污水處處理

⑴ 污水處理廠處理級別是怎樣劃分的

現代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理，一般根據水質狀況和處理後的水的去向來確定污水處理程度。

1、一級處理

主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。

2、二級處理

主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質（BOD，COD物質），去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准，懸浮物去除率達95%出水效果好。

3、三級處理

進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法等。

整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後，經過格柵或者篩率器，之後進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉澱池，以上為一級處理（即物理處理），初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，生物處理設備的出水進入二次沉澱池，

二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。

二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之後進入污泥消化池，經過脫水和乾燥設備後，污泥被最後利用。

(1)污水處處理擴展閱讀

處理方式

村鎮污水主要由生活污水和農業廢水組成。生活污水成分比較固定，主要含有碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪等有機物，比較適合於細菌的生長，成為細菌、病毒生存繁殖的場所；但生活污水一般不含有毒性，且具有一定的肥效，可用來灌溉農田。

農業廢水的成分則多種多樣，不同的季節，不同的地方，不同發展目標的村鎮，其廢水需要用不同的處理方法。在處理污水時，為減小污水排放量及其復雜程度，應結合國家正在大力推廣的沼氣池建設，將生活用水中的沖廁用水(黑水)和其他生活用水(灰水)分開。

灰水用自然凈化系統處理，黑水以及人畜糞便經厭氧沼氣池處理，不但可以降低污水的排放量、復雜程度和處理費用，而且對發展農村清潔新能源，保護人居環境、促進農村經濟社會的可持續發展等具有重要的意義。

污水處理站的作用是對生產、生活污水進行處理，達到規定的排放標准，是保護環境的重要設施。工業發達國家的污水處理站已經很普遍，而我國村鎮的污水處理站很少，但今後會逐漸多起來。要使這些污水處理站真正發揮作用，還需要靠嚴格的排放制度、組織和管理體制來保證。

有條件的村莊，應聯村或單村建設污水處理站。並應符合下列規定：

雨污分流時，將污水輸送至污水處理站進行處理；雨污合流時，將合流污水輸送至污水處理站進行處理；在污水處理站前，宜設置截流井，排除雨季的合流污水；污水處理站可採用人工濕地，生物濾池或穩定塘等生化處理技術，也可根據當地條件，採用其他有工程實例或成熟經驗的處理技術。

人工濕地適合處理純生活污水或雨污合流污水，佔地面積較大，宜採用二級串聯；生物濾池的平面形狀宜採用圓形或矩形。填料應質堅、耐腐蝕、高強度、比表面積大、孔隙率高，宜採用碎石、卵石、爐渣、焦炭等無機濾料；

地理環境適合且技術條件允許時，村莊污水可考慮採用荒地、廢地以及坑塘、窪地等穩定塘處理系統。用作二級處理的穩定塘系統，處理規模不宜大於5000m3/d。

站的選址，應布置在夏季主導風向下方，村鎮水體的下游，地勢較低處，便於污水匯流入污水處理站，不污染村鎮用水，處理後便於向下游排放。它和村鎮的居住區有一段防護距離，以減小對居住區的污染。如果考慮污水用於農田灌溉及污泥肥田，其選址則相應的要和農田灌溉區靠近，便於運輸。

醫療機構的污水必須進行嚴格的消毒處理，達到規定的排放標准後，才能排入污水管網，並應符合國家現行的標准《醫院污水處理設計規范》(CECS07:2004)的有關規定。

利用中水時，水質應符合國家現行的標准《建築中水設計規范》(GB50336-2002)和《污水再生利用工程設計規范》(GB503352002)的有關規定，並應設置開閉裝置，在突發公共衛生事件時停止使用。

污水處理站出水應符合現行國家標准《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918-2002)的相關規定；污水處理站出水用於農田灌溉時，應符合現行國家標准《農田灌溉水質標准》(GB5084-2005)的有關規定。污水處理與利用的方法很多，選擇方案應考慮以下因素：

環境保護對污水的處理程度要求；污水的水量和水質；投資能力。污水處理技術，就是採用各種方法將污水中所含有的污染物分離出來，或將污染物轉化成無害物質，從而使污水得到凈化。

⑵ 污水處理廠如何處理城市污水

⑶ 污水處理廠處理污水的流程是哪些

現代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。
一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD，COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准。
三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂率法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升後，經過格刪或者篩率器，之後進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉澱池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉澱池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。

二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之後進入污泥消化池，經過脫水和乾燥設備後，污泥被最後利用。
以上是污水處理廠處理工藝的基本流程，流程圖見下頁圖一。
二．各個處理構築物的能耗分析
1．污水提升泵房
進入污水處理廠的污水經過粗格刪進入污水提升泵房，之後被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵運行要消耗大量的能量，占污水廠運行總能耗相當大的比例，這與污水流量和要提升的揚程有關。
2．沉砂池
沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設於泵站前、倒虹管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損；也可設於初沉池前，以減輕沉澱池負荷及改善污泥處理構築物的處理條件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鍾式沉砂池。 沉砂池中需要能量供應的主要是砂水分離器和吸砂機，以及曝氣沉砂池的曝氣系統，多爾沉砂池和鍾式沉砂池的動力系統。
3．初次沉澱池
初次沉澱池是一級污水處理廠的主題處理構築物，或作為二級污水處理廠的預處理構築物設在生物處理構築物的前面。處理的對象是SS和部分BOD5，可改善生物處理構築物的運行條件並降低其BOD5負荷。初沉池包括平流沉澱池，輻流沉澱池和豎流沉澱池。
初沉池的主要能耗設備是排泥裝置，比如鏈帶式刮泥機，刮泥撇渣機，吸泥泵等，但由於排泥周期的影響，初沉池的能耗是比較低的。

圖一城市污水處理典型流程

4．生物處理構築物
污水生物處理單元過程耗能量要佔污水廠直接能耗相當大的比例，它和污泥處理的單元過程耗能量之和占污水廠直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝氣系統的曝氣要消耗大量的電能，其基本上是聯系運行的，且功率較大，否則達不到較好的曝氣效果，處理效果也不好。氧化溝處理工藝安裝的曝氣機也是能耗很大的設備。生物膜法處理設備和活性污泥法相比能耗較低，但目前應用較少，是以後需要大力推廣的處理工藝。
5．二次沉澱池
二次沉澱池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比較低。
6．污泥處理
污泥處理工藝中的濃縮池，污泥脫水，乾燥都要消耗大量的電能，污泥處理單元的能量消耗是相當大的，這些設備的電耗功率都很大。
三．針對各個處理構築物的節能途徑
1．污水提升泵房
污水提升泵房要節省能耗，主要是考慮污水提升泵如何進行電能節約，正確科學的選泵，讓水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，減少污水的提升高度來降低水泵軸功率N也是有效的辦法，定期對水泵進行維護，減少摩擦也可以降低電耗。
2．沉砂池
採用平流沉砂，避免採用需要動力設備的沉砂池，如平流沉砂池。採用重力排砂，避免使用機械排砂，這些措施都可大大節省能耗。
3．初次沉澱池
初次沉澱池的能耗較低，主要能量消耗在排泥設備上，採用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗。
4．生物處理構築物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比較了生物處理工藝流程,他們認為處理設施大部分的能量消耗是發生在電機這類單一的設備上,因而節能應從提高全廠功率因數、選擇高效機電設備及減少高峰用電要求等方面入手。他們提出的節能措施既包括改善電機的電氣性能,也包括解決運轉的工藝問題,還包括污水廠產物中的能量回收(Energy Recovery)。
曝氣系統的能耗相當大，對曝氣系統能耗能效的研究總是涉及到曝氣設備的改造和革新。新型的曝氣設備雖然層出不窮,但目前仍然可劃分為2類:第1種是採用淹沒式的多孔擴散頭或空氣噴嘴產生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液的方法,第2種是採用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶於水的方法。微孔曝氣，曝氣擴散頭的布局和曝氣系統的調節這些都是節能的有效措施。在傳統活性污泥處理廠曝氣池中辟出前端厭氧區,用淹沒式攪拌器混合的節能、生物除磷方案。這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗,如果算上混合用能,節能也達到12%。自動控制系統的應用於污水處理節能，曝氣系統進行階段曝氣，溶解氧存在濃度梯度，既減少了能耗，又可以改善處理效果，減少污泥量。
生物膜法處理工藝採用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗。
5．二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥設備的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。
6．污泥處理
污泥處理系統節能研究主要集中於污泥處理的能量回收。從污水污泥有機污染物中回收能量用於處理過程早在上世紀初就已投入實踐,但能源危機之前一直不受重視。目前有兩種回收途徑:一是污泥厭氧消化氣利用,一是污泥焚燒熱的利用。
消化氣性質穩定、易於貯存,它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能,廢熱還可回收於消化污泥加熱。因此利用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題。林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池兩種利用形式,認為燃料電池能量利用率高,具有很好的發展前途。對消化氣的最大化利用是提高能效的主要方式。沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內已有應用實例,是大型污水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑。

另外一種能量回收方式是將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁,將固廢與污水污泥一起焚燒,獲得的電能用於處理廠的運轉。
城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往並不同步。由於污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺,節能措施的制訂和實施常常超前。而多數節能途徑和手段常常由處理廠的操作管理人員結合各處理設施實際情況提出,具有經驗性和個別性,不一定能適用於其他污水廠甚至是工藝相似的污水廠;另一方面,從廣義上說,污水處理學科領域的技術創新、新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增效的潛力,因而節能的途徑和手段往往是很寬泛的。
四．結論
污水處理是能源密集(energy intensity)型的綜合技術。一段時期以來,能耗大、運行費用高一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設,建成的一些處理廠也因能耗原因處於停產和半停產狀態。在今後相當長的一段時期內,能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸。能否解決耗污水廠的能耗問題，合理進行能源分配，已經成為決定污水處理廠運行效益好壞的關鍵因素。能耗是否較低，也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開發能效較高的污水處理技術，合理設計及運行污水處理廠，必將是未來污水處理廠設計和運行的必由之路。
參考文獻:
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3．城市水工程概論》李圭白、蔣展鵬、范瑾初、龍騰銳主編，中國建築工業出版社
4．《中國給水排水》雜志
5．《給水排水》雜志
6．中華環保互聯網
7．給排水在線網站

⑷ 污水處理廠怎樣處理污水

廢水處理工藝流程
由於廢水中污染物成分復雜，單一處理單元不可能去除廢水中全部污染物，常需要多個處理單元有機組合成適宜的處理工藝流程。確定廢水處理工藝的主要依據是所要達到的處理程度。而處理程度又主要取決於原廢水的性質、處理後廢水的出路以及接納處理後廢水水體的環境標准和自凈能力。
1.城市廢水的一般處理工藝流程
其主要任務是去除城市廢水中含有的懸浮物和溶解性有機物。一般處理工藝流程，根據不同的處理程度，可分為預處理、一級處理、二級處理和三級處理。
（1）預處理：主要工藝包括格柵、沉砂池，用於去除城市污水中的粗大懸浮物和比重大的無機砂粒，以保護後續處理設施正常運行並減輕負荷。
（2）一級處理：一級處理一般為物理處理，主要去除污水中的懸浮狀固體物質。懸浮物去除率為50％～70％，有機物去除率為25％左右，一般達不到排放標准。因此一級處理屬於二級處理的前處理。主要工藝為沉澱池。
（3）二級處理：二級處理為生物處理，用於大幅度去除污水中呈膠體或溶解性的有機物，有機物去除率可達90％以上，處理後出水BOD可降至20～30毫克/升，達到國家規定的污水排放標准。主要工藝有活性污泥法、生物膜法等。
（4）三級處理：在二級處理之後，用於進一步去除殘存在廢水中的有機物和氮磷，以滿足更嚴格的廢水排放要求或回用要求。採用的工藝有生物除氮脫磷法，或混凝沉澱、過濾、吸附等一些物化方法。
2.工業廢水的處理工藝流程
由於工業廢水水質成分復雜，且隨行業、生產工藝流程、原料的變化而變化，故沒有通用的工藝流程。

⑸ 污水處理

污水處理對地下水產生的污染主要是化學和生物污染，其影響的程度主要取決於污水的處理方法、含水層的水文地質和水文地球化學條件。

污水處理中引起地下水污染的做法主要包括用處理後的污水進行灌溉、用污泥施肥、有意或無意的污水入滲、生活污水管的泄漏以及污水對井的地表污染。

致病微生物是被污水污染的地下水對人體產生的最大威脅，Yates等（1993）綜述了細菌和病毒污染對人體健康產生的影響，並對其在地下水中的遷移和最終結局進行了討論。據此，他們認為20世紀80年代美國由飲用水傳染的大約200種疾病中，約1/2是由未處理或消毒不充分的地下水所引起的。

在地下水流系統中，細菌和病毒可存活數月，運移數百米（Yates等，1993）。這兩種微生物都是在低溫下可存活更長的時間，當溫度為8℃時，它們甚至可以無限期地存活。物理性的過濾可阻止細菌的運移，尤其是在細顆粒的土壤中更是如此。但病毒的體積很小，大部分的土壤不能使其含量明顯地減少。吸附是使兩種微生物含量減少的重要作用，Langmuir和Freundlich吸附等溫線均可用來描述地下水運移過程中兩種微生物的吸附作用。

污水的化學污染比生物污染的公認程度更高，污水中的許多污染物（如硝酸根）同時還與其他類型的污染相關。在污水中還含有各種類型的其他大量或微量組分，它們或者對人體健康有影響，或者可用來示蹤污染暈。幾乎所有常見的穩定同位素都可用來研究污水的污染問題。

5.2.3.1 污水處理廠對地下水的污染

污水可使用多種技術進行處理，污水處理的程度可劃分為初級、二級和三級（高級）。初級處理是指通過濾網或沉澱池除去其中的固體，二級處理指的是使用微生物除去廢水中的有機負荷，三級（高級）處理則是指去除廢水中特定化學物質（如硝酸根、磷酸根）的過程。經過二級處理後，廢水就允許排泄到天然水道中，或通過滲床滲入地下，或用來灌溉農田、高爾夫球場及其他的植被。其對地下水的影響就是在這些處置過程中發生的，從廢水中分離出的固體可進一步進行處理，或者在垃圾填埋場中填埋，或者用於施肥以提高土壤肥力，這樣，污泥的淋濾也會對地下水產生影響。

在美國農村地區的小社區，對污水進行二級處理的最常見方法就是氧化池（或污物穩定池）法。氧化池通常由一系列的蓄水池組成，污水依次通過各處理單元時其處理程度逐步加深，氧化池同時使用了好氧和厭氧過程來處理廢水中的 BOD。這種方法與其他方法相比要相對經濟一些，特別適用於土地面積不受限制的地區。Kehew（1984）和Bulger等人（1989）研究了美國北達科他州McVille污水處理場地對地下水的影響，該處理系統的蓄水池建設在可滲透的冰水沉積物上，要使廢水在池中有適宜的停留時間，必須對各處理單元進行襯砌。但三個處理單元只有一個做了襯砌，當廢水水位超過襯砌的處理單元時，它就會向未襯砌的處理單元排泄，這時廢水便會快速地滲透到淺層潛水含水層中。從第二個處理單元開始向下遊方向，地下水中的溶解固體、溶解有機碳、銨、鐵以及其他組分都有升高（圖5-2-9）。在處理單元附近，地下水的實測pE值很低，隨著遠離蓄水池，pE值逐漸升高，這與富含有機污染物的污染暈非常類似。該場地中的一個有趣的現象就是，來自上游一個好氧填埋場的污染暈，似乎與廢物穩定池下部的還原性污染暈發生了混合，從而使還原成了（Bulger等，1989）。

馬薩諸塞州Otis空軍基地由於二級處理廢水通過滲床入滲所引起的地下水污染問題在文獻中報道很多（LeBlane，1984；Barber，1992），該基地的污水處理廠從1936年開始運營，通過它處理廢水被排放到了一個24.5英畝的滲床中，在滲床的下游，形成了一個4000 m長、1000 m寬、30 m深的污染暈。可用多種參數來勾畫污染暈的范圍（圖5-2-10），但硼是最有用的一種參數，這是因為硼是一種保守性組分，在運移過程中不怎麼發生化學反應，而且在背景地下水中不存在。硼之所以在污染暈中出現，是因為在洗衣粉中過硼酸鈉被用作為了漂白劑。在地下水中，硼是以原硼酸（B（OH）₃）的形式存在的，它之所以沒有發生離解是因為污染暈的pH值要遠低於原硼酸的pK_a值。污染暈還可用電導率、氯濃度以及其他參數來勾畫。在二級處理廢水中DOC的含量大大減小，同時，大於背景值（2～5 mg/L）的DOC足以在污染暈中形成缺氧（反硝化作用）的條件。向下遊方向，污染暈與含氧補給水的混合可導致銨的硝化，盡管地下水中的濃度一般低於5 mg/L。處理後的廢水中，磷的濃度通常也相對較高，它在地下水中通常是以正磷酸根的形式存在的。由於磷酸根易於被含水層介質所吸附，或以低溶解度的磷酸鐵或磷酸鋁的形式沉澱，因此在污染暈中，磷酸根常常被強烈阻滯。

圖5-2-9 McVille污水處理場地中溶解有機碳的分布

Otis空軍基地污染暈的一個有趣現象是其含有來自家用洗潔劑中的化合物，根據測試這些物質所採用試劑的名稱（Methylene Blue Active Substances-亞甲藍活性物質），其在地下水中的含量通常用MBAS來表示。這些化合物一般由陰離子型表面活性劑組成，它們在地下水中的遷移性很強。洗潔劑在美國的使用大約始於1946年，1953年它們的使用量超過了肥皂。1964年之前，洗潔劑中最常用的表面活性劑是烷基苯磺酸鹽（ABS），它基本上是不可生物降解的。1964年，它開始被較易生物降解的表面活性劑——線性烷基磺酸鹽（LAS）所代替。MBAS在污染暈中的分布保存了洗潔劑使用的這一歷史，MBAS的最大濃度出現在污染暈的最前端（圖5-2-11），這些較高的濃度范圍反映了ABS的存在，而接近污染源的較低的濃度表明了污染暈中的LAS通過生物降解作用被去除了。

在污染暈中還檢測到了多種類型的其他合成揮發性和半揮發性化合物，它們均來源於家用洗潔劑及其他各種類型的產品，其中含量最大的是三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE），它們在污染暈中的濃度已超過限制界限（Barber，1992）。

圖5-2-10 馬薩諸塞州Otis空軍基地硼在地下水垂直剖面中的分布（1978.5～1979.5）

5.2.3.2 化糞池系統

在北美缺乏下水道的大部分地區，化糞池系統是廢物處置的首選方法。據估計，美國三分之一的廢水是通過化糞池系統處理的。在該系統中，廢水在一個水池中通過沉澱作用與固體廢物分離，然後被排放到多孔排泄瓦筒中，進而釋放到濾床，在這里，廢水很快地滲入了土壤。另一種方法是在表層土壤中垂直安裝多孔下水管，用以代替濾床。化糞池系統的原理是，通過土壤的過濾，可除去廢水中的污染物。很遺憾的是，很多化糞池系統都在淺層潛水中形成了污染暈，它可對附近的水井和地表水體產生影響。

對化糞池系統污染暈水文地球化學過程的研究是近年來研究工作的一個焦點（Harman等，1996；Robertson等，1991，1998；Tinker，1991；Aravena and Robertson，1998；Robertson，1995；Robertson and Cherry，1995），其中最受關注的污染組分是硝酸根和磷酸根。硝酸根有時可導致嬰兒發生致命性的疾病——高鐵血紅蛋白症，這主要是由於嬰兒血攜氧能力的減弱而造成的。硝酸根也是水體富營養化的養分元素，地下水則是這些水體的補給源。磷酸根雖然比硝酸根的遷移能力弱，它也是水體富營養化的主要誘因之一。致病微生物的遷移也是可滲透性含水層值得關注的問題。

Harman等（1996）研究了加拿大安大略省一個學校的化糞池系統，該系統位於一個淺層潛水含水層之中。在化糞池中，廢水是一種強還原性的溶液，具有很高的DOC，其中的氮主要以銨的形式存在。它在從濾床向地下水面運動的過程中發生了很大的變化，氧化過程使得DOC減少了90%，銨則全部轉化成了硝酸根。污染暈中硝酸根的濃度表示在圖5-2-12中，有機碳的氧化形成了CO₂，當含水層中沒有碳酸鹽礦物時，這將使地下水的pH值降低。當含水層中存在碳酸鹽礦物時，它們將發生溶解，對水溶液的pH值產生緩沖作用，使污染暈中Ca²⁺、Mg²⁺的濃度增大。

圖5-2-11 1983年Otis空軍基地地下水中MBAS的平面（a）和剖面（b）分布

Robertson等（1998）對比了安大略省各種水文地球化學環境下，10個化糞池系統污染暈中磷酸根的遷移能力。其中，—P平均濃度的變化范圍為0.03～4.9 mg/L，污染暈的延伸長度從1 m變化到70 m。這與此前人們的一般認識是矛盾的，通常認為磷酸根被強烈地吸附到了含水層固體表面上，對地下水不構成威脅。但這一觀測結果表明磷酸根在地下水中的遷移可成為一個重要的問題，尤其當小型湖泊周圍的住宅中具有獨立化糞池系統時更是如此。Robertson等得出結論認為，磷酸根在包氣帶中通過礦物的沉澱作用發生了衰減，這些礦物主要是藍鐵礦（Fe₃（PO₄）₂· 8H₂O）、紅 磷 鐵 礦（FePO₄·2H₂O）及磷鋁石（AlPO₄· 2H₂O）。水中磷酸根的平衡濃度受到了pH值的控制，在低pH值條件下的非鈣質含水層中，磷酸根的濃度受礦物溶解度的控制而保持在一個很低的水平上.在中等pH值條件下（這主要是由於含水層中含有碳酸鹽礦物而引起的），磷酸根的濃度可以很高。廢水一旦到達潛水面，尤其是當含水層中的金屬氧化物具有表面正電荷時，磷酸根含量的減少則主要是由含水層固體的吸附作用所控制的。由於吸附和沉澱作用的影響，磷酸根的遷移速度約為地下水的流速的二十分之一。氮、碳、氧、硫的穩定同位素在示蹤化糞池系統污染暈及相關的地球化學轉化作用中是非常有用的（Aravena等，1993；Aravena and Robertson，1998）。

圖5-2-12 一個化糞池系統污染暈中心線處硝酸根濃度等值線剖面圖

對化糞池系統致病細菌和病毒污染危害的評估，目前所作的研究工作還相對較少（Bitton and Gerba，1984；Bales等，1995；Canter and Knox，1985；Yates，1985）。很多微生物的分析和檢測都比較困難且昂貴，當前所進行的研究工作主要集中在確定指示性微生物的遷移特徵上，它能夠間接地表明相應致病微生物的潛在遷移特性。大腸桿菌常被用作為指示性細菌，人類的腸道病毒以及大腸桿菌噬菌體（一種能夠感染腸道大腸桿菌的病毒）常被用作為指示性病毒。

DeBorde等（1998）在研究美國蒙大拿州一個中學的化糞池系統時，闡述了其微生物的運移情況。該研究包括了對化糞池及污染暈中人類腸道病毒和大腸桿菌噬菌體的監測，以及在含水層中注入大腸桿菌噬菌體。雖然人類腸道病毒在化糞池和含水層中很少被檢測到，但在觀測孔中卻一直能夠檢測到大腸桿菌噬菌體。盡管含水層具有強烈的吸附作用，但在距注水井30 m之外的觀測孔中仍檢測到了細菌。由於含水層性質的變化多種多樣，因此對所有條件下致病微生物遷移的准確預測幾乎是不可能的。

5.2.3.3 污水灌溉

來自污水處理廠的污水及污泥經常被用來灌溉或施肥，這種處理方法對地下水化學成分的影響與化糞池系統是類似的，但其在含水層中的影響范圍要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥時對環境影響最大的污染物是硝酸根。如果場地下部具有好氧包氣帶，廢物中的有機氮或銨將被氧化為硝酸根。在飽水帶中，只要保持氧化性條件，硝酸根在遷移過程中將不發生任何轉化作用。Spalding等（1993）研究了內布拉斯加州的一個場地，在這里，一塊玉米田使用污泥進行施肥，從而在其下遊方向形成了一個很大的硝酸根污染暈（圖5-2-13）。濃度大於10 mg/L的的范圍在地下水位之下延伸了大約15 m，盡管一細粒沉積物透鏡體阻止了其進一步下滲。氮同位素分析證實氮的來源是動物排泄物。

地下水化學成分的其他變化是由於廢物中的DOC引起的，若大量的DOC到達了潛水面，地下水中將發生氧的消耗作用。在以色列，人們在一塊用廢水灌溉的耕地之下達30 m深的含水層中發現了厭氧過程的存在（Ronen等，1987），在這種條件下，有機碳通過包氣帶的遷移過程將長達15年。在前述內布拉斯加州的場地中，DOC在含水層深部引起了反硝化作用發生。地下水中其他主要離子的濃度也隨著硝酸根和DOC含量的增大而增加。污泥中金屬的含量一般很大，但吸附和沉澱作用通常限制了它們在地下水中的遷移。

圖5-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染暈