城市污水

根據《2015年環境統計年報》統計，2015年全國廢水排放量735.3億噸，比2014年增加2.7%。工業廢水排放量199.5億噸，比2014年減少2.8%；佔廢水排放總量的27.1%，比2014年減少1.6個百分點。城鎮生活污水排放量535.2億噸，比2014年增加4.9%；佔廢水排放總量的72.8%，比2014年增加1.5個百分點。集中式污染治理設施廢水（不含城鎮污水處理廠，下同）排放量0.6億噸。

其中，工業廢水中化學需氧量排放量293.5萬噸，比2014年減少5.7%；佔化學需氧量排放總量的13.2%，比2014年減少0.4個百分點。城鎮生活污水中化學需氧量排放量846.9萬噸，比2014年減少2.0%；佔化學需氧量排放總量的38.1%，比2014年增加0.4個百分點。工業廢水氨氮排放量21.7萬噸，比2014年減少6.5%；佔氨氮排放總量的9.4%，比2014年減少0.3個百分點。城鎮生活污水中氨氮排放量134.1萬噸，比2014年減少2.9%；佔氨氮排放總量的58.3%，比2014年增加0.4個百分點。2015年，全國工業廢水中石油類排放量1.5萬噸，比2014年減少6.5%；揮發酚排放量973.2噸，比2014年減少28.6%；氰化物排放量146.2噸，比2014年減少11.6%。工業廢水中重金屬汞、鎘、六價鉻、總鉻、鉛及砷排放量分別為1.0噸、15.5噸、23.5噸、104.4噸、77.9噸和111.6噸。 ^[2] 

城市污水中普遍含有有機污染物（用COD、BOD₅表示），包括碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪酸、油脂、酯類等物質。在選擇污水處理工藝時往往需要用BOD₅/COD比來評價污水的可生物降解性，在研究和測試方法上則常用生物呼吸氧量與時間的變化曲線來間接表示有機物的降解速率，也可通過此方法間接反映可生物降解性。城市污水BOD₅一般為100mg/L～500mg/L。

城市污水含有大量的懸浮物（SS=150mg/L～500mg/L），包含了有機物和無機物，SS也是構成COD、BOD₅的主要貢獻者。SS中含有大量的無機顆粒和膠體顆粒，對污水中原有的有機化合物、無機物、或病原菌具有吸附作用，並有可能形成新的複合污染物。SS是污水處理流程中在一級單元應考慮去除的污染物，可採用沉澱混凝、沉澱、過濾等這種物理化學組合法被分離去除。

城市污水中的氮，可來源於生活污水和工業廢水中。生活污水中人體排泄物（糞便）含有的氮素，通過下水道排至污水處理廠；某些工業廢水，如：化肥、食品、焦化等工業生產排放廢水，含有較高的氮素，容易造成污水處理廠碳氮比例失調、生物脱氮不徹底的問題。在污水處理流程中，氮素的形態較多，原水中含有銨鹽和有機氮、生物段轉化為硝酸鹽、亞硝酸鹽，生物脱氮的產物則為氮氣被排放到水處理系統之外。城市污水中的磷來自生活污水和地面徑流中，生活污水中磷含量大約30～75%。由於城市污水中摻雜有工業廢水或地面徑流攜帶的污染物，所以有的城市污水中可能含有非常規無機污染物和有機污染物（如氟、砷、酚、氰、重金屬、農藥類化合物、多環芳烴等）。 ^[3] 

城市污水按來源可分為生活污水、工業廢水和徑流污水。

生活污水主要來自家庭、機關、商業和城市公用設施。其中主要是糞便和洗滌污水，集中排入城市下水道管網系統，輸送至污水處理廠進行處理後排放。其水量水質明顯具有晝夜週期性和季節週期變化的特點。

工業廢水在城市污水中的比重，因城市工業生產規模和水平而不同，可從百分之幾到百分之幾十。其中往往含有腐蝕性、有毒、有害、難以生物降解的污染物。因此，工業廢水必須進行處理，達到一定標準後方能排入生活污水系統。生活污水和工業廢水的水量以及兩者的比例決定着城市污水處理的方法、技術和處理程度。

城市徑流污水是雨雪淋洗城市大氣污染物和沖洗建築物、地面、廢渣、垃圾而形成的。這種污水具有季節變化和成分複雜的特點，在降雨初期所含污染物甚至會高出生活污水多倍。 ^[3] 

城市污水的物理性質包括顏色、氣味、水温、氧化還原電位等指標。

化學指標 城市污水的化學指標很多，它包括酸鹼度（PH）、鹼度、生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、固體物質、氨氮（NH3-N）、總磷(TP)、重金屬含量等。

應用較多的生物指標是細菌總數和總大腸桿菌數，在生活污水、醫院污水中常可檢測到。

我國城市污水一般通過收集進入污水處理廠進行處理，具體可分為一、二、三級處理。一級處理，又稱初級處理。處理的對象是污水中的漂浮物和懸浮物。可以採用篩濾截留法——篩網、格柵過濾、重力分離法——沉砂池、沉澱池、隔油池、氣浮池等。離心分離法、旋流分離器、離心機等。二級處理，是指去除污水中污染物，使其各項指標達到要求。主要環節要根據不同的污水處理程度、規模、水質特點來確定處理工藝。比如活性污泥法、生物膜法等。三級處理，又稱深度處，彌補二級處理的欠缺，可使用化學和物理化學以及生物方法，比如中和法、人工濕地法等。 ^[5] 

1、活性污泥法

和迴流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液通過曝氣設備充入空氣，空氣中的氧溶入混合液，產生好氧代謝反應，且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態，這樣，廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸反應，混合液進入沉澱池，混合液中的懸浮固體在沉澱池中沉下來和水分離，流出沉澱池的就是淨化水、沉澱池中的污泥大部分迴流，稱為迴流污泥，迴流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度，也就是保持一定的微生物濃度、曝氣池中的生化反應引起微生物的增殖，增殖的微生物量通常從沉澱池中排除，以維持活性污泥系統的穩定運行，這部分污泥叫剩餘污泥活性污泥除了有氧化和分解有機物的能力外，還要有良好的凝聚和沉降性能，以使活性污泥能從混合液中分離出來，得到澄清的出水。

傳統活性污泥法。優點：①不宜採用物理化學方法處理的廢水,BOD去除率可達95%以上。②建設投資額高,但處理的動力費較低。缺點:所需停留時間長,設備龐大,基建投資大,因而要加各種構築物,使各種構築物容積增大,從而使處理廠面積增大,增加管理人員及管理難度。發展方向:①為了廢水體系的組分、濃度均勻化,重新估價預處理,重新研究調整槽。②探討選擇活性污泥微生物系的菌種。③活性污泥法的設備中引入儀表化和擬定管理指標。

兩段活性污泥法。兩段活性污泥法，簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個污水處理系統。其工藝特點是：不設初澱池，A段高負荷，B段低負荷，A、B兩段污泥分別迴流，充分利用污水管道中的微生物，為不同時期生長的優勢微生物種羣創造良好的環境條件，讓其充分發揮作用，耐衝擊負荷能力強，處理效果穩定。其主體工藝流程為：原污水→格柵→頂曝氣調節池→A段曝氣池→A段沉澱池→B段曝氣池→B段沉澱池→排放該類設備，採用自吸式射流曝氣機、無支架的污泥懸浮型生物填料、側向流坡形斜板沉澱池等先進技術。BOD5去除率為90%，COD去除率為80%。

序批式活性污泥法。簡稱SBR法，原則上，SBR法的主體工藝設備只有一個間隙反應器，在一個運行週期中，按運行次序，分為進水、反應、沉澱、排水和閒置五個階段。SBR法的關鍵設備潷水器的研製，已取得長足的發展。常用的潷水器，有虹吸式、旋轉式和套筒式三種。SBR法工藝簡單、節省費用，理想的推流過程使生化反應推力大、效率高，運行方式靈活，脱氮除磷效果好，沒有污泥膨脹，耐衝擊負荷、處理能力強。其主體工藝流程為：原污水→調節池→SBR反應池→消毒池→出水。 ^[6] 

2、生物膜法

在污水生物處理的發展和應用中，活性污泥和生物膜法一直佔據主導地位。

生物膜法主要用於從廢水中去除溶解性有機污染物，主要特點是微生物附着在介質濾料表面，形成生物膜，污水同生物膜接觸後，溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H₂OCOA₂NH₂，和微生物細胞物質，污水得到淨化，所需氧化一般直接來自大氣生物膜法採用的處理構築物有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備和生物流化牀等。隨着新型填料的開發和配套技術的不斷完善，與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由於生物膜法具有處理效率高耐衝擊負荷性能好，產泥量低佔地面積少便於運行管理等優點，在處理中極具競爭力。 ^[5] 

厭氧處理法中，厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的處理裝置。厭氧微生物附着載體的表面生長，當污水自下而上升式通過載體所構成的固定牀層時，在厭氧微生物作用下，污水中的有機物得以厭氧分解，併產生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型，填料的發展迅速，其工藝流程為：進水→沉澱池→厭氧消化池→厭氧生物濾池→拔風管→氧化溝→進氣出水井→排水污水經沉澱池預處理後進入厭氧消化池進行水解和酸化，可提高污水的可生化性，為後續處理創造條件。在拔風系統作用下，生物濾池處於兼氧狀態，阻止了污水中甲烷細菌的產生，使整個系統仍處於酸性階段，而氧化溝內溶解氧一般可穩定在1.5～2.8mg/L，污水在此進一步好氧處理。該工藝的實質類似於A/O法，但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強化。拔風系統是處理過程的關鍵。其主要優點是不耗能、造價低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩餘污泥量少、出水水質好、運行效果穩定。 ^[6] 

3、AO法及A2O法

AO法及A2O法是近年來開發出的生物脱氮除磷新工藝，與傳統的化學和生物脱氮除磷相比，它還有效提高了BOD、COD、SS的出水指標。AO法是缺氧、好氧的簡稱，A2O法是厭氧、缺氧和好氧的簡稱，脱氮是在缺氧段完成的，除磷則要求有厭氧段。AO法主要是脱氮,A2O法可以同時去除氮、磷。這兩種工藝都要求污水充分曝氣，使含氮有機物充分硝化,所以必須降低污泥負荷,延長曝氣時間和增大鼓風量。根據天津東郊污水處理廠和瀋陽市北部污水處理廠的實踐，採用AO工藝比傳統活生污泥流程的曝氣池容積、二沉池容積、迴流污泥量、鼓風量和曝氣裝置數量都增大一倍左右，而且由於該工藝要求比較低的污泥負荷，否則不足以達到污泥好氧穩定，所以AO法將帶來基建投資和電耗的大幅度增加。A2O法在缺氧段前面還加有一個厭氧池，以達到對磷的有效去除效果，基建費用與電耗比AO工藝更高點。 ^[6] 

4、RSPR高濁度污水處理技術

最新發明的“SPR高濁度污水淨化系統”將污水的“一級處理”和“三級處理”程序合併設計在一個SPR污水淨化器罐體內，在30分鐘流程裏快速完成。SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出，形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒；選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來；然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體；再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設計的SPR高濁度污水淨化器內使絮體與水快速分離；清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後，達到三級處理的水準，出水實現回用；污泥則在濃縮室內高度濃縮，定期靠壓力排出，由於污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入機械脱水裝置，經脱水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚，免除了二次污染。 ^[6] 

5、污水回用

城市污水處理應考慮與污水資源化目標相結合，城市污水作為城市第二水資源，回用於工業及市政清掃綠化，是解決水資源緊缺的一條有效途徑，在考慮污水處理廠規劃建設時宜同步規劃污水回用工程的建設。在進行污水回用工程評價時，需分析回用水的利用途徑、可行性和因此產生的環境問題。城市污水處理廠污水回用的途徑是多方面的，大致可分為農業用水（包括林、牧、漁業）、城市雜用水、工業用水、環境用水和補充水源水。當作為農業用水、環境用水和補充水源水時，應對可能產生的地面水、地下水、土壤及生態環境的影響作進一步的分析。 ^[5]