【正文】 處理系統(tǒng)，以緩解水資源緊缺壓力。尤其在水資源緊缺的地區(qū)，建設(shè)小型可回收利用的污水處理廠，污水不僅得到了有效處理，減少了環(huán)境污染，還回收利用，充分利用了寶貴的水資源。 近年來，工業(yè)發(fā)達(dá)，工業(yè)廢水中高濃度重金屬或難降解生物需要更高處理要求，人們普遍采用生物法或和物理、化學(xué)法相結(jié)合，這是大勢(shì)所趨。與此同時(shí)，城市污水的深度處理、凈化處理越來越受到人們的青睞，這也反映了人們對(duì)水質(zhì)的更高要求。市場(chǎng)上也活躍著各種膜、藥劑、材料、設(shè)施、儀器等等，給城市污水處理帶來了不同要求的有效支撐。 發(fā)達(dá)國家的水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域越來越重視水生態(tài)問題。在他們的倡導(dǎo)下，一些國家投入大量的資金和精力去修復(fù)城市主要河流湖泊，治理水環(huán)境污染。最終他們成功了，水污染是可以治理修復(fù)的，但需要付出巨大的資金和時(shí)間代價(jià)，而且控制的只是外源，不能從根本上解決水污染問題，顯然是不可廣泛推行的。于是大家從中反思，認(rèn)識(shí)到水生態(tài)的重要性，用生態(tài)學(xué)的方法解決水污染問題，尊重大自然規(guī)律，在河流湖泊自身修復(fù)規(guī)律基礎(chǔ)上生態(tài)治理污染，保護(hù)水資源。 目前，美國的污水處理廠分布最多，大概500人1座，大多為二級(jí)生物處理廠；英國大約700人1座，大多都是二級(jí)處理程度的污水處理廠；從這些國家多年的經(jīng)驗(yàn)顯示，水處理設(shè)施的興建及普及大大地影響著水質(zhì)環(huán)境。比如美國7000多條河的水質(zhì)得到了改善，很多水域達(dá)到了水域標(biāo)準(zhǔn)。綜合國外城市污水處理的三個(gè)階段經(jīng)歷，不難發(fā)現(xiàn)，其發(fā)展趨向是：中小型城市污水處理廠注重處理工藝、技術(shù)的有效合理性基礎(chǔ)上，同時(shí)也追求能量的減少，資金的降低；城市河流的污染治理遵循自然規(guī)律，重視生態(tài)學(xué)方法；城市污水處理研究回收循環(huán)利用技術(shù)；環(huán)保設(shè)備體現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化等等。 國內(nèi)城市污水處理沿革 我們國家的城市污水處理工程從20世紀(jì)20年代左右開始，有著很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。上海率先建設(shè)北區(qū)污水處理廠，相繼建設(shè)西區(qū)污水處理廠、東區(qū)污水處理廠。上海北區(qū)污水處理廠首次引進(jìn)了活性污泥法處理工藝來處理城市污水。 隨后，我國在太原、蘭州、西安等地相繼建設(shè)了多座污水處理廠，但大多工藝為一級(jí)，主要采用沉砂池和初沉池過濾沉淀方法，然后排進(jìn)相應(yīng)的河流，也有一部分用于農(nóng)田灌溉。1954年，上海曹楊污水處理廠建立，是我國率先運(yùn)用的二級(jí)污水處理工藝，說明我國污水處理工藝的標(biāo)志性進(jìn)步。直到70年代，我國某些地區(qū)出現(xiàn)了穩(wěn)定塘、氧化塘等水凈化方法。他們是對(duì)一些洼地、沼澤，河溝的巧妙改造，變廢為寶，可以有效處理附近地區(qū)工廠排出的污水和城市生活污水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時(shí)我國大概有38個(gè)穩(wěn)定塘，一定程度上保護(hù)了水環(huán)境。改革開放后，我國經(jīng)濟(jì)文化快速發(fā)展，城市污水處理工廠也迅速發(fā)展。我國在自主不斷開發(fā)研究污水處理事業(yè)的同時(shí)，開始注重引進(jìn)不同先進(jìn)的污水處理技術(shù)和工藝流程。同時(shí)，開始研究污水的再生利用技術(shù)問題，不斷地完善污水再生利用體系，這一重大目標(biāo)為保護(hù)水資源，水環(huán)境做出了重大貢獻(xiàn)。隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，工業(yè)廢水和生活污水引發(fā)了一些列問題，污水處理工程也迅速發(fā)展，現(xiàn)在，我們國家城市污水處理廠普及很廣，郊區(qū)也建設(shè)污水處理廠。，可見，我國城鎮(zhèn)污水處理率很高，但是，跟西方發(fā)達(dá)國家比較，我國城市污水處理工程從一定程度上還是有很大的發(fā)展空間，比如說數(shù)量、設(shè)施機(jī)械化、設(shè)施自動(dòng)化及規(guī)模等等。 我國城市污水處理廠目前廣泛采用的處理技術(shù)我國城市污水處理存在的一個(gè)問題就是城市污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)不到位，發(fā)揮不了污水處理設(shè)施的效率。污水處理廠雖然建設(shè)了很多，如果城市污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)不到位的話，不僅造成污水處理廠的資源資金的浪費(fèi)，也導(dǎo)致污水污染水環(huán)境，起不到真正意義上的保護(hù)環(huán)境作用。城市的污水收集管網(wǎng)工作做好了，才能充分發(fā)揮污水處理廠的作用，才能控制污染，保護(hù)環(huán)境。所以我們要重視城市污水的收集系統(tǒng)建設(shè)。城市污水收集，傳輸，到達(dá)污水處理廠進(jìn)行處理及其再生利用等，這一系列系統(tǒng)共同構(gòu)成城市排水系統(tǒng)。目前我國城市排水體制一般有分流制和合流制兩種體制。下面我為大家詳細(xì)介紹一下這兩種體制。以便選擇合適的排水體制，做好城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃工作。(1)分流制排水系統(tǒng)分流制排水系統(tǒng)由污水排水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)組成。這樣污水和雨水就分別在兩套或者以上的排水管道里收集，然后傳輸至污水處理廠進(jìn)行有效處理。在某些工業(yè)地區(qū)，其工業(yè)廢水會(huì)依據(jù)具體情況進(jìn)行單獨(dú)的預(yù)處理，再排入相應(yīng)的排水管道。現(xiàn)在，城市新區(qū)或者經(jīng)濟(jì)相對(duì)比較好點(diǎn)的城市都選用的是分流制排水系統(tǒng)。分流排水制根據(jù)雨水收集、傳輸?shù)姆绞椒譃椴煌耆至髦?、完全分流制和半分流制。讓我們分別了解一下這三種分流排水制。① 不完全分流制不完全分流制排水系統(tǒng)設(shè)有污水排水系統(tǒng)，雨水排水系統(tǒng)不是很完善。城市污水經(jīng)污水管網(wǎng)收集、傳輸至城市污水處理廠進(jìn)行處理，然后達(dá)標(biāo)后排入水體；雨水順坡而下，不經(jīng)處理直接排入附近的河流或者池塘。② 完全分流制 完全分流制排水系統(tǒng)設(shè)有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)。城市污水，即生活污水和工業(yè)廢水等經(jīng)城市收集管網(wǎng)收集、輸送，在污水處理廠處理，達(dá)標(biāo)后排入水體；雨水經(jīng)雨水排水系統(tǒng)就近排入河流等水體。完全分流制排水系統(tǒng)和不完全分流排水系統(tǒng)制最明顯的區(qū)別就是設(shè)有沒有雨水排水系統(tǒng)，雨水流入水體的方式不一樣。③ 半分流制半分流制排水系統(tǒng)和完全分流制排水系統(tǒng)一樣，都有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)，只是半分流制排水系統(tǒng)在雨水干管上設(shè)有跳躍井。污染程度高的雨水或者地面沖洗污水被截流，然后匯合，流入污水管網(wǎng)，傳輸至污水處理廠進(jìn)行處理。如果雨水的來水量較大，超過了干管的輸水的能力了，這時(shí)，跳躍井就發(fā)揮作用了，雨水會(huì)經(jīng)過跳躍井的溢流口流入水體。(2)合流制排水系統(tǒng)合流制排水系統(tǒng)與分流制排水系統(tǒng)不同，城市污水和雨水在一起收集，一套管道收集，然后傳輸?shù)?。在一些降雨量小的城市，城市環(huán)境沒有收到污染威脅，并且水體自凈能力大的，適合合流制排水系統(tǒng)。城市生活污水，工業(yè)生產(chǎn)的廢水和雨水在一套管道中一起收集，然后傳輸排水，如果是順地面流入排水管渠，再就近排入附近水體的，叫直排式合流制排水系統(tǒng)。大部分城市在這種排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)有溢流井和截流干管，來收集旱流污水或者初期降雨，然后傳輸至城市污水處理廠進(jìn)行處理，這就是截流式合流制排水系統(tǒng)。需要注意的是，如果初期降雨量不斷增大到一定程度時(shí)候，雨水徑流量隨之變大，一旦超過截流干管的輸送水的能力，就會(huì)引起某些城市污水經(jīng)溢流井流入水體。了解了這兩種排水體制及其他們的適用條件，以便更好地建設(shè)城市排水系統(tǒng)，也為后期排水系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、管理乃至城市水體環(huán)境保護(hù)做好長(zhǎng)期規(guī)劃。當(dāng)然，具體情況具體分析，根據(jù)城市的具體情況具體分析它適合的排水體制，不同區(qū)域可以選擇其適合的排水體制。前面提到污水管和泵站組成污水收集系統(tǒng)，具體的污水管包括支管、干管、總干管。我們?cè)谶x擇好合適的城市污水排水體制后，還需要注意后期污水排水管道的維護(hù)管理工作，這樣才能保障污水的有效處理。有的地區(qū)就是建設(shè)完污水排水管道后忽略了管道的維護(hù)管理工作，管道老化損壞、堵塞不通、泵站停機(jī)等問題影響了污水的正常收集、輸送，所以要重視管道泵站的維護(hù)管理工作，定期檢查，而且要選擇質(zhì)量好的材料，同時(shí)保證施工質(zhì)量，切忌偷工減料，影響污水處理。城市污水收集了之后，傳輸至污水處理廠進(jìn)行處理，上面介紹了城市污水收集系統(tǒng)，下面給大家介紹我國城市污水處理廠目前廣泛采用的處理技術(shù)。一般，在我國部分城市污水處理廠，污水處理技術(shù)有一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)三個(gè)處理程度。一級(jí)處理一般是二級(jí)處理前的預(yù)處理，處理城市污水中懸浮固體；二級(jí)處理是除去城市污水中膠體和溶解狀態(tài)下的有機(jī)物質(zhì)；一級(jí)和二級(jí)處理是我國大部分污水處理廠處理城市污水常用到的處理程度，一級(jí)、二級(jí)處理完了，有時(shí)候需要除去城市污水中難降解的有機(jī)物、磷、氮等物質(zhì)，這就是三級(jí)處理，或者說深度處理。接下來，詳細(xì)介紹這三種處理技術(shù)。(1)一級(jí)處理一級(jí)處理主要運(yùn)用物理處理方法，主要運(yùn)用篩濾、沉淀原理，主要處理城市污水中懸浮固體，常常用到的污水處理設(shè)備有格柵、沉淀池等，沉淀池中常常用到沉砂池和初沉池等。如果對(duì)于城市污水中主要含有生活污水的情況，一級(jí)處理主要處理污水中大部分的懸浮物、一部分的化學(xué)需氧量和生化需氧量。這時(shí)，還需要處理污水中膠體和溶解狀態(tài)下的有機(jī)物質(zhì)，這就是進(jìn)行二級(jí)處理。一級(jí)處理一般是二級(jí)處理前的預(yù)處理。接下來我給大家詳細(xì)說明一下一級(jí)常用到的處理設(shè)備：格柵、沉淀池。1） 格柵格柵主要組成的部分就是一排平行的金屬條或者篩網(wǎng)，有粗格柵、細(xì)格柵和中格柵之分，安裝在污水渠道進(jìn)口或者污水處理廠前端，來篩濾比較大的懸浮固體。格柵篩濾了城市污水中比較大的懸浮固體，為后邊處理設(shè)備減輕了負(fù)擔(dān)。我國許多城市污水處理廠采用的是回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵、階梯式格柵。需要注意的是格柵的工作環(huán)境比較惡劣，污水腐蝕性比較強(qiáng)，所以需要采用耐腐蝕的材料，以備污水設(shè)備的正常運(yùn)行和污水的有效處理。除此之外，格柵間有有害氣體，定期通風(fēng)換空氣，工作人員需要做一定的安全保護(hù)措施進(jìn)去。2） 沉淀池格柵之后，一般進(jìn)一步進(jìn)行沉淀，沉淀池利用沉淀的原理去除污水中懸浮固體物質(zhì)，比如說：砂粒、生物處理過程或者化學(xué)處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥、脫落的生物膜等等。在重力作用下，污水中密度大于水的懸浮固體物質(zhì)自然沉降，從而從污水中脫離，這就是沉淀的去除懸浮固體物質(zhì)原理。因?yàn)槌恋矸椒ê?jiǎn)單容易，而且處理效果比較好，所以城市污水處理一級(jí)處理中常采用沉淀法。比較典型的沉淀池有沉砂池和初沉池。[1]沉砂池沉砂池在污水處理一級(jí)處理中起著很關(guān)鍵的預(yù)處理作用，主要去除泥沙等密度相對(duì)比較大、沉降比較快的無機(jī)顆粒物質(zhì)。沉砂池常設(shè)置在泵站前和管道前，這樣可以避免顆粒帶來的摩擦損壞；有的設(shè)置在初沉池前端，用來減少初沉池的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。我國城市污水處理廠常用的沉砂池有平流沉砂池、旋流沉砂池和曝氣沉砂池等。① 平流沉砂池平流沉砂池在城市污水處理中可以除去百分之五十左右的懸浮固體、百分之五左右的生化需氧量和百分之十左右的化學(xué)需氧量。平流沉砂池的上部分像一個(gè)加寬了的明渠，兩端設(shè)置閘板，來調(diào)控進(jìn)出的水流，底部設(shè)有一兩個(gè)貯砂斗，貯砂斗下邊安裝排砂管道。一般情況下，平流沉砂池設(shè)置兩個(gè)格，并聯(lián)運(yùn)行使用；如果遇到檢修等情況時(shí)，先關(guān)閉一個(gè)，另一個(gè)正常運(yùn)行使用，以達(dá)到城市污水連續(xù)處理的效果。平流沉砂池具有有效去除無機(jī)顆粒、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。② 旋流沉砂池旋流沉砂池一般為圓形形狀，水流沿切線方向，以大約一米每秒的流速進(jìn)去，然后旋轉(zhuǎn)兩圈，大概停留一分鐘，再沿切線方向出來，這樣旋流沉砂效果比較好。具體工作原理如下。污水在進(jìn)水渠沿切線方向進(jìn)入到沉砂區(qū)，同時(shí)，軸流槳板高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力場(chǎng)，砂粒在離心力作用下被甩至沉砂池的壁，然后落入砂斗。旋流沉砂池沉具有淀效果比較好、節(jié)約占地面積等特點(diǎn)。③ 曝氣沉砂池 曝氣沉砂池利用曝氣來剝離砂粒表面的有機(jī)污染物質(zhì)，然后有機(jī)污染物質(zhì)跟著沉砂池出水排出，再進(jìn)入后邊的初沉池等處理設(shè)施。對(duì)城市污水曝氣，避免了污水的腐化，而且進(jìn)行了初步的生化處理作用，這樣有效解決了平流沉砂池對(duì)砂粒截留效率問題和沉砂容易腐爛的問題。 曝氣沉砂池的池壁上設(shè)有曝氣管，在導(dǎo)流擋板作用下，城市污水在曝氣沉砂池里螺旋式流進(jìn)，無機(jī)顆粒和有機(jī)顆粒在水流剪切作用下和顆粒間的摩擦作用下分離開來，然后曝氣沉砂池旁邊的砂槽收集砂。[2]初沉池初沉池一般是一級(jí)處理的主要構(gòu)筑物，可以截留沉砂池的出水中細(xì)小顆粒污染物質(zhì)，來緩解后邊的處理設(shè)備的負(fù)擔(dān)。初沉池可以除去大概百分之五十的懸浮固體物質(zhì)、和大概百分之三十的生化需氧量等。初沉池有平流式初沉池、輻流式初沉池和豎流式初沉池之分。規(guī)模比較大的城市污水處理廠一般采用輻流式初沉池；當(dāng)規(guī)模小點(diǎn)的，污水量小點(diǎn)的時(shí)候，適合平流式初沉池或者豎流式初沉池。（2）二級(jí)處理一級(jí)處理一般是二級(jí)處理前的預(yù)處理，處理城市污水中懸浮固體；二級(jí)處理是除去城市污水中膠體和溶解狀態(tài)下的有機(jī)物質(zhì)。二級(jí)處理開始采用生物法處理城市污水，利用微生物對(duì)城市污水的污染物的凈化作用，即吸附、分解、轉(zhuǎn)化等凈化作用。這一百年左右來，生物法受到城市污水處理廠的普遍青睞，我國城市污水處理廠廣泛采用的是活性污泥法和生物膜法。下面詳細(xì)介紹這兩類生物法。1）活性污泥法活性污泥法利用好氧微生物可以氧化分解城市污水中的有機(jī)污染物的特點(diǎn)，以活性污泥為主體，來凈化城市污水，這個(gè)過程有三個(gè)階段：吸附、代謝和固液分離。首先，活性污泥的黏質(zhì)層會(huì)吸附住城市污水的膠體態(tài)和懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，然后大分子污染物質(zhì)被分解成小分子污染物質(zhì)，微生物選擇性地吸收小分子污染物質(zhì)，并且同化。這個(gè)過程不僅快速，而且處理的效率比較高，除此之外，活性污泥因同化作用繁殖，再凈化城市污水。然后固液分離，達(dá)到污水處理目的?；钚晕勰喾ń?jīng)過一百年左右的發(fā)展改良?xì)v史，其主要處理系統(tǒng)還是一樣的，即進(jìn)水、曝氣、泥水分離和污泥分流等。下面分別介紹幾種我