命題點11 城市污水處理方法
污水中各種污染物質可分為懸浮物質、膠體物質和溶解性物質。污水處理就是利用各種方法將污水中所含有的污染物質分離出來，或轉化為穩(wěn)定和無害的物質從而使污水得到凈化。城市污水處理方法，按原理可分為物理處理法、生物處理法和化學處理法3類。
物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質的處理方法，主要有篩濾法(格柵、篩網(wǎng))、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、氣浮法、過濾法(快濾池、慢濾池)和反滲透法(有機高分子半滲透膜)等。
生物處理法：利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機污染物轉化為穩(wěn)定的無害物質的處理方法。主要可分為兩大類：利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利用厭氧微生物作用的厭氧還原法。好氧氧化法廣泛用于處理城市污水，主要有活性污泥法(氧化溝、曝氣池等)，生物膜法(生物轉盤、生物濾池、接觸氧化法等);厭氧還原法主要有厭氧塘，污泥的厭氧消化池等。
化學處理法：利用化學反應分離污水中的污染物質的處理方法，主要有中和、電解、氧化還原和電滲析、氣提、吹脫、萃取等。
命題點12 污泥處理
在污水處理過程中產(chǎn)生大量污泥，這些污泥的成分非常復雜，不僅含有很多有毒物質(如病原微生物、寄生蟲卵以及重金屬離子等)，也含有可利用物質(如植物營素氮、磷、鉀、有機物等)。污泥很不穩(wěn)定，不能任意堆積和排放，否則會影響污水廠的整體效果，危害環(huán)境衛(wèi)生。因此污泥在最終處理前需要進行妥善的穩(wěn)定處理。這不僅可以消除污泥的危害，還可以回收污泥中的有用物質，以便達到變害為利，綜合利用的目的。
污泥中干物質量約為30～50s/L，含水率高(97%以上)，體積龐大，其處理費用較高，約占全廠運行費用的20%～50%，所以對污泥處理必須給予充分重視。
沉淀物按其主要成分的不同，可分為污泥和沉渣。以有機物為主要成分的沉淀物稱為污泥。它的特點是：有機物含量高，易腐化發(fā)臭。有的含有寄生蟲卵和病原體，顆粒密度較小(接近水的密度)，含水率高且不易脫水，便于用管道輸送。例如，初次沉淀池和二次沉淀池分離的沉淀物均屬污泥。以無機物為主要成分的沉淀物稱為沉渣。它的特點是：顆粒較粗，密度較大，含水率不高易于脫水，化學穩(wěn)定性高，流動性差，不易用管道輸送。例如，沉砂池中排出的沉淀物主要為砂、煤屑等，故屬于沉渣。
污泥按其產(chǎn)生的來源可以分為以下幾類：
(1)初次沉淀污泥：來自初沉池，其性質隨污水的性質而異。
(2)剩余活性污泥：來自生物膜法與活性污泥法后的二次沉淀池。
(3)熟污泥：初次沉淀污泥和剩余活性污泥經(jīng)消化處理后即稱熟污泥或稱消化污泥。
(4)化學污泥：用化學處理污水所產(chǎn)生的污泥稱化學污泥。
1.污泥的濃縮
污泥的含水率很高(一般在97%以上)，因而體積很大。為了便于污泥的運輸、處理和處置，需要降低污泥的含水率。一般的濃縮技術可使剩余污泥含水率由99%降至97%～98%，初沉污泥的含水率可降至85%。污泥經(jīng)濃縮后仍呈流態(tài)，但體積可以大為減小。
污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法。其中以重力濃縮法使用最為廣泛。
2.污泥厭氧消化
污水在處理過程中產(chǎn)生的污泥，含有高濃度的有機物，通過微生物的代謝作用使其降解。但是在自然條件下的分解過程由于供氧不足產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，稱之為污泥腐敗。污泥腐敗產(chǎn)物中存在硫化氫及硫醇等惡臭物質，對環(huán)境衛(wèi)生產(chǎn)生嚴重影響，因此，必須對污泥進行穩(wěn)定處理。污泥穩(wěn)定處理的方法主要有：化學穩(wěn)定法，即使用化學藥劑殺死微生物，使污泥在短期內(nèi)不腐敗;生物穩(wěn)定法，即在人工控制條件下，加速污泥中有機物的分解，使有機物變?yōu)榉€(wěn)定的無機物。生物穩(wěn)定法又分為厭氧消化和好氧消化兩種方法。由于污泥中有機物濃度很高，在一般情況下多采用厭氧消化法，采用的構筑物稱為污泥消化池。
污泥厭氧處理又稱厭氧消化，即在無氧條件下，利用兼性菌及專性厭氧菌的作用來降解有機污染物。
3.污泥脫水與干化
污泥經(jīng)濃縮處理后，含水率仍然很高，一般在95%—97%左右，體積仍很大。為了便于污泥的運輸和最后處置，需要進一步降低污泥含水率，將污泥含水率降低至85%以下的過程稱為脫水干化。脫水后的污泥體積大為減小，具有固體的性質，呈泥塊狀。污泥脫水的方法主要有自然脫水及污泥烘干、焚燒等。
(1)污泥干化場：污泥干化場的優(yōu)點是：方法簡單，不需要機械設備。但是占地面積大，衛(wèi)生條件差，因而在大型污水處理廠不宜采用。
(2)機械脫水：機械脫水的特點是占地面積小，工作效率高，衛(wèi)生條件好。機械脫水設備的種類很多，常用的有真空過濾機、壓力過濾機和離心脫水機等。各種機械脫水設備工作的基本原理都是以過濾介質，(一種多孔性物質)兩面產(chǎn)生的壓力差作為推動力的，污泥中的水分被強制通過過濾介質，固體顆粒被截留在介質上，從而使污泥脫水。
命題點13 城市污水的常規(guī)處理工藝
1.一級、二級、三級污水處理工藝
現(xiàn)代處理污水工藝技術，按照處理程度，可以分為一級、二級、三級處理污水工藝。
一級處理：在污水處理設施進口處，必須設置格柵，主要是采用物理處理法截留較大的漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，使之能夠正常運轉。沉砂池一般設在格柵后面，也可以設在初沉池前，目的是去除比重較大的無機顆粒。初沉池對無機物有較好的去除效果，一般設在生物處理構筑物的前面。經(jīng)過一級處理后的污水BOD5一般可去除30%左右，達不到排放標準，只能作為二級處理的預處理。
二級處理：主要去除污水中呈膠體和溶解性狀態(tài)的有機污染物質，通常采用生物處理法。生物處理構筑物是處理流程中最主要的部分，利用微生物的代謝作用，將污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機污染物轉化為無害物質，從而達到排放的要求，一般去除率能達到90%以上，有機污染物可達到排放標準，處理后的五日生化需氧量(BOD5)可降至20—30mg/L。二沉池的主要功能是去除生物處理過程中所產(chǎn)生的，以污泥形式存在的生物脫落物或已經(jīng)死亡的生物體。
一級和二級處理法是城市污水處理經(jīng)常采用的，因此又稱為常規(guī)處理法。
三級處理：在一級、二級處理后，用來進一步處理難以降解的有機物、磷和氮等能夠導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要處理方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。通過三級處理，BOD5能進一步降到5 mg/L以下。
2.城市污水廠典型工藝流程
原污水經(jīng)過一級處理后進入曝氣池(活性污泥法)，在空氣攪拌和供氧的條件下，與活性污泥混合接觸，其中好氧生物降解，將最終分解為二氧化碳，水、氨、氮等。曝氣池混合出水進入二次沉淀池后進行泥水分離。上部澄清液流入接觸池經(jīng)投氧滅菌后排人受納水體。沉淀的污泥經(jīng)濃縮、厭氧消化和脫水后可進行利用。
命題點14 泵站工藝流程和構成
2.泵站的格柵
格柵攔截污水中較大的漂浮物及雜質，起保護水泵的作用。
柵條：一般可采用10mm×50mm～10mm×100mm的扁鋼制成，后面橫向支撐可以使用槽鋼(80～100mm)，每隔800～1000mm加1個，通常預先制成500mm左右寬度的柵條現(xiàn)場組合而成;人工清除間隙應不小于進水管渠有效斷面的2倍，機械清除時應不小于進水管渠有效面的1.2倍。
格柵傾斜角度：格柵傾斜角度為45°～75°，一般有機耙時采用70°。
大型雨、污水、合流泵站，應盡量采用機械格柵。當格柵寬度小于4m時，一般使用固定式清污機;當寬度大于4m，且格柵分為幾個格時，可使用移動式清污機。
3.泵站的其他構成
泵站還包括：機器間;溢流井;出水井等。
4.泵站運行特點
污水泵站：一般為全日運行。
雨水泵站：根據(jù)降雨量決定開動泵的臺數(shù)和大小。
合流泵站：降雨時應立即能按著雨水流量來控制，又要滿足使污水及時排出。
污水中各種污染物質可分為懸浮物質、膠體物質和溶解性物質。污水處理就是利用各種方法將污水中所含有的污染物質分離出來，或轉化為穩(wěn)定和無害的物質從而使污水得到凈化。城市污水處理方法，按原理可分為物理處理法、生物處理法和化學處理法3類。
物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質的處理方法，主要有篩濾法(格柵、篩網(wǎng))、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、氣浮法、過濾法(快濾池、慢濾池)和反滲透法(有機高分子半滲透膜)等。
生物處理法：利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機污染物轉化為穩(wěn)定的無害物質的處理方法。主要可分為兩大類：利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利用厭氧微生物作用的厭氧還原法。好氧氧化法廣泛用于處理城市污水，主要有活性污泥法(氧化溝、曝氣池等)，生物膜法(生物轉盤、生物濾池、接觸氧化法等);厭氧還原法主要有厭氧塘，污泥的厭氧消化池等。
化學處理法：利用化學反應分離污水中的污染物質的處理方法，主要有中和、電解、氧化還原和電滲析、氣提、吹脫、萃取等。
命題點12 污泥處理
在污水處理過程中產(chǎn)生大量污泥，這些污泥的成分非常復雜，不僅含有很多有毒物質(如病原微生物、寄生蟲卵以及重金屬離子等)，也含有可利用物質(如植物營素氮、磷、鉀、有機物等)。污泥很不穩(wěn)定，不能任意堆積和排放，否則會影響污水廠的整體效果，危害環(huán)境衛(wèi)生。因此污泥在最終處理前需要進行妥善的穩(wěn)定處理。這不僅可以消除污泥的危害，還可以回收污泥中的有用物質，以便達到變害為利，綜合利用的目的。
污泥中干物質量約為30～50s/L，含水率高(97%以上)，體積龐大，其處理費用較高，約占全廠運行費用的20%～50%，所以對污泥處理必須給予充分重視。
沉淀物按其主要成分的不同，可分為污泥和沉渣。以有機物為主要成分的沉淀物稱為污泥。它的特點是：有機物含量高，易腐化發(fā)臭。有的含有寄生蟲卵和病原體，顆粒密度較小(接近水的密度)，含水率高且不易脫水，便于用管道輸送。例如，初次沉淀池和二次沉淀池分離的沉淀物均屬污泥。以無機物為主要成分的沉淀物稱為沉渣。它的特點是：顆粒較粗，密度較大，含水率不高易于脫水，化學穩(wěn)定性高，流動性差，不易用管道輸送。例如，沉砂池中排出的沉淀物主要為砂、煤屑等，故屬于沉渣。
污泥按其產(chǎn)生的來源可以分為以下幾類：
(1)初次沉淀污泥：來自初沉池，其性質隨污水的性質而異。
(2)剩余活性污泥：來自生物膜法與活性污泥法后的二次沉淀池。
(3)熟污泥：初次沉淀污泥和剩余活性污泥經(jīng)消化處理后即稱熟污泥或稱消化污泥。
(4)化學污泥：用化學處理污水所產(chǎn)生的污泥稱化學污泥。
1.污泥的濃縮
污泥的含水率很高(一般在97%以上)，因而體積很大。為了便于污泥的運輸、處理和處置，需要降低污泥的含水率。一般的濃縮技術可使剩余污泥含水率由99%降至97%～98%，初沉污泥的含水率可降至85%。污泥經(jīng)濃縮后仍呈流態(tài)，但體積可以大為減小。
污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法。其中以重力濃縮法使用最為廣泛。
2.污泥厭氧消化
污水在處理過程中產(chǎn)生的污泥，含有高濃度的有機物，通過微生物的代謝作用使其降解。但是在自然條件下的分解過程由于供氧不足產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，稱之為污泥腐敗。污泥腐敗產(chǎn)物中存在硫化氫及硫醇等惡臭物質，對環(huán)境衛(wèi)生產(chǎn)生嚴重影響，因此，必須對污泥進行穩(wěn)定處理。污泥穩(wěn)定處理的方法主要有：化學穩(wěn)定法，即使用化學藥劑殺死微生物，使污泥在短期內(nèi)不腐敗;生物穩(wěn)定法，即在人工控制條件下，加速污泥中有機物的分解，使有機物變?yōu)榉€(wěn)定的無機物。生物穩(wěn)定法又分為厭氧消化和好氧消化兩種方法。由于污泥中有機物濃度很高，在一般情況下多采用厭氧消化法，采用的構筑物稱為污泥消化池。
污泥厭氧處理又稱厭氧消化，即在無氧條件下，利用兼性菌及專性厭氧菌的作用來降解有機污染物。
3.污泥脫水與干化
污泥經(jīng)濃縮處理后，含水率仍然很高，一般在95%—97%左右，體積仍很大。為了便于污泥的運輸和最后處置，需要進一步降低污泥含水率，將污泥含水率降低至85%以下的過程稱為脫水干化。脫水后的污泥體積大為減小，具有固體的性質，呈泥塊狀。污泥脫水的方法主要有自然脫水及污泥烘干、焚燒等。
(1)污泥干化場：污泥干化場的優(yōu)點是：方法簡單，不需要機械設備。但是占地面積大，衛(wèi)生條件差，因而在大型污水處理廠不宜采用。
(2)機械脫水：機械脫水的特點是占地面積小，工作效率高，衛(wèi)生條件好。機械脫水設備的種類很多，常用的有真空過濾機、壓力過濾機和離心脫水機等。各種機械脫水設備工作的基本原理都是以過濾介質，(一種多孔性物質)兩面產(chǎn)生的壓力差作為推動力的，污泥中的水分被強制通過過濾介質，固體顆粒被截留在介質上，從而使污泥脫水。
命題點13 城市污水的常規(guī)處理工藝
1.一級、二級、三級污水處理工藝
現(xiàn)代處理污水工藝技術，按照處理程度，可以分為一級、二級、三級處理污水工藝。
一級處理：在污水處理設施進口處，必須設置格柵，主要是采用物理處理法截留較大的漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，使之能夠正常運轉。沉砂池一般設在格柵后面，也可以設在初沉池前，目的是去除比重較大的無機顆粒。初沉池對無機物有較好的去除效果，一般設在生物處理構筑物的前面。經(jīng)過一級處理后的污水BOD5一般可去除30%左右，達不到排放標準，只能作為二級處理的預處理。
二級處理：主要去除污水中呈膠體和溶解性狀態(tài)的有機污染物質，通常采用生物處理法。生物處理構筑物是處理流程中最主要的部分，利用微生物的代謝作用，將污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機污染物轉化為無害物質，從而達到排放的要求，一般去除率能達到90%以上，有機污染物可達到排放標準，處理后的五日生化需氧量(BOD5)可降至20—30mg/L。二沉池的主要功能是去除生物處理過程中所產(chǎn)生的，以污泥形式存在的生物脫落物或已經(jīng)死亡的生物體。
一級和二級處理法是城市污水處理經(jīng)常采用的，因此又稱為常規(guī)處理法。
三級處理：在一級、二級處理后，用來進一步處理難以降解的有機物、磷和氮等能夠導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要處理方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。通過三級處理，BOD5能進一步降到5 mg/L以下。
2.城市污水廠典型工藝流程
原污水經(jīng)過一級處理后進入曝氣池(活性污泥法)，在空氣攪拌和供氧的條件下，與活性污泥混合接觸，其中好氧生物降解，將最終分解為二氧化碳，水、氨、氮等。曝氣池混合出水進入二次沉淀池后進行泥水分離。上部澄清液流入接觸池經(jīng)投氧滅菌后排人受納水體。沉淀的污泥經(jīng)濃縮、厭氧消化和脫水后可進行利用。
命題點14 泵站工藝流程和構成
2.泵站的格柵
格柵攔截污水中較大的漂浮物及雜質，起保護水泵的作用。
柵條：一般可采用10mm×50mm～10mm×100mm的扁鋼制成，后面橫向支撐可以使用槽鋼(80～100mm)，每隔800～1000mm加1個，通常預先制成500mm左右寬度的柵條現(xiàn)場組合而成;人工清除間隙應不小于進水管渠有效斷面的2倍，機械清除時應不小于進水管渠有效面的1.2倍。
格柵傾斜角度：格柵傾斜角度為45°～75°，一般有機耙時采用70°。
大型雨、污水、合流泵站，應盡量采用機械格柵。當格柵寬度小于4m時，一般使用固定式清污機;當寬度大于4m，且格柵分為幾個格時，可使用移動式清污機。
3.泵站的其他構成
泵站還包括：機器間;溢流井;出水井等。
4.泵站運行特點
污水泵站：一般為全日運行。
雨水泵站：根據(jù)降雨量決定開動泵的臺數(shù)和大小。
合流泵站：降雨時應立即能按著雨水流量來控制，又要滿足使污水及時排出。