1.1 目的及意义

现如今，人民生活水平日益提高，但随之而来的是更为严重的水质污染，而这在城镇地区尤为明显。

城镇污水具有用水量集中、污水产生量大、污染物类型繁多等特点，同时，城镇大多建在沿河、沿湖地段，若不经有效处理，污水直排入就近水体，将对水域生态系统及城镇居民的生活造成极大影响。经过十几年的发展，目前国内的城镇污水处理网络已基本建立和完善，传统污水处理工艺也日趋成熟。现阶段仍存在的一个问题是，虽然国家正逐步加大对环保行业的投资，但是面对城镇污水处理工程巨大的需求量，构建一个完整的污水治理网络仍然有很长的路要走。城镇具有较好的经济基础，对于污水治理方面的投资建设和技术要求相对而言不受太大限制，因此，城镇污水处理的重点落在最优工艺的选择和最优水质的保证，这也是目前城镇污水处理亟待研究和解决的问题。

城镇水环境是维持整个城市健康、有效发展的重要环节，也是城镇居民赖以生存的基础。然而，随着经济条件的不断提高，城镇水污染有日益恶化的趋势，不仅体现在污水产生量越来越大，更重要的是水中的污染物类型日趋复杂，生活污水中氨氮、总磷、COD等指标超标程度日趋严重。在某些欠发达的城镇，污水未经任何处理便直排入附近水体，这不仅对水域生态系统造成了不可修复的破坏，同时也严重威胁到城镇居民的健康。

城镇生活污水具有生活杂质较多（头发、残渣等）、N、P含量高、可生化性较好（BOD/COD值较高，可大量回收利用）、水量总体稳定（部分时间会出现高峰、低潮现象）等特点。若直排进入水体，会对水体造成污染，引发蓝藻、水华等生态危机。但相比于工业污水，几乎不含有毒有害物质也使得城镇生活污水处理流程更为简易。

1.2 国外现状分析

发达国家在20世纪70年代就达到了污水处理的二级处理水平，其中，世界上建设污水处理厂最多的国家是美国。但是，二级处理因其能耗高、运行费用以及投资建设费用较大等缺点，发达国家开始对传统的工艺流程进行改进以及新技术的研究，其中，污水处理利用技术受到很大程度的重视。国外污水处理技术主要有SBR法、电磁化法、隔膜吸附过滤法、生物降解法以及活性污泥法等，而其中传统的活性污泥法一直是备受青睐的传统污水处理工艺，其污水排放标准十分严格。进入21世纪，科学进步推动技术发展，污水处理工艺技术新一轮的革新在世界各国广泛开展，膜处理、AMT中水回用、厌氧氨氮化等新型污水处理技术应运而生。其中各国采用的典型工艺如下：

1.2.1 美国MABR工艺

MABR工艺全名膜曝气生物膜反应器（Membrane Aerated Biofilm Reactor），是一种基于氧气/空气的MBfR工艺。MBfR指的是基于膜传导的生物膜反应器 (MBfR-membrane biofilm reactor)。

MABR生物膜中具备脱氮除碳除磷功能的优势菌群。而工况条件主导顶级群落的结构组成和分布。通过改变工况参数可以有效地调控主要菌群的分配比例，优化运行效能。MABR生物膜内含有多种氨氧化菌和反硝化菌。前者主要包括亚硝化单胞菌和古菌；后者主要包括厌氧反硝化菌（氢噬胞菌属）、好氧反硝化菌（生丝微菌属）和光能反硝化菌（红杆菌属;光合菌）、化能反硝化细菌（红细菌属），彰显出反应器中反硝化模式的多样性以及高效的脱氮能力。

MABR工艺很好地结合了COD/BOD的去除、硝化/反硝化和厌氧氨氧化。目前MABR工艺的主要生厂商有苏伊士水技术(Suez Water Technologies amp; Solutions-Suez WTS，原GE水处理公司)的 ZeeLung 、爱尔兰的 OxyMem以及源自以色列技术的美国公司FLUENCE。该工艺已在美国芝加哥市进行了较好的实践。

1.2.2 英国膜渗滤处理系统