水污染控制工程

1、1. 廢水可分為生活污水和工業(yè)廢水。2. 固體污染物在水中分懸浮物（SS）和溶解固體（DS），三種分散形態(tài)：溶解態(tài)（直徑小于1nm）、膠體態(tài)（直徑為1100nm）和懸浮態(tài)（直徑大于100nm）。3. 需氧污染物：生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、總需氧量（TOD）和總有機碳（TOC）。4. 毒性污染物（1）無機污染物：汞、鉻、鎘、鉛、鋅、鎳、銅、鈷、錳、鈦、釩、鉬、銻、鉍等（2）有機污染物：揮發(fā)分、苯并（a）芘、DDT、六六六（3）放射性污染物5.其他污染物（1）營養(yǎng)性污染物：（氮和磷）（2）生物污染物（3）感官污染物（4）酸堿污染物（5）油類污染物（6）熱污染6.廢水處理的分級（1

2、）一級處理：主要處理對象是較大的漂浮物和懸浮物，采用的分離設備依次為格柵、沉砂池和沉淀池。節(jié)流與沉淀池的污泥可進行污泥消化或其他處理。條件許可時，出水可排放于水體或用于污水灌溉。以及處理有時也叫做機械處理。（2）二級處理：出水水質要求高的場合，在以及處理的基礎上，機型生物化學處理，叫做耳機處理。耳機處理的對象是被微生物利用和講解的污染物，如膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機物、氮和磷等，采用典型設備有各種生物反應器（如生物曝氣池或生物濾池等）和二次沉淀池。產生的污泥經濃縮后進行艷陽消化或其他處理，出水可排放或再利用。耳機處理也叫做生化處理或生物處理。（3）三級處理：對出水要求更高是，在耳機處理后，進行三級處

3、理，三級處理的主要對象是才六的污染物及其他溶解物質，所采用的方法有化學絮凝、過濾等。有時三級處理的目的不是為了排放而是為了再利用（如用作工業(yè)用水）。對象包括去除廢水中的細小懸浮物、難生物降解的有機物、微生物和鹽分等。方法有吸附、例子交換、反滲透、消毒等。三級處理也稱高級處理或深度處理。但是，盡管在處理程度或深度上，兩者基本相同，單三級處理強調順序性，其前必有一、二級處理；高級處理至強調處理升讀，其前不一定有其他處理7.重力沉降法自由沉降絮凝沉降：絮凝沉降是一種絮凝性固體顆粒在稀懸浮液中的沉降。雖然懸浮固體濃度也不高，但顆粒在沉降過程中接觸碰撞時能互相聚集為較大的絮體，因而顆粒粒徑和沉降速度雖沉

4、降時間的延續(xù)而增大。顆粒在初次沉淀池內的后期沉降及生化處理中污泥在二次沉淀池中的初期沉降,就屬這種類型。成層沉降也稱集團沉降。區(qū)域沉降或擁擠沉降壓縮沉降，生化污泥在二次沉淀池和你濃縮池內的濃縮過程屬于這種類型8.沉降速度表達式，分別為液體的動力粘度和運動粘度SS固體相對密度9.理想沉淀池：（1）在沉淀池內各過流斷面的所有點上，水都以速度v作為水平流動（2）進水中的懸浮固體顆粒沿水深呈均勻分布，其水平分速等于水流速v，并以豎直分速u勻速下降（3）顆粒一經沉到池底即被除去而不再重新浮起和深度無關10.普通沉淀池普通沉淀池可分為：平流式、豎流式和輻流式三種普通沉淀池可分為（功能）：入流區(qū)、沉降區(qū)、出

5、流區(qū)、污泥區(qū)和緩沖區(qū)五個功能區(qū)。11.沉降區(qū)設計（計算）由設計流量Q（m/h）和表面符合q按A=Q/q計算沉降區(qū)表面積A（）由與Q對應的水流速度v（mm/s）和沉降時間t，按L2=3.6vt計算沉降區(qū)長L2(m)。按B2=A/L2計算池寬B2（m）并按L2/b=45的要求得單池或單個寬b（m）的近似尺寸由n=B2/b計算沉淀池座數(shù)工藝分格數(shù)n。（n需為正整數(shù)）12.污泥區(qū)設計（計算）Q廢水設計流量，m/hC0，C分別為進水和出水的SS濃度，mg/LP泥渣含水率，%泥渣容量kg/m，泥渣主要為有機物且含水量在95%以上取1000kg/mT排泥周期，一般取12d13.混凝澄清法是給水和廢水處理中應

6、用得非常廣泛的方法。它既可以降低遠水的濁度、色度等感官指標，又可以去除多種有毒有害污染物；即可以自稱獨立的處理系統(tǒng)，又可以與其他單元過程組合，形成聯(lián)合處理系統(tǒng)。電動電位或電位越高越穩(wěn)定14.脫穩(wěn)和凝聚按機理脫穩(wěn)和凝聚可分為壓縮雙電層、電性中和、吸附橋連和網羅卷帶四種15常用混凝劑及其性能目前常用的混凝劑有無機金屬鹽類和有機高分子聚合物兩大類。前者主要鐵系和鋁系等高價金屬鹽，可分為普通鐵、鋁鹽；后者則分為人工恒誠和天然兩類。鐵和鋁的聚合鹽，是具有一定堿化度的五級高分子聚合物，與普通鐵、鋁鹽相比，具有投加劑量小、絮凝生成快、對水質的適應范圍廣以及誰解釋小號水中堿度少等一系列優(yōu)點，因而應用得日益廣泛

7、。它們的混凝效果除雨水有關外，主要取決于產品的鹽基度（也稱堿化度）和有效成分。人工合成的有機高分子絮凝劑都是水溶性的鏈狀高分子聚合物，重復單元中含有較多能強烈媳婦膠體和細微懸浮物的官能團，并且應有足夠的分子長度和分子量。根據(jù)聚合物所帶集團能否離解及離解后所剩離子典型，有機高分子絮凝劑可分為陰離子型、陽離子型和非離子型三類。天然高分子絮凝劑的應用元不如人工合成的廣泛。主要原因是他們的電荷密度小，分子量較低，且容易發(fā)生降解而失去活性。16.混凝條件：pH值、水溫（溫度越高效果越好）、混凝劑的種類和用量，以及攪拌強度、攪拌時間。17.好氧生物處理和厭氧生物處理分解過程有機物好氧分解過程有機物厭氧分解

8、過程好氧生物處理和厭氧生物處理的區(qū)別1. 參與的微生物群不同，好氧生物處理可以是由一大類群好氧微生物一次完成，而厭氧生物處理是由數(shù)群代謝特征差異很大的厭氧和兼性厭氧微生物接替完成的。2. 代謝產物不同。好氧生物處理中，有機物被轉化為CO2，H2O，SO42-，PO43-，NH3等。厭氧生物處理中，有機物依次被轉化為眾多的中間有機物，以及CO2、H2、H2S、NH3、及CH4等最終產物，產物成分復雜有異臭。一些氣態(tài)物質如CH4可做燃料。3. 反應速率不同。好氧生物處理由于以氧作為氫受體，他有機物轉化速率快，處理單位廢水所需處理設備?。粎捬跎锓磻俾蕽M，處理單位廢水所需處理設備大。4. 對環(huán)境要

9、求不同。好氧生物處理要求充分供氧，對其他環(huán)境條件要求不大嚴格；厭氧生物處理要求絕對厭氧環(huán)境，對其他環(huán)境條件要求甚嚴。18.活性污泥和活性污泥法活性污泥：是由多種好氧微生物與兼性厭氧微生物與廢水中的有機的和無機的固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體，活性污泥的結構和功能中心是細菌形成的菌膠團。活性污泥法處理系統(tǒng)由以下幾部分組成：曝氣池：使活性污泥與廢水中得有機污染物充分接觸。吸附和氧化分解有機污染物。二次沉淀池：用以分離曝氣池出水中的活性污泥，它是相對初沉池而言的。污泥回流系統(tǒng)：將二次沉淀池中得一部分沉淀污泥回流到曝氣池，以供應曝氣池賴以進行生化反應所需的微生物。剩余污泥排放系統(tǒng)：曝氣池內污泥不斷

10、增殖，增殖的污泥作為剩余污泥從剩余污泥排放系統(tǒng)排出活性污泥法處理系統(tǒng)示意圖19.污泥增長曲線（虛線部分不要）活性污泥經理對數(shù)增殖期、衰減期，和內源呼吸期三個階段。對數(shù)增殖期微生物不受營養(yǎng)條件的限制，但此時凝聚性能差，分離效果不好，因而處理效果差。在衰減期由于營養(yǎng)條件，活性污泥的增長受到限制，因而增殖速率逐漸下降，這種情況下，污泥的凝聚沉降性能較好。在內源呼吸期，由于營養(yǎng)缺乏，微生物開始代謝自身細胞物質。在營養(yǎng)水平高的條件下，由于細菌活力強，難以形成絮凝體。只有在營養(yǎng)相對不足和能量水平較低的情況下，細菌活力低、運動能力弱，彼此才易結合成絮凝體。在活性污泥混合液中，如果污泥負荷高，微生物處于對數(shù)增

11、殖期，能量水平高，污泥凝聚性能差；反之，污泥復合底，微生物處于帥假期或其后期，此時由于能量水平低，故易凝聚。普通活性污泥法曝氣池的末端呈現(xiàn)后一狀態(tài)。20.活性污泥性能指標混合液懸浮固體（MLSS）：一般混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）和MLSS比值為0.7左右。好氧速率（OUR）污泥沉降比（SV）污泥體積指數(shù)SVI SV是污泥沉降比 X是污泥濃度（SVI200污泥沉降性能不好）21.影響活性污泥的環(huán)境因素1.溶解氧（2mg/m）2.水溫（1525之間）3.營養(yǎng)料（m (BOD5)：m (N): m (P)=100:5:1）4.有毒物質22.BOD的污泥負荷：LS指單位重量活性污泥在單位時間內

12、所承受的有機污染物量，單位是kg/(kg.d) S0=曝氣池入流廢水BOD5濃度,kg/mV=曝氣池容積，mX=曝氣池MLSS濃度，kg/mQ=廢水流量m3/d23.污泥平均停留時間ts（SRT） QW=剩余污泥排出量，kg/mX0=凈化水的污泥濃度，mg/LXr=回流污泥濃度，mg/LX=混合液懸浮固體濃度MLSS濃度，mg/LR=污泥回流比。計算MLVSS a（平均轉化1kg的BOD的需氧量kg/kg） b （微生物以VSS計滋生延緩的需氧量kg/kg.d）序批式活性污泥法特點：1. 不需要二沉池和污泥回流設備，不知緊湊占地少，節(jié)省基建投資及運行費用低2. SVI值較低，污泥易于沉淀，不易

13、發(fā)生污泥膨脹3. SBR系統(tǒng)各個反應器相互獨立，每個SBR池可根據(jù)進水水質、水量的不同適當調整運行參數(shù)，比其他生化處理系統(tǒng)更易維護，運行方式靈活方便。4. 耐沖擊負荷。24.曝氣池BOD負荷計算法S0=曝氣池入流廢水BOD5濃度,kg/mX=曝氣池MLSS濃度，kg/mQ=廢水流量m3/dLS=單位重量活性污泥在單位時間內所承受的有機污染物量污泥膨脹與上浮現(xiàn)象。污泥膨脹原因：除了理化、生物及生化方面的原因外，還有運行管理和構筑物結構形式等方面，污泥膨脹大致區(qū)分為絲狀膨脹和非絲狀膨脹兩種。污泥上?。何勰嗝摰细『臀勰喔细　?5.厭氧生物處理法在隔絕空氣的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生

14、物化學作用，對有機物進行生物降解的過程，稱為厭氧生物處理法或厭氧消化法。厭氧生物處理法主要對象為高濃度有機廢水厭氧生化分為三個階段：第階段(又稱水解階段),廢水及污泥中得不溶性大分子有機物如蛋白質、多糖和脂肪經發(fā)酵細菌水解后，分別轉化為氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有機物。緊接著是第階段（即酸化階段），該階段包括兩次酸化過程。在酸化（1）中，發(fā)酵細菌將小分子有機物進一步轉化為以下兩類簡單有機物：第1類為能被甲烷細菌直接利用的有機物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第2類為不能被甲烷細菌直接利用的有機物，如：丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等。不完全厭氧消化或酸發(fā)酵到此結束。在第生化階段的酸化（2）中，

15、產氫產乙酸菌將上述第2類有機物進一步轉化為氫氣和乙酸。在第生化階段中，甲烷細菌吧甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和（CO2+H2）等基質通過不同的路徑轉化為甲烷，其中最主要的基質為乙酸和（CO2+H2）。26.發(fā)酵的控制條件m (COD)：m (N): m (P)=200:5:1 或m (C)：m (N):=1216環(huán)境條件：氧化還原電位：高溫厭氧消化系統(tǒng)適應的氧化還原電位為-500 -600mv，中溫厭氧消化系統(tǒng)適應的氧化還原電位為-300 -380mv。產酸細菌對氧化還原電位的要求不甚嚴格，甚至可在+100mv -100mv的兼性條件下生長繁殖；而甲烷細菌最適宜的氧化還原電位為-350 mV 或更低

16、溫度：厭氧消化分為常溫消化、中溫消化和高溫消化相應的溫度范圍為415、2040和4570在這一范圍內，厭氧生物的比增長速率最大，相應的產氣率最高，即COD的轉化率也較高，偏離這一溫度范圍，甲烷菌的比增長速率菌大幅度降低。pH值和酸堿度。一般認為，實測值應在7.2-7.5之間為好。低于7.0時，pH值并不穩(wěn)定，有繼續(xù)下降的趨勢。低于6.5時，將使正常的處理系統(tǒng)遭到破壞。如果原廢水pH值高于9或低于5，會導致處理系統(tǒng)的pH值很快偏移。一般希望pH值為68.系統(tǒng)中揮發(fā)性脂肪酸濃度（以乙酸計）以不超過3000/L為佳。重碳酸鹽及氨氮對保持穩(wěn)定的pH值有重要作用。一般要求在2000/L以上，氨氮濃度以介

17、于50200/L為佳毒物：凡對厭氧處理過程起一直作用或毒害作用的物質都可稱毒物。無機酸的濃度不應使消化液的pH值降到6.8以下，氨氮濃度不宜高于1500/L。27.上流式厭氧污泥反應器（UASB）特點污水自下而上通過UASB。反應器底部有一個高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機污染物在此間經過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳因水流和氣泡的攪動，污泥床之上有一個污泥懸浮層.反應器上部有設有三相分離器，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出；污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床；消化液從澄清區(qū)出水。UASB 負荷能力很大，適用于高濃度有機廢水的處理。運行良好的UASB有很高

18、的有機污染物去除率，不需要攪拌，能適應較大幅度的負荷沖擊、溫度和pH變化。28.生物脫氮1.氨化：含氮有機物在微生物的作用下被分解產生氨的過程成為氨化，一般在二級生物處理中完成。2.硝化：在有氧條件下，通過氨氧化菌和亞硝酸氧化菌的作用將氨氧化呈亞硝酸和硝酸的過程，稱為硝化。由上式可知1g氨氮轉化為硝酸鹽氮時需氧4.57g而硝化過程中釋放出H+，將消耗廢水中的堿度，每氧化lg氨氮，將消耗堿度(以CaCO3計) 7.lg。3.反硝化：在取樣條件下，兼性細菌（反硝化菌）將NO2-和NO3- 還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機底物(碳源)。以甲醇作碳源為例，其反應式為：由式市可見，在生物反硝化過程中，不僅可使不僅可使NO3、NO2被還原，而且還可使有機物氧化分解，并在硝化過程中產生堿度。影響硝化和反硝化的主要因素：溫度、pH值、溶解氧、有機碳源。29.生物除磷原理聚磷菌在一定條件下能夠從外部環(huán)