教派的3階段武學理念，兩相(xiang)厭氧法將產酸階段和產甲(jia)烷階段分開，創造不同的條件，分別在兩個獨立的反應器內進行。

進一步打開思路(lu)，厭氧教派隻創造水解發酵階段和產氫(qing)產乙酸階段的條件，就開創了水解酸化法的招式。此招式摒棄了成本高、風(feng)險大的產甲(jia)烷階段，又能有效地提高汙（廢）水的可生化性，與(yu)好氧教派的接觸氧化聯手，成為生化水處(chu)理界的最強組合搭檔。

生化水處(chu)理發展曆程

第三代厭氧教派的招式更為高效，主要有從UASB演(yan)進而來的厭氧膨(peng)脹顆(ke)粒(li)汙泥床反應器（EGSB）和厭氧內循(xun)環反應器（IC）。

教派聯合

傳統的好氧教派和厭氧教派的基本情(qing)況就是這樣，然而，真正有誌於闖蕩江(jiang)湖(hu)的俠(xia)客不會僅滿足於此。膜生物反應器（MBR）就是這樣的俠(xia)客，其跨界融合了生化水處(chu)理界活性汙泥教和物化水處(chu)理界膜分離教的武學招式，出水水質好、容積負荷高、剩餘汙泥少，也成為了武林高手。

MBR

水處(chu)理江(jiang)湖(hu)越來越殘酷，生化水處(chu)理界的各武林門派想要生存，不能單(dan)打獨鬥，而是要聯起手來。克勞斯（Kraus）法就是最早的好氧教派和厭氧教派聯手的招式。該招式把厭氧消化富(fu)含(han)氨氮的上清液加(jia)到活性汙泥法回流汙泥中一起曝氣硝化，既提供(gong)了氮源，硝酸鹽又作為電子受體(ti)（電子受體(ti)可以理解為氧化還原反應中的氧化物，氧化物在反應中得電子，就像接受了電子一樣，所(suo)以叫電子受體(ti)，下文還會出現這個概念），參(can)與(yu)了有機物的降解。

在脫氮除(chu)磷(lin)領域，好氧教派和厭氧教派的聯手更是家常便飯(fan)。受克勞斯（Kraus）法和AB法啟發，他們創造了AN/O、AP/O、A²/O等先進招式。

好氧教派和厭氧教派聯合切磋(cun)武藝，研究出了生物脫氮技法和生物除(chu)磷(lin)技法。生物脫氮的理念是，生物脫氮分三步走(zou)，第一步氨化，運用好氧教派武功，將有機氮轉化為氨氮；第二步硝化，運用好氧教派武功，將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮再轉化為硝酸鹽氮；第三步反硝化，運用厭氧教派的缺氧武功，將硝酸鹽氮轉化為亞硝酸鹽氮再轉化為氮氣。

於是，生物脫氮需要一座好氧池和一座缺氧池。武林人士通過研究和總結，將缺氧池前置，好氧池混合液回流到缺氧池，效果更好，就形成了AN/O招式。這樣的好處(chu)是缺氧反硝化能補(bu)償一部分堿度供(gong)好氧硝化使用、利用原汙（廢）水碳源、利用硝酸鹽作電子受體(ti)可處(chu)理有機汙染物、抑製汙泥膨(peng)脹。

AN/O招式及其衍生招式、活性汙泥教的序批派和氧化溝派都能脫氮。但是，在生物脫氮領域的競爭永遠是激烈的，同步硝化反硝化（硝化和反硝化在同一個池子進行）、短(duan)程硝化反硝化（有機氮和氨氮硝化成亞硝酸鹽氮後直接反硝化為氮氣）和厭氧氨氧化（缺氧條件下氨氮和亞硝酸鹽氮反應成氮氣）是最先進的武林秘籍。其中，厭氧氨氧化一旦修煉完成，必將稱霸武林。

厭氧氨氧化機理

生物除(chu)磷(lin)的武學理念則是運用聚磷(lin)菌這種武器分兩步走(zou)，第一步，運用厭氧教派的厭氧武功，讓聚磷(lin)菌釋(shi)放磷(lin)，讓它們饑餓；第二步，運用好氧教派的武功，讓聚磷(lin)菌超(chao)量吸收磷(lin)，讓它們吃撐，再沉澱分離去除(chu)。於是，生物除(chu)磷(lin)需要一座厭氧池和一座好氧池，這就是AP/O招式。

AP/O招式及其衍生招式、活性汙泥教的序批派和氧化溝派都能除(chu)磷(lin)。有沒有比這些招式更高效的除(chu)磷(lin)招式？有，但需要跨界，將生物除(chu)磷(lin)和物化水處(chu)理界化學沉澱教的招式相(xiang)結合，即輔助化學除(chu)磷(lin)功夫。

那麼，同時脫氮除(chu)磷(lin)的武學招式有哪(na)些？最典型的就是A²/O招式啦。將厭氧池、缺氧池、好氧池串聯，好氧池混合液回流到缺氧池，汙泥可回流到厭氧池也可回流到缺氧池，這就是A²/O招式。

A²/O

那怎(zen)麼區分好氧、缺氧和厭氧呢？根據道聽途說的說法，是根據溶解氧多少來區分的。其實不對，根據武林人士的說法，好氧具(ju)有溶解氧（氧氣）還可能有硝酸根、硫酸根等電子受體(ti)；缺氧沒有溶解氧（氧氣）但有硝酸根、硫酸根等電子受體(ti)；厭氧既沒有溶解氧（氧氣）又沒有硝酸根、硫酸根等電子受體(ti)。

同時脫氮除(chu)磷(lin)的武學招式除(chu)了A²/O招式及其衍生招式，還有序批派和氧化溝派的招式。為什麼序批派的招式可以同時脫氮除(chu)磷(lin)？序批嘛，不同的時間幹(gan)不同的事，前一段時間除(chu)磷(lin)，後一段時間脫氮，在整個周(zhou)期內可以既除(chu)磷(lin)又脫氮；隻要有2座或2座以上池子，就可以化序批為連(lian)續(xu)，不就是可以同時脫氮除(chu)磷(lin)了嘛。

為什麼氧化溝派可以可以同時脫氮除(chu)磷(lin)？除(chu)了招式類似於序批派的交替式氧化溝，其它氧化溝利用的是具(ju)有溶解氧梯度和汙（廢）水循(xun)環完成的。試想，一個氧化溝很大，隻在一端提供(gong)曝氣，這一端就是好氧，進行硝化、聚磷(lin)菌吸收磷(lin)和排(pai)泥；水循(xun)環到氧化溝中間，沒有曝氣（氧氣），但有硝酸根，是缺氧環境，發生反硝化，消耗硝酸根；水循(xun)環到氧化溝另(ling)一端，沒有溶解氧也沒有硝酸根，是厭氧環境，聚磷(lin)菌釋(shi)放磷(lin)；厭氧端水和進水一起又循(xun)環流動到好氧端。同時脫氮除(chu)磷(lin)完成。

土地教派

以上介紹(shao)的好氧教派、厭氧教派，以及脫氮除(chu)磷(lin)領域，都是細菌做(zuo)主力的武學門派。上世紀70年代，出現了一些不但利用微生物，還利用動植物和土壤(rang)的新興(xing)門派，我們姑且叫他們為土地教派。

土地教派主要有三類，穩定塘教、人工濕地教和土地處(chu)理係統教。

穩定塘教擅(shan)於利用天然的或人工構(gou)築的池塘，以及池塘裏麵的細菌、藻類、原生動物、後生動物、水生植物和其它水生生物組成的生態係統，借鑒好氧教派和厭氧教派的武學理念，研發了好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘等武學招式。

人工濕地教認為，通過人為創造條件，營(ying)造人工濕地生態係統，利用濕地的物理、化學和生物功能可以淨化水質。人工濕地教的武學招式有敞流型、潛流型和滲流型人工濕地等。

人工濕地

土地處(chu)理係統教則利用土壤(rang)-微生物-植物構(gou)成的陸地生態係統的功能淨化水質。該教的主要招式有慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流和地下滲濾等。

這就是生化水處(chu)理界的武林發展史。