水污染控制工程復(fù)習(xí)資料

污水的物理處理污水預(yù)處理一、格柵組成：格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。作用：去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠、站的處理設(shè)備。格柵的清渣方法：人工清除（與水平面傾角：45o~60o），設(shè)計(jì)面積應(yīng)采納較大的平安系數(shù)，一般不小于進(jìn)水渠道面積的2倍，以免清渣過(guò)于頻繁。機(jī)械清除(與水平面傾角：60o~70o）過(guò)水面積一般應(yīng)不小于進(jìn)水管渠的有效面積的1.2倍。調(diào)整池（★）（一）調(diào)整池的作用1、水量調(diào)整1）線內(nèi)調(diào)整：進(jìn)水用重力流，出水用泵提升。2）線外調(diào)整：q高，進(jìn)池；q低，出池2、水質(zhì)調(diào)整1）利用外加動(dòng)力而進(jìn)行的強(qiáng)制調(diào)整：設(shè)備較簡(jiǎn)潔，效果較好，但運(yùn)行費(fèi)用高。2）利用差流方式：基本沒(méi)有運(yùn)行費(fèi)，但設(shè)備結(jié)構(gòu)較困難。（二）調(diào)整池的形式結(jié)構(gòu)1）方池：主要用來(lái)調(diào)整水量2）對(duì)角線調(diào)整池：只調(diào)整水質(zhì)，不能調(diào)整水量，對(duì)角線開(kāi)槽。3）折流式調(diào)整池三、調(diào)整池的設(shè)計(jì)（★★）1、廢水經(jīng)過(guò)肯定調(diào)整時(shí)間后平均濃度為：c=∑qiciti/∑qiti2、調(diào)整池體積V=∑qiti難點(diǎn)：∑ti的確定其次節(jié)沉淀的基礎(chǔ)理論一、概述沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分別的一種過(guò)程。沉淀處理工藝的四種用法：沉砂池：用以去除污水中的無(wú)機(jī)易沉物。初次沉淀池：較經(jīng)濟(jì)地去除，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。二次沉淀池：用來(lái)分別生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。沉淀可分成四種類型(★★)1.自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀,顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中,顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。2.絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮顆粒之間有相互絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形態(tài)、沉速是變更的?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。3.區(qū)域沉淀或成層沉淀：懸浮顆粒濃度較高；顆粒的沉降受到四周其他顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清楚的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。4.壓縮沉淀：懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，相互接觸，相互支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程存在壓縮沉淀。二、沉淀的基本理論（一）自由沉淀及其理論基礎(chǔ)球狀顆粒自由沉淀的沉速公式(★)：斯托克斯定律(★★)在層流狀態(tài)下，λ=24/Re，帶入式中，整理得自由顆粒在靜水中的運(yùn)動(dòng)公式由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關(guān)：us正比于顆粒與水的密度差（ρs-ρL）；us正比于d2；us反比于μ（μ取決于水溫柔水質(zhì)）絮凝沉淀顆粒碰撞→絮狀體→尺寸增大→us增大沉降特性由絮凝沉降試驗(yàn)確定（三）成層沉淀和壓縮沉淀在沉淀初期，沿沉淀深度從上至下依次存在清水層、受阻沉淀層、過(guò)渡層和壓縮層。后期，分為清水層和壓縮層。沉淀池的工作原理志向沉淀池分為四部分：進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域志向沉淀池的幾個(gè)假定(★★)：1.沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均相同，水平流速為v；2.懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u；3.在沉淀池的進(jìn)口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒勻稱分布在整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔希?.顆粒一經(jīng)沉到池底，即認(rèn)為已被去除。顆粒完全去除顆粒不能完全去除最小沉降速度（u0）反映沉淀池效率的參數(shù)，一般稱為沉淀池的表面負(fù)荷率。沉淀池按水流方向分（★）：平流式、豎流式、輻流式沉淀池（1）平流式沉淀池污水從池的一端流入，水平方向流過(guò)池子，從池的另一端流出。（溢流堰）（2）豎流式沉淀池（絮凝沉淀）中心管、喇叭口、反射板（降低流速、變更水流方向）（3）一般輻流式沉淀池(中間進(jìn)水，周邊出水)向心輻流式沉淀池(周邊進(jìn)水，周邊出水)（4）斜板（管）沉淀池異向流、同向流、側(cè)向流沉砂池工作原理：以重力分別或離心分別為基礎(chǔ)，即限制進(jìn)入沉砂池的污水流速，使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。形式：平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池等。一、平流式沉砂池平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡(jiǎn)潔，工作穩(wěn)定易于排砂。平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù)：（1）最大流速0.3m/s，最小流速0.15m/s；（2）最大流量時(shí)，污水停留時(shí)間30-60s；（3）有效水深不大于1.2m，一般0.25-1.0m，池寬不小于0.6m；（4）池底坡度一般為0.01-0.02，設(shè)沉砂設(shè)備時(shí)依據(jù)沉砂設(shè)備要求考慮池底形態(tài)。浮現(xiàn)法浮現(xiàn)法：利用水的浮力作用，使不溶于水的污染物浮到水面上，再通過(guò)機(jī)械刮除分別的水處理方法。1）自然浮現(xiàn)法粒徑較粗且密度接近或小于水的強(qiáng)疏水性物質(zhì)，可以依靠浮力的作用自然上浮于水分別，這種方法稱為自然浮現(xiàn)法。2）氣浮法弱疏水性懸浮固體或乳化油，可利用高度分散的微小氣泡為載體去黏附，并使其隨氣泡浮升到水面得以分別，這種方法稱為氣泡浮升法，簡(jiǎn)稱氣浮。破乳：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分別。方法：投加換型乳化劑：攪拌、振蕩、轉(zhuǎn)動(dòng)：過(guò)濾：變更溫度：浮現(xiàn)法基本條件（★）：必需向水中供應(yīng)足夠量的微小氣泡；必需使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；必需使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。按產(chǎn)生微細(xì)氣泡的方法分類：電解氣浮法、分散空氣法(微孔曝氣浮現(xiàn)法、剪切氣泡浮現(xiàn)法)、溶解空氣法（真空浮現(xiàn)法、加壓溶氣浮現(xiàn)法）加壓溶氣浮現(xiàn)法的基本原理（★）.先在加壓條件下，將空氣溶于水中并達(dá)到飽和狀態(tài)，然后突然將操作壓力降至常壓，使壓溶于水中的空氣處于過(guò)飽和狀態(tài)，并以微小氣泡型式釋放出過(guò)飽和部分的空氣量。加壓溶氣氣浮流程（★）1、全溶氣流程溶氣量大，氣浮池體積較小（可節(jié)約基建投資）壓力泵功率和溶氣罐容積較大，故動(dòng)力消耗較大。2、部分溶氣流程所需的壓力泵功率和溶氣罐容積較小，故設(shè)備緊湊、動(dòng)力消耗低，但溶氣系統(tǒng)供應(yīng)的空氣量也少。3、回流溶氣流程溶氣水量少且水質(zhì)較優(yōu)、動(dòng)力消耗省、溶氣效率高、混凝過(guò)程不受廢水輸送設(shè)備影響、形成的絮體性能較好。但氣浮池的容積比前兩種流程大壓力溶氣氣浮法系統(tǒng)組成：壓力溶氣系統(tǒng)、空氣釋放系統(tǒng)、氣浮池第十一章廢水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)廢水的好氧生物處理和厭氧生物處理一、微生物的新陳代謝新陳代謝：微生物不斷從外界環(huán)境中攝取養(yǎng)分物質(zhì)，通過(guò)生物酶催化的困難生化反應(yīng)，在體內(nèi)不斷進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換的過(guò)程。分解代謝：分解困難養(yǎng)分物質(zhì)，降解高能化合物，獲得能量。合成代謝：通過(guò)一系列的生化反應(yīng)，將養(yǎng)分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為困難的細(xì)胞成分，機(jī)體制造自身。底物降解：污水中可被微生物通過(guò)酶的催化作用而進(jìn)行生物化學(xué)變更的物質(zhì)稱為底物或基質(zhì)。可生物降解有機(jī)物量：可通過(guò)生物的降解轉(zhuǎn)化的量。可生物降解底物量：包括有機(jī)的和無(wú)機(jī)的可生物利用微生物的呼吸類型好氧呼吸：---有分子氧參加的狀況下進(jìn)行的生物氧化，反應(yīng)的最終受氫體是分子氧。2、厭氧呼吸---無(wú)分子氧的狀況下進(jìn)行的生物氧化。1）發(fā)酵：最終受氫體是有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物2）無(wú)氧呼吸：最終受氫體是一些無(wú)機(jī)氧化物廢水的好氧生物處理(★)好氧生物處理：在有分子氧存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。有機(jī)物分解的最終產(chǎn)物:CO2、H2O留意:保持溶解氧、養(yǎng)分物和微生物三者的平衡。適用中低濃度有機(jī)物廢水:<500mg/L廢水的厭氧生物處理(★)厭氧生物處理：在沒(méi)有游離氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。適用有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)污水（BOD>2000mg/L）其次節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律和生長(zhǎng)環(huán)境一、微生物的生長(zhǎng)環(huán)境微生物的養(yǎng)分：水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)元素好氧微生物BOD5∶N∶P＝100∶5∶1厭氧微生物BOD5∶N∶P＝200∶5∶1二、微生物的生長(zhǎng)規(guī)律(生長(zhǎng)曲線表示)生長(zhǎng)期(★)停滯期、對(duì)數(shù)期、靜止期、衰亡期當(dāng)有機(jī)物多時(shí)，以有機(jī)物為食料的細(xì)菌數(shù)量較多，當(dāng)細(xì)菌很多時(shí)，出現(xiàn)以細(xì)菌為食料的原生動(dòng)物，而后出現(xiàn)以細(xì)菌和原生動(dòng)物為食料的后生動(dòng)物。反應(yīng)速度和反應(yīng)級(jí)數(shù)在生化反應(yīng)中，反應(yīng)速度是指單位時(shí)間里底物的削減量、最終產(chǎn)物的增加量或細(xì)胞的增加量。反應(yīng)級(jí)數(shù)(★)反應(yīng)速度與一種反應(yīng)物A的濃度ρA成正比時(shí)，稱這種反應(yīng)對(duì)這種反應(yīng)物是一級(jí)反應(yīng)。反應(yīng)速度與二種反應(yīng)物A、B的濃度ρA、ρB成正比時(shí)，或與一種反應(yīng)物A的濃度ρA的平方ρA2成正比時(shí)，稱這種反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。反應(yīng)速率不受反應(yīng)底物濃度影響時(shí)，稱為零級(jí)反應(yīng)。n=0零級(jí)反應(yīng)，v==k→[S]=[S0]-ktn=1一級(jí)反應(yīng)，v=＝k[S]→lg[S]=lg[S0]–t/2.3米歇里斯-門坦方程式一、中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)(★)中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)：依據(jù)此學(xué)說(shuō)，酶促反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步，酶（E）與底物（S）作用形成中間產(chǎn)物（ES），此中間產(chǎn)物被看作穩(wěn)定的絡(luò)合物；其次步，絡(luò)合物被進(jìn)一步分解為產(chǎn)物（P）和游離態(tài)的酶（E）。米氏方程式(★★)式中:v——酶促反應(yīng)速度；vmax——最大酶反應(yīng)速度；ρS——底物濃度；Km——米氏常數(shù)。（1）當(dāng)ρS>>Km時(shí)，Km＋ρS≈ρS，v=vmax，呈零級(jí)反應(yīng)，酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大值。（2）當(dāng)ρS<<Km時(shí)，Km＋ρS≈Km，呈一級(jí)反應(yīng)，酶促反應(yīng)速度和底物濃度呈正比關(guān)系1、物理意義（1）Km值只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶濃度無(wú)關(guān)。（2）假如一個(gè)酶有幾種底物，則對(duì)每一種底物，各有一個(gè)特定的Km（3）同一種酶有幾種底物，就有幾個(gè)Km值，Km值最小的底物，稱為該酶的最適合底物。第十二章活性污泥法基本概念一、活性污泥法（★）采納人工曝氣的手段，使棲息有大量微生物群的絮狀泥粒（即活性污泥）勻稱分散并懸浮于反應(yīng)器（即曝氣池）中，與廢水充分接觸；在有溶解氧的條件下，微生物利用廢水中的有機(jī)物，進(jìn)行同化合成和異化分解的代謝活動(dòng)。二、活性污泥法的基本流程（★）活性污泥系統(tǒng)：以曝氣池和二沉池為主體組成的整體回流污泥的作用：使曝氣池內(nèi)保持肯定的微生物濃度（以懸浮固體濃度為表征）。曝氣過(guò)程：供氧；攪拌，防沉淀。活性污泥一、活性污泥的性質(zhì)和組成由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成的、有肯定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。1、基本性質(zhì)顏色：黃褐色味道：土腥味狀態(tài)：似礬花絮絨顆粒等活性污泥的組成（1）有機(jī)物：a:生物：細(xì)菌、放線菌、真菌等類群。b:有機(jī)懸浮物顆粒無(wú)機(jī)物：無(wú)機(jī)鹽等二、活性污泥的增長(zhǎng)規(guī)律1、養(yǎng)分豐富→對(duì)數(shù)增長(zhǎng)階段2、有機(jī)物基本被去除→減速增長(zhǎng)階段（靜止期）污泥活性大，沉降性能好。3、基本無(wú)養(yǎng)分物質(zhì)→內(nèi)源呼吸階段（衰亡期）污泥質(zhì)地緊密，無(wú)機(jī)物高，沉降性能好?；钚晕勰嘁话阋螅海?）活性大，吸附實(shí)力強(qiáng)；（2）沉降性能好。三、活性污泥對(duì)廢水凈化作用（★）1、吸附階段比表面積大，部分微生物為多糖類黏性物質(zhì)。第一階段：有機(jī)物吸附在污泥表面2、微生物的代謝（穩(wěn)定階段）其次階段：蛋白質(zhì)→氨基酸；糖類→二、單糖→溶于水→分解凈化水的方式：（1）有機(jī)物被吸附后干脆出（2）有機(jī)物被真正降解后出水。3、凝合和沉淀活性污泥的基本結(jié)構(gòu)為絮凝體沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分別的過(guò)程活性污泥的性能指標(biāo)、相關(guān)參數(shù)（★）1、污泥濃度（★★）（1）MLSS（g/L，mg/L）－－指1L混合液中所含的懸浮固體的重量。一般在活性污泥曝氣池內(nèi)：MLSS＝2－6g/L（2）MLVSS（g/L，mg/L）－－指1L混合液中所含的揮發(fā)性懸浮固體的重量。2、污泥沉降比（SV）（★★）－－指肯定量的曝氣池混合液靜置30min后，沉淀污泥與原混合液體積比SV＝V污泥/V混合液×100％通常，曝氣池混合液的SV正常范圍：15％－30％。3、污泥體積指數(shù)（SVI）（★★）（1）定義：曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后，1g干污泥形成的濕泥的毫升數(shù)，mL/g。（2）測(cè)定方法①在曝氣池出口處取混合液試樣；②測(cè)定MLSS（g/L）；③把試樣放在一個(gè)1000mL的量筒中沉淀30min，讀出活性污泥的體積（mL)；④按下式計(jì)算：SVI＝（SV的百分?jǐn)?shù)×10）/MLSS(g/L)SVI較高→SV值較大，疏松，有機(jī)物含量高→沉淀性能較差；SVI較小→緊密，無(wú)機(jī)化程度高→沉淀性能好。通常，SVI<100，沉淀性能良好；SVI＝100-200時(shí)，沉淀性一般；SVI>200時(shí)，沉淀性較差，污泥易于膨脹。一般常限制SVI在50-150之間為宜4、負(fù)荷（★）（1）水力負(fù)荷q（m3/h.m2)（2）BOD5去除負(fù)荷：（3）容積負(fù)荷Lv：（kgBOD5/m3·d）（4）污泥負(fù)荷（Ls，F(xiàn)/M）（kgBOD5/kgMLSS·d）F/M≥2.2，養(yǎng)分豐富，微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期F/M≈0.5，微生物處于增殖衰減。F/M＜0.2，微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸期。5、回流污泥濃度（回流比r）6、進(jìn)水率（Z）Z＝qv/(qv+qr)＝1/(1+r)7、泥齡（θ、ts）定義：微生物（污泥）在曝氣池中的平均停留時(shí)間ts，也就是曝氣池中活性污泥平均更新一遍所需的時(shí)間。ts與t的關(guān)系：ts長(zhǎng)→有機(jī)物大多被氧化→需氧量大→t↑ts短→有機(jī)物被氧化的量少→需氧量少→t↓留意：通?；钚晕勰喾ㄏ到y(tǒng)的ts約為水力停留時(shí)間的20倍一般曝氣池污泥停留時(shí)間2d，水力停留時(shí)間4-5h。五、活性污泥性能的影響因素（★）1、有機(jī)物濃度當(dāng)ρS>>Km時(shí)，v=vmax，活性污泥生長(zhǎng)最快當(dāng)ρS<<Km時(shí)，，活性污泥的量與有機(jī)物濃度成正比。2、溶解氧DO過(guò)小，影響微生物的生長(zhǎng)及系統(tǒng)的正常運(yùn)行。DO過(guò)大，風(fēng)機(jī)要求大，耗電多。正常運(yùn)行：DO濃度≥2mg/L，一般在2－4mg/L。.3、養(yǎng)分物質(zhì)（配比）C：N：P＝100：5：14、溫度化學(xué)反應(yīng)：↑10℃，v↑2～4倍；酶促反應(yīng)：↑10℃，v↑1～2倍。曝氣池系統(tǒng)水溫的相宜范圍：20－30℃5、pH值一般pH＝6.5－7.5，活性污泥的生長(zhǎng)繁殖狀況最好。pH<6.5，霉菌↑，破壞活性污泥的結(jié)構(gòu)→污泥膨脹；pH過(guò)高（≈9），代謝緩慢→菌膠團(tuán)粘性物質(zhì)解體。6、有毒物質(zhì)破壞細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造物質(zhì)和酶系統(tǒng)，使細(xì)菌由于失去活性而不能正常生長(zhǎng)繁殖，甚至干脆被毒傷、毒死。有毒物質(zhì)：重金屬（砷、鉛、隔、鉻、銅、鋅等），及酚、氰、醛、硝基化合物等有機(jī)型毒物。氣體傳遞和曝氣池1.構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)要素（★）一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是廢水中的有機(jī)物，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料三是溶解氧，沒(méi)有足夠的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。氣體傳遞原理（★）雙膜理論的基點(diǎn)是認(rèn)為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分子從一相進(jìn)入另一相時(shí)受到了阻力。當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時(shí)，若氣體的溶解度低，則阻力主要來(lái)自液膜。曝氣的作用：（1）向曝氣池混合液供應(yīng)DO；（2）使混合液懸浮固體處于懸浮狀態(tài)；（3）實(shí)現(xiàn)微生物、有機(jī)物、DO三者間的充分混合接觸。二、曝氣設(shè)備分類：鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣鼓風(fēng)曝氣：空氣過(guò)濾器、鼓風(fēng)機(jī)、空氣輸配管系統(tǒng)、擴(kuò)散器機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)（豎軸式、臥軸式）表面曝氣機(jī)充氧原理：(1)曝氣設(shè)備的提水和輸水作用，使曝氣池內(nèi)液體不斷循環(huán)流淌,從而不斷更新氣液接觸面,不斷吸氧；(2)曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)在四周形成水躍，并把液體拋向空中，猛烈攪動(dòng)而卷進(jìn)空氣；(3)曝氣設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在后側(cè)形成負(fù)壓區(qū)而吸入空氣。曝氣設(shè)備性能指標(biāo)氧轉(zhuǎn)移率、充氧實(shí)力、氧利用率三、曝氣池的三種池型推流式曝氣池、完全混合式曝氣池、兩種池型結(jié)合式（一）推流式曝氣池1、平面布置：（1）L：B＝（5～10）：1（2）進(jìn)水方式不限，出水用溢流堰；2、橫斷面布置：B：H（有效水深）＝（1～2）：1，Hmin=3m，Hmax=9m曝氣方式：一般采納鼓風(fēng)曝氣3、常用指標(biāo)水力停留時(shí)間T：4-8hMLSS：ρSa2000-3000mg/L去除率E：90-95％4、改進(jìn)工藝（1）漸減曝氣工藝（2）多點(diǎn)進(jìn)水優(yōu)點(diǎn)：1）底物濃度分布較勻稱2）提高耐沖擊負(fù)荷的實(shí)力3）同條件下，曝氣池中MLSS高于推流式完全混合曝氣池池形：圓形矩形方形依據(jù)和沉淀池的關(guān)系：分建式（曝氣區(qū)、沉淀區(qū)分開(kāi)；須要專設(shè)的污泥回流設(shè)備）合建式：靠表曝機(jī)造成水位差使回流污泥循環(huán)。（1）結(jié)構(gòu)：①中間進(jìn)水，四周出水②表面曝氣③通過(guò)回流縫的寬度限制回流量（2）特點(diǎn)①完全混合流態(tài)，池中有機(jī)物濃度始終保持出水濃度ρSe；②耐沖擊；③進(jìn)水和污泥混合良好。④活性污泥處于生長(zhǎng)曲線上某一點(diǎn)表面曝氣曝氣葉輪→曝氣＋攪拌留意：限制葉輪沉沒(méi)深度活性污泥法的發(fā)展和演化一、發(fā)展及應(yīng)用1、傳統(tǒng)曝氣工藝2、逐點(diǎn)進(jìn)水工藝（多點(diǎn)進(jìn)水）3、漸減曝氣工藝4、吸附再生工藝5、純氧曝氣6、延時(shí)曝氣7、淺層曝氣8、深層曝氣二、吸附再生工藝（接觸穩(wěn)定法）（1）結(jié)構(gòu)吸附池＋再生池（2）特點(diǎn)（與傳統(tǒng)工藝相比）①F/M較高，削減投資②再生池中污泥處于“空曝”狀態(tài)→吸附速度快；抑制絲狀菌接觸穩(wěn)定法：干脆用于原污水的處理比用于初沉池的出流處理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。純氧曝氣：純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。原理：（1）↑氧的飽和溶解度（2－4mg/L→7－8mg/L）→↑微生物的降解實(shí)力。（2）加大推動(dòng)力優(yōu)點(diǎn)：（1）曝氣時(shí)間短；（2）曝氣池體積小，投資削減；（3）曝氣量小缺點(diǎn)一般要求設(shè)備密封，純氧發(fā)生器簡(jiǎn)潔出現(xiàn)故障，裝置困難，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻煩延時(shí)曝氣（氧化溝工藝）t曝：1～3d特點(diǎn)：（1）水停留時(shí)間長(zhǎng)（2）池體積大（3）MLSS較高（3000－6000mg/L）（4）活性污泥部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)（5）剩余污泥量少，且穩(wěn)定，可干脆排放五、活性污泥處理常用工藝1、氧化溝（循環(huán)曝氣池）（1）在構(gòu)造方面的特征：1）形態(tài)：環(huán)形溝渠狀，平面為橢圓形、圓形2）進(jìn)水管進(jìn)水；溢流堰式出水（2）在水流混合方面的特征：介于完全混合與推流之間→高氧區(qū)、缺氧區(qū)（3）在工藝方面的特征1）可不設(shè)初沉2）可不單設(shè)二沉池3）BOD負(fù)荷低2、SBR法（序批式活性污泥法）（1）五階段：進(jìn)水→反應(yīng)→沉淀→排水→閑置（2）特點(diǎn)：反應(yīng)、沉淀在同一反應(yīng)器中進(jìn)行（3）與連續(xù)活性污泥法相比1）流程簡(jiǎn)潔，占地省，投資小2）志向沉淀，出水質(zhì)量高3）脫N除P實(shí)力較強(qiáng)4）生化反應(yīng)速率大5）可防止污泥膨脹6）耐沖擊實(shí)力較高3、AB法1）全池：預(yù)處理＋A段＋B段2）A段：吸附池＋中間沉淀池B段：曝氣池＋二沉池3）具有抗沖擊負(fù)荷，抗pH值變更的實(shí)力活性污泥法的工藝設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：

（1）流程選擇；

（2）曝氣池容積的確定；

（3）供氧設(shè)備的設(shè)計(jì)；

（4）二次沉淀池澄清區(qū)與污泥區(qū)容積選擇的確定；

（5）剩余污泥的處置。推流式曝氣池的相關(guān)計(jì)算方法（★）（一）曝氣池容積的確定（P118表12－1）1、負(fù)荷法設(shè)計(jì)2、依據(jù)停留時(shí)間（T）設(shè)計(jì)二）活性污泥增長(zhǎng)量1、理論公式y(tǒng)、Kd的取值見(jiàn)P125表12－22、常用公式a—kgMLSS/kgBOD5.d：0.30－0.75平均0.52b—d-1：0.02-0.18平均0.07（三）需氧量的計(jì)算O2＝a’LrVρX＋b’Vρx=a’qv(ρS0－ρSe)＋b’VρXa’kgO2/kgBOD0.25-0.76平均0.47bkgO2/kgMLSS.d——0.10-0.37平均0.17第六節(jié)二次沉淀池1、二沉池的目的：澄清、污泥濃縮2、基本原理：同初沉池。3、基本形式：平流、豎流、輻流4、沉淀過(guò)程：（1）二沉池中分四區(qū)：清水區(qū)、絮凝區(qū)、成層沉降區(qū)、壓縮區(qū)（2）底流濃度：污泥性質(zhì)、積存時(shí)間。5、構(gòu)造上的特點(diǎn)：P1766、計(jì)算方法：同其它沉淀池7、應(yīng)用（1）高濃度系統(tǒng)：采納高濃度水沉淀池（2）中小濃度廢水：采納沉淀池①水量大，較高濃度：輻流②中小水量，較高濃度：豎流③一般濃度：平流活性污泥法運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題污泥膨脹、污泥上浮、產(chǎn)生泡沫一、污泥膨脹1、絲狀菌繁殖引起的膨脹（1）絲狀菌增長(zhǎng)過(guò)快的緣由：

a、溶解氧過(guò)低，<0.7—2.0mg/l

b、沖擊負(fù)荷——有機(jī)物超出正常負(fù)荷c、進(jìn)水化學(xué)條件變更：

一是養(yǎng)分條件變更：C、N↑、二是硫化物的影響：三是碳水化合物過(guò)多、四是pH值和水溫的影響：pH↓、溫度高（2）解決方法：

a、加強(qiáng)曝氣，提高DO水平。b、保持肯定的活性污泥濃度。c、限制F/M。d、投加N、P物質(zhì)，或加入Cl2、漂白粉e、調(diào)整pH值f、污泥膨脹嚴(yán)峻時(shí)投加鐵鹽絮凝劑或有機(jī)陽(yáng)離子凝合劑2、非絲狀菌膨脹緣由：污泥含有大量表面附著水，密度與水更為接近。由于廢水中碳水化合物含量高、含N量低，當(dāng)這些碳水化合物被細(xì)菌降解時(shí)形成多糖類物質(zhì)，使代謝產(chǎn)物表面吸附表面水。解決方法：增加N的比例，引進(jìn)生活污水以增加蛋白質(zhì)的成分，調(diào)整水溫不低于5度。二、污泥上浮

1、污泥脫氮上浮

緣由：二沉池中污水因缺氧而使硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨和氮?dú)?，逸出過(guò)程中附帶污泥。

解決方法：削減在二沉池中的停留時(shí)間，剛好排泥，增加回流比。2、污泥腐化上浮

緣由：在沉淀池內(nèi)污泥由于缺氧而引起厭氧分解，產(chǎn)生甲烷及二氧化碳?xì)怏w，污泥吸附氣體上浮。

解決方法：加大曝氣池供氧量，提高出水溶解氧，削減污泥在二沉池中的停留時(shí)間，剛好排走剩余污泥。三、產(chǎn)生泡沫影響：1）破壞環(huán)境；2）影響表面曝氣。措施：1）曝氣池安噴灑清水管網(wǎng)；2）適當(dāng)噴灑酸、堿等除泡劑。生物膜法生物膜法：指利用附著在濾料或某種載體表面上，以膜的形態(tài)存在的生物污泥（生物膜）對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行生物氧化降解的處理方法。生物膜法處理有機(jī)污染物的主要方法：（1）潤(rùn)壁型生物膜法（2）浸沒(méi)型生物膜法（3）流化床型生物膜法基本原理1、生物膜的形成（1）廢水流過(guò)介質(zhì)表面，微生物、有機(jī)物被吸附。（2）微生物在介質(zhì)表面生長(zhǎng)，呈膜狀。（3）由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等組成。（4）顏色依據(jù)水質(zhì)不同而不同。2、生物膜對(duì)廢水的凈化作用3、生物膜的生物組成（1）細(xì)菌：菌膠團(tuán)，活性污泥主要組成物質(zhì)（2）真菌：量較少，氧化分解實(shí)力較強(qiáng)（3）原生動(dòng)物：改善出水水質(zhì)（4）后生動(dòng)物：水質(zhì)指標(biāo)（5）濾池蠅：影響生物膜的附著實(shí)力外→內(nèi)、低級(jí)→高級(jí)4、生物膜的更新（吸附－生長(zhǎng)－增厚－脫落）影響因素：（1）污染物濃度：生長(zhǎng)作用↑（2）水流的沖刷作用：脫落程度↑（3）厭氧層影響：脫落程度↑（4）池蠅的影響：加速脫落生物濾池典型的生物濾池的構(gòu)造（★）濾床布水設(shè)備排水系統(tǒng)1、濾床濾料的要求：（無(wú)機(jī)濾料、人工有機(jī)濾料）（1）比表面積大，即粒徑?。?）空隙率合適（3）不被微生物分解（4）能承受肯定壓力（5）抗廢水腐蝕（6）價(jià)格低廉2、布水系統(tǒng)（★★）（1）設(shè)置目的：為了使污水能勻稱地分布在整個(gè)濾床表面上（2）分類：移動(dòng)式布水器、固定式布水器移動(dòng)式（常用回轉(zhuǎn)式）布水器組成：進(jìn)水豎管、布水橫管優(yōu)點(diǎn)：①間斷布水，保證空氣進(jìn)入②布水勻稱③對(duì)微生物的生長(zhǎng)有利缺點(diǎn)：池形有限定固定式噴嘴布水系統(tǒng)缺點(diǎn)：①水頭大②布水不勻稱③對(duì)生物膜沖刷不連續(xù)，易堵塞優(yōu)點(diǎn)：濾池形態(tài)不限3、排水系統(tǒng)作用：收集濾床流出的污水與生物膜、保證通風(fēng)、支撐濾料組成：排水假底：承托濾料，空隙≥池平面的5％－8％。池底：支撐假底；排泄濾床來(lái)水。集水溝：有充分高度二、生物濾池法的工藝及流程1、相關(guān)參數(shù)（★★）（1）負(fù)荷①（表面）水力負(fù)荷q（m3/m2·d）：?jiǎn)挝幻娣e濾池單位時(shí)間內(nèi)處理的廢水水量。②容積負(fù)荷Lv（kg/m3·d）單位時(shí)間內(nèi)單位體積濾料所承受的有機(jī)物的量Lv=ρS0qv/V③有機(jī)物去除負(fù)荷Ls（kg/m3·d）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位體積濾料的BOD5去除量。④毒物負(fù)荷（mg/m3·d）：?jiǎn)挝惑w積濾料在單位時(shí)間所承受的毒物量。（2）回流比：r0.5～3.0r＝回流水量/進(jìn)水量作用：生物膜：↓進(jìn)水濃度，↑沖刷作用，防止堵塞?；钚晕勰啵壕S持曝氣池內(nèi)生物濃度生物濾池進(jìn)水BOD5濃度：工藝形式3、工藝流程（1）交替串聯(lián)（P206圖13－9）（2）回流式生物濾法流程（P207圖13－10）生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算（★）1、負(fù)荷法計(jì)算①選取有機(jī)負(fù)荷（Lv）（P215表13－4）②計(jì)算濾床總體積（V）③選取濾池的濾料厚度（H）：公式確定或閱歷值確定一般生物濾池：H≈2m；兩級(jí)回流生物濾池：H＝1.0～1.8m塔式生物濾池：H=8～12mm④計(jì)算濾池的平面面積（A）A=V/H⑤用水力負(fù)荷（q）進(jìn)行校核q=qV/A（P216表13－4）生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造：盤片、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、廢水處理槽、驅(qū)動(dòng)裝置盤片：高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕。直徑：Φ＝2－3m，轉(zhuǎn)速2~3r/min,b=2-10mm,a＝20－30mm；n＝100－2000轉(zhuǎn)動(dòng)軸：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止斷裂和撓曲。直徑：50mm以上，長(zhǎng)度0.5~7m。處理槽：與盤片相吻合的半圓形或多邊形，凈空相距20~50mm，設(shè)排泥和放空管。驅(qū)動(dòng)裝置：機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置；空氣驅(qū)動(dòng)裝置；水輪驅(qū)動(dòng)裝置。二、生物轉(zhuǎn)盤的布置方式1、按水流方向分類:（1）同向流（2）逆向流（3）縱向流2、布置方式:（1）單軸單級(jí)（2）單軸多級(jí)（3）多軸多級(jí)三、生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)缺點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)1）生物膜交替接觸水和空氣2）表面積大，生物量大3）無(wú)堵塞現(xiàn)象4）盤面利用率高，無(wú)溝流現(xiàn)象5）管理便利，處理程度較高6）占地較小7）動(dòng)力消耗低8）出水懸浮物沉降性能好9）抗沖擊2、缺點(diǎn)1）盤材貴，投資大2）揮發(fā)性物質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生污染3）生物轉(zhuǎn)盤的性能受環(huán)境氣溫及其他因素影響較大生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)計(jì)算(★）1、參數(shù)的選擇LA：0.005～0.02KgBOD5/(m2·d)；1）通過(guò)試驗(yàn)求得；(首級(jí)不宜超過(guò)0.03～0.04KgBOD5/(m2·d)2）閱歷圖表或閱歷值（P224圖13－26）q：H＝0.04～0.20m3/(m2·d)2、按負(fù)荷計(jì)算1）查表，選取生物轉(zhuǎn)盤的BOD5負(fù)荷率LA2）計(jì)算轉(zhuǎn)盤總面積A3）計(jì)算轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)m4）計(jì)算廢水處理槽的有效長(zhǎng)度LL＝m（a+b）Ka：盤片間凈距，m。（進(jìn)水端為25－35mm，出水端為10－20mm）b：盤片厚度，2-10mmK：系數(shù)，一般取1.25）計(jì)算廢水處理槽的有效容積VV＝（0.294～0.335）(D＋2δ)2·L當(dāng)r/D=0.1，系數(shù)取0.294；V1＝（0.294～0.335）(D＋2δ)2·（L－mb）r/D=0.06，系數(shù)取0.335。6）計(jì)算轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速n0第三節(jié)生物接觸氧化法一、生物接觸氧化池的構(gòu)造池體:池體用于設(shè)置填料、布水布?xì)庋b置和支撐填料的柵板和格柵。填料:填料要求：比表面積大；空隙率大；水力阻力小；強(qiáng)度大；化學(xué)和生物穩(wěn)定性好；能經(jīng)久耐用。材料：軟性－纖維型；硬性－水紋板、瓦紋板；半軟性填料－塑料等。布水布?xì)庋b置:供氣方式：鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣、射流曝氣供氣管位置：池子中心、側(cè)面、全池布水方式：順流、逆流：二、工藝流程1、分類分流式：廢水的充氧和廢水與生物膜載體填料的接觸分別在不同的空間間隔進(jìn)行。充氧、接觸兩過(guò)程反復(fù)循環(huán)，使水中氧足夠；但沖刷力小，生物膜只能自行脫落，簡(jiǎn)潔堵塞。直流式：當(dāng)生物膜受到氣流的攪動(dòng)時(shí)，加速了生物膜的更新，克服了堵塞現(xiàn)象。此外，上升氣流不斷沖擊濾料，增加了接觸面積，提高了氧的轉(zhuǎn)移效率，降低能耗。2、工藝流程類型（1）設(shè)初、二沉池（2）可多段工藝串聯(lián)特點(diǎn)（1）相對(duì)于活性污泥法①無(wú)回流；②適合工藝改造；③生物量大，處理實(shí)力強(qiáng)；④污泥量少⑤抗沖擊⑥無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象。（2）相對(duì)于生物濾池①堵塞程度??；②占地面積小；③衛(wèi)生條件好缺點(diǎn)：濾床更換速度快，運(yùn)行費(fèi)用較高。第五節(jié)生物流化床一、構(gòu)造1、床體：圓形；鋼板、鋼筋混凝土。2、載體：生物流化床的核心部件。Φ＝0.6－1.0mm3、布水/（布?xì)猓┭b置：濾床底部－－勻稱布水、承托載體顆粒4、脫膜裝置：剛好脫除老化的生物膜，使生物膜常常保持肯定的活性。二、流態(tài)化原理（★★）床層的三種狀態(tài)固定床階段：v小→壓力降Δp<顆粒重量G→h不變→固定床v↑→Δp↑→Δp≈G→床層起先膨脹→膨脹床流化床階段：v進(jìn)一步↑，Δp＝G→流化床。v↑→h↑，Δp基本不變液體輸送階段：v更大后，載體隨液體從流化床帶出流化床的類型.依據(jù)生物流化床的供氧、脫膜和床體結(jié)構(gòu)的不同，好氧生物流化床主要有兩種類型：兩相生物流化床、三相生物流化床生物流化床的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：濾床具有巨大的表面積容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷實(shí)力強(qiáng)。微生物活性強(qiáng)、傳質(zhì)效果好缺點(diǎn)：設(shè)備的磨損較固定床嚴(yán)峻，載體顆粒在湍動(dòng)過(guò)程種會(huì)被磨損變小。動(dòng)力費(fèi)用高，設(shè)備困難，維護(hù)管理難、設(shè)計(jì)時(shí)存在著生產(chǎn)放大方面的問(wèn)題。穩(wěn)定塘和污水土地處理概述一、自然生物處理二、自然條件下生物凈化原理1、水體凈化原理（兼性穩(wěn)定塘為例）（1）溶解性有機(jī)物→好氧細(xì)菌分解（2）懸浮狀的有機(jī)物及生物殘骸→底泥→厭氧分解→有機(jī)酸、醇、氨等2、土地凈化原理（1）懸浮顆?！寥李w粒孔隙截留、濾除；（2）部分重金屬離子→土壤膠體顆粒表面→氧化－還原、吸附、離子交換或鰲合等→難溶態(tài)物質(zhì)；（3）有機(jī)物→土壤顆粒吸附→微生物作用→簡(jiǎn)潔的有機(jī)物及CO2、無(wú)機(jī)鹽等→被汲取。其次節(jié)穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘。穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化過(guò)程與自然水體的自凈過(guò)程相像，是一種利用自然凈化實(shí)力處理污水的生物處理設(shè)施。穩(wěn)定塘多用于小型污水處理，可用作一級(jí)處理、二級(jí)處理，也可用作三級(jí)處理。穩(wěn)定塘的分類按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等劃分：好氧塘、厭氧塘、兼性塘、曝氣塘、深度處理塘好氧塘（★）H＜1m1）好氧塘的種類高負(fù)荷好氧塘、一般好氧塘、深度處理好氧塘2）工作原理塘內(nèi)共生系統(tǒng)：菌＋藻＋原生動(dòng)物DO和pH值呈晝夜變更：DO：藻類的光合作用＋大氣復(fù)氧白天：光合作用→DO↑，CO2↓→有機(jī)物↓，pH值↑夜間：呼吸作用→DO↓，CO2↑→pH值↓，有機(jī)物↓3）好氧塘內(nèi)的生物種群藻類、菌類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、水蚤等微型動(dòng)物。兼性塘（★）H:1～2m1）各層特點(diǎn)好氧層：藻類繁殖快，DO足夠，好氧細(xì)菌活躍，凈化機(jī)理與好氧塘基本相同。厭氧層：有污泥積累，DO≈0，厭氧菌對(duì)不溶性的有機(jī)物進(jìn)行代謝。兼性層：大量兼性菌存在，隨環(huán)境條件的變更以不同的方式對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解代謝。厭氧塘H:2～4m特點(diǎn)：池子較深，LS較高，需氧量（消耗BOD）＞DO，主要有兼性厭氧菌和厭氧菌。原理：產(chǎn)酸發(fā)酵＋甲烷發(fā)酵→CH4。4、曝氣塘分類：完全混合曝氣塘、部分混合曝氣塘人工曝氣→補(bǔ)充氧，凈化原理接近于活性污泥法。污水土地處理一、概述1、定義污水土地處理：在人工調(diào)控下利用土壤－微生物－植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使污水中的污染物凈化的處理方法。2、組成（1）污水的預(yù)處理設(shè)施；（2）污水的調(diào)整與貯存設(shè)施；（3）污水的輸送、布水及限制系統(tǒng)；（4）土地凈化田；（5）凈化出水的收集與利用系統(tǒng)。二、土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理土地處理基本工藝（★）慢速滲濾系統(tǒng)特點(diǎn)：投配負(fù)荷較低，v↓，故η↑，出水水質(zhì)好。適用范圍：滲水性能良好的土壤；蒸發(fā)量小、氣候潮濕的地區(qū)。2.快速滲濾系統(tǒng)特點(diǎn)：有機(jī)負(fù)荷與水力負(fù)荷高適用范圍：滲透性能良好的土壤；主要是補(bǔ)給地下水和污水再生回用。3.地表漫流系統(tǒng)凈化機(jī)理類似于固定膜生物處理法。適用范圍：滲透性低的黏土或亞黏土采納何種方法澆灌取決于土壤性質(zhì)、作物類型、氣象和地形。濕地處理系統(tǒng)污水→濕地和沼澤地→耐水性植物和土壤的共同作用→凈化。地下滲濾處理系統(tǒng)：毛管浸潤(rùn)和土壤滲透→污水向四處擴(kuò)散→過(guò)濾、沉淀、吸附和生物降解作用→凈化。第十五章污水的厭氧生物處理厭氧生物處理法的特點(diǎn)（與好氧比較）（1）應(yīng)用范圍廣適用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水。（2）能耗低而厭氧法不須要充氧，而且產(chǎn)生的沼氣可作為能源。一般厭氧法的動(dòng)力消耗約為活性污泥法的1/10。（3）負(fù)荷高好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷為2～4kgBOD/(m3·d)，而厭氧為2～10kgBOD/(m3·d)，高的可達(dá)50kgBOD/(m3·d)（4）剩余污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好。剩余污泥量只有好氧法的5％～20％。消化污泥穩(wěn)定，且礦化度高，易脫水。（5）氮、磷養(yǎng)分須要量較少而厭氧法的BOD：N：P＝200：5：1（6）厭氧處理過(guò)程有肯定的殺菌作用（7）厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期貯存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。（8）密閉系統(tǒng)，臭味對(duì)環(huán)境影響小。厭氧法存在的缺點(diǎn)（與好氧比較）1.設(shè)備啟動(dòng)、處理時(shí)間長(zhǎng)。2.出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，須要進(jìn)一步處理。3.厭氧處理系統(tǒng)操作限制因素較為困難。4.密閉，沼氣易燃，易爆，平安要求高。第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理廢水厭氧生物處理：是指在無(wú)分子氧條件下通過(guò)厭氧微生物(包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種困難有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程，也稱為厭氧消化。受氫體：化合態(tài)氧、碳、硫、氮等作為受氫體。厭氧生物處理依靠三大主要類群的細(xì)菌：水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。厭氧消化原理（★）四階段:水解階段、酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段第Ⅰ階段——水解階段困難的大分子、不溶性有機(jī)物→小分子、溶解性的有機(jī)物→滲入細(xì)胞體內(nèi)。第Ⅱ階段——酸化階段將滲入細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)物分解→揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。緊接著氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪→生成氨和胺，多肽等。生成兩類小分子有機(jī)物：（1）能被甲烷菌干脆利用（乙酸、甲酸等）；（2）不能被甲烷菌干脆利用（丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等）第Ⅲ階段——產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下，第Ⅱ階段產(chǎn)生的第2類有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2。第Ⅳ階段——產(chǎn)甲烷階段兩組產(chǎn)甲烷菌：一組（1/3）把CO2和H2轉(zhuǎn)化為甲烷，另一組（2/3）從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷。發(fā)酵條件限制（影響因素）1、養(yǎng)分：一般有機(jī)物濃度大于1000mg/L以上。

COD∶N∶P＝200∶5∶1或C∶N＝12～162、厭氧過(guò)程對(duì)環(huán)境條件的要求Ⅰ、氧化還原電位（φE）與溫度氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在會(huì)使體系中電位上升，對(duì)厭氧消化不利。

產(chǎn)酸菌對(duì)氧化還原電位要求不甚嚴(yán)格＋100～－100mv

產(chǎn)甲烷菌對(duì)氧化還原電位要求嚴(yán)格＜－350mvⅡ、pH及堿度：pH主要取決于三個(gè)生化階段的平衡狀態(tài)。Ⅲ、毒物：凡對(duì)厭氧處理過(guò)程起抑制和毒害作用的物質(zhì)都可稱為毒物工藝操作條件Ⅰ、生物量一般介于10～30gVSS/L之間Ⅱ、負(fù)荷率容積負(fù)荷（kg/m3.d）、污泥負(fù)荷（kg/kg.d）、投配率（m3/m3.d）、①當(dāng)有機(jī)物負(fù)荷率很高時(shí)→是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。

②負(fù)荷率適中→是高效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。

③當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率小，供應(yīng)養(yǎng)料不足→堿性發(fā)酵狀態(tài)，是低效發(fā)酵狀態(tài)。Ⅲ、pH的限制：當(dāng)液料pH＜6.5或高于8.0，則要調(diào)整液料pH。Ⅳ、溫度限制：發(fā)酵要求較高的溫度，一般工藝設(shè)計(jì)中溫消化30～35℃。污水的厭氧生物處理方法按微生物生長(zhǎng)狀態(tài)分為：厭氧活性污泥法、厭氧生物膜法；按投料、出料及運(yùn)行方式分為：分批式、連續(xù)式、半連續(xù)式；依據(jù)厭氧消化中物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的總過(guò)程是否在同一反應(yīng)器中并在同一工藝條件下完成，又可分為：一步厭氧消化與兩步厭氧消化等。一、厭氧活性污泥法（一）一般消化池處理對(duì)象：有機(jī)污泥、有機(jī)固體物多的污水、高濃度有機(jī)廢水等常用攪拌方式有三種：(a)池內(nèi)機(jī)械攪拌；(b)沼氣攪拌；(c)循環(huán)消化液攪拌。常用加熱方式有三種:(a)廢水在消化池外先經(jīng)熱交換器預(yù)熱到規(guī)定溫度再進(jìn)入消化池；(b)熱蒸汽干脆在消化器內(nèi)加熱；(c)在消化池內(nèi)部安裝熱交換管。(二）厭氧接觸法：在消化池后設(shè)沉淀池，將沉淀污泥回流至消化池。厭氧接觸法的工藝特點(diǎn)（1）污泥濃度：12000～15000mg/L，大回流比。（2）提高了有機(jī)負(fù)荷，縮短了水力停留時(shí)間。（3）污泥停留時(shí)間：10～20d。優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)懸浮物高的有機(jī)廢水的效果很好，E>90％；（2）增大了接觸面積（3）耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行穩(wěn)定缺點(diǎn)：（1）泥水分別效果差，（2）不適合大流量廢水的處理。（三）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB反應(yīng)器）（★）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒(méi)有載體，是一種懸浮生長(zhǎng)型的消化器。結(jié)構(gòu)：（1）污泥層顆粒污泥：40000～80000mg/L；V＝30％V總；E＝70％～90％E總。（2）懸浮污泥層絮體污泥：15000～30000mg/L；V＝70％V總；E＝10％～30％E總（3）沉淀區(qū)作用：a：維持污泥床中的污泥濃度b：保證整個(gè)反應(yīng)器的集氣室有效空間高度（4）三相分別器組成：集氣收集器＋折流擋板作用：固、液、氣分別試驗(yàn)結(jié)果證明，良好的污泥床，有機(jī)負(fù)荷率和去除率高，不須要攪拌設(shè)備，能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH的變更。厭氧生物膜法厭氧生物濾池（厭氧固定膜反應(yīng)器）（二）厭氧生物轉(zhuǎn)盤（三）厭氧流化床分段厭氧處理法第一段：水解和液化有機(jī)物為有機(jī)酸；緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，并將截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。其次段：保持嚴(yán)格的厭氧條件和pH，以利于甲烷菌的生長(zhǎng)；降解、穩(wěn)定有機(jī)物，產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣，并截留懸浮固體，以改善出水水質(zhì)。厭氧設(shè)備運(yùn)行中的欠平衡現(xiàn)象及其緣由（★）欠平衡：厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)酸量和用酸量不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。厭氧消化作用欠平衡時(shí)的癥狀：（1）消化液揮發(fā)性有機(jī)酸濃度增高；（2）沼氣中甲烷含量降低；（3）消化液pH值下降；（4）沼氣產(chǎn)量下降；（5）有機(jī)物去除率下降。厭氧消化作用欠平衡的緣由（1）有機(jī)負(fù)荷過(guò)高；（2）進(jìn)水pH值過(guò)低或過(guò)高；（3）堿度過(guò)低，緩沖實(shí)力差（4）有毒物質(zhì)抑制；（5）反應(yīng)溫度急劇波動(dòng)；（6）池內(nèi)有溶解氧及氧化劑存在等。運(yùn)行管理中的平安問(wèn)題甲烷易燃（5％～15％）→設(shè)備密封；嚴(yán)禁明火和電氣火化。預(yù)防H2S和CO2在低凹處積聚。第十六章污水的化學(xué)處理第一節(jié)化學(xué)混凝法混凝：在廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來(lái)破壞膠體的穩(wěn)定性，使廢水中的膠體和細(xì)小懸浮物聚集成具有可分別性能的絮凝體，再加以分別去除的過(guò)程。化學(xué)混凝處理的對(duì)象：微小懸浮物、膠體雜質(zhì)一、混凝原理(★★)膠體的特點(diǎn)：1.粒徑??；2.布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒在廢水中受水分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞而作無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)；3.帶電，同類膠體微粒帶有同性電荷。4.水化膜，很多水分子被吸引在膠體微粒四周，形成水化膜。（一）膠體的穩(wěn)定性1、帶電緣由（1）吸附溶液中的離子（2）膠體表面溶解帶電（3）自身電離2.膠體的結(jié)構(gòu)3、膠粒所受作用（1）膠粒帶電→靜電斥力（↑、d↓→靜電斥力↑）（2）布朗運(yùn)動(dòng)→膠粒相互碰撞、聚集（3）范徳華引力：（d2↓→引力↑）4、穩(wěn)定的緣由（1）電位高（2）水化作用→水化膜（二）分散系脫穩(wěn)機(jī)理1、壓縮雙電層作用;混凝劑供應(yīng)大量異號(hào)離子→涌入膠體→ξ電位↓。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。由于擴(kuò)散層厚度的減小，膠粒得以快速凝合。ξ電位＝0（等電狀態(tài)）→膠粒最易發(fā)生聚結(jié)（凝合）。ξ電位達(dá)到臨界電位→膠粒就起先產(chǎn)生明顯的聚結(jié)。吸附架橋作用吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過(guò)活性部位與膠粒和微小懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過(guò)程（絮凝）。吸附電中和機(jī)理膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有猛烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，削減了靜電斥力，降低了電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝合易于發(fā)生。沉淀網(wǎng)捕作用沉淀金屬氫氧化物(如Al(OH)3、FeCl3)或帶金屬的碳酸鹽(如CaCO3)時(shí)，水中的膠粒和微小懸浮物可被這些沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì)所網(wǎng)捕。二、混凝劑和助凝劑1.混凝劑要求：混凝劑效果良好、對(duì)人體健康無(wú)害、價(jià)廉易得、運(yùn)用便利分類：(1)無(wú)機(jī)鹽類混凝劑--鐵鹽和鋁鹽(2)高分子混凝劑--有機(jī)和無(wú)機(jī)助凝劑（1）pH調(diào)整劑常用的pH調(diào)整劑包括石灰、硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。（2）絮體結(jié)構(gòu)改良劑如水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土等。（3）氧化劑可投加氯氣、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑來(lái)破壞有機(jī)物，以提高混凝效果。三、影響混凝效果的主要因素(★)1、廢水水質(zhì)的影響（1）濁度：濁度不同，所需的混凝劑用量也不同。（2）pH值：在混凝過(guò)程中，都有一個(gè)相對(duì)最佳pH值存在，使混凝反應(yīng)速度最快，絮體溶解度最小。（3）水溫：水溫會(huì)影響無(wú)機(jī)鹽類的水解；另外水溫低，水的粘度增大。（4）共存雜質(zhì)：雜質(zhì)的存在可能促進(jìn)（除S、P外的無(wú)機(jī)金屬鹽），也可能阻礙混凝的進(jìn)行（磷酸離子、高級(jí)有機(jī)酸離子等）。2、混凝劑的影響（1）混凝劑種類：混凝劑的選擇主要取決于膠體和微小懸浮物的性質(zhì)、濃度。（2）混凝劑投加量：對(duì)任何廢水的混凝處理，都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。（3）混凝劑投加依次當(dāng)運(yùn)用多種混凝劑時(shí)，其最佳投加依次可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。一般而言，先投加無(wú)機(jī)混凝劑，再投加有機(jī)混凝劑。水力條件的影響(★)水力條件的兩個(gè)主要限制指標(biāo)：攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間?；旌想A段：猛烈攪拌→速度梯度G在500–1000s－1，攪拌時(shí)間t應(yīng)在10–30s。反應(yīng)階段：攪拌強(qiáng)度漸漸↓，反應(yīng)時(shí)間↑→G在20－70s-1、t在15－30min。四、混凝方法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)潔，維護(hù)操作易于駕馭，處理效果好，間歇或連續(xù)運(yùn)行均可以。缺點(diǎn)：由于不斷向廢水中投藥，常常性運(yùn)行費(fèi)用較高，沉渣量大，且脫水較困難。第二節(jié)中和法中和處理方法：酸堿廢水相互中和、投藥中和、過(guò)濾中和。酸堿廢水相互中和法：相鄰車間、相鄰工廠間進(jìn)行，以廢治廢投藥中和法1、酸性廢水投藥中和酸性廢水的中和劑：石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）、碳酸鈉（Na2CO3）、苛性鈉（NaOH）等。石灰的投加方法：干投、濕投2、堿性廢水投藥中和堿性廢水的中和劑：硫酸、鹽酸、硝酸及廢酸等，其中常用的是工業(yè)硫酸。煙道氣中含有肯定量的CO2、SO2、H2S等酸性氣體，也可以用作堿性廢水的中和劑。過(guò)濾法使酸性廢水通過(guò)堿性濾料從而得到中和的方法稱為過(guò)濾中和。濾料：石灰石（CaCO3）、大理石、白云石（MgCO3·CaCO3）等化學(xué)沉淀法定義：向水中投加某種化學(xué)藥劑（沉淀劑），使其與廢水中的溶解性污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶化合物沉淀（難溶鹽、氫氧化物），從而使廢水得到凈化的方法稱為化學(xué)沉淀法。基本原理（溶度積原理）在肯定溫度下，難溶化合物的飽和溶液中各離子濃度的乘積是常數(shù)值，稱為溶度積，Ks（Ksp）?；瘜W(xué)沉淀方法的分類氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鹵化物沉淀法等氧化還原法化學(xué)氧化還原法：將廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)被氧化或被還原為微毒、無(wú)毒的物質(zhì)，或轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)潔與水分別的形態(tài)，從而達(dá)到處理目的的方法。變更污染物的性質(zhì)或形態(tài)。吸附法吸附法：利用多孔性固體物質(zhì)吸附廢水中某種或幾種污染物，以回收或去除某些污染物，從而使廢水得到凈化的方法。吸附劑：具有吸附實(shí)力的多孔性固體物質(zhì)。吸附質(zhì)：廢水中被吸附的物質(zhì)。一、吸附的基本理論（★）1、吸附原理

（1）吸附產(chǎn)生的緣由①溶質(zhì)對(duì)水的疏水特性；對(duì)固體顆粒的高度親和力。②由溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、范德華力或化學(xué)健所引起。（2）吸附的分類交換吸附：溶質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點(diǎn)上，并置換出原先固定在這些帶電點(diǎn)上的其他離子。（影響因素：離子電荷數(shù)、水合半徑）物理吸附：吸附劑與吸附物質(zhì)之間是通過(guò)分子間引力(即范徳華力)而產(chǎn)生的吸附（影響因素：吸附劑的比表面積、細(xì)孔分布）化學(xué)吸附：吸附劑與被吸附物質(zhì)之間產(chǎn)生化學(xué)作用，生成化學(xué)鍵引起吸附（影響因素：吸附劑與吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)）2、平衡吸附量

達(dá)到平衡時(shí)，單位吸附劑所吸附的物質(zhì)的數(shù)量稱為平衡吸附量，常用qe表示。

qe―平衡吸附量（g/g）或（mg/g）

m―吸附劑量（mg）

x―吸附溶質(zhì)總量（L）

Co―起始污染物濃度（mg/L）

Ce―平衡時(shí)廢水中污染物濃度（mg/L）平衡吸附量越大，單位吸附劑處理的水量越大，吸附周期越長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)用越少。吸附等溫線：表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。朗繆爾等溫式假定：①固體表面由大量吸附活性中心構(gòu)成；②每個(gè)活性中心只能吸附一個(gè)分子,吸附質(zhì)分子間沒(méi)有作用力；③吸附中心全部被占滿時(shí)---吸附飽和形成單分子層公式變形：弗羅因德利希等溫式→簡(jiǎn)潔吸附＞2→難以吸附影響吸附的因素1.衡量指標(biāo)（★）吸附實(shí)力：固體吸附劑用吸附量衡量吸附速度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量2.影響因素：（1）吸附劑結(jié)構(gòu)①極性分子（或離子）或非極性分子（非離子）型②比表面大小：越大，吸附實(shí)力越強(qiáng)吸附質(zhì)的性質(zhì)一般隨著有機(jī)物在水中溶解度的削減而增加；隨有機(jī)物分子量的增大而增加（3）操作條件①pH②溫度：一般降溫有利于吸附。③共存物的影響④接觸時(shí)間

吸附平衡時(shí)間取決于吸附速度。三、吸附劑1.活性炭：在水處理中較多采納顆?；钚蕴?。（1）影響因素①孔隙率：

小孔：孔徑20Ao以下，比表面吸附占95%以上；

中孔：孔徑20－1000Ao，吸附大分子有機(jī)物；

大孔：孔徑＞1000Ao，，為吸附供應(yīng)通道②吸附中心點(diǎn)：

a、物理吸附活性點(diǎn)，數(shù)量多，是活性炭吸附實(shí)力的主體，無(wú)極性。

b、化學(xué)吸附活性點(diǎn)，具有活性基因：活性炭的再生加熱再生法：在高溫條件下，提高了吸附質(zhì)分子的能量，使其易于從活性炭的活性點(diǎn)脫離；而吸附的有機(jī)物則在高溫下氧化和分解，成為氣態(tài)逸出或斷裂成低分子化學(xué)再生法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)而解吸下來(lái)腐植酸類吸附劑：腐植酸是一組芳香結(jié)構(gòu)的，性質(zhì)與酸性物質(zhì)相像的困難混合物。樹(shù)脂吸附劑吸附工藝和設(shè)備間歇式：將廢水和吸附劑放在吸附池內(nèi)進(jìn)行攪拌30min左右，然后靜置沉淀，解除澄清液連續(xù)式：固定床、移動(dòng)床、流化床離子交換法一種借助離子交換劑上的離子和水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去水中有害離子的方法。離子交換劑離子交換樹(shù)脂：人工合成的高分子聚合物，由樹(shù)脂本體(又稱母體或骨架)和活性基團(tuán)兩個(gè)部分組成。離子交換劑的分類（1）按母體材質(zhì)：無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。（2）按活性基團(tuán)可分為（★）含有酸性基團(tuán)的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、含有堿性基團(tuán)的陰離子交換樹(shù)脂含有胺羧基團(tuán)等的螯合樹(shù)脂、含有氧化還原基團(tuán)的氧化還原樹(shù)脂、兩性樹(shù)脂（3）按粒徑的不同分大粒徑樹(shù)脂0.6～1.2（mm）中粒徑樹(shù)脂0.3～0.6（mm）小粒徑樹(shù)脂0.02～0.1（mm）（4）按樹(shù)脂的交聯(lián)度（交聯(lián)劑含量的百分?jǐn)?shù)）大小分

低交聯(lián)度2～4中交聯(lián)度7～8％高交聯(lián)度12～20％2、離子交換樹(shù)脂的性能（1）交換容量：定量表示樹(shù)脂交換實(shí)力的大小，單位為mol/kg(干樹(shù)脂)或mol/L(濕樹(shù)脂)（2）交聯(lián)度（★）：交聯(lián)劑在樹(shù)脂中的重量百分?jǐn)?shù)――網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)程度的表征交聯(lián)度確定：①網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的程度②孔隙率大小，為吸附供應(yīng)通道③確定樹(shù)脂密度④確定樹(shù)脂膨脹性、穩(wěn)定性交換勢(shì)：指交換離子與樹(shù)脂中固定離子之間的親和力。（5）樹(shù)脂的膨脹性：由樹(shù)脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)確定:a交聯(lián)度大，膨脹性小b離子水合半徑越大，膨脹率越大c弱酸、弱堿樹(shù)脂膨脹率大，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿樹(shù)脂膨脹率小d膨脹率隨交換離子而變二、離子交換工藝過(guò)程（1）交換階段上→下飽和層（失效層）、工作層（交換層）、新料層（2）反洗階段:目的：①攪松濾料②沖走污物和破裂樹(shù)脂。反沖時(shí)樹(shù)脂膨脹率：40～60％（3）再生階段:再生推動(dòng)力――濃差作用。再生程度：一般只達(dá)到60～80％（4）清洗;清洗后期：pH≈7、清洗流速：2～4m/h、清洗用水量為樹(shù)脂體積的4～13倍。萃取法萃取法：指向廢水中投加不溶或難溶于水，但能較好地溶解廢水污染物的溶劑，并與廢水充分接觸，使大部分污染物轉(zhuǎn)移到溶劑相，然后分別水和溶劑，以使廢水得到凈化的方法。