城市污水處理

1、環(huán)境工程 南開大學(xué) 關(guān)遼市污水處理作者：天津市南開大學(xué) 關(guān)遼【概述】城市污水是通過下水管道收集到的所有排水，既排入下水管道系統(tǒng)的各種生活污水、工業(yè)廢水和城市降雨徑流的混合水。評價(jià)城市污水的指標(biāo)有物理和化學(xué)和生物三方面。城市污水的水質(zhì)在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同，城市污水的水質(zhì)也受工業(yè)廢水和水量的影響而明顯變化。 城市污水處理系統(tǒng)由三部分組成：收集和輸送城市污水、雨水的排水管道系統(tǒng)，污水無害化處理系統(tǒng)，污水深度處理和再利用系統(tǒng)。城市污水處理方法可分為物理處理方法、化學(xué)處理方法、物理化學(xué)處理方法、生物處理方法等。1.前言我國水資

2、源形勢十分嚴(yán)峻。我國人均占有水資源量僅為世界平均值的1/4，且水體污染嚴(yán)重。環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)90%以上城市水體受到不同程度污染。與此相對，我國的城市污水水量巨大，由于城市污水包含城市生活污水，工業(yè)廢水以及城市降雨徑流的混合水，因此具有污染成分復(fù)雜，污水量大的特點(diǎn)。因此為了使排放的污水不對環(huán)境水域造成影響，應(yīng)該對城市污水進(jìn)行處理，從而改變污水性質(zhì)，減少其污染程度，直至達(dá)到排放要求。2.城市污水的來源城市污水是通過下水管道收集到的所有排水，是排入下水管道系統(tǒng)的各種生活污水、工業(yè)廢水和城市降雨徑流的混合水。生活污水是人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅乃?。它是從住戶、公共設(shè)施和工廠的廚房、衛(wèi)生間、浴室和洗衣房等生活設(shè)施

3、中排放的水。這類污水的水質(zhì)特點(diǎn)是含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等，以及氮、磷、等無機(jī)物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物。相比較于工業(yè)廢水，生活污水的水質(zhì)一般比較穩(wěn)定，濃度較低。工業(yè)廢水是生產(chǎn)過程中排出的廢水，包括生產(chǎn)工藝廢水、循環(huán)冷卻水沖洗廢水以及綜合廢水。由于各種工業(yè)生產(chǎn)的工藝、原材料、使用設(shè)備的用水條件等的不同，工業(yè)廢水的性質(zhì)千差萬別。相比較于生活廢水，工業(yè)廢水水質(zhì)水量差異大，具有濃度高、毒性大等特征，不易通過一種通用技術(shù)或工藝來治理，往往要求其在排出前在廠內(nèi)處理到一定程度。降雨徑流是由降水或冰雪融化形成的。對于分別敷設(shè)污水管道和雨水管道的城市，降雨徑流匯入雨水管道，對于采用

4、雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨徑流與城市污水一同加以處理，但雨水量較大時(shí)由于超過截留干管的輸送能力或污水處理廠的處理能力，大量的雨污水混合液出現(xiàn)溢流，將造成對水體更嚴(yán)重的污染。3.城市污水的水量變化對于城市污水的處理，污水量的變化是很重要的一個(gè)因素，因?yàn)槲鬯康淖兓?guī)律直接關(guān)系到城市污水處理廠的規(guī)模大小、運(yùn)行負(fù)荷、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用和費(fèi)用效益。正如前面說的，城市污水由工業(yè)廢水、生活污水和降徑流三部分組成，所以城市污水處理廠設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)模主要考慮使用下水道的城市人口排污量Q1、排入下水道的工業(yè)廢水總量Q2以及雨水量Q3。而這些又受到城市人口、工業(yè)發(fā)展規(guī)模、管網(wǎng)規(guī)劃布局、氣候條

5、件等因素的影響，影響因素眾多，變化規(guī)律復(fù)雜。在人類的生產(chǎn)和生活過程中用過的水，絕大部分排入污水管道，但這并不說明污水量就等于給水量，因?yàn)橛袝r(shí)用過的水并沒有排入污水管道，如消防、沖洗街道水排人了雨水管道或蒸發(fā)掉，再加上污水管道的滲漏等造成了污水量小于給水量，一般城市的污水量約為給水量的80%90%。另外在某些情況下，實(shí)際排入污水管道的污水量也可能大于給水量，比如地下水經(jīng)管道接口處滲入，雨水經(jīng)檢查井流入以及工廠或其他用戶沒有分散的給水設(shè)備，這些用戶的給水量可能未包括在城市集中給水量之內(nèi)等等，這時(shí)就可能出現(xiàn)污水量大于給水量。4.城市污水中的主要污染物懸浮物：一般為200500毫克/升，有時(shí)候可超過1

6、000毫克/升。其中無機(jī)和膠體顆粒容易吸附有機(jī)毒物、重金屬、農(nóng)藥、病原菌等，形成危害大的復(fù)合污染物。懸浮物一般通過混凝、沉淀、過濾等物理方法除去。值得一提的是，在降水初期，由于雨水淋洗城市大氣污染和沖洗建筑物、地面、廢渣、垃圾，污水中懸浮物的含量會增加。病原體：主要來自生活污水和醫(yī)院廢水，包括病菌、寄生蟲、病毒三類。常見的病菌是腸道傳染病菌，每升污水可達(dá)幾百萬個(gè)，可傳播霍亂、傷寒、腸胃炎、嬰兒腹瀉、痢疾等疾病。常見的寄生蟲有阿米巴、麥地那絲蟲、蛔蟲、鞭蟲、血吸蟲、肝吸蟲等，可造成各種寄生蟲病。病毒種類很多，僅人糞尿中就有百余種，常見的是腸道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、傳染性肝炎病毒等。每升生活污

7、水中病毒可達(dá)50萬到7000萬個(gè)。需氧有機(jī)物：包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯類等。其濃度常用五日生化需氧量(BOD5)來表示。也可用總需氧量(TOD)、總有機(jī)碳(TOC)、化學(xué)需氧量(COD)等指標(biāo)結(jié)合起來評價(jià)。常用BOD5與COD的比例來反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量隨時(shí)間變化曲線來反映生化降解的快慢。城市污水BOD5一般為每升300500毫克，造紙、食品、纖維等工業(yè)廢水可高達(dá)每升數(shù)千毫克。 植物營養(yǎng)素：生活污水、食品工業(yè)廢水、城市地面徑流污水中都含有植物的營養(yǎng)物質(zhì)氮和磷。來自洗滌劑的磷占生活污水中磷含量的3075%，占地面徑流污水中磷含量的17%左右。氮素的主要

8、來源是食品、化肥、焦化等工業(yè)的廢水，以及城市地面徑流和糞便。硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽和一些有機(jī)磷化合物都是植物營養(yǎng)素，能造成地面水體富營養(yǎng)化、海水赤潮和地下肥水。硝酸鹽含量過高的飲水有一定的毒性，能在腸胃中還原成亞硝酸鹽而引起腸原性青紫癥。亞硝酸鹽在人體內(nèi)與仲胺合成亞硝胺類物質(zhì)可能有致畸作用、致癌作用。除了以上四類普遍存在的污染物外，隨污染源的不同還可能含有多種無機(jī)污染物和有機(jī)污染物，如氟、砷、重金屬、酚、氰、有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。正是因?yàn)檫@些污染物的存在，如果城市污水不經(jīng)處理就排入地面水體，會使河流、湖泊受到污染。5.城市污水的性質(zhì) 城市污水的性質(zhì)主要通過各項(xiàng)物理指標(biāo)、化學(xué)

9、指標(biāo)和生物指標(biāo)來衡量。在不同的城市，城市污水的性質(zhì)因城市規(guī)模、人口數(shù)量、工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)各不相同而有著明顯變化。5.1物理指標(biāo)城市污水的物理性質(zhì)包括顏色、氣味、水溫、氧化還原電位等指標(biāo)。與化學(xué)指標(biāo)或生物指標(biāo)比，物理指標(biāo)的變化，可以直觀地反映水質(zhì)和污染物的變化。5.1.1顏色以生活污水為主的污水廠，進(jìn)水顏色通常為灰褐色，這種污水比較新鮮，但實(shí)際上進(jìn)水的顏色通常變化不定，這取決于城市下水管道的排水條件和排入的工業(yè)廢水的影響。如果進(jìn)水呈黑色且臭味特別嚴(yán)重，則污水陳腐，可能在管道中存積太久。如果進(jìn)水中混有明顯可辨的其他顏色如紅、綠、黃等，則說明有工業(yè)廢水進(jìn)入。對一個(gè)已建成的污水廠來說，只要它的服務(wù)范圍

10、與服務(wù)對象不發(fā)生大的變化，則進(jìn)水的污水顏色一般變化不大。要按流程逐個(gè)觀測各污水池上的污水。活性污泥的顏色也有助于判斷構(gòu)筑物運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，活性污泥正常的顏色為黃褐色，正常的氣味應(yīng)為土腥味，運(yùn)行人員在現(xiàn)場巡視中應(yīng)有意識地觀察與嗅聞。如果顏色變黑或聞到腐敗氣味，則說明供氧不足，或污泥已發(fā)生腐敗。5.1.2、氣味活性污泥混合液有一定氣味，當(dāng)操作工人在曝氣池旁嗅到一股土腥味時(shí)，則就能斷定曝氣池運(yùn)轉(zhuǎn)良好。若城市污水中有汽油、溶劑、香味，可能是有工業(yè)廢水排入。5.1.3、水溫水溫對曝氣生化反應(yīng)有著很大的影響。一個(gè)污水廠的水溫時(shí)隨季節(jié)逐漸緩慢變化的，一天內(nèi)幾乎無甚變化。如果有一天內(nèi)變化很大，則要進(jìn)行檢查，是否有工

11、業(yè)冷卻水進(jìn)入。5.1.4氧化還原電位正常的城市污水具有約+100mV的氧化還原電位，小于+40 mV的氧化還原電位或負(fù)值氧化還原電位說明污水已經(jīng)厭氧發(fā)酵或有工業(yè)還原劑的大量排放。氧化還原電位超+300mV，說明有工業(yè)氧化劑廢水大量排入。5.1.5、溶解固體（DS）和懸浮固體（SS）城市污水中含有大量的固體物質(zhì)，按其物理性質(zhì)可為懸浮固體SS和溶解固體DS。懸浮固體（SS）簡稱懸浮物，是檢測污水的重要指標(biāo)。SS指標(biāo)的意義為：表示污水懸浮物的污染情況，SS含量的多少直接影響著水環(huán)境的外觀情況；此外，還可以用SS反映用簡單沉淀法去除污染物的效果和難易程度。5.2、化學(xué)指標(biāo)城市污水的化學(xué)指標(biāo)很多，它包括

12、酸堿度（pH）、堿度、生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、固體物質(zhì)、氨氮（NH3-N）、總磷(TP)、重金屬含量等。5.2.1、酸堿度（pH）城市污水pH值一般為6.57.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水輸送管道中的厭氧發(fā)酵。雨季時(shí)進(jìn)水較低的pH值往往是城市酸雨造成的，這在雨污合流系統(tǒng)尤其出。pH值的突然大幅度變化不論是升高或者降低，通常都是由于大量酸性或堿性工業(yè)廢水排入造成的。5.2.2、生化需氧量（BOD） 城市污水處理中，常用生化需氧量BOD指標(biāo)反映污水中有機(jī)污染物的濃度。生化需氧量是在制定的溫度和制定的時(shí)間段內(nèi)，微生物在分解、氧化水中有機(jī)物的過程中所需要的樣的數(shù)量，單位為

13、mg/L。由于微生物的好氧分解速度開始很快，約5天后其需氧量即達(dá)到完全分解需氧量的70%左右，因此在實(shí)際操作中常用5日生化需氧量（BOD5）來衡量污水中有機(jī)物的濃度。5.2.3、化學(xué)需氧量（COD） 化學(xué)需氧量是指用強(qiáng)氧化劑使被測廢水中有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)氧化時(shí)所消耗的氧量。COD測定速度快，不受水質(zhì)限制，用它指導(dǎo)生產(chǎn)較方便。常用的氧化劑為KMnO4和K2Cr4O7。KMnO4的氧化能力較弱，往往只有一部分被氧化，因此需所測定的結(jié)果與實(shí)際情況有很大的差別，而K2Cr4O7的氧化能力很強(qiáng)，能使污水中的絕大部分有機(jī)物氧化，常用K2Cr4O7來測定。在城市污水處理分析中，可以把BOD5/COD的比值作為可

14、生化性指標(biāo)。當(dāng)BOD5/COD0.3時(shí)，可生化性較好，適宜采用生化處理工藝。城市污水的BOD5和COD的均值之間保持著一定的相關(guān)關(guān)系，通過大量的數(shù)據(jù)分析對比，可以近似地從COD推求BOD5。5.2.4、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）和總磷(TP)氮、磷含量是重要的污水水質(zhì)指標(biāo)，在污水生化處理過程中微生物的新陳代謝需要消耗一定量的氮、磷。如果大量的氮、磷排入到水體中，將會導(dǎo)致水體中藻類的超量增長，造成富營養(yǎng)化問題。總氮是污水中各類有機(jī)氮和無機(jī)氮的總和。氨氮是無機(jī)氮的一種，總磷是污水中各類有機(jī)磷和無機(jī)磷的總和。總氮（TN）有機(jī)氮無機(jī)氮蛋白性氮非蛋白性氮氨氮（NH3N）亞硝酸氮（NO2N）硝酸鹽氮

15、（NO3N）5.3 生物指標(biāo)目前應(yīng)用較多的生物指標(biāo)是細(xì)菌總數(shù)和總大腸桿菌數(shù)，在生活污水、醫(yī)院污水中?？蓹z測到，可以反映生活污水、醫(yī)院污水中的病原體數(shù)量，對于衛(wèi)生防疫具有重要意義。城市污水各項(xiàng)常見指標(biāo)一般的高、中、低范圍如下表所示：6.城市污水的特點(diǎn)城市污水的水質(zhì)在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同，城市污水的水質(zhì)也受工業(yè)廢水和水量的影響而明顯變化。典型的生活污水水質(zhì)變化大體有一定范圍，可參見表1。表1 典型的生活污水水質(zhì)示例指標(biāo)濃度/(mg/L)指標(biāo)濃度/(mg/L)高中低高中低固體（TS）溶解性總固體非揮發(fā)性揮發(fā)性懸浮物（SS）非揮發(fā)性揮發(fā)性可沉降物/(m

16、g/L)生化需氧量（BOD5）溶解性懸浮性總有機(jī)碳（TOC）化學(xué)需氧量（COD）溶解性懸浮性120085052532535075275204002002002901000400600720500300200220551651020010010016040015025035025014510510020805100505080250100150可生物降解部分溶解性懸浮性總氮有機(jī)氮游離氨亞硝酸鹽硝酸鹽總磷有機(jī)磷無機(jī)磷氯化物（Cl-）堿度（CaCO3）油脂7503753758535500015510200200150300150150401525008351001001002001001002081

17、200413605050 注：該表摘自給水排水設(shè)計(jì)手冊。7.城市污水處理系統(tǒng)城市污水處理系統(tǒng)由三部分組成：收集和輸送城市污水、雨水的排水管道系統(tǒng)，污水無害化處理系統(tǒng)，污水深度處理和再利用系統(tǒng)。7.1城市排水管道系統(tǒng)城市排水管道系統(tǒng)是指收集和輸送城市污水、雨水和雪水到泵站、處理廠或排放點(diǎn)的管道系統(tǒng)。根據(jù)功能不同，城市排水管道系統(tǒng)可分為污水管道系統(tǒng)、雨水管道系統(tǒng)和合流制管道系統(tǒng)。7.2污水無害化處理系統(tǒng)污水無害化處理系統(tǒng)是指通過物理、化學(xué)和生物處理方法，將城市污水中的主要污染物質(zhì)去除或轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，從而達(dá)到相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的處理系統(tǒng)。城市污水無害化處理系統(tǒng)包括一級處理系統(tǒng)、二級處理系統(tǒng)和污泥處

18、理系統(tǒng)。7.3污水深度處理和再利用系統(tǒng)污水深度處理和再利用系統(tǒng)一般以污水二級處理系統(tǒng)出水作為原水，通過混凝沉淀、過濾、生物脫氮除磷等深度處理工藝，進(jìn)一步去除污水殘存的污染物質(zhì)，也稱三級處理系統(tǒng)。處理后的廢水達(dá)到排放或重復(fù)使用（如農(nóng)田灌溉、綠化用水）要求。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，污水深度處理和再利用是未來發(fā)展的趨勢。城市污水處理系統(tǒng)的具體流程見圖1所示。確定污水處理流程的主要依據(jù)是所要求達(dá)到的處理程度，在處理技術(shù)的選擇上要盡可能合理、先進(jìn)，保證處理出水不會造成二次污染，同時(shí)應(yīng)選用高效、節(jié)能的處理設(shè)備，以節(jié)約建設(shè)投資和運(yùn)行管理費(fèi)用。 圖1 城市污水處理系統(tǒng)注： 1.泵有時(shí)不需要，亦可能移至沉砂后，或與均

19、化結(jié)合； 2.在小型污水廠中，可酌情使用均化；3. 初雨徑流一般只處理到初沉為止；4. 在有條件的地方，可結(jié)合采用穩(wěn)定塘及（或）土地處理。8. 城市污水處理方法城市污水處理方法很多，按其作用原理，可分為物理處理方法、化學(xué)處理方法、物理化學(xué)處理方法、生物處理方法等。（1）物理處理方法 物理處理方法是利用物理作用分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過程中不改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。典型的物理處理方法有沉淀法、過濾法、離心分離法、氣浮法等。（2）化學(xué)處理方法 化學(xué)處理方法是利用化學(xué)反應(yīng)作用來分離或回收污水中的污染物質(zhì)，或使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。典型的化學(xué)處理方法有中和法、混凝法、氧化還原法等。（3）物

20、理化學(xué)處理方法 物理化學(xué)處理方法是通過物理化學(xué)過程使污水得到凈化的方法，主要有吸附、萃取、離子交換、反滲透等方法。（4）生物處理方法 生物處理方法是利用微生物的作用來去除污水中溶解的和膠體狀態(tài)的有機(jī)物的方法。生物處理方法可分為好養(yǎng)生物處理（主要有活性污泥法、生物膜法等）和厭氧生物處理兩大類。 城市污水處理工藝，實(shí)際上是以上這些處理方法的應(yīng)用和組合。9.城市污水處理工藝城市污水處理一般分為三級：一級處理，系應(yīng)用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵；二級處理，系應(yīng)用生物處理法將污水中各種復(fù)雜的有機(jī)物氧化降解為簡單的物質(zhì)；三級處理，系應(yīng)用化學(xué)沉淀法、生物化學(xué)法、物理化學(xué)法等，去除污水中的磷、

21、氮、難降解的有機(jī)物、無機(jī)鹽等。至于采取哪級處理比較合理，應(yīng)視對最終排出物的處理要求而定。9.1 城市污水一級處理系統(tǒng) 城市污水一級處理系統(tǒng)包括預(yù)處理、一級處理。污水預(yù)處理和一級處理稱為物理處理或機(jī)械處理，如圖1所示。它是去除污水中的漂浮物和懸浮物的處理過程，一般能去除懸浮固體SS約50%60%，BOD5去除20%30%。出水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，故一級處理屬于二級處理的前處理。一級處理主要應(yīng)用在以下方面。沿海或靠近較大水體的城市，經(jīng)充分論證后，可采用一級處理或一級強(qiáng)化處理方案，污水經(jīng)處理后直接排放或排入地面水體。城市污水進(jìn)行二級處理時(shí)先進(jìn)行一級處理，可減輕二級處理負(fù)擔(dān)，保證二級處理系統(tǒng)正常工作。城市

22、污水進(jìn)入穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)前需要進(jìn)行一級處理，避免穩(wěn)定塘產(chǎn)生淤積，延長使用年限。城市污水進(jìn)入土地處理系統(tǒng)前，也應(yīng)進(jìn)行一級處理，避免污水中雜質(zhì)堵塞土壤顆粒間隙，并提高土地處理的程度。污水的預(yù)處理城市污水預(yù)處理主要包括污物攔截和沉砂，一般設(shè)置機(jī)械格柵除污機(jī)，去除污水中的大塊懸浮物，沉砂則靠設(shè)置沉砂池來去除污水中密度較大的無機(jī)顆粒，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行，它是任何城市污水處理工程中必不可少的處理設(shè)施。9.1.1.格柵：在城市污水處理構(gòu)筑物中，通過實(shí)踐證明格柵在前處理中起著重要的作用，直接影響污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。格柵清污目前一般采用機(jī)械清污，清污時(shí)間有定時(shí)自動清污和按格柵的水位差自動清污之分。為

23、保證安全運(yùn)行，一般24h連續(xù)運(yùn)行，使來水中的雜物隨來隨清，不致積壓。格柵的間隙大小與污水處理運(yùn)行有直接關(guān)系。目前設(shè)計(jì)采用格柵的間隙為40mm以上：細(xì)格柵間隙為510mm；中格柵間隙為1540mm；粗格柵間隙為40mm以上。中、粗格柵設(shè)在污水泵房之前，細(xì)格柵設(shè)在污水泵房之后沉砂池之前。污水在柵前渠道內(nèi)的流速一般控制在0.40.8m/s，經(jīng)過格柵的流速一般采用0.61.0m/s。過柵流速太大和太小都會直接影響到截污效果和柵前泥沙的沉積。污水的過柵水頭與過柵流速有關(guān)，一般水頭損失在0.10.3m之間，最大不超過0.5m。9.1.2沉砂池沉砂池也是城市污水處理廠必不可少的處理設(shè)備，常設(shè)在進(jìn)水泵房的后面

24、。除砂的目的是避免砂粒對處理工藝和設(shè)備帶來不利影響，如對沉砂池刮泥板、污泥泵葉輪和離心或帶式脫水機(jī)等部位產(chǎn)生磨損，使其壽命縮短，同時(shí)在曝氣池、污泥硝化池產(chǎn)生淤積而減少有效容積等。按池內(nèi)水流方向的不同，沉砂池可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等。圖3 平流式沉砂池示意平流式沉砂池見圖3。它是最常用的一種沉砂池，污水在池內(nèi)沿水平方向流動。兩端設(shè)有閘板，以控制水流，池底設(shè)13個(gè)儲砂斗，下接排砂管。普通平流式沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中含有15%的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加。曝氣沉砂池和構(gòu)造見圖4。曝氣沉砂池的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠在一定程度上使砂粒在曝氣的作用下相互摩擦，可以去除砂粒

25、上的有機(jī)污染物；同時(shí)，由于曝氣的氣浮作用，污水中的池脂類物質(zhì)會升至水面，形成浮渣而被去除。 圖4 曝氣沉砂池的構(gòu)造示意圓形旋流式沉砂池具有占地面積小、能耗低、土建費(fèi)用低、管理方便等優(yōu)勢，近年來應(yīng)用日益廣泛。圓形旋流式沉砂池也有多種形式，鐘式旋流沉砂池結(jié)構(gòu)見圖5。鐘式沉砂池采用重力原理，水流經(jīng)過進(jìn)水渠進(jìn)入沉砂池，分選區(qū)水流分為兩個(gè)環(huán)流：內(nèi)環(huán)在葉輪推動下向上流動，外環(huán)則基本上保持靜止。砂粒因重力沉降到外環(huán)的斜底上，并順斜坡滑入集砂區(qū)。輕的有機(jī)物則在徑向葉輪的推力作用下與砂粒分離，返回到水流中去。 圖5 鐘氏沉砂池結(jié)構(gòu)示意城市污水一級處理的主要構(gòu)筑物為初次沉淀池。初沉池有平流式、輻流式、豎流式等幾種

26、形式。圖6 平流式沉淀池構(gòu)造示意平流式初沉池為矩形，其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，去除效果較好。主要設(shè)備為桁車式刮泥機(jī)和鏈板式刮泥機(jī)。圖6為平流式沉淀池構(gòu)造示意。初沉池按功能可分進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)和緩沖層等5個(gè)部分。初沉池的進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的功能是使污水均勻平衡地流入、流出沉淀區(qū)；沉淀區(qū)即工作區(qū)，是可沉顆粒與污水分離的區(qū)域；污泥區(qū)是污泥儲存、濃縮和排放區(qū)域；而緩沖層則是沉淀區(qū)和污泥區(qū)的隔離帶，起到使已沉下的顆粒不因水流攪動而再次浮起的作用。 圖7 輻流式沉淀池（中心進(jìn)水，周邊出水）1-進(jìn)水管；2-中心管；3-穿孔擋板；4-刮泥機(jī)；5-出水槽；6-出水管；7-排泥管圖2-8 輻流式沉淀池（周邊進(jìn)

27、水，周邊出水）1-過橋；2-欄桿；3-傳動裝置；4-轉(zhuǎn)盤；5-進(jìn)水下降管；6-中心支架；7-傳動器罩；8-桁架式耙架；9-出水管；10-排泥管；11-刮泥板；12-可調(diào)節(jié)的橡皮刮板輻流式初沉池為圓形，適用于規(guī)模較大的污水處理廠，它又分為中心進(jìn)水、周邊出水型和周邊進(jìn)水、周邊出水型兩種，主要設(shè)備為輻流式中心傳動刮泥機(jī)和輻流式周邊傳動刮泥機(jī)。雖然輻流式沉淀池占地面積和去除效果都不如平流式沉淀池，但由于這類刮泥機(jī)故障率較低，在國內(nèi)外廣泛采用，特別是大型污水處理廠采用更多。輻流式沉淀池一般是圓形（見圖7）。污水由沉淀池中心管上孔流入池內(nèi)，在穿孔擋板的作用下，平穩(wěn)均勻地流向四周，溢入出水槽內(nèi)。輻流式沉淀池

28、都采用機(jī)械排泥，也可附有空氣提升或凈水頭排泥設(shè)施。輻流式沉淀池目前也采用周邊進(jìn)水，中心出水的形式，但一般采用較少。同時(shí)還有周邊進(jìn)水，周邊出水的形式，見圖8。豎流式沉淀池為圓形，池徑在10m以內(nèi)（或10m×10m以內(nèi)方形），沉淀污泥靠重力排除，無機(jī)械排泥設(shè)備，它僅適用于小型污水處理廠。豎流式沉淀池構(gòu)造見圖9。豎流式沉淀池內(nèi)水由中心管的下口流入池內(nèi)，通過發(fā)射板的攔阻向四周分布于整個(gè)水平斷面上，緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒下沉到污泥斗中，澄清后的水由池周的堰口溢出池外。 圖9 豎流式沉淀池構(gòu)造示意9.2市污水二級處理系統(tǒng)城市污水二級處理系統(tǒng)主要為生物處理系統(tǒng)，以生物處理技術(shù)為主。城

29、市污水二級處理系統(tǒng)可以大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物，BOD5去除率達(dá)85%95%。微生物處理技術(shù)顧名思義，就是通過微生物的新陳代謝來完成的。利用好氧微生物的新陳代謝處理污水的過程稱為污水的好氧生物處理，利用厭氧微生物的新陳代謝污水的過程稱為污水的厭氧生物處理。在實(shí)際應(yīng)用中，常常在一個(gè)系統(tǒng)中既有好氧處理和厭氧處理，而這些好氧和厭氧微生物，絕大部分實(shí)際上是兼性的，它們在有氧的條件下進(jìn)行好氧過程，在無氧的條件下進(jìn)行厭氧過程。9.2.1 生化處理基本原理污水的生化處理是通過微生物新陳代謝完成的。利用好氧微生物的新陳代謝處理污水的過程稱為污水的好氧生物處理，利用厭氧微生物的新陳代謝處理污

30、水的過程稱為污水的厭氧生物處理。有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)特殊的處理目標(biāo)，在一個(gè)系統(tǒng)中既有好氧過程又有厭氧過程，則稱為厭氧好氧生物處理，而這里的好氧和厭氧微生物，實(shí)際上絕大部分為兼性微生物，它們在有氧條件下進(jìn)行好氧過程，在無氧條件下進(jìn)行厭氧過程。在污水的好氧處理過程中一部分被微生物吸收的有機(jī)物被氧化分解成簡單的無機(jī)物，如有機(jī)物中的碳被氧化成二氧化碳，氫與氧化合成水，氮被氧化成氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽，磷被氧化成磷酸鹽等，氧化分解過程中釋放出的能量，作為微生物自身生命活動的能源，并將另一部分有機(jī)物作為其生長繁殖所需要的構(gòu)造物質(zhì)，合成新的細(xì)胞體。污水的厭氧生物處理分成兩個(gè)階段，在第一階段中，有一類被稱為產(chǎn)酸細(xì)菌的微

31、生物把污水中的復(fù)雜有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成較簡單的有機(jī)物（如低級脂肪酸和醇類）和CO2、NH3、H2O等無機(jī)物。在第二階段中，另一類被稱為甲烷細(xì)菌的微生物將簡單的有機(jī)物分解成甲烷和二氧化碳等。在好氧處理過程中，必須不間斷地供給充足的氧，否則好氧處理將部分或全部轉(zhuǎn)化成厭氧處理過程。厭氧生物處理不需要供氧，但其處理速率比好氧處理慢得多，因而在同樣規(guī)模的單元內(nèi)，處理污水量也要少得多。為提高厭氧處理的速率，理論上和實(shí)踐上都已經(jīng)進(jìn)行了很多探索，但到目前為止，城市污水單獨(dú)采用厭氧處理過程的尚不多見。9.3.2 城市污水二級處理技術(shù)分類污水生物處理從總體上可分為兩大類：一類是微生物在人工為其營造的環(huán)境中處理污水，稱

32、為人工處理方法，另一類是微生物在天然生態(tài)環(huán)境中處理污水，稱為天然生態(tài)處理方法。人工處理方法效率較高，但投資及運(yùn)行費(fèi)用也較高；天然生態(tài)處理方法雖然投資及運(yùn)行費(fèi)用低，但由于受氣候因素影響，處理效果不穩(wěn)定。人工處理方法主要包括活性污泥法和生物膜法。在活性污泥工藝中，微生物群體懸浮在污水中生長，因此也稱為懸浮增長工藝。在生物膜工藝中，微生物群體一般固著在某種介質(zhì)上生長，因此也稱為固著增長工藝。天然生態(tài)處理方法主要包括生物穩(wěn)定塘、土地處理和濕地系統(tǒng)三種方法?；钚晕勰喙に嚠a(chǎn)生于20世紀(jì)初，由于其較高的處理效率，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在世界各地得到了普遍應(yīng)用，目前已經(jīng)成為城市污水生化處理的主要方法。但是，傳統(tǒng)活性

33、污泥處理系統(tǒng)還存在著某些有待解決的問題，如反應(yīng)器-曝氣池的池體比較龐大，占地面積大、電耗高、管理復(fù)雜等，近幾十年來，國內(nèi)外科技工作者為了解決活性污泥處理系統(tǒng)存在的這些問題，在活性污泥的反應(yīng)機(jī)理、降解功能、運(yùn)行方式、工藝系統(tǒng)等方面進(jìn)行了大量的研究工作，使活性污泥處理系統(tǒng)在凈化功能和工藝系統(tǒng)方面取得了顯著的進(jìn)展。在工藝系統(tǒng)方面，幾十年來，開創(chuàng)多種旨在提高充氧能力、增加混合液活性污泥處理系統(tǒng)的效率，降低了成本，如氧化溝工藝、SBR工藝和A-B工藝等。在凈化功能方面，主要致力于使活性污泥處理系統(tǒng)向多功能方向發(fā)展，改變以去除有機(jī)污染物為主要功能的傳統(tǒng)模式。通過對系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使活性污泥處理

34、系統(tǒng)能夠更有效地進(jìn)行硝化、反硝化反應(yīng)，取得脫氮率達(dá)80%的效果；在工藝方面采取措施，使活性污泥微生物從周圍環(huán)境中攝取遠(yuǎn)超出其本身勝利所需要的磷，從而使活性污泥處理系統(tǒng)具有除磷的功能，如采用A/O或A/A/O工藝脫氮除磷，其中A/O或A/A/O工藝也可有機(jī)地結(jié)合到氧化溝、A-B及SBR工藝中去，使之具有脫氮除磷功能。這樣，對活性污泥處理系統(tǒng)，突破了僅作為二級處理技術(shù)的傳統(tǒng)觀念，能夠作為脫氮、除磷的三級處理技術(shù)?；钚晕勰喾ㄊ且詰腋≡谒械幕钚晕勰酁橹黧w，在有利于微生物生長的環(huán)境條件下和污水充分接觸，使污水凈化的一種方法?；钚晕勰嗟闹饕獦?gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池，基本流程(如下圖所示)為：將污水與回

35、流活性污泥一起送入曝氣池，往曝氣池注入壓縮空氣曝氣，使得污水與活性污泥充分混合接觸，并給予混合液足夠的溶解氧。這時(shí)污水中的有機(jī)物會被活性污泥中的好氧微生物進(jìn)行氧化分解，此后混合液進(jìn)入二沉池，活性污泥與澄清水分離，部分活性污泥回流到曝氣池，繼續(xù)參與凈化過程，澄清水則排出，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定。 近年來，以活性污泥法為基本原理發(fā)明的工藝有很多。例如AB工藝、A²/O工藝。傳統(tǒng)AB工藝將曝氣池分為高負(fù)荷段(A段)和低負(fù)荷段(B段)兩段。A段以生物絮凝吸附作用為主，同時(shí)發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，去除BOD達(dá)50%以上；B段與常規(guī)活性污泥法相似，負(fù)荷較低，污泥齡較長，其流程如下圖所示： 該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于對

36、有機(jī)物的去除效率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在出水水質(zhì)波動小，具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，良好的沉降性能，脫氮除磷效果好。A²/O工藝是通過厭氧、缺氧和好氧交替完成脫氮除磷但應(yīng)的。污水先進(jìn)入?yún)捬醭兀c二沉池回流污泥混合，在堿性厭氧發(fā)酵菌的作用下，部分易生物降解的大分子有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為小分子揮發(fā)性脂肪酸，聚磷酸吸收這些小分子有機(jī)物合成聚-羥基丁酸(PHB)并儲存在細(xì)胞內(nèi)。同時(shí)將細(xì)胞內(nèi)的聚磷水解成正磷酸鹽，釋放到水中，釋放的能量可供專性好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存。污水進(jìn)入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物和回流混合液中的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，可同時(shí)去碳脫氮。當(dāng)污水進(jìn)入好氧池時(shí)，有機(jī)物濃度已經(jīng)

37、很低，聚磷菌主要靠分解體內(nèi)儲存的PHB來獲得能量，供自身生長繁殖。同時(shí)超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸鹽的形式儲存于體內(nèi)，經(jīng)過沉淀將含磷高的污泥從水中分離出來，達(dá)到除磷的效果。傳統(tǒng)的A²/O工藝流程如下圖所示： 該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于去除有機(jī)污染物的同時(shí)可以達(dá)到脫氮除磷的目的。工藝簡單，水力停留時(shí)間短，在厭氧-缺氧-好氧條件下交替運(yùn)行，絲狀菌不會過度繁殖，不會引發(fā)污泥膨脹。生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、塔濾和生物接觸氧化等種類。由于生物膜處理效果較活性污泥法差，受溫度等環(huán)境因素的影響較大，且運(yùn)行控制的靈活性小，城市污水處理廠較少采用。但生物膜上的微生物濃度很高、抵抗有毒物質(zhì)能力較強(qiáng)，故該類

38、工藝被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。生物膜法的原理：污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術(shù)。這種處理法的實(shí)質(zhì)是使細(xì)菌和真菌類的微生物、原生動物和后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥生物膜。污水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)，被生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到增殖。生物膜發(fā)的凈化機(jī)理分為3點(diǎn)：生物膜的形成：在生物膜處理系統(tǒng)中，填充著數(shù)量相當(dāng)多的掛膜（填料或載體），當(dāng)污水與掛膜介質(zhì)流動接觸，接種的或原存在于污水中的微生物就會在介質(zhì)表面中生長。經(jīng)過一段時(shí)間后，介質(zhì)表面將會為一種膜狀污泥生物膜所覆蓋，即稱為生物膜。生物

39、膜的構(gòu)造與凈化機(jī)理：生物膜由好氧層和厭氧層兩層組成。好氧層的厚度一般為2mm左右，有機(jī)物的降解主要是在好氧層內(nèi)進(jìn)行。生物膜的更新脫落：生物膜厚度介于23mm，老化生物膜進(jìn)化功能較差易于脫落。在處理過程中，生物膜總是在不斷地增長、更新、脫落的。 生物膜不斷脫落的原因：有水力沖刷、由于膜增厚，造成重量的增大、原生動物是生物膜松動、厭氧層和介質(zhì)的黏接力較弱等。生物膜的更新和脫落是完全必要的。生物膜去除有機(jī)物過程：（附圖）1.附著水層內(nèi)的有機(jī)物大多已被氧化，其濃度比濾池進(jìn)水的有機(jī)物濃度低的多。2.由于濃度差的作用，有機(jī)物會從污水中轉(zhuǎn)移到附著水層中去，進(jìn)而被生物膜所吸附。同時(shí)，空氣中的氧在溶入污水后，進(jìn)

40、入生物膜，在此條件下，微生物對有機(jī)物進(jìn)行氧化分解和同化合成。3.微生物的代謝產(chǎn)物通過附著水層進(jìn)入流動水層，并隨其排走，CO2及厭氧層分解產(chǎn)物從水層逸出進(jìn)入空氣中。循環(huán)往復(fù)，使污水得到凈化。 根據(jù)生物膜反應(yīng)器附著生長載體的狀態(tài)，生物膜反應(yīng)器可以劃分為固定床和流動床兩大類。在固定床中生長載體固定不動，在反應(yīng)器內(nèi)的行對位置基本不變；而在流動床中附著生長載體不固定，在反應(yīng)器內(nèi)處于連續(xù)流動的狀態(tài)。生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤接觸氧化法是生物膜法中應(yīng)用最廣泛的幾種技術(shù)。(1) 生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來的人工生物處理技術(shù)。其分類有:普通生物濾池，

41、又名滴濾池，是生物濾池早期出現(xiàn)的類型，普通生物濾池由池體、填料、布水裝置和配水系統(tǒng)等四部分組成,其主要優(yōu)點(diǎn)是：處理效果良好，BOD5的去除率可達(dá)95以上；運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理、節(jié)省能源。其主要缺點(diǎn)是：占地面積大、不適于處理量大的污水；填料易于堵塞；產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生：噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。近年來有日漸被淘汰的趨勢。高負(fù)荷生物濾池，大幅度地提高了濾池的負(fù)荷，其BOD容積負(fù)荷高于普通生物濾池68倍，水力負(fù)荷則高達(dá)10倍。采取處理水回流措施，使高負(fù)荷生物濾池具有多種多樣的流程系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是：均勻與穩(wěn)定水水質(zhì)；加大水力負(fù)荷，及時(shí)地沖刷過厚和老化的生物膜，使生物膜經(jīng)常保持較高的活性；抑制濾池蠅的過

42、度滋長；減輕散發(fā)的臭味。塔式生物濾池，一般高達(dá)824m，直徑13.5m，徑高比介于1：61：8左右，呈塔狀；在平面上塔式生物濾池多呈圓形；在構(gòu)造上由塔身、填料、布水系統(tǒng)以及通風(fēng)及排水裝置所組成。其優(yōu)點(diǎn)是塔式濾池內(nèi)部通風(fēng)情況非常良好，污水從上向下滴落，水流絮動強(qiáng)烈，污水、空氣、填料上的生物膜三者接觸充分，充氧效果良好，污染物質(zhì)傳質(zhì)速度快，這些現(xiàn)象都非常有助于有機(jī)污染物質(zhì)的降解。同時(shí)，塔式生物濾池有高的負(fù)荷率，濾塔濾層內(nèi)部存在著明顯的分層現(xiàn)象，在各層生長繁殖著種類各異，但適應(yīng)流至該層污水特征的微生物群體，濾塔能夠承受較高的有機(jī)污染物的沖擊負(fù)荷。曝氣生物濾池是集生物降解、固液分離于一體的污水處理設(shè)備

43、。其主要優(yōu)點(diǎn)是：氣液在填料間隙充分接觸，由于氣液固三相接觸，氧的轉(zhuǎn)移率高，動力消耗低；本設(shè)備自身具有截留原污水中懸浮物與脫落的生物污泥的功能，無需設(shè)沉淀池，占地面積少；以3-5mm的小顆粒作為填料，比表面積大，微生物附著力強(qiáng)；池內(nèi)能夠保持大量的生物量，再由于截留作用，污水處理效果良好；無需污泥回流，也沒有污泥膨脹的缺陷。生物轉(zhuǎn)盤又稱旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器，其設(shè)備是由盤片、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動裝置以及接觸反應(yīng)槽三部分構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是：微生物濃度高；生物相分級；污泥齡長；耐沖擊負(fù)荷。(2) 生物接觸氧化法：生物接觸氧化處理技術(shù)的實(shí)質(zhì)之一是在池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布

44、滿生物膜，污水與生物膜接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。因此，生物接觸氧化處理技術(shù)，又稱為“淹沒式生物濾池”。其主要的優(yōu)點(diǎn)可以從工藝、運(yùn)行情況、功能三個(gè)方面闡述：a.工藝特征：由于曝氣，在池內(nèi)形成液固氣三相共存體系，溶解氧充沛，適于微生物存活繁殖。在生物膜上微生物豐富，無污泥膨脹之慮；填料表面全為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結(jié)構(gòu)，由于絲狀菌的大量滋生，形成一個(gè)呈立體結(jié)構(gòu)的密集的生物網(wǎng)，通過過濾能有效的提高凈化效果；生物膜表面不斷的接受曝氣吹脫，這樣有利于保持生物膜的活性，能接受較高的有機(jī)負(fù)荷率，處理效果較高，有利于縮小池容，減小占地面積；

45、b.運(yùn)行特征：對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；操作簡單、運(yùn)行方便、易于維護(hù)管理，無需污泥回流，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，也不產(chǎn)生濾池蠅；污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀。c.功能特征：生物接觸氧化處理技術(shù)，運(yùn)行得當(dāng)還能夠用于脫氮。生物接觸氧化處理技術(shù)的主要缺點(diǎn)是：填料可能阻塞；布水、曝氣不易均勻。接觸氧化法與其它生物處理方法比較,具有如下一些特點(diǎn)：1.BOD容積負(fù)荷高，污泥生物量大，相對而言處理效率較高，而且對進(jìn)水沖擊負(fù)荷（水力沖擊負(fù)荷及有機(jī)濃度沖擊負(fù)荷）的適應(yīng)力強(qiáng)。2.處理時(shí)間短。因此在處理水量相同的條件下，所需裝置的設(shè)備較小，因而占地面積小。3.能夠克服污泥膨脹問題。生物接觸氧化法同其他生物膜法

46、一樣，不存在污泥膨脹問題，對于那些用活性污泥法容易產(chǎn)生膨脹的污水，生物接觸氧化法特別顯示出優(yōu)越性。容易在活性污泥法中產(chǎn)生膨脹的菌種（如球衣細(xì)菌等），在接觸氧化法中，不僅不產(chǎn)生膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。4.可以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)停電或發(fā)生其它突然事故后，生物膜對間歇運(yùn)轉(zhuǎn)有較強(qiáng)的適應(yīng)力。長時(shí)間的停車，細(xì)菌為適應(yīng)環(huán)境的不利條件，它和原生動物都可進(jìn)入休眠狀態(tài)，顯示了對不利生長的環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)力；一旦環(huán)境條件好轉(zhuǎn)，微生物又重新開始生長、代謝。有人試驗(yàn)，即使停止運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)月，再重新開始運(yùn)行，生物膜數(shù)日內(nèi)即可恢復(fù)正常。5.維護(hù)管理方便，不需要回流污泥。由于微生物是附著在填料上形成生物膜，生物膜的

47、剝落與增長可以自動保持平衡，所以無需回流污泥，運(yùn)轉(zhuǎn)十分方便。6.剩余污泥量少。其缺點(diǎn)是：1.生物膜的厚度隨負(fù)荷的增高而增大，負(fù)荷過高則生物膜過厚，引起填料堵塞。故負(fù)荷不易過高，同時(shí)要有防堵塞的沖洗措施。2.大量產(chǎn)生后生動物（如輪蟲類）。后生動物容易造成生物膜瞬時(shí)大塊脫落，則易影響出水水質(zhì)。3.填料及支架等往往導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用增加。在城市污水處理過程中，若二級處理采用了生物膜法，則要注意一下問題：防止生物膜生長過厚，其解決辦法一般有以下三種：加大回流量，借助水力沖脫過厚的生物膜；兩級濾池串聯(lián)、交替進(jìn)水；低頻加水，使布水器轉(zhuǎn)速減慢。在選擇生物接觸氧化法時(shí),還要注意：生物接觸氧化在運(yùn)行中應(yīng)注意如下四方面

48、問題：填料的選擇；防止生物膜過厚、結(jié)球；及時(shí)排出過多的積泥；二沉池的運(yùn)行管理。生物穩(wěn)定塘是一種很古老的天然處理方法，雖然占地面積較大，但投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用非常低，在有廢坑塘的地區(qū)不失為一種很好的處理方法。污水土地處理是在人工可控制條件下，將污水投配到土地上，通過土壤和植物完成一系列物理的、化學(xué)的和生物化學(xué)的凈化過程。這種方法不僅能有效而經(jīng)濟(jì)地凈化污水，而且能利用污水中的營養(yǎng)物質(zhì)和水，促進(jìn)農(nóng)作物、牧草和林木的增長，因而也是一種有前途的天然凈化方法。土地處理一般分為慢速滲濾和地表漫流兩種工藝類型。濕地系統(tǒng)是另一種天然生態(tài)處理工藝。它主要是利用蘆葦?shù)?、樹木等天然植物系統(tǒng)來凈化污水。由于生物膜處理效果較活

49、性污泥法差，受溫度等環(huán)境因素的影響較大，且運(yùn)行控制的靈活性小，城市污水處理廠較少采用。但生物膜上的微生物濃度很高、抵抗有毒物質(zhì)能力較強(qiáng)，故該類工藝被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。9.3城市污水的三級處理城市污水的三級處理又稱為污水的深度處理，現(xiàn)在的我國的污水處理廠投入實(shí)際應(yīng)用的并不多。三級處理應(yīng)用物理化學(xué)和化學(xué)方法使水質(zhì)達(dá)到用水要求，進(jìn)一步去除二級處理未能去除的污染物，出水水質(zhì)較好，甚至能達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但處理費(fèi)用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外，應(yīng)用較少。它將經(jīng)過二級處理的水進(jìn)行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒殺滅細(xì)菌和病毒,然后將處理水送

50、入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業(yè)用水、防火等水源。三級處理的主要對象是：營養(yǎng)性污染物及其他溶解物質(zhì)或者水中殘留的細(xì)小 懸浮物、難生物降解的有機(jī)物、鹽分等 ，采用的方法有過濾、吸附、離子交換、反滲透、消毒等。主要方法有生物脫氮法、凝集沉淀法、砂濾法、硅藻土過濾法、活性炭過濾法、蒸發(fā)法、冷凍法、反滲透法、離子交換法和電滲析法等。根據(jù)三級處理出水的具體去向和用途，其處理流程和組成單元有所不同：除磷：污水中的除磷工藝大致可分為生物、物理、化學(xué)三種方法。生物除磷工藝主要是利用水中磷細(xì)菌（也稱為聚磷菌、除磷菌），可過量、超出生理需要的攝取磷，以聚合磷酸鹽的形式貯存在細(xì)胞體內(nèi)。除磷菌最終會

51、進(jìn)入污泥中，從系統(tǒng)中排出這種高磷污泥，就可達(dá)到除磷的目的。污水生物除磷技術(shù)主要有兩種：厭氧好氧生物除磷工藝（AO工藝）；Phostrip除磷工藝，實(shí)際上是一種生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的工藝?；瘜W(xué)沉淀法除磷技術(shù)：化學(xué)沉淀法是向污水中投加藥劑，使水中磷酸離子生成難容性的鹽，形成絮凝體與水分離，從而去除污水中所含磷一種物理方法，使用的藥劑可分為石灰沉淀法和金屬鹽沉淀法。結(jié)晶法除磷技術(shù)原理：在堿性條件下，溶液中的PO43-和Ca2+反應(yīng)可以生成羥基磷酸鈣沉淀。結(jié)晶法除磷是使呈堿性并含有適量Ca2+的含磷廢水以一定流態(tài)通過填料床。該填料結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與羥基磷酸鈣相似，它破壞溶液離子的亞穩(wěn)定態(tài)，形成羥基磷

52、酸鈣在填料顆粒表面結(jié)晶，從而達(dá)到除磷的目的。除氮技術(shù)：物理法 ：（1）吹脫法：操作簡便易控，除氨效果穩(wěn)定，但存在下列問題：pH值過高易生成水垢；游離氨逸散造成二次污染等。（2）電滲析法和反滲透法：這兩種方法脫氮效果都好，但對水質(zhì)要求高，處理成本高，一般極少使用。(3) 過濾法：脫氮效果不理想，一般可作脫氮預(yù)處理?；瘜W(xué)法：（1）折點(diǎn)加氯法：利用游離氯與污水中的氨作用，生成氮?dú)舛コ鬯械牡?。?）化學(xué)混凝法：脫氮效果不夠理想，產(chǎn)生的污泥量較大，一般不單獨(dú)采用該法脫氮。生物法：原理是經(jīng)硝化反硝化處理，把污水中的氮變成無害的N2排除體系。硝化是污水中的有機(jī)氮在生物處理過程中被異氧型微生物氧化解，轉(zhuǎn)

53、化為氨氮，然后由自氧型硝化細(xì)菌將其轉(zhuǎn)化為NO3和NO2的過程；反硝化是反硝化細(xì)菌經(jīng)厭氧呼吸將NO3和NO2還原轉(zhuǎn)化為N2的過程，從而達(dá)到脫氮的目的。 離子交換法：常用斜發(fā)沸石作為除氨的離子交換體，它對氨離子的選擇優(yōu)于鈣、鎂、鈉等離子。該法脫氮成本高，不經(jīng)濟(jì)，此外還存在再生液處理等問題。人工濕地法 利用農(nóng)田、卵石床水栽植物進(jìn)行處理，該法投資少，運(yùn)行方便，對農(nóng)村及小城鎮(zhèn)很適用，不過過量使用可能造成附近水井、河流、水庫中的NO3增加。除無機(jī)物：有三種可采用的方法：即離子交換、電滲析和反滲透。在污水三級處理中用反滲透法脫除礦物質(zhì)和有機(jī)污染物最受重視。反滲透法能有效地去除多種污染物。缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)

54、費(fèi)用都高。另外，反滲透膜容易被污染物堵塞，需要清洗。有些三級處理系統(tǒng)是由超過濾和反滲透串聯(lián)組成的，前者主要去除有機(jī)污染物，而后者去除溶解性無機(jī)物。除有機(jī)物: 活性炭能有效地除去二級處理出水中的大部分有機(jī)污染物?；钚蕴烤唧w吸附容量是由進(jìn)水的有機(jī)物濃度和所要求的出水有機(jī)物濃度決定的。在任何情況下，活性炭的實(shí)際吸附容量比按吸附等溫線試驗(yàn)測定的吸附容量大得多。這主要是在活性炭上還有生物吸附和氧化作用所致。臭氧氧化法和活性炭吸附法配合使用，往往能更有效地去除有機(jī)物并可延長活性炭的使用壽命。臭氧能將有機(jī)物氧化降解，減輕活性炭的負(fù)荷，還能將一些難以生物降解的大分子有機(jī)物分解為易于生物降解的小分子有機(jī)物，而便

55、于被活性炭吸附和生物降解。臭氧氧化的廢水流經(jīng)活性炭濾池時(shí)因含有較多的氧氣而會增強(qiáng)活性炭的生物活性，提高生物氧化能力。除病原菌：用鋁鹽和鐵鹽混凝沉淀，可去除病原體99%以上，經(jīng)濾池過濾能進(jìn)一步提高去除率。但是，病原體并未被殺滅，仍在污泥中存活，而用石灰在pH值大于或等于10.5的條件下混凝沉淀則能殺滅污泥中的病毒。用臭氧殺滅病毒的效果也較好。 隨著城市社會經(jīng)濟(jì)的高水平發(fā)展，深度處理是未來發(fā)展的需要。城市污水的三級處理又稱為污水的深度處理，其應(yīng)用物理、化學(xué)、生物方法使水質(zhì)達(dá)到用水要求，從而進(jìn)一步去除二級處理中未能除去的污染物，出水水質(zhì)較好，甚至能達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但相對的處理費(fèi)用較高，除在一些極度

56、缺水的國家和地區(qū)外，應(yīng)用較少?，F(xiàn)在的我國污水處理廠投入實(shí)際應(yīng)用的并不多。隨著城市社會經(jīng)濟(jì)的高水平發(fā)展，深度處理是未來發(fā)展的需要。10.二次污染的治理 在城市污水處理的過程中還會產(chǎn)生二次污染，包括大氣污染以及污泥的產(chǎn)生。10.1 大氣污染的治理盡管城市污水處理廠是一種公用市政設(shè)施，對改善環(huán)境、保護(hù)城市水環(huán)境質(zhì)量起著重要的不可替代的作用。但同時(shí)由于城市污水的特點(diǎn)，導(dǎo)致城市污水處理廠的工藝過程中產(chǎn)生一些大氣污染物，最為典型就是臭氣，還有一些微生物組成的氣溶膠，產(chǎn)生二次污染。近幾年來，伴隨著城市化進(jìn)程的不斷完善，原來和新建的污水處理廠已經(jīng)越來越靠近人群，而這些污水處理廠在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的臭氣和一些細(xì)菌與病毒，已經(jīng)對人類的身體和生活都造成不同程度的影響，引起了人們的廣泛關(guān)注。所以我們有必要對于城市污水處理廠的大氣污染做相應(yīng)的防護(hù)措施和控制。10.1.1城市污水處理廠大氣污染的成分和來源城市污水處理廠大氣污染的主要成分是城市污水處理過程中產(chǎn)生的一些臭氣，當(dāng)然也可能有少量的細(xì)菌和病毒等微生物污染。就目前而言，對于這些臭氣的成分，一般可以分為4類：第1類為含硫化合物，如硫化氫、氧化硫、硫醇類和噻吩類；第2類是含氮化合物，如氨、胺類、酰胺類以及吲哚類等；第3類是烴類化