給水排水專業(yè)英語(yǔ)翻譯

1、給水排水專業(yè)英語(yǔ)Lesson 1譯文：（第一課）給水工程 我們知道，水的供應(yīng)對(duì)生命的生存至關(guān)重要。人類需要喝水，動(dòng)物需要喝水，植物也需要喝水。社會(huì)的基本功能需要水：公共衛(wèi)生設(shè)施的沖洗，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程耗水，電能生產(chǎn)過(guò)程的冷卻用水。在這里，我們從兩方面討論水的供給：） 1、地下水供給 2、地表水供給地下水是通過(guò)打井而得到的重要直接供水水源，也是一種重要的間接供水水源，因?yàn)榈乇硐鳎ɑ蛐『樱?huì)經(jīng)常得到地下水的補(bǔ)給。在靠近地表的通氣層中，土壤孔隙內(nèi)同時(shí)包含著空氣和水。這一地層，其厚度在沼澤地可能為零，在山區(qū)則可能厚達(dá)數(shù)百英尺，蘊(yùn)涵三種類型的水分。 重力水，是在暴雨過(guò)后進(jìn)入較大的土壤孔隙中的水。 毛細(xì)水是

2、在毛細(xì)作用下進(jìn)入較小的土壤孔隙中的水，它能夠被植物吸收。吸濕水是在不是最干燥的氣候條件下由于分子間引力而被土壤穩(wěn)定下來(lái)的水。地表通氣層的濕氣是不能通過(guò)鑿井方式作為供水水源的。位于通氣層以下的飽和層，土壤孔隙中充滿著水，這就是我們通常所說(shuō)的地下水。 包含大量地下水的地層稱為含水層。通氣層和含水層之間的水面稱為地下水位或淺層地下水面，地下水靜壓力與大氣壓力相等。含水層可延伸相當(dāng)深度）, but because the weight of overburden material generally closes pore spaces（但因?yàn)榈貙迂?fù)荷過(guò)重會(huì)壓縮（封閉、關(guān)閉）土壤孔隙，深度超過(guò)600m

3、，即2000英寸，就基本找不到地下水了。 能夠含水層中自由流出的水量稱為單位產(chǎn)水量。The flow of water out of a soil can be illustrated using Figure 1（土壤中水流如圖1所示）. The flow rate must be proportional to the area through which flow occurs times the velocity（流量與流水面積成比例，流經(jīng)該土壤面積的流量等于面積與速率成的乘積）, or Q=AvWhere（此式中） Q=flow rate , in m3/sec（流量，單位為m3/s

4、）【cubic meter per second】 A=area of porous material through which flow occurs, in m2（滲透性土壤的流水?dāng)嗝?，單位為m2） v=superficial velocity, in m/sec（表觀流速（表面流速），單位為m/s）表觀流速當(dāng)然不是水在土壤中流動(dòng)的真實(shí)速度，因?yàn)橥寥拦腆w顆粒所占據(jù)的體積大大地降低了水流通過(guò)的空間。如果a代表水的流經(jīng)斷面面積，那么 Q=Av=avWhere（此式中） v=actual velocity of water flowing through the soil（水流在土壤中的真實(shí)流

5、速） a=area available for flow（水的流經(jīng)斷面面積） Solving for v,（求解v） v=Av/a If a sample of soil is of some length L, then（如果土壤樣品具有一定長(zhǎng)度） v=Av/a=AvL/(aL)=v/porosity（v/孔隙率） 因?yàn)榭偟耐寥罉悠敷w積為AL，實(shí)際的水流動(dòng)空間則為aL。Water flowing through the soil at a velocity vloses energy（水在以v速度流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)損失能量）, just as water flowing through a pi

6、peline or an open channel does（這與水在管道或明渠中流動(dòng)是一樣的）. This energy loss per distance traveled is defined as（單位長(zhǎng)度的能量損失定義為）energy lose（能量損失）=h/L Where（此式中） h=energy, measured as elevation of the water table in an unconfined aquifer or as pressure in a confined aquifer, in m（能量，在非承壓含水層中，即水位線的標(biāo)高；在承壓含水層中，即壓力；

7、單位為m） L=horizontal distance in direction of flow, in m（水流水平距離的長(zhǎng)度，m） The symbol(delta) simply means “a change in,” as in “a change in length, L.” （符號(hào)僅僅表示一種變化，如在長(zhǎng)度上出現(xiàn)的一種變化）Thus this equation means that there is a change(loss) of energy, h, as water flows through the soil some distance, L.（這個(gè)公式表示的是當(dāng)水在土

8、壤間隙中的流動(dòng)距離為L(zhǎng)是，出現(xiàn)能量上的變化為h）In an unconfined aquifer（在非承壓含水層）, the drop in the elevation of the water table with distance is the slope of the water table in the direction of flow（水位線高度在水流距離上的落差是一個(gè)沿水流方向的水位斜坡）. The elevation of the water surface is the potential energy of the water（水面的高度表示著水的勢(shì)能）, and wate

9、r flows from a higher elevation to a lower elevation（水從高處流向低處時(shí)）, losing energy along the way（沿程會(huì)有能量的損失）. Flow through a porous medium such as soil is related to the energy loss using the Darcy equation（水在類似于土壤的多孔性介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)的水頭損失按達(dá)西公式計(jì)算） Q=KA(h/L) Where（式中）K=coefficient of permeability, in m/day（滲透系數(shù)，單位為

10、m/d） A=cross-sectional area, in m2（過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，單位為m2）The Darcy equation makes intuitive sense（達(dá)西公式給人直覺(jué)）, in that the flow rate (Q) increases with increasing area (A) through which the flow occurs and with the drop in pressure, h/L（流量隨著過(guò)流面積和壓降的增大而增大）. The greater the driving force ( the difference in upst

11、ream and downstream pressures), the greater the flow（驅(qū)動(dòng)水的壓力差越大指上下游間的不同水壓，水的流量越大）. The factor, K（系數(shù)K）, is the coefficient of permeability（指滲透性系數(shù)）, an indirect measure of the ability of a soil sample to transmit water（土壤樣品透水能力的間接指標(biāo)）, can be measured by a permeameter shown in Figure 2（能夠通過(guò)圖2所示的滲透測(cè)試儀測(cè)得）

12、; it varies dramatically for different soils（不同土壤的滲透系數(shù)相差很大）, ranging from about 0.005m/day for clay（粘土僅0.005m/d）to over 5000m/day for gravel（礫石則超過(guò)5000m/d）. The coefficient of permeability is measured commonly in the laboratory using permeameters（滲透系數(shù)一般在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)滲透測(cè)試儀測(cè)得）, which consist of a soil sample t

13、hrough which a fluid such as water is forced（滲透測(cè)試儀含有一些土壤樣品，在壓力的作用下使諸如水的液體通過(guò)它們）. The flow rate is measured for a given driving force (difference in pressures) through a  known area of soil sample（在已知的過(guò)流斷面面積下，測(cè)定不同驅(qū)動(dòng)壓力下水的流量）, and the permeability calculated（然后通過(guò)計(jì)算得到滲透系數(shù)K）.如果一口井打到潛水含水層（如圖3所示），并將水抽出

14、，含水層中的水將會(huì)流向井。當(dāng)水到達(dá)井時(shí)水流經(jīng)的面積逐漸變小，因此需要得到較高的表面（以及實(shí)際）流速。較高的流速當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致能量損失的增加，和能量梯度必然增加，形成下降漏斗。地下水的水位的降低稱為水位降低。如果流向井的水流量等于從井中抽出的水流量，這種狀態(tài)為平衡狀態(tài)，水位降低保持不變。然而，如果抽出的水流量增加，必需由流向井的徑向流（放射流、輻射流）來(lái)補(bǔ)償，這樣就會(huì)導(dǎo)致形成更深的地下漏斗。假設(shè)（考慮）有一個(gè)圓柱體（如圖4所示），水流從圓柱表面流向中心。運(yùn)用達(dá)西公式： （7）式中，r是圓柱體的半徑，是圓柱體的過(guò)流表面積。當(dāng)水從圓柱的表面流入時(shí)，如果以相同的速度將水從圓柱的中心抽出，那么將上述等式求積

15、分得出產(chǎn)水量。 （8） 式中，h1和h2分別表示井的半徑為r1和r2時(shí)的地下水位高度。這個(gè)等式可以利用潛水含水層中兩個(gè)觀測(cè)井的水平面測(cè)量來(lái)估算一個(gè)距井任何距離的給定水位降低量的抽水量，如圖5所示。而且，知道了井的半徑，就可以估算井的水位下降量，這是下降漏斗的臨界點(diǎn)。如果抽水后的水位一直下降到含水層的底部，說(shuō)明井干涸了無(wú)法抽不出你所需求的水量。盡管上術(shù)公式的推導(dǎo)是就潛水含水層而言的，應(yīng)用在承壓含水層中也會(huì)遇到同樣的情形，這里的壓力可以通過(guò)觀測(cè)井來(lái)測(cè)得。一個(gè)含水層中開(kāi)鑿多個(gè)水井會(huì)彼此產(chǎn)生干擾導(dǎo)致抽水后水位的過(guò)度下降。假設(shè)這種情況如圖6所示，一個(gè)井產(chǎn)生一個(gè)下降漏斗。如果開(kāi)鑿第二個(gè)抽水井，圓錐體會(huì)重疊

16、，導(dǎo)致每個(gè)井出現(xiàn)更大的水位下降。如果在一個(gè)含水層中開(kāi)鑿多個(gè)水井，井的組合效應(yīng)可以使地下水資源耗竭，所有的水井將會(huì)枯竭（干涸）。當(dāng)然，反過(guò)來(lái)也是一正確的。假設(shè)以多個(gè)水井中的一個(gè)井作為回灌井，那么回灌的水就會(huì)從這個(gè)井流向其他的井，增加地下水位，減少抽水后水位的下降。合理地使用抽水井和回灌井 是控制來(lái)自危險(xiǎn)廢棄物或垃圾場(chǎng)的流動(dòng)污染物的一個(gè)途徑。最后，在上述討論中做了許多假設(shè)。首先，我們假設(shè)含水層是均質(zhì)的和無(wú)限大的，也就是說(shuō)，它位于同一個(gè)水平的不透水層上，在無(wú)限大的距離上各個(gè)方向各個(gè)地方的土壤的滲透性相同。假設(shè)井穿過(guò)整個(gè)含水層，并且對(duì)含水層的整個(gè)深度開(kāi)放。最后，假設(shè)抽水量恒定。很顯然，任何一個(gè)條件都會(huì)

17、導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，而含水層的這個(gè)行為模型只是故事的開(kāi)始。地下水的行為建模是一門(mén)錯(cuò)綜復(fù)雜的、需要專門(mén)技術(shù)的科學(xué)。地表水的供給地表水的供給不如地下水資源可靠，因?yàn)樗吭谝荒曛猩踔猎谝恢軆?nèi)經(jīng)常出現(xiàn)大的波動(dòng)，并且水質(zhì)也會(huì)受到污染源的影響。如果一條河流平均流量為10立方英尺每秒，這并不意味著一個(gè)社區(qū)可供使用的水源總是可以依靠這可得到的10立方英尺每秒。流量的變化很大以至于在枯水期（干旱期）連很一個(gè)小小的需求也得不到滿足，因此必須建造貯存設(shè)施來(lái)貯存豐水期（潮濕期、多雨時(shí)期）的水。水庫(kù)應(yīng)該足夠大以便可以提供可靠的供給水源。然而，水庫(kù)的造價(jià)很昂貴，并且如果水庫(kù)過(guò)大則會(huì)浪費(fèi)社區(qū)資源。估算正確的水庫(kù)容量的一個(gè)

18、方法是利用累積曲線計(jì)算歷史貯存的需求量，然后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用。歷史貯存需求量取決于流入計(jì)劃建造水庫(kù)所在地的溪流的總水流量（總流入量）以及根據(jù)總水流量隨時(shí)間變化繪制的曲線。接著，隨時(shí)間變化的需水量被畫(huà)在同一個(gè)曲線圖上?？偭魅肓亢托杷康膮^(qū)別在于如果需水量要得到滿足水庫(kù)必須保存的量。如果僅得到有限的水流數(shù)據(jù)（資料），如圖7的累積曲線并不是十分有用。一年的數(shù)據(jù)所能給予的關(guān)于長(zhǎng)期變化的信息極少。當(dāng)?shù)貌坏秸鎸?shí)的數(shù)據(jù)時(shí)，長(zhǎng)期的變化 可以用統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)進(jìn)行估算。水的供應(yīng)通常是設(shè)計(jì)為滿足20年周期的需求，一旦過(guò)了20年水庫(kù)的容量就不足以抵御干旱。社區(qū)可能會(huì)建造更大容量的水庫(kù)以證實(shí)：比如僅每50年才會(huì)出現(xiàn)一

19、次水量不足。對(duì)比因供水量增加的（額外）好處而作的額外投資作一個(gè)計(jì)算可以幫助我們作出這樣的決定。一種計(jì)算方法是需要若干年水庫(kù)最初裝配容量的數(shù)據(jù)，根據(jù)干旱的嚴(yán)重程度將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行排列，并計(jì)算每年發(fā)生干旱的機(jī)率。如果水庫(kù)的裝配容量為n年，并且指定的等級(jí)為m，m=1代表在最干旱的時(shí)期水庫(kù)需要最大的容量，對(duì)任何一年都保證供水量充足的機(jī)率由m/(n+1)給出。比如，如果平均每20年有一年水庫(kù)貯存容量不足： （9）如果平均每100年有一年水庫(kù)貯存容量不足： （10）這個(gè)過(guò)程就是對(duì)反復(fù)出現(xiàn)的自然事件的頻率分析。為調(diào)查研究所選擇的頻率一般為10年一次和5年一次，或者10年干旱和5年干旱，但是連續(xù)3年發(fā)生干旱后此

20、后30年都不再發(fā)生仍然相當(dāng)于10年干旱。計(jì)劃滿足30年干旱需要建造一個(gè)大而昂貴的水庫(kù)，計(jì)劃滿足10年干旱則需要建造一個(gè)較小的、相對(duì)便宜的水庫(kù)。第2課廢水的收集在中世紀(jì)的英國(guó)城市如倫敦和約克，屠宰場(chǎng)是一條街道或是一個(gè)區(qū)域。18和19世紀(jì)，屠宰場(chǎng)是商業(yè)化領(lǐng)域，以肉類加工作為主要工業(yè)。屠宰場(chǎng)的肉販（屠夫，賣肉者）將全部廢物都扔到大街上，廢物會(huì)被雨水沖進(jìn)排水溝中和。街道的條件很差以致于最初在英語(yǔ)中將它的名字視為屠宰場(chǎng)或血的戰(zhàn)場(chǎng)的同義詞。在老城市，建造像屠宰場(chǎng)里那樣的排水溝唯一的目的就是將暴雨排出城市外。實(shí)際上，將人類糞便排入到這些水溝非法的。最后，排水溝覆蓋起來(lái)成了我們現(xiàn)在所知道的雨水管。隨著給水工程

21、的發(fā)展和室內(nèi)盥洗室（廁所）使用的增加，生活廢水（家庭廢水）（稱為生活廢水）輸送的必要顯而易見(jiàn)。在美國(guó)生活廢水最初是排入雨水管中，這種同時(shí)輸送生活廢水和雨水的管道稱為合流制下水道。最后一個(gè)被稱為生活污水管的地下管道系統(tǒng)建成用來(lái)輸送生活廢水。20世紀(jì)建成的城市或城市的一部分幾乎都是建成分流制下水道分別輸送生活廢水和雨水。廢水量的估計(jì)在一個(gè)家庭里生活廢水（污水）有各種各樣的來(lái)源，包括洗衣機(jī)，洗碗機(jī)，沐浴器，污水盆，當(dāng)然還有廁所。在歐洲，廁所或抽水馬桶仍然被認(rèn)為是都市社會(huì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施。然而，和這項(xiàng)發(fā)明一樣重要的是對(duì)它的發(fā)明者存在著一些爭(zhēng)議。一些作者把這項(xiàng)發(fā)明歸功于約翰.布拉馬先生（John Bram

22、ah）于1778年的發(fā)明，而另一些作者則認(rèn)為它是約翰·哈靈頓（哈林頓）先生于1956年發(fā)明的。后者的論據(jù)由約翰先生對(duì)裝置的原始描述得到加強(qiáng)，盡管沒(méi)有任何關(guān)于他名字對(duì)發(fā)明貢獻(xiàn)的記錄。第一個(gè)使用抽水馬桶記錄的委婉說(shuō)法在哈佛大學(xué)1735年頻布的一條規(guī)章中找到：“No Freshman shall go to the FellowsJohn”大一新生不得去約翰的那個(gè)家伙（同伙）。 “生活污水”這個(gè)術(shù)語(yǔ)在這里僅是指生活廢水。生活廢水的流量隨著季節(jié)、（一周的）天數(shù)，（一天的）小時(shí)（數(shù)）變化面變動(dòng)。記錄在流量和強(qiáng)度上大的變動(dòng)。通常，平均污水流量在100加侖每天第人，但特別的是在較小的社區(qū)生活污水的

23、平均流量變動(dòng)很大。污水管通常也輸送工業(yè)廢水。工業(yè)廢水的數(shù)量通?？梢杂捎盟涗泚?lái)確定，或者流量可以在特定行業(yè)的人孔中用一個(gè)小的流量計(jì)來(lái)測(cè)定。工業(yè)水流量也經(jīng)常隨著小時(shí)、天數(shù)和季節(jié)發(fā)生相當(dāng)大的變動(dòng)。除了生活污水和工業(yè)廢水，污水管也輸送滲漏進(jìn)管道中的地下水和地表水。因?yàn)槲鬯艿郎贤鶗?huì)在一些小孔（由于建造上的缺陷，樹(shù)根導(dǎo)致的開(kāi)裂，或者其他原因），如果管道低于地下水的最高水位，下下水可以滲漏進(jìn)污水管中。像這樣流入污水管道稱為滲透。對(duì)于新的、建造較好的污水管發(fā)生滲透的極少，但可以高達(dá)500m3/(km.day)（2000000gal/(mi.day)）(mi:英里)。對(duì)于舊的系統(tǒng)，普遍的滲透估計(jì)值為700

24、m3/(km.day)（3000000gal/(mi.day)）。滲流是有害的，因?yàn)轭~外的水量必須流經(jīng)污水管和污水處理廠。應(yīng)該盡可能地通過(guò)維護(hù)污水管和使污水附屬構(gòu)筑物避開(kāi)其根莖可能導(dǎo)致污水管嚴(yán)重破壞的大樹(shù)來(lái)減少滲流量。（水）流入（名詞）是指通過(guò)生活污水管無(wú)意中收集的雨水。（水）流入的一個(gè)普遍來(lái)源是設(shè)置在低洼處的穿孔檢查井蓋（人孔蓋），以致于雨水流入檢查井（人孔）。在比檢查井高程高的溪流或排水道旁敷設(shè)、或者此處的檢查井已被破壞的污水管也是一個(gè)主要的來(lái)源。天旱流量與雨天流量之比通常在1：1.2到1：4之間。由于這些原因，污水管尺寸的確定通常很困難，因?yàn)椴⒉皇撬械念A(yù)期流量都可以估量，并且不知道他們

25、的變化性。越重要、越難以更換的污水管，保證污水管道足夠大到可以處理可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)的預(yù)期流量就越重要。系統(tǒng)布置污水管從住所和工業(yè)設(shè)施收集廢水。為收集廢水而設(shè)置的污水管道系統(tǒng)稱為排水系統(tǒng)（不是污水系統(tǒng)）。污水管幾乎總是以明渠或無(wú)壓管道的方式運(yùn)行。 除了維護(hù)費(fèi)用昂貴并且 僅當(dāng)在用水方面有嚴(yán)格限制或者是地形導(dǎo)致無(wú)壓管不能有效地維護(hù)時(shí)有用外，壓力管在極少的地方使用。住宅區(qū)的典型（排水）系統(tǒng)如圖1所示。敷設(shè)在街道下的污水支管通常由直徑為6英寸的瓦管或塑料管來(lái)連接。污水支管的尺寸按照輸送最大洪峰而沒(méi)有充滿來(lái)確定，并且支管通常由塑料、粘土、水泥、混凝土或者鑄鐵管制成。從大面積收集來(lái)的污水排入截流污水管或攔截器，

26、最后排入污水處理廠。為了使在低流量時(shí)能夠得到足夠的流速，在建造污水支管和截流污水管時(shí)必須有足夠的坡度。但坡度不能太陡而使得在最大流量時(shí)流速提升過(guò)高。此外，污水管必須設(shè)有檢查井，通常每隔120至180米（400至600尺）設(shè)置一個(gè)，是為了便于清理和維修。每當(dāng)污水管改變坡度、尺寸或方向時(shí)都必須設(shè)檢查井。典型的檢查井如圖2所示。在某些地方不能形成重力流或者不經(jīng)濟(jì)因此必須用泵來(lái)提升廢水（污水）。這就需要在整個(gè)系統(tǒng)的不同地方安裝泵站。泵站從污水支管收集廢水并通過(guò)壓力干管將其泵送到更高的地方。最后流經(jīng)壓力干管進(jìn)入檢查井。停電將導(dǎo)致水泵無(wú)法運(yùn)行，并最終使得污水倒流進(jìn)入各個(gè)家庭。你可以想像，這將是最不希望出現(xiàn)

27、的情況，因此，一個(gè)好的系統(tǒng)要將泵站減到最少并且/或者提供備用的電力。幾千年來(lái)污水管已經(jīng)成為文明居所的一部分。在現(xiàn)代的美國(guó)我們已經(jīng)習(xí)慣甚至以為我們社區(qū)服務(wù)的污水管為豪。他們似乎永遠(yuǎn)都不會(huì)失敗（失靈），而且似乎不存在什么問(wèn)題。最重要的是我們可以傾倒任何我們想倒進(jìn)排水溝的東西，并且消失了。當(dāng)然它并不是消失了。它流經(jīng)污水管并最后進(jìn)入污水處理廠。我們經(jīng)常毫不猶豫地傾倒到排水溝的東西實(shí)際上在污水處理廠里會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題，甚至可能會(huì)在將來(lái)飲用水的供應(yīng)上導(dǎo)致健康問(wèn)題。因此，我們必須認(rèn)識(shí)到并承認(rèn)我們沖進(jìn)排水溝的東西是不會(huì)消失的。第3課水質(zhì)的檢測(cè)方法在水污染得到控制之前對(duì)污染物的定量測(cè)量顯然是必要的。然而這些污染物

28、的測(cè)定充滿著困難。有時(shí)不知道污染是由特殊的物質(zhì)引起的。而且，這些污染物通常以很低的濃度存在，需要非常準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。在本節(jié)內(nèi)容我們只討論測(cè)定水污染的一些有代表性的分析試驗(yàn)。用于給水排水工程的完整的分析技術(shù)文件集（書(shū)籍）是作為水和廢水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法而遵守的。這個(gè)文件集（這本書(shū)籍）是使試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化需要的結(jié)果。在它的領(lǐng)域里被視為權(quán)威并具有法律權(quán)威的重量。許多污染物以每升多少毫克物質(zhì)（毫克/升）來(lái)計(jì)量。為了發(fā)表（出版）污染物濃度以百萬(wàn)分率（ppm），一個(gè)重量/重量的參數(shù)來(lái)表示。如果所涉及的液體是水，百萬(wàn)分率（ppm）等同于毫克/升，因?yàn)橐簧闹亓繛?000克。因?yàn)槲廴疚镆苑浅５偷臐舛却嬖?，ppm近似

29、地等于mg/L。然而，因?yàn)橛行U物的比重可能不同于水，以mg/L來(lái)表示比以ppm來(lái)表示更好。第三處比較常用的參數(shù)是百分率（百分比），一種重量/重量的關(guān)系。注意到只有當(dāng)1mL為1g時(shí)10000ppm等于1%，并且10000mg/L。取樣有些試驗(yàn)需要在水流（溪流）中進(jìn)行測(cè)定的方法，因?yàn)楂@得樣品的過(guò)程可能會(huì)改變測(cè)定的結(jié)果。例如，如果有必要測(cè)定水流中的溶解氧，測(cè)定應(yīng)在水流中進(jìn)行，或者必須非常小心地提取樣品以保證沒(méi)有氧氣從空氣和水中發(fā)生轉(zhuǎn)移（轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)出）。大多數(shù)的試驗(yàn)以取自溪流的樣品作為試樣。然而取樣的過(guò)程可能會(huì)以結(jié)果有很大的影響。三種基本類型的樣品是隨機(jī)樣品、混合樣品，和流量加權(quán)混合樣品。隨機(jī)樣品，如

30、其名字所指，僅在一個(gè)取樣點(diǎn)測(cè)定水質(zhì)。它的測(cè)定值準(zhǔn)確地代表采樣時(shí)的水質(zhì)，但不能說(shuō)明采樣前后的水質(zhì)（情況）?；旌蠘悠肥遣杉幌盗械碾S機(jī)樣品并將它們混合。流量加權(quán)混合樣品的采集是每取一個(gè)樣品都使得樣品的體積與采樣時(shí)的流量成比例。當(dāng)污水處理廠的日負(fù)荷可以計(jì)算時(shí)最后一種方法特別有用。然而，不管是技術(shù)或方法，分析結(jié)果只能對(duì)樣品是準(zhǔn)確的（分析結(jié)果只能是和樣品一個(gè)準(zhǔn)確），通常采樣方法遠(yuǎn)比分析測(cè)定要馬虎（草率）得多。固體物廢水處理由于廢水中的溶解的和懸浮的無(wú)機(jī)物質(zhì)而復(fù)雜化。對(duì)水處理，溶解的和懸浮的物質(zhì)都稱為固體物質(zhì)。從水中分離出這些固體物質(zhì)是處理的一個(gè)最主要的目標(biāo)之一。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，在廢水中除了水之外的其他任何東西

31、都?xì)w類為固體物質(zhì)。然而，固體物質(zhì)通常定義為在103（稍高于水的沸點(diǎn)）下蒸發(fā)后得到的殘留物。這樣測(cè)量出的固體物質(zhì)稱為總固體?？偣腆w可以兩部分：總?cè)芙庑怨腆w（TDS）和總懸浮性固體(TSS)。過(guò)濾這個(gè)步驟就是將總懸浮性固體(TSS)與總?cè)芙庑怨腆w（TDS）分離開(kāi)來(lái)。總懸浮固體：因?yàn)槭褂脼V紙來(lái)分離總懸浮固體(TSS)和總?cè)芙庑怨腆w，總懸浮固體試驗(yàn)具有一定的隨意性，依賴于試驗(yàn)所使用的濾紙孔徑的尺寸。用于TSS試驗(yàn)的濾紙的公稱孔徑在0.45m至2.0m之間。隨著所用的濾紙孔徑的減少將會(huì)測(cè)得更多的總懸浮固體?？?cè)芙庑怨腆w：根據(jù)定義，通過(guò)公稱孔徑為2.0m或更小孔徑濾紙的濾液里所包含的固體物質(zhì)歸類為溶解性固

32、體。然而眾所周知，廢水中含有一部分膠態(tài)固體（膠體顆粒）。廢水中膠體粒子的尺寸通常在0.01m到1.0m之間。應(yīng)該注意，一些研究者將膠體粒子的尺寸分為0.001m到1.0m之間，另一些研究都為0.003m到1.0m之間。在這篇課文里認(rèn)為膠體粒子的尺寸為0.01m到1.0m之間。在未經(jīng)處理的廢水和經(jīng)一次沉淀的廢水中所含有的膠體粒子數(shù)量通常在108到1012/mL范圍內(nèi)。沒(méi)有對(duì)膠體粒子和真正的溶解性物質(zhì)進(jìn)行常規(guī)地區(qū)分使得在處理廠性能的分析和處理工藝設(shè)計(jì)上出現(xiàn)混亂。pH溶液的pH是氫離子濃度的量度，反過(guò)來(lái)也是溶液酸度的量度。氫離子濃度與水分子的電離程度有密切的聯(lián)系。純水輕微電離得到相同濃度的氫離子和氫

33、氧根離子。 （1）過(guò)多的H+使溶液呈酸性，然而缺乏H+或過(guò)多的OH-使溶液呈堿性。這個(gè)反應(yīng)式的平衡常數(shù)Kw為H+ 和OH-濃度的乘積等于10-14。這個(gè)關(guān)系可以表達(dá)為： (2)式中和 分別是H+ 和OH-濃度，單位是mol/L。聯(lián)立方程1和方程2，在純水中： （3）氫離子濃度是天然水和廢水的一個(gè)重要的質(zhì)量參數(shù)。氫離子濃度常用的表達(dá)方法是pH，定義為氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。 （4） 或者 （5） 對(duì)于中性溶液，為10-7，或pH=7。對(duì)于較大的溶液，pH7。例如，如果=10-4，pH=7，溶液呈酸性。在這個(gè)溶液中我們知道為10-14/10-4=10-10。因?yàn)?0-410-10，溶液中含有大量過(guò)量的

34、H+，確認(rèn)溶液是真正地呈酸性。如果溶液中缺乏必有10-7或pH7，呈堿性。稀釋溶液的pH在0（絕對(duì)的酸性，=1mol/L）到14（絕對(duì)堿性）范圍內(nèi)。溶液的1mol/L具有負(fù)的pH。目前pH的測(cè)定幾乎普遍地采用電子方法。對(duì)（嚴(yán)格講是氫離子活度）敏感的電極將信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流。在一定的pH值下改變顏色的各種pH試紙和指示溶液也被使用。pH的確定通過(guò)對(duì)比試紙的顏色或溶液的系列顏色標(biāo)準(zhǔn)。在水和廢水處理的各個(gè)階段pH都是非常重要的。水生生物對(duì)pH的改變很敏感，因此生物處理需要對(duì)pH控制（酸度控制）或監(jiān)測(cè)。在如消毒和腐蝕控制（防腐）的水處理中，pH對(duì)保證適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理是非常重要的。礦山排水通常伴隨著硫酸(高)

35、的形成，對(duì)水生生物非常有害。大氣中的持續(xù)酸沉積作用可能引起湖泊的pH值相當(dāng)大的降低。堿度相對(duì)于pH的參數(shù)是堿度，或者水抗酸性的緩沖能力。堿度高的水可以接納大劑量的酸而不會(huì)較大地降低其pH值。堿度較低的水如雨水僅加入少量的H+就會(huì)使pH降低。在天然水中許多堿度由碳酸鹽/重碳酸鹽緩沖系統(tǒng)提供。CO2溶在水里與重碳酸鹽和碳酸鹽離子相平衡。 (6)這個(gè)方程式的組成發(fā)生任何改變會(huì)影響到CO2的溶解度。如果在水中加入酸，增加，H+與碳酸鹽和重碳酸鹽離子結(jié)合，使得碳酸鹽和重碳酸鹽平等向左移到，釋放CO2到大氣中。加入的H+通過(guò)重新調(diào)節(jié)所有的平衡而被吸收，并且pH并不會(huì)明顯地改變。僅當(dāng)所有的碳酸鹽和重碳酸鹽離

36、子都被耗盡時(shí)加入的酸才會(huì)使得水的pH降低。堿度通過(guò)用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定來(lái)確定，結(jié)果以CaCO3表示，mg/L（以CaCO3記）。大多數(shù)實(shí)際用途的堿度可以用摩爾數(shù)為單位來(lái)定義。如： （7）在當(dāng)量為單位的相應(yīng)表達(dá)為 （8）在實(shí)踐中（實(shí)際上），堿度以CaCO3為單位來(lái)表示。將meq/L轉(zhuǎn)化為mg/L（以CaCO3記），有助于記憶： （9） （CaCO3的毫當(dāng)量質(zhì)量）這樣3meq/L堿度可以用150mg/L（以CaCO3記）來(lái)表示： （10）溶解氧最重要的水質(zhì)測(cè)量可能溶解氧。盡管在水中難以溶解，氧氣對(duì)水生生物是最重要的。沒(méi)有游離的DO河流和湖泊將不適合用腮呼吸的水生生物生存。存在于溶液中的實(shí)際氧量（其他氣

37、體也如此）取決于（1）氣體的溶解度，（2）氣體在大氣中的分壓，（3）溫度，（4）水中的雜質(zhì)濃度（如鹽分、懸浮固體等）因?yàn)樯锓磻?yīng)對(duì)氧的利用率隨著溫度的升高而增加，在夏季溶解氧水平就顯得更加重要（關(guān)鍵）。在夏季問(wèn)題比較復(fù)雜因?yàn)樗髁客ǔ１容^低，從而獲得的總氧量也較低。在廢水中存在溶解氧是我們所希望的因?yàn)樗梢苑乐褂泻馕兜漠a(chǎn)生。水中溶解氧量的測(cè)量通常是用定氧探頭或碘量滴定法。后面一種方法是測(cè)量DO的溫克勒試驗(yàn)，發(fā)展于約100年前，相對(duì)于其他測(cè)量方法它是標(biāo)準(zhǔn)方法。生化需氧量氧的利用率可能比DO的測(cè)定更重要。非常低的利用率也表明水是潔凈的水：可利用的微生物對(duì)可利用有機(jī)化合物不感興趣，或者微生物已經(jīng)死

38、亡或即將死亡。氧的利用率通常稱為生化需氧量（BOD）。BOD不是一種特殊的污染物而是細(xì)菌和其他微生物在進(jìn)行可降解有機(jī)物穩(wěn)定化時(shí)所需的氧量的度量。在廢水和地表水應(yīng)用最廣泛的有機(jī)污染物參數(shù)是五日生化需氧量（BOD5）。它的測(cè)定包括了在有機(jī)物進(jìn)行生化氧化時(shí)微生物所利用的溶解氧的測(cè)量。盡管BOD試驗(yàn)得到廣泛應(yīng)用，但它有許多局限性。希望通過(guò)該領(lǐng)域工作者的不斷努力，另一種測(cè)量有機(jī)物含量的新方法可以最終代替它（BOD試驗(yàn)）而被應(yīng)用。那么，如果BOD試驗(yàn)具有嚴(yán)重的局限性，為什么在這篇課文里花這么大的篇幅來(lái)介紹它？原因是BOD試驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)在用來(lái)（1）確定存在的有機(jī)物要進(jìn)行生物穩(wěn)定所需要的大概氧量，（2）確定污水處

39、理設(shè)施的尺寸，（3）估量某種水處理工藝的效果，（4）確定是否符合廢水排放許可證的要求?；瘜W(xué)需氧量在BOD試驗(yàn)中許多缺點(diǎn)中，最重要的是它需要花五天的時(shí)間來(lái)進(jìn)行。如果有機(jī)化合物以化學(xué)氧化來(lái)代替生物氧化試驗(yàn)時(shí)間可以得到大大的減少。這種氧化反應(yīng)以化學(xué)需氧量試驗(yàn)來(lái)完成。因?yàn)閹缀跛械挠袡C(jī)化合物在COD試驗(yàn)中都可以被氧化，而在BOD試驗(yàn)中僅有一部分有機(jī)化合物得到到分解，COD值總是高于BOD值。這樣的一個(gè)例子是木質(zhì)紙漿廢水，在廢水中化合物如纖維素很容易被化學(xué)氧化（高COD），但生物降解卻很慢（低BOD）。 COD試驗(yàn)是用來(lái)測(cè)量與在酸性溶液中能被重鉻酸鉀化學(xué)氧化的廢水中有機(jī)物相當(dāng)（等價(jià)）的氧量。當(dāng)有機(jī)氮為還

40、原態(tài)時(shí)（氧化數(shù)（價(jià)態(tài)）為-3），如下面的方程式所示： （10） 式中 雖然可以預(yù)計(jì)最大的碳質(zhì)BOD的值有可能與COD一樣高，但這種情況很少存在。觀測(cè)結(jié)果出現(xiàn)差異的原因如下：（1）許多難以被生物氧化的有機(jī)物質(zhì)如木質(zhì)素可以化學(xué)氧化，（2）無(wú)機(jī)物被重鉻酸鹽氧化增加了樣品中的表觀有機(jī)物的含量。（3）某些有機(jī)物可能會(huì)毒害BOD試驗(yàn)中的微生物，（4）因?yàn)闊o(wú)機(jī)物與重鉻酸鹽共存會(huì)發(fā)生反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)COD值偏高的現(xiàn)象。從操作角度來(lái)看，COD試驗(yàn)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)于BOD試驗(yàn)的五天或更多時(shí)間它可以在大約2.5個(gè)小時(shí)內(nèi)完成。為了減少更多的時(shí)間，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了僅需要15分鐘時(shí)間的快速COD試驗(yàn)。由于新的生物處理方法的發(fā)展，

41、尤其是對(duì)生物營(yíng)養(yǎng)元素去除的重視，將COD進(jìn)行分類（分級(jí)）變得越來(lái)越重要。主要部分為顆粒狀COD和溶解性COD。在生物處理研究中顆粒的和溶解的組分繼續(xù)分類以便來(lái)評(píng)估污水的處理能力。分類包括：（1）可快速生物降解的溶解性COD，（2）可慢速生物降解的膠態(tài)和顆粒狀（網(wǎng)捕）的COD，（3）不可生物降解的溶解性COD，（4）不可生物降解的膠態(tài)和顆粒狀COD?？煽焖偕锝到獾娜芙庑訡OD通?？衫^續(xù)分為可以發(fā)酵為揮發(fā)性脂肪酸的復(fù)雜COD和短鏈揮發(fā)性脂肪酸。遺憾的是，如前所述（如前面提到的），與顆粒狀COD相比較關(guān)于溶解性COD的標(biāo)準(zhǔn)化定義很少。在這里過(guò)濾是將樣品分離的技術(shù)，溶解性COD和顆粒狀COD的相對(duì)分

42、配很大程度依賴于濾紙的孔徑尺寸。另一種用來(lái)確定溶解性COD種類的方法是懸浮固體和一部分膠體物質(zhì)的沉淀作用。上清液（澄清液）的COD相當(dāng)于溶解性COD。第4課廢水處理基礎(chǔ)任何一個(gè)社區(qū)都會(huì)產(chǎn)生液體和固體廢物以及廢氣。液體廢物廢水實(shí)質(zhì)上對(duì)社區(qū)供應(yīng)的水經(jīng)過(guò)各種用途后所開(kāi)成的。（見(jiàn)圖1）。從產(chǎn)生來(lái)源的角度看，廢水可以定義為來(lái)自住宅、機(jī)關(guān)、工商機(jī)構(gòu)、連同地下水、地表水以及可能會(huì)出現(xiàn)的雨水等液體或水?dāng)y帶的廢物的組合。 圖1 污水管理下部結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)未經(jīng)處理的廢水積聚并任由它腐敗，廢水中有機(jī)物的腐敗將導(dǎo)致發(fā)生令人厭煩的情況包括產(chǎn)生惡臭氣體。此外，未經(jīng)處理的含有大量的能居住在人類腸道內(nèi)的致病微生物。廢水中也含有

43、能夠刺激水生植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素，以及可能含有有毒的化合物或潛在的可能致突變或致癌的化合物。由于這些原因，立即從源頭處對(duì)廢水進(jìn)行無(wú)公害化去除，接著進(jìn)行處理、回用或分散到環(huán)境中對(duì)保護(hù)公共衛(wèi)生和環(huán)境是非常必要的。處理方法在處理方法中主要以物理作用的應(yīng)用為主的稱為操作單元。在處理方法中污染物的去除是通過(guò)化學(xué)或生物反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的稱為工藝單元。目前操作單元和工藝單元共同組合起來(lái)提供各種等級(jí)的處理，稱為預(yù)處理、初級(jí)處理、高級(jí)的初級(jí)處理、二級(jí)處理（沒(méi)有或有營(yíng)養(yǎng)元素的去除）和深度（或三級(jí)）處理（見(jiàn)表1）。在預(yù)處理階段，去除可能會(huì)破壞設(shè)備的粗大固體如大的物體、（破布）碎屑和粗砂。在初級(jí)處理階段，以物理操作，通常是沉

44、淀，來(lái)去除廢水中流動(dòng)的可沉降的物質(zhì)（見(jiàn)圖2）。表1 廢水處理級(jí)別處理級(jí)別說(shuō)明（描述）預(yù)處理去除廢水中可能會(huì)使處理的運(yùn)行、工藝和附屬系統(tǒng)產(chǎn)生維護(hù)或操作問(wèn)題的組分如碎屑、樹(shù)枝、漂浮物、粗砂和油脂等。初級(jí)處理去除廢水中的部分懸浮固體和有機(jī)物質(zhì)高級(jí)的初級(jí)處理強(qiáng)化廢水中懸浮固體和有機(jī)物質(zhì)的去除。通常通過(guò)添加化學(xué)藥劑或過(guò)濾來(lái)完成。二級(jí)處理去除可生物降解的有機(jī)物（在溶液或懸浮物中）和懸浮固體。消毒通常也包括在常規(guī)的二級(jí)處理中。去除營(yíng)養(yǎng)元素的二級(jí)處理去除可生物降解的有機(jī)物、懸浮固體和營(yíng)養(yǎng)元素（氮、磷或者氮和磷）。三級(jí)處理去除二級(jí)處理后剩余的懸浮固體，通常用顆粒介質(zhì)過(guò)濾或微孔篩網(wǎng)。消毒通常也是三級(jí)處理的一部分。

45、營(yíng)養(yǎng)元素的去除經(jīng)常包含在三級(jí)處理里。深度處理去除經(jīng)正常生物處理后殘存的溶解的和懸浮的物質(zhì)以便滿足各種回用水應(yīng)用的需要。 對(duì)于高級(jí)的初級(jí)處理，加入化學(xué)藥品來(lái)強(qiáng)化懸浮固體和溶解固體的去除，使其含量減少。在二級(jí)處理中以生物和化學(xué)工藝來(lái)去除大部分的有機(jī)物質(zhì)。在深度處理中以增加的操作和工藝單元組合來(lái)去除剩下的懸浮固體和其他在傳統(tǒng)的二級(jí)處理沒(méi)有能大量削減的組份。表2 用于去除廢水中組分的操作和工藝單元組分操作或工藝單元懸浮固體篩分沉砂沉淀高速（快速）澄清浮選化學(xué)沉淀深度過(guò)濾表面過(guò)濾可降解有機(jī)物好氧懸浮生長(zhǎng)+variations（的各種變形工藝）好氧附著生長(zhǎng)+variations（的各種變形工藝）厭氧懸浮生

46、長(zhǎng)+variations（的各種變形工藝）厭氧附著生長(zhǎng)+variations（的各種變形工藝）污水塘（好氧塘）+variations（的各種變形工藝）物理-化學(xué)系統(tǒng)化學(xué)氧化高級(jí)氧化膜濾營(yíng)養(yǎng)元素氮化學(xué)氧化（折點(diǎn)加氯）懸浮生長(zhǎng)硝化-反硝化+variations（的各種變形工藝）固定膜硝化-反硝化+variations（的各種變形工藝）氣提離子交換磷化學(xué)處理生物除磷氮和磷生物脫氮除磷+variations（的各種變形工藝）病原休氯化合物二氧化氯臭氧紫外線輻射膠態(tài)和溶解性固體膜（法）化學(xué)處理碳吸附離子交換揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs氣提碳吸附高級(jí)氧化氣味化學(xué)洗滌塔（器）碳吸附生物濾池堆肥過(guò)濾器大約在20年

47、前生物脫氮除磷（BNR）去除氮和磷被視為廢水深度處理的一種革新工藝。由于對(duì)生物脫氮除磷機(jī)理的的廣泛研究、應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)，許多生物脫氮除磷系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于實(shí)踐中，實(shí)際上，脫氮除磷已經(jīng)成為常規(guī)廢水處理的一部分。與化學(xué)處理法相比較，生物脫氮除磷使用較少的化學(xué)藥劑，降低廢渣量的產(chǎn)生，并且能耗低。由于生物脫氮除磷在廢水處理中的重要性，生物脫氮除磷被整合到（統(tǒng)一到）生物處理系統(tǒng)的理論、應(yīng)用和設(shè)計(jì)的研究中。土地處理工藝，通常稱為“自然系統(tǒng)”，結(jié)合了物理、化學(xué)和生物處理的機(jī)理，處理后的出水水質(zhì)類似于或好于經(jīng)深度處理后的出水水質(zhì)。在這篇課文中不涉及自然系統(tǒng)因?yàn)槠渲饕獞?yīng)用于小型的處理系統(tǒng)?，F(xiàn)狀直到20世紀(jì)80年代

48、末，傳統(tǒng)的二級(jí)處理是去除BOD和TSS的最普通的處理方法。在美國(guó)，氮磷的去除被用在特殊的情況，如（五）大湖區(qū)、佛羅里達(dá)、切薩皮克灣，這些地方對(duì)氮磷比較敏感相關(guān)水質(zhì)條件已經(jīng)證實(shí)。由于營(yíng)養(yǎng)的富集已經(jīng)導(dǎo)致了水體的富營(yíng)養(yǎng)化和水質(zhì)惡化（部分原因是點(diǎn)源的排放），脫氮除磷工藝已經(jīng)得到逐步發(fā)展并廣泛應(yīng)用于其他區(qū)域。作為聯(lián)邦水污染控制修正案實(shí)施的結(jié)果，獲得了用于完成項(xiàng)目目標(biāo)的廢水處理設(shè)施的相關(guān)數(shù)量和類型的重要數(shù)據(jù)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，未來(lái)20年所需處理設(shè)施的數(shù)量和類型如表3所示。這些數(shù)據(jù)有利于我們對(duì)美國(guó)的污水處理現(xiàn)狀形成全面的了解。在過(guò)去的10年，許多污水處理廠已經(jīng)設(shè)計(jì)使用生物脫氮除磷工藝。

49、在需要去除剩余懸浮固體的處理廠也已經(jīng)設(shè)置了出水過(guò)濾裝置。過(guò)濾在提高消毒效果方法特別有效，尤其是對(duì)紫外輻射消毒系統(tǒng)，因?yàn)椋?）去除會(huì)藏匿（滋生）細(xì)菌的大顆粒懸浮固體可以減少大腸桿菌數(shù)量，并且（2）能降低濁度以提高紫外線透射比。（排污水）回用系統(tǒng)，尤其是用于農(nóng)業(yè)灌溉，幾乎都使用過(guò)濾。表3 根據(jù)1996年的設(shè)計(jì)容量和未來(lái)的需要美國(guó)廢水處理設(shè)施的數(shù)量處理水平現(xiàn)有處理設(shè)施未來(lái)處理設(shè)施（當(dāng)需求得到滿足時(shí)）處理設(shè)施數(shù)量m3/s處理設(shè)施數(shù)量m3/s低于二級(jí)處理176133.806126.33二級(jí)處理9388776.989738779.65高于二級(jí)處理4428876.9661351252.53無(wú)廢水排放（零排放

50、）203262.26236978.99總計(jì)160241850.00183032137.50新的方向和問(wèn)題廢水處理新的方向和問(wèn)題在廢水處理的各種特定區(qū)域是顯而易見(jiàn)的。被處理廢水性質(zhì)的改變、健康和環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)、工業(yè)廢水問(wèn)題、新規(guī)定帶來(lái)的沖擊，所有以前已經(jīng)討論過(guò)的都是最重要的。此外，其他重要的問(wèn)題包括：（1）基礎(chǔ)設(shè)施（下部構(gòu)造）的老化，（2）過(guò)程分析和控制的新方法，（3）污水處理廠的性能和可靠性，（4）廢水的消毒，（5）合流制下水道的溢流，（6）暴雨和公共廁所溢流及非點(diǎn)源污染的影響，（7）回流的獨(dú)立（分開(kāi)）處理、臭氣的控制和揮發(fā)性有機(jī)化合物排放的控制?；A(chǔ)設(shè)施（下部構(gòu)造）的老化 在美國(guó)一些必須著手

51、解決的問(wèn)題涉及老化的污水收集基礎(chǔ)設(shè)施的更新和污水處理廠的升級(jí)。問(wèn)題包括滲漏和尺寸過(guò)小污水管的維修和更換，來(lái)自公共廁所和合流制下水道系統(tǒng)溢流的控制和處理，非點(diǎn)源排放的控制，升級(jí)處理系統(tǒng)使某種特定的組分能獲得更高的去除率。部分收集系統(tǒng)，尤其是美國(guó)東部和中西部那些舊城市的收集系統(tǒng)，老于污水處理廠。例如，由磚和陶土用砂漿聯(lián)接建成的污水管仍然用來(lái)輸送生活廢水（廁所污水）和暴雨水。由于管道和附屬構(gòu)筑物的老化、材料的類型和建造的方法、并且缺乏維護(hù)，滲漏是普遍的。滲漏是水以滲入和流入形式進(jìn)入收集系統(tǒng)，以滲出方式流出管道。在前面這種情況，不得不收集和處理額外的水，而且在經(jīng)常在處理前溢流出去，尤其是在雨天。后面這

52、種情況，滲出的水導(dǎo)致廢水進(jìn)入到地下水中或遷移到附近的地表水體中。有趣的是，當(dāng)處理標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)顯著增加時(shí)，卻很少或沒(méi)有注意從污水管滲出的未經(jīng)處理的水的排放。然而，在將來(lái)滲漏污水管可能會(huì)成為一個(gè)主要的問(wèn)題并需要進(jìn)行修復(fù)。處理工藝的性能和可靠性 處理工藝選擇和設(shè)計(jì)的重要因素是污水處理廠滿足排放許可證要求的性能和可靠性。大多數(shù)的排污許可證中，出水組份要求是有規(guī)定的，是基于7天和30天的平均濃度。由于廢水處理出水水質(zhì)因有機(jī)負(fù)荷的變化、環(huán)境條件的改變、新工業(yè)廢水的排放而變化，設(shè)計(jì)廢水處理系統(tǒng)生產(chǎn)的出水濃度等于或小于排污許可證規(guī)定的范圍是必要的。當(dāng)像在回用水應(yīng)用中重要的水質(zhì)參數(shù)必須得到保持時(shí)可靠性是非常重要的。

53、重要參數(shù)像TOC、透射比、濁度和溶解氧的在線監(jiān)測(cè)對(duì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)和改善工藝過(guò)程控制是必需的。余氯的監(jiān)測(cè)對(duì)投藥量的控制是很有用的，pH監(jiān)測(cè)有助于控制硝化系統(tǒng)。污水處理廠的可靠性可以定義為一個(gè)系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)地滿足法定的性能標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)率（可能性）。隨著改進(jìn)微生物技術(shù)的發(fā)展，它可以對(duì)消毒工藝進(jìn)行優(yōu)化。廢水消毒 法規(guī)（條例）的改變和新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)影響到了消毒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；驒z測(cè)（基因探針）現(xiàn)在用來(lái)確認(rèn)那些在二級(jí)處理出水中發(fā)現(xiàn)的特殊種群的微生物（即懸浮狀態(tài)的或粘附在顆粒上的）。過(guò)去（歷史上）氯用來(lái)進(jìn)行廢水消毒。隨著排污許可證要求的數(shù)量越來(lái)越低或經(jīng)處理后出水的余氯不能檢出，必須增加脫氯設(shè)施或以其他消毒系統(tǒng)如

54、紫外線輻射代替加氯消毒系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）。對(duì)化學(xué)安全的擔(dān)憂也已經(jīng)影響到了加氯消毒和脫氯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)。過(guò)去10年里在紫外燈和整流器設(shè)計(jì)上的改進(jìn)使得紫外消毒系統(tǒng)的性能和可靠性已經(jīng)得到顯著的提高。對(duì)紫外消毒系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計(jì)的有效指南已經(jīng)制訂出來(lái)。資金和運(yùn)行成本也已經(jīng)降低?？梢灶A(yù)料，未來(lái)紫外消毒在處理過(guò)的飲用水和暴雨水方面的應(yīng)用將會(huì)增加。紫外線基本不產(chǎn)生麻煩的副產(chǎn)品并且對(duì)減少相關(guān)的化合物也相當(dāng)有效。相對(duì)于氯化合物紫外線用來(lái)消毒效果得到進(jìn)一步增強(qiáng)。合流下水道溢流，生活污水管溢流，非點(diǎn)源 來(lái)自合流下水道和生活污水管的溢流被認(rèn)為是需要解決的難題，尤其是對(duì)于美國(guó)的許多老城市來(lái)說(shuō)。隨著更大的發(fā)展改變暴雨徑流的數(shù)量和

55、性質(zhì)以及流入暴雨、合流和生活污水收集系統(tǒng)的管道化，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)變得非常重要。合流制系統(tǒng)輸送混合的廢水和暴雨徑流，當(dāng)達(dá)到截砂阱的容量時(shí)就會(huì)溢流到受納水體中。大量的溢流會(huì)影響到受納水體的水質(zhì)并且防礙達(dá)到頒布的標(biāo)準(zhǔn)。綜合因素導(dǎo)致未經(jīng)處理的廢水從一部分生活污水收集系統(tǒng)中排放出來(lái)。這些排放出來(lái)的水稱為生活污水系統(tǒng)溢流（SSOs）。生活污水系統(tǒng)溢流產(chǎn)生的原因可能是（1）過(guò)量的暴雨水進(jìn)入系統(tǒng)，（2）堵塞，或（3）結(jié)構(gòu)上，機(jī)械上或電力上的欠缺。許多溢流起因于沒(méi)有得到充分升級(jí)、維護(hù)和修復(fù)的老化收集系統(tǒng)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署估計(jì)每年至少有40000方溢流量從生活污水系統(tǒng)流出。這些未經(jīng)處理的溢流對(duì)公共健康和環(huán)境造成威脅。

56、當(dāng)在美國(guó)密爾沃基爆發(fā)的腸胃病被證實(shí)是由小隱孢子蟲(chóng)的卵囊引起，以及在（和北卡羅來(lái)納州出現(xiàn)幽靈藻（甲藻）后，來(lái)自非點(diǎn)源污染物的影響日益受到關(guān)注。幽靈藻（甲藻）是對(duì)魚(yú)類非常有毒的一種水藻。來(lái)自牧場(chǎng)和飼育場(chǎng)的徑流被認(rèn)為是引發(fā)這些微生物影響的潛在因素?；亓魉奶幚?也許在廢水處理中一個(gè)顯著的未來(lái)發(fā)展將是提供處理來(lái)自生物污泥的回流水的獨(dú)立設(shè)施和其他的處理設(shè)施。在處理后出水要求實(shí)現(xiàn)含氮量低時(shí)回流水的處理將非常重要。獨(dú)立的處理設(shè)施可能包括（1）氣提用來(lái)去除生物污泥回流水中的氨，（2）高速沉淀用來(lái)去除細(xì)的和難以沉降的膠體物質(zhì)，這些物質(zhì)在消毒時(shí)可以對(duì)細(xì)菌起到庇護(hù)的作用。（3）浮選和高速沉淀用來(lái)處理濾池反沖洗水以減少處理工藝液體中的固體，（4）可溶性重金屬用化學(xué)沉淀來(lái)去除以滿足越來(lái)越嚴(yán)格的排放要求。具體的處理系