废水污染控制

废水处理,也叫污水处理、杂质的去除废水或污水,在他们到达之前蓄水层或自然水体等河流,湖泊,河口,海洋。由于纯水是自然界中尚未发现的(即。,outside chemical laboratories), any distinction between clean water and polluted water depends on the type and concentration of impurities found in the water as well as on its intended use. In broad terms, water is said to be polluted when it contains enough impurities to make it unfit for a particular use, such as drinking, swimming, or fishing. Although water quality is affected by natural conditions, the word污染通常意味着人类活动污染的来源。水污染因此,是主要由排水引起的污染的废水进入地表水或地下水,污水处理是水污染控制的主要元素。

超过世界80%的废水流回环境没有接受治疗或重用。

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历史背景

直接排放污水

许多古老的城市排水系统,但主要是为了把雨水从屋顶和人行道。一个著名的例子是古罗马的排水系统。它包括许多表面管道连接到一个拱形通道称为泄殖腔最大值(“大下水道”)进行排水水台伯河。石头和大规模的建造,泄殖腔Maxima是罗马现存最古老的纪念碑之一工程。

几乎没有进展在城市排水和污水在中世纪。的金库和污水坑,但大多数废物只是扔进水槽被洪水冲通过下水道。厕所(水壁橱)被安装在房屋在19世纪早期,但他们通常连接到污水坑,不这么做下水道。在人口稠密的地区,当地条件很快成为无法忍受的,因为污水坑是很少了,经常溢出。面临的威胁公共卫生变得明显。在19世纪,在英国的爆发霍乱是直接追溯到人类排泄物污染的井水供应的金库和化粪池。很快所有水壁橱大城镇风暴直接连接到下水道。这房子附近的污水从地上转移到附近的水体中。因此,一个新的问题出现了:地表水污染。

污水处理的发展

过去说“解决污染是稀释。“当少量的污水排入水体流动,自然流发生自然净化的过程。人口密集的社区产生大量的污水,然而,稀释并不能阻止污染。这使我们有必要治疗或净化废水在某种程度上之前处理。

集中式污水处理厂的建设始于19世纪末和20世纪初,主要是在英国和美国州。而不是直接排放污水到附近的水域,这是第一次通过物理、生物和化学过程,删除部分或大部分的污染物。也从1900年代开始,新的污水收集系统的设计从国内废水单独的雨水,所以处理厂时期没有超载了潮湿的天气。

20世纪中叶后,公众越来越关心环境质量导致废水处理实践的更广泛和更严格的监管。更高水平的治疗是必需的。例如,工业废水的预处理,目的是防止有毒化学物质干扰在污水处理厂使用的生物过程,往往成为必要。事实上,废水处理技术先进,它把几乎所有的污染物从污水成为可能的。这是如此昂贵,然而,这样的高水平的治疗通常是不合理的。

污水处理厂成为大型、复杂的设施需要大量的能源他们的操作。后的崛起石油价格在1970年代,关心节能成为一个更重要的因素在设计新的污染控制系统。因此,土地处理和地下处置污水在可行的地方开始受到更多的关注。这种“低技术”污染控制方法不仅有助于节约能源,也可能回收养分补充地下水供应。

水污染的来源

水污染物可能源自点源或分散的来源。点源污染物是达到水从一个管道或通道,如污水排放或下水管。分散的来源广泛,无侧限地区污染物进入水体。地表径流从农场,例如,是一个分散的污染来源,动物粪便,化肥,农药,淤泥到附近的溪流。城市雨水排水系统,把沙子和其他的材料,从汽车、石油残渣和道路除冰的化学物质,也被认为是一个分散的来源,因为它的许多地方进入当地的河流或湖泊。比dispersed-source污染点源污染物更容易控制,因为它们流到一个位置处理工艺可以从水中移除它们。这样的控制通常是不可能的污染物来源分散,导致很大一部分总体水污染的问题。Dispersed-source水污染是最好的减少执行适当的土地使用规划和开发标准。

一般类型的水污染物包括致病菌、需氧废物,植物营养,合成有机化工、无机化工、塑料微粒,沉积物、放射性物质、石油、和热。污水的主要来源是第一个三种类型。农场和工业设施也有些的来源。沉积物的侵蚀土壤被认为是污染物,因为它会破坏水生生态系统,和热(特别是从发电厂冷却水)被认为是不利影响的污染物,因为它对溶解氧水平,在河流和湖泊水生生物。

污水的特点

类型的污水

有三种类型的废水或污水:生活污水、工业污水、污水和风暴。从房屋和公寓生活污水进行用水;它也被称为生活污水。工业污水的水使用制造业或化学过程。风暴污水、雨水从降水径流收集系统的管道或通道开放。

生活污水水重量略高于99.9%。其余的人,不到0.1%,含有多种溶解和悬浮杂质。虽然占非常小的比例的污水按重量,这些杂质的性质以及它们携带的大量污水使国内污水处理一个重要的技术问题。主要的杂质会腐败的有机材料和植物营养,但生活污水也很可能含有致病微生物。工业废水通常包含特定的和容易识别的化合物,根据工业过程的性质。风暴污水进行有机材料、悬浮和溶解固体,旅行和其他物质捡起在地上。

主要污染物

有机材料

的数量会腐败的有机物质在污水由生化需氧量、表示或生化需氧量;在污水有机物越多,身体越高,所需的氧的微生物分解有机物质在污水。最重要的是污水处理厂的设计和操作参数。工业污水可能多次BOD浓度生活污水。的风暴污水BOD时特别关注与生活污水混合结合排水系统(见下文)。

溶解氧气水质是一个重要的因素吗湖泊和河流。溶解氧的浓度越高,水质越好。当污水进入一个湖泊或流,分解的有机材料开始。氧气消耗是微生物在新陈代谢中使用它。这可以快速耗尽可用的氧气在水中。当溶解氧水平下降过低,鳟鱼和其他水生物种很快灭亡。事实上,如果氧气水平下降为零,水将成为脓毒性。无氧分解有机化合物会导致不良的气味通常与腐败或腐烂的条件有关。

悬浮物

污水悬浮物的另一个重要特征。在处理装置产生的污泥量直接相关的总悬浮物中污水。工业污水和风暴可能含有悬浮固体的浓度高于国内污水。的程度处理厂去除悬浮物,以及BOD,确定处理过程的效率。

植物营养

生活污水含有的化合物氮和磷,两个元素基本营养必不可少的植物的生长。在湖泊,过量的硝酸盐和磷酸盐会导致快速增长的藻类。海藻,往往造成的污水排放、加速湖泊的自然衰老过程中调用富营养化。

微生物

生活污水包含数以百万计的微生物每加仑。大多数都是大肠杆菌的细菌从人类的肠道,生活污水也可能携带其他微生物。大肠杆菌群作为污水污染的指标。高大肠杆菌计数通常表示近期污水污染。

排水系统

排水系统、污水收集系统、管网、泵站和附属物,传达污水从它的起源点的治疗和处理。

结合系统

系统,把国内的混合污水被称为结合下水道污水和风暴。结合下水道通常由大口径管道或隧道,由于大量的雨水,必须进行雨胎时期。他们非常常见的在老城市但不再是设计和建造新的排水设施的一部分。因为污水处理厂不能处理大量的雨水,污水必须绕过处理厂在潮湿的天气和水直接排放到接收。这些组合的下水道溢出,包含未经处理的生活污水,导致反复出现的水污染问题,非常麻烦的污染源。

在一些大型城市,结合下水道溢出问题已经减少了转移相结合的污水大盆地或地下隧道。临时存储之后,它可以通过沉淀和消毒处理排入前接受身体的水,也可以在附近的污水处理厂,不会过载。另一种方法来控制结合污水包括涡流集中器的使用。这些直接污水通过圆柱形状的设备,创建一个漩涡,漩涡,效果。涡帮助杂质集中在一个小得多的体积的水治疗。

独立的系统

新的污水收集设施设计作为独立的系统,携带生活污水或风暴污水而不是两个。风暴下水道通常携带地表径流的处理在溪流或河流。小拘留盆地可能建造作为系统的一部分,暂时储存雨水,减少峰值流量的大小。卫生下水道,另一方面,国内污水处理厂的废水。工业废水预处理可能被允许进入市政污水排水系统,但雨水排除在外。

风暴下水道通常是由部分钢筋混凝土管。波纹金属管道在某些情况下可以使用。风暴水入口或赶上盆地位于合适的间隔在街头通行权或地役权在私有财产。管道通常位于允许下坡重力流到附近的河流或拘留盆地。避免雨水泵站,如果可能的话,因为非常大泵的能力,需要处理间歇流。

一个卫生排水系统包括侧根,次干管和拦截器。除了个人的房子连接,侧根是最小的下水道网络。他们通常不小于200毫米直径(8英寸),携带污水重力到较大的次干管,或收藏家下水道。收集器下水道领带主要拦截器,或干线,污水处理厂。拦截器通常由预制的钢筋混凝土管,直径5米(15英尺)。其他材料用于卫生下水道包括陶土、石棉水泥、塑料、钢、球墨铸铁。侧根增加塑料的使用,因为其明度和易于安装。钢铁管道用于力电源或泵站。力干线管道,污水必须注入压力的时候。

选择系统

有时候传统重力下水道的成本是非常高的,因为低人口密度或现场条件,如高水位或基石。三个可选污水收集系统,在这种情况下可以使用包括直径较小的重力下水道,下水道的压力和真空下水道。

第一次使用直径较小的引力系统,化粪池去除会沉淀的和漂浮固体从废水流入每一个房子之前的网络收集器电源(通常是100毫米或4英寸,直径);这些系统是最适合小型农村社区。因为他们不把油脂、毅力和污水固体,小直径的管子可以和放置在降低斜坡或梯度沟开挖成本降到最低。压力下水道是最好的用于平地或者需要昂贵的岩石开挖。磨床泵从每个家庭废水排放到下水道的主要压力,可遵循的斜率。在真空排水系统、污水从一个或多个建筑由重力流入水池或水箱,它被真空泵抽出位于中央真空站然后流入一个收集槽。从真空收集罐处理厂污水泵。

泵

必须提高污水泵站是建立在从低角度的高海拔或者地形防止下坡重力流。特殊nonclogging泵可用来处理污水。他们是安装在结构称为提升站。有两种基本类型的电梯站:干和湿。湿井地面安装只有一室或坦克接收和污水,直到抽出。特别设计的水下泵和马达可以位于室的底部,完全低于水位。排水井安装有两个独立的房间,一个接收废水和一个封闭和保护泵和控制。保护干燥室允许方便检查和维修。所有污水提升站,无论是湿井地面或排水井的类型,应包括至少两个泵。一个泵可以操作,而另一个被维修。

流率

有一个广泛的污水流速的变化在过去的一天。排水系统必须适应这种变化。在大多数城市生活污水流率最高的是早上和晚上时间。他们在半夜最低。流数量取决于人口密度、用水量、商业或工业活动在社区的程度。平均污水流量通常是与平均用水量在社区。横向下水道,短期峰值流速大致可以平均流量的4倍。污水干管,峰值流速可能是平均水平的两倍半。

尽管污水流动取决于住宅、商业和工业连接、污水流量可能会导致更高的流入和渗透(我)到卫生下水道系统。流入从不当连接对应于雨水进入下水道,如屋顶排水沟,暴雨水沟、落水管里和油底壳泵。大量的雨水径流可以达到下水道系统在降水和stormflow事件或季节性春季洪水泛滥淹没了融化冰。渗透是指地下水进入下水道通过缺陷或破碎的管道。在这两种情况下,下游公用事业和处理厂可能经历流高于预期,可以成为液压过载。在这种过载,公用事业可能会问居民连接到系统避免使用洗碗机和洗衣机,甚至可能限制冲厕所和淋浴的使用,试图减轻压力。这样我在老和老龄化问题尤其严重水基础设施。

废水处理和处置

污水处理系统的大小和容量是由住宅的估计产生的污水量,企业和产业连接到排水系统以及预期流入和渗透(我)。选择特定的大部分、集群或集中处理厂配置取决于等因素的客户服务,地理场景中,网站限制,下水道连接,平均和峰值流量,影响废水特点,监管污水限制,技术可行性,能源消耗,所涉及的操作和维护成本。

废水处理的主要方法,在大型城市和城镇排入地表水的身体。

废水处理的主要方法,在大型城市和城镇排入地表水的身体。郊区和农村地区更依赖地下处置。在这两种情况下,废水必须净化或治疗在一定程度上是为了保护公众健康和水质。悬浮颗粒和不同区段的可生物降解的有机物必须清除。致病性细菌必须被摧毁。它也可能需要去除硝酸盐和磷酸盐(植物营养素)和中和或删除工业废物和有毒化学物质。

污水必须处理的程度各不相同,取决于当地的环境条件和政府的标准。两种相关的标准流标准和排放标准。流标准,旨在防止现有水质的恶化,限制特定污染物的数量允许在小溪,河流,湖泊。“最大的限制取决于分类有益使用“。水质参数受流标准包括溶解氧、大肠杆菌群,浊度,酸度和有毒物质。废水的标准,另一方面,直接有关的质量从污水处理厂处理的污水排放。的因素控制在这些标准通常包括生化需氧量(BOD)、悬浮物,酸度和大肠杆菌群。

有三个层次的废水处理:初级,二级、三级(高级)。初级处理消除了大约60%的总悬浮物和BOD的35%;溶解杂质不删除。它通常是作为一种辅助治疗前的第一步。二级处理去除悬浮物和BOD的85%以上。最低级别的二级处理通常需要在美国和其他发达国家。当超过85%的总固体量和BOD必须移除,或当溶解硝酸盐和磷酸盐水平必须下降,三级处理方法。三级流程可以去除99%以上的所有杂质从污水,产生的废水几乎饮用水质量。三级处理可以非常昂贵,经常翻二级处理的成本。仅在特殊情况下使用。

所有的污水处理水平,最后一步之前排出的污水废水进入地表水的身体消毒会破坏任何剩余的病原体在废水和保护公共卫生。消毒通常是通过混合废水氯气体或液体次氯酸盐的解决方案在接触化学品柜至少15分钟。因为氯残留的污水可能负面影响在水生生物,一个额外的化学物质可能会被添加到dechlorinate废水。紫外线辐射,它可以消毒而不留下任何残留的污水,变得更有竞争力与氯废水消毒剂。

主要治疗

主要治疗去除材料,将浮动或容易解决了重力。它包括筛查的物理过程,粉碎,除毅力和沉降。屏幕是由长,密集,狭窄的金属棒。块漂浮的碎片如木头、破布等笨重的对象可能堵塞管道或泵。在现代植物屏幕清洁机械,材料是立即被埋葬在核电站地面处理。造粒机可以用来磨和分解碎片,通过屏幕。粉碎材料移除后通过沉降或浮选流程。

毅力钱伯斯是长窄的坦克,旨在减缓流固体如沙,咖啡渣,蛋壳会解决出水面。勇气引起过度磨损泵和其他工厂设备。其去除尤为重要,城市排水系统相结合,携带大量的淤泥,沙和砾石,洗掉街道或土地在风暴。

悬浮体,通过屏幕和毅力钱伯斯在沉积坦克从污水中删除。这些坦克,也称为主要澄清器,为重力沉降提供大约两个小时的停留时间。随着污水流经他们缓慢,固体逐渐沉入。定居solids-known作为生的或主要的发现都沿着罐底的机械刮刀。污泥收集料斗中,抽出移除。机械surface-skimming设备去除油脂和其他浮动材料。

二级处理

二级处理消除了可溶性有机物,逃脱主要治疗。它还消除了更多的悬浮物。除通常是通过生物过程中微生物有机杂质的食物消费,转换成二氧化碳、水和能源为自己的生长和繁殖。污水处理厂提供了一个合适的环境,尽管钢铁和混凝土,这自然生物过程。可溶性有机物的去除处理厂有助于保护接收的溶氧平衡流,河流或湖泊。

有三种基本的生物治疗方法:滴滤池、活性污泥法、氧化塘。第四,不太常见的方法是旋转生物联系人。

滴滤池

滴滤池是一箱装满石头的深层。沉淀后的污水不断喷洒在石头的顶部和底部的涓涓细流,为进一步治疗收集。随着废水滴下来,收集和细菌大量繁殖的石头。稳定的污水流对这些增生允许微生物吸收溶解的有机物,从而降低生化需氧量(BOD)的污水。空气循环向上通过空间之间的石头为代谢过程提供足够的氧气。

解决坦克,称为二次澄清器,滴过滤器。这些澄清器去除微生物清洗废水的岩石的流动。两个或更多滴过滤器可能连接在系列,和污水可以循环为了提高治疗效率。

活性污泥

曝气池的活性污泥处理系统由二次澄清器紧随其后。沉淀后的污水,混合着新鲜污泥循环二次澄清器,介绍了曝气池。然后注入压缩空气混合物通过多孔扩散器位于水箱的底部。泡沫表面,空气扩散提供氧气和快速混合行动。空气也可以添加的翻腾动作机械螺旋推进器的搅拌机位于水箱表面。

这些含氧条件下,微生物生长,形成一个活跃的、健康的悬浮生物solids-mostly细菌活性污泥。大约六小时的拘留是在曝气池提供的。这给了足够的时间来吸收溶解有机物的微生物从污水,减少了BOD。然后从曝气池流动混合物进入二级澄清器,在活性污泥重力落定了。清水从澄清器的表面脱脂,消毒,二次废水排放。污泥泵从料斗底部的坦克。大约30%的曝气池污泥循环回,与主要的废水混合。这个循环活性污泥过程的一个关键特性。污水回收微生物很好地适应环境和容易代谢的主要废水的有机材料。剩下的70%的二级污泥必须以可接受的方式对待和处理。

活性污泥过程的变化包括延时曝气、接触稳定,高纯氧曝气。延时曝气和联系稳定系统省略主要解决步骤。他们是有效的治疗小污水来自汽车旅馆、学校和其他相对孤立的废水来源。这两种治疗方法通常在预制钢坦克称为包提供植物。氧气与活性污泥混合纯氧曝气系统。更丰富的氧气浓度允许将曝气时间缩短6到两个小时,减少所需的油箱体积。

氧化塘

稳定氧化池,也叫做湖或池塘、很大,浅池塘治疗废水通过阳光的交互设计,细菌和藻类。藻类增加使用来自太阳的能源和二氧化碳和无机化合物释放由细菌在水里。过程中光合作用需氧细菌,藻类释放氧气需要。机械限有时安装提供更多的氧气,从而减少所需的池的大小。污泥沉积在池塘里最终必须被挖掘。藻类池塘里剩下的废水可以删除过滤或化学处理和解决。

旋转生物联系人

在这个处理系统的一系列大型塑料磁盘安装在水平轴部分淹没在主要的废水。轴旋转时,磁盘交替暴露在空气和废水,使一层细菌生长在磁盘和代谢有机物废水。

三级处理

当预期的接收水很容易受到污染的影响,二次废水可能由几个三级流程进一步治疗。

废水抛光

删除额外的悬浮物和BOD的二级污水,废水抛光是一种有效的治疗。这是最常使用细粒度的媒体来完成过滤器,就像过滤器用于净化饮用水。抛光过滤器通常都以预制构建单元,用坦克直接放置在存储回流水过滤器。废水抛光的废水也可以通过使用microstrainers治疗市政中使用的类型水的供应。

去除植物营养

当治疗标准要求从污水植物营养物质的去除,通常作为三级一步完成。磷在废水通常出现在有机化合物和的形式磷酸盐可以很容易地移除化学沉淀。然而,这个过程会增加污泥的体积和重量。氮另一个重要的植物养分,在污水的形式存在氨和硝酸盐。氨是有毒的,鱼,它还产生一个氧需求转化为硝酸盐在接收水域。硝酸盐、磷酸盐、促进增长藻类和富营养化的湖泊。一个方法称为no3却可以用来去除硝酸盐。这是一个两步生物过程中氨氮首先是通过微生物转化成硝酸盐。硝酸盐是进一步代谢由另一个物种的细菌,形成氮气,逃到空气中。这个过程需要建设更多的曝气和解决坦克和显著增加了治疗费用。

物理化学过程被称为氨汽提可以用于去除污水氨。化学物质被添加到铵离子转化为氨气。污水通过塔,然后级联允许气体的解决方案和逃逸到空气中。剥离比no3却更便宜,但它不工作非常有效地在寒冷的天气。

土地处理

在某些位置,二次废水可以直接用于地面和抛光废水通过自然过程废水流过植被和土壤渗流通过。有三种类型的土地处理:慢速、快速渗透和地面水流。

在慢速或灌溉,方法,废水应用到土地ridge-and-furrow传播(沟)或自动喷水灭火系统。大部分的根吸收水分和养分的植物生长。快速渗透方法,废水储存在大池塘称为充电。大部分的想法地下水,很少被植物吸收。这个方法工作,必须高度渗透的土壤。在地面水流,废水喷射在一个倾向于植物的露台,慢慢地流入沟集合。净化是通过物理、化学和生物过程,收集水通常是排入附近的流。

污水土地处理可以为植物的生长提供水分和营养,如玉米或动物饲料的谷物。它还可以充电,或者补充,地下水含水层。实际上,土地处理允许将污水回收用于有益。需要大量土地,然而,这种治疗的可行性由土壤质地和气候可能会进一步受到限制。

集中污水处理系统

在某些情况下是不可行的连接住宅或单位公共下水道系统,社区可能会选择集群污水处理系统。这些设施更小版本的集中处理厂和只提供有限数量的连接。用于集群废水处理的技术可能会用于集中的相同系统或个人现场系统,根据所需的特定应用程序和程度的治疗。废水处理后,废水从集群系统可以通过表面或地下排放的处理方法。

现场化粪池和浸出字段

在人烟稀少的郊区或农村地区,它通常不是经济建设污水收集系统和中央处理装置。相反,一个单独的治疗和处理系统为每个家庭提供。现场系统提供有效的、低成本、长期解决方案废水处置只要妥善设计,安装,维护。在美国,约有三分之一的私人住宅利用现场地下处理系统。

最常见的现场系统包括一个埋葬,水密化粪池和一个地下吸收场(也称为排水领域或浸出字段)。化粪池作为初级沉淀和污泥储存室,去除大部分会沉淀的影响废水和漂浮的材料。虽然污泥厌氧分解,最终积累在罐底,必须抽出定期(每两至四年)。悬浮固体和油脂被困在坦克出口挡板,和沉淀后的污水流到吸收,通过它向下渗透到地下。通过层土壤流动缓慢,解决废水进一步处理和纯化的物理和生物过程才到达水位。

一个吸收领域包括几个多孔管道放置在长,浅沟渠满是砾石。管道将污水通过砾石在相当大的区域,因为它渗透到底层层的土壤。如果处理的站点为常规浸出字段太小,深层渗透坑可能代替浅战壕;渗流坑需要更少的土地面积比浸出字段。两种浸出战壕和渗流坑必须放置高于季节性高地下水位。

对于地下现场污水处理成功,磁导率土壤水力传导率,必须在一个可接受的范围内。如果太低,污水将无法通过土壤有效地流动,它会渗透到表面的吸收,从而危害公共卫生。如果渗透率过高,可能没有足够的净化废水达到前水位,从而污染地下水。地面吸收了废水的能力在很大程度上取决于土壤的质地(即。相对大量的碎石,沙子,淤泥和粘土)。磁导率可以通过直接观察评估土壤的挖掘测试坑也进行渗透测试,每个测试。“perc测试测量的速度水渗入土壤在小型试验洞挖处理网站。测量的perc率可用于确定所需面积吸收字段或渗流坑的数量。

不利的网站或土壤条件禁止使用吸收领域和渗流坑堆系统可以用于现场污水处理。堆是一种吸收领域建立自然地面以上为了提供合适的材料渗透和分离排水水位的领域。化粪池污水间歇性地泵室和应用于丘。其他现场处理方法包括使用间歇砂过滤器或小,预制有氧治疗单位。氯化消毒(通常)这些系统时需要的废水污水排入附近的流。

废水再利用

废水可以是一个宝贵的资源在城市或城镇人口增长和水供应是有限的。除了缓解紧张有限的淡水供应,实现废水的再利用可以提高质量的溪流和湖泊通过减少废水排放,他们接受。废水可回收和重用的作物和景观灌溉、地下水补给、或娱乐的目的。填海喝在技术上是可行的,但这种重用面临重大公众阻力。

除了缓解紧张有限的淡水供应,实现废水的再利用可以提高质量的溪流和湖泊通过减少废水排放,他们接受。

有两种类型的废水重用:直接和间接的。直接重用,经过处理的废水管道到某种类型的系统没有首先被稀释在自然河流或湖泊或地下水。一个例子是一个高尔夫球场的灌溉市政污水处理厂的废水。间接重用包括混合回收废水和另一个重用之前的水域。实际上,任何社区使用的表面水的供应下游处理工厂排放管的另一个社区是间接废水再利用。间接重用也通过卸料回收废水进入地下水含水层后来撤回水使用。排放到一个含水层(称为人工充电)是通过深井注入或浅表面扩散。

质量和治疗要求回收废水成为更严格的人类直接接触和摄入的机会增加。杂质,必须清除取决于水的用途。例如,去除磷酸盐和硝酸盐没有必要如果用途景观灌溉。如果直接重用饮用水供应计划,三级处理与多个障碍对污染物是必需的。这可能包括二级处理后的颗粒媒体过滤,紫外线辐射粒状活性炭吸附,反渗透,空气剥离,臭氧化、氯化。

使用套中水回用循环系统在新商业建筑提供了一个节约用水和减少污水总量的方法。这些系统过滤和用氯消毒由浴缸和水槽排水和重用的水nonpotable目的(例如,冲洗厕所和小便池)。再生水可以用蓝色染料,以确保它不是用于饮用。

污泥处理和处置

积累的残留污水处理厂称为污泥(或有机固体)。污水污泥是固体、半固体或浆残留物质,是生产废水处理过程的副产品。这个残留通常分为初级和二级污泥。初级污泥产生的化学沉淀,沉淀,和其他主要过程,而二次污泥是一种由贪婪导致的激活废弃物生物质生物治疗。一些污水处理厂也接收污水或化粪池固体从家庭现场污水处理系统。经常污泥结合在一起进行进一步的处理和处置。

污水污泥的处理处置是主要因素在设计和操作的污水处理厂。治疗污泥最终处置之前的两个基本目标是减少其体积和稳定有机材料。稳定污泥并没有一个令人不愉快的气味,可以处理不会造成损害或危害健康。较小的污泥体积减少泵和存储的成本。

治疗方法

污水污泥处理可能包括增厚、消化、脱水过程。

增厚

增厚通常是污泥处理的第一步,因为它是不切实际的处理污泥,浆的固体悬浮在水中。通常是在完成增厚油罐称为重力浓缩机。增稠剂可以降低污泥的总量小于原始体积的一半。另一种重力增厚是溶气浮选。在这种方法中,气泡携带固体表面,一层增厚污泥形式。

消化

污泥消化是一个生物过程中有机固体分解为稳定的物质。消化降低固体的总质量,破坏病原体,并使它更容易脱水或干污泥。消化污泥是无害的,有丰富的盆栽土壤的外观和特点。

大多数大型污水处理厂使用两阶段消化系统有机物的代谢细菌厌氧(没有氧气)。增厚,在第一阶段中,污泥干燥固体(DS)的含量约为5%,加热和混合在一个封闭的坦克好几天了。酸性的细菌水解大分子如蛋白质和脂质,将他们分解成较小的水溶性分子,然后发酵成各种小分子脂肪酸。然后污泥流入第二个柜,由其他细菌溶解物质的转换沼气,二氧化碳和甲烷的混合物。甲烷是可燃和被用作燃料加热第一消化槽以及发电的植物。

厌氧消化对温度非常敏感,酸度,和其他因素。它需要仔细的监视和控制。在某些情况下,污泥接种额外的水解酶的开头第一个消化阶段为了补充细菌的作用。人们已经发现,这种酶治疗可以破坏更多不必要的污泥中的病原体也可能导致更多的沼气的产生在第二阶段的消化。

另一个传统的两级厌氧消化过程的增强是热水解,或大分子的分解热量。这样做是在一个单独的步骤之前消化。在一个典型的情况下,这个过程始于一个污泥脱水的DS的内容约15%。碎浆机的污泥混合蒸汽,这热均相混合物喂一个反应堆,在压力下举行大约165°C (330°F)约30分钟。在这一点上,水解反应完成后,一些蒸汽流血碎浆机(美联储),和污泥,仍然在一些压力,释放突然变成了一个“闪蒸罐”,压力骤降的细胞壁破裂的固体物质。水解污泥冷却,稍微用水稀释,然后直接发送到第二阶段厌氧消化。

污泥消化也可能发生aerobically-that是氧气的存在。污泥是一个开放的大力加气槽大约20天。甲烷气体并不在这一过程中形成的。虽然有氧系统更容易比厌氧系统操作,他们通常花更多的钱来运作,因为曝气所需的力量。好氧消化往往是结合小延时曝气或接触稳定系统。

有氧和传统厌氧消化转换大约一半的有机污泥固体,液体和气体。热水解之后,厌氧消化可以转换约60 ~ 70%的液体和气体的固体物质。不仅是固体的体积小于常规消化,但更大的生产沼气可以做一些污水处理厂的能量自给自足。

脱水

消化污泥处置之前通常是脱水。脱水污泥仍然含有大量的水经常高达70,但,即使有水分,污泥不再表现为液体,可以处理的固体材料。污泥干化床提供脱水的最简单的方法。消化污泥浆是传播一个开放的床上沙子,允许继续直到干燥。通过蒸发和干燥发生重力排水砂。管道网络建立在沙滩上收集的水,这是抽回工厂的负责人。大约六周的干燥后,污泥饼,因为它被调用时,可能有一个固体的含量约为40%。它可以从沙子中删除与干草叉或前端装载机。为了减少干燥时间在潮湿或寒冷的天气,一个玻璃外壳可能是建立在沙床上。因为需要大量的土地面积干燥床,这种脱水的方法常用在农村或郊区城镇,而不是在人口稠密的城市。

替代污泥干化床包括转鼓真空过滤机、离心机、带式压滤机。这些机械系统需要更少的空间比污泥干化床,他们提供更大程度的操作控制。然而,他们通常被称为污泥调节的步骤,之前的化学物质被添加到液态污泥固体凝结,提高排水能力。

处理

处理过的污水污泥的最终目的地通常是土地。脱水污泥可以被埋在地下卫生填埋。它还可能传播农业用地以利用其作为土壤改良剂和价值肥料。由于污泥可能含有有毒的化工原料,它不是传播在土地作物供人类消费的增长。

在一个合适的地点为土地处置不可用,在城市地区,污泥焚烧。完全焚烧蒸发水份,将有机固体转化为惰性灰。火山灰必须处理,但缩小体积使得处理更加经济。空气污染控制是一个非常重要的考虑当污水污泥焚烧。合适的空气净化设备,如必须使用洗涤器和过滤器。

海洋中倾倒污泥,一旦一个经济的处理方法对于许多沿海社区,不再是一种可行的选择。现在禁止在美国和其他许多沿海国家。

新兴技术

专家在废水处理领域一直在努力实现建立技术和改善环境法规,以满足水质目标和人类健康保护。与此同时,行业也被转换为未来的挑战做好准备,如气候变化,改变人口老化的基础设施。

改进治疗方法

许多年长的污水处理设施需要升级,因为越来越严格的水质标准,但这通常是困难的,因为有限的空间扩张。为了让提高治疗效率,不需要更多的土地面积,开发新的治疗方法。这些包括膜生物反应器工艺,有压载的絮状物反应堆,和综合固定薄膜活性污泥(ifa)的过程。

在膜生物反应器过程中,中空纤维微滤膜模块是淹没在一个通风柜,二次澄清和过滤可能发生,从而提供二级和三级处理在一个很小的土地面积。

压载絮凝反应器,悬浮物的沉降速度是增加了使用沙子和聚合物帮助凝结水中的悬浮固体,形成大质量称为絮体。沙子与污泥分离水力旋流器,一个相对简单的设备,介绍了水在切缸的顶部,这样沉重的材料,如沙“旋转”离心力向外墙上。沙滩上收集由重力底部的水力旋流器和循环回反应堆。

生物曝气过滤器使用盆地与水下媒体作为一个接触表面的生物处理和废水的过滤分离固体。Fine-bubble通气应用于促进过程,使用常规反洗干净的媒体。曝气生物滤池是所需的土地面积只有约15%的传统的活性污泥系统所需面积。

自动化

先进的污水净化处理过程涉及生物治疗敏感参数和环境。为了确保稳定可靠操作的物理,化学,和生物过程、处理厂通常需要实现复杂的技术涉及复杂的仪表和过程控制系统。使用在线分析仪器,可编程逻辑控制器(PLC),监控和数据采集(SCADA)系统、人机界面(HMI),和各种过程控制软件允许治疗过程的自动化和计算机化的远程操作。这种创新显著提高系统操作,从而减少监管的需要。

环境注意事项

自然疗法,节能,碳足迹减少社区面临的一些关键因素是能源和电力的挑战。绿色技术和使用可再生能源来源,包括太阳能和风力发电污水处理发展和将有助于减少人类活动对环境的影响。生态和经济自然污水处理和处置系统已经获得了重要性在许多地方,特别是在较小的社区。这些包括人工湿地、泻湖、稳定池塘、土壤过滤器,滴灌,地下水充电,和其他类似的系统。简单、成本效益、效率和这些系统的可靠性提供了潜在的应用等环保技术。

考虑到废水富含营养物质和其他化学物质,污水处理设施已得到公认,资源化设施,克服以前的单纯的名声污染减排实体。新技术和方法不断提高能源效率,营养,和其他化学物质回收处理厂,帮助创建一个可持续的市场,成为污水处理设施的收入来源。

营养交易等概念也出现了。这些举措的目的是控制和实现整体污染负荷目标对于一个给定的分水岭,交易减少养分之间的信用点和面源放电器。这样的程序可以帮助减少养分污染的影响以及减少财务负担的社会代价高昂的处理厂升级。

写的Archis Ambulkar》的作者饮用水和污水行业指导职业发展;杰瑞·a·内桑森,协和郡大学工程学教授,克兰福德,新泽西;和
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