《清华大学环境工程课件：城市污水处理技术与设施》

清华大学环境工程课件城市污水处理技术与设施欢迎学习清华大学环境工程专业课程《城市污水处理技术与设施》本课程将系统介绍城市污水处理的基本原理、工艺流程和工程设计方法，帮助学生掌握污水处理厂规划、设计和运行管理的专业知识通过本课程的学习，您将了解从预处理到深度处理的全流程技术，掌握活性污泥法、生物膜法等主流工艺的设计计算方法，以及污泥处理与资源化利用的关键技术课程还将介绍国内外先进案例和前沿研究进展，培养学生解决实际工程问题的能力课程概述课程目标理论基础工程实践培养学生掌握城市系统学习水力学、通过真实案例和设污水处理的理论基微生物学、反应动计实践，培养学生础和工程设计能力学等水处理工程解决实际工程问题力，能够独立进行基础理论，构建完的能力，掌握规范污水处理厂的工艺整的知识体系化设计方法选择和设计计算研究前沿介绍国内外污水处理领域的最新研究进展和技术发展趋势，拓展学生的学术视野城市污水的特性主要来源生活污水来自居民区的厨房、卫生间排水•工业废水经预处理后排入市政管网的工业排水•雨水径流城市道路和屋面的初期雨水汇入•典型污染物有机物₅、•BOD150-300mg/L COD300-600mg/L氮氨氮、总氮•25-50mg/L35-70mg/L磷总磷、正磷酸盐•4-12mg/L悬浮物•SS150-300mg/L水质参数物理参数温度、值、浊度、色度•pH化学参数₅、、、、重金属•BOD CODTN TP生物参数大肠杆菌群、病原微生物•对工艺影响比例影响生物处理效果•C/N/P温度变化影响微生物活性•工业废水比例影响生化性能•污水处理基本原理物理处理原理利用重力沉降、筛分、过滤等物理作用分离污染物化学处理原理通过化学反应使污染物凝聚、沉淀、氧化或还原生物处理原理利用微生物代谢作用降解有机物及转化氮磷等污染物污水处理的基本原理是通过物理、化学和生物三大类处理方法的组合应用，逐步去除水中的污染物质根据处理目标的不同，可分为一级处理去除悬浮物、二级处理去除有机物和三级处理去除氮磷等特定物质，最终达到排放标准或再利用要求处理程度的选择需要综合考虑受纳水体环境容量、水质标准要求以及技术经济可行性等因素，合理确定工艺流程和处理深度污水处理厂工程流程预处理阶段包括格栅拦截、沉砂池去砂和调节池调节水量水质，目的是去除大颗粒悬浮物和无机砂粒，保护后续处理单元和设备预处理通常采用物理方法，不显著降低水中有机物含量一级处理阶段主要通过初沉池或气浮池等设施，利用重力沉降或气浮作用去除可沉降性悬浮物，通常可去除的₅和的悬浮物，是30%-40%BOD50%-65%一种经济高效的处理手段二级处理阶段主要采用生物处理方法，如活性污泥法、生物膜法等，利用微生物代谢作用去除水中溶解性有机物，是污水处理的核心环节，可去除85%-的₅和95%BOD SS三级处理阶段又称深度处理，主要去除二级处理后剩余的氮、磷等营养物质或特定污染物，采用生物脱氮除磷、过滤、吸附或高级氧化等技术，使出水达到更高水质标准污泥处理阶段对各处理单元产生的污泥进行浓缩、稳定、脱水和最终处置，减少体积并进行无害化和资源化处理，是污水处理厂的重要组成部分预处理技术格栅除渣系统沉砂池格栅是污水处理的第一道屏障，沉砂池用于去除污水中密度较大用于拦截较大漂浮物和悬浮物的无机颗粒，如砂粒、煤渣等，根据栅条间距可分为粗格栅保护后续设备免受磨损常见类和细格栅型有平流式、曝气式和旋流式沉≥25mm5-自动清污机械可采用砂池，设计参数包括表面负荷25mm耙齿式、链条式或回转式，设计和水平600-1200m³/m²·d时需考虑水头损失和清渣频率流速

0.2-

0.3m/s调节池调节池用于均化水量和水质波动，提高后续处理单元的稳定性容积设计应根据日变化系数确定，通常为平均日处理量的池内需设置混合15%-25%和曝气设施，防止沉淀和厌氧状态的形成预处理是污水处理厂的重要环节，虽然不能显著降低污水中的有机物含量，但对保障后续处理单元的正常运行至关重要预处理设备选型应综合考虑进水特性、处理规模和经济性，合理设计自动化程度和维护便利性一级处理沉淀技术沉淀理论基础初沉池设计参数沉淀池类型比较沉淀过程主要基于斯托克斯定律，颗粒沉降速初沉池主要设计参数包括类型特点适用规模度与颗粒密度、粒径平方成正比，与水的黏度表面负荷•20-50m³/m²·d成反比根据沉淀方式可分为离散沉淀、絮凝平流式结构简中大型水力停留时间小时沉淀、界面沉淀和压密沉淀四种类型•

1.5-

2.5单，去除池深米•3-

4.5效率稳定长宽比平流式•3-5:1沉淀池的去除效率主要取决于表面负荷即表辐流式占地少，中大型面水力负荷，表面负荷越低，去除效率越•溢流堰负荷100-300m³/m·d泥水分离高，但占地面积也越大效果好竖流式占地最小型少，但易产生短流一级处理气浮技术空气溶解微气泡释放在加压条件下使空气溶解于

0.3-

0.5MPa压力突然降低时形成的微气泡10-100μm水中浮渣收集气泡粘附上浮通过刮渣机收集浮于水面的污染物微气泡附着于絮体表面，增大浮力使其上浮气浮技术是一种利用微气泡附着于悬浮颗粒而使其上浮的分离技术，特别适用于去除密度接近水的轻质悬浮物、油脂和藻类在城市污水处理中，气浮可作为初沉池的替代或补充工艺，具有占地面积小、处理速度快的优点影响气浮效率的因素包括回流比通常为、空气溶解压力、气液比、絮凝剂投加量和污水值等设计气浮池时，表面10%-30%8-12mL/L pH负荷一般取，水力停留时间分钟8-12m³/m²·h20-30二级处理活性污泥法概述活性污泥法工作原理微生物群落结构代谢过程与动力学活性污泥法是利用好氧微生物在人工充氧条件活性污泥是一个复杂的微生物生态系统，主要有机物降解遵循一级或动力学方程，Monod下，将污水中的有机物氧化分解为₂和包括关键参数包括CO₂，同时合成新的微生物细胞，并通过絮H O细菌占，主要负责有机物降最大比生长速率•80%-90%•μm凝作用与水分离的生物处理技术解半饱和常数•Ks核心过程包括有机物的吸附与氧化分解、微真菌在低条件下发挥作用•pH基质利用率•Y生物的合成与自氧化、以及活性污泥的絮凝与原生动物捕食分散细菌，促进絮凝•内源衰减系数沉降•kd轮虫指示污泥老化程度的高等生物•这些参数是活性污泥系统设计的理论基础活性污泥法设计参数容积负荷率单位容积曝气池每日处理的₅量，通常为负荷率越低，处BOD

0.3-

0.8kg/m³·d理效果越好，但投资成本增加；负荷率越高，效率降低但节省空间水力停留时间污水在曝气池中的平均停留时间，一般为小时过短会导致有机物来不及6-12HRT降解，过长则造成设施浪费计算公式，其中为池容积，为流量HRT=V/Q VQ污泥龄与回流比污泥龄是微生物在系统中的平均停留时间，一般为天回流比通SRT5-15R=Qr/Q常为，根据二沉池污泥浓缩比和曝气池浓度确定

0.25-

1.0MLSS比与F/M MLSS比是食微比，表示单位活性污泥每日处理的有机物量，一般为F/M

0.1-₅浓度通常控制在之间

0.5kgBOD/kgMLSS·d MLSS2000-4000mg/L活性污泥法的设计核心是确定曝气池容积和曝气量曝气池容积根据污水量、进出水₅浓度、BOD浓度和比计算曝气量计算需考虑碳氧化需氧量、硝化需氧量、内源呼吸需氧量，并结合MLSS F/M氧传递效率和峰值系数确定传统活性污泥工艺变型工艺类型特点适用条件优缺点完全混合式曝气池内污水完全混水质水量变化大抗冲击负荷能力强，合均匀，浓度一致但处理效率较低序批式在同一反应器内按时中小规模，土地有限占地少，操作灵活，SBR间顺序完成进水、反但需精确控制应、沉淀、排水氧化沟环形渠道，推流式，中等规模，要求稳定运行稳定，氧利用率设置曝气装置高，但占地大接触氧化法填料固定生物膜与活有机负荷波动大生物量高，抗冲击能性污泥的结合力强，但易堵塞传统活性污泥工艺根据工程需求和场地条件发展出多种变型完全混合式适合应对水质水量变化大的情况；工艺将多个处理单元集成在一个反应器中，适合中小规模；氧化沟采用推流模式，具有氧SBR利用率高和运行稳定的特点；接触氧化法结合了活性污泥和生物膜的优点工艺选择时应综合考虑处理规模、进水特性、出水要求、场地条件和运行管理水平等因素，选择最适合的工艺类型二级处理生物膜法生物膜法基本原理生物滤池生物转盘生物膜法是利用附着在固体填料表面的生物滤池是最常见的生物膜反应器，按生物转盘由部分浸没在污水中的圆盘组微生物膜降解污水中有机物的生物处理通风方式可分为成，盘面附着生物膜，通过转动实现曝技术污水与生物膜接触时，有机物被气和接触常规滤池自然通风，负荷低•吸附并降解，过厚的生物膜会自行脱落主要设计参数高负荷滤池强制通风，效率高更新•生物接触氧化池完全浸没，需人工•盘片面积负荷₅•5-15gBOD/m²·d与活性污泥法相比，生物膜法具有生物曝气浸没度量高、耐冲击负荷、不需污泥回流、操•40%作管理简单等优点，但存在易堵塞、控设计参数包括有机负荷转速

0.5-•1-2r/min制难度大等缺点₅、水力负荷

4.0kgBOD/m³·d1-停留时间小时•3-6和通风量生物氧化需求的4m³/m²·h适用于中小规模污水处理，能耗低但温倍3-5度适应性差曝气系统设计氧传递基本原理表面曝气系统氧传递速率取决于氧浓度梯通过机械搅动水面增加气液接触面OTR度、传质系数和气液接触面积标积，包括立式表面曝气器和卧式转准氧传递效率受水温、大气刷转碟曝气器优点是结构简单、SOTE/压、污水特性和混合条件影响，通维护方便，缺点是能耗较高、氧传常需要通过因子和因递效率较低α

0.4-

0.8β

1.2-子进行修正₂，适用于小型处

0.9-

0.

982.0kgO/kWh理厂和氧化沟工艺鼓风曝气系统通过鼓风机和曝气器将空气压入水中形成气泡，包括粗泡和微泡5mm曝气微孔曝气器类型有盘式、管式和条带式，材质有陶瓷、橡胶、塑3mm料等微孔曝气氧传递效率高₂，但易堵塞，需定期清洗

3.5-

5.0kgO/kWh曝气系统设计时，首先计算需氧量，包括碳氧化需氧量、硝化需氧量和内源呼吸需AOR氧量然后考虑污水、系数及温度、压力等因素，计算标准需氧量根据αβSOR SOR选择合适的曝气设备类型和数量，并进行经济比较，选择投资和运行成本最优的方案二沉池设计功能与重要性分离活性污泥与处理水，回收活性污泥负荷计算水力负荷与固体负荷双重控制构造设计进水配水、刮泥、排泥系统优化二沉池是活性污泥法中的关键构筑物，其性能直接影响出水水质和系统运行稳定性二沉池的主要功能是将混合液中的活性污泥与处理水分离，部分污泥回流至曝气池维持所需的微生物浓度，剩余污泥排出系统二沉池设计需遵循双控制原则，即水力负荷和固体负荷双重控制表面水力负荷一般取，固体负荷控制在

0.8-

1.2m³/m²·h3-水深一般为米，圆形池直径不超过米，矩形池长不超过米进水系统设计应确保水流均匀分布，避免短流；刮泥6kg/m²·h

3.5-

5.04060系统应能有效收集并浓缩污泥；排泥系统需根据污泥性质合理设置脱氮工艺硝化作用₄⁺₂⁻₃⁻NH-N→NO-N→NO-N氨化作用有机氮氨氮₄⁺→NH-N反硝化作用₃⁻₂NO-N→N↑生物脱氮是通过硝化和反硝化两个主要过程实现的硝化是在好氧条件下，由硝化细菌如亚硝酸菌和硝酸菌将氨氮氧化为硝酸盐的过程；反硝化则是在缺氧条件下，由反硝化细菌利用有机碳源将硝酸盐还原为氮气的过程常见的脱氮工艺包括工艺缺氧好氧、工艺厌氧缺氧好氧、氧化沟、等新型脱氮工艺如短程硝化厌氧氨氧化A/O-A²/O--SBR-SHARON-ANAMMOX可节省以上的曝气能耗和碳源需求工艺设计时需考虑碳氮比一般要求、水温硝化菌对低温敏感、浓度硝化需，反硝化需50%C/N≥4DO2mg/L以及值为宜等关键因素

0.5mg/L pH

7.5-

8.5除磷工艺生物除磷原理化学除磷技术生化联合除磷生物除磷利用聚磷菌在厌氧好化学除磷是通过添加金属盐如铝盐、铁实际工程中常采用生物除磷和化学除磷PAOs-氧交替条件下的奢侈摄取机制在厌氧盐、钙盐与溶解性磷酸盐反应形成难溶相结合的方式条件下，释放磷酸盐并吸收性磷酸盐沉淀的过程常用药剂包括PAOs VFAs先通过生物除磷工艺去除大部分磷

1.形成；在好氧条件下，利用PHB PAOs三氯化铁₃₄⁻₄•FeCl+PO³→FePO↓80%提供的能量大量吸收磷酸盐并合成PHB聚合氯化铝₂₆再采用少量化学药剂进行深度除磷多聚磷酸盐，磷含量可达干重的•Al OHnCl-

2.5%-₄⁻₄n+PO³→AlPO↓控制出水总磷达到以下7%

3.

0.5mg/L通过排除富含磷的剩余污泥，可实现总石灰₂₄⁻₃₄₂•CaOH+PO³→Ca PO↓磷去除率生化联合除磷可降低化学药剂用量和污80%-90%投加点可选择在初沉池前、二沉池前或泥产量，是当前城市污水处理的主流技三级处理单元术工艺设计A²/O工艺流程与特点容积比例设计工艺由厌氧区、缺氧区和好氧区串联三个区域的容积比例直接影响处理效果，A²/O组成，具有同时脱氮除磷的功能其中，一般设计为厌氧区促进聚磷菌释磷吸收，缺氧区VFA厌氧区，•10%-15%HRT

0.5-

1.5h进行反硝化脱氮，好氧区完成有机物氧缺氧区，•20%-30%HRT1-3h化、硝化和生物除磷好氧区，•55%-70%HRT4-8h特点是构造紧凑、处理效果好、适应性具体比例需根据进水比例、水温和强，但对运行管理要求较高C/N/P出水要求调整回流系统设计工艺有两个回流系统A²/O硝化液回流内回流将好氧区硝化液回流至缺氧区，回流比为

1.100%-200%污泥回流外回流将二沉池污泥回流至厌氧区，回流比为

2.50%-100%回流系统的设计是工艺的关键，需配备变频泵以适应负荷变化A²/O氧化沟工艺设计工艺特点与优势推流特性与氧利用率氧化沟是一种环形封闭渠道的活性污氧化沟的推流特性使其形成沿程DO泥变型工艺，具有推流特性和长时间梯度，自然形成好氧缺氧厌氧交替--曝气的特点其主要优势包括运行区域，有利于脱氮除磷水流速度一稳定可靠、抗冲击负荷能力强、有机般控制在，既能保持

0.25-

0.35m/s物去除率高₅、可同时污泥悬浮又不过度消耗能量氧利用BOD95%实现脱氮除磷、能耗较低以及污泥产率高达，比普通鼓风曝气30%-40%量少等高15%-20%曝气器设计常用曝气设备包括表面曝气转刷转碟适合中小规模、潜水推流曝气机适合大型/氧化沟和鼓风曝气适合深沟设计时需确保曝气器布置均匀，并能根据需氧量变化调节曝气强度，一般采用在线控制系统自动调节DO氧化沟设计应注重沟体结构优化，常见形式有卡鲁塞尔式最常用、奥贝尔式双沟道、双环沟大小沟并联和竖向深沟节省占地沟深一般为米，沟宽米，长宽比根据场地3-58-12形状确定考虑未来扩建需求，可预留并联沟道的连接口氧化沟污泥负荷一般控制在₅，属于超低负荷活性污泥工艺

0.05-

0.15kgBOD/kgMLSS·d工艺设计SBR进水阶段将污水引入反应器，时间为总周期的可采用静态进水减少悬浮物流失或搅拌进水促进与活性污泥接触15%-25%反应阶段进行生物降解过程，占总周期的可设计厌氧缺氧好氧交替运行模式以实现脱氮除磷，通过调节曝气与非曝气时间比例优化处理效果35%-50%--沉淀阶段停止曝气搅拌，活性污泥沉降分离，占总周期的静止条件下形成明显的泥水界面，上清液水质良好15%-25%排水阶段排出处理后的上清液，占总周期的采用浮动式或固定式出水装置，防止悬浮物随出水流失10%-20%闲置阶段排泥并等待下一周期开始，占总周期的部分剩余污泥排出系统，控制污泥龄5%-10%工艺设计关键是确定反应器数量和容积对于连续进水的处理厂，至少需要个反应器交替运行每个反应器的有效容积需根据日处理水量、周期次数和调节容积确SBR2定通常单个周期为小时，每天运行个周期浓度一般控制在，污泥龄天4-64-6MLSS2500-4000mg/L15-25厌氧生物处理技术甲烷化甲烷菌将乙酸等转化为甲烷和二氧化碳产酸产酸菌将单体化合物转化为乙酸和氢气水解水解菌将大分子物质分解为小分子单体厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生物将有机物降解为甲烷和二氧化碳的过程与好氧处理相比，厌氧处理具有能耗低、污泥产量少、可产生能源沼气等优点，但处理速度慢、对环境敏感、启动周期长，主要适用于高浓度有机废水处理上流式厌氧污泥床反应器是最常用的高效厌氧反应器，利用颗粒污泥的良好沉降性能实现高浓度生物量设计参数包括容积负荷UASB2-、水力停留时间、上升流速和污泥浓度膨胀颗粒污泥床是的改进型，采15kgCOD/m³·d4-12h

0.5-

1.5m/h30-100g/L EGSBUASB用更高的上升流速，处理效率更高城市污水处理厂常采用厌氧好氧组合工艺，利用厌氧处理降低能耗并产生能源5-10m/h-膜生物反应器技术MBR工作原理与特点膜组件选型与配置膜污染控制MBR是将生物处理与膜分离技术相结合的新型污常用膜类型有膜污染是运行的主要挑战，控制措施包括MBR MBRMBR水处理工艺，用膜组件替代传统二沉池，通过压曝气擦洗在膜下方设置粗泡曝气，剪切力

1.力驱动使水透过膜而微生物被截留在反应器中膜类型特点适用场合去除污染物主要特点包括间歇运行采用间歇抽吸方式运行分平板膜结构紧凑，小型系统

2.8-10钟，停止分钟不易缠绕1-2出水水质优良，和浊度接近于零•SS定期反洗每隔数小时进行反向冲洗，去除

3.生物相浓度高，占地面积小•MLSS8-12g/L中空纤维膜比表面积大型系统孔隙阻塞可在高污泥龄下运行，实现完全硝化•大，通量高定期化学清洗使用、柠檬酸等溶液

4.NaClO不受污泥沉降性能影响，运行稳定•去除有机和无机污染管式膜抗污染能力高废水SS强，清洗方便膜通量一般设计为，膜面积根据10-25L/m²·h处理水量确定工艺设计AAO工艺流程与脱氮除磷原理工艺即工艺由厌氧区、缺氧区和好氧区串联组成，是一种能同时脱氮除磷AAOA²/O的生物处理工艺在厌氧区，聚磷菌释放磷酸盐并吸收；在缺氧区，反硝化菌利用VFA有机碳源将硝酸盐还原为氮气；在好氧区，有机物被氧化分解，氨氮被硝化，聚磷菌过量吸收磷酸盐通过排出富含磷的剩余污泥实现除磷各区容积比与设计HRT工艺的关键是确定三个区域的容积比例和水力停留时间一般设计为厌氧区AAO占总容积的，小时；缺氧区占，小时；10%-15%HRT1-220%-30%HRT2-3好氧区占，小时具体比例需根据进水比例、温度和55%-70%HRT4-8C/N/P处理要求调整总通常为小时，浓度为，污HRT8-12MLSS2500-4000mg/L泥龄天10-20污泥回流系统设计工艺有两个回流系统硝化液回流内回流将好氧区的硝酸盐回流至缺氧区AAO进行反硝化，回流比通常为；污泥回流外回流将二沉池的活性污100%-300%泥回流至厌氧区，回流比为回流系统应配备变频泵，能根据进水50%-100%负荷和水质变化自动调节回流比回流管道设计流速为，防止污泥

0.6-

1.0m/s沉积污水深度处理技术过滤技术高级氧化人工湿地包括砂滤、纤维滤、微滤利用羟基自由基强氧利用植物基质微生物系统·OH--等，主要去除悬浮物和部分化能力分解难降解有机物，协同作用处理污水，具有建胶体物质，是最常用的深度包括臭氧氧化、氧设成本低、能耗少、生态效Fenton处理单元设计参数包括滤化、光催化等技术，适益好的特点常见类型有表UV速、反冲洗强用于去除色度、微污染物和面流、水平潜流和垂直流湿5-15m/h度和周期等提高出水生化性地，占地面积大，适合小规模处理生态强化通过添加特定功能微生物、酶制剂或载体材料，强化传统处理工艺的性能，提高对特定污染物的去除效率，如添加蜂窝填料、悬浮载体等增加生物量污水深度处理是为了进一步提高二级处理出水水质，满足更严格的排放标准或回用要求深度处理目标通常包括去除残留悬浮物、进一步降低有机物、深度脱氮除磷SS10mg/L COD50mg/L以及去除特定污染物如微量有机物、重金属等TN10mg/L,TP

0.5mg/L高级氧化技术氧化2臭氧氧化Fenton氧化利用⁺催化₂₂分解臭氧是强氧化剂，可直接氧化或通过分解Fenton Fe²H O产生自由基氧化有机物反应受产生间接氧化系统设计包括臭氧发·OH pH·OH影响显著，最佳为系统设计包生器空气、气水接触装置pH2-410-50g/m³括加药装置₄和₂₂、调鼓泡塔、射流器或静态混合器、反应池FeSO H OpH节装置、反应池和后续中和和尾气破坏装置臭HRT1-2h HRT15-30min沉淀单元适用于处理难降解有机物，但氧投加量一般为，与或5-20mg/L UV产生铁泥量大₂₂组合使用效果更佳H O光催化UV光催化氧化通过光照激发₂等半导体催化剂产生电子空穴对，进而生成自由UV UVTiO-·OH基系统设计包括反应器低压或中压汞灯、催化剂装载方式固定床或悬浮和水力设计UV防止短流能耗较高，适用于低浊度废水的深度处理高级氧化技术是一类通过产生强氧化性自由基主要是来降解难生物降解有机物的处理方法这·OH些技术能有效去除常规生物处理难以降解的有机污染物，如农药、药物残留、内分泌干扰物等，同时具有消毒效果在工程应用中，常根据处理目标和经济性选择合适的高级氧化技术，或将多种高级氧化技术组合使用以提高处理效率高级氧化技术能耗较高，通常作为深度处理单元针对特定污染物使用，而非替代常规生物处理工艺膜过滤技术微滤超滤MF UF孔径孔径

0.1-10μm

0.01-

0.1μm驱动压力驱动压力

0.1-

0.3MPa

0.2-

0.5MPa去除物质悬浮物、细菌、部分胶体去除物质胶体、病毒、大分子有机物应用去除、预处理应用回用水处理、SS MBR反渗透纳滤RO NF孔径孔径

0.001μm

0.001-

0.01μm43驱动压力驱动压力

1.5-

8.0MPa

0.5-

1.5MPa去除物质几乎所有溶解性物质去除物质小分子有机物、二价离子应用海水淡化、高纯水制备应用软化、有机物去除膜过滤技术是基于压力驱动的物理分离过程，根据膜孔径大小可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透膜材料常用的有聚偏氟乙烯、聚砜、醋酸纤维PVDF PS素等，膜组件形式包括平板式、中空纤维式、管式和卷式等CA膜系统设计需考虑水质预处理防止膜污染、膜通量一般取设计最大通量的、操作方式错流或直流、系统配置单级或多级以及清洗系统设计60%-70%膜污染是影响膜系统长期运行的主要问题，控制措施包括优化预处理、合理的水力条件设计、定期物理和化学清洗等消毒技术消毒方式作用机制适用条件优缺点设计要点氯消毒氯及其衍生物破大中型处理厂经济可靠，易产接触时间坏微生物细胞结生消毒副产物，₂30min Cl构余量

0.5mg/L紫外消毒光损伤微生回用水处理无化学残留，效剂量UV物果受影响，DNA/RNA SS40mJ/cm²透射率60%臭氧消毒强氧化性直接破高标准出水氧化力强，无残投加量5-坏细胞结构留，成本高，接10mg/L触10-15min二氧化氯选择性氧化微生回用水消毒持久性好，副产投加量1-物关键酶系统物少，不稳定，接触5mg/L15-30min消毒是污水处理的最后屏障，目的是杀灭或灭活水中的病原微生物，保障出水生物安全性选择合适的消毒技术需考虑处理规模、出水用途、微生物指标要求、运行成本和管理水平等因素消毒副产物控制是消毒技术应用的重要考虑因素氯消毒易产生三卤甲烷、卤乙酸等有害THMs HAAs物质，可通过控制氯投加量、减少前驱物如有机物含量、采用复合消毒工艺等方式降低副产物生成现代污水处理厂越来越多地采用消毒或复合消毒工艺，减少化学药剂使用和副产物生成UV污泥处理概述污泥产生与特性污水处理各环节产生的污泥类型、特性和产量各不相同初沉池污泥有机质含量30%-，易腐化；生物污泥有机质含量，较稳定；化学污泥成分复杂，脱水性40%60%-80%能差城市污水处理厂污泥含水率高，颗粒细小，需经处理减量化污99%-

99.5%泥产量估算方法包括经验系数法、物料平衡法和动力学模型法，一般每去除₅1kgBOD产生干污泥

0.4-

0.5kg污泥处理流程典型污泥处理工艺流程包括浓缩减容稳定减少有机物调质改善脱水性→→→脱水减量干化最终处置不同规模处理厂可根据实际情况简化或强化某些环→/节小型处理厂可采用一体化处理装置，而大型处理厂则需建设完整的污泥处理系统污泥处理目标是减少体积、稳定有机物、消灭病原体、资源化利用减量化与资源化污泥减量化技术包括源头控制如选择低污泥产率工艺、过程控制如工艺、OSA腐殖酸减量和末端处理如热水解、湿式氧化污泥资源化途径包括能源回收厌氧消化产沼气、养分回收制作有机肥、材料利用制砖、路基材料和土地利用农林用地改良现代污泥处理理念强调减量化、稳定化、无害化、资源化的整体目标污泥浓缩技术重力浓缩机械浓缩重力浓缩是最简单的污泥浓缩方法，利用污泥与水的密度常用的机械浓缩设备包括差进行固液分离设计参数包括设备类型处理能力浓缩效果固体负荷初沉污泥，生物•100-150kg/m²·d污泥20-40kg/m²·d离心浓缩机5-50m³/h DS4%-6%水力停留时间小时•18-24池深米，底坡带式浓缩机•3-68%-10%5-30m³/h DS5%-7%浓缩比初沉污泥倍，生物污泥倍•2-

31.5-2转鼓浓缩机10-100m³/h DS3%-5%优点是构造简单、运行费用低，缺点是占地大、效率低、易产生臭气机械浓缩需添加聚合物药剂以提高效2-5g/kg DS率浮选浓缩溶气浮选浓缩适用于轻质污泥如活性污泥的浓缩，原理是利用微气泡附着于污泥颗粒表面，增加浮力使其上浮设计参数固体负荷•40-80kg/m²·d水力负荷•20-30m³/m²·d空气固体比•/

0.02-

0.04kgAir/kgDS药剂投加量•3-6g/kg DS浮选浓缩占地小，效率高，但能耗较大污泥稳定技术好氧消化厌氧消化好氧消化是在有氧条件下，利用微生物内厌氧消化是在无氧条件下，通过水解酸-源呼吸作用降解污泥中有机物的过程传化产甲烷三个阶段将污泥有机物转化为-统好氧消化停留时间长天，有沼气的过程传统中温消化℃15-2035-37机物减少率；而高温好氧消化停留时间天，有机物减少率40%-50%20-25℃可缩短至天，减少率达；而高温消化℃可50-655-745%-55%55-57设计参数包括曝气量缩短至天，减少率达50%-60%1-12-1555%-、浓度设计参数包括有机负荷2m³/kg VSS·d MLSS15-65%1-3kg、溶解氧好氧消、固体停留时间、搅拌25g/L1-2mg/L VSS/m³·d SRT化优点是操作简单，缺点是能耗高、难以强度、升温系统厌氧消5-10W/m³实现增温化可产生沼气₄，能源60%-70%CH自给，但初投资大，启动周期长化学稳定石灰稳定是通过添加石灰或₂提高值，抑制微生物活性和病原体繁CaO CaOHpH12殖石灰投加量为干污泥的，反应时间小时以上，需维持在以上分15%-40%2pH1230钟石灰稳定设备简单，投资低，但运行成本高，污泥量增加，且稳定效果不持久其他化学稳定方法还包括氯化稳定和臭氧氧化稳定，适用于小型处理厂的临时应急处理污泥脱水技术带式压滤机离心脱水叠螺式脱水机带式压滤机是应用最广泛的污泥脱水设离心脱水机利用离心力将污泥中的固液叠螺式脱水机是新型脱水设备，由多层备，通过重力脱水区和压榨脱水区两个分离，主要有卧式螺旋卸料离心机和立环形滤网和中心螺杆组成，污泥在螺杆阶段脱水式筒式离心机两种推动下逐渐脱水主要技术参数主要技术参数主要技术参数处理能力带宽处理能力处理能力•5-20m³/h2-3m•5-100m³/h•3-30m³/h固体负荷转速固体负荷•200-300kg DS/m·h•1500-3500r/min•150-250kg DS/h聚合物投加量聚合物投加量聚合物投加量•4-8g/kg DS•6-10g/kg DS•3-6g/kg DS出泥含水率出泥含水率出泥含水率•75%-80%•72%-78%•75%-82%优点是能耗低、运优点是占地小、全封闭无臭气，缺点是优点是结构紧凑、能耗低

0.5-

1.5kWh/m³

0.3-行费用低，缺点是占地大、环境卫生问能耗高、维护成本高、噪音小、维护简单，近3-5kWh/m³

0.7kWh/m³题年来应用越来越广泛污泥最终处置与资源化40%污泥厌氧消化产甲烷每吨干污泥可产沼气，热值300-400m³5000-6000kcal/m³50%污泥焚烧自持燃烧率含水率时可自持燃烧，热能回收利用50%90%污泥农用重金属标准达标率城市污水厂污泥基本满足农用标准要求30%污泥制备建材替代率可替代的黏土原料制砖，强度基本不变30%污泥最终处置是污泥处理的终端环节，也是污泥资源化的重要途径土地利用是最经济的方式，包括农业利用施用于农田、林业利用施用于林地和土地复垦改良劣质土壤污泥农用需满足重金属含量和病原体指标要求，一般施用量为吨干泥公顷15-30/污泥热处理包括焚烧和热解气化焚烧温度℃，可减容以上，但投资和运行成本高污泥制备建材是有前景的资源化途径，如制砖850-95090%20%-添加量、制水泥添加量和制轻质骨料等厌氧消化产甲烷是污泥能源化利用的主要方式，产生的沼气可发电或提纯为生物天然气，实现能30%10%-15%源正效益污水再生利用技术工业用再生水农业灌溉用水用途冷却水、锅炉水、工艺用水用途农田灌溉、林地灌溉、绿地灌溉水质要求根据用途差异大，冷却水要求浊度水质要求₅，BOD≤20mg/L，硬度控制，大肠菌群个≤5NTU SS≤30mg/L≤1000/L景观环境用水处理工艺二级生物过滤软化除盐处理工艺二级生物简易过滤消毒杂用再生水++/++用途城市河湖补水、人工湿地、喷泉景观用途冲厕、道路清扫、车辆冲洗水质要求，色度度，水质要求浊度，总大肠菌群不检出，SS≤10mg/L≤30≤5NTU，余氯TN≤15mg/L TP≤1mg/L≥

0.2mg/L处理工艺二级生物过滤消毒处理工艺二级生物过滤高效消毒++++再生水是指污水经适当处理后，达到一定的水质标准，可有计划地用于非饮用目的的水资源再生水利用需参照《城市污水再生利用水质标准》等相关标准，根据用途确定水质要GB/T18920-2020求和处理工艺再生水处理工艺通常在二级处理基础上增加深度处理单元，如砂滤、活性炭吸附、膜过滤和消毒等大型再生水厂常采用二级生物处理过滤活性炭吸附消毒工艺，高品质再生水则采用超滤反渗透++++工艺再生水系统还需配套建设输配水管网，将再生水输送至使用点小型污水处理设施一体化处理设备人工湿地生态处理系统采用预制装配式结构，集格栅、调节、生物处利用基质植物微生物的协同作用处理污利用自然生态系统净化污水，包括稳定塘、氧--理、沉淀、消毒于一体，处理规模水，处理规模常见类型有化塘、生物塘等，处理规模5-10-1000m³/d50-采用接触氧化、或膜生物反表面流、水平潜流和垂直流湿地，占地较大稳定塘水深，停留500m³/d SBR2000m³/d

1.0-

1.5m应器等工艺，占地面积小，但基建成本低，运行能耗时间天，依靠藻类细菌共生关系实现

0.5-3-5m²/m³·d5-30-，安装简便，适用于农村、学少植物选择通常使用芦苇、香蒲、美人蕉等净化占地面积大，但投

1.0m²/m³·d10-20m²/m³·d校、宾馆等小规模污水处理设备一般为地埋水生植物，基质为砾石、砂和土壤混合物人资低，几乎不需能耗，维护简单适合气候温式或半地埋式，运行维护简单工湿地具有良好的景观效果，适合乡村环境暖、土地资源丰富的农村地区，可与养殖、灌溉结合形成生态循环系统城市污水管网系统管网类型与布局管材选择与管径设计水力计算与构筑物城市污水管网主要分为三种类型常用管材包括管道水力计算主要采用曼宁公式，确定管径、坡度和流速合流制雨污混合输送，投资省但污染控制混凝土管适用于大口径，价格低但抗腐蚀••难性差V=1/n·R^2/3·I^1/2分流制雨污分开输送，污染控制好但投资管柔性好，接口严密，但价格较高••HDPE其中为粗糙系数，为水力半径，为水力坡n RI大玻璃钢管轻质高强，但价格高度•半分流制介于两者之间的折中方案••PVC-U管适用于小口径，价格适中检查井间距一般为30-60m，在转弯、交汇、管网布局应遵循就近排放、分区收集、减少提坡度变化处设置污水提升泵站设计需考虑调蓄管径设计基于满流时流速，避免沉

0.6-

3.0m/s升的原则，尽量利用地形，减少能耗容积、泵型选择和自动控制系统积和冲刷雨水处理系统源头控制透水铺装、雨水花园、屋顶绿化过程控制下沉式绿地、植被缓冲带、渗透沟渠末端控制雨水湿地、调蓄池、初期雨水处理设施城市雨水管理面临两大挑战合流制溢流污染控制和初期雨水污染处理合流制溢流是雨天合流制管网中超过处理能力的混合污水直接CSOs排入水体，造成严重污染控制措施包括增设调蓄设施、截流井改造和实时控制系统等初期雨水含有大量路面冲刷污染物，其污染负荷可达干天污水的倍，主要采用沉淀、过滤和生物滞留等方法处理3-10海绵城市建设是现代雨水管理的重要趋势，强调渗、滞、蓄、净、用、排的综合管理，目标是使城市的降雨就地消纳和利用具体措施80%包括透水铺装增加入渗、绿色屋顶减缓径流、雨水花园净化雨水、雨水调蓄池控制峰值等，通过系统化设计形成完整的雨水管理体系工程经济分析污水处理厂自动化智能优化控制基于大数据分析和人工智能的优化决策系统系统SCADA数据采集与监视控制系统，实现集中管理控制PLC可编程逻辑控制器，执行自动控制逻辑在线监测4实时监测水质水量参数，提供基础数据污水处理厂自动化是提高处理效率和稳定性的重要手段在线监测系统是自动化的基础，主要监测参数包括水量流量计、水质、、、₃、等和工艺pH DOSS NH-N COD参数、等常用仪表有电磁流量计、超声波液位计、荧光法仪、离子选择电极₃分析仪等在线仪表选型需考虑测量范围、精度、稳定性和维护难度MLSS SVDO NH-N等因素控制系统是处理厂自动化的核心，负责执行控制逻辑，如联动控制、联动控制污泥回流等系统实现数据采集、显示、存储、报警和远程控制功能，为PLC DOSV SCADA运行管理提供决策支持智能优化控制是高级自动化形式，利用神经网络、模糊控制等人工智能技术，根据历史数据和当前工况自动优化控制参数，如智能曝气控制可节省能耗15%-30%污水处理厂规划设计厂址选择厂址选择应综合考虑服务范围、地形条件、排放去向、风向、扩建可能性等因素优先选择在服务区域下游、靠近受纳水体、常年主导风向下风向、地势平坦且便于排水的位置需满足防洪要求一般高于年一遇洪水位，并考虑与周边居民区的卫生防护距离一般50≥300m设计规模确定设计规模需考虑服务人口、人均排水量、工业废水量、地下水渗入量和管网漏损等因素通常采用逐日变化系数，逐时变化系数设计水质通过类比调查或实测确定，需考

1.2-

1.

51.5-

2.0虑未来排水水质变化趋势设计年限一般近期为年，远期为年5-1015-20工艺流程选择工艺流程选择应根据进水特性、出水要求、场地条件、气候特点和经济条件等综合确定需对多种工艺方案进行技术经济比较，考虑投资成本、运行成本、处理效果、稳定性、管理难度等因素常用的综合评价方法包括层次分析法、模糊综合评价法等AHP总体布置总体布置应遵循流程合理、节约用地、便于管理、预留发展的原则构筑物布置应按处理流程顺序排列，减少水头损失和管线长度主要构筑物应集中布置，辅助设施宜分散布置根据地形条件确定构筑物高程，尽量利用自然地形减少土方工程量应考虑分期建设和未来扩建的可能性，合理预留发展空间国内典型污水处理厂案例分析北京高碑店污水处理厂是我国最大的污水处理厂之一，设计规模万，采用深度处理工艺，出水达到一级标准工100m³/d A²/O+A程特点包括大型地下式建设、全封闭除臭、膜处理深度处理和中水回用系统，实现了污水处理与城市空间的和谐统一上海白龙港污水处理厂是亚洲最大的污水处理厂，设计规模万，采用改良型卡鲁塞尔氧化沟工艺，具有高效节能、抗冲击200m³/d负荷能力强的特点厂区采用花园式设计，景观效果优美，是污水处理与生态环境结合的典范深圳滨海污水处理厂采用臭MBR+氧高级氧化工艺，出水水质优良，是城市再生水利用的成功案例国际先进污水处理技术新加坡技术德国污水处理发展美国能源正效益污水厂NEWater新加坡是世界领先的污水再生利用德国是污水处理技术的领先国家，注重能源效美国提出能源正效益污水处理厂NEWater系统，采用二级生物处理微滤反渗透紫率和资源回收典型特点包括概念，通过综合技术实现污水+++EEPWWTP外消毒工艺，将城市污水处理成接近蒸馏水处理过程中能源的净产出主要措施包括厌氧消化与沼气利用技术先进，以上•85%质量的高品质再生水主要用于工NEWater的大型污水厂实现能源自给优化曝气系统，采用高效鼓风机和精确

1.业用水和间接饮用水源补充，约占新加坡总用控制采用新型脱氮技术如和DO水量的•DEMON40%，节省以上曝气能耗强化厌氧消化，采用热水解预处理提高产ANAMMOX50%

2.关键技术包括高通量低压反渗透膜和先进的在气率推广热泵回收污水余热技术，供应区域供•线水质监测系统，确保水质安全可靠同时配暖系统沼气热电联产系统发电并回收余热

3.CHP套完善的公众教育和接受度提升计划，是水资开发磷回收技术，从污泥中提取磷肥原料厂区光伏发电和小型水力发电系统源管理的典范•

4.污水源热泵回收利用

5.典型案例如科罗拉多州丹佛市的污水处理厂，实现了的能源自给率115%水处理工程设计规范规范名称编号主要内容适用范围室外排水设计规范排水体制、管网设城市排水系统GB50014计、泵站设计城镇污水处理厂设计工艺选择、构筑物设城镇污水处理厂GB50014规范计、设备选型城市污水再生利用设再生水处理工艺、输再生水工程GB50335计规范配系统污水排入城镇下水道工业废水预处理标准工业废水排放GB/T31962水质标准城镇污水处理厂污染出水水质标准一级污水厂出水GB18918物排放标准、二级A/B《城镇污水处理厂设计规范》是污水处理厂设计的主要依据，规定了处理构筑物的设计参数和计算方法关键设计参数包括初沉池表面负荷，二沉池表面负荷，活性污25-35m³/m²·d20-30m³/m²·d泥负荷₅，曝气池水力停留时间小时等

0.1-

0.5kgBOD/kgMLSS·d6-12《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定了不同级别的出水水质要求，如一级标准要求A、₅、、₃、、COD≤50mg/L BOD≤10mg/L SS≤10mg/L NH-N≤5mg/L8mg/L TN≤15mg/L设计时应根据受纳水体环境功能和环保要求确定适用标准，合理选择处理工艺TP≤

0.5mg/L新型污水处理技术厌氧氨氧化工艺颗粒污泥技术藻类处理系统厌氧氨氧化是一种革命性好氧颗粒污泥是一种自固定化微微藻细菌共生系统利用微藻光合作用产ANAMMOX AGS-的脱氮技术，利用特殊细菌在厌氧条件生物聚集体，具有沉降性能好、生物量生氧气供细菌降解有机物，同时吸收氮下将氨氮和亚硝态氮直接转化为氮气高、抗冲击负荷强等优点与传统活性磷营养物质，形成良性循环与传统活污泥相比，沉降速度提高性污泥相比，可减少曝气能AGS5-1080%-100%₄⁺₂⁻₂₂NH+NO→N+2HO倍，生物量提高倍，可减少二沉池耗，同时收获藻类生物质用于生物燃料3-4面积或饲料生产与传统硝化反硝化相比，50%-70%-ANAMMOX可节省曝气能耗，不需外加碳源，60%培养条件包括高剪切力、选择性水力淘系统形式包括高速藻池、藻类膜HRAP减少污泥产量典型工艺有50%洗和厌氧好氧交替代表性工艺有生物反应器等，适用于气候温-A-MBR、、SHARON-ANAMMOX CANON工艺，已在全球多个国家成暖、光照充足地区的中小规模污水处NEREDA®等，主要用于处理高氨氮废DEMON功应用理水，如污泥消化液、垃圾渗滤液等污水源热泵技术热能捕获热能升级从污水中提取低温热能℃通过热泵系统提升温度至℃10-2540-60冷却排放能量利用热量释放后的污水继续处理流程为建筑供暖制冷系统提供热能/污水源热泵技术是利用污水中蕴含的低温热能，通过热泵系统提升温度后用于建筑供暖、制冷或热水供应的节能技术城市污水温度相对稳定夏季℃，冬季20-25℃，水量充足，是理想的热源污水源热泵系统主要由热交换系统、热泵机组和用户系统三部分组成10-15换热器类型包括直接式污水直接通过换热器和间接式设置中间水系统，材质多采用不锈钢或钛合金，防止污垢和腐蚀系统设计时应考虑污水处理厂水量变化、温度波动和固体含量等因素，设置适当的过滤装置和清洗系统能效比冬季一般为，夏季为，与常规空气源热泵相比可节能污水源热泵COP4-63-530%-40%已在我国北方城市如北京、哈尔滨等地成功应用，典型案例如北京清河污水处理厂热泵项目，为万建筑提供供暖33m²污水处理厂能源优化污水处理与水环境质量排放标准制定基于水环境功能区划和水质目标确定污染物排放标准我国污水厂排放标准分为一级、二级和三级，不同地区可根据水环境敏感程度制定更严格的地方标准，如北京、天A/B津等地的特别排放限值标准制定应遵循技术可行、经济合理、环境有效的原则水环境容量核算通过水质模型计算受纳水体的污染物容纳能力，科学确定总量控制指标常用模型包括一维河流水质模型、二维湖泊水库模型和三维近岸海域模型核算过程需考虑水文条件、/背景水质、点源和面源污染等多种因素，为污水处理厂规模和工艺确定提供科学依据环境效益评估污水处理工程实施后的环境效益评估包括水质改善效果、生态系统恢复状况和公众满意度等方面评估指标体系应包含水质指标如、₃、浓度降低、生态指标如COD NH-N TP水生生物多样性恢复和社会指标如景观价值提升、公众亲水性增强等污水处理是改善水环境质量的关键措施，在总量控制与排污许可制度中发挥核心作用排污许可证明确规定了污染物排放浓度限值、排放量、监测要求等，是污水处理厂合法排放的法律依据污水处理厂应严格按照许可证要求运行，定期开展自行监测，并公开环境信息工业废水预处理技术电镀废水电镀废水特点是含有重金属Cr、Cu、Ni等和氰化物，pH值变化大预处理工艺通常包括铬废水还原Cr⁶⁺→Cr³⁺、氰化物氧化CN⁻→CNO⁻→CO₂+N₂、重金属沉淀加碱性药剂使重金属形成氢氧化物沉淀、混凝沉淀和调节等处理后出水应满足《电镀污染物排放标准》要求才能排入城市管网pH印染废水印染废水色度高、有机物浓度高、碱性强、水量大预处理工艺通常采用物化生化组合工艺物化处理包括混凝沉淀、氧化或臭氧氧化等去除色度和难降解有机+Fenton物；生化处理采用水解酸化好氧生物处理去除大部分水解酸化可提高废水的可生化性，改善后续生物处理效果+COD食品工业废水食品工业废水有机物浓度高，但可生化性好预处理工艺通常包括格栅筛网去除大颗粒物质、气浮去除油脂、调节池均化水质水量、厌氧处COD2000-5000mg/L/理如降低高浓度有机物、好氧处理进一步降低厌氧好氧组合工艺对高浓度食品废水处理效果良好，且可回收沼气作为能源UASB/EGSB COD-污水处理厂运行管理调试与试运行运行参数监测与控制新建污水处理厂投入运行前需经过系统调试和污水处理厂日常运行中需监测和控制的关键参试运行调试阶段包括单机调试检查设备安数包括水量水质参数如流量、、pH装质量和运行状态和系统联动调试检验自控、₅、、₃等、生物反COD BODSS NH-N系统和工艺流程试运行期通常为个应器参数如、、、污泥龄、3-6DO MLSSSV月，分为水联动试运行通水检查各构筑物水比等和设备运行参数如电流、压力、温F/M力特性、工艺调试培养活性污泥，调整工艺度等根据监测结果，通过调整曝气量、回参数和稳定运行达到设计处理效果三个阶流比、排泥量、药剂投加量等操作参数，保持段试运行期间需定期采样分析，记录运行数处理系统稳定运行在线监测系统和实验室分据，编制运行管理手册析相结合，确保数据准确可靠设备维护与管理设备维护管理应建立预防为主、计划检修的制度根据设备类型和重要性，制定日常保养、定期检修和大修计划关键设备如鼓风机、污泥泵、脱水机等应有备用设施，确保系统连续运行设备管理应采用计算机辅助维护管理系统，记录设备台账、维修历史和备件库存，实现科学化、信息化CMMS管理污水处理厂运行管理是确保处理效果和经济效益的关键常见故障分析与处理包括活性污泥膨胀控制F/M比，加强选择器功能、硝化能力下降检查、温度、和有毒物质抑制、除磷效果不佳调整厌氧区DO pHHRT和内回流比、污泥脱水困难检查调质效果和脱水机运行状态等建立应急预案，对进水水质异常、停电、设备故障等突发情况制定详细处置流程，确保系统安全稳定运行污水处理厂升级与改造扩建工程设计提标改造技术路线扩建工程应与现有处理系统协调统一，做到新老系统的有现状评估与诊断根据评估结果确定改造技术路线，通常包括三种策略工机结合设计要点包括流量分配系统设计确保新老系污水处理厂升级改造首先需进行全面的现状评估，包括构艺优化调整现有工艺参数和运行方式，如改变回流比、统负荷均衡、高程衔接设计减少能耗、管线连接设计筑物结构状况评估、设备性能检测、处理效能分析和运行调整曝气方式等；工艺改造在原有流程基础上进行局部减少改造难度以及过渡期运行方案确保改造期间不影数据统计通过水质水量平衡测试、构筑物水力特性测试改造，如改造为、增加选择器等；和工艺升响出水水质扩建工程还应考虑远期发展需求，预留进A/O A²/O和微生物群落分析等手段，找出系统瓶颈和限制因素常级增加深度处理单元，如高效沉淀、过滤、高级氧化一步扩建的接口和空间见问题包括处理容量不足、构筑物老化、设备效率低等提标改造应考虑原有设施的充分利用，减少投资成下、自动化程度不足以及处理工艺无法满足新的排放标准本和施工难度等污水处理厂改造过程管理是工程成功的关键改造应尽量采用分期分区实施策略，保证部分系统正常运行，减少对出水水质的影响施工组织设计应充分考虑污水处理的连续性要求，制定详细的旁路方案和应急预案改造过程中需加强施工监理和质量控制，确保改造效果改造完成后应进行系统调试和性能测试，通过参数优化实现最佳运行状态研究前沿与发展趋势低能耗处理技术资源回收型污水处理新型反应器开发低能耗是污水处理技术发展的主要方污水不再被视为废物，而是资源的载新型反应器设计追求高效、紧凑和智向，研究重点包括高效曝气系统如气体，研究焦点包括高效回收氮磷资源能，研究热点包括好氧颗粒污泥反应泡尺寸和分布优化、短程硝化反硝化技如磷酸铵镁结晶、污水中有机物器、膜生物反应器新型构型如动MAPAGS术如亚硝酸盐短截留、厌氧氨氧化转化为生物塑料如聚羟基烷酸酯态膜、生物电化学系统如微生物MBR和膜曝气生物反应器、污水热能回收利用以及微藻培燃料电池和多功能复合反应器ANAMMOX PHAMFC等这些技术可显著降低曝气养与生物燃料生产等资源回收型污水等这些反应器通过优化微生物代谢环MABR能耗，减少污水处理的碳足迹处理将成为实现循环经济的重要支撑境和传质条件，提高处理效率和稳定性智能化发展人工智能和大数据分析正在改变污水处理的运行管理模式，研究方向包括基于机器学习的水质预测模型、数字孪生系统实现虚拟仿真和优化、智能控制算法如模糊控制、神经网络控制和物联网系统等智能化将显著提高污IoT水处理的精确性和可靠性未来污水处理技术将向低碳、高效、智能、生态的方向发展碳中和目标推动污水处理由能源消耗型向能源生产型转变；微污染物如药物残留、微塑料去除成为新的处理目标；小型分散式处理系统与大型集中式处理厂协同发展，形成多层次的污水处理体系；生态化处理理念得到广泛应用，将污水处理与城市生态环境建设有机结合总结与展望创新发展面向未来的技术创新与系统优化工程实践将理论知识转化为实际工程解决方案基础理论扎实掌握水处理的物理、化学和生物学原理本课程系统介绍了城市污水处理的关键技术与设施，从污水特性、基本原理到工艺设计、运行管理的全过程知识通过学习，我们了解到污水处理是一个复杂的系统工程，需要综合运用物理、化学和生物学原理，合理选择和设计处理工艺，才能有效去除各类污染物，保护水环境工程实践与案例经验表明，成功的污水处理项目需要因地制宜、技术经济合理、运行管理科学国内外先进案例为我们提供了宝贵的参考，如何将这些经验与本地实际相结合，是每位环境工程师需要思考的问题未来污水处理技术将向资源化、能源化、低碳化和智能化方向发展，我们应保持学习，跟踪前沿，不断创新作为环境工程师，我们的使命是通过专业技术和工程实践，解决水环境污染问题，促进人与自然和谐共生污水处理不仅是一项技术工作，更是一项造福社会的事业希望通过本课程的学习，同学们能够掌握扎实的专业知识，培养创新精神和实践能力，为保护水环境、建设美丽中国贡献力量。