[转贴]：SBR工艺的总结

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序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。
由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。
好氧间歇曝气系统（DAT-IAT—Demand Aeration Tank-Intermittent Tank）是由天津市政工程设计研究院提出的一种SBR新工艺。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。
循环式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出来的,是SBR工艺的一种新形式。将ICEAS的预反应区用容积更小，设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30。整个过程间歇运行，进水同时曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。
UNITANK单元水池活性污泥处理系统是比利时SEGHERS公司提出的，它是SBR工艺的又一种变形。它集合了SBR工艺和氧化沟工艺的特点，一体化设计使整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间和空间控制，适当的增大水力停留时间，可以实现污水的脱氮除磷。
改良式序列间歇反应器（MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor）是C,Y.Yang等人根据SBR技术特点结合A2-O工艺，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。通常MSBR池分为主曝气池、序批池1、序批池2、厌氧池A、厌氧池B、缺氧池、泥水分离池。
每个周期分为6个时段，每3个时段为一个半周期。一个半周期的运行状况：污水首先进入厌氧池A脱氮，再进入厌氧池B除磷，进入主曝气池好氧处理，然后进入序批池，两个序批池交替运行（缺氧—好氧/沉淀—出水）。脱氮除磷能力更强。
SBR工艺优点
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
SBR系统的适用范围
由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：
1) 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2) 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3) 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
4) 用地紧张的地方。
5) 对已建连续流污水处理厂的改造等。
6) 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
SBR设计要点、主要参数
SBR设计要点
1、运行周期（T）的确定
SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取1～4ｈ。反应时间（tR）是确定SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在2～8h。沉淀排水时间（tS+D）一般按2～4h设计。闲置时间（tE）一般按2h设计。一个周期所需时间tC≥tR﹢tS﹢tD ，周期数 n﹦24／tC
2、反应池容积的计算
假设每个系列的污水量为q，则在每个周期进入各反应池的污水量为q/n·N。各反应池的容积为：
V:各反应池的容量
1/m：排出比
n：周期数（周期/d）
N:每一系列的反应池数量
q：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）
3、曝气系统
序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.5～1.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为1.5～2.5kgO2/kgBOD。
在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。
4、排水系统
⑴上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。
⑵为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。
⑶在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。
序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征：
1) 应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水）
2) 为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能）
3) 排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠。（可靠性）
排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。
5、排泥设备
设计污泥干固体量=设计污水量×设计进水SS浓度×污泥产率／1000 ，在高负荷运行（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss·d）时污泥产量以每流入1 kgSS产生1 kg计算，在低负荷运行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d）时以每流入1 kgSS产生0.75 kg计算。
在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得2～3%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。
SBR设计主要参数
序批式活性污泥法的设计参数，必须考虑处理厂的地域特性和设计条件（用地面积、维护管理、处理水质指标等）适当的确定。
用于设施设计的设计参数应以下值为准：
项 目 参 数
BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.03～0.4
MLSS(mg/l) 1500～5000
排出比(1/m) 1/2～1/6
安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深) 50以上
序批式活性污泥法是一种根据有机负荷的不同而从低负荷（相当于氧化沟法）到高负荷（相当于标准活性污泥法）的范围内都可以运行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS负荷，由于将曝气时间作为反应时间来考虑，定义公式如下：
QS：污水进水量（m3/d）
CS：进水的平均BOD5(mg/l)
CA：曝气池内混合液平均MLSS浓度(mg/l)
V：曝气池容积
e：曝气时间比 e=n·TA/24
n:周期数 TA:一个周期的曝气时间
序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内，反应池容积对污水进水量之比和每日的周期数来决定，此外，在序批式活性污泥法中，因池内容易保持较好的MLSS浓度，所以通过MLSS浓度的变化，也可调节有机物负荷。进一步说，由于曝气时间容易调节，故通过改变曝气时间，也可调节有机物负荷。
在脱氮和脱硫为对象时，除了有机物负荷之外，还必须对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研究。
在用地面积受限制的设施中，适宜于高负荷运行，进水流量小负荷变化大的小规模设施中，最好是低负荷运行。因此，有效的方式是在投产初期按低负荷运行，而随着水量的增加，也可按高负荷运行。
不同负荷条件下的特征
有机物负荷条件（进水条件） 高负荷运行 低负荷运行
间歇进水 间歇进水、连续
运行条件BOD-SS负荷（kg-BOD/kg-ss·d）0.1～0.4 0.03～0.1
周期数大（3～4） 小（2～3）
排出比大小
处理特性有机物去除 处理水BOD<20mg/l 去除率比较高
脱氮较低高
脱磷高较低
污泥产量多少
维护管理 抗负荷变化性能比低负荷差 对负荷变化的适应性强，运行的灵活性强
用地面积 反应池容积小，省地 反应池容积较大
适用范围 能有效地处理中等规模以上的污水，适用于处理规模约为2000m3/d以上的设施 适用于小型污水处理厂，处理规模约为2000m3/d以下，适用于不需要脱氮的设施
SBR设计需特别注意的问题
（一）主要设施与设备
1、设施的组成
本法原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中。为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的设置。
2、反应池
反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：1～1：2，水深4～6米。
反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：①如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。②专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。
反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：①在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。②与其他相同BOD—SS负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。
反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池。
3、排水装置
排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种：⑴潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；⑵池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；⑶专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件：①单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；②集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；③排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。
在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目：
①上清液排出装置的溢流负荷——确定需要的设备数量；
②活性污泥界面上的最小水深——主要是为了防止污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小；
③随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量须扩大；
④ 在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合SBR法的运行原理。
SBR工艺的需氧与供氧
SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上的推流，而SBR反应池是时间意义上的推流。由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。SBR反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。
SBR工艺排出比（1/m）的选择
SBR工艺排出比（1/m）的大小决定了SBR工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。根据微生物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间可以减少。但是，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。此外，不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选用较小的排出比，反之则宜采用较大的排出比。排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。
SBR反应池混合液污泥浓度
根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小决定了生化反应器容积的大小。SBR工艺也同样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，SBR反应池池容就小，反之SBR反应池池容则大。但是，当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。此外，池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要的沉淀时间长，反之则短。当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。SBR工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。
关于污泥负荷率的选择
污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率的大小关系到SBR反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选用低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。
SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合
SBR工艺采用间歇进水、间歇排水，SBR反应池有一定的调节功能，可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计，自动控制方式的设计，闲置期时间的选择，可以将SBR工艺与调节、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节约投资与运行管理费用。
在进水期采用水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀的关闭采用液位控制，根据水解酸化需要的时间确定开始曝气时刻，将调节、水解酸化工艺与SBR工艺有机的结合在一起。反应池进水开始作为闲置期的结束则可以使整个系统能正常运行。具体操作方式如下所述：
进水开始既为闲置结束，通过上一组SBR池进水结束时间来控制；
进水结束通过液位控制，整个进水时间可能是变化的。
水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包括进水期，这段时间可以根据水量的变化情况与需要的水解酸化时间来确定，不小于在最小流量下充满SBR反应池所需的时间。
曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可根据计算得出。
沉淀时间根据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定，它的开始即为曝气反应的结束。
排水时间由滗水器的性能决定，滗水结束可以通过液位控制。
闲置期的时间选择是调节、水解酸化及SBR工艺结合好坏的关键。闲置时间的长短应根据废水的变化情况来确定，实际运行中，闲置时间经常变动。通过闲置期间的调整，将SBR反应池的进水合理安排，使整个系统能正常运转，避免整个运行过程的紊乱。
SBR调试程序及注意事项
（一） 活性污泥的培养驯化
SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。
活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。
培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。
（二） 试运行
活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。
在活性污泥系统的运行中，影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。
对SBR处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的SBR反应器数量有关。运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运行模式，达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。
（三） 污泥沉降性能的控制
活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上层清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体（SS）含量将升高，COD上升，导致处理出水水质的下降。
导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容积指数（SVI）的升高。SBR工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低的。SBR较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于SBR法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。可以认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞外形成多糖聚合物（否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。
污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的SVI变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。

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近十几年来，我国的城市污水处理有了很大的发展，改良的活性污泥法，如氧化沟、AB法、SBR法等新工艺得到推广应用。这些新工艺的共同点是取消了初沉池，因而具有占地小、投资省的特点。然而，由于我国的城市污水水质不同于发达国家，取消初沉池后，导致一些城市污水厂运行管理出现问题。因此，在城市污水处理厂设计规划时，对初沉池的取消与设置必须引起足够重视。

1　初沉池的作用

　　在城市污水厂进水中，固体物质在城市污水中固体由可沉固体、漂浮固体和一部分胶态的不可沉固体组成。城市污水中的悬浮固体、可沉固体物质 以三种状态存在：溶解态、胶体态和悬浮态。而悬浮约占60%，胶态固体物质接近40%，极少一部分是漂浮固体物质。

　　在城市污水厂的一级处理中，初沉池设置在格栅、沉砂池之后，主要去除悬浮固体中的可沉固体物质，去除效果可达90%以上；在可沉淀物质沉淀过程中，悬浮物质中不可沉淀漂浮物质的一小部分(约10%)会粘附在絮体上一起沉淀下去。另外，漂浮物质的大部分也将在初沉池内漂浮在污水表面作为浮渣去除，沉下去的物质作为污泥被排出。而且，由于初沉池的停留时间一般为1.5～2.0 h，所以初沉池还有均和水质、水解(酸化)作用［１］。

2　我国城市污水水质现状

　　我国是一个发展中国家，城市排水基础设施差，城市排水体制基本上以合流制为主。由于城市绿化率不高，燃烧煤炭作为城市生活中一次性能源使用较为普遍，加之我国城市垃圾尚未分类，城市建筑物内建筑设备又以蹲式大便器、大便槽为主，因此我国的城市污水中不仅含有有机物，还有泥沙、煤渣等无机物和塑料带(袋)等漂浮物。

　　现以深圳蛇口开发区污水厂为例加以说明。该污水厂采取二级生物处理，服务区域内排水体制为分流制排水系统，开发区内不设化粪池。一个2万m3/d的污水厂，经格栅清除的栅渣达0.5～0.6t/d?。栅渣成分复杂，既有一般城市污水厂常见的木块、塑料制品等，又有少见的衣物、丝织品等。进厂污水中的漂浮物虽然经一道粗格栅(栅距为20 mm)、一道细格栅(栅距为10 mm)，但是仍有一些如布条、塑料带等杂质穿过格栅，越过沉砂池，最终在初沉池内被有效地去除，保证了后续二级生化处理的正常运行。

3　取消初沉池后所产生的问题

　　城市污水中的无机物、漂浮物绝大部分是经格栅、沉砂池、初沉池这些一级处理构筑物去除的。

　　城市污水中的无机物大部分是在沉砂池内去除，少部分是在初沉池内去除。这是因为我国沉砂池是按去除粒径大于0.2 mm的砂粒(相对密度为2.65)，去除率大于95%设计的。据对广西某城市污水厂泥沙淤积较为严重的氧化沟内积泥实测结果表明：尽管对0.2 mm以上的砂粒去除率达到90%，但对粒径小于0.1 mm的砂粒，去除率仅为35%左右。这就是取消初沉池的直接后果［２］。

　　城市污水中的漂浮物大部分是经格栅去除的，少部分是在初沉池内去除的。目前，我国城市污水厂一般设置粗细两道格栅，细格栅栅距一般不小于10 mm［３］。因此，一部分漂浮物仍能穿过格栅，进入后续处理构筑物。根据对我国部分城市污水厂实际运行现状的调研证实，取消初沉池后，给城市污水厂的运行管理带来一系列的问题，突出表现在下述几个方面［４］：

　　(1)漂浮物进入二沉池后，往往缠绕在刮泥机上，影响其正常工作；这些杂质随二沉池剩余污泥进入污泥浓缩池，又会缠绕到机械混合搅拌桨上；

　　(2)沉砂池去除的砂粒淤积在二级生物处理构筑物的配水沟渠内，而后导致氧化沟、曝气池、SBR池积沙严重，池容减少；

　　(3)累积的泥沙常常堵塞二沉池、污泥浓缩池排泥管道；

　　(4)含沙率过大的活性污泥脱水时，大大降低污泥的成饼率，并使带式压滤机滤布过度磨损，缩短了使用寿命；污泥消化池消化含沙率过大的剩余污泥，不但使污泥搅拌困难，而且导致消化池产气量降低；

　　(5)回流污泥泵由于输送含沙率过大的活性污泥使泵壳磨穿(一般3～4年)；连钢制管道弯头端部磨穿时间也缩短为5～6年(一般为10年左右)。

4　关于初沉池设置的讨论

4.1　初沉池不宜取消的原因在于设计规范的规定

　　对于格栅栅距，现行设计规范规定［５］：在污水处理系统前，采用机械清除时为 16～25 mm；如水泵前格栅栅条空隙宽度不大于20 mm时，污水处理系统前可不再设置格栅。实际上，为了保证城市污水厂的正常运行，污水处理系统前已设置了两道格栅，栅距已减少到 10 mm。但是，由于我国的城市污水含渣量大、成分复杂，虽然设置了两道格栅，仍有一部分漂浮物进入二级生物处理构筑物，影响城市污水厂的正常运行。

　　沉砂池的沉砂效率取决于水力停留时间，现行设计规范规定［５］：平流沉砂池在最大流量时停留时间应不小于30 s，曝气沉砂池最大时流量的停留时间应为1～3 min。如此短的水力停留时间，使得一部分细砂粒随沉砂池出水进入后续处理构筑物，一旦取消初沉池，则会影响城市污水厂二级生物处理的正常运行。

　　因此，要取消初沉池，必须修改现行设计规范。即格栅须设置三道，第三道格栅栅距不大于5 mm；沉砂池的水力停留时间不低于10 min［2～3］。

4.2　处理低浓度城市污水不设初沉池问题的讨论

　　我国已建的城市污水厂，由于设计等方面的原因，造成实际运行水质远小于设计水质??［６］?。使得初沉池不能正常运行，其后的曝气池难以维持正常运行，还由于初沉池可削减30%左右的BOD负荷，造成有机碳源的亏缺，难以进行生物去除氮、磷的处理。因此得出结论：处理低浓度城市污水，应取消初沉池［7～8］。

　　仔细分析，上述结论是在城市污水厂建成后，由于实际运行水质远小于设计水质，运行管理人员针对曝气池无法正常运行，进而采取加设初沉池超越管、关闭初沉池的措施。其实都是在弥补污水厂本身设计的不足。因此得出取消初沉池的结论是否欠妥，值得商榷。

　　笔者认为：处理低浓度城市污水，宜采取城市污水一级强化处理工艺或先建城市污水一级处理工艺，待城市污水水质浓度提高后，再上二级生物处理工艺；或者采取生物膜处理工艺，但初沉池是不能取消的［６，９］。

4.3　改良的活性污泥法取消初沉池问题的讨论

　　目前，在我国已建成了一些氧化沟、AB法、SBR法等二级生物处理工艺的城市污水处理厂。这些城市污水厂的主要特点是取消了初沉池，简化工艺流程，压缩基建费。但是，取消初沉池后，一方面增加了处理运行费(初沉池可降低30%的BOD所需费用有限)，得不偿失；另一方面，漂浮物和泥砂影响二级处理构筑物的正常运行、导致机械设备故障及管道磨损。探讨这些处理工艺取消初沉池的原因，也许是国内无设计先例(缺乏新工艺的设计规范)，只有照搬国外城市污水处理工艺。而国外取消初沉池的原因在于：①城市绿化率高，城市居民餐饮基本上以成品或半成品为主，进入城市污水厂的泥砂量很少，而城市污水厂内沉砂池的停留时间较长，使有限的泥砂得到去除［２］；②城市垃圾进行了分类处理，进入城市污水厂的漂浮物有限；③城市居民厨房一般设置了餐余物粉碎器，极大地减少了城市污水中的杂质；④建筑物卫生间内坐式大便器普遍应用，居民良好的文明习惯也是城市污水中杂质少的原因之一；⑤城市排水体制广泛采用分流制，是取消初沉池的重要原因。

　　显然，限于我国城市污水水质现状和城市基本设施的不完善，在今后的一段时间内，城市污水厂取消初沉池是不适宜的。

5　结论

　　(1)鉴于我国城市污水水质现状，初沉池作为城市污水一级处理重要的构筑物，具有弥补现行设计规范不足的作用，因此初沉池不宜取消；

　　(2)初沉池能去除60%的悬浮固体，30%左右的BOD，还具有一定的水解(酸化)作用，属低投入、低能耗的城市污水处理单元，尤其在处理低浓度城市污水方面，应十分重视对初沉池的设计。

参考文献

1　 王洪臣主编.城市污水厂运行控制与维护管理.北京：科学出版社，1997.33～34

2　邵林广，王华.平流式沉砂池设计参数的研究.给水排水，1999，25(9)：21～23

3　邵林广，游映玖.城市污水一级处理技术分析研究.武汉冶金科技大学学报，1998，2 4(4)：421～425

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5　黄明明，张蕴华主编.给水排水标准规范实施手册.北京：中国建筑工业出版社，199 3.332～333

6　邵林广.南方城市污水厂处理工艺的选择.给水排水，2000，26(6)：32～34

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8　杨鲁豫，王琳，等.我国水资源污染治理的技术策略.给水排水，2001，27(1)：94～ 101

9　邵林广.南方城市污水厂实际运行水质远小于设计值的原因及其对策.给水排水，199 9，25(2)：11～13

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一、概 述
    医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区，我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的小区污水处理。
    小区污水系统的处理能力，各国并无统一的限定。前苏联曾建议单个构筑物的处理能力不宜超过1400m3/d，美国则把小厂的处理能力限定在3785 m3/d的范围内。根据我国情况，建议把等于或小于4000 m3/d的处理厂定义为小区污水处理厂。
    小区污水不同于城市污水（常包括部分工业废水），属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，处理难度小。
    小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异，常用处理方法有：化粪池、一级处理（初次沉淀池）、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小，管理水平不高，所以，在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防止因污泥处理不善造成二次污染。目前，较为常用的处理工艺有：①污水→调节池→初次沉淀池→生物接触氧化池→二沉池→出水，生物接触氧化是应用最广泛的方法，主要优点是停留时间短、易挂膜，尤其适合设备化，埋地建设倍受环保公司及用户青睐，但由于维修管理及设备防腐等方面的问题，近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式，设置人员通道以便维修，此种地下建设方式在小区水处理中具有较大市场，但这种方式一般处理规模较小，每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理，推荐采用地面建设方式，生物处理部分可采用接触氧化，也可采用SBR或其改进型CASS工艺，曝气方式建议采用低噪音的风机或水下曝气机。②污水→调节池→混凝沉淀→过滤→出水，对处理程度要求不高，且水量较小时，可采用此工艺，具有占地面积小，异味小，管理简单等优点。另外，在好氧生物处理之前加上酸化水解，有利于降低能耗，提高系统的总去除率。生活小区通常有较大的绿地面积，如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车，应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。

二、小区污水处理厂设计原则
1. 处理出水要求和处理程度
   一般来说，不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》（GB3838—88）和《污水综合排放标准》（GB8978—96）的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理，则按土地处理法的要求计算；
2. 污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观；
3. 在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理；
4. 在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地；
5. 污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响；
6. 设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，
适合分期建设；
7．处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术；
8．处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力。
9．小区内的人口是逐渐增加的。因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国情况，可考虑采用20年的设计周期。

三、小区污水处理流程
    根据小区废水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以，化粪池应与污水处理方法相结合。
几种常用的处理工艺：
（1）污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池→出水
（2）污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池→出水
污泥回流
（3）污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS→出水
加药
↓
（4）污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀→过滤→出水(物化方法)

回用工艺流程： 生物处理出水再经混凝过滤和消毒

    在流程开始时一般要考虑设置均化池，这是因为小区在水质和水量上的变化都比城市污水处理厂大。均化池一般设在格栅以后。物化和生化处理是去除污染物的核心部分。

四、组合式污水处理厂或设备
    组合式处理厂以装配好的或易于组装的标准定型设备部件出售。在国内埋地设备曾风靡一时，主要优点是施工快，不占地面绿地，很多设计单位和用户非常欢迎，设计人员选设备很简单，而要设计污水处理厂工作量较大，所以，非常喜欢用设备化产品。环保公司制造设备利润丰厚，而土建工程利润较低，因此，企业大做广告和公关。但是实际应用表明，确实存在不少问题，对设备的维修管理困难，对运行情况考核不便，单机处理水量有限，使用寿命等均有待时间验证，因此，对埋地设备一直争议很大，现在，埋地设备热已经降温。建于地下的可检修、便于操作（有人员操作空间）污水处理设计方式应于推荐。上千吨的污水处理厂建议采用地上式。在水量不大，场地十分紧张时仍可考虑用埋地设备。埋地设备的确工艺流程一般均采用两段接触氧化和沉淀工艺，水力停留时间一般为2小时，污水进入设备前，先进行水量调节和提升。

五、SBR及CASS处理工艺的原理及参数选择
(一)序批式活性污泥法(SBR)
   SBR的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
    从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看，SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较，SBR法具有以下特点：①SBR装置结构简单，运转灵活，操作管理方便。②投资省，运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明：采用SBR法处理小城镇污水，要比用普通活性污泥法节省基建投资30%。③可抑制丝状菌生长繁殖，不易发生污泥膨胀，污泥指数SVI较低，有利于活性污泥的沉淀和浓缩。④SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中，能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷。⑤SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地。⑥运行稳定性好，能承受较大的水质水量冲击。⑦各项运行控制参数都能通过计算机加以控制，易于实现系统优化运行。

(三)周期循环曝气活性污泥法(CASS工艺)
    CASS（Cyclic Activated Sludge System ）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置，曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。

（四）CASS与SBR曝气方式的选择
    由于小区大都是居民居住区，对环境的要求比较高，因此，污水厂建设时应充分考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员的工作环境，采用水下曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。另外，由于CASS工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可根据进出水情况开不同的台数，在保证效果的条件下，达到经济运行的目的。

（五）CASS与SBR撇水机的选择
    撇水机是CASS工艺的关键组成部分，其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺的正常运行。目前，国内外对撇水机仍在进行研究和开发，按照目前所用的原理撇水机可分为三种类型，即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制的关键是解决滗水过程中，堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡，使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度，保证出水水质稳定。
我院自主研制开发的撇水机属丝杠旋转式，自动撇水装置主要组成部分是：滗水器、可扰动的软管、水位控制器、可伸缩推动杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮动式水堰，上部为堰口和防止浮渣进入出水的浮筒，下部出水管兼起支撑作用，部分浸没在水中，通过可伸缩推动杆使方形堰口达到连续均匀地排出反应池中的上清液。实际应用表明，所研制的撇水装置达到了国内外同类产品的先进水平。具有升降平稳、排水均匀、自动控制、价格低廉等优点，该项研究不仅满足了工程的需要，而且具有创新，属专项保密技术之一。

五、处理小区污水主要设计参数
    SBR设计参数：污泥负荷0.1~0.15kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥龄20~30天
工作周期12小时, 其中, 进水2.5小时(曝气或不曝气),反应6小时, 沉淀0.75~1小时, 排水2小时,闲置0.5~0.75小时。出水指标：COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L， SS〈10mg/L
CASS设计参数：污泥负荷0.1~0.2kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥龄15~30天
水力停留时间12小时，工作周期4小时，其中曝气2.5小时, 沉淀0.75小时,排水0.5~0.75小时，出水指标与SBR相近。

六 、污泥处理
污水处理量上千吨时，一般采用浓缩后脱水处理，小规模时一般浓缩后定期用大粪车运至填埋或作农肥。

七、小区污水处理厂址选择和布置
    小区系统的厂址选择和厂区布置在基本原则上与大厂是一致的。但是考虑到小区系统在服务对象和流程选择上的独特性，在厂址选择和布置时也应考虑到小区系统的特点。
1．厂址规划
（l）与服务地区的卫生防护区应有一定距离
（2）风向（不影响所服务地区和周围地区）
（3）交通运输和水电供应。
（4）便于兼顾小区其它生活保障设施的统一管理。
2．厂区道路和构筑物之间的间距
由于小区系统选用较小的设备和构筑物，厂区交通、维修及卫生要求所需的空间相应较小。厂区内应设计充足的车辆通道，路宽设计可以轻型载重汽车的回转半径为依据。主要构筑物之间的间距可考虑在3－5m之间。

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我国的中水技术发展和应用是从改革开放时开始的。1980年在广州由全国给水排水技术情报网召开的第一次室内给水排水技术交流会上还没有关于中水技术交流的内容。到了1984才开始进入我国中水技术发展的第一阶段。
　　1.技术引进消化、研究实验阶段
　　1984年在北京京西宾馆召开了中国土木工程学会第二次室内给水排水技术交流会，会议交流有清华大学王继明教授的《日本中水技术》的文章。北京市政设计院的中水技术译文在情报网中也有交流，北京市环境保护研究所刑建等人的中水试点工程在北京市环境保护研究所院内进行，有关文章的发表和北京市政研究所刘文棋进行的北京方庄小区的中水研究情况介绍都表明，当时的中水技术是处于日本中水技术的学习，工程技术设备引进、消化和工程应用试点研究的阶段。
　　主要技术特点是传统的生物处理技术和混凝、沉淀、过滤的深度处理技术在这一工程方面的应用。当时清华大学、北京建筑设计院、城建院的韩小青和江苏某厂共同在天坛宾馆浴室做了接触氧化法处理洗浴废水回用的实验；为配合京西宾馆东楼的中水，总后勤部营房部设计师院在本院公共浴室做的混凝气浮法处理洗浴废水的中试等都表明生物处理和物化处理工艺已开始应用于工程之中。
　　2.中水工程设施建设实践阶段
　　1987年3月在西安召开了中国土木工程学会建筑给水排水委员会成立大会暨技术交流会。冯震南结合北京国际贸易中心中水站设计论述的“中水及中水处理技术”、张延灿的“日本中水道技术概况”、孙玉林的“宾馆中水道设计”等论文大会交流并编入第一部建筑给水排水论文集《建筑给水排水新技术》。随着中水技术进入工程实践的需要，会议决定编制《中水道设计导则》。但实践的进展比人们的预想还要快，《导则》还没有出来，中国工程建设标准化协会建筑给水排水委员会已经上级协会批准由总后勤部建筑设计研究院夏葆真负责编制CECS标准《建筑中水设计规范》。
　　北京1987京政发60号文颁发了《中水设施建设管理试行办法》第一个地方性有关中水的法规，这个以政府文件颁发的《中水设施建设管理试行办法》颁发后的一次工程技术人员座谈会上，大家都认为政府的决心大，但技术准备不足。随着缺水形势的不断加强，社会经济的发展和改革开放的深入，表明北京政府的这个管理性文件颁发的正确性。相继深圳、大连等城市也颁发了《中水设施建设管理试行办法》，中水设施建设开始进入依法实施的阶段。1991年8月31日中国工程建设标准化委员会颁发《建筑中水设计规范》CECS30：91适时满足了工程建设的需要。但中水设施的建设在全国是很不平衡的，深圳起步虽早，但走了曲折的路，更多的地方还是因缺水的情况不同对缺水和水污染的形势及污废水资源化的重要性认识不足，实施不力。而在缺水严重的北京，中水设施建设和相应技术的发展就很快。
　　这个阶段技术发展的主要特点是各种处理工艺和处理方法都在实际工程应用得到检验，如北京市政院的混凝双滤(砂滤、活性炭滤)、北京建筑设计院的一些工程中的生物转盘法、臭氧氧化法，人力和万候公司做的膜滤等都在实际工程中检验。这期间应用技术研究较多，如北京市节水办与中国环境科学研究院、与北京市环境科学研究院对北京市中水工程的调查研究和应用技术研究，分析了工程的经济技术状况。总后勤部建筑设计研究院的中水应用技术研究，逐渐形成和丰富了几个版本《建筑给水排水设计手册》的中水部分，使中水技术成为工程应用技术的一部分。
　　3.全面推行的新阶段
　　1999年建设部标准定额司，进行《建筑中水设计规范》修编的准备工作，于2001年4月19日在北京九华山庄由建设部标准定额司、城建司主持召开国标《建筑中水设计规范》、《污水回用设计规范》两个规范编制工作会议。2001年12月28日《建筑中水设计规范》通过建设部组织的联合审查，准备上报发布。国标《建筑中水设计规范》的制定和即将发布，标志着中水设施建设进入全国推进的新阶段。说进入一个“新”的阶段，体现在以下三个“新”的方面。
　　一、面临发展的新形势
　　2000年9月25日，国务院在北京召开了全国城市供水节水与水污染防治工作会议，温家宝副总理作了重要讲话，指出城市供水、缺水与水污染已经面临十分严峻的形势，已经到了非解决不可的地步。国发［2000］36文发出了“关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知”。
　　2000年10月中旬朱总理在中南海主持召开的南水北调会，听取了国务院有关部门领导和各方面专家的意见后，按着十五届五中全会通过的，关于十五计划《建议》要求，提出加紧进行南水北调工程的前期工作，尽快开工建设，同时作了“务必做到先节水后调水、先治污后通水、先环保后通水”的重要指示。
　　2000年底建设部贯彻中央有关指示，加紧做好南水北调工程的配套工作，调水不等水，大力开展节水和污废水资源化的工作，加强制定有关规范、规定管理法规的工作，决定将原CECS《建筑中水设计规范》、《污水处理利用设计规范》提升为国家标准，进行全面修编。关于再生水利用方面的两个规范，一个规程、一项研究、几项水质标准同时进行编制、修编、研究，这些规范、规程、标准的出台，将加大污废水资源化的力度，回用设施的建设将出现新的局面。如北京市三委2001年第2号通告就是《关于加强中水设施建设管理的通告》。
　　二、回用设施建设将以更多、更新的方式展开
　　城市的水污染防治和水的再生利用随着生态环境的建设将得到很好的结合，城市的污水处理利用力度加大，城市再生水厂的建设必将与建筑和社区环境建设很好的结合，居住小区水的再生利用将进一步展开，利用的方式和系统型式也将是多样的。国标《建筑中水设计规范》的水质类型有三种(杂排水、生活污水、二级处理出水)小区的中水水源可多种：杂排水、污水处理厂出水、相对洁净的工业排水、生活污水、雨水等，利用的系统型式可以是多样的如全部完全分流系统、部分完全分流系统、半分流系统和无分流管系的简化系统等。多种中水水源和多样化的利用方式，将更有利于回用设施建设的展开。
　　三、应用技术发展将登上一个新的台阶
　　从1987至今10多年的工程应用实践，积累了丰富的正反两方面的经验。2001年由北京市城市节约用水办公室组织编写了《中水工程应用实例选编和评析》上、下篇，对这些工程实践、技术、经济、经验进行全面总结，即将出版发行。相信这部选编和评析，会如同日本中水技术发展进程中1981年东京大学教授绫日出教等对应用工程进行了系统整理，主编的《中水道实务便览》而为日本中水道进一步应用、开发，明确了方向一样，会为我国中水技术的发展起到承前启后的作用。国标《建筑中水设计规范》推出的多种处理工艺和利用方式如膜分离(MF、UF、NF、RO)技术、膜生物反应器、曝气生物滤池、生物活性炭、土壤生物系统、土壤毛吸处理利用系统(人工土地系统)等多种新的处理、利用方式方法，在国内、国外都有成功的应用，在进一步的推广应用中必使中水工程应用技术登上一个新的台阶。
　　相信在新的形势下，图标《建筑中水设计规范》的发布，紧接着现在正进行的《建筑中水工程》国家标准图集的发行。中水设施建设将会更广泛的展开，中水工程建设和中水技术的发展进入一个新的发展阶段。

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城市污水处理工程设计是一个综合性极强的系统工程，涉及的学科多，相关部门多，其中任何一个环节不合理都会给工程设计带来影响和造成不同程度的损失。

　　基本条件
　　——处理规模：处理规模的确定主要与下列因素有关：
　　城市人口 包括常住人口和流动人口。通常是根据城市总体规划近、远期及远景人口预测来确定的。当城市总体规划编制年限较早，尚未修编或修编中，需对现状人口核实并进行合理的分析和预测。同时，确定人口时，要特别注意旅游城市在旅游旺季出现人口峰值的特点及对城市水量变化系统的影响。
　　城市性质及经济水平 城市所在地域、自然条件、经济发达程度、人民生活习惯及住房条件不同，城市居民用水量标准不同，因而城市污水量亦不同。
　　城市排水体制 城市排水体制分为分流制和合流制。一般新建城市、扩建新区、新建开发区及经济条件较好的城市宜采用分流制；一些大中型城市中已建成的旧城区由于历史原因，一般为合流制，可改造成截流式合流制。根据城市具体情况，同一城市的不同地区可采用不同的排水体制。
　　城市排水体制的选择直接影响污水量规模，当采用分流制时，设计污水量全部为城市污水(包括生活污水和工业废水等)，当采用截流式合流制和分流制组合系统时，必须考虑截流式合流系统中排入的雨水量，该雨水量与设计截流倍数有关，应进行科学分析后合理确定。
　　工业废水量 由于城市结构各异，工业类型和工业比重不同，因而，工业废水量及水质量不相同。
　　根据“城市污水处理工程项目建设标准”，工业废水经工厂内自行处理，达到“污水排入城市下水道水质标准”(CJ3082-1999)后，优先考虑纳入城市污水收集系统，与城市生活污水合并处理。因此，工业废水量是城市污水处理厂确定处理规模的重要组成部分，必须对其废水量进行充分调查研究，合理确定工业废水量。
　　污水管网完善程度 污水管网完善程度对城市污水处理厂设计规模确定十分重要。管网的作用主要是承担城市污水的收集和输送。
　　目前我国各城市管网建设程度不同，输送能力则不相同，如果将其定义为“污水收集率”，则各城市现状污水收集率和规划污水收集率均不相同。当设计流域范围内处理污水量确定后，必须乘以污水收集率才能得到排入污水处理厂的实际污水量，换句话说，当需要保证该处理厂具有一定处理能力时，必须有相应规模的配套污水管网同步建成。
　　规划年限 规划年限是合理确定污水处理厂近、远期及远景处理规模的重要因素。应与城市总体规划期限相一致。根据“城市排水工程规划规范”(1997年版)对规划年限条文的说明，设城市一般为20年，建制镇一般为15～20年。规划年限分期，原则上应与城市总体规划和排水专项规划相一致。一般近期按3～5年，远期按8～10年考虑。
　　综上所述，将各相关因素进行全面的有机的综合分析后，便可合理的确定处理规模。
　　——污水处理厂进水水质
　　污水处理厂进水水质主要与下列因素有关：
　　城市性质及经济水平 如处理规模部分中所述，由于城市所在地域及经济发展程度不同，污水的水质亦不相同。例如沿海发达城市和南方城市用水量较大，污水浓度较低；北方城市特别是西部地区用水量较少，相对浓度较高；工业比重大的城市，由于工业废水排入下水道的浓度较高，致使城市污水浓度较高等。
　　工业废水水质 原则上工业废水必须经过厂内处理后达到“污水排入城市下水道水质标准”后才可纳入城市管网，最终进入污水处理厂。但由于目前我国对点源污染的管理体制和手段尚未健全，工业废水不经处理后直接排入城市下水道的现象屡有发生；因此在确定污水处理厂设计进水水质时，必须充分考虑该因素的影响而留有余地。
　　其它污染源 除生活污水和工业废水污染源外，常常还有农牧业污染和城市垃圾卫生填理场内渗滤液的纳入等因素。因此在确定污水处理厂进厂水水质，应对上述水量及水质进行综合平衡计算。
　　排水体制 当排水体制采用全部或部分截流合流制时，应注意由于截流倍数、截流水量而造成的污水浓度的变化给进水水确定带的影响。
　　——处理厂出水水质
　　处理厂出水水质应根据排入受纳水体的环境功能要求，水体上下游用途及水体稀释和自净能力等，使出水口水质符合国家或地方有关标准。当排入封闭或半封闭水体(包括湖泊、水库、江河入海口)时，为防止富营养化发生，应注意控制出水中TN和TP的浓度。
　　我国北方地区一些河流常年没有补给水源，基本属排污河，排入该河流的污水处理厂处理水应执行的标准需与环保部门研究商定。
　　由于目前水资源严重不足，各城市都在积极推广污水回用，如果二级处理后出水作为回用水输送至用户时，应根据用户对水质要求及国家或地方的相关标准等制定污水处理厂出水水质。
　　——污水、污泥资源化
　　选择技术工艺方案时应同时考虑污染和污泥综合利用。污水作为水资源已逐步被排水领域业内人士所接受，污水回用势在必行。新建城市污水处理厂时，应将污水净化和污水回用一并考虑，根据回用水用户对水量和水质的需求，按照国家和地方回用水水质标准，进行包括回用水处理工艺在内的全流程工艺设计。
　　同时，随着污水处理设施的完善污泥产量呈增加的趋势，特别是大型污水处理厂，污泥的处置已成沉重的包袱，因此污泥利用也逐渐受到重视。在达到稳定化无害化标准的前提下，优先考虑制肥，利用于农田或绿化，或可作建筑材料及能源作用。为此污泥利用也要进行用户需求和市场调查。
　　规模与工艺选择
　　——选择主要原则首先应采用能够保证处理要求和处理效果的技术合理、成熟可靠的处理工艺。同时可结合处理厂所在城市的具体情况和工程性质，积极稳妥的采用污水处理新技术和新工艺，对在国内首次选用的新工艺、新技术、必须经过中试或生产性实验，提供可靠的设计参数后方可采用。
　　工程造价低，省能耗，省运行费及占地少。
　　运行管理简单，控制环节少，易于操作。
　　因地制宜，结合处理厂所在地区特点，污水处理可分期、分级实施。
　　——不同规模污水处理厂工艺选择
　　笔者将建设规模的划分定位于≥20万m3/d，10～20万m3/d和5～10万m3/d三个类别。
　　国内污水处理工艺大多采用活性污泥法。活性污泥法主要分为以下几大类：
　　(1)传活性污泥法及其改进型
　　(2)氧化沟法及其改进型
　　(3)SBR法及其改进型
　　(4)AB法及其改进型
　　(5)其它类型，如UNITANK，水解酸化—好氧法等。
　　各种处理工艺技术都有着各自的适用条件和特点，大规模污水处理厂宜选用传统活性污泥法及其改进型。其原因：
　　去除有机物或N、P效率高；
　　工艺流程中设有初沉池；
　　厌氧、缺氧、好氧功能分区明确；
　　处理规模超过一定量后，基建费可降低。
　　因此，传统活性污泥法及改进型出水水质稳定，处理全流能耗小，运行费用较低，并且规模越大，优势越明显。
　　中小规模污水处理厂，特别当规模≤10万m3/d时，宜选用氧化沟法及其改进型和SBR法及其改进型。其原因：
　　去除有机物及N、P效率高；抗冲击负荷能力强；不设初沉池或不设初沉池及二沉池，设施简单，省基建费，方便管理；
　　基建费低，且规模越小，优势越明显；处理设备基本可实现国产化，设备费大幅降低。
　　由于中小城市水量、水质负荷变化大，经济水平有限，技术力量相对薄弱，管理水平相对较低等特点，采用SBR和氧化沟及其改进型是适宜的。
　　在10～20万m3/d类别范围内除常用处理工艺外，笔者推荐两种目前还未广泛应用的处理工艺。其一为氧化沟型的微型曝气生物法，该工艺将氧化沟表曝型改为底曝型，即氧化沟内设置水下搅拌机和非满布的微孔曝气器，既保留了氧化沟沿水流方向间断曝气和循环流的特点，又克服了氧化沟因采用表面曝气机而占地面积大、充氧效率低、水流断面流速不均、池底易沉淀等不足，在有条件的地区可推广使用。其二为水下曝气器型生物法(OKI)，即将池底部的微孔曝气器改为水下曝气器，因该曝气器兼有曝气切割气泡和混合搅拌的多种功能，既避免了微孔曝气堵塞后充氧效率下降的缺点，又可适应实际运行中水质的变化而改变各池运行工况，形成厌、缺、好多种排列组合方式运行，操作灵活，适应性强。该工艺曝气气泡属于小气沟，与微气泡相比，氧的利用率低，但其设置水深可达十二米，提高了氧的分压，从而提高了氧的利用率。设计选用时，上述两种工艺可根据不同地区情况，经技术经济比选后确定。
　　该工艺已在厦门海仓投资区嵩屿污水处理厂使用并投产运行。

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摘要　二氧化氯剂型包括：二氧化氯发生器、稳定性二氧化氯溶液、固态二氧化氯、粉剂、片剂等。在本论文中对二氧化氯发生器、稳定性二氧化氯溶液、固态二氧化氯产生的机理、应用范围、功能等的研究发展情况作了详细的说明和阐述。二氧化氯作为一种新型的杀毒剂，具有很好的应用前景，同时又有很多的问题需要进一步研究。
　　关键词　二氧化氯 研究进展 剂型

The Development of Studying on Chlorine Dioxide As Disinfectant
Sun Yuqing Zhou Mi Zhang Fan
( The department of supervisor , Shanghai sanitation bureau, Shanghai )

　　Abstract　The chlorine dioxide agents include chlorine dioxide generator, stable chlorine dioxide solution, solid chlorine dioxide, powder, slice and so on. The research of producing mechanism, application scope, function in these agents were presented elaborately in this paper. As a kind of new disinfectant, the application prospect of it is quit well. On the other hand, there are lots of problem should be learned deeply.
　　Keywords　Chlorine dioxide Development of research Agents

　　我国自八十年代引进国外二氧化氯产品并开始研究其生产工艺以来，经过十几年的时间，不仅有了国产二氧化氯产品，而且生产工艺有了较大的提高，对二氧化氯作为氧化消毒剂的问题出也有了相当的认识和应用。随着产品的广泛应用，促进了产品剂型的发展，目前已有二氧化氯发生器、稳定性二氧化氯、以及片剂等固态二氧化氯产品。现将用于消毒的二氧化氯剂型情况综述如下。

　　1. 二化氯发生器

　　1.1二氧化氯的性质和制备
　　二氧化氯是氯的氧化物，具有与氯气类似的刺激性气味，分子式ClO2，分子量67．457，熔点-59°C，沸点11°C，在室温下以气体形式存在，为一种黄绿色气体。浓度增加时，颜色变为橙红色，气体二氧化氯极不稳定。二氧化氯易溶于水，在20°C下溶解度为107．98mg/L，可制成不稳定的液体，其液体和气体对温度、压力和光均较敏感，当空气中的含量高于10%时，火花即可引爆[1]，二氧化氯是一种不稳定的化合物，在水中可变成HClO2和HClO3．，在室温下每天约有2-10%的离解率[2]，因此不利于大批量制备和运输，一般多在使用场所现用现制备。
　　二氧化氯发生器制备二氧化氯的方法主要有电解法和化学法，电解法使用广泛的是隔膜电解法，以食盐为原料，在电场的作用下生成含有二氧化氯，次氯酸钠、双氧水、臭氧的混合溶液，二氧化氯的浓度一般仅为10-30%左右，大多为氯气。化学法主要有以氯酸钠和亚氯酸钠为原料的两类发生二氧化氯的方法。在氯酸钠法生产二氧化氯过程中，若用氯离子作还原剂，则制得的二氧化氯存在纯度低的缺点，而亚氯酸钠法制得的二氧化氯比例高，一般在90%以上。
　　1.2设备和杀菌性能
　　国外引进的发生器主要有Tetraralent公司、Rio Lindo公司、德国的Prominent等，李玲文等[3]报道了Tetraralent公司的二氧化氯协同消毒器的协同杀菌作用，该发生器利用电解食盐溶液，同时产生二氧化氯、氯气、臭氧和双氧水，溶于水中，协同杀菌，其杀菌效果优于上述任何一种消毒剂，实验结果还说明，电解槽的电解电压、电流、电解质浓度及阳极有效面积对消毒器的产气量都有影响。宦彭成等[4]对美国Vulcan Rio Linda T140二氧化氯发生器作了消毒效果观察，发生器发生的二氧化氯浓度可调节在2000-300mg /L，杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌1mg/L 3分钟，杀灭枯草杆菌黑色变种芽孢125mg/L 5分钟，破坏HBsAg 125mg/L 2分钟，能量实验的最低浓度为400 mg/L，25%与50%小牛血清保护菌液，则可影响杀菌效果，发生器在低浓度时（10mg/L），对铜片、碳钢片、铝片呈轻度腐蚀，对不锈钢片基本不腐蚀。
　　国内二氧化氯发生器发展较快，工艺逐渐成熟[5]。目前已有用通过电解食盐产生二氧化氯以及用氯酸钠和亚氯酸钠法生产的正压式和负压式二氧化氯发生器，其中有些产品已获国家专利。任庆伟[6]根据电解法制备二氧化氯混合消毒液的工作原理和运行特性，采用单片机技术和余氯检测器，实现了对二氧化氯消毒设备的加盐、排碱及运行调节等全过程的自动控制，大大提高了消毒效率和设备的安全运地。用化学法生产二氧化氯的含量较高，施来顺等[7]研制的化学法产生二氧化氯的发生器，经碘量法对发生器制备二氧化氯复合消毒液测定，有效氯含量为3246．1 mg/L。用紫外分光光度计与红外分光光度计检测，溶液中含二氧化氯和氯，其中二氧化氯占60%-70%，该水溶液对微生物的杀灭效果表明，含4．5-5．0 mg/L有效成份对水中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌与白色念珠菌作用1-2分钟，以含90 mg/L有效成份枯草杆菌黑色变种芽孢作用5分钟，杀灭率均达99．9%以上。以含400 mg/L有效成份作用5分钟可将HBsAg抗原性破坏。二氧化氯发生器的二氧化氯消毒剂性能较不稳定[8]，存放3天，其降解率为14．05%，而如将消毒液原液加分析纯氢氧化钠，将PH值调至11．80，密闭避光，室温存放（18°C-25°C）18个月，降解率仅为3．31%。
　　1.3在消毒上的应用
　　目前二氧化氯发生器主要用于对饮用水消毒和污水处理等，传统饮用水消毒使用的氯消毒剂在处理原水时会有大量的卤代烃产生，包括三卤甲烷如氯仿以及氯代酚和二氯乙腈等有机卤代物[9][10][11]，氯仿已被美国国家肿瘤研究所确认为致癌物质[12]，氯代酚和二氯乙腈等同样也具有致癌或致突变作用，而二氧化氯产物是强氧化剂。在水中对有机物的氧化降解不会象用氯消毒剂那样产生氯化产物，在用二氧化氯替代氯用作水处理的研究中表明[13]，用氯气处理后的水中三卤甲烷的含量比用二氧化氯高100%，因此二氧化氯的使用可大大降低三氯甲烷的生成，另外它还能氧化水中的铁、锰、镁离子以及硫化物。不和水中的酚类反应，不会产生不愉快气味[14]，因而二氧化氯是一种有前途的可替代氯的水消毒剂。目前越来越多的欧洲发达国家已把二氧化氯杀菌效果优于氯，长江水加二氧化氯0．5 mg/L，作用30分钟。闵行水投入1．0-1．5 mg/L，作用30分钟，都可达到消毒标准，细菌数<30个/ml，甚至达到未检出，并可较好地除水中的铁、锰、酚。水中基本上无三卤甲烷生成，另外具有较强的降低水的嗅味的作用。二氧化氯在饮水消毒中的投加量依水质而不同，如先将水经活性碳过滤等则投加量只需0．2 mg/L，而如为天然水则加2．0 mg/L的量。
二氧化氯用于污水处理，除了消毒作用外，还可用来破坏产生味和嗅的化合物，控制水中藻类生长，清除浑浊，提高絮凝作用以及去除颜色等，投加量以达到国家污水排放标准计算。

　　2. 稳定性二氧化氯溶液

　　2.1稳定性二氧化氯的性质和制备
　　稳定性二氧化氯溶液将二氧化氯气体溶解于含有碳酸钠、过碳酸钠、硼酸钠、过硼酸钠等稳定剂中，通常浓度在10%以内的一种无色无味透明水溶液，不易燃，不挥发，稳定性二氧化氯不具有杀菌能力，只有通过活化（酸化）反应使溶液中的二氧化氯重新释放出来才具有强烈杀菌能力，经活化后的2%水溶液PH值呈酸性，比重1．03 -1．04 （20°C），水溶液呈浅黄色，活化后溶液不稳定，存放一天含量即可下降80%[16]，因此宜现配现用。
　　国内稳定性二氧化氯的生产方法多为化学法，以氯酸钠为原料的化学法有众多的生产工艺，还原剂多为盐酸、二氧化硫、甲醇等，该方法成本较低，另外有以亚氯酸钠为原料的生产方式。
　　为提高稳定性二氧化氯活化速度和活化率，国内对活化剂作了大量研究，活化剂分为能在短时间全部释放出来的即效活化剂，如盐酸、磷酸等强酸和缓慢释放的缓效活化剂，主要有柠檬酸等弱酸，而实验证明，使用柠檬酸作为活化剂，一般仅能活化60%二氧化氯，由于活性二氧化氯释放不完全，溶液中仍有较多有毒的亚氯酸盐，而用盐酸，可使二氧化氯的活化率提高到95以上[17]。为改进液体活化剂的使用不便，国内也有固体活化剂的研制，实验结果表明，草酸加三氯化铝固体活化剂的活化作用与使用盐酸的效果相同[18]，通常稳定液与活化剂的体积配比为10：1活化。
　　2.2 杀菌性能
　　稳定性二氧化氯是一种广谱、高效的消毒剂，可杀灭细菌繁殖体、芽孢、真菌和病毒[19]。王福玉等[20]对稳定型二氧化氯溶液的消毒效果作的观察结果是用2．0 mg/L的浓度作用1分钟，可使所污染的大肠杆菌减少5-6个对数值（杀灭率99．999%-99．9999%）以及杀灭大肠杆菌噬菌体f2，居喜娟等[21]报道用50 mg/L稳定 性二氧化氯作用1分钟，可完全杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，500 mg/L作用30分钟对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭率为100%，并可完全破坏HBsAg抗原性。二氧化氯对结核杆菌的杀灭效果也很好，有人报道在20°C下，二氧化氯可在10-20分钟内将106结核杆菌全部杀死[22]。用1100 mg/L浓度作用5分钟可杀死内窥镜上的结核分支杆菌[23]。魏兰芬等[24]对含量为2．55%，PH值为6．0的二氧化氯溶液作了杀灭微生物效果及金属腐蚀性的试验，结果以160 mg/L浓度对大肠杆菌作用10分钟以200 mg/L浓度对金黄色葡萄菌作用2分钟，杀灭率均达100%，使不锈钢上HBsAg抗原性破坏则需3200 mg/L作用20分钟。400 mg/L二氧化氯溶液，对铝、铜、碳钢浸泡72小时，均重度腐蚀作用，对不锈钢有中度腐蚀，该溶液杀灭微生物所需浓度与作用时间较高的原因作者认为可能与溶液PH值较高有关。在实验室用以柠檬酸活化的400 mg/L二氧化氯对肠出血性大肠杆菌O157：H7株杀灭效果及影响因素的观察中，在25°C下对布片上该菌的杀菌D值为1．53分钟，作用7分钟杀灭率达99．99%，其浓度系数务1．36，即在试验条件下，浓度减少一半，作用时间需延长2．57倍，湿度系数（ Q10）为1．63，该消毒液在酸性（PH3-5）条件下杀菌效果较好，PH值>7时杀菌作用明显下降[25]。对稳定性二氧化氯急性毒性及刺激性实验[26]为，小鼠经口LD50>10000mg/kg，属实际无毒物质，含二氧化氯9.7-11.4 mg/L溶液对兔皮肤和眼粘膜48小时刺激积分为0，属无刺激性。上海地区生产的稳定性二氧化氯产品基本也能达到LD50>5000mg/kg，皮肤刺激指数>0．4，微核试验阴性的结果。
　　2.3 应用
　　1985年美国同意将二氧化氯作为食品加工设备的消毒剂，1987年又批准作为食品加工厂的环境表面消毒剂。我国也已批准用于食品工业管道、设备容器、餐具消毒、使用浓度250 mg/L。
　　在医疗卫生领域，美国已批准用于医院、实验室和医药环境中的杀菌剂，要我国也已批准用于以上部门的环境体表面消毒，也可用于耐腐蚀医疗器械的消毒，如体温表、扩阴器、氧气湿化瓶、试管、玻片等以呼吸机、血透机、麻醉机，婴儿保育箱等表面消毒，但一般不宜用于医疗器械的长时间浸泡灭菌，常用浓度500-1000 mg/L。
　　另外，我国已于1996年制定了GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准，将稳定态二氧化氯列入食品添加剂中"防腐剂"，使用于果蔬保鲜、鱼类加工业，最大使用量0．2-1．0 mg/L。

　　3. 固态二氧化氯消毒剂

　　3.1 剂型和制备
　　固态的二氧化氯产品包括粉剂、片剂及二元包装形式的产品。
　　固态二氧化氯大都以亚氯酸钠为主要原料，现有用亚氯酸钠与酸性活化剂配制二氧化氯二元包装产品，也有用亚氯酸钠溶液吸附到膨润土钠盐或将二氧化氯气体吸附到硅酸钙、二氧化硅、滑石粉、过碳酸钠干粉等载体上形成吸附型二氧化氯制剂，另外尚有用非吸附型二氧化氯固体消毒剂的生产工艺。蒋兴锦[27]用固体混合酸剂活化亚氯酸钠的方法生产二氧化氯，结果单独用固体有机酸如柠檬酸、草酸等活化亚氯酸钠中的二氧化氯仅29%-56%，而如将有机酸与无机酸性盐混合，比例1：1-9，则活化率可达90%以上，其实以草酸与AlCl3．6H2O混合的效果最好。作者还对活化中适宜的加水量和活化最佳时间作了观察，结果加水量为固体有机酸的10倍，放置10分钟最佳。
　　3.2 杀菌性能
　　二氧化氯活化率及杀菌效果表明[28]，活化与PH值有关。PH<0．5时，可快速释放活化二氧化氯，PH>0．5时二氧化氯释放速度变慢，活化不完全，杀菌能力就弱。贾松树[28]报导的二元包装二氧化氯消毒效果为：产品二氧化氯含量平均6．74%，54°C 14天储放后含量平均值6．736%，无明显变化。用7．5mg/L 的溶液作用5分钟可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，对白色念珠菌150 mg/L作用5分钟杀灭率亦达100%，对枯草杆菌黑色变种芽孢用60 mg/L作用10分钟，杀灭率达100%。用200 mg/L溶液对稀释到20 mg/mL的纯化HBsAg作用5分钟可将其抗原性破坏，200 mg/L溶液对不锈钢有轻度腐蚀，对铜、铝有中度腐蚀，另外对橡胶制品的损坏作了观察，结果将乳胶管浸泡于200 mg/L浓度的溶液中多次，其断裂强度和断裂伸长率有所降低，但无显著性差别（P<0．05），且无膨胀、变硬、发粘、变色等变化。
　　3.3 消毒上的应用
　　固态二氧化氯便于储存运输，但使用前也须经活化，并注意现配现用，使用范围同液态稳定性二氧化氯。

　　4.结语

　　综上所述，当前二氧化氯的剂型研究和应用上正不断得到扩大和深入，现用二氧化氯发生器，稳定性二氧化氯溶液以及固态二氧化氯粉剂或片剂均有较强的杀灭微生物作用，由于消毒过程中无致癌物质产生，对人体无毒无害，具有广泛的应用前景。但由于二氧化氯是一种新型的消毒剂，尤其在新剂型研究与应用过程中，还有不少值得继续和进一步深入研究的问题，例如，提高稳定性及固态二氧化氯的活化率，减少对金属的腐蚀性以及现场使用时含量快速测试方法的建立，期望通过努力，在二氧化氯的应用研究上取得更好的成果。

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摘　要：应用系统论原理对污水处理与中水回用系统进行分析以便能动地加以控制和调整，使系统实现最优化。?
　　关键词：污水处理；中水回用；系统论?
　　中图分类号：X703
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)06-0082-03

　　城市污水处理与中水回用设施作为一种系统，可应用系统论原理对其工程建设、运行管理和后续发展加以分析、研究，现以青岛为例进行系统分析、优化。

1  系统现状

1.1 组成
　　该市污水实行区域集中处理，二级处理尾水直接排海或用于生产中水，现有污水处理厂4座、中水生产厂1座、雨污水管道700 km、排水泵站18座、服务面积为120km2、服务人口为140万。城市排水实行雨、污分流制。?
1.2 运行管理体制
　　污水处理厂和中水厂都是以政府投资或政府投资与外国赠款、贷款等方式建成的。青岛市排水管理处负责市内四区城市污水处理设施的行政管理和养护运行、排水水质监测。污水处理厂按照海泊河、李村河、团岛、麦岛4个区域污水汇集水系设置。城市污水处理费由自来水公司代收。污水处理设施养护、运行费用在2000年以前实行事业性管理，之后则开始实行财政大包干和企业化管理。?
1.3 污水处理厂概况
　　污水厂概况见表1。

表1　 污水厂概况
厂名               处理工艺   处理能力(104m3/d)  占地(hm2) 汇水面积(km2) 服务人口(万) 出水水质
海泊河污水处理厂   A—B工艺   8                  13         24           53                 二级
李村河污水处理厂   改良A/O    8                  15.5       29           25                 二级
团岛污水处理厂     A/O/O      10                 13         10.6         26                 二级
麦岛污水处理厂    深海排放    10                 9          35           29 　

1.4 污水处理产物的利用
　　① 沼气。供职工食堂炉灶、沼气锅炉、沼气发动机作燃料，可满足污水厂供热量的80%～90%。?
　　② 中水。海泊河厂于1999年建成一座中水生产厂，生产能力为4×104m3/d。利用二级出水经过絮凝、沉淀、脱色、消毒、过滤等工序生产出符合国家《生活杂用水水质标准》的中水，供周围5km范围内约20个单位作冷却、洗涤、绿化、卫生、施工等杂用。　　③ 污泥的开发利用。直接做绿化底肥用于改良土壤；作为菌种启动新建污水处理厂；研制有机复合肥、建筑材料、燃料等。

2 　系统分析与综合优化

　　系统分析的目的在于考察其结构是否完善、存在何种缺陷、优化的程度如何、系统效应如何，以判明系统的发展方向及能动地加以控制和调整，使系统实现最优化。?
现应用系统论基本原理从不同角度对系统加以考察分析。
2.1 应用整体性原理
　　根据整体性原理，对环境效益和社会效益仅需作定性分析，对经济效益则应定量考察。显然，只要城市污水处理系统能够实现收集、输送和处理污水并达标排放尾水，则其环境和社会效益就应为正效应，而且城市污水处理率越高，其正效应越大。按此标准，目前青岛城市污水处理率已达50%，环境和社会效益已经实现正效应。?
　　由于该市城市污水处理与回用系统实行企业化管理，城市污水处理费用已按照运行管理成本确定(不包括回用水设施的建设、运行管理费)，在这种情况下的经济效益视为零效应。?
　　然而，企业化管理的目标是追求利润最大化即实现经济效益的正效应，其方法无非是开源节流(节流即对内挖潜，降低运行管理成本；开源即实现污水处理产物的资源化，主要是尾水的资源化，通过中水回用实现盈利)。?
　　欲实施中水回用工程就必须建设中水生产厂、敷设中水供给管道，只有中水销售收入超过工程建设成本与生产运行成本才能实现经济效益。?
2.2 应用结构性原理
　　系统的结构性原理提示人们在研究和创建系统时，应当按照系统整体性的要求，先设计出合理的结构框架，然后将各要素组合成层次分明、秩序井然的系统。?
　　① 按污水汇集水系可分为海泊河、李村河、团岛、麦岛4个区域子系统。?
　　② 按设施及功能可分为6个子系统：a.污水供给系统；b.污水处理系统；c.尾水排海系统；d.二级处理尾水供应系统；e.中水生产系统；f.中水供给系统。?
　　③ 按管理职能可分为5个子系统：a.行政管理子系统；b.污水处理子系统；c.中水回用子系统；d.水质监测子系统；e.城市污水处理及中水收费子系统。?
2.3 应用动态性原理
　　青岛城市污水处理与中水回用系统实行企业化管理后的首要问题便是如何解决系统的自主管理问题，即必须尽快转变行政管理子系统的职能，提高系统的自组织、自适应、自控制等能力，在市场经济条件下开展资本运营，降低污水处理成本，规划建设后续工程、组织中水生产和销售。?
　　其次，要控制中水回用子系统从点到面稳步发展，避免中水的供需脱节，以免给整个城市污水处理与回用系统带来长期的不利影响。?
2.4 应用相关性原理
　　相关性原理提示人们重视系统的全局性和平衡性，通过加强薄弱环节、抑制膨胀因素，把各种影响因素都控制在合理的限度内，从而控制系统的发展规模和速度。?
对青岛而言，主要存在以下几个影响因素：?
　　① 建设、运营资金?
　　城市污水处理与回用系统原属公益事业，其建设和运行费用由财政负担，实行企业化管理后首先面临资金缺口问题。?
　　城市污水处理子系统已经基本建成，除系统运行管理费外，已无需较大的固定资产投资；而中水回用子系统刚刚建成1座中水生产厂，其供给管网远未建成，尚需较大规模的投入。这部分投资可从以下途径取得：?
　　a.成本节余?
　　由于现行城市污水处理费的价格是按照事业性管理体制下的管理成本确定的，在实行企业化管理后尚有降低运行管理成本的余地。?
　　b.社会融资?
　　筹建中水股份公司，通过引进外资、发行股票、企业债券或银行贷款募集资金，以中水销售利润分红、付息或还贷。?
　　② 系统安全隐患?
　　由于污水处理厂均采用生物降解工艺，来自原水和其他污染源的剧毒或高浓度污染物可能杀死用于处理污水的微生物，导致污水厂停运，从而影响到整个城市污水处理与回用系统的正常运行。?
　　③ 中水产量限制?
　　理论上，城市的污水排放量一般为自来水用量的50%左右，即使二级处理尾水排放量无损耗地转化为中水，其产量也必低于城市用水量的50%。按照青岛市现在的污水处理率约为50%计算，目前中水的最大产量不会超过城市自来水用量的25%，远期最大产量不会超过50%，因此中水生产厂的设计最大产量、城市规划设置中水供给管网均不应超出以上限制，以避免不必要的资金和资源浪费。
　　④ 中水价格限制?
　　由于中水的用途较自来水有局限性，仅能在生活杂用水等方面使用，因此其价格必然低于自来水，并因价格低廉而在生活杂用水市场上具有一定竞争力。?
　　上述因素决定了中水的利润空间有限，中水是否能盈利、城市污水处理与回用系统能否发展壮大，其决定性因素是系统的管理模式和管理水平。?
2.5 应用综合优化原理
　　系统的综合优化是使系统调整、发展到功能最佳的状态。?
　　青岛市污水处理与回用系统的综合优化可以分以下两部分。?
　　① 污水处理子系统的优化?
　　由于污水处理子系统已发展到一定规模，其结构基本完整，运行管理水平较高，因此目前的基本任务不是实施新的建设工程，而是对原有设施的改造即加强管理、提高效率、降低成本，增大系统正效应，保证经济效益、环境效益和社会效益的增长。?
　　a.实施流域截污工程?
　　青岛市城市排水实行雨、污分流制，然而由于种种原因，雨、污混流现象十分突出，不但影响城市污水处理率，而且严重影响近海海域环境质量。该市自1999年3月起实施截污工程(包括扩建、改造泵站及实施雨、污分流)，大大提高了城市的污水处理率，改善了生态环境，促进了城市经济和旅游、卫生事业的发展。?
　　b.实行污水处理区域管理?
　　青岛市目前在麦岛区域子系统试行“水系管理”新体制，即由麦岛污水处理厂自行供给、处理污水。将污水供给与处理单位合二为一，在整个区域子系统内实行统 一的调度管理，有利于提高区域污水处理率、协调污水供给量和时间、降低污水处理总成本 。
　　c.强化系统安全控制?
　　控制系统的安全隐患，凡是贮存、生产或排放危险化学品的单位均须置于水质监测子系统的监控之下，并应制定可行的应急措施以便应付突发事件。?
　　d.建设水系调流设施?
　　青岛市由于实行分区集中处理污水体制，若某污水厂因事故等原因停产，其所承担的污水可调流至其他污水处理厂。若要在水系之间实现污水量的可调，则应规划建设调流泵站。??
　　② 中水回用子系统的发展?
　　由于青岛市的中水回用事业刚刚起步，目前只在海泊河厂内建成1座中水生产厂，故近期的基本任务主要是实施建设工程，尽快敷设中水供给管网，完善区域的中水回用子系统，争取获得良好的经济效益；而中远期的基本任务是在全市范围内推广中水回用，将中水广泛应用于城市供暖、工业冷却、施工、绿化、景观用水等各个领域。?
　　青岛市通过对城市污水处理与中水回用系统的综合优化，必然会实现城市污水资源化和系统的可持续发展。

lq780120

多谢了！

houfd

好!!!这东西写可研或标书的时候可以用的着!!!
谢了

zwei_xy

哇，好爽！！！

lxbzren

*-*5
我认为中水回用现在比较重要，是我国用水发展的的一个方向

zzg1880

文章很好，只是太长，一时也看不完，漫漫看了。

lq780120

好东西，当然要支持了！

oldaq

正在到处寻找污水处理方面的资料，这几篇论文太好了，非常适用！