【正文】 城市 的 基礎(chǔ)設(shè)施 ， 提高水質(zhì)、避免水污染 ， 然而，受經(jīng)濟(jì)的制約作用，我國(guó)對(duì)城市污水處理事業(yè)投資比 較少， 治理 水污染的 可利用資金相對(duì)比較短缺 ； 除此之外 ，我國(guó) 的 污水處理設(shè)備 引進(jìn)的或發(fā)明的比較少 ，據(jù) 有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)， 目前我國(guó)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn) 的大概只有百分之五十 ，污水處理設(shè)備 不到一半 可以正常 運(yùn)行，我國(guó) 需要 加強(qiáng) 一定的投資，不斷的完善 城市污水處理設(shè)施 。 (6) 投入資金 比 較少，投資力度不 是很 夠。 （ 5）污水處理廠運(yùn)行管理模式落后，政企不分。 我國(guó)污水處理廠雖然大量建設(shè)，處理能力很強(qiáng)，但處理后出水濃度還是相對(duì)比較高，高于水環(huán)境的容量，這樣還是一定程度上有污染水環(huán)境的作用，根本上沒(méi)有解決水污染問(wèn)題。污水再生利用技術(shù)不是很成熟，設(shè)備成本昂貴，只有少數(shù)地區(qū)有污水再生利用的條件，可以說(shuō)，我國(guó)污水再生利用率很低。 （ 3）污水再生利用技術(shù)不成熟，有待繼續(xù)開(kāi)發(fā)。 （ 2） 我國(guó)污水產(chǎn)量很大，污水處理廠普遍建設(shè)，但是我們忽略了污水處理廠帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、能源的消耗等問(wèn)題。 我國(guó)城市污水處理廠忽略了城市地下污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)，這就導(dǎo)致污水設(shè)備的浪費(fèi)，發(fā)揮不出污水處理廠的有效效益，污水處理率低。下面 總結(jié) 了 我國(guó)城市污水處理主要存在的幾個(gè)問(wèn)題。 城市污水處理存在的問(wèn)題 我國(guó)城市污水處理事業(yè)由于發(fā)展快速，難免存在很多問(wèn)題。 （ 3） 三級(jí)處理 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(shuō)深度處理。 需要注意的是，河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 15 在氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤中， 生物轉(zhuǎn)盤下 邊 的 曝氣管 給 微生物代謝 提供 溶解氧。 ③ 生物轉(zhuǎn)盤 生物轉(zhuǎn)盤 是 污水灌溉 和 土地處理 的人工強(qiáng)化 ，比較適合城市污水、生活污水、造紙、石化等的處理，生物轉(zhuǎn)盤 由水槽 與 旋轉(zhuǎn)盤體組成。 其中，需要一提的是，高負(fù)荷生物濾池的出水會(huì)流至進(jìn)水一端，這樣在水流的沖刷作用下， 可以避免濾池堵塞，也大大提高了污染物的負(fù)荷率與水力負(fù)荷率。城市污水得到連續(xù)不斷的凈化。生物膜部分脫落后和處理過(guò)的污水一起經(jīng)過(guò)滲水設(shè)備、排水溝而到達(dá)二沉池，從而固液分離。 城市污 水從生物濾池的頂部，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的布水系統(tǒng) 想下面布灑。因此，生物接觸氧化法在城市污水、濃度較低的污水、工業(yè)廢水等的處理中廣泛采用，應(yīng)用范圍比較廣，經(jīng)濟(jì)適用，且效果比較理想。 生物接觸氧化池 內(nèi) 微生物所需 要的 氧 氣 由鼓風(fēng)曝氣 提供 ，生物膜生長(zhǎng) 到某 厚度后，填料壁的微生物 在 缺氧 條件下 進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體 和 曝氣 形成 沖刷作用 ，導(dǎo)致 生物膜脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)， 這 時(shí)，脫落的生物膜隨出水 排走 。 即在 生物接觸 氧化池 內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料，利用 吸 附在填 料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣，通過(guò)生物氧化作用，將廢水中的有機(jī)物 氧化分解，達(dá)到凈化目的。 生物膜法中運(yùn)用最廣泛的是生物接 觸氧化法、生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤 等，尤其是生物接觸氧化法。與此同時(shí)，生物膜河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 14 利用空氣中的氧氣氧化分解有機(jī)物并同化合成；第三，生物膜中微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物進(jìn)到流動(dòng)水層中，排走，厭氧層分 解產(chǎn)物和二氧化碳逸出。 生物膜除去有機(jī) 物的過(guò)程大概 包括三個(gè)階段。然后生物膜攝 取城市污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而城市污水中的有機(jī)污染物被去除，城市污水被凈化 。 它與活性污泥法相比較而言，更能適用水質(zhì)和水量變化，更適合較低濃度的城市污水和濃度 較高的工業(yè)廢水。因此我國(guó)在上世紀(jì)七十年代作用引進(jìn)來(lái)后得到普遍采用。這三個(gè)反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)行，脫氮除磷。一部分污泥被用于排放磷，其余回流到前置厭氧反應(yīng)器中釋放磷，序批式反應(yīng)器進(jìn)而去除有機(jī)污染物和磷。然后污水進(jìn)一步進(jìn)入到序批式反應(yīng)器中，完成有機(jī)污染物的降解、磷被吸收、反硝化及固液分離的任務(wù)。 BICT 活性污泥法 主要有三個(gè)反應(yīng)器：前置厭氧、序批式和沉淀池與生物膜反應(yīng)器組成。 讓我們看一下 倒置 A2/O 活性污泥法 的原理。在污水回流系統(tǒng)中，生物濾池中部分出水回流到缺氧池，進(jìn)行反硝化以脫氮；在污泥系統(tǒng)中，沉淀池中部分污泥回流到厭氧池，含磷的剩余污泥進(jìn)一步排出。 PASF 活性污泥法工藝有兩個(gè)階段，第一階段采用活性污泥法： 短泥齡好氧池、厭氧池、缺氧池和沉淀池結(jié)合起來(lái)；第二階段主要采用曝氣生物濾池。接下來(lái)分別看一下這幾種變型。 厭氧 缺氧 好氧工藝具有除去城市污水中有機(jī)污染物和脫氮除磷的效果，被我國(guó)城市污水處理廠廣泛利用，然而由于它存在內(nèi)部細(xì)菌競(jìng)存的缺點(diǎn)，這樣就影響處理效果，所以其多種變形被研究出來(lái)，應(yīng)用在不同的廢水處理中，來(lái)滿足不同的處理需求。其中，在厭氧階段，聚磷菌會(huì)釋放出磷并且會(huì)吸收低級(jí)的脂肪酸等有機(jī)污染物；缺氧過(guò)程中，反硝化細(xì)菌把內(nèi)回流的硝酸鹽反硝化成氮?dú)猓瑥亩D(zhuǎn)出；然而在工藝的好氧階段，有 機(jī)物會(huì)得到降解，另一面，氨態(tài)的氮等會(huì)借助生物硝化作用轉(zhuǎn)成硝酸鹽。 CASS工藝的周期是重復(fù)周期來(lái)計(jì)時(shí)工序，即生物反應(yīng)（進(jìn)水曝氣）、固液分離（沉淀）、排放三個(gè)工序，并且這三個(gè)工序是循環(huán)的，不間斷。 CASS 工藝根據(jù)城市污水的生物養(yǎng)分設(shè)計(jì)了脫氮去磷工藝，控制絲狀菌的生長(zhǎng)來(lái)防治污泥膨脹。 跟傳統(tǒng)間歇式活性污泥法相比較而言，不難發(fā)現(xiàn)，需氧 間歇曝氣工藝具有一下特點(diǎn)：水位負(fù)荷比較恒定；該工藝采用了三溝式氧化溝的特點(diǎn)，并且避免了他們的缺點(diǎn)。 同時(shí) ICEAS法可以改變反應(yīng)、沉淀和處理周期的時(shí)間，這樣可以更好地順應(yīng)負(fù)荷變化；其裝置設(shè)備也較簡(jiǎn)單些，沒(méi)有污泥的回流水泵、管道等，這樣工程量大大減少，成本也隨之減少，也節(jié)約了占面積。 間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（ ICEAS）經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的間歇式活性污泥 法的改良，具體是在 SBR 池的進(jìn)水一端增設(shè)了一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，連續(xù)進(jìn)水，間歇排水，這樣就沒(méi)有顯明的反應(yīng)和閑置過(guò)程。 間歇式活性污泥法在很多領(lǐng)域中的廢水處理中得到廣泛應(yīng)用，也不斷地變型更好地處理污水，比較典型的變型主要有 間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（ ICEAS）、需氧 間歇曝氣（ UNITANK）、循環(huán)式活性污泥（ CASS）等。間歇式活性污泥法 可以 分批處理城市污水， 正式 利用 了 時(shí)間分隔代替空間上的分隔、靜置沉淀來(lái)代替動(dòng)態(tài)沉淀、非穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)來(lái)代替穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)等一系列特點(diǎn) 。下面分別介紹幾種 我國(guó) 城 市污水處理廠常采用的活性污泥法。 然后固液分離，達(dá)到污水處理目的。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 。下面詳細(xì)介紹這兩類生物法。二級(jí)處理開(kāi)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。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。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。 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(wú)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(kāi)來(lái)，然后曝氣沉砂池旁邊的砂槽收集砂。 ③ 曝氣沉砂池 曝氣沉砂池利用曝氣來(lái)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。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。 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(lái)，這樣旋流沉砂效果比較好。 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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 10 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。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(lái)的摩擦損壞；有的設(shè)置在初沉池前端，用來(lái)減少初沉池的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。比較典型的沉淀池有沉砂池和初沉池。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。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。 我國(guó) 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 。 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(lái)篩濾比較大的懸浮固體。一級(jí)處理一般是二級(jí)處理前的預(yù)處理。 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。接下來(lái)， 詳細(xì)介紹這三種處理技術(shù)。 一般，在我國(guó)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。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(wèn)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。 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。 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。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(lái)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)。在一些降雨量小的城市，城市環(huán)境沒(méi)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)。如果雨水的來(lái)水量較大，超過(guò)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(guò)跳躍井的溢流口流入水體。 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。城市污水，即生活河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 8 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。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。讓我們 分別 了解一下這三種 分流排水制。 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)。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。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。目前 我國(guó) 城市排水體制一般有分流制和合流制兩種體制。所以我們要重視城市污水的收集系統(tǒng)建設(shè)。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。 污水處理能力高達(dá) 億平方米每天 ，可見(jiàn)， 我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理率很高，但是，跟西方發(fā)達(dá)國(guó)家比較，我國(guó)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(shuō)數(shù)量、設(shè)施機(jī)械化、設(shè)施自動(dòng)化及 規(guī)模等等 。同時(shí)，開(kāi)始研究污水的再生利用技術(shù)問(wèn)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)。 改革開(kāi)放后，我國(guó)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。 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。 1954 年，上海曹楊污水處理廠建立，是我國(guó)率先運(yùn)用的二級(jí)污水處理工藝，說(shuō)明我國(guó)污水 處理工藝的標(biāo)志性進(jìn)步。 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(lái)處理城市污水 。 國(guó)內(nèi)城市污水處理 沿革 我 們 國(guó) 家的 城市污水處理工程從 20 世紀(jì) 20 年代左右 開(kāi)始 ，有著很長(zhǎng)的發(fā)展歷史 。比如美國(guó) 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)。 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(wèn)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。在他們的倡導(dǎo)下，一些國(guó)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。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(lái)了不同要求的 有效支撐。 近年來(lái)，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。 在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，城市污水處理率很高，但是技術(shù)層面仍需要不斷地開(kāi)拓 創(chuàng)河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 6 新，人們開(kāi)始研究區(qū)域水環(huán)境的生態(tài)問(wèn)題，期望在水處理過(guò)程中減少能量和資源的消耗，建設(shè)一個(gè)可回收利用的可持續(xù)發(fā)展的水處理系統(tǒng) ，以緩解水資源緊缺壓力。近年來(lái)，濕地在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸被用來(lái)做深度處理，在一些發(fā)展中國(guó)家開(kāi)始流行做小型城市污水處理。舉個(gè)巧妙的例子， 20 世紀(jì) 70 年代，在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家， 在分散的居民區(qū)，由于地理分布等原因，常常建設(shè)人工濕地來(lái) 處理城市污水， 保護(hù)環(huán)境。 由此可見(jiàn)，第二階段注重生物處理工藝，同時(shí)與物理、化學(xué)相結(jié)合，達(dá)到有效去除污水問(wèn)題。三溝式氧化溝、奧貝爾氧化溝等工藝也開(kāi)