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Unit3WhatisWasteReduction/WasteMinimization?什么是废物减量化，废物最少化美国花费了大量时间在讨论像资源减量化，废物最小化，循环和阻止污染这些术语上，EPA已经提供了以下定义。资源减量化：降低在于一个过程中大量废物任何行为。它包含，比如，过程调整，原料调整，提升管理和回收内在循环。废物最少化：产生废物最大限度降低，然后处理，存放，或者处置。它包含了被造成了只要减量化与现在或未来威胁到人类健康和环境最小化目标一致总容量或废物数量降低或者废物毒性降低，或者两方面兼备发生器负担任何资源减量化或循环活动。回收：作为一个商业产品代替品，或作为一个工业过程原料利用或再利用。它包含了废物有用小部分或来自允许再用去除了污染物废物在现场或离开现场回收利用。污染预防：污染可能在生产的全部过程之中产生，或者在当一个产品被用作商业用途或被消费者使用时候产生。这么可能在三个方式上被阻止：改变投入/降低依赖有毒物或有害原材料；改变过程/增加效率/提升类似设备修改维修保养，愈加好管理，在过程中闭环循环；或改变产出/减小对有毒或者有害产品依赖。伴随1984年危险废物和固态废料修正案资源保护和恢复法经过，美国国会建立一个国家政策来表明回收或消除危险废弃物产生主要性。美国国会宣称它是一项不论在美国哪里都可行国家政策，要尽可能快速地回收或消除危险废弃物产生。然而产生废物还是应被处理、储存或处置，从而尽可能降低现在和未来对人类健康和环境威胁。在1990年，美国国会经过污染防治法，建立了一个全国废物管理政策。表明第一污染应该被预防或回收；;第二，废物应该用一个环境保护安全方式来进行循环利用；第三，废物应该被处理;最终，废物应该被除去或降解到环境。在美国，伴随这些和其余环境法规经过，废物最少化成为一个主要工作理念.废物回收/废物最少化技术同时，对于一些特定工厂，废物最少化当然是在详细工厂或在实地，能用技术能被分为以下主要几类：●productchanges产品改变●processchanges过程改变●equipmentmodifications设备改造●operatingpractices操作训练●recyclingandreuse回收和再利用在实践中，尽可能降低废物机会是有限，只有被工厂人员聪明才智所利用.这种技术已被利用与大数量工业和工业化生产的全部过程，同时也被应用于有危险性和非危险性废物。产品改变有毒材料经常能被无毒所代替。这么例子有很多。洛克希德企业成功地将碱性氰化物电镀槽转变成酸性非氰化物电镀槽。因为简化废物回收处理需求，电镀质量相当和总成本降低了，即使电镀化学品成本比较高。国防部一直参加测试完全不一样“安全代替品”，以取代有害溶剂，如氯乙烯，三氯乙烷和三氟三氯乙烷，用于金属清洁.所以，一些维修店已开始用可生物降解溶剂取代蒸汽除油剂和冷溶剂罐。美国物理协会材料企业在其等离子体喷雾沉淀工艺冷溶剂脱脂操作的流程中会产生出两种危害性废物，即1，1，1-三氯乙烷和甲醇。一个可用松油稀释清洁剂被用作代替两种危险物质，并已经证实在环境上和经济上得到了成功。莱克试验室，一间3M制药工厂，在药片上涂上溶剂。S溶剂排放物有可能已经超出现有空气污染极限。一个水溶性涂料被开发用作代替溶剂涂料。不一样喷雾设备已经被安装了，并测试了产品质量和稳定能力。T这些测试都是成功，每年阻止了24吨空气污染物排放。美国最大电话电信企业AT&T有一个要实现目标，就是在1994年使含氯氟烃降低100%并在消除各种有毒废气排放物。他们已用一个柠檬果制品和其余有机物所代替过去曾用于清洁电子设备溶剂；经过使用AT&T低固态助焊剂取消了含氯氟烃在电路板制造工艺使用。用柠檬油精代替氯化溶剂能够允许Xerox（施乐）溶剂排放到大气中量从200，000镑降低至17，000磅。过程改变一个高压水提取操作已经能使Xerox（施乐）每年回收800，000磅镍和2，000，000磅铝管，还有退回160，000磅硒给供给商循环再用。造纸企业开发了一个被称为“预循环”资源回收系统，它纸产品被大量包装，所以省下了那些可能要浪费掉材料。雪佛龙企业过去曾经在填埋场处理罐底沉淀物。该企业现在是用一个离心机把油从水中分离出来；它对那些油进行再利用而且对那些水做处理使得只残留极少部分固体被填埋（少于5%原始污泥含量）。在3M办公系统分离部门，一台温度控制电脑已经被应用来控制开启温度，还有那开启所排放废物，在银，纸张，溶剂和劳动力等方面每年省下了533，200美元。它成本是被排放16，000美元处理掉137吨固态废料，预防了53吨空气污染物。设备改造设备能够被改造以能够提升恢复或回收操作率，产生更少废物，或提升操作效率。.在新泽西Bayway，一个Exxon部门，在16个容器中安装了储存了在工厂中使用最有挥发性化学品浮顶。浮顶根伴随液体水平改变而升降，所以，使必须从工厂被排放出化工蒸气减到最小。污染物每年总降低许是680，000磅，价值超出200，000元。操作实践通常地，好内部管理是废物最少化关键。这么维持一个严密定时检修经验能够降低很多废料。散漫内部管理习惯如储罐，阀门，或泵泄漏，会造成处理化学制品溢出而需要采取净化和处理方法。不够洁净或不充分洗液时间将降低处理化学制品有用性，增加废物回收处理费用和化工替换费用。在一些部门中提升材料接收，储存和操作实践，材料在没用之前就不是“废物”了。对于教育工作者设备能正确使用是很主要，比如，操作者适当地利用喷雾技术可能会有意想不到收获。采购和仓库里管理可能需要改进。原材料因为存放在架子上太长时间失去了它们本身使用价值，从而变成了废物。和供销商达成协议去回收容器，使用少用包装等等，都能够降低固态废料在工厂里产生。对废物适当分离将为回收和利用提供更多机会。回收利用一个化学品比购置一个新物质和对旧物质处置费用要低。有时候，一个材料可能不再符合原来规格，不过可能能够适适用于设施上其余用途。譬如，被用于清洗油漆设备溶剂可能对于下一批产品起稀释剂作用。回收和再利用回收能够在现场和非现场执行。废物交换能够为在一个工厂废物成为在另一个上有用产品提供机会。废物最小化/实现降低废物为了在行业中可以在一定程度上完成废物最小/降低废物，一些要素一定要具有.首先，是全部者或管理层承诺.这应该有一个书面政策表明支持废物最小化.在员工热心采取以前，管理者必须是被认为是很支持废物最小化。承诺必须是真实，影响生产决定，并成为工作绩效评价其中一部分.应该成立一个废物最小化机构。即使每家企业会有所不一样，详细数量和形式取决于企业规模，复杂性和资源，这个机构应由各种各样能够为废物最小化作贡献来组成。包含以下代表应该成为机构一分子:这些队伍组员们必须有定时会议，以集思广益，并寻找机会。每个废物流应该被认为是一个机会知道被证实不是为止。记住，废物是放错地方资源。尽可能降低废物计划目标应该明确地被定义，使每个人都知道时间表，以确定是不是达成预期结果。机会优先。并非全部废物都具备相同价值。比如说寻找“长较低果子”,这是最轻易达成一个。如显著废物回收处理，如花费/利润比率，如显著有害于人体健康的物质。包括到每个人，教育员工让大家为尽可能降低废物提出提议，每个人“浪费”一点，可能就能得到一个处理方法。确定这些提议在技术和经济上可行性。一定得执行废物评价，以确定消除废物可能性。确定费用/节约废物管理，处置，治疗，并尽可能降低废物。需要落实经济和技术可行性研究，以确定是不是有应该去尝试一个方法必要。表明此工程建设项目可能是必要。学习他人经验。在废物最小化这一领域已经有很多书面资料。许多人愿意分享他们知识。不会尝试去重新创造人家已经创造东西。发展网络搭档，以分享想法，参加相关会议，利用技术交流中心。记住，废物最小化是一个正在继续过程，经过降低废物回收处理成本而收益。第八单元空气污染物类型和起源什么是空气污染物？空气污染在通常情况下被定义为,含有一个或多个化学物质，在高浓度下对人类,其它动物,植物或者材料有危害气体。主要有两种类型空气污染物。一是原发性空气污染物，指以有害浓度进入空气化学物质。比如超出正常浓度CO2气体，汽车燃烧含铅汽油排放到空气中不常见铅化合物。次生空气污染物是指，在大气中由气体成份之间发生化学反应所产生有害化学物质。在空气不流动时期，一座城市或者某一区域,所喷设出高含量污染物将会导致非常严重空气污染性物质。比如一些人口非常稠密城市地理位置，像洛杉矶和墨西哥城地理位置，使得它们经常尤其易受空气流动停滞和污积物增加影响。在仅从浓度来决定严重空气污染物方面，我们一定要十分小心。测量浓度本身并未告诉我们关于污染物造成危害信息，因为临界浓度，协同作用和生物放大效应都是决定原因。下面是11类主要空气污染物：1.碳氧化物：CO、CO22.硫氧化物：SO2、SO33.氮氧化物：N2O、NO、NO24.烃类（含有C和H有机物）：CH4、C4H10、C6H65.光化学氧化剂：O3、PAN（一类过氧酰基硝酸脂）、和各种醛类6.颗粒物(悬浮在空气中固体颗粒和液滴):烟、粉尘、烟炱、石棉、金属颗粒(比如铅、铍、镉)、石油、盐雾、硫酸盐7.其余无机化合物：石棉、氟化氢（HF）、H2S、NH3、H2SO4、HNO38.其余含碳有机物：杀虫剂、除草剂、各种醇、酸和其余化学物质9.放射性物质：氚、氡、来自化石燃料和核电站具备放射性物质10.热11.噪音下面表格概况了这些主要污染物起源：第十单元大气污染控制新技术生物过滤：对VOC排放新大气污染控制技术。经过微生物生物来处理环境中无须要组分观念已经在污水降解领域得到了几十年应用。然而直到最近，美国利用微生物技术来去除环境中其余污染物才得到了重视。而且即使生物修复技术已在被合成有机物污染土壤和地下水治理得到了成功应用，但现在美国环境保护教授确极少利用生物系统来控制大气污染物实际经验。实际上，这一个国家基本上没有环境教授似乎意识到好几个欧洲国家（最显著是荷兰和德国）”生物过滤”，即从固相反应器气流中空气污染生物去除法，是一个充分确立空气污染控制技术。在欧洲，生物过滤技术已成功应用于控制臭味和对人类有害作用无机和有机空气污染。（空气毒物，和从各种各样工业和社会部门排出可挥发性有机物VOC）。西德在生物过滤技术发展大部分是发生在19世纪70年代末和80年代，而且这种发展是由增加要求调整迫切性和联邦政府财力支持一起发展起来。欧洲经验已经证实，生物过滤较已经有空气污染技术有着经济和其余方面优越性，尤其是用于仅含有低浓度（经典是甲烷浓度小于1000ppm）易被生物降解空气污染物。标准上微生物过滤技术为何到现在没有在美国得到认可，只是在一部分领域内得到了应用，看上去很像是因为缺乏管理计划，政府对科研和发展极少支持还有缺乏英文写作文件，更确切说，在美国大部分州关于管理计划还没有包括到，没有以全方面方式，对从小源头排放毒物、可挥发性有机物和臭味来控制。而且政府组织在硕士物降解在这些起源实用性上给予了极少财政支持。最终，尽管有一些主要文件已用英文出版，但大部分最近技术汇报却是用德语出版。尽管有现在障碍，生物过滤技术在很快未来美国仍有可能得到普遍应用。除了，现有装置大规模工程现在还处于计划阶段或者建设阶段。比如第一个在加里福尼亚大规模用于控制VOC系统，由南岸空气质量控制区共同资助一个用生物过滤法处理在洛杉矶附近一个铸造厂排放乙醇系统正在计划中。在其余地方也将会提供对这个系统性能更详细分析。现在这篇文章主要目标是提供一个对生物过滤技术一个全方面综述来更广泛传输这种APC新技术，而且激励在美国适宜地方实施这种技术。很多包括到发展和利用生物过滤更复杂技术和工程方面问题，就不能在这里讨论了。然而，我们会明确和总结这种文件还会给出更详细文件。我们还注意到，除了生物过滤技术，其余生物APC系统现在在欧洲应用到了有机废气，包含“生物洗涤器”和滴液池。文件中与这种有关技术我们没讨论，在其余文件中能找到，带有臭味尾气生物处理方法，能够从文件中找到在1923年当Bach讨论控制从污水处理厂排放硫化氢基本概念。关于这种概念报道始于19世纪50年代美国和西德。Pomeroy在1989年因为土壤床概念和成功描述了在加里福尼亚土壤床装置而得到了美国第2793096号专利。在1959年前后，土壤层也应用在了西德城市污水处理厂来控制进来污水总管里臭味。在美国，关于生物过滤法处理硫化氢第一个系统研究，是由19世纪60年代Carlson和Leiser主持。他们工作包含在西雅图附近污水处理厂成功安装了几个土壤过滤器，证实了生物降解而不是用吸收来处理臭味。在随即几十年里，美国几个研究人员深入研究了土壤床概念，证实了在很多大规模应用中有用性很多这些技术归功于HinrichBohn在对土壤床理论和可能应用15多年研究。在美国成功土壤床应用包含控制从炼油厂发出臭味和从喷雾罐释放开来丙烷和丁烷。即使已经证实土壤床可用相当低投资和操作费用来控制一些类型臭味和挥发性有机物，不过，土壤低生物降解能力和相当大占地要求现质量土壤床在美国应用。据估量，在美国和加拿大生物过滤装置和土壤层装置总数不会超出50个，而且大部分都是应用在臭味控制上。Unit15污水处理工艺当代科技最伟大成就之一既是在很大程度上降低了水传染性疾病如霍乱和伤寒发生率。这些病已不再像过去那样是公众健康最大危险。其发展重点是认识到公用水域是人为污染主要传染源。不过这种污染可以通过更有效地水处理工艺和愈加好废水处置方法来消除。今天水工艺设备是为连续供给可连续饮用水而设计。完成整一个完整的过程必须要格外注意四个主体问题：水源选择、水质保护，工艺方法使用以及再污染防治。而阻止地下水和地表水污染惯用预防方法是，禁止排放生活排污和雨水下水道靠近水库，安装栅栏以预防保护娱乐用水被污染，还有就是在水库注水后限制使用肥料和杀虫剂。格栅、混凝/絮凝、沉淀、过滤和消毒是地表水处理主要单元。水工艺处理实现了一个或者多达三个主要任务：除去细小颗粒物，如沙粒和泥土、有机物质、细菌，还有藻类；除去溶解性物质，如一些引发色度和硬度物质；还有就是除去或者破坏致病菌和病毒。实际水处理过程要按照水源种类和水质要求去选择。有时，原水浊度很低，能够用普通沉降法（不含化学物质）来去除一些大颗粒物，再用过滤来去除那些难以沉降少许颗粒物。然而，通常情况下，原水中颗粒过小难以经过沉淀和简单过滤在极短的时间内去除。为了填补这一点，加入化学药品以混凝/絮凝这些小胶体颗粒，使其形成能够在沉淀池内沉降或者能够被过滤器直接去除较大颗粒物。颗粒物去除适适用于污水颗粒物去除单元操作包含格栅、沉淀、混凝/絮凝和过滤。格栅是指去除木块、树枝、碎屑和小鱼等类似物固体物。它是污水处理第一阶段。假如允许这些残骸进入处理设备会造成水泵损坏或者阻塞水管和水渠。水引入口位置会低于湖泊或者江河水面目标也还是为了排除漂浮物和降低因为冰块而造成物理破坏。沉淀是最古老也是应用最广泛水处理方法。它是利用自由沉淀去除水中颗粒物。这是相对简单和廉价，能够在圆、方、矩形水池里实现。先前认为，沉淀处于混凝和絮凝之后（对于高混浊水）或者完全省略（对于中等混浊水来说）。地表水悬浮物颗粒物-1-7直径在10~10毫米之间改变。这个尺寸恰好也是微小沙粒和细小粘土颗粒各自大小。引-4-4起水浊度颗粒物直径在10毫米以上，而10毫米以下颗粒影响水色度和味道。混凝/絮凝是一个化学物理过程，那些太小用普通沉降法不能去除颗粒具备在这样的一个过程中失去稳定性能成团特点，从而能较快地沉淀。大部分悬浮颗粒太小以至于沉淀到池底需要几天或者几周。甚至这些胶体粒子不可以通过普通沉淀法沉降。混凝是使胶体粒子脱稳化学过程。确切机理并未完全探究清楚，不过总概念是向含有负电荷水中加入带正电荷化学物质。其结果是中和水中反粒子以此来降低胶体之间相互排斥趋势。分散混凝剂需要几秒钟快速混合。悬浮物慢速混合称为絮凝，这种沉降可以在一定程度上促进粒子非间接接触。且能在混凝/絮凝池内经过旋转桨旋转来实现，或利用水力压力直接在池内折流板周围形成。深度在3~4米之间混凝/絮凝池滞留时间是20~40分钟。经过混凝/絮凝联合化学/物理过程，不能被简单沉降池沉降胶体颗粒能够聚集形成一个大颗粒状絮状物。在沉降过程中，将会出现能够捕捉微小非凝固态颗粒不规则形状毛绒状物质。硫酸铝是最通常凝结剂，有机聚合物也能够单独作为混凝剂，或者与明矾起来改进絮凝效果。在絮状物被去除过程中，它通常从混凝/絮凝池转移到沉淀池中，或直接被过滤。消毒为了确认和保证水中没有有害细菌，消毒是必需。氯化消毒是消毒公共用水最惯用方法。来自氯气或次氯酸盐足量氯原子被增加四处理过后水中去杀死致病细菌。氯气是一个可靠，相对廉价和轻易使用消毒方法。其它消毒剂包含氯胺，二氧化氯，其它卤素，臭氧，紫外线光和高温。在法国已经被广泛地应用臭氧氧化方法，尤其是在天然有机物存在场所作为预加氯代替品。在北美现在正在被取得认可。即使有效，不过臭氧不会因为长久消毒面遗留永久残余物。臭氧氧化是指加入臭氧对水消毒，臭氧是无机和有机杂志具备强烈氧化性。气好是因为它不像氯气一样处理后留下味道和气味。溶解性物质去除曝气是用来除去地下水中过量铁和锰。这些物质引发味道和颜色总是干扰洗涤，玷污管道装置，而且在输水总管中促进铁细菌生长。经过空气气泡进入水中，或经过喷洒引发2+2+3+3+空气和水接触，溶解性铁和锰（Fe,Mn）被氧化成一个溶解性水形式（Fe,Mn），它们被析出然后能在一个沉淀池或过滤器中被去除。曝气也能够去除由硫化氢气体所引发气味。水软化是将水除去硬度一个过程，硬度产生因为二价金属离子存在（尤其是钙离子和镁离子），水硬化正是因为水与土壤或岩石接触反应结果，对于在有二氧化碳存在下石灰石，水硬化更为显著。活性炭是一个很好吸附剂被大范围的使用在水处理中来除去有机污染物。活性炭制备要经过两个过程。第一，适合基本材料比如木头，泥炭块，植物材料，或者在缺乏空气中被加热炭化骨头。然后在存在空气，二氧化碳情况下，加热这种炭化物质使其有活性，或者蒸发烧掉其含有任何焦油来增大它气孔。用活性炭吸附气体、液体、以及固体去除效果会受水温度、pH值和有机物复杂性影响。反渗透（RO）是指以自然渗透逆方向经过半透膜过程。因为渗透膜能够去除了溶解盐，所以反渗透最主要应用是用于脱盐。然而，这过程中有机原材料，细菌和病毒也被去除了，所以反渗透在污水处理中应用还有待深入发展改进。Unit16废水生物处理法微生物降解应用和去除工业废水以及城市废水中不希望存在成份并不是一个新概念。它是通常废污水处理活动惯用过程，而且已经使用了许多年。伴随我们认识到化学品对于环境污染，更多关于有毒化学物生物降解方面研究便出现了。在这些处理技术之中，生物降解是最有效。经过废水生物处理法跟其余化学和热处理过程联合使用，使得其在管理方面应用得以提升。活化生物过滤池生物过滤池为第一阶段，活性污泥池为第二阶段，之后是沉淀池。污泥会循环到生物膜阶段和活性污泥池。这种方式结合了生物膜和悬浮生长特征。活性污泥活性污泥过程是一个经典悬浮生长生物处理系统，是用于处理有机和工业废水最广泛生物处理过程。然而，它只能处理含有小于1%悬浮固体有机废水流，但不能承受浓缩有机物冲击式负荷。所以，废水流进入通常是一定要经过包含澄清池（初级澄清池）和平衡池预处理过程。预净化池用来处理沙砾、油和脂肪以及总固体物，而均质池则对废水流率改变进行缓冲同时使活性污泥系统有机负荷愈加均匀。活性污泥过程用来处理工业和城市废水，因为它们是丰富多样，灵活和经过调整过程参数来达成一个我们所希望水质出水。这么来命名这样的一个过程是因为有氧稳定化处理废水中能产生一个能起作用大量微生物。基本过程有很多版本，但它们绝大多数都是相同。活性污泥在处理单元被应用于过程和生物固体。混合液悬浮固体或活性污泥包含各种各样异养微生物比如细菌、原生动物、真菌和更大微生物。占多数特殊微生物种类优势取决于被处理废物及其过程中操作方法。活性污泥过程是当前被普遍的使用生物处理过程。这部分是基于生物质循环这一结果，生物质循环是整个工艺一部分，它能够使微生物在相对较短驯化时间内适应废水组分改变，并能在较大程度上控制驯化菌数量。活性污泥系统包含平衡池，沉淀池，曝气池，澄清池，和污泥回收过程。污水在平衡池成为均匀分布微粒以降低供水改变，会造成微生物过程混乱和降低处理效率。可沉淀固体在沉淀池中被除去。接着，污水进入曝气池，使有氧细菌维持在悬浮状态和提供氧气，和营养物。水池内被称为混合液。氧气由机械或扩散曝气提供，维持悬浮微生物数量。以增加保持在悬浮状态微生物数量。混合液从曝气池连续被排入到澄清池，生物量从被处理污水中被分离。生物质一部分循环到曝气池以保持曝气池中驯化微生物最好浓度。分离剩下生物质被排放掉。生物质可能深入在污泥干燥层被脱水或污泥滤清上被过滤。澄清后废水被排放掉。可循环生物质被称为活性污泥。使用“活性”这个术语是因为生物质含有活着和驯化微生物，当返回到曝气池时候这些微生物以更高速度代谢转化和吸收有机物。发生原因是因为在澄清池污泥中，食物与微生物比率较低。对于工业废水净化处理，经常需要出示足够氮和磷是补充营养起源。在大多数情况下，氮作为氨加入而磷作为磷酸加入。一个适当pH范围（6至8）和一个足够溶解氧浓度（最小值为1至2mg/L）必须要保持在曝气池中来维持一个健康和活性系统。曝气池中废水停滞时间和污泥停滞时间是主要操作参数。HRT被定义为曝气池体积除以进去水流率比，而SRT是系统中总污泥数量除以污泥离开系统作为废物排出来速率。必须要提供足够时间使得废水中细菌吸收水中有机物。对于活化污泥过程来说，废水停滞时间通常是6-二十四小时，而污泥停滞时间是4-10天。最好操作温度是在25℃-32℃范围。尽管在活性污泥系统中有机物范围包含病毒到多细胞微生物,占主要地位和活性最高是异养细菌,而程度小一点是同时聚集在污泥絮里和分散在液体中自养细菌。异养细菌用有机物作为碳和能量起源，然而自养细菌通常依靠矿物质氧化来获取能量和利用二氧化碳作为碳起源。这些细菌可以有效的进行水解和氧化反应。复杂碳氢化物经过氧酶氧化成低分子量，即结合氧进入到长链或环状碳氢化合物分子。多糖、脂肪和蛋白质，从聚合物态经过水解形式被降解为单体。经过这些反应最终产品即醇类和酸进入微生物体内并经胞内酶催化氧化被代谢。氧化遵照化学次序，即醇类氧化为醛类，再氧化成酸类。部分酸氧化成CO2和水，来取得所需能量以利用剩下酸类来提供细胞生长。通常，活化污泥是很轻易地分解醇、醛、脂肪酸、烷烃、烯烃、环烯烃和芳香烃。其它化合物，如异烷烃和卤代烃，更难于微生物分解。所以，处理程度和分解速度，取决于活性污泥系统中驯化生物质。不过，通常只有稀废水才能作普通处理，而大部分危险性有机废水，除了在很低浓度时候，通常是有毒或难以适用这过程。所以，在危险性废水与更轻易生物降解废水流混合时，经过这个处理过程废污水处理系统通常十分实用。溶解金属离子和细小金属颗粒经过结合于酶活性位而对微生物新陈代谢产生不利影响，或在活性污泥处理过程中造成酶构象改变。通常情况下，微生物只能承受少许毫克每升（mg/L）或更少重金属。重金属，经过增加硫酸盐来生成硫化物而不被溶解。而轻金属阳离子，经过生成碳酸盐和重碳酸盐被去除。除了生物降解之外，有机物能经过空气提取，或吸附到污泥中而被去除。Unit19OperationsofPretreatment（预处理操作）为保护污水处理厂设备，会在废水一级处理上游放置装置和构筑物。因为这些装置和构筑物对降低BOD5收效甚微，所以他们被归为预处理。BarRacks（格栅池）通常，污水进入污水处理厂碰到第一个装置是格栅池。齿条主要目标是移除垃圾和大物体，他们会损坏或淤塞水泵、阀门和其余机械设备。在格栅上，经过各种路径进入下水道破布、木头和其余物体会被从污水中移除。在当代污水处理厂，格栅经过机械方式清洗。固体物质储存在一个漏斗中，定时被运输到卫生填埋场。在沉砂池和泵上游放置格栅池，栅条间空隙宽度为50-150mm。沉砂池下游格栅间空隙宽度为20-50mm，通常惯用值为25mm。渠道过栅流速保持在0.4-0.9m/s之间。通常设置两个通道，能够允许一个通道被取出清洗和修理。GritChambers（沉砂池）惰性密致物质比如沙子、碎玻璃、泥沙和小鹅卵石被称为粗砂。假如不将这些物质从污水中去除，他们会磨损泵和其余装置，造成过分磨损。另外，他们也轻易在角落和弯曲处沉淀，降低过水能力，最终堵塞管道和渠道。除砂器有三种基本类型，速度控制式、曝气式和长液面短时沉淀池。我们仅讨论前两种，因为他们最常见。速度控制式这种类型沉砂池，也被称作平流沉砂池，可以通过传统离散、非絮凝化颗粒沉淀理论做多元化的分析。假如液体水平流速保持在0.3m/s，就能够用斯托克斯公式来进行平流沉砂池分析和设计。液体速度控制是经过在渠道末尾设置一个尤其设计堰。必须设置最少两个渠道，这么就能够停顿其中一个运行而不关闭污水处理厂。能够采取机械设备或者人工进行清理。平均流量在0.04m3/s以上污水处理厂推荐采取机械清理。平均流理论停留时间大约设为1分钟。清洗设施通惯用于去除有机物质和砂砾。曝气沉砂池曝气沉砂池螺旋式液体驱动砂砾进入一个放置于空气扩散器集合下方漏斗。空气气泡剪切作用会脱去大部分粘附于惰性砂砾表面有机物质。曝气沉砂池性能是转速和停留时间函数。经过调整供气速度能够控制转速。名义上空气流量值范围为每米池长空气为0.15到0.45立方米/分钟之间[m3/(min•米)]。最大流量下，液体停留时间通常设置为3分钟。长宽比范围在2:5到5:1之间，深度大约为2至5米。池内砂砾积累量改变很大，这取决于排水系统是合流制还是分流制，以及池子处理效率。对于合流制系统，每百万m3污水含90m3砂砾(m3/105m3)并不少见。在分流制系统中会少于30m3/10tm3。通常，砂砾被掩埋在卫生填埋场。Comminutors（粉碎机）用于浸渍废水中固体(破布、纸、塑料和其余材料)，并经过旋转切削条方式装置被称为粉碎机。这些装置放置在沉砂池下游来保护切削条不受磨损。他们可以作为下游格栅代替品，不过必须同人工清理格栅并联安装以防他们发生故障。Equalization（均衡）流量均衡并不是一个处理过程，但却是一个能够用来提升废水二级处理和三级处理过程效率方法。废水流进城市污水处理厂速度不是恒定，流量每个小时都在改变，反应了其服务地域生活方式。在大多数城镇，日常活动方式决定了污水流量和强度。在平均污水流量和强度以上时间出现在早晨中间。需要处理污水数量和强度不停改变给高效率处理操作带来了困难。而且，许多处理单元一定要按照可能碰到最大流量来进行设计，这也造成了他们比正常条件下偏大。流量均衡目标是抑制这些改变，这么污水就能够以一个几乎恒定流速做处理。流量均衡能够明显提升现有污水处理厂性能和增加它有效容量。对新建污水处理厂，流量均衡能够降低处理单元尺寸和花费。通常经过构建大池子搜集和储存污水来取得流量均衡，然后污水以一个恒定速度被泵送至污水处理厂。这些池子通常位于处理厂首端附近，适合在预处理设施比如格栅、粉碎机和沉砂池下游。必须有适当曝气和混合，以预防臭气和固体沉淀。调整池需要体积能够依照流进污水处理厂流量和污水厂设计处理平均流量物料平衡进行估算。理论基础和水库尺寸使用一样。伴随筛选完成和砂砾移除，污水中依然含有轻悬浮有机固体，其中一些能够在沉淀池中经过重力作用从污水中去除。这些水池能够是圆形或者矩形，通常大约3.5m深，污水停留周期是2到3小时。大量沉淀下来固体称为生污泥。可以通过机械刮刀和泵将这些污泥从沉淀池中去除。漂浮物质，比如油脂和油，上升至沉淀池表面，能够被表面撇浮渣系统搜集和从池中去除接着进行更深入处理。初级沉淀池（初沉池）以II型絮凝沉淀为特征。絮凝态微粒尺寸、形状和絮凝物截流水分时比重不停改变着，所以不可以使用斯托克斯公式。没有适宜数学关系公式能够用来II型沉淀。可以通过试验室沉降柱试验来取得设计数据。除了一些主要例外，初沉池特征和用于水处理澄清器特征相同。初沉池中固体浓度比水处理厂澄清器中小得多。所以，溢流速率和堰负荷率显著不一样。溢流速率通常在25~60m/d范围内。伟大湖上国家市政工程密西西比河董事会(GLUMRB)推荐堰负荷（出水堰上水流量）是速度不超出0.04m3/a。对于大流量推荐速度是190m3/(d.m)。正如以前所提到，初沉池能够去除原污水中大约50%~60%悬浮固体和30%~35%BOD5。Unit23DisposalofSolidWastes土地掩埋很多发达国家不允许在海里填埋城市固态废料，除了在海里填埋之外，发达国家固体垃圾以及它在某种形式上残余品必须要在陆地上被处理。土地掩埋是最经济方法，所以它成为了固态废料处置惯用方法，在英国，北美甚至是像西德和瑞士这么欧洲国家里90%城市垃圾用土地掩埋，他们在焚烧和植物堆肥方面做了大量投资，超出60%国内垃圾和商业废物都被土地掩埋。当然，焚烧不能消除掩埋。实际上，焚烧制产生了更多集中残渣，这种残渣危害比未燃烧固体垃圾危害更大。固体垃圾掩埋所需土地面积大约是每年每25,000人/1ha。下面例子将解释说明这一数据是怎样产生。示例对于25,000人口，估量每年对面积要求是（不包含缓冲区）通常要有一个垃圾填埋场，不包含覆盖材料线米。处理方案假设一代人产生人均垃圾是2.0kg/d,而且一个压实得很好垃圾填埋场密度是450kg/m3，那么一年所需面积就是：25000×2.0kg/d×365d/yr/450kg/m3×4m×10000m2/ha=1.0ha土地掩埋对于面积要求有很大不一样，这跟不一样类型垃圾以及实压程度关于。详细设计和卫生填埋运行正在被讨论。这一部分平衡流程能用来土地处置之前降低废物体积和/或者利用废物组件，以此来降低对于垃圾填埋池需求.焚烧减容。大量分批投料用于垃圾减容焚烧炉建于1930到1940年间，它们是空气污染最大元凶，而且表现很差，而且维护起来非常昂贵。其中一些焚烧炉被升级改造，不过大多数都被关闭而且被土地处置法尽可能得所取代。然而，伴随土地掩埋能力变弱，缩小体积变得愈加主要。同时，废物燃料价值正稳步上升。结果，经过焚烧方法来减容（降低了大约90%）和减体积（少了75%）从而尽可能制造更多能源恢复这一方法，在上世纪七十年代成为了垃圾处理过程中非常通用选择。较新城市焚烧炉通常属于连续燃烧型，很多都带有“水墙”式结构，取代了陈旧通常难以处理衬里。水墙由带有水垂直管插入锅炉所组成，水管吸收热量从而为蒸汽提供了热水，而且水管一样控制了炉子温度。水墙单元使用让昂贵耐火维护被消除，污染控制要求被降低（因为骤冷水和天然气量治理需求降低），热量恢复更简单，不幸是，依照欧洲人经验判断，水墙单元腐蚀会是一个严峻问题。传统焚烧炉由水引发燃烧温度大约是760摄氏度（1400华氏）在适宜炉子里（不足以融化玻璃），温度超出870摄氏度（1600华氏）二次燃烧室。这些温度需要防止来自不完全燃烧气味，达成1650摄氏度（3000华氏）温度和补充燃料能降低物体97%体积，而且能让金属和玻璃转化成灰。即使第一个高温试验装置建于1966年，但全方面单元应用并没有跟进。大约是因为开销过高。能量回收。燃烧固体垃圾来产生蒸汽用来加热或发电这一方法在西欧和日本已经变得很普遍而且用了很多年。然而，伴随燃料价格在上世纪70年代末和80年代连续上升，使能量回收经济愈加具备了关注度，实践在北美是非常少。减容废污燃烧不需要任何辅助燃料，起始阶段除外。另首先，当目标是为了生产蒸汽，供给燃料（通常是天然气）必须用粉状垃圾，因为水中含有多变能量成份或垃圾中可用质量是不足。亚铁金属通常能在灰烬中恢复出来。售出蒸汽必须离垃圾焚烧炉很近，从而让这些燃烧系统相对其余加热能源更有优势。威尔逊（1977）曾经提议过最大距离为1英里（1.6公里），但尽管这一距离可能很远，芝加哥市（西北工厂）和汉密尔顿市，安大略（SWARU工厂）是两个在最开始十年间没有运行焚烧蒸汽市场地点（APWA,1979）。加拿大蒙特利尔市焚烧炉直到1983年都没有水墙固体焚烧蒸汽市场（大约在它建立后15年）。和焚烧关于问题是处理起来最困难。像空气污染控制，尤其是对于细颗粒物和有毒气体（包含二恶英）去除。可燃，含碳污染物可以通过优化燃烧过程来控制。氮氧化物和硫以及其余气态污染物并不是问题，因为他们溶度相比来说较低。其余令人担忧问题比如处理来自地漏，骤冷水液态水，和因为重金属燃烧产生土地填埋灰尘处理。相对于焚烧炉使用，公众反对也是严重障碍。日生产资本成本（1987年价格）是每1000吨1亿2千万美元，运行成本是每吨15到30美元，这适适用于30万人口城市。对于较小中心来说，单位成本会更大。这从趋势上限制了大城市对于焚烧炉使用，当然，因为公众对于有毒气体关注（及大量证据）是因为固体垃圾燃烧，焚烧炉极少被提出，除非因为土地填埋缺乏让人们没有其余选择。这是1987年底特律情形，在那里尽管有环境保护主义者和邻近国加拿大温莎市强有力抗议，不过5亿美元，有4000吨垃圾转化为能量日处理量工厂还是被美方同意建立。其它转化过程化学过程（比如硫化沙板燃烧法，热解，湿法氧化）和生物过程（堆肥和厌氧消化）是另外降低城市垃圾体积和/或将垃圾变为有用东西潜在方法。这些过程信息被固体焚烧管理指南和另一些研究者所证实。然而，对于全部化学和生物转化过程来说，现在只有热回收焚烧炉和堆肥被广泛地接收。堆肥处理是有机物微生物厌氧降解过程，微生物主要是细菌和真菌。这个反应会产生热量，在制肥过程中提升堆肥温度，废物体积降低小至报纸废纸30%，大至花园碎片60%。堆肥可能在可控条件下很自然地发生，或在机械操作下进行。在自然系统下，经处理垃圾，最好是玻璃或金属，它们包含了营养资源（污水污泥，动物粪便，人粪便）和填料（木屑，地面上玉米穗），这么多东西能让空气进入到堆肥里面。混合物被放在了风干系统中而且保持了大约50%水分组成，混合物宽度为2米到3米，而且一周被翻转一次或两次。在第四面到第六周之间，当混合物颜色变得更黑，温度下降，霉味上升时，整一个完整的过程就完成了。填料可能会被移除，剩下“腐殖质”被作为土壤改良剂。伴随机械化工厂内连续通风和混合使得堆肥时间降低了大约50%。机械化过程后通常伴随是一段很短时间段，这一时段让堆肥物变得“成熟”。北美洲有一个土壤调整剂有限市场。伴随第一个堆肥厂于1951年建于阿尔图纳（宾夕法尼亚州），美国又有20或30个垃圾堆肥厂被建了起来。全部这些工厂或两座三座现已关闭。较新堆肥工程像德拉瓦尔州复垦和其余位于美国东北部项目，这些项目混合了城市固体垃圾产生污水污泥堆肥，这种方法表明了高效堆肥一体化成为了污泥处理和固体垃圾管理发展趋势。到1985年，大约有60所主要负责处理污水污泥堆肥厂在30个州里运行，开于1987年一所位于科罗拉多州丹佛工厂是美国最大通风风干系统。这一情况与西欧，以色列，日本以及其余发达国家截然不一样，这些国家致力于土地复垦，且固体垃圾堆肥厂已经成功地在那里运行了很多年。荷兰鹿特丹地域慢慢的变成了了欧洲最大热回收焚烧点。它有大多数堆肥厂用来补充它垃圾管理项目。有趣是，堆肥也一样存在于第三世界国家，但在这些地域，风干系统是被第一先考虑方法。
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