預處理單元。用于城市廢水的預處理工藝可以有：粗篩（格柵），中篩，破碎，測流，泵提升，除渣，預曝氣，浮選，絮凝及化學處理。
生活污水處理一般不用浮選，絮凝和化學處理。這類方法的采用有時決定于城市廢水中的工業廢水。浮選法用于去除細小懸浮物，抽脂和脂肪，在一個單獨的單元中或在一個除油脂，有時除渣的預曝氣池中進行。如果石油工業及肉類加工廠有適當的預處理，則城市處理廠可不要浮選單元。高強度的城市廢水可采用加化學劑或不加化學劑的絮凝法來提高初級處理效果和防止二級處理工藝的超負荷。有時對原廢水加氯以控制氣味和改善廢水的沉淀性質。預處理單元布置的變化決定于原廢水的特性，下步的處理工藝和采用的預處理單元。有一些是經常適用于單元布置的一般原則。格網用于保護水泵并防止固體在沉渣池或計量槽中結垢。小處理廠正常在恒速提升泵前放一巴氏計量槽。在大處理廠或采用變速泵之處，計量槽可以放在水泵之后。在大多數獨立生活污水廠沉渣池是放在提升泵之后的，但當預見泥渣負荷量大時沉渣池應放在泵前。預處理單元的三種可能布置方案見圖8-2。
初級處理單元初級處理為沉淀。然而，普通習慣所謂的初級處理則包括預處理工藝。所有大城市處理廠都采用原污水沉淀法，且必須設在常規生物濾池之前。可以用完全混合活性污泥法處理未經沉淀的原廢水，然而由于污泥處置和運行成本的原因，這類工藝只有小城鎮使用。
二級處理單元。生物二級處理采用活性污泥法，生物濾池或穩定塘。在新的污水處理廠設計中，高負荷生物濾池已廣泛地取代了低負荷生物濾池，而完全混合性污泥法正在取代常規活性污泥法。穩定塘一般只限于小城鎮使用。
在大型處理廠方面，高負荷生物過濾和完全混合活性污泥是當前用于二級處理的最常見的兩種方法。生物濾池的優點是易于操作，能夠接受突變的負荷與超負荷而不致引起完全失效。完全混合活性污泥法能承受突變的負荷但在長期超負荷下會失效。例如當生物濾池的BOD負荷自設計負荷45磅/1000英尺3/天（R=1）增至90磅/1000英尺3/天（R=2），效率自77%降低至70%（見圖11-32）。一個活性污泥單元受到同樣程度的超負荷時，會因污泥膨脹和在出水中損失活性污泥固體而失效。去除BOD的效率由90%降至50%以下。
完全混合活性污泥法的優點是去除BOD的效率高，能處理高強度廢水和對將來轉變到高級處理有適應性。就一具有300毫克/升可沉淀BOD的強廢水的二級處理來說，活性污泥二級處理可去除BOD至少90%，其出水BOD等于或小于30毫克/升。單級高負荷生物濾池只能去除BOD77%或更少，結果其出水BOD約為70毫克/升。為使去除BOD效率可與活性污泥法相比，則需要兩級過濾。
污泥處置。初次沉淀和二次生物絮凝法將廢水有機物濃縮成污泥的體積遠較所處理的廢水體積為小。但處置積累的廢污泥則是廢水處理中一個主要經濟因素。污泥加工設備的一次投資約為處理廠投資的三分之一。圖8-3表明自沉淀池抽取，調蓄和濃縮廢污泥的流程。自生物濾池出水澄清出來的沉淀固體，或剩余活性污泥，常送回到處理廠的首部使與初級污泥一起清除（圖8-3上部）。生污泥可以儲存在初次沉淀池底部等待處理或抽送至一個調蓄池儲存，抽取的污泥可在一個濃縮池內濃縮，濃縮池通常為重力式單元，放在污泥加工之前。在圖8-3的下圖中，剩余活性污泥是同抽出后的，初次污泥混合的。在系統布置中，普通采用一個調蓄池連同一個污泥濃縮池。剩余活性污泥在加工之前可以單獨濃縮也可采用混合污泥濃縮的方法。
圖8-4表示加工和處置生污泥的各種方法。普通的污泥加工方法為厭氣消化和真空過濾，經常用離心和濕燒法。常規處置方法有填埋、焚化、制造土壤改良劑和船運投海等。在沿海城．市，船運投海往往是最經濟的，而如果有地面時，填埋法則是習慣采用的。焚化法雖然較貴，但往往是城市區域內唯一可行的處置方法。
一個城市處理廠必須仔細考慮所有可能的污泥處置工藝。選擇得最好的方法應是最經濟又適當照顧環境條件的工藝。必須注意這樣一些因素，、如車運加工后的污泥通過住宅區、填埋地區將來的利用，地下水污染、空氣污染、其它潛在的公共衛生危害和風景問題等。
氯化。在尾閭水域用作游覽或給水水源之處，對二級處理廠出水進行消毒是普通實行的方法。有幾個州起初規定只在水域游覽季節對處理廠出水進行消毒，現要求全年消毒。有的州未作任何此類規定。
除磷與除氮。近些年內，在發展廢水處理廠中可行的除磷方法方面進行了許多研究工作。在發展除氮和水完全回收的方法方面也作了研究。有幾個除磷的中間試驗廠和小規模生產性處理廠在運行中，但作為設計大型設備的先例來說經驗資料還是有限的。雖然水質準據規定了磷和氮的限度，但大規模應用去除營養素的方法還是將來的事情。
城鎮的規模。對小城鎮來說，在選擇廢水處理工藝中起主導作用偽是運行的管理、控制和如何處置污泥。不用處置污泥（穩定塘），或只要偶爾抽取污泥（延時曝氣）的方法對小村莊和分區是優越的。較大的市鎮往往采用需要較多控制及維修的系統，即接觸穩定和氧化溝的處理廠。表8-1列示不同規模的城鎮修建的普通廢水處理廠類型。許多已建的處理廠與表8-1所列的不一定相符。
許多現有的處理系統已不再為人樂用，例如隱化池和其他一些根據獨特的當地條件所選用的類型。處理廠的布置。圖8-5及圖8-6表示高負荷生物濾池處理廠和完全混合活性污泥處理廠的典型總平面布置。
在生物濾池處理廠中的處理單元系列為：有獨立洗渣槽的斗底沉渣池，初次沉淀池，生物濾池，有重力回流至原廢水濕井循環管線的最終沉淀池，處理污泥的單級消化池及干化床。回流至原廢水濕井的有以下廢水：洗渣槽的隘流，最終沉淀池的回流污泥，干化場的排泄水和消化池的澄清液。處理廠可在進水檢查井或在生物濾池之后設超越管。
圖8-6所示活性污泥廠處理單元系列為；機械清理的格網和一個將切碎固體送回原廢水的破碎器，有備用煤氣機組的恒速與變速提升泵，巴氏計量槽，有獨立洗渣器的澄清池型曝氣沉渣池，初次沉淀池，完全混合活性污泥二級處理池及剩余污泥到濕井的重力回流管線，自污泥調蓄池出來的生污泥真空過濾器和處置濾餅的填埋場地。真空過濾器的濾出液回流至濕井。由于廢水管埋深的關系，原廢水在濕井前不能由重力流超越。對兩面三刀臺提升泵設有備用煤氣機組，可在電源事故時運行。在提升泵站之后和在初次沉淀池之后設有超越管線。
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