供水与污水处理设施的质量控制与决策是什么？

  适用于中国的污水处理技术和做法来源：www。examda。com

　　5。1前言本节将论述工程和质量管理专家TOR中的第4个要点。其目的是要拟订适用于中国的污水处理技术和做法的资料性的综合技术文件。主要目标是工艺和工程设施。准备论述的题目如下：关于污水处理目标的综述。
  污水收集系统。液体处理技术。固体物处理技术．

　　5。2关于污水处理目标的综述在评述适用于中国的污水处理技术和做法前，先明确一下此系统所期望的要求是有益的。以往，污水处理系统一直是通过去除病原菌和去除影响污水排放的污染物，以保护公共卫生。
  后面一类污染物包括需氧量（通常以BOD5表示）、可沉固体物、油类和脂类、及漂浮物。

　　但是渐渐地，要求污水处理系统去除其他污染物。这是因为污水排放导致了受水体水质的恶化。尤其是在中国等缺水国家，必须进行适当的污水处理才能保持水质，并确保可用水可多次应用于多种用途。
  在缺水地区也越来越多实行污水回用，使可供水能满足人口增长的需要。从而明确了对今后污水处理系统的要求。

　　过去要求污水处理设施去除BOD5和TSS仍然有效。去除TSS可连带去除污水中其他污染物，如漂浮物、油、脂等。上述污染物必须去除，因为它们妨碍了正常用水。
  去除TSS（以及漂浮物、油、脂）不很费钱。这也是去除其他污染物必要的前提或一个部分。去除BOD5对大多数排放地点和/或出水利用来说也是必要的。但是，其他污水处理要求将更多地支配对污水处理工艺的选择，因为决定处理工艺的是它们而不是BOD5。为保护受水体水质，控制营养物的要求在日益增长。
  排入淡水的污水要求去除磷，以控制藻类和其他水生植物的过量生长。脱氮并非是保护淡水水质所需，但是需要进行硝化来减少需氧量。然而，为保护以后作为供水水源的地表水，还需要脱氮。如要求进行硝化，则一定程度的脱氮往往是成本有效的。应注意的是实行硝化将会促使BOD5的广泛去除。
  如排入地下水者，也需进行脱氮以保护其今后作为供水水源。在沿海地区要求除磷脱氮以保护（恢复）河口的水质。总之，应该问的是为保护水质要求脱氮达到什么程度，而不是是否需要脱氮的问题。

　　必须去除污水中的有毒化合物。最好是不要把有毒物排放在最初排放的地方。
  因为污水处理过程对去除微量污染物不很有效，尤其是处理系统充作污染物的屏障时。但是污水处理过程最大限度去除有毒物有利于今后对受水水域的利用。来源：考试大

　　最后的处理要求是消毒。消毒是过去对污水处理系统的要求，因为这是处理系统用以保护公共卫生的基础。
  过去把消毒重点放在细菌性病原菌的指示物，即大肠杆菌，和人体寄生虫上。而现在越来越关心的是病毒和原生动物等病原菌，如隐孢子虫属和贾第鞭虫属。污水处理系统往往专注于以往的消毒要求。而水再生和回用系统越来越关注正在出现的病原体，这也是现代水处理实施的重点。
  控制病原体的重点是控制颗粒物。有理由认为某些目前应用于饮用水系统的要求也将应用于污水处理系统。这说明污水处理厂出水中的颗粒物将是人们关注的问题。

　　5。3污水收集系统以往，雨水的收集和运输同污水的收集一直是相互联系的。其实，雨水和污水收集系统就是同一个系统。
  过去对污水处理的要求不太严格，相当数量的雨水（地下水）与污水一起处理被认为是合理的途径。由于对污水处理厂出水水质的要求更为严格，处理大量稀释的污水大大增加了污水处理的成本，并影响所采用的工艺技术。

　　可以采用不同的途径和技术，使污水和外来的净水完全分开。
  现正在开发这种技术并已用之于生产上。特别是用PVC制造的直径小、浅式的污水收集系统使之能有效收集污水，同时又能把净水排除在外。这种系统，也就是共管污水系统，已经成功地在若干地方应用。1996年Mara就此系统作了全面的阐述。经验表明外来水流入截污总管的做法是可以改正的。
  但是，私人接管中的外来水流是很难排除在常规的系统之外的。共管系统使私人住宅更难把他们的排水系统接到污水收集系统上。因此，可以更有效的隔绝外来水流。PVC管也可使该系统更加“不透水”，从而隔绝外来水流。

　　雨（有时是地下水）污分流系统要求设置有效收集雨水的系统。
  没有这种系统，很可能要把地面排水连接到污水收集系统内以减少溢流。

　　把外来水流排除在污水收集系统外可以大大减少污水流量，从而降低污水处理成本。污水浓度会明显增加，使液体处理技术在技术上成为可行，将在下一节讨论这个问题。它还会使污水温度增加（雨水和地下水的温度比污水低），这将使新技术的应用更加可行。
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　　5。4液体处理技术许多污水处理技术都适用于中国的情况，本节将对今后可能应用于中国的某些新开发的技术作一些评论。要论述的题目有：。生物塘处理系统。深度一级处理。生物去除营养物。消毒。厌氧处理。膜法处理5。4。1生物塘处理系统用各种不同类型的生物塘系统处理污水已有几个世纪（甚至一千年）了。
  已证明这系统对保护公共卫生是十分有效的，因为在设计得当的生物塘系统中病原菌被有效的分解。但是，这种系统需要大量土地，而且其出水水质尚不能达到保护受水体水质的水平。因此，它在发展中和发达国家里的使用率下降了。

　　有意义的是，在过去几年开发了新一代的生物塘污水处理技术。
  这是更有效的处理技术，而且可以生产出高质量的出水。特别有意义的新系统为：。双动力式多池（DPMC）曝气塘。先进的一体化生物塘系统。生物塘增强处理现对上述系统分别阐述如下。

　　5。4。1。1双动力式多池曝气塘常规的生物塘污水处理系统中，由藻类提供生物降解进水中有机物所需的氧。
  另一种方法是用机械方法提供所需的氧。双动力式多池（DPMC）曝气塘中，由机械曝气器提供生物降解进水有机物所需的氧。此外，DPMC曝气塘的目的是尽量减少藻类生长，因为藻类会进入出水，从而破坏出水水质。

　　DPMC曝气塘由两个连续的塘组成，每一个都有其特定的功能（Rich，1999；Grady，Daigger和Lim，1998；Rich，1982a，b，c）。
  第一个是完全混合塘，其目的是生物降解进水中含有的有机物，并把它们转化成生物量。第二个塘用于沉淀和储存合成生物体。www。Ｅxamda。CoM考试就到考试大

　　第一个生物塘中的HRT（相当于完全混合塘中SRT）约为2天。这足以可生物降解进水有机物，并使出水可溶BOD5浓度低于10mg/L。
  它还可以提供足够的混合能使生物固体物保持悬浮状态（一般约为10W/m3，即50Hp/MG）。悬浮生物体产生的浊度可限制光透入塘中，以防止藻类生长。

　　第二个塘中的HRT一般是3－4天。采用机械曝气，其功率密度不足以使悬浮固体物保持悬浮状态。
  这使得生物固体物在上游完全混合塘中进行合成，然后沉淀。存在于进水中或在上游完全混合塘中合成的悬浮固体物在污泥层中厌氧稳定。污泥层中的厌氧过程可以减少甲烷和硫化氢，以及减少扩散入上覆清水层的有机物。在这一层中的氧可用以氧化硫化氢和还原有机物，还可以控制塘内臭气的散发。
  通过上覆清水层的曝气为氧化上述还原化合物，以及进一步氧化第一个塘出水中含有的可溶有机物提供了所需的氧。通过曝气还可提供混合上覆清水层所需的能量。把清水区HRT控制在1～2天内，以控制藻类在第二个塘中生长。用膜帘把第二个塘分成两个串联的池或把它隔成两个单独的池便可达到上述目的。
  

　　DPMC曝气塘是简单而有效的污水处理方法，适用于较小的污水处理厂。最近Rich开发了改进该系统的方法，使其具有硝化和脱氮的功能。（Rich，1999）。

　　5。4。1。2先进的一体化生物塘系统先进的一体化生物塘系统（AIPS）是另一种生物塘系统，先是厌氧塘然后是兼氧或好氧塘，把两者联接起来。
  在厌氧塘内进行最佳的厌氧予处理，同时尽可能减少臭气的散发。处理厌氧塘出水的有高负荷氧化塘（HROP）和兼氧/好氧塘等等多种方法。

　　AIPS处理的一个主要特点是一开始的厌氧塘。该塘比较深，由下游的厌氧坑和上覆的好氧部分组成。进水流进入厌氧坑的底部，然后向上通过积聚的污泥层。
  进水中的悬浮固体物沉淀在厌氧坑中，在那里进行厌氧稳定。污泥层中的厌氧菌使进水中的胶状和溶解有机物代谢。其效果是可去除大量TSS和BOD5。厌氧坑的出水进入上覆的好氧区，对厌氧污泥层中形成的还原化合物和厌氧坑中未能去除的一部分进水有机物进行好氧生物降解。
  靠藻类和下游好氧塘回流的充氧水向该区供氧。好氧层在厌氧坑的上面有助于控制臭气的散发。

　　厌氧塘出水进入下游生物塘系统，在那里HROP、兼氧塘、和好氧塘等多种处理方案可用。这些塘可以去除厌氧塘出水中的可生物降解有机物、消毒、和去除一定数量的营养物。
  出水水质主要取决于对藻类生长的控制和这部分处理系统的分隔。这部分系统可以根据工艺目的予以调整。采集者退散

　　把常规的生物塘转换成AIPS可明显影响系统的性能。厌氧塘可有效去除BOD5和TSS，不需要输入能量。也可以有效去除重金属和某些氯化有机物。
  在厌氧坑内硫酸盐被还原成硫化物。硫化物可沉析进水中的重金属。厌氧坑内的厌氧条件可脱去氯化有机物的氯，从而增强它们在下游好氧部分的生物降解作用。从进水中排出的的悬浮固体物经厌氧稳定后存储在厌氧坑内。稳定后的固体物在去除之前可储存若干年。

　　在厌氧塘内去除大量有机物后，可减少系统下游部分的负荷。
  因而大大提高了污水厂的处理能力。象常规生物塘一样，出水水质在很大程度上取决于出水中藻类的浓度。

　　PETROPETRO这个词指的是生物塘增强型处理和运行，是结合有滴滤池的生物塘污水处理系统。滴滤池用以去除兼氧塘出水中的藻类，从而提高出水水质。
  

　　PETRO过程中用的生物塘处理系统包括有结构类似于AIPS所用的厌氧塘，接着是一个兼氧塘。兼氧塘出水回流到厌氧塘，保持一上覆的充氧水层以控制臭气。该过程的能量效率很高。厌氧塘可有效去除悬浮固体物和可生物降解有机物，而无须输入能量。兼氧塘也可有效去除可生物降解有机物，并同时去除营养物和钝化病原体，无须输入能量。
  然而，出水可能含有较高浓度的藻类。

　　在滴滤池中去除兼氧塘出水中的藻类。兼氧塘出水已经过滴滤池的处理。虽然可看到系统内明显的硝化反应，但也可看到藻类去除较差。PETRO过程发明者假设为这是因为没有易生物降解有机物促使异养菌生长造成的。为此，他们决定把兼氧塘周围的一部分厌氧塘出水直接导入滴滤池。
  正如所假设的那样，滴滤池内生长了异养生物体，可去除兼氧塘出水中大量藻类。从滴滤池脱落的异养生物和藻类很容易沉淀在下游的沉淀池内。滴滤池内也可看到硝化反应。

　　PETRO过程可以大大改进原有兼氧塘过程的出水，同时又可大大减少过程的能量需求。
  由厌氧塘和兼氧塘组成的生物塘处理系统只需要极少的能量输入。唯一需要的能量输入是用泵把兼氧塘出水抽回到厌氧塘，以保持充氧水表层。滴滤池也是能量有效过程。其主要的能量需求是用泵把进水抽回到滴滤池。滴滤池的主要优点是具有去除兼氧塘出水中藻类的机理，其结果是大大提高了出水水质。
  滴滤池内也发生硝化反应，因而降低了工艺出水中的氨氮浓度。厌氧塘内还有一些脱氮作用，因为至少被部分硝化的厌氧塘出水回流到厌氧塘。如同AIPS一样，厌氧塘内的厌氧坑会有效去除重金属和氯化有机物脱氯。这有利于下游兼氧塘和滴滤池的生物降解作用。

　　通过实施PETRO过程可大大提高现有污水处理厂的能力。
  在厌氧塘内去除大量可生物降解有机物，因而增加了在那里处理的流量。此外，不是所有的进水都通过兼氧塘。最后，不需要在兼氧塘进行完全处理，因为下游的滴滤池还会作进一步处理。

　　5。4。2深度一级处理深度一级处理就是用金属盐使污水中的胶状颗粒不稳定，以及用有机聚合物把不稳定的胶体积聚成大的可沉降的絮体，然后在常规一沉池内被去除（Daigger和Buttz，1998）。
  该工艺过程的结果是可去除原污水中大部分可沉的和胶状颗粒。完全溶解的有机物一般不能去除。至于生活污水，80－90%的进水TSS可以被去除，同时50－60%的进水BOD5也能被去除。由于使用了金属盐（铝和铁），也可有效去除磷。考试大－全国最大教育类网站(www．Examda。
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　　深度一级处理有可能增强去除BOD5、TSS、和磷，但是不能去除氮或溶解BOD5。因此，它不能产生有效保护水质的出水。深度一级处理可以是总的污水处理过程系列的一个组成部分，它包括有深度一级处理系统下游的生物脱氮过程。在这种情况下，采用深度一级处理可减小下游生物脱氮设施的容积。
  

　　深度一级处理只有在一种情况下可作为主要污水处理过程—出水通过深海排放口进行排海处置之前。因为深度一级处理出水不宜排入淡水或回用，必须予以处置。此外，因出水未能脱氮，故不能排入沿海浅水域，否则会导致上述水域的富营养化。需要足够长的排放口把深度一级处理后的出水运往沿海水域以外，进入深海水域。
  

　　最近中国有几个项目已经考虑把深度一级处理作为污水处理的选择方案。从以上可清楚看出仅有深度一级处理将会限制其应用，只可用于深海排放。然而，这是总的处理过程系列的一个组成部分，它包括有下游的生物脱氮。如果一开始没有足够资金建设整个污水处理厂，则深度一级处理可用于在特定地点的阶段实施污水处理。
  在建设一期处理厂时一沉池可按深度一级模式建设和运行。以后，可以在一级处理系统的下游加上生物处理设施。以后建设生物处理设施时，根据经济情况决定是否继续或停止向一沉池投药。

　　5。4。3生物去除营养物生物去除营养物（BNR）是现代污水处理设施的一部分，当然也是中国要建设的污水处理设施的一部分。
  各种BNR过程都可以去除氮或磷，或氮磷都去除。悬浮生长和固定膜过程都是有效的（Grady，Daigger，和Lim，1998）。现有各种工艺方案，每一种都各有利弊。看来没有理由仅对一种悬浮生长BNR过程予以标准化。相反，先对选择方案进行评估，如第4。
  3节所说的那样，然后再选择最合适的过程。进展仍在继续，如开发了分段投料的生物除磷脱氮过程（Nolasco，etal。，1998）。该过程的好处是减小了生物反应器的容积和混合液回流泵设施的尺寸和复杂性。另一个有意思的情况是在BNR过程中同时去除生物营养物（Littleton和Daigger，1999）。
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　　无论是否设置上游一级处理，悬浮生长BNR过程都可以实施。这取决于经济情况和污泥处理过程。设置一级处理可让初沉污泥发孝以提高生物除磷过程的效果。如果不设一级处理，则需另选方法来发孝污水固体物以促进有效生物除磷。

　　定序间歇反应器（SBR）也可用于生物除磷脱氮。
  SBR对于小型污水处理设施是成本有效的，但是对于大型处理设施无成本效益可言。

　　固定膜生物脱氮过程业已开发而且是有效的。其主要优点是比悬浮生长BNR系统需要的面积少。但是，固定膜比悬浮生长过程昂贵。此外，用固定膜过程需要外源碳，如甲烷，才能有效生物脱氮。
  用固定膜过程进行生物除磷更难，因为难以实现生物除磷所需的厌氧/好氧交替进行。固定膜过程有明显优点的场合也可以应用。但是在中国看来情况并非如此。 。