A2O法一體化污水處理設施
傳統生物脫氮原理
污水經二級生化處理，在好氧條件下去除以BOD5為主的碳源污染物的同時，在氨化細菌的參與下完成脫氨基作用，并在硝化和亞硝化細菌的參與下完成硝化作用;在厭氧或缺氧條件下經反硝化細菌的參與完成反硝化作用。
傳統生物除磷原理
在厭氧條件下，聚磷菌體內的ATP進行水解，放出H3PO4和能量形成ADP;在好氧條件下，聚磷菌有氧呼吸，不斷地放出能量，聚磷菌在透膜酶的催化作用下利用能量、通過主動運輸從外部攝取H3PO4，其中一部分與ADP結合形成ATP，另一部分合成聚磷酸鹽(PHB)儲存在細胞內，實現過量吸磷。通過排除剩余污泥或側流富集厭氧上清液將磷從系統內排除，在生物除磷過程中，碳源微生物也得到分解。
常用工藝及升級改造
具有代表性的常用工藝有A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝、SBR工藝、Bardenpho工藝、生物轉盤工藝等，這些工藝都是通過調節工況，利用各階段的優勢菌群，盡可能的消除各影響因素間的干擾，以達到適應各階段菌群生長條件，實現水處理效果。近年來隨著研究的深入，對常用工藝有了一些改進，目前應用廣泛、水廠升級改造難度較低的是分段進水工藝。
與傳統A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝等相比，分段進水工藝可以充分利用碳源并能較好的維持好氧、厭氧(或缺氧)環境，具有脫氮除磷效率高、無需內循環、污泥濃度高、污泥齡長等優點。分段進水工藝適用于對A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝等的升級改造，通過將生化反應池分隔并使進水按一定比例分段進入各段反應池，以充分利用碳源，解決目前污水處理廠普遍存在的碳源不足和剩余污泥量過大的問題。分段進水工藝雖然對提高出水水質有較好的效果，但該工藝并不能提高處理能力，當水廠處于超負荷運行時，分段進水改造也不能達到良好的處理效果。
新型生物脫氮除磷理論與技術
近年來，科學研究發現，生物脫氮除磷過程中出現了超出傳統生物脫氮除磷理論的現象，據此提出了一些新的脫氮除磷工藝，如：短程硝化反硝化工藝、同步硝化反硝化工藝、厭氧氨氧化工藝、反硝化除磷工藝。
短程硝化反硝化工藝
傳統生物脫氮理論為全程硝化反硝化過程，即以NO3-為反硝化過程的電子受體;而短程硝化反硝化利用NO2-為反硝化過程的電子受體。
短程硝化反硝化相對全程硝化反硝化節省了25%的曝氣量、節省了40%的有機碳源并縮短了反應時間，因此實現與維持短程硝化反硝化具有實際工程應用價值。實現短程硝化反硝化的關鍵在于硝化反應過程中氨氧化菌相對于亞硝酸鹽氧化菌優勢增殖，即氨氧化菌積累。短程硝化反硝化的影響因素主要有溫度、pH、溶解氧(DO)濃度、游離氨(FA)濃度、污泥齡(SRT)、有機物濃度等。
具有代表性的短程硝化反硝化工藝為SHARON工藝，該工藝利用高溫(30-36℃)抑制亞硝酸鹽氧化菌增殖、實現氨氧化菌積累，從而控制硝化反應維持在NO2-階段，隨后進行反硝化。
同步硝化反硝化工藝是指硝化和反硝化過程在同一個反應器中進行，系統不需要明顯的缺氧時間或缺氧區域而能將總氮去除的工藝。利用固定化微生物技術將包埋有硝化細菌的微生物載體投入好氧池，氨氮去除率達到90%以上，處理效果有明顯提高。硝化細菌載體投加方便、抗沖擊負荷能力較強、運行管理方便、成本較低、處理效果較好，具有良好的應用前景。
A2O法一體化污水處理設施物理化學法(簡稱物化法)，是利用萃取、吸附、離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理，處理或回收工業廢水的方法。它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質，回收有用組分，并使廢水得到深度凈化。
因此，適合于處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法)，或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前，一般要經過預處理，以減少廢水中的懸浮物、油類、有害氣體等雜質， 或調整廢水的pH值， 以提高回收效率、 減少損耗。
同時，濃縮的殘渣要經過后處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、離子交換法、膜析法(包括滲析法、電滲析法、反滲透法、超濾法等)
吸附法
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質)， 以回收或去除它們， 使廢水得以凈化。例如， 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質， 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度處理， 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法， 即在污水分別處于靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈松散多 孔結構， 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和后必須經過再生， 把吸附質從吸附劑的細孔中除去， 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由于吸附劑價格較貴， 而且吸附法對進水的預處理要求高， 因此多用于給水處理中。
離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展， 由于效果良好， 操作方便， 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面， 得到一定的應用。
