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1、08环境工程期末复习资料 【精品系列】一一水污染控制工程10第九章污水根据其来源一般可以分为生活污水、工业废水、初期污染雨水及城镇污水。富营养化：湖泊中植物营养元素含量增加，导致生水植物和藻类的大量繁殖，使鱼类生活的空间越来 越少，可能使有些湖泊由贫营养湖发展为富营养湖，发展为沼泽和干地。水体的净化机制：（1）物理净化：稀释、扩散、沉淀或发挥，其中稀释作用是一项重要的物理净化过 程。（2）化学净化：氧化、还原、分解作用。（3）生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用。污水最终出路：排放水体污水回用：农业利用，工业利用，市政回用，地下水回灌沉淀类型：自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固

2、体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀 淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。（发生在沉砂池中。）,颗粒沉絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加 快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。（二沉池中间段）区域沉淀 或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响， 颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。（二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。）压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间 的水在上层颗粒

3、的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。（二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。）联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒 间的相互影响也依次加强。气浮法是在水中形成微小气泡形式，使微小气泡与水中悬浮的颗粒黏附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒黏附上气泡后，形成表观密度小于水的漂浮絮体，絮体上浮至水面，形成浮渣层被刮除，以 此实现固液分离。生物脱氮主要包括氨化、硝化和反硝化作用。氨化作用：在氨化微生物的作用下，有机氮化合物可以在好氧或厌氧条件下分解、转化为氨态氮加氧脱氨基:RCHNH 2COOH +O2T RCOOH +CONH3水解

4、脱氨基:RCHNH 2COOH +H2OT RCHOHCOOH +NH3硝化作用：条件：好氧在亚硝化菌和硝化菌的作用下，将氨态氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。PH=8.08.4，2030oC【硝化菌是化能自养型菌】（好氧条件下）反硝化作用：在缺氧条件下，NO2H NO3一在反硝化菌的作用下被还原为氮气的过程。no3_硝酸二T no2-亚硝酸盐还业T no-氧化氮还竺T 3-氧化亚氮还n2条件：缺氧，Ph=6.57.5, 2040oC【反硝化菌是异养型兼性厌氧细菌】生物除磷是厌氧-好氧或厌氧-缺氧交替运行的系统中，利用聚磷微生物具有厌氧释磷及好氧（或缺氧） 超量吸磷的特性，使好氧或缺氧段中混合液

5、磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达 到从污水中除磷的目的。按微生物生长速率，其生长过程可分为：延迟期，对数增长期，稳定期，衰亡期。影响微生物生长的环境因素：（一）微生物的营养：微生物为合成自身的细胞物质，需要从周围环境中摄取自身生存所必须的各种物质，这就是营养物质，BOD5 : N : P=100 : & 1（二）温度：依微生物适应的温度范围，分为低温性（20OC以下）、中温性一般好氧生物处理中的微生物多属中温微生物，其生长繁殖的最适温度范围为厌氧生物处理中，中温厌氧菌最适温度为2540oC，高温厌氧菌最适温度为PH:活性污泥法曝气池中的适宜pH值为6.58.5，大多数细菌适宜

6、（四）以下，（五）（2045oC ）、高温性（450C+）2037oCo5060oC6.57.5溶解氧：好氧生物处理的溶解氧一般以2-3mg/L为宜。缺氧反硝化一般应控制溶解氧在0.5mg/L厌氧释磷则要求溶解氧低于0.3mg/L有毒物质：其毒害作用主要表现在细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失去活性。如重金属（砷、铅、镉、铬、铁、铜、锌）活性污泥评价方法（1）(2)(3)混合液悬浮固体浓度（MLSS ）:曝气池中单位体积混合液中活性污泥固体的质量MLVSS :混合液体挥发性悬浮固体（混合液悬浮固体中的有机物部分） 污泥沉降比：曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数污泥体积指

7、数：曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积。SVI=沉淀污泥的体积（mL/L）, SVI=100150时，污泥沉降性能好；SVI220，污泥沉性能好MLSS(g/L)SVI过低时，污泥絮体细小紧密，含无机物较多，污泥活性差 活性污泥法处理流程：曝气池，沉淀池，污泥回流及剩余污泥排除系统 活性污泥降解污水中有机物的过程（1）吸附阶段：主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。时间短，1545min左右就可以完成。（2）稳定阶段：主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。时间较长，高负荷曝气，延时曝Kraus

8、 ）法，吸附-生物降CASS或CAST工艺）活性污泥法的发展演变：传统推流式曝气法，渐减曝气，阶段曝气（分布曝气） 气，吸附再生法（接触稳定法），完全混合，深层曝气，纯氧曝气，克劳斯（ 解工艺（AB法），序批式活性污泥法（SBR法），氧化沟，循环活性污泥工艺（ 高负荷曝气池：停留时间短，1.53.0h.有机物容积负荷高，处理效果低延时曝气法：有机负荷低，曝气反应时间长，24h。污泥泥龄长传统推流式：有机物负荷高，不能立即与曝气池混合液混合，前段供氧不足，后段供氧超过吸附-生物降解工艺（AB法）：整个污水处理系统分为预处理段、A段、B段。A级由吸附池和中间沉淀池组成，以高负荷或超高负荷运行，停留

9、时间3060min，泥龄0.30.5dB级由曝气池及二沉池组成，以低负荷运行，停留时间24h，泥龄1520d序批式活性污泥法（SBR法）：由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个基本过程组成。循环活性污泥工艺（CASS或CAST工艺）双膜理论的基本论点（1）（2）（3）（4）气液界面存在着二层层流膜（即气膜和液膜）。气液两相中，流体充分湍动，不存在浓度差。传质阻力仅存在于气、液两层层流膜中。 界面上组分物质浓度相互平衡，不存在传质阻力。传质阻力主要来自液膜。氧气在水中溶解度较低， 生物脱氮除磷工艺：斗 - r I.产厌氧反应罄 ;h二巧；（释放磷，氨化）缺獄反应器（脱氮）毗P斗理木好氧反应器（硝化，

10、吸收磷,去除BOD）A2/O工艺鄴余污泥冋流污泥（含磷污泥）图12-42 A/O生物脱氮、除磷工艺流程使用A2/O注意：回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷 过程也存在一定影响所以采用倒置A2/O工艺。倒置A2/0工艺：图12 -43倒置A/O生物脱氮除磷工艺流程二沉池：絮凝沉淀，成层沉淀（污泥斗中主要是压缩沉淀）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区污泥泥龄（SRT）：微生物平均停留时间相当于混合液中平均更新一次所需要的时间H和碱度：活性污泥pH值通常为6.58.5。 溶解氧浓度 污泥膨胀：回流污泥浓度（计算）：rqXr=（q+rq）

11、x;r-回流比：回流量，Xr-回流污泥的浓度:一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在0.52mg/L，以保证活性污泥系统的正常运行SVI200，分为：丝状菌性膨胀（90%）,丝状菌性膨胀（10%）二章污水好氧生物处理：（1）悬浮生物法【活性污泥法】（2）固着生物法【生物膜法】生物膜法的工艺包括生物滤池，生物转盘，生物接触氧化池，曝气生物滤池及生物流化床等生物膜：指以附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附生物表面的无机及有机物等组成，并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。生物膜法是利用生物膜去 除水中污染物的一种方法。生物滤池的构造由滤床及池体、布水设备和排水系

12、统组成生物滤池法基本流程：进水初沉池生物滤池二沉池出水普通生物滤池（低负荷生物滤池），塔式生物滤池（高负荷生物滤池）m3/( rf d)负荷：生物滤池的负荷以水力负荷和五日生化需氧量容积负荷表示。水力负荷以滤池面积计 滤率=m3/（ rf d）,单位面积滤池，单位时间内所能承载的水量，即表面水力负荷 生物接触氧化法兼活性污泥法和生物膜法的特点1.有效容积（即填料体积）：V =Q（S09）式中：V 生物接触氧化池的有效容积，m3； Q设计污生物接触氧化法的设计计算：Lv水处理量，m3; S0、Se污水进水、出水 BOD5 , mg/L ; LV 填料容积负荷VA2. 总面积和池数：A= , N

13、=h0AA 生物接触氧化池总面积，m2; h0填料高度，一般取3.0m ; N池数；A1 单个池子的面积，m2 ;3. 池深：h =h0+h1+h2+h3式中：h池深，m； h0填料高度，m； h1超高，一般 0.50.6m ；h2填料层上水深，一般 0.40.5m ； h3 填料至池底的高度，一般0.5m ；4. 有效停留时间t=V/Q5.供气量D =D0Q , D0 1m3污水需气量，m3/m3四章稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理 设施。按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分：好氧塘，兼性塘，厌氧塘，曝气塘。好氧塘:氧供氧。2 6

14、天，是一类在有氧状态下净化污水的稳定塘，它完全依靠藻类光合作用和塘表面风力搅动自然复 通常好氧塘都是一些很浅的池塘，塘深一般为15到50cm，至多不大于1m,污水停留时间为适于处理BOD5小于100mg/L的污水 厌氧塘是一类在无氧状态下净化污水的稳定塘，其有机负荷高、以厌氧反应为主。特别适用处理高温高浓度的污水，塘深一般为2.5到5m，污水停留时间为 20 50天第十五章污水厌氧消化的机理：（1） 第一阶段为水解发酵阶段： 复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为简单的有机物。继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。（2） 第二阶段为

15、产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产 物转化成乙酸和氢，并有二氧化碳生成。氢气和二氧化碳等转化（3）第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、为甲烷。羽感解与发酵产氢产乙Itt鄭三絵段产甲烷10 15 - I 二阶K底氧消化过示*污水的厌氧生物处理工艺：化粪池，厌氧生物滤池，厌氧接触法，上流式厌氧污泥床反应器，分段厌 氧处理法，厌氧膨胀床和厌氧流化床，厌氧生物转盘，两相厌氧法第十六章混凝原理（1）压缩双电层作用：阐明胶体凝聚的一个重要理论。特别适用于无机盐混凝剂所提供的简单离子（2 ）吸附架桥作用：对高分子混凝剂特别是有机高分子混凝剂

16、（3 ）网捕作用 对铝盐，铁盐等无机混凝剂以上三种均适用。常用混凝剂（选5种）：铝盐（硫酸铝、明矶）铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁）无机类（聚合氯 化铝、聚合氯化铁）；有机类（聚丙烯酰胺）。吸附法：当气体或液体与固体接触时，在固体表面上某些成分被富集的过程吸附法的三个过程：膜扩散，孔隙扩散，吸附反应常用吸附剂（选3种）:活性白土，漂白土，活性炭，活性氧化铝，硅胶，沸石分子筛，吸附树脂，腐 植酸类吸附剂离子交换法的目的：水处理的软化和除盐。离子交换运行的四个步骤：交换、反洗、再生、清洗萃取是将一种选定的溶剂加入到待分离的液体混合物中，由于混合物中各组分在该溶剂中溶解度的不同，可以将原料中所需分

17、离的一种或数种成分分离出啦。萃取设备（选3种）：萃取塔有筛板萃取塔、脉动筛板萃取塔、转盘萃取塔、填料萃取塔。膜析法种类：扩散渗析法（分子扩散作用），电渗析法（电力），反渗透法（压力），超滤法（压力）膜析法三种动力：分子扩散作用电力压力第十八章污泥来源：（1）初沉污泥（2）剩余污泥（3）消化污泥（4）化学污泥 污泥浓缩主要目的：降低污泥含水率，减少污泥体积，以便后续单元操作。污泥浓缩技术界限：活性污泥含水率可降至97%98%，初次沉淀污泥可降至 90%92%浓缩方法：重力浓缩，气浮浓缩，离心浓缩但该法占地大，浓缩效率低。重力浓缩：污泥自身重力的作用下进行沉降达到浓缩目的。适用于固体密度大的重质污泥。 重力浓缩所需的设备少， 管理简单，运行费用低是传统的污泥浓缩方法， 气浮浓缩对于相对密度接近于 1的轻质污泥或含有气泡的污泥溶气水经减压阀进入混合池，1的混合体，一工作原理：通过水射器或空气机将空气引入，然后在溶气罐内溶入水中。与流入该池的新污泥混合。减压析出的空气泡附着于污泥固体上，形成相对密度小于 起浮于水面形成浮渣，由刮渣机刮出从而得到泥水分离和污泥浓缩。离心浓缩是利用离心力达到污泥浓缩的目的，且效率高，时间短，占地少，而且卫生条件好，费用高 污泥稳定就是去