Secondary wastewater treatment/zh
廢水處理對於維持接收水體的品質至關重要。廢水會經由排水管排出住宅、商業和工業建築；其中包括馬桶、洗衣機、洗碗機、淋浴和浴缸中的水。水被輸送到當地的污水處理設施，經過一系列處理，以去除可能污染環境的污染物。
污水和其他廢水的二級處理是污水處理的一個階段，旨在大幅降低污水中的生物含量。這通常採用生物過程。市政和工業工廠通常採用需氧生物製程。
懸浮工藝，特別是活性污泥法，在中型到大型工廠中最為常見；粗濾器所需的維護和控制較少，且更具彈性，適用於成本和維護是主要問題的情況。
有時會採用厭氧處理，例如化糞池和沼氣池。對於化糞池來說，初級階段和次級階段合併在一個單元。如果使用沼氣池進行二級處理，則初級處理階段的排放量會減少或減少（目的是去除礫石和垃圾等物質，而不是污水固體）。[需要驗證]
簡史
為了因應自然水體日益嚴重的污染，聯邦政府於 1972 年通過了《清潔水法案》[1]。該法案要求污水處理廠採用二級處理系統。這些系統旨在去除通常會釋放到湖泊、河流和海灣等自然水體中的污染物。
簡單說明
廢水經過初級處理階段後，出水將接受二級處理，以去除通過初級處理階段的細小懸浮固體和BOD 5（五天生化需氧量[2] ）。所有二級處理系統都使用生物過程來分解有機物。微生物被引入廢水中並消耗有機物，氧氣被輸送到系統中以確保微生物的生存。不同系統之間的氧氣輸送有所不同。這生物過程在自然界中自然發生，但在二級處理系統中會加速。通常在此過程中會去除 85% 的 BOD 和懸浮固體。[ 1 ]經過二級處理的水仍會攜帶氮、磷、重金屬、病原體和細菌。為了進一步去除污染物，水被輸送到三級處理[3]系統並進行消毒。有多種二級處理工藝；以下是處理廠採用的常規工藝：
- 活性污泥
- 滴濾器
- 非電動二次過濾（FilterPod）
- 氧化池
這三個過程各有優缺點。營運成本、初始成本、空間是決定哪種技術合適的三個因素。空間受到人口規模和土地成本的影響。例如，如果土地價格昂貴或不需要建造氧化池，那麼氧化池就需要大面積的土地，而氧化池並不是可行的選擇。此外，污水處理廠還需要考慮系統的維護、可靠性和有效性。
活性污泥
過程：
在活性污泥過程中，初級流出物流入曝氣池，在那裡與微生物混合。曝氣池向廢水中註入穩定的氧氣或空氣，確保生物體有足夠的氧氣來分解廢水中殘留的有機物。然後，流出物流入二沉池。此時污泥會朝兩個方向流動； 1. 返回曝氣池，這是因為回流污泥中含有大量的微生物，會迅速分解有機物，或 2. 送至污泥消化器[4]。處理後的水進入三級處理階段；在這裡，它將經過最後的處理階段，然後被排放到自然水系統中。圖 1 是活性污泥系統的一個例子。
優點：
- 建設成本低
- 佔地面積小
- 氣味相對較低
- 去除高比例的 BOD
缺點：
- 運作成本高（氣泵）
- 氧氣需求量高，能源消耗大
滴濾池
過程：
當將初級流出物輸送到滴濾系統時，廢水被分配到一層介質上，例如岩石、石頭、塑膠或鹽。最現代的滴濾器使用一種岩棉。流出物以足夠慢的速度流過材料，以允許微生物在介質表面（以及在岩棉類型的介質纖維內）生長，形成一層薄膜。介質的間距允許空氣在整個滴灌系統中循環。一旦發生微生物生長，額外的廢水流就會與微生物接觸；這種接觸確保了初級處理廢水中的有機物被分解。從介質上脫落的生物膜流過材料床並將被輸送到二沉池以去除多餘的微生物。沉澱後的二次流出物要麼進入消化器，要麼重新進入滴灌系統。重新進入滴濾池的二次出水有多種用途，以下是示例； 1. 進一步處理，2. 防止微生物乾涸，3. 稀釋或補充初級流出物。圖 2 提供了滴濾系統的視覺佈局。
優點：
- 建設成本低
- 廉價的氧氣輸送
- 提供非電動系統
缺點：
- 溫度依賴性
- 容易發生擁堵，導致洪水和系統故障、氧氣供應不足和水流受限
- 比活性污泥佔用更大的面積
- 一些舊款車型維護成本較高
氧化塘
過程：
氧化池面積大而淺；典型的深度範圍是1-2.5公尺。池塘由微生物組成，它們以來自初級流出物的有機物為食。藻類是氧化池系統的關鍵特徵。藻類很像活性污泥系統中的曝氣池；它們輸送穩定的氧氣流到細菌。藻類需要陽光透過光合作用產生氧氣，當沒有陽光時，風產生的再通氣可提供氣流。總體而言，該過程緩慢並且需要大面積的土地。氧化池通常用於人口較少且土地充足的地區。圖 3 顯示了氧化池系統的基本原理。
優點：
- 能量輸入小
- 降解氮和磷
缺點：
- 佔地面積大
- 可能產生的氣味
- 緩慢的過程
- 保留時間長
- 依賴氣候
參考文獻
- ↑ Davis, Mackenzie L., Masten, Susan J. (2004)《環境工程與科學原理》，紐約，麥格勞-希爾出版社
