污水处

⑴ 做污水处理有前途吗

有前途复，随着国家制经济形势发展和生态保护需求，污水处理行业发展前景广阔，同时对环保企业要求也越来越高，排放标准逐步提高，现在很多省市要求污水总氮排放浓度限值。对污水处理企业来讲，既是挑战也是发展机会，需要更加技术创新，迎合社会和生态发展需求进一步做大做强。

污水处理行业整体的绩效提高。内部行业的绩效成为当务之急，所以国家十二五重大专项里面，专门有项目要建立国家范围的行业管理绩效体系。

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随着全国乃至全球范围的资源性缺水和水质性缺水地区不断扩大，如何合理利用与有效保护水资源已成为制约社会、经济发展的重要因素，在此背景下，一个“水务市场”正在形成，与之伴生的是“水务业”，即由城市原水、供水、排水、污水处理与回用构成的产业链。

所以从环境本身和技术进步的角度来看，可以有这样的基本结论，无论从资源的角度，还是水环境的角度，本身解决中国水的问题，都要有一个区域的解决方案，而不点源的解决方案。

技术进步、社会结构变化又推动了这种组团式，分散化的方案，这两个本身是矛盾的，恰好是这两者之间矛盾的对立和统一，提出了行业整个实现区域整合的内在需求。

⑵ 污水处理的意义

污水处理的意义：将污水进行处理之后，可以对其进行循环使用，为我国的生产减少水资源的消耗。水处理技术利用相关的技术手段对污水进行净化，使其可以继续使用，所以污水处理极为重要。

按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：

①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；

②胶状和凝胶状扩散物；

③纯溶液。

按水污的质性来分，水的污染有两类：

一类是自然污染；另

一类是人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染。

污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

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污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。

①物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

②生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

③化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

一级处理后的废水BOD去除率只有20%，仍不宜排放，还须进行二级处理。二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。

一般经过二级处理的污水就可以达到排放标准，常用活性污泥法和生物膜处理法。三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化学法。

⑶ 污水处理

污水处理对地下水产生的污染主要是化学和生物污染，其影响的程度主要取决于污水的处理方法、含水层的水文地质和水文地球化学条件。

污水处理中引起地下水污染的做法主要包括用处理后的污水进行灌溉、用污泥施肥、有意或无意的污水入渗、生活污水管的泄漏以及污水对井的地表污染。

致病微生物是被污水污染的地下水对人体产生的最大威胁，Yates等（1993）综述了细菌和病毒污染对人体健康产生的影响，并对其在地下水中的迁移和最终结局进行了讨论。据此，他们认为20世纪80年代美国由饮用水传染的大约200种疾病中，约1/2是由未处理或消毒不充分的地下水所引起的。

在地下水流系统中，细菌和病毒可存活数月，运移数百米（Yates等，1993）。这两种微生物都是在低温下可存活更长的时间，当温度为8℃时，它们甚至可以无限期地存活。物理性的过滤可阻止细菌的运移，尤其是在细颗粒的土壤中更是如此。但病毒的体积很小，大部分的土壤不能使其含量明显地减少。吸附是使两种微生物含量减少的重要作用，Langmuir和Freundlich吸附等温线均可用来描述地下水运移过程中两种微生物的吸附作用。

污水的化学污染比生物污染的公认程度更高，污水中的许多污染物（如硝酸根）同时还与其他类型的污染相关。在污水中还含有各种类型的其他大量或微量组分，它们或者对人体健康有影响，或者可用来示踪污染晕。几乎所有常见的稳定同位素都可用来研究污水的污染问题。

5.2.3.1 污水处理厂对地下水的污染

污水可使用多种技术进行处理，污水处理的程度可划分为初级、二级和三级（高级）。初级处理是指通过滤网或沉淀池除去其中的固体，二级处理指的是使用微生物除去废水中的有机负荷，三级（高级）处理则是指去除废水中特定化学物质（如硝酸根、磷酸根）的过程。经过二级处理后，废水就允许排泄到天然水道中，或通过渗床渗入地下，或用来灌溉农田、高尔夫球场及其他的植被。其对地下水的影响就是在这些处置过程中发生的，从废水中分离出的固体可进一步进行处理，或者在垃圾填埋场中填埋，或者用于施肥以提高土壤肥力，这样，污泥的淋滤也会对地下水产生影响。

在美国农村地区的小社区，对污水进行二级处理的最常见方法就是氧化池（或污物稳定池）法。氧化池通常由一系列的蓄水池组成，污水依次通过各处理单元时其处理程度逐步加深，氧化池同时使用了好氧和厌氧过程来处理废水中的 BOD。这种方法与其他方法相比要相对经济一些，特别适用于土地面积不受限制的地区。Kehew（1984）和Bulger等人（1989）研究了美国北达科他州McVille污水处理场地对地下水的影响，该处理系统的蓄水池建设在可渗透的冰水沉积物上，要使废水在池中有适宜的停留时间，必须对各处理单元进行衬砌。但三个处理单元只有一个做了衬砌，当废水水位超过衬砌的处理单元时，它就会向未衬砌的处理单元排泄，这时废水便会快速地渗透到浅层潜水含水层中。从第二个处理单元开始向下游方向，地下水中的溶解固体、溶解有机碳、铵、铁以及其他组分都有升高（图5-2-9）。在处理单元附近，地下水的实测pE值很低，随着远离蓄水池，pE值逐渐升高，这与富含有机污染物的污染晕非常类似。该场地中的一个有趣的现象就是，来自上游一个好氧填埋场的污染晕，似乎与废物稳定池下部的还原性污染晕发生了混合，从而使还原成了（Bulger等，1989）。

马萨诸塞州Otis空军基地由于二级处理废水通过渗床入渗所引起的地下水污染问题在文献中报道很多（LeBlane，1984；Barber，1992），该基地的污水处理厂从1936年开始运营，通过它处理废水被排放到了一个24.5英亩的渗床中，在渗床的下游，形成了一个4000 m长、1000 m宽、30 m深的污染晕。可用多种参数来勾画污染晕的范围（图5-2-10），但硼是最有用的一种参数，这是因为硼是一种保守性组分，在运移过程中不怎么发生化学反应，而且在背景地下水中不存在。硼之所以在污染晕中出现，是因为在洗衣粉中过硼酸钠被用作为了漂白剂。在地下水中，硼是以原硼酸（B（OH）₃）的形式存在的，它之所以没有发生离解是因为污染晕的pH值要远低于原硼酸的pK_a值。污染晕还可用电导率、氯浓度以及其他参数来勾画。在二级处理废水中DOC的含量大大减小，同时，大于背景值（2～5 mg/L）的DOC足以在污染晕中形成缺氧（反硝化作用）的条件。向下游方向，污染晕与含氧补给水的混合可导致铵的硝化，尽管地下水中的浓度一般低于5 mg/L。处理后的废水中，磷的浓度通常也相对较高，它在地下水中通常是以正磷酸根的形式存在的。由于磷酸根易于被含水层介质所吸附，或以低溶解度的磷酸铁或磷酸铝的形式沉淀，因此在污染晕中，磷酸根常常被强烈阻滞。

图5-2-9 McVille污水处理场地中溶解有机碳的分布

Otis空军基地污染晕的一个有趣现象是其含有来自家用洗洁剂中的化合物，根据测试这些物质所采用试剂的名称（Methylene Blue Active Substances-亚甲蓝活性物质），其在地下水中的含量通常用MBAS来表示。这些化合物一般由阴离子型表面活性剂组成，它们在地下水中的迁移性很强。洗洁剂在美国的使用大约始于1946年，1953年它们的使用量超过了肥皂。1964年之前，洗洁剂中最常用的表面活性剂是烷基苯磺酸盐（ABS），它基本上是不可生物降解的。1964年，它开始被较易生物降解的表面活性剂——线性烷基磺酸盐（LAS）所代替。MBAS在污染晕中的分布保存了洗洁剂使用的这一历史，MBAS的最大浓度出现在污染晕的最前端（图5-2-11），这些较高的浓度范围反映了ABS的存在，而接近污染源的较低的浓度表明了污染晕中的LAS通过生物降解作用被去除了。

在污染晕中还检测到了多种类型的其他合成挥发性和半挥发性化合物，它们均来源于家用洗洁剂及其他各种类型的产品，其中含量最大的是三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE），它们在污染晕中的浓度已超过限制界限（Barber，1992）。

图5-2-10 马萨诸塞州Otis空军基地硼在地下水垂直剖面中的分布（1978.5～1979.5）

5.2.3.2 化粪池系统

在北美缺乏下水道的大部分地区，化粪池系统是废物处置的首选方法。据估计，美国三分之一的废水是通过化粪池系统处理的。在该系统中，废水在一个水池中通过沉淀作用与固体废物分离，然后被排放到多孔排泄瓦筒中，进而释放到滤床，在这里，废水很快地渗入了土壤。另一种方法是在表层土壤中垂直安装多孔下水管，用以代替滤床。化粪池系统的原理是，通过土壤的过滤，可除去废水中的污染物。很遗憾的是，很多化粪池系统都在浅层潜水中形成了污染晕，它可对附近的水井和地表水体产生影响。

对化粪池系统污染晕水文地球化学过程的研究是近年来研究工作的一个焦点（Harman等，1996；Robertson等，1991，1998；Tinker，1991；Aravena and Robertson，1998；Robertson，1995；Robertson and Cherry，1995），其中最受关注的污染组分是硝酸根和磷酸根。硝酸根有时可导致婴儿发生致命性的疾病——高铁血红蛋白症，这主要是由于婴儿血携氧能力的减弱而造成的。硝酸根也是水体富营养化的养分元素，地下水则是这些水体的补给源。磷酸根虽然比硝酸根的迁移能力弱，它也是水体富营养化的主要诱因之一。致病微生物的迁移也是可渗透性含水层值得关注的问题。

Harman等（1996）研究了加拿大安大略省一个学校的化粪池系统，该系统位于一个浅层潜水含水层之中。在化粪池中，废水是一种强还原性的溶液，具有很高的DOC，其中的氮主要以铵的形式存在。它在从滤床向地下水面运动的过程中发生了很大的变化，氧化过程使得DOC减少了90%，铵则全部转化成了硝酸根。污染晕中硝酸根的浓度表示在图5-2-12中，有机碳的氧化形成了CO₂，当含水层中没有碳酸盐矿物时，这将使地下水的pH值降低。当含水层中存在碳酸盐矿物时，它们将发生溶解，对水溶液的pH值产生缓冲作用，使污染晕中Ca²⁺、Mg²⁺的浓度增大。

图5-2-11 1983年Otis空军基地地下水中MBAS的平面（a）和剖面（b）分布

Robertson等（1998）对比了安大略省各种水文地球化学环境下，10个化粪池系统污染晕中磷酸根的迁移能力。其中，—P平均浓度的变化范围为0.03～4.9 mg/L，污染晕的延伸长度从1 m变化到70 m。这与此前人们的一般认识是矛盾的，通常认为磷酸根被强烈地吸附到了含水层固体表面上，对地下水不构成威胁。但这一观测结果表明磷酸根在地下水中的迁移可成为一个重要的问题，尤其当小型湖泊周围的住宅中具有独立化粪池系统时更是如此。Robertson等得出结论认为，磷酸根在包气带中通过矿物的沉淀作用发生了衰减，这些矿物主要是蓝铁矿（Fe₃（PO₄）₂· 8H₂O）、红 磷 铁 矿（FePO₄·2H₂O）及磷铝石（AlPO₄· 2H₂O）。水中磷酸根的平衡浓度受到了pH值的控制，在低pH值条件下的非钙质含水层中，磷酸根的浓度受矿物溶解度的控制而保持在一个很低的水平上.在中等pH值条件下（这主要是由于含水层中含有碳酸盐矿物而引起的），磷酸根的浓度可以很高。废水一旦到达潜水面，尤其是当含水层中的金属氧化物具有表面正电荷时，磷酸根含量的减少则主要是由含水层固体的吸附作用所控制的。由于吸附和沉淀作用的影响，磷酸根的迁移速度约为地下水的流速的二十分之一。氮、碳、氧、硫的稳定同位素在示踪化粪池系统污染晕及相关的地球化学转化作用中是非常有用的（Aravena等，1993；Aravena and Robertson，1998）。

图5-2-12 一个化粪池系统污染晕中心线处硝酸根浓度等值线剖面图

对化粪池系统致病细菌和病毒污染危害的评估，目前所作的研究工作还相对较少（Bitton and Gerba，1984；Bales等，1995；Canter and Knox，1985；Yates，1985）。很多微生物的分析和检测都比较困难且昂贵，当前所进行的研究工作主要集中在确定指示性微生物的迁移特征上，它能够间接地表明相应致病微生物的潜在迁移特性。大肠杆菌常被用作为指示性细菌，人类的肠道病毒以及大肠杆菌噬菌体（一种能够感染肠道大肠杆菌的病毒）常被用作为指示性病毒。

DeBorde等（1998）在研究美国蒙大拿州一个中学的化粪池系统时，阐述了其微生物的运移情况。该研究包括了对化粪池及污染晕中人类肠道病毒和大肠杆菌噬菌体的监测，以及在含水层中注入大肠杆菌噬菌体。虽然人类肠道病毒在化粪池和含水层中很少被检测到，但在观测孔中却一直能够检测到大肠杆菌噬菌体。尽管含水层具有强烈的吸附作用，但在距注水井30 m之外的观测孔中仍检测到了细菌。由于含水层性质的变化多种多样，因此对所有条件下致病微生物迁移的准确预测几乎是不可能的。

5.2.3.3 污水灌溉

来自污水处理厂的污水及污泥经常被用来灌溉或施肥，这种处理方法对地下水化学成分的影响与化粪池系统是类似的，但其在含水层中的影响范围要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥时对环境影响最大的污染物是硝酸根。如果场地下部具有好氧包气带，废物中的有机氮或铵将被氧化为硝酸根。在饱水带中，只要保持氧化性条件，硝酸根在迁移过程中将不发生任何转化作用。Spalding等（1993）研究了内布拉斯加州的一个场地，在这里，一块玉米田使用污泥进行施肥，从而在其下游方向形成了一个很大的硝酸根污染晕（图5-2-13）。浓度大于10 mg/L的的范围在地下水位之下延伸了大约15 m，尽管一细粒沉积物透镜体阻止了其进一步下渗。氮同位素分析证实氮的来源是动物排泄物。

地下水化学成分的其他变化是由于废物中的DOC引起的，若大量的DOC到达了潜水面，地下水中将发生氧的消耗作用。在以色列，人们在一块用废水灌溉的耕地之下达30 m深的含水层中发现了厌氧过程的存在（Ronen等，1987），在这种条件下，有机碳通过包气带的迁移过程将长达15年。在前述内布拉斯加州的场地中，DOC在含水层深部引起了反硝化作用发生。地下水中其他主要离子的浓度也随着硝酸根和DOC含量的增大而增加。污泥中金属的含量一般很大，但吸附和沉淀作用通常限制了它们在地下水中的迁移。

图5-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染晕

⑷ 污水处理的6个基本步骤

步骤：

1、废水首先经过格栅、筛网后流至絮凝沉淀池,为了使处理效果好,在絮凝沉淀池中加入混凝剂,使废水中悬浮物治理效果更好,混凝加药也起到调节废水的作用.絮凝沉淀后的废水流入预曝气调节池中。

2、曝气调节池中通入空气,起到预曝气调节的作用.调节均匀的废水用泵提升到一级浮动填料生化池中。

3、生化池中安装充氧效率很高的曝气头,并装入浮动填料,实践证明该项技术对COD和BOD有较高的去除效率.一级浮动填料生化池中废水自流入二级浮动填料生化池,二池采用方法相同。

4、二级浮动填料生化池水自流入斜板沉淀池中.池中加入聚丙烯蜂窝斜管,可大大提高沉降效率,另外水力负荷高,停留时间短,占地面积小。

5、混凝沉淀池与斜板沉淀池沉淀污泥排入污泥浓缩池中,然后经污泥脱水机械脱水。

6、斜板沉淀池排出的水流入清水池中,经检测后外排。

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处理方法：

1、按作用分：污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。

（1）物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

（2）生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

（3）化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

2、按处理程度分：污水处理按照处理程度来分可分为一级处理、二级处理和三级处理。

（1）一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体物质，常用物理法。

（2）二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。

（3）三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化学法。