自己整理的一些污水处理的基本概念

1、.活性污泥 active sludge由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物 等无机物所形成的污泥状的絮凝物。有良好的吸附、絮凝、生物氧化 和生物合成性能。活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和 无机物质的总称.微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等.其 中，细菌和原生动物是主要的二大类.活性污泥主要用来处理污废水。 活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食 物链。最先担当净化任务的菌种是异氧菌和腐生性真菌，细菌特 别是球状细菌起着最关键的作用。优良运转的活性污泥，是以丝 状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的 正常运行，细菌大量繁殖

2、，开始生长原生动物，是细菌一次捕食 者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管 虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是 细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现， 所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。能够影响微生物 生理活动的因素比较多，其中主要有：营养物质、温度、PH值、溶解氧以及有毒物质等。.剩余污泥 excess activated sludge由于微生物的代谢和生物合成作用，使得曝气池中的活性污泥生 物量增加，经二次沉淀池沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池供再处 理污水用，多余的排放到系统之外的部分即剩余污泥。.消化污泥 digest

3、ed sludge又称熟污泥，是在好氧或厌氧条件下进行消化，由于微生物 作用已达到稳定，使污泥中挥发物含量降低到固体相对地不易腐 烂和不发恶臭时的污泥。其含水率约为95%,容易脱水。消化污泥分为污泥耗氧消化和污泥厌氧消化。污泥耗氧消化是以耗氧的方式氧化污泥中的有机物质，并且减少污泥的质量和体积。厌氧 消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机 物质的一种污泥处理工艺。厌氧消化是使污泥实现“四化”的主 要环节。首先，有机物被厌氧消化分解，可使污泥稳定化，使之 不易腐败。其次，通过厌氧消化，大部分病原菌或蝴虫卵被杀灭 或作为有机物被分解，使污泥无害化。第三，随着污泥被稳定化， 将产生

4、大量高热值的沼气，作为能源利用，使污泥资源化。另外， 污泥经消化以后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，提高了污泥 的肥效。污泥的减量化虽然主要借浓缩和脱水，但有机物被厌氧 分解，转化成沼气，这本身也是一种减量过程。生污泥：初沉池污泥、剩余活性污泥（新鲜污泥）、腐殖污泥；消化污泥（熟污泥）：经好氧或厌氧消化处理的污泥 ； 化学污泥：用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物一级处理 primary treatment一级处理指的是去除污水中的飘浮物和悬浮物的净化过程， 同时调节废水pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷。 污水经一级处理后，一般达不到排放标准。所以一般以一级处理 为预处理，以二级处理

5、为主体，必要时再进行三级处理，又称深 度处理，使污水达到排放标准。一级处理采用物理方法，常用的有：筛滤法，沉淀法，上浮法和预曝气法。污泥的调理污泥预先处理的过程，改善污泥脱水性能，减少水与污泥固 体颗粒之间的结合力， 加速污泥脱水过程。 如果没有预先的处理， 则绝大多数污泥脱水是非常困难。化学调理法：加混凝剂、助凝剂等化学药剂使颗粒凝聚，比 阻降低，改善脱水性能，是最常用的工艺。常用混凝剂为：铝盐， 铁盐及其高分子聚合物（PA。，PAM。加石灰可调节PH及硬度。热处理法：污泥经热处理后即可起到调理的作用，又可起 到稳定的作用，可使有机物分解，破坏胶体颗粒稳定性，污泥内 部水与吸附水被释放，比阻

6、降低，脱水性能大大改善，寄生虫卵、 致病菌与病毒等可被杀灭。冷冻溶解法：含有大量水分的污泥冷冻，使温度下降至凝固 点以下，污泥开始冻结，然后加热溶解.二级处理 secondary treatment污水经一级处理后，用生物处理方法继续除去污水中胶体和 溶解性有机物的净化过程。用来充分去除人类排泄物、 食物渣滓、肥皂水和洗涤水中溶解的或悬浮的有机物。常用方法有活性污泥法 和生物过滤法。.沉淀池 sedimentation tank污水处理过程中，沉淀污水中固体物的场所，利用沉淀作用进行 固、液态分离，去除水中悬浮物的建筑物。在生化之前的称为初沉 池，沉淀的污泥无机成分较多，污泥含水率相对于二沉池

7、污泥低 些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污 泥含水率较高。沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量， 减轻生物处理负荷，在曝气池后设 二次沉淀池可以截流活性污泥。止匕外，还有在二级处理后设置的化学 沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机 物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。沉淀池池体平面 为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水 渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流 均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一 端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入

8、出水渠。堰前设浮渣梢和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的 主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计 流速缓慢而稳定地流过。池的长宽比一般不小于4,池的有效水深一般不超过3米。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，多设在池 前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。沉淀池池体平面为 矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠 通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均 匀地分布在整个池宽的横断面。.二次沉淀池 secondary settling tank接纳废水二级处理的出水，用以去除生物悬浮固体的沉淀池。在活性污泥法中，从曝气池流出的混合液在二次沉淀池中进行

9、泥 水分离和污泥浓缩，澄清后的出水溢流外排，浓缩的活性污泥部 分回流至曝气池，其余作为剩余污泥外排。在生物膜法中，脱落 的生物膜随滤池出水在二次沉淀池中进行泥水分离。.曝气池(aeration tank )利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。 池内提供一定污水停留 时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的 混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。曝气方法主要有鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气又称压缩空气 曝气，主要由曝气风机及专用曝气器组成。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝土池， 池内用隔墙分为几个单独进水的隔间， 每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次

10、在廊道内流动，至另 一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气 扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。机 械曝气一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内 废水，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气 的，称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用 ，促使池内废水 不断循环流动，不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入 空气，所以充气效果较好。曝气原理：曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气

11、体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移，这 种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。 双膜理论认为，在“气-水”界面上存在着气膜和液膜， 气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态；气膜和液膜间 属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度 梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧 继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障碍，这就是双膜理论。显然，克服液膜障碍最有效的方法是快速变换“气-液”界面。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是: 减少

12、气泡的大小，增加气泡的数量，提高液体的紊流程度，加大 曝气器的安装深度，延长气泡与液体的接触时间。.短流进入沉淀池的水流，在池中停留的时间通常并不相同，一部 分水的停留时间小于设计停留时间，很快流出池外；另一部分则 停留时间大于设计停留时间，这种停留时间不相同的现象叫短流。 短流使一部分水的停留时间缩短，得不到充分沉淀，降低了沉淀 效率；另一部分水的停留时间可能很长，甚至出现水流基本停滞 不动的死水区，减少了沉淀池的有效容积。总之，短流是影响沉 淀池出水水质的主要原因之一。.排泥及时排泥是沉淀池运行管理中极为重要的工作。污水处理中 的沉淀池中所含污泥量较多，有绝大部分为有机物，如不及时排 泥，

13、就会产生厌氧发酵，致使污泥上浮，不仅破坏了沉淀池的正 常工作，而且使出水质恶化，如出水中溶解性BOD（直上升；pH值下降等。初沉池排泥周期一般不宜超过2日，二次沉淀池排泥周期一般不宜超过 2小时，当排泥不彻底时应停池（放空）采用人 工冲洗的方法清泥。.厌氧发酵应厌氧发酵是废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和CQ产生。液化阶段主要是发酵细菌起作用，包括纤维素分解菌和蛋白质水解菌，产酸阶段主要是醋 酸菌起作用，产甲烷阶段主要是甲烷细菌，他们将产酸阶段产生 的产物降解成甲烷和 CQ,同时利用产酸阶段产生的氢将CQ还原成甲烷。 厌氧发酵的影响因素有：原料配比，厌氧发酵的碳氮比

14、 以20-30为宜，当碳氮比在 35时产期量明显下降；温度在 35-40C为宜；PH值对于甲烷细菌来说，维持弱碱环境是绝对必 要的，它的最佳 PH范围为6.87.5 , PH值低，它使 CO大增， 大量水溶性有机物和 H2S产生，硫化物含量的增加抑制了甲烷菌 的生长，可以加石灰调节 PH,但是调整PH的最好方法是调整原 料的碳氮比，因为底质中用以中和酸的碱度主要是氨氮，底质含氮量越高，碱度越大，当 VFA （挥发性脂肪酸）3000时，反应会 停止。.活性污泥法活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除 系统所组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。 曝气池是一个生物反应器

15、，通过曝气设备充人空气，空气中的氧 溶人污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传 递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。 这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流人沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离。流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流， 称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固 体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引 起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持 活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中 含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污

16、染环境。要 使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了有氧化和分解 有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥 能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是 一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。菌胶 团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块，使细菌 具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要 组成部分。游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可 以捕食这些游离细菌，这样沉淀池的出水就会更清彻，因而原生 动物有利于出水水质的提高。第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶 团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类

17、黏性物质。同 时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物， 并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除， 活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液 中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄 清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池 底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气 池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为剩余污泥。事实上，污染物很

18、大程度上从污水中转移到了这 些剩余污泥中。.生物膜法 biofilm process利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落处理污水或废气的方 法。生物滤池法、生物接触氧化法和生物转盘法均属于此种方法。主 要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。生物膜是由高 度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等 组成的生态系统，具附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自 滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜 法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气 菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的 生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污

19、水的目的。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。 在污水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体（一般称填料）在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧（充氧装置由水处理曝气风机及曝气器组成）的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物，使污 水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜随之增厚。当生物 膜增长到一定厚度时，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面 仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生 物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复 始，使污水得到净化。微生物在填料表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸

20、附 作用，具表面存在一层薄薄的水层，水层中的有机物已经被生物 膜氧化分解，故水层中的有机物浓度浓度比进水要低得多，当废 水从生物膜表面流过时，有机物就会从运动着的废水中转移到附 着在生物膜表面的水层中去，并进一步被生物膜所吸附，同时， 空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解和机体本身进行新陈代谢，因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相 反的方向，即从生物膜经过附着水层转移到流动的废水中或空气 中去。这样一来，出水的有机物含量减少，废水得到了净化。.化学需氧量COD化学需氧量表示在强酸性条件下重铭酸钾氧化一升污水中有 机物所需的氧量，可大

21、致表示污水中的有机物量，折算成每升水样消耗氧的毫克数，用mg/L表示。它是表示水中还原性物质多少 的一个指标，水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化 物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量又往往作 为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水 体受有机物的污染越严重。目前应用最普遍的是酸性高镒酸钾（KMnO）氧化法与重铭酸钾（K2CF2C7）氧化法。不管对除盐、 炉水或循环水系统，CCD1低越好，但并没有统一的限制指标。.生化需氧量BCD地面水体中的有机物经微生物分解所消耗水中溶解氧的总 量，用mg/L表示。污水中各种有机物得到完全氧化分解的时间， 总共约需一百天，

22、为了缩短检测时间，通常采用一定体积的水样 在20 c条件下培养5天后，测定水体中溶解氧消耗的毫克数，以 毫克/升或百分率、ppm表示，对生活污水来说，它约等于完全氧 化分解耗氧量的70%。生化耗氧量是“生物化学需氧量”的简 称。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生 物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BCD5 ,相应地还有BCD10 BCD20。地面水中的污染物，在以微生物为媒介的氧 化过程中要消耗水中的溶解氧，其所消耗的溶解氧量称作生化需 氧量（或生物耗氧量，即 BCD。具值越高，说明水中有机污染 物质越多，污染也就越严重。加以悬浮或溶解状态存在于生活污 水和制糖、食品、

23、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物，可经好气菌的生物化学作 用而分解，由于在分解过程中消耗氧气，故亦称需氧污染物质。 若这类污染物质排入水体过多，将造成水中溶解氧缺乏，同时， 有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象，产生甲烷、硫化 氢、硫醇和氨等恶臭气体，使水体变质发臭。.污泥泥龄污泥泥龄是指曝气池中微生物细胞的平均停留时间。对于有 回流的活性污泥法，污泥泥龄就是曝气池全池污泥平均更新一次 所需的时间（以天计）。泥龄长，处理效果好，污泥量也少；但 太长，则将使污泥老化，影响沉淀。普通活性污泥的泥龄一般为 3-4天之间，对于高负荷活性污泥法，污泥泥龄为0.

24、2-0.4 天泥龄必须不短于所需利用的微生物的世代期，才能使该微生物在 曝气池内繁殖壮大。一般常利用系统稳定平衡运行时的池中的总 泥量（MLSS曝气池体积）除每日排除的剩余污泥量（或每日进 泥量）计算求得活性污泥泥龄。控制污泥龄是选择活性污泥系统 中微生物种类的一种方法。如果某种微生物的世代期比活性污泥系统长，则该类微生物在繁殖出下一代微生物之前，就被以剩余 活性污泥的方式排走，该类微生物就永远不会在系统内繁殖起来。 反之如果某种微生物的世代期比活性污泥系统的泥龄短，则该种 微生物在被以剩余活性污泥的形式排走之前，可繁殖出下一代， 因此该种微生物就能在活性污泥系统内存活下来，并得以繁殖， 用于

25、处理污水。SRT直接决定着活性污泥系统中微生物的年龄大小，一般年轻的活性污泥，分解代谢有机污染物的能力强，但凝聚沉降性差，年长的活性污泥分解代谢能力差，但凝聚性较好。用SRT控制排泥，被认为是一种最可靠，最准确的排泥方法，选择合适的泥龄(SRT作为控制排泥的目标。 一般处理效率要求高， 出水水质要求高，SRT应控制大一些，温度较高时，SRT可小一些。分解有机污染物的决大多数微生物的世代期都小于3天。.污泥负荷 sludge load污泥负荷指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量，即，曝气池内每公斤活性污泥单位时间负担的五日生化需氧量公斤数。具计量单位通常以kg/(kgd)表示。.污泥沉降比污泥沉降比(SV)是指将混匀的曝气池活性污泥混合液迅速倒进1000ml量筒中至满刻度，静置沉淀30分钟后，则沉淀污泥与所取混合液之体积比为污泥沉降比(衿，又称污泥沉降体积(SV30)以mL/L表