在设计和运营城市污水处理厂时，选择合适的工艺流程对于确保环境保护、资源节约以及公共健康安全至关重要。随着科技的发展和对环境质量要求的提升，不同类型的污水处理工艺逐渐被应用于不同的场景中。今天，我们来探讨传统物理化学法与生物学法在现代城市污水处理中的适用性，以及它们各自的优缺点。
首先，让我们回顾一下两者的基本原理：
物理化学法
物理化学法是指通过物理力（如沉降、浮选、过滤等）和化学生物反应（如氧化还原反应）结合实现废水去除各种悬浮固体及有机物质的一种处理方式。这一方法通常包括预处理、主要处理和后续再生三个阶段。在预处理阶段，通过沉淀或过滤去除大颗粒物；在主要处理阶段，采用氧化 ponds 或活性污泥系统进行有机物质的大量分解；最后，在后续再生阶段，对排放出的废液进行进一步净化以达到国家排放标准。
生物学法
生物学法则依赖微生物群落对废水中的有机成分进行代谢转化，从而实现其去除。这一过程可以自然发生，如池塘式消毒，也可以人为控制，如活性污泥系统。在这些系统中，一些特定的细菌会将废水中的氨氮转换为无害形式，并最终形成稳定的硝酸盐类。此外，这些微生物还能够分解其他类型的有机材料，最终产生较低浓度的二次排放产品。
现代市面上常见工艺
1. A/O 工艺
A/O 是一种基于混合厌氧作用（Anaerobic Oxidation）的复合活性汚泥處理技术，它结合了厌氧区与充足空气供应下的掺混区，以提高能源效率并减少二次产出廢氣问题。此技术尤其适用于那些需要大量能量来驱动脱氮过程的地方，因为它能够有效地利用厌氧作用产生的地热能作为供暖来源。
2. MBR 工艺
MBR 技术，即膜生物反应器技术，是一种集结了生物逼迫操作(Biological Nutrient Removal) 和超滤功能于一身的人造湿地解决方案。这种方法允许使用小型设备捕获微小颗粒，使得整个设施更加紧凑且易于管理，同时保持高效率的大气、二者之间都具有自己的优势，但也各自存在一些局限性，因此必须根据具体情况仔细评估其实施效果。
3. 绿色建筑集成式解决方案
近年来的研究表明，将绿色建筑概念融入到都市规划中，可以创造一个更加可持续且经济性的治理体系。例如，把太阳能板安装到屋顶上，与此同时，还可以让屋顶成为植物覆盖面积，从而提供额外的天然过滤层，帮助清洁雨water runoff进入下游河流前所需经过进一步净化，而不必依赖昂贵的手段来维护既有的基础设施从而导致成本削减。
总结来说，无论是传统物理化学还是新兴的生物学方法，每个都有一套独特的问题及其潜在解决方案。当决定采取何种策略时，我们应该考虑多个因素：目标口径尺寸范围内待清洗元素数量、区域风格影响要素、初步投资成本以及长期运行维护费用等因素。在未来的几十年里，将会出现更多新的工具技巧，用以增强我们的能力来应对全球日益增长的人口密度带来的压力，并确保人类社会继续繁荣昌盛，同时保持地球上的生命支持系统健康完整。
