水处理是环境工程的一个分支

Environment ：各种影响和使环境恶化的因素都是环境工程的研究对象，主要包括废水、废气、废渣和噪声等几大类。像常见的生活和工业垃圾、生活和工业污水、汽车尾气、施工噪声等等，时刻影响着我们的生活和工作，环境学作就是研究和解决这些问题。生活中常见的自来水厂、污水处理厂、垃圾处理场和环境监测站就是环境工程的杰作，我们生活的城市地下给水管网、污水排放系统也是由给排水工程师们设计的。当前全球倡导环境保护和改善人居环境，其中大部分工作得依赖环境工程来完成。环境工程中的环境学方向主要是学环境污染，空气污染，水污染，污染物等等。课程还是比较有意思，但化学涉及比较多，适合化学比较好的同学学习。

世界十大污水处理厂美国占了五个

美国芝加哥 Stickney 污水处理厂

美国芝加哥 Stickney 污水处理厂是世界上最大的污水处理厂，该厂位于美国芝加哥西南部，是一座具有 90 多年历史的污水处理厂，处理规模为 465 万 m3/，采用传统活性污泥工艺。目前的实际处理水量为 271 万 m3/。该厂实际上由两个分厂组成，西厂于 1930 年开始运行，西南厂于 1939 年运行。其进水泵站是世界最大的地下式污水提升泵站，污水从地下 90 米深的隧道中提升至污水处理厂。该厂如此之大甚至建设了铁路运输系统。

早在 40 年前，Sitckney 污水处理厂就通过延长泥龄实现了氨氮的稳定去除。Stickney 污水处理厂的平均水力停留时间 (HRT) 是 8 小时，峰值水力停留时间不到 4 小时，出水 BOD5 和 SS 均小于 10mg/L，出水氨氮小于 1mg/L。

Stickney 污水处理厂采用了多种污泥处理工艺，初沉污泥在双层沉淀池下部常温消化，消化后的污泥部分经干化床自然干化，部分转送到污泥塘稳定，剩余活性污泥全部经浓缩后进人中温消化池，部分消化污泥由真空滤机脱水后烘干制成肥料，另一部分经浓缩后加压输送到污泥塘，进一步稳定并脱水，然后用船送到郊区农田施肥。

Stickney 污水处理厂目前面临的问题是升级改造，升级改造需要实现磷的去除。当局计划采用生物除磷，在现有的曝气池上增设厌氧区，并不打算采用投加填料。( 欢迎关注微信：泵友圈 ) 主要是由于 (1) 芝加哥地区的人口不再增长 ;(2) 污水处理行业向着资源回收、能源回收的方向发展。目前，当局正在对厌氧氨氧化技术应用于侧流工艺进行研究。该技术在欧洲和北美发展迅速，相比于传统的硝化反硝化技术，厌氧氨氧化技术只需消耗 40% 的能源，而且脱氮无需 碳源。 

美国波斯顿鹿鹿岛污水处理厂

美国波斯顿鹿鹿岛污水处理厂由马萨诸塞州水资源局管理，位于波士顿港。该厂投资超过 38 亿美元，于 1995 年开始运行。峰值处理规模是 492 万 m3/，日均处理规模是 141 万 m3/，鹿岛污水处理厂是全球第二大污水处理厂，对于保护波士顿港的水环境起着重要的作用。

污水首先经过三座提升泵站提升，然后分别经过沉砂池和初沉池，该厂有 48 座初沉池，每座初沉池长 56 米，宽 12.3 米，深 7.2 米。初沉池分为双层，可以适应鹿岛有限的土地面积。一级处理可去除 50~60% 的 SS 和 50% 的病原菌。

二级处理系统采用纯氧活性污泥工艺，二级处理系统的污染物去除率达到 85%。鹿岛污水处理厂每天生产 130~220 吨的纯氧用于二级处理。一级处理系统产生的污泥和浮渣采用重力浓缩，二级处理系统产生的污泥和浮渣采用离心浓缩。离心浓缩投加聚合物以提高效率。泵房、预处理、一级处理、二级处理系统产生的臭味采用碳吸附控制。

该厂共 12 座卵形消化池，每座高 42.7 米，直径 27.5 米，污泥消化可以显着地降低污泥产量，产生大量的沼气，沼气用于发电。消化后的污泥通过隧道运至造粒厂，进一步加工成农肥，每天可生产 75 吨农肥。一级、二级处理之后是消毒，首先用次氯酸钠消毒，然后投加亚硫酸氢钠脱氯，以防止排水对水生生物造成影响。最后的出水通过一条 15 公里长、直径 7.3 米的退水渠道进入水深 30 米的马萨诸塞州湾，出水有 50 个管道扩散器，迅速地将出水和周围的海水进行混合，大量的环境监测表明水环境得到了有效的保护。

鹿岛污水处理厂有一座实验室，每年的检测分析数据量超过了 10 万个，有效地支持工艺控制，确保出水达到处理厂的排放要求。美国底特律污水处理厂处理能力为 360 万吨 / 日，该厂于 1939 年运行，在当时只有简单的一级处理，污染物去除率只有 50~70%。1972 年清洁水法的颁布，要求所有的市政污水处理厂实现二级处理，由此该厂建设了曝气池、二沉池、污泥处理设施。底特律污水处理厂是北美五大湖之一伊利湖的最大磷排放源，从 1970 年起，底特律污水处理厂就开始化学除磷，实现出水 TP 小于 1mg/L 的目标。投加的化学除磷药剂是酸洗废液 ( 氯化亚铁 )，来自于当地的钢厂。酸洗废液直接投加在进水泵站，聚合物直接投加在沉砂池之后，强化初沉池的去除效果。

美国底特律污水处理厂

美国底特律污水处理厂处理能力为 360 万吨 / 日，该厂于 1939 年运行，在当时只有简单的一级处理，污染物去除率只有 50~70%。1972 年清洁水法的颁布，要求所有的市政污水处理厂实现二级处理，由此该厂建设了曝气池、二沉池、污泥处理设施。底特律污水处理厂是北美五大湖之一伊利湖的最大磷排放源，从 1970 年起，底特律污水处理厂就开始化学除磷，实现出水 TP 小于 1mg/L 的目标。投加的化学除磷药剂是酸洗废液 ( 氯化亚铁 )，来自于当地的钢厂。酸洗废液直接投加在进水泵站，聚合物直接投加在沉砂池之后，强化初沉池的去除效果。

底特律污水处理厂采用的是纯氧曝气工艺，矩形的曝气池全部封闭。该厂有 25 座直径为 60 米的周边进水、周边出水的二沉池，出水采用加氯消毒，消毒后排入底特律河。 

美国洛杉矶 Hyperion 污水处理厂

美国洛杉矶 Hyperion 是洛杉矶市历史最悠久、最大的污水处理厂，于 1925 年开始运行，受洛杉矶市公共事务部卫生工程局管理，处理规模 174 万吨 / 日。

在 1950 年开始改造进行部分水二级处理，在 1998 年实现了全部二级处理。在 90 年代当局投入了 16 亿美元进行了技术改造以达到联邦法规要求的二级处理标准。处理工艺包括粗格栅、沉砂池、初沉池，纯氧活性污泥工艺、二沉池，该厂有 27 座初级沉淀池，池内有链条式刮泥机，初沉池前投加三氯化铁及阴离子聚合物，经加药后的一级处理系统其 SS 及 BOD5 去除率分别由 65~70 ﹪及 35~40 ﹪提升至 80~85 ﹪及 50~55 ﹪。二沉池之后是 20 座厌氧消化池，每天产生的 500 吨污泥运输至 Green Acres Farm 在 Kern 县，用做农肥。农场生长的植物包括小麦、苜蓿草，这些植物用做牛奶场的饲料，每天 45 吨的污泥用于堆肥，每天可产生 750 万立方英尺的沼气用于发电。

美国华盛顿 Blue Plains 污水处理厂

美国华盛顿 Blue Plains 污水处理厂由 DC Water 负责管理，该厂处理规模为 143 万吨 / 日，于 1938 年投入运行，当时还是一级处理。1959 年升级到了二级处理，工艺是两段法，第一段是去除 BOD，然后沉淀分离，然后再进行硝化、反硝化。该厂目前还在雄心勃勃地升级发展，其中之一的计划是希望能将厌氧氨氧化技术应用到主流工艺中，这将是对污水处理技术的重大创新和挑战。

Blue Plains 污水处理厂是全球最大的深度处理处理厂，该厂运用很多创新的技术，其中最为知名的一项技术是污泥热水解技术 (Cambi)，该技术的应用使得厌氧消化的产气量显着提高，污泥热电联产的能量达到了 13 兆瓦。Blue Plains 污水处理厂是北美首次使用该技术的污水处理厂，这项技术已经在欧洲的 15 多座污水处理厂得到了应用。

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