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蕞常見的兩種方法。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。
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