水污染控制工程考試考點(diǎn)總結(jié)版全套

水污染控制工程考試考點(diǎn)總結(jié)版全套水污染控制工程WastewaterTreatment一、水質(zhì)指標(biāo)：物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)（一）BOD5（5日生化需氧量）：指5天內(nèi)水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時所需的氧量（mg/L）（二）水體自凈作用：以河流為例，指河水中的污染物在河水向下游流動中濃度自然降低的現(xiàn)象。（1）物理凈化：指污染物由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀等作用，使河水污染物濃度降低的過程。（2）化學(xué)凈化：指污染物由于氧化、還原、分解等作用，使河水污染物濃度降低的過程。（3）生物凈化：由于水中生物活動，尤其是水中微生物對有機(jī)物氧化分解作用而使河水污染物濃度降低的過程。二、污水的物理處理（一）格柵（Screening）：在水處理中，格柵是用來去除可能阻塞水泵機(jī)及管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)備能正常運(yùn)行的一種裝置。Screeningtoremovelargesubjects,suchasstonesorsticksthatcouldpluglinesorblocktankinlets.(二)沉淀的基礎(chǔ)理論1.沉淀法：利用水中懸浮顆粒和水的密度差，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離的一種過程。2.沉淀法的四種用法：1.污水處理系統(tǒng)的預(yù)處理

（沉砂池—預(yù)處理手段去除污水中易沉降的無機(jī)性顆粒物）2.污水的初步處理（初沉池）（經(jīng)濟(jì)有效地去除污水中的懸浮固體和呈懸浮狀態(tài)的有機(jī)物）3.生物處理后的固液分離

（二次沉淀池，簡稱二沉池）4.污泥處理階段的污泥濃縮

（污泥濃縮池）3.沉淀類型（1）自由沉淀：懸浮顆粒物濃度不高：沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池。（2）絮凝沉淀：懸浮顆粒物濃度不高：沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。（3）區(qū)域沉淀（成層沉淀或擁擠沉淀）：懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）：顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下降，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。（4）壓縮沉淀：懸浮物顆粒濃度很高：顆粒相互之間已壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支撐，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程存在壓縮沉淀。聯(lián)系與區(qū)別：自由沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀或成層沉淀，壓縮沉淀懸浮顆粒的濃度依次增大，顆粒間的相互影響也依次增強(qiáng)。（三）沉砂池Gritchamberslowdowntheflowtoallowgrittofallout.1.設(shè)置沉砂池的目的和作用：以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去除砂子，煤渣等密度較大的無機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。2.曝氣沉砂池的工作原理和平流沉砂池工作原理的比較平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機(jī)顆粒。曝氣沉砂池的工作原理：由曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除。曝氣沉淀池沉砂中含有機(jī)物的量低于5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分類等作用。3.常用的沉砂池形式：平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。4.曝氣沉砂池存在的問題：（1）砂中含有有機(jī)物。（2）對被有機(jī)物包覆的砂粒截留效率不高。5.曝氣的作用：（1）使有機(jī)物處于懸??；（2）砂粒摩擦及在氣體剪切力和紊動條件下去除其附著的有機(jī)污染物。（四）沉淀池SedimentationtankSettleablesolidssettleoutandpumpedaway,whileoilsfloattothetopandareskimmedoff.沉淀池可分為普通沉淀池和淺層沉淀池。沉淀池按工藝布置不同，可分為初沉池和二沉池。沉淀池常按池內(nèi)水流方向的不同分為平流式、豎流式、輻流式。沉淀池的組成：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)、緩沖區(qū)。反應(yīng)沉淀池效率的參數(shù)—表面水力負(fù)荷（溢流率）在單位時間內(nèi)通過沉淀池單位表面積的流量。單位：m3/(m2·h)（五）隔油池1.廢水中油的存在形態(tài)：可浮油（大于100um，依靠油水相對密度差而從水中分離出來）細(xì)分散油（10—100um，長時間靜置后可以形成可浮油）乳化油（粒徑小于10um，因水中含有表面活性劑而呈乳化狀態(tài)）溶解油。2.隔油池（自然上浮法）3.乳化油的形成：(1)由于生產(chǎn)工藝的需要而制成的乳化油。(2)以洗滌劑清洗受油污染的機(jī)械零件、油槽車等產(chǎn)生乳化油廢水。(3)含油（可浮油）廢水在管道中于含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動而形成。4.破乳：由于乳化油油滴表面上有一層乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜，阻礙油滴合并。如果能消除乳化劑的作用，乳化油即可轉(zhuǎn)化為可浮油。5.破乳的原理：破壞油滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油水得以分離。6.破乳的途徑：(1)投加換型乳化劑(2)投加鹽類、酸類物質(zhì)可使乳化劑失去乳化作用。(3)投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑。(4)通過劇烈的攪拌、振蕩或轉(zhuǎn)動，使乳化的液滴猛烈相碰撞并合并。(5)如以粉末為乳化劑的乳狀液，可以用過濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。(6)改變?nèi)闋钜旱臏囟龋訜峄蚶鋬觯﹣砥茐娜闋钜旱姆€(wěn)定。(六)氣浮法1.氣浮法是一種固—液分離或液—液分離技術(shù)。它是通過某種方法產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力作用下，上浮至水面形成浮渣而實現(xiàn)固—液或液—液分離。2.氣浮法必須滿足的條件：（1）必須向水中提供足夠量細(xì)微氣泡。（2）必須使廢水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)。（3）必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。3.按產(chǎn)生微細(xì)氣泡的方法，氣浮法分為：電解氣浮法，分散空氣氣浮法，溶氣空氣氣浮法。4.加壓溶氣氣浮法基本原理使空氣在加壓條件下溶解于水，然后通過將壓力降至常壓而使過飽和溶解的空氣以微細(xì)氣泡形式釋放出來。加壓溶氣氣浮法根據(jù)加壓溶氣水的來源不同分為：全加壓溶氣流程，部分加壓溶氣流程，部分回流加壓溶氣流程?；玖鞒烫攸c(diǎn)流程圖優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)全加壓溶氣流程將全部入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池，進(jìn)行固液分離。（a）溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會；（b）在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶罐均較其它兩種流程大，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動力消耗較大。部分加壓溶氣流程將部分入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池，其他部分直接進(jìn)入氣浮池，進(jìn)行固液分離（a）較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動力消耗低；（b）壓力泵所造成的乳化油量較全部溶氣法低；（c）氣浮池的大小與全部溶氣法相同，但較部分回流溶氣法小。部分回流加壓溶氣流程將部分清液進(jìn)行回流加壓，入流水則直接進(jìn)入氣浮池，進(jìn)行固液分離。（a）加壓的水量少，動力消耗??；（b）氣浮過程中不促進(jìn)乳化；（c）礬花形成好，后絮凝也少；氣浮池的容積較前兩種流程大。5.加壓溶氣氣浮法的基本原理：空氣從水中析出的過程分為兩個步驟1.氣泡核的形成過程。2.氣泡的增長過程。6.黏附：微細(xì)氣泡與懸浮顆粒的三種黏附方式：吸附，頂托，裹挾7.投加化學(xué)藥劑提高氣浮效果：混凝劑、浮選劑、助凝劑、抑制劑、調(diào)節(jié)劑。助凝劑的作用是提高懸浮顆粒表面的水密性，以提高顆粒的可浮性。8.壓力溶氣氣浮法系統(tǒng)主要由三個部分組成：壓力容器系統(tǒng)、空氣釋放系統(tǒng)和氣浮分離設(shè)備?？諝忉尫叛b置的功能是將壓力溶氣水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速均勻地與水中的顆粒物質(zhì)黏附，減壓釋放裝置產(chǎn)生的微氣泡直徑在20-100um。9.氣固比（a）：溶解空氣量（A）與原水中懸浮固體含量（S）的比值。氣固比選用涉及原水水質(zhì)、出水要求、設(shè)備、動力等因素，對于所處理的廢水最好經(jīng)過氣浮實驗來確定氣固比，無實驗資料一般取值0.005-0.06，廢水中懸浮固體濃度不高時取下限，懸浮固體較高時，可選用上限。10.廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比較與沉淀法相比較，浮上法具有以下優(yōu)點(diǎn)：①浮上法的表面負(fù)荷高，有可能高達(dá)12m3/(m2·h)，水在池中中的停留時間只需10～20min，而且池深只需2m左右，故占地面積較少，節(jié)省基建投資；②浮上法具有預(yù)曝氣作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后續(xù)處理或再用，泥渣不易腐化；③對那些很難用沉淀法去除的低濁含藻水，浮上法處理效率高，甚至還可去除原水中的浮游生物，出水水質(zhì)好；④浮渣含水率低，一般在96%以下，比沉淀池污泥體積少2～10倍，這對污泥的后續(xù)處理有利，而且表面刮渣也比池底排泥方便；⑤可以回收利用有用的物質(zhì)；⑥浮上法所需藥劑量比沉淀池節(jié)省。缺點(diǎn)：浮上法電耗較大，處理每噸廢水比沉淀法多耗電約0.02～0.04kW·h；目前使用的溶氣水減壓釋放器容易堵塞；浮渣怕較大的風(fēng)雨襲擊。三、污水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)（一）污水生物處理的概念：利用微生物的新陳代謝，將廢水中的有機(jī)物的一部分轉(zhuǎn)化為微生物的細(xì)胞物質(zhì)，另一部分轉(zhuǎn)化為無機(jī)物或簡單的有機(jī)物的方法。1.根據(jù)參加代謝活動的微生物對溶解氧的需求不同，分為：好氧生物處理（存在分子氧），缺氧生物處理（存在化合態(tài)氧），厭氧生物處理（既無分子氧又無化合態(tài)氧存在）。2.好氧生物處理法有：活性污泥法（懸浮生長法）和生物膜法（附著生長法）。（二）污水生物處理的基本原理1.生物處理的有機(jī)物去向：有機(jī)物被微生物攝取后，通過代謝活動，約有1/3被分解，穩(wěn)定并提供其生理活動所需要的能量，約2/3被轉(zhuǎn)化，合成新的細(xì)胞物質(zhì)，即進(jìn)行微生物自身生長繁殖。2.生物處理有機(jī)物的去向：有機(jī)物轉(zhuǎn)化分為3個部分：一部分轉(zhuǎn)化為可回收利用的可燃性氣體甲烷，一部分被分解為二氧化碳、水、氨、硫化氫等無機(jī)物，并為細(xì)胞合成提供能量；少量有機(jī)物則被轉(zhuǎn)化、合成新的細(xì)胞物質(zhì)。污水中生物脫氮處理過程中氮的轉(zhuǎn)化主要包括氨化（好氧或厭氧條件），硝化（好氧），反硝化（缺氧）（+同化作用）。（三）脫氮除磷基本理論城鎮(zhèn)污水生物脫氮過程的基本步驟：微生物經(jīng)氨化反應(yīng)分解有機(jī)氮化合物生成氨，再在亞硝酸鹽菌和硝化細(xì)菌的作用下，經(jīng)硝化反應(yīng)生成（亞）硝酸鹽，最后經(jīng)反硝化反應(yīng)將（亞）硝酸鹽還原為氮?dú)?。?dāng)進(jìn)水氨氮濃度較低時，同化作用也可能成為脫氮的主要途徑。（四）微生物的生長規(guī)律和生長環(huán)境微生物的四個生長期：停滯期、對數(shù)期、靜止期、衰老期（五）微生物的生長環(huán)境①微生物的營養(yǎng)：主要營養(yǎng)物質(zhì)是碳、氮、磷。BOD5：N：P=100:5:1②溫度③PH6.5-8.5④溶解氧（不低于2mg/L）⑤有毒物質(zhì)（六）米氏方程Km是半速度常數(shù)，是V=1/2Vmax時的底物濃度Monod方程umax是u在限值增長的底物（碳源）達(dá)到飽和濃度時的最大值。四、活性污泥法ActivatesSludgeThemostcommonoptionusesmicroorganismsinthetreatmentprocesstobreakdownorganicmaterialwithaerationandagitation,thenallowssolidstosettleout.Bacteria-containing“activatedsludge”iscontinuallyrecirculatedbacktotheaerationbasintoincreasetherateofoganicdecomposition.（一）基本概念1.活性污泥是一種茶褐色的絮絨狀小顆粒，是活性污泥處理系統(tǒng)的核心，其上棲息著大量的活躍的微生物，在這些微生物的作用下，具有將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的活力。活性污泥的主體是細(xì)菌，多數(shù)是革蘭氏陰性菌，原生動物在活性污泥中大量存在。2.活性污泥法的基本原理：（1）通過充分曝氣供氧，使大量繁殖的微生物群體懸浮在水中，并利用從而降解污水中的有機(jī)污染物（氧化分解有機(jī)物能力）；（2）停止曝氣時，懸浮微生物絮凝體易于沉淀與水分離，并使污水得到凈化、澄清（良好的凝聚和沉淀性能）。3.活性污泥法的基本流程——由曝氣池、二沉池、曝氣系統(tǒng)和污泥回流處理系統(tǒng)組成4.活性污泥的組成：a.具有代謝功能活性的微生物群體（Ma）b.微生物（主要是細(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物（Me）c.由原污水挾入的難為細(xì)菌分解的惰性有機(jī)物質(zhì)（Mi）d.由污水挾入的無機(jī)物質(zhì)（Mii）5.活性污泥法的凈化機(jī)理：①

吸附階段：由于絮狀的活性污泥表面積很大(約2000～10000m2/m3)，在表面上富集著大量的微生物，在其外部覆蓋著多糖類的黏液層，污水中懸浮的和膠體的物質(zhì)被絮凝和吸附去除。這一過程能夠在30min內(nèi)完成，污水BOD的去除率可達(dá)70%。它的速率取決于：a.微生物的活性程度；b.反應(yīng)器內(nèi)水力擴(kuò)散程度與水動力學(xué)的規(guī)律。前者決定活性污泥微生物的吸附、凝聚性能；后者決定活性污泥絮凝體與有機(jī)污染物的接觸程度。②

氧化階段：被攝入細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)污染物，在各種胞內(nèi)酶，如脫氫酶、氧化酶等的催化作用下，微生物對其進(jìn)行代謝反應(yīng)。一部分有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，最終形成二氧化碳和水等穩(wěn)定的無機(jī)物質(zhì)，并提供合成新細(xì)胞物質(zhì)所需的能量；另一部分有機(jī)污染物為微生物合成新的細(xì)胞。③

絮凝體的形成與絮凝沉淀階段：氧化階段合成的菌體有機(jī)體絮凝形成絮凝體，通過重力沉淀從水中分離出來，使水得以凈化。6.活性污泥處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件和要求是：（1）廢水中含有足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，有適當(dāng)?shù)腃：N：P。（2）混合液中應(yīng)含有足夠的溶解氧。（3）活性污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，能夠充分的與廢水相接觸。（4）避免對微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入。（5）活性污泥的濃度應(yīng)保持適當(dāng)。（6）適當(dāng)?shù)腜H，活性污泥微生物的最適PH介于6.5-8.5之間。（7）適當(dāng)?shù)乃疁亍?5-30℃（8）有機(jī)負(fù)荷率7.活性污泥的性質(zhì)和指標(biāo)（1）混合液懸浮固體濃度（mixedliquorsuspendedsolids,MLSS）:指曝氣池中單位體積混合液中活性污泥懸浮固體的質(zhì)量，也稱之為污泥濃度。MLVSS代表混合液懸浮固體中有機(jī)物的含量。（2）污泥的沉降比（settledvolume，SV%）：指曝氣池混合液靜止30min后沉淀污泥的體積分?jǐn)?shù)，通常采用1L的量筒測定污泥沉降比。（3）污泥體積指數(shù)(sludgevolumeindex,SVI)：指曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質(zhì)量干泥形成的濕污泥的體積，常用單位為ml/g。污泥指數(shù)能較好的反映出活性污泥的松散程度，凝聚和沉降性能。一般城市污水正常運(yùn)行條件下的SVI在100～150之間。SVI值過低，說明泥粒細(xì)小，無機(jī)質(zhì)含量高，缺乏活性；過高，說明污泥的沉降性能不好，并且已有產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象的可能。如果SVI>200，污泥難于分離，容易產(chǎn)生污泥膨脹。（4）污泥密度指數(shù)（SDI）：指曝氣池混合液在靜置30min后，含于100mL沉降污泥中的活性污泥懸浮固體的克數(shù)。（5）污泥齡（SRT）：又稱污泥平均停留時間。指每日新增的污泥平均停留在曝氣池中的天數(shù)，也就是曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需的時間，或工作著的活性污泥總量同每日排放污泥量的比值。單位為d。7.活性污泥法中的污泥參數(shù)(1)污泥產(chǎn)率系數(shù)：活性污泥每降解1kgBOD5所新生成的活性污泥的量。（0.4-0.7）(2)污泥負(fù)荷率（F/M）：又稱有機(jī)底物(F)與微生物量(M)的比值,是指曝氣池內(nèi)單位質(zhì)量活性污泥在單位時間內(nèi)承受的有機(jī)物含量。單位kgBOD5/(kgMLSS·d)(0.2-0.4)(F/M比值是影響污泥增長速率，有機(jī)物去除速率，氧的利用速率以及污泥吸附凝聚性能的重要因素。F/M大，說明營養(yǎng)過剩，微生物繁殖過快，處在對數(shù)增長期，去除率高，但污泥不易凝聚沉降，沉降性能差。F/M小，說明營養(yǎng)過少，微生物由于缺乏營養(yǎng)而進(jìn)入內(nèi)源呼吸期，代謝自身細(xì)胞物質(zhì)，影響去除效率，但沉降性能好。因此，在廢水處理中，應(yīng)控制BOD負(fù)荷在一定的范圍：高負(fù)荷：1.5～2.0；中負(fù)荷：0.2～0.5；低負(fù)荷：0.03～0.05。)(3)污染物容積負(fù)荷：單位曝氣池有效容積在單位時間內(nèi)流入的污染物的量，kgBOD5/(m3·d)表示。(4)水力停留時間：曝氣池有效容積與污水流量之比值，表示污水在曝氣池中的平均停留時間。（6-10h）8.活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)活性污泥法具有處理能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種廢水生物處理工藝，但它也存在基建與運(yùn)行費(fèi)用較高、能耗較大、管理較復(fù)雜、易出現(xiàn)污泥膨脹和污泥上浮以及對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)去除效果有限等問題。(二)活性污泥法的發(fā)展1.常用的活性污泥法曝氣池的基本形式（1）推流式曝氣池：污水及回流污泥一般從池體的一端進(jìn)入，水流呈推流型，底物濃度在進(jìn)口端最高，沿池長逐漸降低，至池出口端最低。（2）完全混合式曝氣池：污水一進(jìn)入曝氣反應(yīng)池，在曝氣攪拌作用下立即和全池混合，曝氣池內(nèi)各點(diǎn)的底物濃度，微生物濃度、需氧速率完全一致。（3）封閉環(huán)流式反應(yīng)池：結(jié)合了推流和完全混合兩種流態(tài)的特點(diǎn)，污水進(jìn)入反應(yīng)池后，在曝氣設(shè)備的作用下被快速、均勻的與反應(yīng)器中混合液進(jìn)行混合，混合后的水在封閉的溝渠中循環(huán)流動。封閉環(huán)流式反應(yīng)池在短時間內(nèi)呈現(xiàn)推流式，而在長時間內(nèi)則呈現(xiàn)完全混合特征。（4）序批式反應(yīng)池（SBR）：屬于“注水-反應(yīng)-排水“類型反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于完全混合，但有機(jī)污染物卻是隨著反應(yīng)時間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水、閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個周期，所有處理過程都是在同一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。2.活性污泥法的主要運(yùn)行方式（1）傳統(tǒng)推流式：污水和回流污泥在曝氣池的前端進(jìn)入，在池內(nèi)呈推流式流動至池的末端，充氧設(shè)備設(shè)置沿池長均勻布置，會出現(xiàn)前半段供氧不足，后半段供氧超過需要的現(xiàn)象。（2）漸減曝氣法：漸減曝氣布置擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻踢f減，而總的空氣量有所減少，這樣可以節(jié)省能量，提高處理效率。（3）分布曝氣：采用分點(diǎn)進(jìn)水方式，入流污水在曝氣池中分3-4點(diǎn)進(jìn)入，均衡了曝氣池內(nèi)有機(jī)污染物的負(fù)荷和需氧量，提高了曝氣池對水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷的能力。（4）完全混合法：進(jìn)入曝氣池的污水很快被池內(nèi)已存在的混合液所稀釋、勻化，入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷是，池液的組成變化較小，即該工藝對沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，F(xiàn)/M值均等，各部分有機(jī)污染物降解工況相同，微生物群體的組成和數(shù)量幾近一致，曝氣池內(nèi)混合液的需氧速率均衡。（5）淺層曝氣法：其特點(diǎn)是氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量的空氣進(jìn)行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。（6）深層曝氣法：在深井中可利用空氣作為動力，促進(jìn)液流循環(huán)。并且深井曝氣池內(nèi)，氣流紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同時氣液接觸時間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。（7）高負(fù)荷曝氣法：在系統(tǒng)與曝氣池構(gòu)造方面與傳統(tǒng)推流式活性污泥相同，但曝氣停留時間為1.5-3.0個小時，曝氣池活性污泥處于生長旺盛期。主要特點(diǎn)是有機(jī)容積負(fù)荷或污泥負(fù)荷高，但處理效果低。（8）克勞斯法(Kraus)：把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進(jìn)入曝氣池，克服了高碳水化合物的污泥膨脹問題。而且消化池上清液中富含氨氮，可以提供大量碳水化合物代謝所需的氮。消化池上清液夾帶的消化污泥相對密度較大，有改善混合液沉淀性能的功效。（9）延時曝氣法：曝氣時間很長，活性污泥在時間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放。本工藝還具有處理過程穩(wěn)定性高，對進(jìn)水水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，不需要初沉池等優(yōu)點(diǎn)。（10）接觸穩(wěn)定法：混合液的曝氣完成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。本工藝的特點(diǎn)是污水與活性污泥在吸附池內(nèi)吸附時間短，吸附池容積較小，再生池的容積也較小，另外其具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。（11）氧化溝：氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，具有曝氣和攪拌兩個作用。（12）純氧曝氣法：純氧代替空氣，可提高生物處理速度。在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。（13）吸附-生物降解工藝(AB法)：處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和PH變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實力進(jìn)行分期建設(shè)。（14）序批式活性污泥法（SBR法）：1.工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設(shè)備；2.耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；3.反應(yīng)推動力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系的出水水質(zhì)；4.運(yùn)行操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；5.污泥沉淀性能好，SVI值較低，能有效的防止絲狀菌膨脹；6.該工藝的各操作階段及各項運(yùn)行指標(biāo)可通過計算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。3.氧化溝的工藝特點(diǎn)：（1）簡化了預(yù)處理，氧化溝水力停留時間和污泥齡比一般生物處理法長，懸浮有機(jī)物可與溶解性有機(jī)物同時得到較徹底的去除，排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，因此氧化溝可以不設(shè)初沉池，污泥也不需要進(jìn)行厭氧消化。（2）占地面積小，因在流程中省略了出次沉淀池、污泥消化池、有時還省略二次沉淀池和污泥回流裝置，使污水處理廠總占地面積不僅沒有增大，相反還可縮小。（3）具有推流式流態(tài)特征，氧化溝具有推流特性，使得溶解氧濃度在沿池長方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧、厭氧條件。通過對系統(tǒng)合理的設(shè)計與控制，可以取得更好的除磷脫氮效果。（三）氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備1.氧吸收率：指向混合液供給1kg氧時，水中所能獲得的氧量。評價鼓風(fēng)曝氣。2.動力效率：指單位動力在單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)移的氧量。評價機(jī)械曝氣。3.KL—液膜中氧分子的傳質(zhì)系數(shù)。A—?dú)庖航佑|界面面積，m3Cs—與界面氧分壓所對應(yīng)的溶液飽和溶解氧值。C—溶液中溶解氧濃度。4.影響KLa值的因素：（1）溶解在水中的憎水性有機(jī)物影響KLa值。（2）水體的溫度同時影響KLa值和Cs值。5.曝氣作用：1.向廢水中供氧2.起攪拌混合作用，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到污泥同污染物、溶解氧充分接觸。6.曝氣設(shè)備：鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)，風(fēng)壓要滿足克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩擦損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓；空氣凈化器的目的是改善整個曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和防治擴(kuò)散器阻塞。7.曝氣設(shè)備性能指標(biāo)：1.氧轉(zhuǎn)移率2.充氧能力3.氧利用率計算

好氧速度與基質(zhì)BOD去除的關(guān)系Q-廢水處理量a’-平均轉(zhuǎn)化1kgBOD需氧量b’-微生物自身氧化需氧量X-污泥濃度V-污泥體積（四）活性污泥法的設(shè)計計算污泥齡在污水處理系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)行管理中的作用。污泥泥齡即生物固體停留時間，其定義為在處理系統(tǒng)（曝氣池）中微生物的平均停留時間。在工程上，就是指反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)微生物總量與每日排出的剩余微生物量的比值?；钚晕勰嗄帻g是活性污泥處理系統(tǒng)設(shè)計/運(yùn)行的重要參數(shù)。在曝氣池設(shè)計中的活性污泥法，出水水質(zhì)，曝氣池混合液污泥濃度、污泥回流比等都與污泥泥齡存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，由活性污泥泥齡即可計算出曝氣池的容積。而在剩余污泥的計算中也可根據(jù)污泥泥齡直接計算每天的剩余污泥。而在活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行管理過程中，活性污泥泥齡也會影響到污泥絮凝的效果。另外污泥泥齡也有助于進(jìn)步了解活性污泥法的某些機(jī)理，而且還有助于說明活性污泥中微生物的組成。曝氣池容積Y—活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gBODQ—預(yù)曝氣時間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，m3/dS0—曝氣池進(jìn)水的平均BOD5值Se—曝氣池出水的平均BOD5值X—曝氣池混合液污泥濃度MLVSSKd—內(nèi)源代謝系數(shù)，d-1（五）活性污泥法的運(yùn)行和管理1.活性污泥的培養(yǎng)與馴化培養(yǎng)：為活性污泥的微生物提供一定的生長繁殖條件，經(jīng)過一段時間，就會有活性污泥形成，且在數(shù)量上逐漸增加，到最后達(dá)到處理廢水所需的污泥濃度。馴化：對混合微生物群進(jìn)行淘汰和誘導(dǎo)，不能適應(yīng)環(huán)境條件和所處理廢水特性的微生物被抑制，具有分解廢水有機(jī)物活性的微生物得到發(fā)育，并誘導(dǎo)出能利用廢水有機(jī)物的酶體系。2.污泥膨脹：指污泥體積增大而密度下降，污泥的凝聚性和沉降性惡化，致使處理水渾濁的現(xiàn)象。3.污泥特征（1）結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)量變輕，沉淀壓縮性差（2）SV值增大，有時達(dá)到90%，SVI達(dá)到300以上，大量污泥流失，出水渾濁；（3）二次沉淀池難以固液分離，回流污泥濃度低，無法維持曝氣池正常工作*/4.致使絲狀菌大量繁殖的原因：（1）DO（溶解氧）菌膠團(tuán)要求DO至少在0.5mg/L以上，絲狀菌在DO低于0.1mg/L的環(huán)境中也能較好的生長，甚至在厭氧條件下殘存而不受影響。所以，一般來說曝氣池中溶解氧應(yīng)保持在2mg/L。（2）沖擊負(fù)荷

負(fù)荷超過了正常負(fù)荷，污泥膨脹程度提供，絮凝體增大，絮體內(nèi)部DO消耗提高，從而致使絮體內(nèi)部缺氧，抑制菌膠團(tuán)生長，也就提供了絲狀菌生長的低氧條件，絲狀菌生長超過了菌膠團(tuán)的生長，導(dǎo)致污泥膨脹。（3）營養(yǎng)條件變化

一般細(xì)菌在營養(yǎng)為BOD5：N：P=100：5:1條件下生長。如果N、P缺乏，C/N比升高，即碳水化合物相對過剩，過多，適宜絲狀菌生長。（4）硫化物

經(jīng)驗表明，含硫化合物高的廢水易發(fā)生由硫細(xì)菌引起的絲狀菌膨脹。（5）有毒重金屬的沖擊負(fù)荷

雖然重金屬對絲狀細(xì)菌和菌膠團(tuán)都有抑制作用，但不能使絲狀細(xì)菌消失，此時的絮體呈針點(diǎn)狀，使出水懸浮物濃度提高。（6）PH值

絲狀菌生長PH4.5-6.5，而菌膠團(tuán)生長的PH為6—8。（7）溫度

絲狀菌適宜于高溫生長，因此在高溫環(huán)境下易發(fā)生污泥膨脹。菌膠團(tuán)適宜中溫。5.其它常見問題：污泥上浮泡沫問題（六）二次沉淀池1.二次沉淀池在功能上要同時滿足澄清（固液分離）和污泥濃縮（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的體積減少）兩方面的要求。2.二次沉淀池的構(gòu)造可采用平流式、豎流式和輻流式沉淀池。但應(yīng)注意一下特點(diǎn)：（1）二次沉淀池的進(jìn)水部分要仔細(xì)考慮，應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，使泥花結(jié)大。（2）二沉池中污泥絮體較輕，容易被出水挾走，因此要限制出流堰流速。（3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。五.生物膜法TricklingFiltersThesearebedsofcoarsemedia(oftenstonesorplastic)3-10ftdeep.Wastewaterissprayedintotheair(aeration),andtheallowtotricklethroughthemedia,breakdownmaterialinthewastewater.Tricklingflitersdrainatthebottom;thewastewateriscollectedandthenundergoessedimentation.（一）概述1.生物膜法是污水土地處理的人工強(qiáng)化法，依靠固著于固體介質(zhì)表面的微生物來去除廢水中溶解性有機(jī)污染物，是一種被廣泛采用的生物處理方法。2.生物膜形成過程：含有機(jī)分子的水→生物膜附著生長載體表面→改良載體表面→浮游微生物細(xì)胞變成不可解吸細(xì)胞→攝取并消耗水中的底物與營養(yǎng)物質(zhì)→產(chǎn)生胞外多聚物，將生物膜緊緊地結(jié)合在一起→進(jìn)入水中）3.生物膜法的主要特征（與活性污泥法相比）（1）生物相特征①生物多樣化

能夠形成一個復(fù)雜穩(wěn)定的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)②食物鏈長

形成細(xì)菌—真菌—原生動物—后生動物—微型動物的長食物鏈，生物膜上能夠棲息高水平的生物，污泥量低于活性污泥法。③能存活世代時間較長的微生物

由于呈固著態(tài)，生物固體平均停留時間長，因此在生物膜上能夠生長世代時間較長、增值速度較慢的微生物。④生物膜法可分段進(jìn)行并有利于培養(yǎng)優(yōu)勢菌種。（2）工藝特征①對水質(zhì)、水量變動具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，并能夠處理低濃度的污水，生物膜反應(yīng)器受水質(zhì)水量變化而引起的有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷波動的影響較小，即使有一段時間中斷進(jìn)水或工藝遭到破壞，反應(yīng)器的性能亦不能受到致命影響，恢復(fù)起來也較快。②污泥沉降性能良好，易于固液分離；剩余污泥產(chǎn)量少，降低污泥處理和處置的費(fèi)用。③生物量高，處理能力大，凈化功能顯著提高。④易于運(yùn)行管理，節(jié)能、減少污泥膨脹問題缺點(diǎn)：（1）需要較多的填料和支撐結(jié)構(gòu)，在不少情況下基建投資超過活性污泥法；（2）出水常常攜帶較大的脫落的生物膜片，大量非活性細(xì)小懸浮物分散水中使處理水的澄清度降低。3.生物膜法的分類：接觸方式不同：填充式和浸漬式填充式（沿固定表面流過，接觸）：生物濾池生物轉(zhuǎn)盤浸漬式（完全浸沒鼓風(fēng)曝氣）：接觸氧化法生物流化床4.生物膜法基本原理：生物膜法處理污水就是將污水與生物膜接觸，進(jìn)行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜內(nèi)微生物將有機(jī)物氧化，使廢水獲得凈化，同時生物膜內(nèi)的微生物不斷生長繁殖。5.好氧生物膜的培養(yǎng)有三種方法：自然掛膜法（帶自然菌種的污水），活性污泥掛膜法（活性污泥與污水混合），優(yōu)勢菌種掛膜法（二）生物濾池1.生物濾池的構(gòu)造：濾床、布水設(shè)備、排水系統(tǒng)三部分2.理想的濾料應(yīng)具有以下特征：（1）能為微生物附著提供大量的表面積（2）使污水以液膜狀態(tài)流過生物膜（3）有足夠的空隙率，保證通風(fēng)（即保證氧的供給）和使脫落的生物膜能隨水流出濾池。（4）不被微生物降解，也不抑制微生物的生長，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。（5）有一定機(jī)械強(qiáng)度（6）價格低廉3.設(shè)置布水設(shè)備的目的是為了使污水能均勻地分布在這個給濾床表面上。4.排水系統(tǒng)的作用（1）收集濾床流出的污水和生物膜（2）保證通風(fēng)（3）支撐濾料5.生物濾池形式及適用條件低負(fù)荷生物濾池：僅在污水量小，地區(qū)比較偏僻，石料不貴的場合尚有可能使用。高負(fù)荷生物濾池：適用于大部分污水處理過程，水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都比較高。6.影響生物濾池性能的主要因素（1）濾池高度：隨著濾池深度增加，微生物從低級趨向高級，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。各層生物膜的微生物不相同，處理污水的功能和速率也隨之不同。（2）負(fù)荷率（有機(jī)負(fù)荷N和水力負(fù)荷qF或qV）在低負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機(jī)物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞。在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停留的時間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。（3）回流（利用污水廠的出水和生物濾池出水稀釋進(jìn)水的做法稱為回流，回流水量和進(jìn)水量之比為回流比）i.可提高生物濾池的濾率。ii.提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭iii.當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營養(yǎng)元素或含有害物質(zhì)時，回流可改善進(jìn)水的腐化情況，提供營養(yǎng)元素和降低毒物濃度；iv.進(jìn)水的質(zhì)和量有波動時，回流有穩(wěn)定和調(diào)節(jié)進(jìn)水的作用。（4）供氧微生物的好氧性，厭氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧氣量就制約了微生物的活性，進(jìn)而影響了微生物分解有機(jī)物反應(yīng)速率，從而影響了處理效果。（三）生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法的生物膜法，該法在生物接觸氧化池（曝氣池）中充填各種填料，部分微生物以生物膜的形式附著生長在填料表面，部分微生物則懸浮生長在水體中，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。（四）生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤的主要組成部分有轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)盤、廢水處理槽和驅(qū)動裝置等（五）生物流化床1.生物流化床處理技術(shù)是借助流體（液體、氣體）使表面生長著微生物的固體顆粒（生物顆粒）呈流態(tài)化，同時進(jìn)行去除和降解有機(jī)污染物的生物膜法處理技術(shù)。2.生物流化床的類型：兩相和三相流化床3.三相流化床：指反應(yīng)器內(nèi)有氣、液、固三相共存的生物流化床，特點(diǎn)是向流化床直接充氧以代替外部充氧裝置。由于氣體通入具有混合效果，生物顆粒之間有劇烈摩擦，易使生物膜表層自行脫落，可以免除體外脫膜裝置。4.生物流化床的優(yōu)點(diǎn)（1）生物固體濃度高（10-20g/L），因此水力停留時間可大大縮小，容積負(fù)荷則相應(yīng)提高到7-8kgCOD/(m3·d),基建費(fèi)用也可相應(yīng)減小。（2）不存在活性污泥法中常發(fā)生的污泥膨脹問題和其他生物膜法中存在的污泥堵塞現(xiàn)象。（3）能適應(yīng)不同濃度范圍和較大的沖擊負(fù)荷。（4）由于容積負(fù)荷和床體高度大，占地面積可大大縮小。六、穩(wěn)定塘和污水的土地處理LagoonsTheseareslow,cheapandrelativelyinefficient,butcanbeusedforvarioustypesofwastewater.Theyrelyontheinteractionofsunlight,algae,microganisms,andoxygen(sometimesaerated).（一）穩(wěn)定塘1.穩(wěn)定塘：穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，其對污水的凈化過程和自然水體的自凈過程相似，是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設(shè)施。2.穩(wěn)定塘的分類：按塘內(nèi)的微生物類型、供養(yǎng)方式和功能等分：好氧塘、兼氧塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘3.好氧塘的凈化機(jī)理：好氧塘內(nèi)存在著細(xì)菌、藻類和原生生物的共生系統(tǒng)。有陽光照射時，塘內(nèi)的藻類進(jìn)行光合作用，釋放出氧，同時由于風(fēng)力的攪動，塘表面還存在自然負(fù)氧，二者使水塘呈好氧狀態(tài)。塘內(nèi)的好氧型異氧細(xì)菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機(jī)污染物并合成本身的細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞增殖），其代謝產(chǎn)物CO2這是藻類光合作用的碳源。4.好氧塘內(nèi)的生物種群主要有細(xì)菌、藻類、原生動物、后生動物、水蚤。（二）污水土地處理1.污水土地處理是在人工調(diào)控下利用土壤-微生物-植物組成的生態(tài)系統(tǒng)是污水中的污染物凈化的處理方法。在污染物得以凈化的同時，水中的營養(yǎng)物質(zhì)和水分得以循環(huán)利用。土地處理是使污水資源化、無害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng)。2.土地處理技術(shù)有五種類型：慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地和地下滲濾系統(tǒng)。土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理：污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程，包括了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對有機(jī)物的降解等過程。3.主要污染物的去除途徑如下：（1）BOD的去除大部分是在土壤表層土中去除的。土壤中大量的一樣行微生物對被過濾、截留在土壤顆?？障堕g的懸浮有機(jī)物和溶解有機(jī)物進(jìn)行生物降解，并合成微生物細(xì)胞。（2）磷和氮的去除在土地處理中，磷主要是通過植物吸收，化學(xué)反應(yīng)和沉淀（于土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成難溶的磷酸鹽），物理吸附和沉積（土壤中的粘土礦物對磷酸鹽的吸附和沉積），物理化學(xué)吸附（離子交換、絡(luò)合吸附）等方式被去除。去去除效果受土壤結(jié)構(gòu)、陽離子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對磷的吸收等因素影響。氮只要是通過植物吸收，微生物脫氮（氨化、硝化、反硝化），揮發(fā)、滲出（氨在堿性條件下逸出、硝酸鹽的滲出）等方式被去除。其去除率受作物的類型、生長期、對氮的吸收能力，以及土地處理系統(tǒng)的工藝等因素影響。（3）懸浮物質(zhì)的去除污水中的懸浮物質(zhì)是依靠作物和土壤顆粒間的空隙截留、過濾去除的。（4）病原體的去除污水經(jīng)土壤過濾后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可達(dá)92%—97%（5）重金屬的去除重金屬的去吃主要是通過物理化學(xué)吸附，化學(xué)反應(yīng)與沉淀等途徑被去除的。七.污水的厭氧生物處理1.廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱厭氧消化。2.厭氧發(fā)酵通常分為三個階段：第一階段為水解發(fā)酵階段：復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡單的有機(jī)酸。繼而簡單的有機(jī)酸在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等。第二階段為產(chǎn)酸產(chǎn)氣階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把第一階段中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸和氫，并有二氧化碳生成。第三階段為產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣和二氧化碳等轉(zhuǎn)化為甲烷。厭氧生物處理可以在中溫（35℃—38℃）進(jìn)行（中溫消化），也可在高溫（52℃—55℃）進(jìn)行（稱高溫消化）。因為在厭氧生物處理過程中需考慮到各項因素對產(chǎn)甲烷菌的影響，因為產(chǎn)甲烷菌在兩個溫度段時，活性最高，處理效果最好。3.厭氧生物處理的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）厭氧廢水處理技術(shù)成本低、經(jīng)濟(jì)性好。（2）厭氧處理不但耗能少，而且能產(chǎn)生大量的能源。（3）厭氧廢水處理負(fù)荷高、占地少，反應(yīng)器體積小。（4）厭氧方法可以處理高濃度的有機(jī)廢水。（5）厭氧方法產(chǎn)泥量少，剩余污泥脫水性能耗。（6）厭氧方法對營養(yǎng)物的需求量少，其BOD：N：P為（350-500）：5:1.（7）厭氧方法的菌種（如厭氧污泥顆粒）沉降性能好，生物活性保存期長。（8）厭氧處理系統(tǒng)規(guī)模靈活，可大可小，設(shè)備簡單，易于操作。缺點(diǎn)：（1）厭氧方法雖然負(fù)荷高、進(jìn)水濃度高且有機(jī)物去除性絕對量高，但其出水COD濃度高于好氧處理，一般不能達(dá)標(biāo)排放。（2）厭氧反應(yīng)器初次啟動過程緩慢，一般需要8—12周的時間，其主要原因是厭氧細(xì)菌增殖緩慢。（3）厭氧過程常常會產(chǎn)生異味，包括CH4、H2S及揮發(fā)性有機(jī)物等，控制不好易給周圍環(huán)境帶來污染與危害。（4）厭氧微生物對毒性物質(zhì)較為敏捷，對于有毒廢水性質(zhì)了解不足或操作不當(dāng)，在嚴(yán)重時可能導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行條件的惡化。4.影響厭氧生物處理的主要因素有：pH，溫度，生物固體停留時間（污泥齡）、攪拌和混合、營養(yǎng)與C/N比、有毒物質(zhì)等。5.提高厭氧生物處理的效能可考慮：（1）pH維持在6.8—7.2之間（2）溫度可以維持在中溫（35-38℃），也可以是高溫（52—55℃）（3）保持較長的生物固體停留時間（4）系統(tǒng)內(nèi)避免進(jìn)行連續(xù)的劇烈攪拌（5）碳：氮：磷控制為200-300:5:1為宜（6）需控制有毒物質(zhì)的濃度，以防止有毒物質(zhì)影響微生物的生存而使效果降低。6.硫化氫的毒害作用：脫硫弧菌（屬于硫酸鹽還原菌）能將乳酸、丙酮酸和乙醇轉(zhuǎn)化為H2、CO2和乙酸，但在含硫無機(jī)物（SO42-，SO32-）存在時，它將優(yōu)先還原SO42-，SO32-，產(chǎn)生H2S，形成與產(chǎn)甲烷菌對機(jī)制的競爭。因此，當(dāng)厭氧處理系統(tǒng)中SO42-，SO32-濃度過高時，產(chǎn)甲烷過程就會受到抑制。解決方案：采用兩段式工藝7.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）污水自下而上地通過厭氧污泥床反應(yīng)器。在反應(yīng)器的底部有一個高濃度、高活性的污泥層，大部分的有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成CH4和CO2。由于氣態(tài)產(chǎn)物（消化氣）的攪動和氣泡黏附污泥，在污泥層之上形成一個污泥懸浮層。反應(yīng)器上部設(shè)有三相分離器，完成氣、液、固三相分離。被分離的消化氣從上部導(dǎo)出，被分離的污泥則自動滑落到懸浮污泥層。出水則從澄清區(qū)流出。由于在反應(yīng)器內(nèi)可以培養(yǎng)出大量厭氧顆粒污泥，使反應(yīng)器的負(fù)荷很大。對一般的高濃度有機(jī)廢水，當(dāng)水溫在30℃左右時，負(fù)荷率可達(dá)10～20kgCOD/m3?d。八.污水的化學(xué)與物理化學(xué)處理TertiarytreatmentAnincreasingnumberofwastewaterfacilitiesalsoemploytertiarytreatmentmayincludeprocessestoremovenutrientssuchasnitrogenandphosphorus,andcarbonadsorptiontoremovechemicals.Theprocesscanbephysical,biological,orchemical.1.污水的化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)。2.常用的化學(xué)處理方法有：化學(xué)混凝法、中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法3.化學(xué)處理的對象主要是水中的無機(jī)的或有機(jī)的（難于生物降解的）溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。4.與生物處理相比：成本高；運(yùn)行管理較容易。占地較小，污泥較難脫水處理。化學(xué)處理所產(chǎn)生的污泥生物處理所產(chǎn)生的污泥數(shù)量較多較少質(zhì)量各種有機(jī)無機(jī)物質(zhì)微生物，N、P等體積較小較大最后處理處置較麻煩，處理流程：存儲—濃縮—調(diào)理—脫水—最終處置較簡單，處理流程：儲存—調(diào)理—脫水濃縮—最終處置（一）化學(xué)混凝法1.混凝：廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性，使廢水中的膠體和細(xì)小懸浮物聚集成具有可分離性的凝聚體，再加以分離除去的過程。2.混凝原理之膠體的穩(wěn)定性：（1）膠體微粒直徑為10-3—10-8mm，粒徑和質(zhì)量很小。（2）顆粒受水分子熱運(yùn)動的碰撞而作無規(guī)則的布朗運(yùn)動（3）膠體微粒本身帶電，同類膠體微粒帶有同性電荷，彼此之間存在靜電排斥力。（4）許多水分子被吸引在膠體微粒周圍，形成水化膜，阻止膠體微粒與帶相反電荷的離子中和。3.化學(xué)混凝法的原理與適用條件：原理：混凝是通過向廢水中投加混凝劑（coagulant），破壞膠體穩(wěn)定性，通過壓縮雙電層作用，吸附架橋作用及網(wǎng)捕作用使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。適用條件：廢水中有細(xì)小懸浮顆粒和膠體顆粒，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。脫穩(wěn)：膠粒因ζ電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程凝聚：脫穩(wěn)的膠粒相互凝結(jié)絮凝：由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程凝聚和絮凝總稱為混凝。4.混凝劑：無機(jī)鹽類混凝劑（鋁鹽、鐵鹽）高分子混凝劑（聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺）助凝劑：可以調(diào)節(jié)或改善混凝條件，也可以改善絮凝體結(jié)構(gòu)，利用高分子助凝劑的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小絮凝體變得粗大而緊密。5.影響混凝效果的主要因素（1）水溫水溫低時，水解困難，且粘度大，不利于脫穩(wěn)膠粒相互絮凝，影響絮凝體的結(jié)大，進(jìn)而影響后續(xù)的沉淀處理的效果。改善的辦法是投加高分子助凝劑或是用氣浮法代替沉淀法作為后續(xù)處理。（2）pH值水的pH值對混凝的影響程度視混凝劑的品種而異。高分子混凝劑尤其是有機(jī)高分子混凝劑，混凝的效果受pH值的影響較小。（3）水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度如天然水中含黏土類雜質(zhì)為主，需要投加的混凝劑的量較少；而污水中含有大量有機(jī)物時，需要投加較多的混凝劑才有效果，其投量可達(dá)10～103mg/L。在生產(chǎn)和實用上，主要靠混凝試驗來選擇合適的混凝劑品種和最佳投量。（4）水力條件混合階段要求使藥劑迅速均勻地擴(kuò)散到全部水中以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運(yùn)動和紊動水流進(jìn)行凝聚。不要求形成大的絮凝體。混合要求快速和劇烈攪拌，在幾秒鐘或一分鐘內(nèi)完成。6.化學(xué)混凝劑在投加時必須立即與處理水充分混合、劇烈攪拌廢水和混凝劑和助凝劑進(jìn)行充分混合，是進(jìn)行反應(yīng)和混凝沉淀的前提。要立即與處理水充分混合、劇烈攪拌以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運(yùn)動和紊動水流進(jìn)行凝聚。（二）化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法化學(xué)混凝法原理向廢水中投加化學(xué)物質(zhì)，使與廢水中的一些離子發(fā)生反應(yīng)，生成難溶的沉淀物而從水中析出，已達(dá)到降低水中溶解污染物的目的?；炷ㄊ峭ㄟ^混凝劑使小顆粒及膠體聚集成大顆粒而沉降，不一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。使用藥劑投加氫氧根、硫化物、鋇鹽等能與廢水中一些離子反應(yīng)生成沉淀物的化學(xué)物質(zhì)。主要是混凝效果好；對人類健康無害；價廉易得；使用方便的無機(jī)鹽類和有機(jī)高分子類混凝劑或助凝劑。（三）氧化還原法1.高級氧化技術(shù)：以自由羥基（·OH）作為主要氧化劑的高級氧化工藝。2.電鍍廢水往往含CN-，可加氯氧化為N2和CO2（氧化法）一般采用間歇式分批處理。處理時分兩步進(jìn)行。先加堿，調(diào)整pH至10以上，同時按質(zhì)量濃度的計算量（CN-：Cl2=1:2.7）加氯，攪拌混合數(shù)分鐘。然后調(diào)整pH到8.5，再過量按計算量（CN-：Cl2=1:4.1）的110%第二次加氯，攪拌1h以上完成反應(yīng)，其反應(yīng)式如下：第一步：CN-+2OH-+Cl2→CNO-+2Cl-+H2O第二步：2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2↑+N2↑+6Cl-+2H2O3.高級氧化技術(shù)的特點(diǎn)：（1）高氧化性：·OH是一種極強(qiáng)的化學(xué)氧化劑，它的氧化還原電位要比普通氧化劑如氯氣、過氧化氫高得多。（2）反應(yīng)速率快：反應(yīng)速率常數(shù)達(dá)到108—1010L/(mol·s（3）提高可生物降解性，減少三鹵甲烷（THMs）和溴酸鹽的生成：可以避免和減少用氯氣氧化可能產(chǎn)生的三鹵甲烷以及用臭氧氧化可能產(chǎn)生的溴酸鹽等有害化合物。4.幾種有代表性的高級氧化工藝：1.Fenton試劑（由亞鐵鹽和過氧化氫組成）2.H2O2/UV工藝3.濕式氧化（WO）和催化濕式氧化（CWO）工藝?yán)梦锢砘瘜W(xué)的原理和化工單元操作可以去除污水中的雜質(zhì)，它的處理對象主要是污水中無機(jī)的或有機(jī)的（難于生物降解的）溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)，尤其適用于處理雜質(zhì)濃度很高的污水（用于回收利用的方法）或是很低廢水（用作污水的深度處理）。（四）吸附法1.吸附等溫式：表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式Freundlich和Langmuir吸附等溫式2.影響吸附的因素：（1）溶質(zhì)（吸附質(zhì)）的性質(zhì)溶質(zhì)和溶劑之間的作用力；溶質(zhì)分子的大??；電離和極性。（2）吸附劑的性質(zhì)吸附量的多少隨著吸附劑表面積的增大而增加。（3）溶液的性質(zhì)pH值，溫度，共存物質(zhì)3.吸附層的穿透：吸附劑的活性中心被吸附質(zhì)吸附逐漸達(dá)到飽和，使得出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。4.吸附劑的再生：在吸附劑本身的結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化的情況下，用某種方法將吸附質(zhì)從吸附劑的微孔中去除，恢復(fù)它的吸附性能。5.活性炭的高溫加熱再生法：（a）干燥，把吸附飽和的活性炭加熱到100~150℃，目的是將吸附在其細(xì)孔中的水分（含水率約為40％~50％）蒸發(fā)出來，同時部分低沸點(diǎn)的有機(jī)物也隨著揮發(fā)出來。（b）炭化，水分蒸發(fā)后，繼續(xù)加溫到700℃，這時，低沸點(diǎn)有機(jī)物全部揮發(fā)脫附。高沸點(diǎn)有機(jī)物由于熱分解，一部分成為低沸點(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)脫附，另一部分被炭化，殘留在活性炭微孔中；（c）活化，將炭化留在活性炭微孔中的殘留炭通入活化氣體（如水蒸汽、二氧化碳及氧）進(jìn)行氣化，達(dá)到重新造孔的目的?；罨瘻囟纫话?00~1000℃。(五)離子交換法1.常用的離子交換劑有磺化煤和離子交換樹脂。2.離子交換樹脂是人工合成的高分子聚合物，由樹脂本體和活性基團(tuán)兩個部分組成?；钚曰鶊F(tuán)由固定離子和活性離子組成，固定離子固定在樹脂的網(wǎng)狀骨架上，活性離子（交換離子）則依靠靜電引力和固定離子結(jié)合在一起，兩者電性相反，電荷相等。特點(diǎn)：交換容量高；球形顆粒，水流阻力小；交換速度快；機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性好。但是成本較高。3.離子交換樹脂的的分類：按活性基團(tuán)不同可分為：含有酸性基團(tuán)的陽離子交換樹脂，含有堿性基團(tuán)的陰離子交換樹脂，含有胺羧基團(tuán)的螯合樹脂，含有氧化還原基團(tuán)的氧化還原樹脂及兩性樹脂。4.離子交換樹脂的性能指標(biāo)：離子交換容量是樹脂交換能力大小的標(biāo)準(zhǔn)，可以用重量法和容積法兩種方法表示。重量法是指單位重量的干樹脂中離子交換基團(tuán)的數(shù)量，用mmol/g或mol/g來表示。容積法是指單位體積的濕樹脂中離子交換基團(tuán)的數(shù)量，用mmol/L或mol/m3樹脂來表示。全交換容量是指樹脂中活性基團(tuán)的總數(shù)；工作交換容量是指在給定的工作條件下，實際所發(fā)揮的交換容量，實際應(yīng)用中由于受各種因素的影響，一般工作交換容量只有總交換容量的60％~70％；有效交換容量是指出水到達(dá)一定指標(biāo)時交換樹脂的交換容量。5.離子交換的運(yùn)行操作步驟（1）交換交換過程主要與樹脂層高度、水流速度、原水濃度，樹脂性能以及再生程度等因素有關(guān)。當(dāng)出水中的離子濃度達(dá)到限值時，應(yīng)進(jìn)行再生。（2）反洗目的在于松動樹脂層，以便下一步再生時，注入的再生液能分布均勻，同時也及時地清除積存在樹脂層內(nèi)的雜質(zhì)、碎粒和氣泡。反洗用原水（若用凈水則把凈水污染了）。（3）再生再生過程也就是交換反應(yīng)的逆過程。借助具有較高濃度的再生液流過樹脂層，將先前吸附的離子置換出來，使其交換能力得到恢復(fù)。（4）清洗清洗水最好用交換處理后的凈水。清洗時將樹脂層內(nèi)殘留的再生廢液清洗掉，直到出水水質(zhì)符合要求為止。6.電鍍含鉻廢水的處理采用的陽離子交換劑是732強(qiáng)酸性樹脂，陰離子交換劑是710大孔型弱堿樹脂鉻鍍槽洗滌水主要雜質(zhì)是鉻酸。從洗滌水中除鉻酸主要是去除鉻酸根，只要用陰離子交換柱就行，但為了保證回收鉻酸的純度，從漂洗槽流來的水需先經(jīng)過陽離子交換柱，然后流過陰離子交換柱。為了保證出水水質(zhì)，在工作后期，從陰離子交換柱流出的水，要再流過另一個陰離子交換柱。陰離子交換劑被鉻酸根所飽和后用氫氧化鈉溶液再生，洗脫樹枝上的鉻酸根，使它恢復(fù)為氫氧型陰離子交換劑，再生排出的氫氧化鈉和鉻酸鈉混合溶液，流過陽離子交換柱是轉(zhuǎn)化為很純的鉻酸溶液。（六）萃取法萃取設(shè)備可分為三大類：罐式（萃取器）、塔式（萃取塔）和離心式（離心萃取機(jī)）（七）膜析法膜析法是利用薄膜分離水溶液中某種物質(zhì)的方法的通稱。超過濾存在以下三種作用（1）溶質(zhì)在膜表面和微孔孔壁上發(fā)生吸附。（2）溶質(zhì)的粒徑大小與膜孔徑相仿，溶質(zhì)嵌在空中，引起阻塞。（3）溶質(zhì)的粒徑大于膜孔徑，溶質(zhì)在膜表面被機(jī)械截留，實現(xiàn)篩分。九、城市污水的深度處理1.硝化反應(yīng)是由亞硝酸菌和硝酸菌共同完成的。2.反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以O(shè)2微電子受體進(jìn)行好氧呼吸；在無氧而有NO3-或NO2-存在時，則以NO3-或NO2-為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體和營養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。反硝化反應(yīng)的碳源按其來源可分為三類：外加碳源；原水中含有的有機(jī)碳；內(nèi)院呼吸碳源—細(xì)菌體的原生物質(zhì)及其貯存的有機(jī)物；3.生物法除磷（聚磷菌）4.生物脫氮除磷的影響因素（1）環(huán)境因素：溫度、pH、溶解氧（2）工藝因素：污泥齡、各反應(yīng)區(qū)的水力停留時間（3）污水成分：BOD5與N、P比值十、污泥的處理和處置Settledsolids(sludge)fromprimaryandsecondarytreatmentsettlingtanksaregivenfurthertreatmentandundergoeseveraloptionsfordisposal.（一）污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量1.表征污泥性質(zhì)的主要參數(shù)或項目有：含水率與含固率、揮發(fā)性固體、有毒有害物含量以及脫水性能等。2.通常含水率在85%以上時，