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導(dǎo)讀：近年來我國的污水處理事業(yè)不斷的向前發(fā)展和進(jìn)步，與此同時(shí)涌現(xiàn)出了一大批科研人員、一體化污水處理設(shè)備廠家、溶氣氣浮機(jī)廠家等相關(guān)團(tuán)體機(jī)構(gòu)，大大的促進(jìn)了我國環(huán)保事業(yè)的向前發(fā)展。

污水處理（或生活污水處理、市政污水處理）是一種污水處理，目的是去除污水中的污染物，產(chǎn)生適合排放到周圍環(huán)境或預(yù)期再利用用途的污水，從而防止水源污染污水排放。污水包含來自家庭和企業(yè)的廢水，可能還有經(jīng)過預(yù)處理的工業(yè)廢水。有大量的污水處理工藝可供選擇。這些范圍可以從分散系統(tǒng)（包括現(xiàn)場(chǎng)處理系統(tǒng)）到大型集中式系統(tǒng)，包括管道和泵站網(wǎng)絡(luò)（稱為污水處理系統(tǒng)），這些系統(tǒng)將污水輸送到處理廠。對(duì)于擁有合流下水道的城市，下水道還將把城市徑流（雨水）輸送到污水處理廠。污水處理通常包括兩個(gè)主要階段，稱為一級(jí)處理和二級(jí)處理，而深度處理還包括一個(gè)三級(jí)處理階段，包括拋光工藝和營養(yǎng)物去除。二級(jí)處理可以使用好氧或厭氧生物過程減少污水中的有機(jī)物（以生物需氧量衡量）。

已經(jīng)開發(fā)了大量的污水處理技術(shù)，大多采用生物處理工藝。工程師和決策者在選擇合適的技術(shù)時(shí)需要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及每種替代方案的定量和定性方面。?通常，選擇的主要標(biāo)準(zhǔn)是：預(yù)期的污水質(zhì)量、預(yù)期的建設(shè)和運(yùn)營成本、土地的可用性、能源需求和可持續(xù)性方面。在發(fā)展中國家和人口密度低的農(nóng)村地區(qū)，污水通常由各種現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生系統(tǒng)處理，而不是通過下水道輸送。這些系統(tǒng)包括化糞池連接到排水區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)污水處理系統(tǒng)、vermifilter系統(tǒng)等等。另一方面，能夠負(fù)擔(dān)得起的城市中先進(jìn)且相對(duì)昂貴的污水處理廠可能包括帶有消毒的三級(jí)處理，甚至可能包括去除微污染物的第四級(jí)處理。

在全球范圍內(nèi)，估計(jì)有52%的污水得到處理。然而，世界上不同國家的污水處理率是高度不平等的。例如，雖然發(fā)達(dá)國家處理了大約 74% 的污水，但發(fā)展中國家的平均處理量僅為4.2%。

污水處理是衛(wèi)生領(lǐng)域的一部分。衛(wèi)生還包括人類廢物和固體廢物的管理以及雨水（排水）管理?！拔鬯幚韽S”經(jīng)常與“廢水處理廠”互換使用。

內(nèi)容目錄

1.污水處理的概念

2.污水處理的目的和概述

3.污水的特性

4.污水處理工藝類型

5.污水處理工藝設(shè)計(jì)

6.污水處理工藝流程、步驟

7.污水處理的歷史

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污水處理的概念

如今，術(shù)語“污水處理廠”（STP）（或在某些國家/地區(qū)為“污水處理廠”）經(jīng)常被術(shù)語污水處理廠（WWTP）所取代。嚴(yán)格來說，后者是一個(gè)廣義的術(shù)語，也可以指工業(yè)廢水。

術(shù)語“水回收中心”或“水回收廠”也在使用中。

污水處理的目標(biāo)和概述

污水處理的總體目標(biāo)是產(chǎn)生一種可以排放到環(huán)境中的污水，同時(shí)盡可能減少對(duì)水的污染，或者產(chǎn)生一種可以以有用的方式再利用的污水。這是通過去除污水中的污染物來實(shí)現(xiàn)的。它是廢物管理的一種形式。

對(duì)于污水的生物處理，處理目標(biāo)可以包括以下不同程度：將溶解的和顆粒狀的可生物降解成分（特別是有機(jī)物）轉(zhuǎn)化為可接受的最終產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化和去除營養(yǎng)物質(zhì)（氮和磷），去除或滅活病原微生物，并去除特定的微量有機(jī)成分（微量污染物）。

某些類型的污水處理會(huì)產(chǎn)生污水污泥，這些污泥可以在安全處置或再利用之前進(jìn)行處理。在某些情況下，處理過的污水污泥可能被稱為“生物固體”并且可以用作肥料。

污水的特性

發(fā)展中國家未處理污水物理化學(xué)特性的典型值已公布如下：總固體為180 克/人/天（或以濃度表示時(shí)為1100 毫克/升），BOD為 50 克/人/天（ 300 mg/L), COD (600 mg/L) 100 g/person/d, 總氮 (45 mg/L) 8 g/person/d, 氨氮 4.5 g/person/d (25 mg /L) 和 1.0 g/person/d 的總磷 (7 mg/L)。這些值的大致范圍是：120-220 克/人/天的總固體（或 700-1350 毫克/升，當(dāng)以濃度表示時(shí)），40-60 克/人/天的 BOD（ 250–400 mg/L)，COD 80–120 g/person/d (450–800 mg/L)，總氮 6–10 g/person/d (35–60 mg/L)，3.5–6氨氮（20-35 毫克/升）為 g/人/天，總磷為 0.7-2.5 克/人/天（4-15 毫克/升）。

對(duì)于發(fā)達(dá)國家，已發(fā)現(xiàn)“人均有機(jī)物負(fù)荷”約為每人每天60克BOD。這被稱為人口當(dāng)量(PE)，也被用作比較參數(shù)來表示工業(yè)廢水與污水相比的強(qiáng)度。

污水處理工藝類型

污水可以在靠近產(chǎn)生污水的地方進(jìn)行處理，我們通常稱之為“分散”系統(tǒng)，甚至可以稱為“現(xiàn)場(chǎng)”系統(tǒng)（現(xiàn)場(chǎng)污水處理設(shè)施、化糞池等）。或者，污水可以通過管道和泵站網(wǎng)絡(luò)收集并輸送到市政處理廠。這被稱為“集中式”處理。。

目前已經(jīng)有大量的污水處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用，大多采用生物處理工藝。從廣義上講，可以分為高科技（高成本）與低科技（低成本）選項(xiàng)，盡管有些技術(shù)可能屬于任一類別。其他分組分類是“密集”或“機(jī)械化”系統(tǒng)（更緊湊，經(jīng)常采用高科技選項(xiàng)）與“廣泛”或“自然”或“基于自然” 系統(tǒng)（通常使用自然處理過程并占據(jù)更大的區(qū)域）系統(tǒng)。這種分類有時(shí)可能過于簡單化，因?yàn)樘幚韽S可能涉及過程的組合，以及對(duì)高科技和低技術(shù)、集約和粗放概念的解釋，機(jī)械化過程和自然過程可能因地而異。

如：

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、化糞池、一體化污水處理設(shè)備、厭氧池等；

活性污泥系統(tǒng)、好氧污泥系統(tǒng)、生物除磷、過濾、膜生物反應(yīng)器、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器、反滲透、超濾、紫外線消毒；

處置或處理方案

還有其他工藝選項(xiàng)可以歸類為處置選項(xiàng)，盡管它們也可以理解為基本處理選項(xiàng)。其中包括：污泥應(yīng)用、灌溉、浸泡坑、魚塘、浮動(dòng)植物池、水處理/地下水補(bǔ)給、地表處理和儲(chǔ)存。

將污水排放到土地可被視為最終處置或處理的一種形式，或兩者兼而有之。它導(dǎo)致地下水補(bǔ)給和/或蒸發(fā)。土地應(yīng)用包括慢速系統(tǒng)、快速滲透、地下滲透、地表流。它是通過洪水、犁溝、灑水和滴水來完成的。這是一個(gè)每人需要大量土地的處理/處置系統(tǒng)。

污水處理工藝設(shè)計(jì)

人口當(dāng)量

“人均有機(jī)物負(fù)荷”是污水處理廠設(shè)計(jì)中使用的參數(shù)。這個(gè)概念被稱為人口當(dāng)量（PE）。用于 PE 的基值可能因國家/地區(qū)而異。世界范圍內(nèi)常用的定義是：1 PE相當(dāng)于每人每天60克BOD，也相當(dāng)于每天200升污水。這個(gè)概念也被用作一個(gè)比較參數(shù)來表示工業(yè)廢水與污水相比的強(qiáng)度。

工藝選擇

在選擇合適的污水處理工藝時(shí)，決策者需要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及每種替代方案的定量和定性方面。?因此，每個(gè)分析都是針對(duì)特定地點(diǎn)的?？梢允褂蒙芷谠u(píng)估(LCA)，并且可以將標(biāo)準(zhǔn)或權(quán)重歸于各個(gè)方面。最終決定可能具有一定程度的主觀性。?存在一系列有助于技術(shù)選擇的出版物。

在工業(yè)化國家，工藝選擇中的關(guān)鍵項(xiàng)目按重要性降序排列：效率、可靠性、污泥處理方面和土地要求。在發(fā)展中國家，主要的關(guān)鍵項(xiàng)目可能不同，更多地圍繞建設(shè)成本、可持續(xù)性、簡單性和運(yùn)營成本。

選擇最合適的處理過程很復(fù)雜，需要專家的意見，通常以可行性研究的形式。這是因?yàn)樵谠u(píng)估和選擇污水處理工藝時(shí)要考慮的主要重要因素有很多：工藝適用性、適用流量、可接受的流量變化、進(jìn)水特性、抑制或耐火化合物、氣候方面、工藝動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器水力學(xué)、性能、處理殘留物、污泥處理、環(huán)境限制、化學(xué)產(chǎn)品要求、能源要求、其他資源要求、人員要求、操作和維護(hù)要求、輔助過程、可靠性、復(fù)雜性、兼容性、區(qū)域可用性。

關(guān)于環(huán)境影響，選擇過程包括以下方面：氣味、媒介吸引、污泥運(yùn)輸、衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)、空氣污染、土壤和底土污染、地表水污染或地下水污染、附近地區(qū)貶值、對(duì)附近地區(qū)的不便人口。

氣味控制

污水處理發(fā)出的氣味通常表明存在厭氧或“化糞池”狀況。加工的早期階段往往會(huì)產(chǎn)生難聞的氣體，硫化氫最常見于產(chǎn)生投訴。城市地區(qū)的大型加工廠通常會(huì)使用碳反應(yīng)器處理氣味，這是一種與生物粘液、小劑量氯或循環(huán)流體接觸的介質(zhì)，以生物捕獲和代謝有毒氣體。存在其他控制氣味的方法，包括添加鐵鹽、過氧化氫、硝酸鈣等來控制硫化氫水平。

能源需求

能源需求因處理工藝類型和污水強(qiáng)度而異。例如，人工濕地和穩(wěn)定池的能源需求較低，主要與偶爾出現(xiàn)的泵和其他設(shè)備有關(guān)。另一方面，活性污泥法包括一個(gè)高耗能的曝氣步驟。在污水污泥處理過程中通過厭氧消化產(chǎn)生沼氣的污水處理廠可以產(chǎn)生足夠的能量來滿足污水處理廠本身的大部分能源需求。?對(duì)于美國的活性污泥處理廠，每年大約30%的運(yùn)營成本通常需要用于能源。大部分電力用于曝氣、泵送系統(tǒng)和污水污泥脫水和干燥設(shè)備。先進(jìn)的污水處理廠，例如去除營養(yǎng)物，比只實(shí)現(xiàn)初級(jí)或二級(jí)處理的工廠需要更多的能源。

使用滴濾器的小型農(nóng)村工廠可以在沒有凈能源需求的情況下運(yùn)行，整個(gè)過程由重力流驅(qū)動(dòng)，包括翻斗式流量分配和沉淀池到干燥床的除泥。這通常只適用于丘陵地形和處理廠相對(duì)遠(yuǎn)離房屋的地區(qū)，因?yàn)殡y以管理氣味。

工業(yè)廢水的協(xié)同處理

在高度管制的發(fā)達(dá)國家，工業(yè)廢水如果沒有在工廠本身進(jìn)行全面處理，通常至少要經(jīng)過預(yù)處理，以減少污染物負(fù)荷，然后再排放到下水道。預(yù)處理的目的如下： 去除可能對(duì)下水道系統(tǒng)及其工作人員構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的成分；防止市政污水處理廠生物階段對(duì)微生物產(chǎn)生有毒或抑制性化合物；阻礙產(chǎn)生的污水污泥的有益利用；或仍將存在于處理廠的最終流出物中。一些工業(yè)廢水可能含有污水處理廠無法去除的污染物。此外，與生產(chǎn)周期相關(guān)的工業(yè)廢物的可變流量可能會(huì)擾亂生物處理單元的人口動(dòng)態(tài)。

二級(jí)處理工藝的設(shè)計(jì)方面

非下水道區(qū)域

世界許多地方的城市居民都依賴于沒有下水道的現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生系統(tǒng)，例如化糞池和坑式廁所，這些城市的糞便污泥管理是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。對(duì)于污水處理，化糞池和其他現(xiàn)場(chǎng)污水處理設(shè)施 ?的使用在一些農(nóng)村地區(qū)很普遍，例如為美國多達(dá) 20% 的家庭提供服務(wù)。

污水處理工藝流程、步驟

污水處理通常包括兩個(gè)主要階段，稱為初級(jí)處理和二級(jí)處理，而深度處理還包括一個(gè)帶有拋光工藝的三級(jí)處理階段。不同類型的污水處理可以使用下面列出的部分或全部工藝步驟。

預(yù)處理

初步處理（有時(shí)稱為預(yù)處理）可在粗物質(zhì)損壞或堵塞初級(jí)處理澄清池的泵和污水管線之前去除粗物質(zhì)，這些物質(zhì)很容易從原污水中收集。

篩選

污水中的流入物通過機(jī)械格柵，以去除污水流中攜帶的所有大型物體，如罐頭、抹布、棍棒、塑料袋等。在為大量人口服務(wù)的現(xiàn)代工廠中，這最常使用自動(dòng)機(jī)械傾斜的條形篩來完成，而在較小或不太現(xiàn)代的工廠中，可以使用手動(dòng)清潔的篩子。機(jī)械棒篩的耙動(dòng)動(dòng)作通常根據(jù)棒篩上的積聚和/或流速來調(diào)整。固體被收集起來，然后在垃圾填埋場(chǎng)中處理，或被焚燒。不同尺寸的條形篩或網(wǎng)篩可用于優(yōu)化固體去除。如果不去除總固體，它們就會(huì)被夾帶在處理廠的管道和移動(dòng)部件中，并可能導(dǎo)致過程中的嚴(yán)重?fù)p壞和效率低下。

去除砂礫

砂礫由沙子、礫石、巖石和其他重質(zhì)材料組成。初步處理可能包括沙子或砂礫去除通道或腔室，其中降低進(jìn)入污水的速度以使砂礫沉降。去除砂礫對(duì)于：

• 減少初級(jí)沉淀池、曝氣池、厭氧消化池、管道、通道等中沉積物的形成是必要的。
• 減少因砂礫過度堆積而導(dǎo)致的池清洗頻率；
• 保護(hù)移動(dòng)機(jī)械設(shè)備免受磨損和伴隨的異常磨損。對(duì)于具有精密加工金屬表面的設(shè)備，例如粉碎機(jī)、細(xì)篩、離心機(jī)、熱交換器和高壓隔膜泵，去除砂礫至關(guān)重要。

沉砂池分為三種類型：臥式沉砂池、充氣沉砂池和渦流沉砂池。渦流沉砂池包括機(jī)械誘導(dǎo)渦流、液壓誘導(dǎo)渦流和多盤渦流分離器。鑒于傳統(tǒng)上，除砂系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于去除大于0.210毫米（0.0083 英寸）的清潔無機(jī)顆粒，大多數(shù)較細(xì)的砂粒在正常條件下通過除砂流。在高流量期間，沉積的砂粒會(huì)重新懸浮，到達(dá)處理廠的砂粒量會(huì)大幅增加。因此，重要的是除砂系統(tǒng)不僅在正常流量條件下有效運(yùn)行，而且在最大量的砂粒到達(dá)工廠時(shí)，在持續(xù)的峰值流量下也能有效運(yùn)行。

流量均衡

平衡池可用于實(shí)現(xiàn)流量平衡，目的是在聯(lián)合下水道系統(tǒng)的情況下，減少旱季流量峰值或潮濕天氣流量峰值。好處是提高了生物處理工藝、二級(jí)澄清池和任何流出物過濾設(shè)備的性能。缺點(diǎn)包括流域的資本成本和空間要求。盆地還可以提供一個(gè)臨時(shí)存放、稀釋和分配批量排放的有毒或高濃度廢水的場(chǎng)所，否則這些廢水可能會(huì)抑制生物二級(jí)處理（例如來自便攜式廁所的廢水或糞便污泥）用真空卡車帶到污水處理廠）。流量均衡池需要可變排放控制，通常包括旁路和清潔裝置，還可能包括曝氣器和氣味控制。

脂肪和油脂去除

在一些較大的工廠中，通過將污水通過一個(gè)小水箱來去除脂肪和油脂，撇油器在該水箱中收集漂浮在表面的脂肪。油箱底部的鼓風(fēng)機(jī)也可用于幫助將脂肪作為泡沫回收。然而，許多工廠使用帶有機(jī)械表面撇渣器的初級(jí)澄清器來去除脂肪和油脂。

一級(jí)處理

初級(jí)處理是“去除污水中的一部分懸浮物和有機(jī)物”。它包括讓污水緩慢地通過一個(gè)盆地，在那里重的固體可以沉淀到底部，而油、油脂和較輕的固體會(huì)浮到表面并被撇去。這些基礎(chǔ)稱為“初級(jí)沉淀池”或“初級(jí)澄清池”，通常具有1.5至2.5小時(shí)的水力停留時(shí)間 (HRT)。

去除沉降和漂浮的物質(zhì)，剩余的液體可以排放或進(jìn)行二次處理。初級(jí)沉淀池通常配備機(jī)械驅(qū)動(dòng)的刮板，不斷將收集到的污泥推向池底的料斗，然后將其泵送到污泥處理設(shè)施。

連接到聯(lián)合下水道系統(tǒng)的污水處理廠有時(shí)在初級(jí)處理單元之后有一個(gè)旁路裝置。這意味著在大雨期間，二級(jí)和三級(jí)處理系統(tǒng)可以被繞過，以保護(hù)它們免受水力過載，污水和雨水的混合物只接受初級(jí)處理。

預(yù)計(jì)初級(jí)沉淀池可去除50-70%的懸浮固體和25-40%的生物需氧量(BOD)。

二級(jí)處理

二級(jí)污水處理涉及的主要過程旨在去除盡可能多的固體物質(zhì)。他們使用生物過程來消化和去除剩余的可溶性物質(zhì)，尤其是有機(jī)部分。這可以通過懸浮生長或生物膜工藝來完成。以污水中存在的有機(jī)物為食的微生物生長繁殖，構(gòu)成生物固體或生物質(zhì)。它們以絮狀物或生物膜的形式生長并聚集在一起，在某些特定的過程中，以顆粒的形式聚集在一起。在幾個(gè)處理過程中，生物絮狀物或生物膜和剩余的細(xì)固體可以作為污泥沉降，留下基本上不含固體的液體，并且污染物濃度大大降低。

二級(jí)處理可以使用好氧或厭氧工藝減少污水中的有機(jī)物（以生物需氧量衡量）。這些過程中涉及的生物體對(duì)有毒物質(zhì)的存在很敏感，盡管預(yù)計(jì)這些物質(zhì)在典型的城市污水中不會(huì)以高濃度存在。

三級(jí)處理

高級(jí)污水處理通常包括三個(gè)主要階段，稱為初級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理，但也可能包括中間階段和最終拋光過程。三級(jí)處理（也稱為“高級(jí)處理”）的目的是在排放到受納水體或回用之前提供最終處理階段，以進(jìn)一步改善出水水質(zhì)。任何處理廠都可以使用一種以上的三級(jí)處理工藝。

如果進(jìn)行消毒，則始終是最后的過程。又稱“出水拋光”。三級(jí)處理可能包括生物營養(yǎng)去除（或者，這可以歸類為二級(jí)處理）、消毒和去除微污染物，例如環(huán)境持久性藥物污染物。

三級(jí)處理有時(shí)被定義為不僅僅是一級(jí)和二級(jí)處理，以便排放到高度敏感或脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，如河口、低流量河流或珊瑚礁。處理過的水有時(shí)會(huì)在排放到溪流、河流、海灣、瀉湖或濕地之前進(jìn)行化學(xué)或物理消毒（例如，通過瀉湖和微過濾），或者它可以用于高爾夫球場(chǎng)、綠道或公園。如果足夠干凈，它也可以用于地下水補(bǔ)給或農(nóng)業(yè)用途。

砂濾去除了大部分殘留的懸浮物。?活性炭過濾，也稱為碳吸附，去除殘留的毒素。也使用微過濾或合成膜，例如在也去除病原體的膜生物反應(yīng)器中。

通過儲(chǔ)存在大型人工池塘或?yàn)a湖中，可以實(shí)現(xiàn)處理過的污水的沉降和進(jìn)一步的生物改良。這些瀉湖是高度需氧的，并且經(jīng)常鼓勵(lì)本地大型植物，尤其是蘆葦定殖。

消毒

處理過的污水的消毒可能會(huì)在處理前嘗試殺死病原體（致病微生物），并且在完成上述處理序列的更多元素后會(huì)越來越有效。污水處理中消毒的目的是大幅度減少水中病原體排放回環(huán)境或再利用的數(shù)量。消毒效果取決于被處理水的質(zhì)量（例如濁度）、pH 等）、所使用的消毒類型、消毒劑用量（濃度和時(shí)間）以及其他環(huán)境變量。高濁度的水處理起來不太成功，因?yàn)楣腆w物質(zhì)可以屏蔽有機(jī)體，尤其是紫外線或接觸時(shí)間短的情況下。一般而言，短接觸時(shí)間、低劑量和高流量均不利于有效消毒。常用的消毒方法包括臭氧、氯、紫外線或次氯酸鈉。一氯胺，用于飲用水，由于其持久性，不用于污水處理。

由于其低成本和長期有效的歷史，氯化仍然是許多國家最常見的污水處理消毒形式。一個(gè)缺點(diǎn)是殘留有機(jī)材料的氯化會(huì)產(chǎn)生可能致癌或?qū)Νh(huán)境有害的氯化有機(jī)化合物。殘留的氯或氯胺也可能能夠氯化天然水生環(huán)境中的有機(jī)材料。此外，由于余氯對(duì)水生物種有毒，處理后的流出物也必須進(jìn)行化學(xué)脫氯，增加了處理的復(fù)雜性和成本。

可以使用紫外線(UV) 代替氯、碘或其他化學(xué)物質(zhì)。因?yàn)椴皇褂没瘜W(xué)物質(zhì)，處理過的水對(duì)后來消耗它的生物沒有不利影響，就像其他方法一樣。紫外線輻射會(huì)破壞細(xì)菌、病毒和其他病原體的遺傳結(jié)構(gòu)，使它們無法繁殖。紫外線消毒的主要缺點(diǎn)是需要頻繁維護(hù)和更換燈，以及需要高度處理的流出物以確保目標(biāo)微生物不受紫外線輻射的影響（即，處理過的流出物中存在的任何固體都可以保護(hù)微生物免受紫外線）。在許多國家，紫外線正成為最常用的消毒手段，因?yàn)槿藗儞?dān)心氯會(huì)對(duì)處理過的污水中的殘留有機(jī)物和接收水中的有機(jī)物進(jìn)行氯化會(huì)產(chǎn)生影響。

與紫外線處理一樣，熱滅菌也不會(huì)向被處理的水添加化學(xué)物質(zhì)。然而，與紫外線不同，熱量可以穿透不透明的液體。熱消毒還可以穿透廢水中的固體物質(zhì)，對(duì)其內(nèi)容物進(jìn)行消毒。熱流出物凈化系統(tǒng)一旦安裝就可提供低資源、低維護(hù)的流出物凈化。

臭氧(?O?3?) 是通過使氧氣(?O?2?) 通過高壓電勢(shì)產(chǎn)生的，導(dǎo)致第三個(gè)氧原子附著并形成O?3.?臭氧非常不穩(wěn)定且具有反應(yīng)性，會(huì)氧化與其接觸的大部分有機(jī)物質(zhì)，從而破壞許多病原微生物。臭氧被認(rèn)為比氯更安全，因?yàn)榕c必須在現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存的氯不同（在意外釋放時(shí)具有劇毒），臭氧是根據(jù)需要從環(huán)境空氣中的氧氣在現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的。與氯化相比，臭氧化產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)品也更少。臭氧消毒的一個(gè)缺點(diǎn)是臭氧發(fā)生設(shè)備成本高，需要專門的操作人員。臭氧污水處理需要使用臭氧發(fā)生器，當(dāng)臭氧氣泡滲入水箱 時(shí)，臭氧發(fā)生器對(duì)水進(jìn)行凈化。

膜也可以是有效的消毒劑，因?yàn)樗鼈兂洚?dāng)屏障，避免微生物通過。因此，最終流出物可能不含病原微生物，這取決于所使用的膜類型。這一原理應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器。

除氮

通過將氮從氨生物氧化為硝酸鹽（硝化作用），然后進(jìn)行反硝化作用，將硝酸鹽還原為氮?dú)猓瑥亩コ?。氮?dú)獗会尫诺酱髿庵校瑥亩鴱乃腥コ?/p>

硝化本身是一個(gè)兩步好氧過程，每一步都由不同類型的細(xì)菌促進(jìn)。氨 (NH 4?+?)氧化成亞硝酸鹽 (NO?2?–?) 最常由細(xì)菌如亞硝化單胞菌促進(jìn)。(“亞硝基”是指亞硝基官能團(tuán)的形成)。亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽（NO?3?-），盡管傳統(tǒng)上認(rèn)為是由Nitrobacter?spp促進(jìn)的。（硝基是指硝基官能團(tuán)的形成），現(xiàn)在已知主要由Nitrospira?spp在環(huán)境中促進(jìn)。

反硝化需要缺氧條件來促進(jìn)適當(dāng)?shù)纳锶郝湫纬??！叭毖鯒l件”是指不存在氧氣但存在硝酸鹽的情況。多種細(xì)菌促進(jìn)了反硝化作用?；钚晕勰喾?、砂濾池、廢物穩(wěn)定池、人工濕地等工藝均可用于減氮。?由于反硝化是將硝酸鹽還原為二氮（分子氮）氣體，因此需要電子供體。這可以是，取決于廢水、有機(jī)物（來自污水本身）、硫化物或添加的供體，如甲醇。缺氧池（反硝化池）中的污泥必須充分混合（再循環(huán)混合液、返回活性污泥和原水的混合物），例如使用潛水?dāng)嚢杵鳎詫?shí)現(xiàn)所需的反硝化。

隨著時(shí)間的推移，活性污泥工藝的不同處理配置已經(jīng)發(fā)展到實(shí)現(xiàn)高水平的脫氮。最初的方案 Ludzack-Ettinger Process 在曝氣池和澄清池之前放置了一個(gè)缺氧處理區(qū)，使用來自澄清池的返回活性污泥 (RAS) 作為硝酸鹽源。污水（未處理的或作為初級(jí)澄清的流出物）用作兼性細(xì)菌代謝碳的電子源，使用無機(jī)硝酸鹽作為氧源而不是溶解的分子氧。這種反硝化方案自然受限于RAS中存在的可溶性硝酸鹽的量。硝酸鹽還原受到限制，因?yàn)镽AS速率受澄清器性能的限制。

“改良 Ludzak-Ettinger工藝” (MLE) 是對(duì)原始概念的改進(jìn)，因?yàn)樗鼘⒒旌弦簭钠貧獬氐呐欧哦搜h(huán)到缺氧池的頂部，為兼性提供一致的可溶性硝酸鹽來源細(xì)菌。在這種情況下，未經(jīng)處理的污水繼續(xù)提供電子源，在沒有溶解氧的情況下，地下混合使細(xì)菌與電子源和可溶性硝酸鹽保持接觸。

還有其他工藝配置，包括曝氣池前后的缺氧池，例如 Bardenpho 工藝的變體。

除磷

對(duì) 1960 年代后期美國污水的研究估計(jì)，尿液和糞便中的人均排放量為500克（18 盎司），合成洗滌劑中的排放量為1,000克（35 盎司），供水中用作腐蝕和水垢控制化學(xué)品的數(shù)量較少. 通過替代洗滌劑配方的源頭控制隨后減少了最大的貢獻(xiàn)，但尿液和糞便中的磷含量自然保持不變。

磷可以在稱為增強(qiáng)生物除磷的過程中進(jìn)行生物去除。在這個(gè)過程中，被稱為聚磷酸鹽積累生物(PAO) 的特定細(xì)菌被選擇性富集并在其細(xì)胞內(nèi)積累大量磷（高達(dá)其質(zhì)量的 20%）。

磷的去除也可以通過化學(xué)沉淀來實(shí)現(xiàn)，通常使用鐵鹽（例如氯化鐵）或鋁鹽（例如明礬）或石灰。這可能導(dǎo)致更高的污泥產(chǎn)量，因?yàn)闅溲趸锍恋聿⑶姨砑拥幕瘜W(xué)品可能很昂貴?；瘜W(xué)除磷比生物除磷需要的設(shè)備占地面積小得多，操作更容易，而且通常比生物除磷更可靠。另一種除磷方法是使用粒狀紅土或沸石。

一些系統(tǒng)同時(shí)使用生物除磷和化學(xué)除磷。那些系統(tǒng)中的化學(xué)除磷可以作為備用系統(tǒng)，在生物除磷不能去除足夠的磷時(shí)使用，或者可以連續(xù)使用。在任何一種情況下，同時(shí)使用生物和化學(xué)除磷的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)像化學(xué)除磷那樣增加污泥產(chǎn)量，缺點(diǎn)是安裝兩個(gè)不同系統(tǒng)會(huì)增加初始成本。

一旦去除，磷以富含磷酸鹽的污水污泥的形式，可以被送到垃圾填埋場(chǎng)或與其他消化的污水污泥混合用作肥料。在后一種情況下，處理過的污水污泥有時(shí)也稱為生物固體。

深度污水處理（四級(jí)處理）

在常用的污水處理工藝（一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理）中可能無法消除藥物、家用化學(xué)品成分、小型企業(yè)或工業(yè)中使用的化學(xué)品、環(huán)境持久性藥物污染物(EPPP) 或農(nóng)藥等微污染物，因此會(huì)導(dǎo)致水污染。雖然這些物質(zhì)及其分解產(chǎn)物的濃度很低，但仍有可能危害水生生物。對(duì)于藥物，以下物質(zhì)已被確定為“毒理學(xué)相關(guān)”：具有內(nèi)分泌干擾作用的物質(zhì)、遺傳毒性物質(zhì)和促進(jìn)發(fā)育的物質(zhì)細(xì)菌耐藥性。他們主要屬于EPPP組。

在德國、瑞士、瑞典[需要引證]和荷蘭實(shí)施了在污水處理過程中通過第四個(gè)處理階段消除微污染物的技術(shù)，并且在其他幾個(gè)國家正在進(jìn)行測(cè)試。此類工藝步驟主要由吸附微污染物的活性炭過濾器組成。已建議將高級(jí)氧化與臭氧和顆?；钚蕴?GAC) 相結(jié)合，作為一種具有成本效益的藥物殘留物處理組合。為了完全減少微塑料，有人建議將超濾和GAC相結(jié)合。也使用酶如漆酶由真菌分泌的物質(zhì)正在研究中。研究了微生物生物燃料電池處理污水中有機(jī)物的特性。

為了減少水體中的藥物，“源頭控制”措施也在研究中，例如藥物開發(fā)的創(chuàng)新或更負(fù)責(zé)任的藥物處理。在美國，國家回收倡議是一項(xiàng)與公眾自愿開展的計(jì)劃，鼓勵(lì)人們歸還過量或過期的藥物，并避免將它們沖入污水系統(tǒng)。

污泥處理

污水污泥處理描述了用于管理和處置污水處理過程中產(chǎn)生的污水污泥的過程。污泥處理的重點(diǎn)是減少污泥的重量和體積，以降低運(yùn)輸和處置成本，并降低處置方案的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)。除水是減少重量和體積的主要手段，而病原體的破壞通常通過高溫消化、堆肥或焚燒過程中的加熱來完成.?污泥處理方法的選擇取決于產(chǎn)生的污泥量，以及可用處置方案所需的處理成本比較?？諝飧稍锖投逊士赡軐?duì)農(nóng)村社區(qū)有吸引力，而有限的可用土地可能使有氧消化和機(jī)械脫水更適合城市，規(guī)模經(jīng)濟(jì)可能會(huì)鼓勵(lì)大都市地區(qū)的?能源回收替代方案。

污泥主要是水，從液體污水中去除了一些固體物質(zhì)。初級(jí)污泥包括在初級(jí)澄清池的初級(jí)處理過程中去除的可沉降固體。二級(jí)污泥是在二級(jí)澄清池中分離的污泥，用于二級(jí)處理生物反應(yīng)器或使用無機(jī)氧化劑的工藝。在密集的污水處理過程中，產(chǎn)生的污泥需要從液體管線中連續(xù)清除，因?yàn)橐后w管線中的罐的容積不足以儲(chǔ)存污泥。?這樣做是為了保持處理過程緊湊和平衡（污泥的產(chǎn)生大約等于污泥的去除）。從液體管線去除的污泥進(jìn)入污泥處理管線。與厭氧工藝相比，好氧工藝（如活性污泥工藝）往往會(huì)產(chǎn)生更多的污泥。另一方面，在廣泛的（自然）處理過程中，例如池塘和人工濕地，產(chǎn)生的污泥仍然堆積在處理單元（液體管線）中，并且僅在運(yùn)行幾年后才被清除。

污泥處理選項(xiàng)取決于產(chǎn)生的固體量和其他特定地點(diǎn)的條件。堆肥最常用于中型操作的好氧消化的小規(guī)模工廠，以及大規(guī)模操作的厭氧消化。污泥有時(shí)會(huì)通過所謂的預(yù)濃縮器，使污泥脫水。預(yù)濃縮機(jī)的類型包括離心污泥濃縮機(jī)、轉(zhuǎn)鼓污泥濃縮機(jī)和帶式壓濾機(jī)。脫水污泥可被焚燒或運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)外，以便在垃圾填埋場(chǎng)處置或用作農(nóng)業(yè)土壤改良劑。

污水處理的歷史

污水處理的歷史有以下發(fā)展：它始于1840年代英國的土地應(yīng)用（污水處理場(chǎng)），隨后是污水在池中的化學(xué)處理和沉淀，然后是19世紀(jì)后期的生物處理，這導(dǎo)致了污水處理的發(fā)展?；钚晕勰喾ㄊ?912年。

直到 19 世紀(jì)后期，通過利用微生物對(duì)有機(jī)成分進(jìn)行生物分解并去除污染物來處理污水成為可能。隨著城市的發(fā)展，產(chǎn)生的污水量不再能被郊區(qū)的農(nóng)田吸收，土地處理也逐漸變得不那么可行。

愛德華·弗蘭克蘭（Edward Frankland）在 1870 年代在英格蘭克羅伊登的污水處理場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并能夠證明通過多孔礫石過濾污水會(huì)產(chǎn)生硝化廢水（氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽），并且過濾器在很長一段時(shí)間內(nèi)保持暢通無阻。時(shí)間。這確立了使用接觸床氧化廢物的污水生物處理的革命性可能性。1887年，倫敦大都會(huì)工程委員會(huì)的首席化學(xué)家William Libdin?采用了這一概念：

…很可能真正的污水凈化方法…將首先分離污泥，然后變成中性污水…保留足夠的時(shí)間，在此期間應(yīng)充分曝氣，最后在凈化狀態(tài)下將其排放到溪流中。這確實(shí)是污水處理場(chǎng)的目標(biāo)和不完美的實(shí)現(xiàn)。

從1885年到1891年，在整個(gè)英國都建立了基于這一原理的過濾器，美國馬薩諸塞州的勞倫斯實(shí)驗(yàn)站?也采用了這一想法，弗蘭克蘭的工作在那里得到了證實(shí)。1890年，LES開發(fā)了一種“滴濾器”，性能更加可靠。

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