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城市的發(fā)展必然會帶動居住人口的不斷增加，人口的增加所產(chǎn)生的生活污水自然也會越來越多，這種情況下，污水處理便迫在眉睫。
隨著水污染受到的關注越來越多，污水處理行業(yè)得以迅速發(fā)展，同時，污水處理系統(tǒng)的機械化自動化程度也不斷提高，污水處理系統(tǒng)使用的設備越來越多，越來越復雜。
污水處理按處理方法性質(zhì)可分為：
1）物理方法：格柵過濾、沉淀法、浮選法、離心分離、膜分離法等
2）化學方法：混凝、化學沉淀、中和、萃取、氧化還原、電解等
3）生物方法：好氧、厭氧法
污水處理按不同處理程度和處理任務可分為：
1）一級處理：機械處理
2）二級處理：主體工藝為生化處理
3）三級處理：控制富營養(yǎng)化和重新回用的深度處理
其中一級處理：是去除污水中影響二級生物處理正常運轉(zhuǎn)的雜物的過程，主要包括去除污水中的漂浮物及懸浮狀態(tài)的污染物、調(diào)整pH值和其他減輕污水的腐化程度及后處理工藝負荷的過程。一級處理是二級生物處理的預處理過程，只有一級處理出水水質(zhì)符合要求，才能保證二級生物處理運行平穩(wěn)，進而確保二級出水水質(zhì)達標。針對不同污水中存在的不同污染物，應實施與之相對應的一級處理工藝。比如酸堿污水應當采取中和處理，含鹽污水應當采取離子交換、電解或膜法處理，對超高濃度有機污水就應當采取萃取法處理。
一級處理常用的設備有格柵、篩網(wǎng)、破碎機、柵渣脫水機、柵渣打包機與各種刮吸泥設備。
二級處理主要設備有各式鼓風機、表面機械曝氣設備、空氣擴散器、純氧曝氣裝置、生物濾塔、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化塔、生物流化塔、填料等。
三級處理主要處理設備有活性炭吸附設備、離子交換設備、膜分離設備、絮凝設備、消毒設備、強氧化設備等。
與污水處理廠配套污泥處理和處置設備有：污泥脫水設備、污泥厭氧與沼氣利用設備、污泥堆肥設備和污泥制肥設備等。
整個過程為通過粗格刪的原污水經(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)過格刪或者篩濾器，之后進入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理(即物理處理)。
1、格柵
格柵是污水一級處理的第一道工序，污水泵站中最主要的輔助設備，去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行。格柵一般由一組（或多組）平行的柵條組成，傾斜安裝在進水的渠道里，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。其傾斜角度為60°~80°。格柵后應設置工作臺，工作臺一般應高于格柵上游最高水位0.5m。對于人工清渣的格柵，其工作臺沿水流方向的長度不小于1.2m，機械清渣的格柵，其長度不小于1.5m，兩側(cè)過道寬度不小于0.7m。
格柵的種類很多，有臂式，鏈條式，鋼繩式，回轉(zhuǎn)式等，其中污水處理中常用的格柵為回轉(zhuǎn)式格柵。
分類：按形狀可分為平面格柵、曲面格柵；按柵條的間隙分為粗格柵（50~100mm）、中格柵（10~40mm）、細格柵（1.5~10mm）三種。
2、污水提升泵房
進入污水處理廠的污水經(jīng)過粗格刪進入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。污水提升泵房其作用主要是將上游來水提升至后續(xù)處理單元所要求的高度，使其實現(xiàn)重力自流。它的工作特點是它所抽升的水是不干凈的，一般含有大量的雜質(zhì)，而且來水的流量隨時都在變化。
污水泵房的基本組成包括：機器間、集水池、格柵、輔助間。機器間內(nèi)設置水泵機組和有關的附屬設備。
分類：
按水泵啟動前能否自流充水分為自灌式泵房和非自灌式泵房。
按泵房的平面形狀，可以分為圓形泵房和矩形泵房。
按集水池與機器間的組合情況，可分為合建式泵房和分建式泵房。
按照控制的方式又可分為人工控制、自動控制和遙控3類。
3、沉砂池
污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。其工作原理是以重力分離為基礎，故應控制沉砂池的進水流速，使得比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒能夠隨水流帶走。
沉砂池主要分類有：平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等。
曝氣式沉砂池：由于曝氣作用，廢水中有機顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，砂?；ハ嗄Σ敛⒊惺芷貧獾募羟辛Γ傲Ｉ细街挠袡C污染物能夠去除，有利于取得較為純凈的砂粒。在旋流的離心力作用下，這些密度較大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度較小的有機物隨水流向前流動被帶到下一處理單元。另外，在水中曝氣可脫臭，改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理，還可起到預曝氣作用。
涉及主要設備：曝氣池、水泵、流量計、水箱、電控箱、管道及閥門、不銹鋼支架。
優(yōu)點：沉淀下來的砂粒清潔，含有有機污染物的量低于5%；具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡作用，加速污水中油類的分解。
缺點：沉砂中夾雜有15%的有機物，使后續(xù)處理增加難度，影響環(huán)境。
平流式沉砂池：原理與平流式沉淀池相仿，針對含顆粒物質(zhì)較多的高濁度水，其作用是通過降低入水的一部分濁度，以便減小后續(xù)處理步驟的負荷，改善后續(xù)步驟的處理效果。
涉及主要設備：吸砂機、曝氣風機
優(yōu)點：因構(gòu)造簡單，除砂效果較好，加之除砂設備國產(chǎn)化率較高已成為我國建成城市污水廠沉砂池的主要池型。
缺點：占地面積太大，使用較長時間時，污泥沉積抽泥不方便，必須增加曝氣管，邊曝氣邊抽泥。
旋流式沉砂池：是利用機械力控制水流流態(tài)與流速、加速沙粒的沉淀并使有機物隨水流帶走的沉砂裝置。具有占地省、除砂效率高、操作環(huán)境好、設備運行可靠等特點，但對水量的變化有較嚴格的適用范圍，對細格柵的運行效果要求較高。其關鍵設備為國外產(chǎn)品，價格很高，故該池型在國內(nèi)普及為時尚早。
涉及主要設備：電機、減速器、傳動軸、葉輪、曝氣系統(tǒng)
優(yōu)點：沉砂效果好去除水源中無機物沙礫尤為顯著，效率高、占地小、耗能低、運行穩(wěn)定、維護管理方便正逐漸取代前兩種。
缺點：現(xiàn)階段使用情況下，暫無發(fā)現(xiàn)明顯缺點。
4、調(diào)節(jié)池
為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設備的正常運行，需對污水的水量和水質(zhì)進行調(diào)節(jié)；酸性污水和堿性污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行混合，可達到中和的目的；短期排出的高溫污水也可用調(diào)節(jié)的辦法來平衡水溫。
無論是工業(yè)廢水，還是城市污水和生活污水，水量水質(zhì)在一日24小時內(nèi)都有變化，一般認為，對大、中型城市污水處理廠而言，因其服務區(qū)域大，區(qū)域內(nèi)住宅、商店、辦公樓、機關等不同類型建筑物的排水變化規(guī)律不同，有互補作用，再加上污水管網(wǎng)對水量水質(zhì)的均衡作用，所以城市污水處理廠不設調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池主要在工業(yè)廢水處理站內(nèi)作為均衡水量和水質(zhì)的預處理構(gòu)筑物而被大量應用。
5、初次沉淀池
初次沉淀池是污水處理中第一次沉淀的構(gòu)筑物，主要用以降低污水中的懸浮固體濃度。用于一級處理的沉淀池，通稱初次沉淀池。初次沉淀池與二次沉淀池的區(qū)別在于初次沉淀池一般設置在污水處理廠的沉沙池后、曝氣池之前，而二次沉淀池一般設置在曝氣池之后、深度處理或排放之前。初次沉淀池是一級污水處理廠的主體構(gòu)筑物，或作為二級污水處理廠的預處理構(gòu)筑物設在生物處理構(gòu)筑物的前面。
初沉池的主要能耗設備是排泥裝置，比如鏈帶式刮泥機，刮泥撇渣機，吸泥泵等，但由于排泥周期的影響，初沉池的能耗是比較低的。
初次沉淀池的主要作用包括：
1）去除廢水中密度較大的固體懸浮顆粒，減輕后續(xù)處理設施的負荷；
2）使細小的懸浮顆粒絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果；
3）對膠體物質(zhì)有一定的吸附去除作用；
4）有些廢水處理工藝會將部分二次沉淀池的污泥回流到初次沉淀池，通過二沉污泥的生物絮凝作用可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)有機物，提高初次沉淀池的去除效率。
按照池內(nèi)水流方向的不同，初次沉淀池可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池和斜板斜管沉淀池。
幾種沉淀池比較：
?。?）平流式池：構(gòu)造簡單，沉淀效果較好，但占地面積較大，排泥存在的問題較多，目前大、中、小型污水處理廠均有采用；
?。?）豎流式池：占地面積小，排泥較方便，且便于管理，然而池深過大，施工困難，造價高，因此一般僅適用于中小型污水處理廠使用；
（3）輻流式池：最適宜于大型水處理廠采用，有定型的排泥機械，運行效果較好，但要求較高的施工質(zhì)量和管理水平；
?。?）斜流式池：主要適用于初沉池，在給水處理中應用較廣，沉淀效率高，停留時間短，占地少，缺點是容易滋生藻類等，排泥困難、易堵塞，維護不便。
?。?）氣浮：氣浮法又稱為浮選法，它是在污水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡作為載體，使污水中的乳化油、微小懸浮物等污染物黏附在氣泡上。利用氣泡的浮升作用上浮到水面，通過收集水面上的泡沫或浮渣達到分離雜質(zhì)、凈化污水的目的。
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