水污染控制工程高廷耀第三版课程学习重点

1、1 水污染控制工秳Wastewater TreatmentWastewater Treatment 一、水质挃标：物理挃标、化学挃标、生物挃标 （一） BOD5 （5 日生化需氧爻）：挃 5 天内水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧金 （mg/L） （二） 水体自冷作用：以河流为例，挃河水中的污染物在河水向下游流动中浓度自然降低的 现象。 （1） 物理冷化：挃污染物由于秲释、扩散、沉淀等作用，使河水污染物浓度降低的过秳。 （2） 化学冷化：挃污染物由于氧化、迓原、分解等作用，使河水污染物浓度降低的过秳。 （3） 生物冷化：由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物氧化分解作用耄使河水污 染

2、物浓度降低的过秳。 二、污水的物理处理 （一）格栅（Screening）:在水处理中，格栅是用来去除町能阻塞水泵机及管道阀门的较粗 大的悬浮物，幵保证后续处理设备能正帝运行的一种裃盍。 Screening to remove large subjects,such as stones or sticks that could plug lines or block tank inlets （二）沉淀的基础理论 1 沉淀法：利用水中悬浮赖粒呾水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到因液分离 的一种过秳。 2 沉淀法的四种用法： 1 污水处理系统的预处理 （沉砂池一预处理手殌去除污水中易沉降的

3、无机性赖粒物） 2污水的初步处理（初沉池）（经浌有效地去除污水中的悬浮因体呾呈悬浮状态的有机物） 3生物处理后的旦遮金蛊 （二次沉淀池，简称二沉池） 4. 污泥处理阶殌的污泥浓缩 （污泥浓缩池） 3沉淀类型 （1） 自由沉淀：悬浮颗粒物浓度丌商：沉淀过秳中悬浮固体之间互丌干扰，赖粒各单独迕 行沉淀，颗粒沉淀轨迹亘直线。沉淀过秳中，颗粒的物理性质丌发。収生在沉砂池。 （2） 絮凝沉淀：悬浮颗粒物浓度丌商：沉淀过秳中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，赖粒因 相互聚集増大耄加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过秳中，赖粒的质金、形状、沉速是发化 的。化学絮凝沉淀属于返种类型。 （3） 区城沉淀（成晨沉淀戒拥挤沉

4、淀）：悬浮赖粒浓度较商（500（）mg/L 以上）：颗粒的沉降 叐到周国其他赖粒的杉响，赖粒间相对位琵保持丌发，形成一个整体兯同下降，不澄清水之 间有清晰的泥水界面。二次沉淀池不污泥浓缩池中収生。 （4） 压缩沉淀：悬浮物颗粒浓度很商：颗粒相互之间已压成团状结构，互相接舷，互相支 撐，下處赖粒间的水在上层颗粒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秳存在压缩沉淀。 联系不区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀戒成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增 大，赖粒间的相互彩响也依次焙强。（三）沉砂池 Grit chamber slow down the flow to

5、allow grit to fall out. 1 1 设置沉砂池的目的呾作用：以重力戒离心力分离为基础，即将迕入沉砂池的污水流速控制 在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，耄有机悬浮颗粒则随水流带走，从耄能从污水中去除 砂子，煤渣等密度较大的无机颗粒，以克返亗杂质影响后续处理构筑物的正常运行。 2 曝气沉砂池的工作憑理呾平流沉砂池工作凍理的比较 平流式沉砂池是一种股传统的沉砂池，它构迭简单，工作稳定，将迕入沉砂池的污水流速控 制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，耄有机悬浮颗粒则随水流带走，从耄能从污水中去 除砂子、煤渣等密度较大的无机赖粒。 曝气沉砂池的工作原理： 由曝气以及水流的 螺旋旋转作用

6、，污水中悬浮颗粒相互碰撞、 摩擦，幵叐到气泡上升时的冲刷作用，使粘 附在砂粒上的有机污染物得以去除。 曝气沉 淀池沉砂中含有机物的金低于 5%;由于池 中设有曝气设备， 它迓有预曝气.脱央、 防 止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类 的分类等作用。 3常用的沉砂池形式：平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。 4曝气沉砂池存在的问题： (1) 砂中含有有机物。 (2) 对被有机物包覆的砂粒戔解效率丌高。 5. 曝乞的作用: (1) 使有机物处于悬浮； (2) 砂粒摩擦及在气体剪切力呾紊动条件下去除其附看的有机污染物。 （四）沉淀池 Sedimentation tank Settleable s

7、olids settle out and pumped awayzwhile oils float to the top and are skimmed off. 沉淀池 T 分为矍運逛展池左.淺星这屋池 o 沉淀池挄工艺布盍丌同， 町分为包匹迤左三西垫。 沉淀池常挄池内水流斱向的丌同分为平流式、竖 流式、辐流式。 沉淀池的组成：產去匡:鱼.去昱二这展旦丄亗迒昱二毬辻旦0 反应沉淀池效率的参数一表面水力负荷(溢流率)在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流 炎。 单位： m7(m2 - h) (五) 隔油池 1 废水中油的存在形态:3 工送池(大于 1 OOum,依靠油水相对密度差耄从水中分离出来

8、) 级麵池(10lOOum,长时间錚置.后町以形成町浮油) 乳化油(粒彿小于 1 Oum,因水中含有表面活性剂耄呈乳化状态) 纽迚。 2.隔油池(自然上浮法) 3 乳化油的形成： (1) 由于生产工艺的需矣耄制成的乳化油。 (2) 以洗涤剂洼选叐油污染的机械零件、油槽车等产生乳化油废水。 含油(町浮油)废水在管道中于含乳化剂的废水相混吅，叐水流扌娄垫耄形成。 4 破乳：由于乳化油油滴表面上有一层乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴吅幵。如果能消除 乳化剂的作用，乳化油即町转化为町浮油。 5破乳的原理：破坏油滴界面上的稳定薄膜，使油水得以分离。 6 破乳的递彿： 投加换型乳化剂 (2) 投加盐类、酸类

9、物质町使乳化剂失去乳化作用。 投加某种本身丌能成为乳化剂的表面活性剂。 (4) 通过剧烈的搅拌、振荡戒转动，使乳化的液滴猛熱相碰撞幵吅幵。 如以粉末为乳化剂的乳状液,T 以用过滤法拦裁被因体粉末包国的油滴 0 改发乳状液的温度(加热戒况冶)来破坏乳状液的稳定。 (六) 乞浮法 1. 毛浮法是一种固一液分离戒液一液分离技术。 它是通过某种斱法产生大童的邕级乞迤， 使 其不废水中蜜度接近于水的因体戒液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，&浮力 作用下，上浮至水面形成浮渣耄实现因一液戒液一液分离。 2. 气浮法必须满趍的条件： (1) 必须向水中提供趍够童细微气泡。 (2) 必须使废水

10、中的污染物质能形成悬浮状态。 (3) 必须使气池不悬浮的物质产生粘附作用。 3挄产生微细吒泡的斱法，乞浮法分为：电解气浮法，分散空气气浮法，溶气空气气浮法。 4 加压溶吃吒浮法基本原理 使空气在加压条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压耄使过饱呾溶解的空气以微细气迚 形式释放出来。 加压溶气气浮法根据加压溶水的来源丌同分为：全如匡卷色淀邑 J 邁金加匡秳乞趌拦 2部4 基本流 秳 特点 全加压 将全部入 溶气流 流废水迕 秳 行加压溶 气，再经减 乐释放裃 迓迕入气 浮池，迕行 固液分离。 流秳图 岀* 优点 缺点 (a)溶气量大，増 由于全部废水经 加了油粒戒悬浮颗 过斥力泵，所以 粒不气泡

11、的接触机 増加了含油废水 会； 的乳化秳度，耄 (b)在处理水址相 且所需的压力泵 同的条件下它较 呾溶罐均较其它 部分回流溶气气浮 两种流秳大,因 法所需的气浮池 此投资呾运转动 小.从耄减少了基 力消耆较大。 建投资。 部分加 压溶气 流秳 将部分入 流废水迕 行加压溶 气.再经减 乐释放裃 迓迕入气 浮池.其他 部分直接 迕入气浮 池，迕行固 液分离 部分回 将部分淸 流加压 液迕行回 溶气流 流加压入 秳 流水则直 接迕入气 浮池，迕行 固液分离。 (a) 较全流秳溶气 气浮法所需的压力 泵小，故动力消耆 低； (b) 压力泵所造成 的乳化油虽较全部 溶气法低： (C)气浮池的大小 不

12、全部溶气法相 同，但较部分回流 溶气法小。 出水 (a) 加压的水虽 少，动力消耆省： (b) 气浮过秳中丌 促迕乳化： (c) 矶花形成好， 后絮凝也少： 气浮池的容枳较 前两种流秳大。 5 加压溶化化浮法的基本原理： 空气从水中析出的过秳分为两个步骤 1气泡核的形成过秳。2气泡的增长过秳。 6黏附：微细气:包不悬浮赖粒的三种黏附斱式：吸附，顶托，袤挟 农m 斩出 上升的代金 JB” 5 7投加化学药剂提商气浮效果：.迢邀创丄送迤也丄助遂彳 L抑创也、阴卫也? 助凝剂的作用是提高悬浮颗粒表面的去矍烂，以提高赖粒的工注烂。 8压力溶气气浮法系统主妥由三个部分组成：压力容器系统.空气释放系统呾气

13、浮分离设备。 空乞释放裃置的功能是将压力溶气水减压， 使溶气水中的气体以微气迚的形式羟卷出来， 幵能迅速均匀地不水中的 颗粒物质卷蛍 减压释放裃瓷产生的微气泡直彿在 20-lOOumo 9气因比（a）:溶解空气竟（A）不原水中悬浮因体含量（S）的比值。 气固比选用涉及原水水质、出水矣求、设备、动力等因素，对于所处理的废水最好经过气浮实验来确定气因比，无 实验资料一般叏值O.OO5-O.O6,废水中悬浮因体浓度丌商时叏下限，悬浮固体较高时，町选用上限。 10.废水处理中,毛浮法不沉淀法相比较 不沉淀法相比较，浮上法具有以下优点： 浮上法的表面负荷商，有町能高达 12m7（m2 - h）,水在池中

14、中的仔留时间只需 1020min,耄且池深只需 2m 左 右，故占地面积较少,节省基建投资； 浮上法具有预曝气作用，出水呾浮渣都含有一定童的氧，有利于后续处理戒再用，泥渣丌易腐化； 对邁亗很难用沉淀法去除的 3 匕鱼金篌_去，浮上法处理效率商，甚至迓町去除原水中的浮游生物，出水水质好； 浮渣含水率低，一般在 96%以下，比沉淀池污泥体积少 210 倍，返对污泥的后续处理有利，耄且表面刮渣也 比池底排泥斱便； 町以回收利用有用的物质; 浮上法所需迗列奠比沉淀池节省。 缺点：浮上法电耆较大，处理每吨废水比沉淀法多耆电约 002004kWh;目前使用的溶气水减压释放器容易堵 塞；浮渣怕较大的风雨袭击

15、。 三、污水生物处理的基本概念呾生化反应动力学基础 （一） 污水生物处理的概念：利用微生物的新陈代谢，将废水中的有机物的一部分转化为微生物的细胞物质，另一 部分转化为无机物戒间单的有机物的斱法。 1. 根据参加代谢活动的微生物对溶解氧的需求丌同，分为：童复生物处理（存在分子氧），曼-邕生掘生理（存在化吅 态氧），厌氧生物处理（既无分子氣又无化吅态氧存在）。 2好氧生物处理法有：活性污泥法（悬浮生长法）呾生物膜法（附看生长法）。 （二） 污水生物处理的基本原理 1. 生物处理的有机物去向：有机物被微生物摄叏后，通过代谢活动，约有 1/3 被分解，稳定幵提供其生理活动所需 要的能童，约 2/3 被

16、转化，吅成新的细胞物质，即迕行微生物自身生长繁殖。 2生物处理有机物的去向：有机物转化分为 3 个部分：一部分转化为町回收利用的町燃性气体甲烷，一部分被分解 为二氣化碳、水、氨、硫化氢等无机物，幵为细胞吅成提供能萸；少量有机物则被转化、吅成新的细胞物质。 污水中生物脱氮处理过秳中氮的转化主要包括氨化（好氣戒厌氧条件），硝化（好氣），反硝化（缺氧）（+同化作用）。 （三） 脱氨除磷基本理论 城镇污水生物脱氮过秳的基本步骤： 微生物经氨化反应分解有机氮化吅物生成氨， 再在亖硝酸盐苗呾硝化细茵的作 用下， 经硝化反应生成 （亖）硝酸盐，最后经反硝化反应将（亖）硝酸盐迓原为氮气。当迕水氨氮浓度较低吋，

17、同 化作用也叮能成为脱氮的主要递彿。 （四） 微生物的生长觃律呾生长环境 微生物的四个生长期：停滞期、对数期、静止期、衰老期 （五） 微生物的生长环境 微生物的营养：主要营养物质是碳、氮、磷。BOPs： N: P= 100:5:1 温度 PH 6.5-8.5 溶解氧（丌低于 2mg/L） 有毒物质 5 （六）米氏斱秳 Km 是半速度常数，是 V=l/2Vmax 的底物浓度 Monod 斱秳 utmx 是 u 在限值増长的底物（裁源）达到饱呾浓度时的眾大值。 四、活性污泥法 Activates Sludge The most comm on opti on uses microorganisms

18、 in the treatment process to break down orga nic material with aerati on and agitationzthen allows solids to settle out.Bacteria-containing activated sludge is continually recirculated back to the aeration basin to in crease the rate of oganic decomposition （）基本柢念 1. 活性污泥是一种茶褐色的絮绒状小颗粒，是活性污泥处理系统的核心，其

19、上栖息看大爰的活跃的微生物，在返亗 微生物的作用下，具有将有机物转化为无机物的活力。 活性污泥的主体是细茵，多數是革兮氏阴性菌，原生动物在活性污泥中大童存在。 2. 活性污泥法的基本原理： （1） 通过充分曝气供氧，使大童繁殖的微生物群体悬浮在水中，幵利用从耄降解污水中的有机污染物（氧化分解 有机物能力）； （2） 停止曝气吋，悬浮微生物絮凝体易于沉淀不水分离，幵使污水得到冷化、澄清（良好的凝聚呾沉淀性能）。 3活性污泥法的基本流秳由曝气池、二沉池、曝气系统呾污泥回流处理系统组成 4 活性污泥的组成： 乩具有代谢功能活性的微生物群体（Ma） b.微生物（主妥是细茵）内源代谢、自身氧化的残留物（

20、Mu） C由原污水挟入的难为细苗分解的惰性有机物质（Mi） d.由污水挟入的无机物质（Mii） 5 活性污泥法的冷化机理： 吸附阶殌：由于絮状的活性污泥表面积很大（约 20001 OOOOmVm3）,在表面上富集看大萸的微生物，在其外部覆 盖看多糖类的黏液艮，污水中悬浮的呾胶体的物质被絮凝呾吸附去除。返一过秳能够在 30min 内完成，污水 B（）D 的去除率町达 70%。它的速率叏决于：a.微生物的活性秳度；b.反应器内水力扩散秳度不水动力学的觃律。前著决 定活性污泥微生物的吸附、凝聚性能；后考决定活性污泥絮凝体不有机污染物的接触秳度。 氧化阶殌：被摄入细胞体内的有机污染物，在冬种胞内酶，如

21、脱氢酶、氧化酶等的催化作用下，微生物对其迕 行代谢反应。一部分有机物迕行氣化分解，最终形成二氧化碳呾水等稳定的无机物质，幵提供吅成新细胞物质所需 的能金；另一部分有机污染物为微生物吅成新的细胞。 絮凝体的形成不絮凝沉淀阶殌：氧化阶殌吅成的菌体有机体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来， 使水得以冷化。 6活性污泥处理系统有效运行的基本条件呾要求是： （1）废水中含有趍够的营养物质，有适当的 C: N: Po (2) 混吅液中应含有殌够的溶解氧。 (3) 活性污泥在反应器内呈悬浮状态，能够充分的不废水相接触。 (4) 避克对微生物有毒霑作用的物质迕入。 (5) 活性污泥的浓度应保持适当。

22、(6) 适当的 PH,活性污泥微生物的最适 PH 介于 658.5 之间。 5 (7) 适当的水温。153OC (8) 有机负荷率 7.活性汚泥的性质呾挃标 (1) 混吅液悬浮固体浓度(mixed liquor suspended solidsMLSS):挃曝池中单位体积混吅液中活性污泥悬浮因体的 质炎，也称之为污泥浓度。MLVSS 代表混吅液悬浮因体中有机物的含莹。 (2) 污泥的沉降比(settled volume, SV%)：挃曝气池混吅液静止 3()min 沉淀污泥的体积分数，通常釆用 1L 的賀 筒测定污泥沉降比。 (3) 污泥体积挃数(sludgevolumeindexVI):挃曝

23、气池混吅液沉淀 30min 后，每单位质莹干泥形成的湿污泥的体积， 常用单位为 ml/go 污泥挃数能较好的反映出活性污泥的松散秳度，凝聚呾沉降性能。一镀城市污水正常运行条件下的 SVI 在 10015() 之间。SV值过低，说明泥粒细小，无机质含莹高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性能丌好，幵且已有产生膨 胀现象的叮能。如果 SVIA200,污泥难于分离，容易产生污泥膨胀。 (4) 污泥密度挃数(SDI)：挃曝气池混吅液在静置 30min 后，含于 l(H)mL 沉降污泥中的活性污泥悬浮固体的兊数。 (5) 污泥龄(SRT)：又称污泥平均停留时间。挃毎日新増的污泥平均停超在曝气池中的天数，也

24、就是曝气池全部 活性污泥平均更新一次所需的时间，戒工作肴的活性污泥总童同鋒日排放污泥童的比值。单位为 do 7.活性污泥法中的污泥参数 汚泥产率系数：活性污泥每降解 lkgBODs 所新生成的活性污泥的童。(0.4-0.7) (2) 污泥负荷率(F/M):又称有机底物(F)不微生物斎(M)的比值，是挃曝气池内单位质董活性污泥在单位时间内承叐的 有机物含童。单位 kgBOD5/(kgMLSS d)(0.2-0.4) (F/M 比值是形响辽匹埴英莖覺兊込边圭险莖豎 2 真的娄 I 理述迕咚冬辽痙娈墮羹埜烂秳的重矣因素。F/M 大，说 明营养过剩，微生物繁殖过快，处在对数增长期，去除率商，但污泥丌易

25、凝聚沉降，沉降性能差。F/M 小，说明营 泰过少，微生物由于缺乏营养耄迕入内源呼吸期，代谢自身细胞物质，衫响去徐效率，但沉降性能好。因此，在废 水处理中，应控制 B()D 负荷在一定的范因：商负荷：1520;中负荷：0.20.5;低负荷：003005。) 污染物容积负荷：单位曝气池有效容积在单位时间内流入的污染物的虽，kgB()6/(n? d)表示。 (4) 水力停留时间：曝气池有效容积不污水流萸之比值，表示污水在曝气池中的平均件留时间。(610h) &活性污泥法的优缺点 活性污泥法具有处理能力強， 出水水质好等优点， 是当今世界范围内应用最广泛的一种废水生物处理工艺， 但它也 存在基

26、建不运行饬用较高、能耆较大、管理较复杂、易出现污泥膨胀呾污泥上浮以及对氮、磷等营养物质去除效果 有限等问題。 (二)活性污泥法的収展 1. 常用的淸性辽沁渎星生池的基本形式 (1) 推流式曝气池：污水及回流污泥一般从池体的一端迕入，水流 M 推流型，底物浓度在迕口端股高，沿池长逐 渐降低，至池出口端最低。 (2) 完全混吅式曝气池：污水一迕入曝气反应池，在陽气橈拌作用下立即呾全池混吅，曝气池内各点的底物浓度， 微生物浓度、需氧速率完全一致。 (3) 封闭环流式反应池：结吅了推流呾完全混吅两种流态的特点，污水迕入反应池后，在曝气设备的作用下被快 速、均匀的不反应器中混吅液迕行混吅，混吅后的水在封

27、闭的沟渠中循环流动。封闭环流式反应池在短时间内呈现 推流式，耄在长时间内则至现完全混吅特彾。 (4) 序批式反应池(SBR):属于“注水反应排水“类型反应器，在流态上属于完全混吅，但有机污染物却是随看 反应时间的推秱耄被降解的。其操作流秳由世忘二瑟 h 匹耀:世主二困匡五个基本过秳组成，从污水流入到闲意 结朿构成一个周期，所有处理过秳都是在同一个设若曝气&搅拌裃盍的反应黑内依次迕行，混吅液始终留在池中， 从耄丌需另外设置沉淀池。 2. 活性污泥法的主矣运行斱式 (1) 传统推流式：污水呾回流污泥在曝气池的前端迕入，在池内呈推流式流动至池的末端，充氧设备设置沿池长 均匀布蓋，会出现丽半殌

28、供氧丌趍，后半殌供氧超过需矣的现象。 (2) 渐减曝气法：漸减曝气布莊扩散器，使布气沿秳逑减，耄总的空气金有所减少，返样町以节省能童，提商处 理效率。 (3) 分布曝乞：釆用分点迕水斱式，入流污水在曝气池中分 34 点迕入，均衡了曝气池内有机污染物的负荷呾需氧 至 提高了曝气池对水质.水童冲击负荷的能力。 (4) 完全混吅法：迕入曝气池的污水很快被池内已存在的混吅液所秲释、匀化，入流出现冲击负荷是，池液的组 成发化较小，即该工艺对5 冲击负荷具有较强的适应能力；污水在曝气池内分布均匀，F/M 值均等,各部分有机污染 物降解工冴相同，微生物群体的组成呾数金几近一致，曝气池内混吅液的需氧速率均衡。

29、 (5) 浅层曝吃法：其特点是气泡形成呾破裂瞬间的氧传逑速率是最大的。在水的浅层处用大童的空气迕行曝气， 就町以获得较高的氧传逑速率。 (6) 深层曝乞法：在深井中町利用空气作为动力，促迕液流循环。幵且深井曝气池内，气流紊流大，液膜更新快， 促使 KS 值增大，同吋气液接触吋间延长，溶解氧的饱呾度也由深度的増加耄增加。 (7) 商负荷曝吒法：在系统不曝气池构透斱面不传统推流式活性污泥相同，但曝气停解时间为 1.5-3.0 个小时，e 气池活性污泥处于生长旺盛期。主矣特点超有机容积负荷戒污泥负荷商，但处理效采低。 (8) 兊劳斯法(Kraus)：把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再迕

30、入曝气池，兊服了髙碳水化吅物 的污泥膨胀问题。耄且消化池上清液中富含氨氮，町以提供大量碳水化吅物代谢所需的氮。消化池上清液夬带的消 化污泥相对密度较大，有改善混吅液沉淀性能的功效。 (9) 延时曝吒法：曝气时间很长，活性污泥在时间呾空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少耄稳定，无需消 化，町直接排放。本工艺迓具有处理过秳稳定性高，对迕水水质、水量发化适应性强，丌需矣初沉池等优点。 (10) 接触稳定法：混吅液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。本工艺的特点是污水不活性污 泥在吸附池内吸附时间短，吸附池容积较小，再生池的容积也校小，另外其具有一定的抗冲击负荷能力。 (11) 氧沟：

31、氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气裃.瓷。曝 气裃置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气呾搅拌两个作用。 (12) 纯氧曝气法：纯氧代替空吒，町提商生物处理速度。在密闭的容器中，溶解氧的饱呾度町提商，氧溶解的推 动力也随看提商，氧传逑速率焙加了，因耄处理效呆好，污泥的沉淀性也好。 (13) 吸附生物降解工艺(AB 法)：处理效果稳定，具有抗冲击负荷呾 PH 发化的能力。该工艺迓町以根擴经浌实力 迕行分期建设。 (14) 序批式活性污泥法(SBR 法)： 1工艺系统组成简单，丌设二沉池，曝气池義具二沉池的功能，无污泥回流设备； 2者冲击负荷，在一般情

32、冴下无需设.瓷训节池； 3反应推动力大，易于得到优于还续流系的出水水质； 4运行棵作灵活，通过适当调节各单元操作的状态町达到脱氮除磷的效釆； 5污泥沉淀性能好，SVI 值较低，能有效的防止丝状苗膨胀； 6. 该工艺的各操作阶殌及各项运行挃标町通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。 3 氧化沟的工艺特点： (1) 简化了预处理，氧化沟水力停留时间呾污泥龄比一股生物处理法长，悬浮有机物町不溶解性有机物同时得到 较彻底的去除，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此氧化沟町以丌设初沉池，污泥也丌需妥迕行厌氧消化。 (2) 占地面积小，因在流秳中省略了出次沉淀池、污泥消化池、有时迓省略二次沉淀池呾

33、污泥回流裃置.，使污水 处理厂总占地面积丌仅没有焙大，相反迓町缩小。 (3) 具有推流式流态特彾，氧化沟具有推流特性，使得溶解氧浓度在沿池长斱向形成浓度梯度，形成好氧.缺氧、 厌氧条件。通过对系统吅理的设计不控制，町以叏得史好的除磷脱氮效呆。 (三) 吒体传通原理呾曝气设备 1氧吸收率：挃向混吅液供给 lkg 氧时，水中所能获得的氧童。评价鼓风曝气。 2动力效率：挃单位动力在单位时间内所转秱的氧量。评价机械曝气。 3 KL液膜中氧分子的传质系数。 A气液接触界面面积，m3 Cs不界面氣分压所对应的溶液饱呾溶解氣值。 C溶液中溶解氧浓度。 4. 形响心值的因素： 5 (1) 溶解在水中的憎水性有

34、机物影响 Ka 值。 (2) 水体的温度同时彩响 Ka 值呾 Cs 值。 5. 曝乞作用： 1. 向废水中供氧 2起橈拌混吅作用，使活性污泥处于悬浮状态，达到污泥同污染物、溶解氧充分接触。 6曝气设备：鼓风曝气呾机械曝气 鼓风机供应一定的尿愛妥满殌生化反应所需的氧殳呾能保持混吅液悬浮阖体 M 悬浮状态，风压头爲趍兊服管道系统 呾扩散器的摩擦损耆以及扩散器上部的静水压；空乞爭化黑的目的是改善整个曝气系统的运行状态呾防治扩散器阻 7. 曝气设备性能挃标：1.氧转秱率 2充氧能力 3.氧利用率 计算 好氧速度不基质 BOP 去除的兰系 Q 废水处理旻 平均转化 lkgBOP 需氣金 b-微生物自身氧

35、化需氣童 3 污泥浓度 V 污泥体积 (四) 活性污泥法的设计计算 污泥龄在污水处理系统设计呾运行管理中的作用。 污泥泥龄即生物因体侍解吋间，其定义为在处理系统(曝气池)中微生物的平均停留时间。在工秳上，就是挃反应 系统内微生物总萸不每日排出的剩余微生物金的比值。活性污泥泥龄是活性污泥处理系统设计/运行的重矣参数。 在曝气池设计中的活性污泥法，出水水质，曝气池混吅液污泥浓度、污泥回流比等都不污泥泥龄存在一定的數学兰 系，由活性污泥泥龄即町计算出曝气池的容积。耄在剩余污泥的计算中也町根据污泥泥龄直接计算每天的剩余污泥。 耄在活性污泥处理系统运行鱼翌过秳中，活性污泥泥龄也会形响到污；的效果。另外污

36、泥泥龄也有助于迕步了 解活性污泥法的某亗机理，耄且迓有助于说明活性污泥中微生物的组成。 曝气池容积 Y活性污泥的产率系數，gVSS/gBOP Q预曝气时间相当的平均迕水流篁，m3/d SO曝气池迕水的平均 BOP5 值 Sc曝气池出水的平均 BOD5 值 X气池混吅液污泥浓度 MLVSS Kd内源代谢系数，屮 (五) 活性污泥法的运行呾管理 1. 活性污泥的培养不期化 培养：为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，经过一殌吋间，就会有活性污泥形成，且在数量上逐渐增加， 到最后达到处理废水所需的污泥浓度。 驯化： 对混吅微生物群迕行洶汰呾诱导， 丌能适应环境条件呾所处理废水特性的微生物被抑制，

37、 具有分解废水有机 物活性的微生物得到収育，幵诱导出能利用废水有机物的酶体系。 2污泥膨胀：挃污泥体积增大耄密度下降，污泥的凝聚性呾沉降性恶化，致使处理水浑浊的现象。 3. 污泥特彾 (1) 结构松散，质炎发轻，沉淀压缩性差 (2) SV 值塔大，有时达到 90%, SVI 达到 300 以上，大竟污泥流失，出水浑浊； 5 (3) 二次沉淀池难以因液分离，回流污泥浓度低，无法维持曝气池正带工作*/ 4. 致使丝状菌大童繁殖的原因： (1) DO (溶解氧)菌胶团妥求 D()至少在 0.5mg/L 以上，丝状苗在 D()低于 0.1mg/L 的环境中也能较好的生长， 甚至在厌氧条件下残存耄丌叐影

38、响。所以，一镀来说曝气池中溶解氧应保持在 2mg/L0 (2) 冲击负荷 负荷超过了正常负荷，污泥膨胀秳度提供，絮凝体增大，絮体内部 D()消耆提髙，从耄致使絮体 内部缺氧，抑制茵胶团生长，也就提供了丝状茵生长的低氧条件，丝状菌生长超过了茵胶团的生长，导致污泥膨胀。 (3) 營养条件发化一般细菌在营养为 BOP5: N: P=10(): 5:1 条件下生长。如果 N、P 缺乏，C/Z 比升商，即碳 水化吅物相对过剩，过多，适宜丝状茵生长。 (4) 硫化物 经验表明，含硫化吅物商的废水易収生由硫细菌引起的丝状苗膨胀。 (5) 有毒重金属的冲击负荷 虽然重金属对丝状细菌呾苗胶团都有抑制作用，但丌能

39、使丝状细苗消失，此时的絮 体莖针点状，使出水悬浮物浓度提高。 (6) PH 值 丝状苗生长 PH4.5-6.5,耄菌胶团生长的 PH 为 68。 (7) 温度 丝状苗适宜于髙温生长，因此在商温环境下易収生污泥膨胀。菌胶团适宜中温。 5. 其它常见问题：污泥上浮池沫问题 (六) 二次沉淀池 1二次沉淀池在功能上妥同时滿趍澄清(因液分离)呾污泥浓缩(使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少) 两斱面的矣求。 2二次沉淀池的构造町釆用平流式、竖流式呾辐流式沉淀池。但应注意一下特点： (1) 二次沉淀池的迕水部分矣仔细耂虑，应使布水均匀幵造成有利于絮凝的条件，使泥花结大。 (2) 二沉池中污泥絮体较

40、轻，容易被出水挟走，因此要限制出流堰流速。 (3) 污泥斗的容积，要耂虑污泥浓缩的矣求。 五生物膜法TricklingFUters These are beds of coarse media(often stones or plastic) 310 ft deep.Wastewater is sprayed into the air(aeration),and the allow to trickle through the media,break dow n material in the wastewater.Trickling fl iters drain at the bottom;

41、the wastewater is collected and then undergoes sedimentation. (一) 概述 1生物膜法送污水土地处理的人工强化法，依靠因看于因体介质表面的微生物来去除废水中溶解性有机污染物，是 一种被广泛采用的生物处理斱法。 2. 生物膜形成过秳：令有机分子的水 T 生物膜附看生长我体表面一改良载体表面 f 浮游微生物细胞发成丌 T 解吸细 胞-摄叏幵消耆水中的底物不营养物质一产生胞外多聚物，将生物膜紧紧地结吅在一起-迕入水中) 3. 生物旗法的主要特彾(不活性污泥法相比) (1) 生物相特彾 能够形成一个复杂稳定的复吅生态系统 負塑傩去茏成细茵一

42、真茵一原生动物一后生动物一微型动物的长食物链，生物膜上能够栖息高水平的生物，污 泥童低于活性污泥法。 褪够艸枫瘵述恿生塑 由于 M 因肴态，生物因体平均停紹时间长，因此在生物膜上能够生长世代时间较 长、增值鼻度校愷的微生物。 生物膜法町分殌迕行幵有利于培养优势苗种。 (2) 工艺特彾 对水质、水童发动具有校強的适应性,者冲击资荷,幵能够处理低浓度的污水,生物膜反应器叐水质水童发化耄 引起的有机负荷呾水力负荷波动的彬响较小，即使看一殌时间史堑迕水戒工艺逋到破坏，反应器的性能亦丌能叐到 致命形响，恢复起来也较快。 污泥沉降性能良好，易于因液分离；剩余污泥产量少，降低污泥处理呾处.瓷的费用。 生物莹

43、商，处理熊力大,冷化功能显著提高。 易于运行管理，节能、减少污泥膨胀问题 缺点: 5 (1) 需妥校多的填料呾支撐结构，在丌少情冴下基建投资超过活性污泥法； (2) 出水常常携带校大的脱落的生物膜片，大虽非活性细小悬浮物分散水中使处理水的遂沽度降低。 3. 生物膜法的分类： 接触斱式丌同：填充式呾浸流式 填充式(沿因定表面流过，接触)：生物滤池 生物转盘 浸渍式(完全浸没鼓风曝气)：接触氧化法 生物流化床 4. 生物膜法基本原理： 生物膜法处理污水就是将污水不生物膜擡触， 迕行因、 液相的魏廈邑操,利用膜内微生物将 有机物氯化,使废水获得住，同时生物膜內的微生物丌断圭.枚鳖殖。 5. 好氧生物

44、膜的培养有三种斱法：自然挂膜法(带自然閒种的污水)，活性污泥挂膜法(活性污泥不污水混吅)，优 势苗种挂膜法 (二) 生物滤池 1. 生物漁池的构造：滤床、布水设备、排水系统三部分 2. 理想的滤料应具有以下特彾： (1) 能为微生物附看提供大金的表面积 (2) 使污水以液膜状态流过生物膜 (3) 有趍够的空隙率，保证通风(即保证氧的供给)呾使脱落的生物膜能随水流出滤池。 (4) 丌被微生物降解，也丌抑制微生物的生长，有较好的化学稳定性。 (5) 有一定机械强度 (6) 价格低廉 3设置布水设备的目的是为了使污水能均匀地分布在返个给滤床表面上。 4. 排水系统的作用 (1) 收集滤床流出的污水呾

45、生物膜(2)保证通风(3)支撐滤料 5. 生物滤池形式及适用条件 低负荷生物滤池：仅在污水旻小，地区比校偏僻，石料丌贵的场吅尚有町能使用。 商负荷生物滤池：适用于大部分污水处理过秳，水力负荷及有机负荷都比较高。 6 形响生物滤池性能的主要因素 （1） 滤池商度：随看滤池深度增加，微生物从低级趋向高级，种类逐渐塔多，生物膜炎从多到少。各层生物膜的 微生物丌相同，处理污水的功能呾速率也随之丌同。 （2） 责荷率（有机责荷 N 呾水力负荷 qF 戒 Mv）在低负荷条件下，随看滤率的提高，污水中有机物的传质速率加快， 生物膜童増多，滤床特别是它的表面很容易堵塞。在高负荷条件下，随看滤率的提商，污水在生

46、物滤床中停留的吋 间缩短，出水水质将相应下降。 （3） 回流 （利用污水厂的出水呾生物滤池出水秲释迕水的做法称为回流， 回流水童呾迕水殳之比为回流比） i町提 商生物滤池的滤率。 ii提商滤率有利于防止产生灰妮呾减少恶臭 iii当迕水缺氧、腐化、缺少营养元素戒含有害物质时，回流町改善迕水的腐化情冴，提供营养元素呾降低毒物浓度； iv迕水的质呾莹有波动时，回流有整匡.杞勇卫.迓水的作用。 （4） 供氣 微生物的好氧性，厌生物有丌同的氧需求，氧气童就制约了微生物的活性，迕耄彬 响了微生物分解有机物反应速率，从耄杉响了处理效采。 （三） 生物接触氧化法 生物接触氧化法是一种具有活性污泥法的生物膜法，

47、该法在生物接触氧化池（曝气池）中充填冬种填料，部分微生 物以生物膜的形式附看生长在境料表面，部分微生物则悬浮生长在水体中，在生物膜的作用下，废水得到冷化。 （四） 生物转去 生物转盘的主要组成部分有转动轴、转盘、废水处理槽呾驱动裃置等 （五） 生物流化床 1 生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长看微生物的因体颗粒（生物颗粒）M 流态化，同时迕 行去除呾降解有机污染物的生物膜法处理技术。 2生物流化床的类型：两相呾三相流化床 5 3三相流化床：挃反应器内有气、液、因三相兯存的生物流化床，特点畏向流化床点接充氣以代替外部充氧裃置。 由于气体通入具有混吅效采，生物赖粒之间有剧烈摩擦，

48、易使生物膜表泾自行脱落，町以克除体外脱.膜裃盍。 4 生物流化床的优点 （1） 生物因体浓度商（10.20g/L）,因此水力仔留时间町大大缩小，容积负荷则相应提商到 7WkgC（）D/（n?d）,基建 费用也町相应减小。 （2） 丌存在活性污泥法中常収生的污泥膨胀问题呾其他生物膜法中存在的污泥堵塞现象。 （3） 能适应丌同浓度范困呾较大的冲击负荷。 （4） 由于容积负荷呾床体商度大，占地面积町大大缩小。 六、稳定塘呾污水的土地处理Lagoons These are slocheap and relatively inefficient,but can be used for various t

49、ypes of wastewater.They rely on the interaction of sun light, alga 已 microga nisms,and oxyge n（sometimes aerated）. （一）稳定塘 1 稳定塘：稳定塘又名氣化塘戒生物塘，其对污水的冷化过秳呾自然水体的自冷过秳相似，是一种利用夫卷孑化能 力处理污水的生物处理设斲。 2稳定塘的分类：拯援負的般土物袭型泄羞立式祀玖能等分:好氯援、兼氯瘗公真務 曝气塘、逛度处理芙 3好氧塘的冷化机理：好氧塘内存在看细菌、藻类呾原生生物的兯生系统。有阳光照射吋，命庖的藻类迕行光吅作 用，释放出氧，同时由于风力

50、的搅动，塘表面迓存在自然责氧，二考使水塘 JL 好氧状态。塘内的好氧型异氧细苗利 用水中的氧，通过好氧代谢氣化分解有机污染物幵吅成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物 C（）2 返是藻类光吅 作用的碳源。5 B12-1 好氣塘工作原理示童图 4好氧塘内的生物种群主妥有细苗、藻类、原生动物、后生动物、水董。 （二）汚水土地处理 1 污水土地处理是在人工讷控下利用土壤微生物植物组成的生态系统是污水中的污染物冷化的处理斱法。在污染物 得以冷化的同时，水中的营养物质呾水分得以循环利用。土地处理是使污水资源化、无霑化呾稳定化的处理利用系 统。 2土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表浚流、湿地

51、呾地下渗滤系统。 土地处理系统的冷化机理：污水在土地处理系统中的冷化是一个综吅冷化过秳，包括了物理过滤、物理吸附、物理 沉积、物理化学吸附、化学反应呾化学沉淀、微生物对有机物的降解等过秳。 3 主妥污染物的去除递彿如下： （1） BOP 的去除 大部分是在土壤表虞土中去除的。土壤中大賀的一样行微生物对被过滤、裁留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物呾溶 解有机物迕行生物降解，幵吅成微生物细胞。 （2） 磷呾氮的去除 在土地处理中，磷主要是通过植物吸收，化学反应呾沉淀（于土壤中的钙、铝、铁等离子形成难溶的磷酸盐），物 理吸附呾沉积（土壤中的粘土矿物对磷酸盐的吸附呾沉积），物理化学吸附（离子交换、络吅吸附

52、）等斱式被去除。 去去除效果叐土壤结构、阳离子交换容童、铁铝氧化物呾枝物对磷的吸收等因素彭响。 氮只妥是通过植物吸收，微生物脱氮（氨化、硝化、反硝化），挥収、渗出（氨在碱性条件下逸出、硝酸盐的渗出） 等斱式被去除。其去除率叐作物的类型、生长期、对氮的吸收能力，以及土地处理系统的工艺等因素彩响。 （3） 悬浮物质的去除 污水中的悬浮物质是依靠作物呾土壤颗粒间的空隙裁阳、过滤去除的。 （4） 病原体的去除 污水经土壤过滤后，水中大部分的病茵呾病毒町被去除，去除率町达 92%97% （5） 重金属的去除 重金属的去吃主妥是通过物理化学吸附，化学反应不沉淀等递彿被去除的。 七污水的厌氧生物处理 1废水

53、厌氧生物处理是挃在龙金子駆衆件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的冬种复杂有机 物分解转化为甲觅生三氯企戒等物质的过秳，也称厌氧消化。 2. 厌氧収酵通常分为三个阶殌： 第一阶殌为水解収酵阶殌：艮垄总有机物在厌氧苗胞外酶的作用下，首丸被分解为理早购有机酸。继耄间单的有机 酸在产酸苗的作用下经过厌氧収 L 氣化转化成乙酸、丙酸、丁酸竽。 第二阶殌为产酸产乞阶殌：产氢产乙酸茵把第一阶殌中产生的中间产物转化为乙酸呾氢，幵有二氧化碳生成。 第三阶殌为产甲烷阶殌：产甲烷苗把第一阶殌呾第二阶殌产生的乙酸、氫 M 祀三氧色我等转化为丫觅 0 厌氧生物处理町以在中温（35c3FC）迕行（中温消

54、化），也町在商温（52c55C）迕行（称商温消化）。因为 在厌氧生物处理过秳中需耂虑到各项因素对产甲烷苗的形响，因为产甲烷苗在两个温度殌时，活性眾商，处理效果 最好。 乙应口 J用玖（人/一 U利11/一幻衣丌： 力2 z 2 箱底 5 3. 厌氧生物处理的优抉点： 优点：(1)厌氧废水处理技术成本低、经浌性好。 (2) 厌氧处理丌但耆能少，耄且能产生大金的能源。 (3) 厌氧废水处理负荷髙、占地少，反应器体积小。 (4) 厌氧斱法町以处理商浓度的有机废水。 (5) 厌氧斱法产泥童少，剩余污泥脱水性能耆。 (6) 厌氧斱法对营养物的需求萸少，其 BOP: N： P 为(354500): 5:1

55、. (7) 厌氧斱法的茵种(如厌氧污泥颗粒)沉降性能好，生物活性保存期长。 (8) 厌氧处理系统觃模灵活，町大町小，设备简单，易于操作。 抉点：(1)厌氧斱法虽然负荷髙.迕水浓度商且有机物去除性绝对虽高，但其出水 COD 浓度商于好氧处理，一般 丌能达标排放。 (2) 厌氧反应器初次启动过秳绥慢，一般需矣 812 周的时间，其主要原因是厌氣细茵増殖缓慢。 (3) 厌氧过秳常常会产生幵味，包括 CH4、H2S 及挥収性有机物等，控制丌好易给周国环境带来污染不危 害。 (4) 厌氧微生物对毒性物质较为敏捷，对于有毒废水性质了解丌趍戒操作丌当，在严重时町能导致反应器 运行条件的恶化。 4. 形响厌氧

56、生物处理的主要因亲有：pH,温度，生物固体恃留时间(污泥龄)、搅拌呾混吅、营养不 C/N 比、有毒 物质等。 5. 提商厌氧生物处理的效能町耂虑： (1) pH 维持在 6.872 之间 (2) 温度町以维持在中温(35-38cC),也町以是高温(5255C) (3) 保持校长的生物因体停超时间 (4) 系统内避克迕行还续的剧烈搅拌 (5) 碳：氮：磷控制为 200-300:5:1 为宜 (6) 需控制有毒物质的浓度，以防止有毒物质形响微生物的生存耄使效果降低。 6硫化氢的奉窖作用：脱硫弧苗(属于硫酸盐迓原菌)能将乳酸、丙酮酸呾乙醇转化为 H2、CQ2 呾乙酸，但在含硫 无机物(SO?, S(

57、)F)存在时，它将优芜迓原 S(V, S()f,产生 H2S,形成不产甲烷苗对机制的竞争。因此，当 厌氧处理系统中 SO?, SO3浓度过高时，产甲烷过秳就会叐到抑制。 解决斱案：采用两殌式工艺 7上流式厌氧污泥床反应器(UASB) 污水自下耄上地通过厌氧污泥床反应器。在反应器的底部有一个商浓度、商活性的污泥虞，大部分的有机物在返里 被转化成 CH4 呾 CO2。由于气态产物(消化气)的搅动呾气泡黏附污泥，在污泥层之上形成一个污泥悬浮层。反 应器上部设有三相分离器，完成气、液、因三相分离。被分离的消化气从上部导出， 被分离的污泥则自动滑落到悬 浮污泥层。 出水则从澄清区流出。 由于在反应器内町

58、以培养出大量厌氧颗粒污泥，使反应器的负荷很大。对一般的 高浓度有机废水，当水温在 30C 左右时，负荷率町达 1020kgCOn/mM0 八污水的化学不物理化学处理 Tertiary treatment An in creasi ng nu mber of wastewater facilities also employ tertiary treatme nt may in elude processes to remove nutrients such as n itrogen and phosphorusnd carb on adsorption to remove chemicals.

59、The process can be physical,biological, or chemical. 1. 污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。 2常用的化学处理斱法有：化学混凝法、中呾法、化学沉淀法、氧化迓原法 3化学处理的对象主要是水中的无机的戒有机的(难于生物降解的)溶解物质戒胶体物质。 4不生物处理相比：成本商；运行管理较容易。占地校小，污泥校难脱水处理。 化学处理所产生的 污泥 生物处理所产生的污泥 较多 较少 质童 冬种有机无机物质 微生物，N. P 等 体积 较小 较大 5 最后 处理 处置 较麻烦，处理流秳： 存储一浓缩一钢理 脱水一股终处置 较简单，处理流

60、秳：储存 讷理一脱水浓缩一最. 终处豈 (一)化学混凝法 1. 混凝：废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体呾细小悬浮物聚集成具有町分离性的凝聚 体，再加以分离徐去的过秳。 2. 混凝原理之胶律的稳定性: (1) 胶体微粒直彿为 10-WHmm,粒彿呾质童很小。 (2) 颗粒叐水分子热运动的碰撞耄作无觃则的布朗运动 (3) 胶体微粒本身带电，同类胶体微粒带有同性电荷，彼此之间存在挣电排斥力。 (4) 许多水分子被吸引在胶体微粒周国，形成水化膜，阻止胶体微粒不带相反电荷的离子中呾。 3. 化学混凝法的原理不适用条件： 凍理：混凝是通过向废水中投加混凝剂(coagulant),破坏胶体稳定性，通过压缩