昆药集团药业运行手册

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废水处理工程

运行手册

（代培训教程）

成都市与谐环保工程技术有限公司

二。一三年十月

目录

第一章、污水处理常用指标及含义.....................................3

1.1概述..........................................................................................3

1.2有关名词介绍.................................................................................4

第二章废水处理基本知识............................................5

2.1基本处理方法.................................................................................5

2.2污水处理通常分级流程........................................................................6

第三章'混凝及沉淀.................................................6

3.1混凝的去除对象...............................................................................6

3.2水的混凝机理与过程..........................................................................6

3.3混凝剂与助凝剂..............................................................................9

3.4混凝影响因素.................................................................................9

3.5混凝设备....................................................................................10

3.6沉淀原理与分类..............................................................................10

第四章多微电解的基本知识..........................................12

1、多微电解法概述...............................................................错误!未定义书签。

2、技术原理......................................................................错误!未定义书签。

3、工艺流程......................................................................错误!未定义书签。

4、工艺特点......................................................................错误!未定义书签。

5、适用废水的种类...............................................................错误!未定义书签。

第五章微生物的基本知识...........................................13

5.1、厌氧反应器微生物...........................................................................13

5.2活性污泥中常见的微生物.....................................................................13

5.3、如何根据活性污泥中的微生物来推断污泥的状况...............................................14

5.4、影响生物处理的因素.........................................................................15

5.5反应器基本原理简介.........................................................................15

第六章、常规项目的分析方法汇编...................................17

6.1、化学需氧量（CODCR）..............................................................................................................................................17

6.2、五日生化需氧量.............................................................................20

6.3、溶解氧.....................................................................................25

6.4、悬浮物的测定...............................................................................28

6.5、PH值的测定...............................................................................28

6.6、水质色度的测定.............................................................................29

第七章'工程设计及运行............................................33

7.1设计数据....................................................................................33

7.2工艺流程图.................................................................................35

7.3污染负荷分担预估算........................................................................36

7.4废水处理流程综述.............................................................................36

第八章'各处理单元操纵指标及方法..................................37

8.1综合调节池.............................................................................37

8.2高浓度调节池..............................................................................38

8.3多微电解设备..............................................................................38

8.4水解酸化池...............................................................................40

8.5厌氧反应池................................................................................41

8.6中沉池（沉淀罐）............................................................................48

8.7接触氧化池................................................................................51

8.8二沉池....................................................................................54

8.9过滤池....................................................................................57

8.10污泥池...................................................................................58

第九章、各处理单元日常管理........................................58

9.7排放口.....................................................................................58

9.2水泵间....................................................................................58

9.3罗茨鼓风机房.............................................................................62

9.4污泥脱水设备.............................................................................68

9.5、分析检测.................................................................................76

9.6电力电器操作规程..........................................................................77

9.7污水站设备操作安全规程....................................................................93

第一章、污水处理常用指标及含义

1.1概述

1.1.1.污染物性质的分类

按化学物质分：有机物与无机物

按物理形态大小分：悬浮物、胶体、溶解性

1.1.2.废水水质指标

1）物理性质：色度，温度，SS

2）化学性质：pH、有机物、溶解性固体、有毒物、N、P,有机物：综合指标：BOD、COD、TOD（总

需氧量）

3）生物学指标：细菌总数、大肠菌数

1.2有关名词介绍

121、微生物

微生物是一类形体微小、结构简单、务必借助显微镜才能看清它们面目的生物。它包含细菌、病毒、

藻类、原生动物与后生动物等生物，不是分类学的概念，而是一切微小生物的总称。

微生物常用的观测方法为显微镜观测法。

122、COD（单位：mg/1）

化学需氧量（CODcr）,是指在一定条件，用强氧剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的毫克/升表示。

化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。水中还原性物质包含有机物，亚硝酸盐、亚铁盐、硫化

物等，而水被有机物污染是很普遍、要紧的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一。CODcr反

映了水中受还原性物质污染的程度。

常用的监测方法为重铝酸钾法。

1.2.3、BOD（单位：mg/1）

生化需氧量（BOD）是废水中可生物降解的那部分有机物在微生物作用下氧化分解所需的氧量。BOD,

为五天生化需氧量，这相当于比较容易被微生物分解利用的有机物量，是指在温度20±1℃,培养5天，水

中有机物被微生物降解所消耗的氧量。

常用监测方法为稀释接种法。

1.2.4、固体悬浮物SS（单位：mg/1）

也称不可过滤物质，它表示通过滤截留与103c蒸发后的物质质量。

常用的监测方法为103〜105℃烘干残渣法。

1.2.5、PH值

PH值是水中氢离子浓度的负对数。Ph=-loglOH+

常用的监测方法为玻璃电极法、便携式PH计法、PH试纸测定。

1.2.6、SV（%）

污泥沉降比，是指将曝气池内混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比。SV30是

衡量污泥沉降性能与浓缩性能的一个指标。

监测方法为量筒沉淀法。

12.7、溶解氧DO（单位：mg/1）

表示溶解在水中的分子态氧的数量。假如DO太低，它将抑制微生物的活性，导致BOD5去除率低。

相反，DO太高会影响污泥沉淀性能。曝气池DO突然升高说明出现一个严重中毒症状；DO突然下降说明

有机负荷已进入曝气池，使得微生物需氧量增加。

常用监测方式是使用便携式溶氧仪测定。

1.2.8、氨氮（NH3-N）（单位：mg/1）

氨氮以游离氨（NH3）或者胺盐（NH4+）形式存在于水中。水中氨的来源要紧为生活污水中含氮有机

物受微生物作用的分解产物，某些工业废水，如焦化废水与合成氨化肥厂废水等，与农田排水。此外，在

无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用，还原为氨。在有氧环境中，水中氨亦可转变为亚硝

酸盐，或者继续转变为硝酸盐。在废水中氨氮含量较高的前提下，推荐氨氮的监测方法为蒸镯一酸滴定法。

常用的氨氮测定方法为钠氏试剂比色法。

第二章废水处理基本知识

2.1基本处理方法

1）.物理法：沉淀、气浮、筛网

2）.化学法：处理溶解性物质或者胶体

中与、吹脱、混凝、消毒

3）.生物处理方法：好氧、厌氧、兼氧

2.2污水处理通常分级流程

预处理―一一级处理^—二级处理•三级处理

原

废’排放或利用

水格沉生物处理物化处理

排放或0用

—►活性污泥法

栅砂或生物处理

I或生物膜法沉

回流污泥

t沼气利用处置或利用

i剩余污泥

上清液

预处理：Preliminarytreatment

一级处理：Primarytreatment

二级处理：Secondarytreatment

三级或者深度处理：Tertiaryoradvancedtreatment

深度处理通常以污水回收、再用为目的。

BOD去除率SS去除率

一级处理20-4050-70

二级处理75-9575-95

第三章、混凝及沉淀

3.1混凝的去除对象

混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物，是一种化学方法。

范围在：lnm-0.1pm(有的时候认为在1pm)

混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矶花。

水处理中要紧杂质：粘土(50nm-4pm)

细菌(0.2pm-80|im)

病毒(10nm・300nm)

蛋白质(lnm-50nm)＞腐殖酸

3.2水的混凝机理与过程

321、铝盐在水中的化学反应

铝盐最有代表的是硫酸铝A12(SO4)3J8H2O,溶于水后，立即离解铝离子，通常是以[A1(H2O)6]3+

存在。在水中，会发生下列过程。

1).水解过程

配位水分子发生水解：

[A1(H2O)6]3+——[A1(OH)(H2O)5]2++H+

其结果是：价数降低，pH降低，最终产生一一A1(OH)3沉淀

2).缩聚反应

—0H—发生架桥，产生高价聚合离子(多核羟基络合物)

其结果是：电荷升高，聚合度增大

同时多核羟基络合物还会继续水解。

因此，产物包含：未水解的水合铝离子：单核羟基络合物；多核羟基络合物；氢氧化铝沉淀，各类

产物的比例多少与水解条件(水温、pH、铝盐投加量)有关。

3.2.2、混凝机理

水的混凝现象比较复杂•至今尚未有统一认识。

凝聚(Coagulation)、絮凝(Flocculation)

混凝：包含两者

1).压缩双电层

根据DLVO理论，加入电解质对胶体进行脱稳。

电解质加入一一与反离子同电荷离子T一一压缩双电层一一,电位J一一稳固性J一一凝聚

示例：河川到海洋的出口处，由于海水中电解质的混凝作用，胶体脱稳凝聚，易形成三角洲。

叔采一哈代法则能够适用，即：凝聚能力3离子价数6

但该理论不能解释：1）混凝剂投加过多，混凝效果反而下降;

2）与胶粒带同样电号的聚合物或者高分子混凝效果

好。

这些都与胶粒的吸附力有关，绝非只来源于静电力，还来源于范得华力、

氢键及共价键力（多出现在有聚合离子或者高分子物质存在时）。

2）.吸附-电性中与

这种现象在水处理中出现的较多。

指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等,

来降低，电位。这一点与第1条机理不一致。

在铝盐混凝剂的过程中，水解的多核羟基络合物要紧起吸附电性中与作用。在水处理中由水合的A13+

产生的单纯的压缩双电层作用甚微。

3）.吸附架桥

指高分子物质与胶粒，与胶粒与胶粒之间的架桥，高分子投量过少，不足以形成吸附架桥，但投加

过多，会出现“胶体保护”现象。

4）.网捕或者卷扫

金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕，小胶粒与大矶花发生接触凝聚-----澄清池中发生的现

象，根据以上机理,能够解释在不一致pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理。

pH<3简单的水合铝离子起压缩双电层作用

pH=4-5多核羟基络合物起吸附电性中与

pH=6.5-7.5多核羟基络合物起吸附电性中与；氢氧化铝起吸附架桥、网捕

天然水体通常pH=6.5-7.8

3.2.3、混凝过程

1).凝聚(coagulation)

带电荷的水解离子或者高价离子压缩双电层或者吸附电中与一一C电位J一一脱稳一一凝聚，生长成约

d=10p

特点：剧烈搅拌，瞬间完成在混合设备中完成

2).絮凝(flocculation)

高聚合物的吸附架桥

脱稳胶粒---生长成大桃花d=0.6-1.2mm

特点：需要一定时间，搅拌从强—弱--在絮凝中设备完成

3.3混凝剂与助凝剂

3.3.4、混凝剂

种类有很多于200—300种。分类如下表:

硫酸铝、明矶、聚合氯化铝（PAC）适宜pH：5.5~8

无铝系聚合硫酸铝（PAS）

机三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁（国内适宜pH：5~11,但腐蚀性强

铁系生产少）、聚合硫酸铁、聚合氯化铁

阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物国外开始增多，国内尚少

阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）

有人工非离子型：聚丙烯酰胺（PAM）,聚氧

机合成化乙烯（PEO）

两性型：使用极少

天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等

微生物絮凝剂

3.3.5、助凝剂

能够参加混凝，也可不参加混凝。

1）.酸碱类：调整水的pH,如石灰、硫酸等

2）.加大桃花的粒度与结实性：如活化硅酸（SiO2nH20）、骨胶、高分子絮凝剂

3）.氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加C12、等

3.4混凝影响因素

要紧包含：水温、水化学特性、杂质性质与浓度、水力条件（前面已有叙述）

1）、水温

低温，混凝效果差，原因是：无机盐水解吸热，温度降低，粘度升高一一布朗运动减弱

胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚

2）、pH及碱度

视混凝剂品种而异。

无机盐水解，造成pH下降，影响水解产物形态。

根据水质、去除对象，最佳pH范围也不一致。

需碱度来调整pH,碱度不够时需要投加石灰。

3）、水中杂质浓度

杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。

计策：1）加高分子助凝剂

2）加粘土

3）投加混凝剂后直接过滤

3.5混凝设备

3.5.1、混凝剂的配制与投配

通常使用液体投加的方式。

1）.投配流程：

药剂一溶解池一溶液池一计量设备一投加设备一混合设备一

2）.剂量与投加方式

计量：流量计（转子、电磁）、孔口、计量泵

投加方式：泵前投加，虹吸投加，水射器投加，泵投加

3.投加量自动操纵

最佳投加量：既定水质目标的最小混凝剂投加量

通常使用混凝搅拌试验，确定最佳混凝剂投加量，然后进行人工调节。

3.5.2、混合设备

水泵混合：投药投加在水泵吸水口或者管上。

管式混合：管式静态混合器、扩散混合器，混合时间2—3秒

机械混合：搅拌

3.6沉淀原理与分类

3.6.1、原理

利用颗粒与水的密度之差，比重＞1,下沉

比重＜1,上浮

沉淀工艺简单，应用极为广泛，要紧用于去除lOOum以上的颗粒

给水处理一一混凝沉淀，高浊预沉

废水处理一一沉砂池（去除无机物）

初沉池（去除悬浮有机物）

二沉池（活性污泥与水分离）

3.6.2、分类

自由沉淀：离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变

（沉砂池、初沉池前期）

絮凝沉淀：絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加

（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）

拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层

（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）

压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。

3.6.3沉淀池

1）、分类

平流式、竖流式、辐流式、斜流式

2）.竖流式沉淀池简介

平面J-J剖面

水流上升速度v

颗粒沉速X,下沉；＜v,沉不下来

根据沉淀实验得uO—ui!t；vK＜ua

沉淀去除率=1-pO

无沉淀资料时，关于生活污水，v谀=1.5-3m/h,Ta=l-2.0h

由v谀fA=Q/v«注意：A的算法

f直径＜|＞

由T谀—H=vaTa

4＞/H＜3,使水流接近竖流，＜|）＜10m

注意：中心管的流速不宜太大，＜30mm/s

适用于小水深，池深大，但沉淀效果较差

排泥方便，占地小。

第四章多微电解的基本知识

1、多维电解的构造

多维电解是在传统二维电解槽电极间装填粒状或者其他碎屑状工作电极材料并使装填粒状电极材料表

面带电，成为新的一极（第三极），在工作电极材料表面能发生电化学反应。多维电极处理废水的基本原理

是电催化氧化还原反应，它能够增加电解槽的面体比，提高电流效率与处理效果。在液固两相或者气液固

三相反应中，由于流体在反应器中的复杂流淌行为，通常认为化学反应发生相界面上，传统平板电极反应

器总反应速率要紧由物质扩散过程操纵，体系的传质传热速率比较慢。在多维流化床反应器中，导电颗粒

代替了平板电极，同时在反应器中呈流化状态时，极大地提高了电极比表面积与传质速率，电极反应器中

溶液的电势分布比较均匀，溶液主体具有均匀的电场及温度场，为电解反应提供了一个良好的场所，也就

是说为难降解有机物的降解提供了良好的降解场所。

2、多维电解的反应原理

多维电解工艺的反应原理是，接通电源，废水在酸性条件下，发生了两种不一致的反应，第一种是与铁

碳微电解相近的反应，但由于电势比铁碳微电解高得多，因此反应剧烈得多，但第二种是更重要的羟基自

由基产生的反应，而铁碳微电解不具备该反应，具体反应如下：

第一种反应：

微阳极：X-2e-X2+（X2+代表正极）

E0（X2+/X）=-12.0V

微阴极：

2H++2e-2[HJ-H2（酸性溶液中）

EO（H+/H2）=0.00V

02+4H++4e-2H20（酸性溶液中）

EO（O2/H2O）=12.2V

第二种反应：

在分析废水的电化学处理机理时，还有废水在通电的情况下发生下述反应：

O2+H2O+2e-*HO2-+OH-+H0.

H02——►OH一~|-[0]

2OH--2efH20+[0J

这就是多维电解处理高难度难降解废水时起强氧化作用的新生态氧（[0]）与羟基自由基（H0.）的来源。

综上所述，多维电解去除高浓度难降解有机废水中的污染物的要紧作用机理为：

还原作用，多维电解产生的新生态氢使某些显色基团脱色。

氧化作用，多维电解产生一定量的新生态氧与羟基自由基具有很强的氧化性，可将一部分有机物直接氧化

成二氧化碳水，同时将一部分顽固的有机物氧化成小分子、短链的可生化的有机物。

第五章微生物的基本知识

5.1、厌氧反应器微生物

厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌，产乙酸菌与水解发酵菌等构成的自凝聚体。其良好的沉淀性能与产甲烷

活性是升流式厌氧污泥床反应器成功的关键，颗粒污泥的化学构成与微生物相对其结构与维持起着重要作

用，颗粒化过程是一个多阶段过程，取决于废水构成，操作条件等因素，综述了近几年来厌氧颗粒污泥及

其形成机理的研究进展内容包含厌氧颗粒污泥的基本特性与微生物的相，厌氧颗粒污泥结构及其颗粒化过

程。

5.1.1、颗粒污泥的类型

杆菌颗粒污泥，粒径约为l-3mm；

松散颗粒污泥，要紧由松散互卷的丝菌构成，丝菌附着在惰性粒子表面，也称“丝菌颗粒污泥”，粒径

约为l-5mm；

紧密球状颗粒污泥，要紧由甲烷八叠球菌构成，粒径较小，通常为0.01-0.5mm。

5.1.2、颗粒污泥的性质

颗粒污泥通常呈球形或者椭球形，其颜色呈灰黑或者褐黑色，肉眼可观察到颗粒的便面包裹着灰

白色的生物膜。颗粒污泥的比重通常为1.01-1.05,粒径为O.5-3mm(最大可达5mm),污泥指数(SVI)为

10-20mL/gSS(与颗粒的大小有关)，沉降速度多在5-10mm/s。成熟颗粒污泥的VSS/SS值为70-80%。颗粒

污泥含有碳酸钙等无机盐晶体与纤维、沙粒等，还含有多种金属离子。颗粒污泥中的碳、氢、氮的含量分

别为40-50%、7%与10%左右。

5.2活性污泥中常见的微生物

微生物在调试过程中起着很重要的指示左右，通过镜检根据活性污泥中的微生物能够发现该活性污泥

的好差，其指示作用有：

(1)着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BODs与浊度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟

虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随之而翻动，其中还夹杂一些

爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活性污泥。

(2)小口钟虫在生活污水与工业废水处理很好时往往就是优势菌种。

(3)假如大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，说明净化作用较差。

(4)大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。

(5)如出现要紧有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈

透明，酚类去除率在90%以上。

(6)根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。

(7)如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。

(8)而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或者改善的指示生物。

(9)在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。

(10)过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。

(11)另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，要紧看菌胶团的大小用数量来推断处理效果。

5.3、如何根据活性污泥中的微生物来推断污泥的状况

(1)活性污泥净化性能良好时出现的微生物有钟虫、累枝虫、楣纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各类后生动

物及吸管虫类等固着性生物或者匍匐型生物，当这些生物的个数达到1000个/ml以上，占整个生物个体数

80%以上时，能够断定这种活性污泥具有较高的净化效果。

(2)活性污泥净化性能恶化时出现的生物有多波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生物。这

时絮体很碎约100um大小。严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。极端恶化时原生动物与后生动物都不出现。

(3)活性污泥由恶化状态进行恢复时出现的生物为漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或

者匍匐型生物。

(4)活性污泥分散解体时出现的生物为蛇蝇简变虫、辐射变形虫等肉足类。这些生物出现数万个以上

时絮体变小，使处理水浑浊。当发现这些生物剧增时可通过减少回流污泥量与送气量，能在某种程度上抑

制这种现象。

(5)活性污泥膨胀时出现的微生物为球衣菌、各类霉菌等，这些丝状微生物引起污泥膨胀，当SVI

在200以上时，这些丝状微生物呈丝屑状。膨胀污泥中的微型动物比正常污泥少。

(6)溶解氧不足时出现的微生物为贝氏硫黄细菌等。这些微生物适于溶解氧浓度低时生存。这些微生

物出现是，活性污泥呈黑色、腐败发臭。

(7)曝气过量时出现的微生物，若过曝气时间持续很长时，各类变形虫与轮虫为优势生物。

(8)废水浓度过低时大量出现的微生物为游仆虫等。

(9)BOD负荷低时出现的微生物。表壳虫、鳞壳虫、轮虫、寡毛虫等为优势生物，这些生物多时也

是硝化进行的指标。

(10)冲击负荷与毒物流入时出现的生物。由于原生动物对环境条件的变化反应比细菌为快，因此可

通过观察原生动物的变化情况来看冲击负荷与毒物对活性污泥的影响。原生动物中对冲击负荷与毒物反映

最灵敏的桶纤虫，当楣纤虫急剧减少时.，说明发生了冲击负荷与流入少量毒物。

5.4、影响生物处理的因素

影响好氧生物处理的因素要紧是温度、pH、营养物、供氧、毒物与有机物性质等。

4.4.1、温度：

根据生长的最适宜温度范围，细菌可分为嗜冷、嗜温与嗜热(或者可分为低温、中温与高温)三大类。

嗜冷菌的最佳生长温度为4〜10℃,嗜热菌为50〜55℃,嗜温菌为20〜40℃,废水好氧生物处理通常在15~

35c内运行，温度低于10℃或者高于40℃,去除BOD的效率大大降低。20〜30℃效果最佳。通常在5〜

35℃内，温度每增加10〜15℃,微生物活动能力可增加一倍。

5.4.2、PH：

废水氢离子浓度对微生物的生长有直接影响。好氧生物处理系统在中性环境中运行最好，通常在

pH6.5〜8.5范围内。当pH>9或者pH<6.5时，微生物生长受到抑制。低于6.5时，真菌在争夺食料中比细

菌占优势，微生物形成的固体沉降性能不好。

5.4.3、供氧：

好氧生物处理过程中提供足够的溶解氧是至关重要的，供氧不足会出现厌氧状态，妨碍好氧微生物正

常的代谢过程，并滋长丝状细菌。为了使微生物正常代谢与沉淀分离性能良好，通常要求溶解氧维持在

2mg/L左右。

5.4.4、营养物：

微生物的代谢需要一定比例的营养物质。除需要以BOD表示的碳源外，还需要氮、磷与其它微量元素。

生活污水含有微生物所需要的各类元素；有些工业废水则缺乏某些关键的元素，如氮、磷等，这是就需要

透加适量的氮、磷等或者生活污水。好氧生物处理对氮、磷的需要量可根据下式估计：

BOD5：N：P=100：5：1

5.4.5、有毒物质：

对生物处理有毒害的物质很多，其中包含重金属、鼠、H2s等无机物质与某些有机毒物。毒物的毒害

作用与pH值、水温、溶解氧、有无其它毒物及微生物的数量与是否驯化等有很大关系。

5.5反应器基本原理简介

5.5.1>厌氧反应器

按功能划分，反应器由上而下共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区与气液分离

区。

(1)混合区：反应器底部进水、颗粒污泥与气液分离区回流的泥水混合物有效的再此区混合。

(2)第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼

气。混合液上升流与沼气的剧烈扰动使该反应区内泥呈膨胀与渣化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此

而保持着高的活性随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。

(3)气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流

管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥与进水充分混合，实现了混合液的内部循环。

(4)第2厌氧区：通过第1厌氧区处理过的废水，除一部分被沼气提升外，剩余的都通过三相分离器

进入第2厌氧区，该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物己经在第1厌氧区被降解，因此产沼气量小,

沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了条件。

(5)沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的污泥返

回到第2厌氧区污泥床。

552、活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的要紧方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，

经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很

强的吸附与氧化有机物的能力。

(1)基本构成：a、曝气池(反应主体)b、二沉池：泥水分离，保证出水水质；保证回流污泥，维持

曝气池内的污泥浓度。c、回流系统：维持曝气池的污泥浓度；改变回流比，改变曝气池的运行工况。d、

剩余污泥排放系统：是去除有机物的要紧途径之一；维持系统的稳固运行。e、供氧系统：要紧由供氧曝气

机与专用曝气器构成，向曝气池提供足够的溶解氧。

(2)系统有效运行的基本条件：a、水中含有足够的可溶性易降解的有机物；b、混合液含有足够的溶

解氧；c、活性污泥在池内呈悬浮状态；d、活性污泥连续回流，及时排出剩余污泥，使混合液保持一定浓

度的活性污泥；e、无有毒有害物质流入。

(3)流程：典型的活性污泥法事由曝气池、沉淀池、污泥回流系统与剩余污泥排除系统构成。

污水与回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝

气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加水中溶解氧的含量，还使混合液处

于剧烈搅动的状态，形成悬浮态。溶解氧、活性污泥与污水相互混合，充分接触，使活性污泥反应得以正

常进行。

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表面上，这是由于其巨大的表面积与多

糖等黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶的作用下分解为小分子有机物。

第二阶段，微生物在氧充足的条件下，汲取这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳与水，一部分供

自己的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中的有机物得以降解去除，活性污泥本身得以繁衍生长,

污水则得以净化。

通过活性污泥净化作用后的混合液进入二沉池，混合液中悬浮的活性污泥与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。通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与微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，

称之“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上

与自然界水体自净过程相似，只是通过人工强化，污水净化的效果更好。

553、生物接触氧化法

生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。

具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法与生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业

废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、

耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

(2)特点：a、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，

生物接触氧化池具有较高的容积负荷；b、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水

质水量的骤变有较强的习惯能力；c、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。生物接触氧

化法具有生物膜法的基本特点，但又与通常生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，

因此生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是使用机械设备向废水中充氧，而不一致于通常生物滤池靠自然

通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料，也可称之曝气循环型滤池或者接触曝气池。三是

池内废水中还存在约2〜5%的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有

活性污泥法特点的生物膜法，兼有生物膜法与活性污泥法的优点。

(3)原理：生物接触氧化法净化废水的基本原理与通常生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有

机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化。

生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物与后生动物构成。在活性污泥法中，

丝状菌常常是影响正常生物净化作用的因素；而在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，

大大增加了生物相与废水的接触表面，同时由于丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变

化有较大的习惯性，因此是提高净化能力的有力因素。

第六章、常规项目的分析方法汇编

前言：本资料是国家标准分析书有关章节的汇编，共计6项水环境分析监测方法，供有

关人员参照使用。

6.1、化学需氧量(CODcr)

化学需氧量(COD),是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧毫克/升来

表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。水中还原性物质包含有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、

硫化物等。水被有机物污染是很普遍的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一。

水样的化学需要氧量，可受加入氧化剂的种类及浓度，反应溶液的酸度、反应温度与时间，与催化剂

的有无而获得不一致的结果。因此，化学需氧量亦是一个条件性指标，务必严格按操作步骤进行。

关于工业废水，我国规定用重铭酸钾法，其测得的值称铭化学需氧量。

重倍酸钾法(CODcr)

6.1.1、原理

在强酸性溶液中，一定量的重铭酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铝酸钾以试亚铁灵作指示剂、

用硫酸亚铁核溶液回滴。根据用量算出水样中还原性物质消耗的量。

6.1.2、干扰及其消除

酸性重倍酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银作催化剂时，直链脂肪族化合物可完全

被氧化，而芳香族有机物却不是易被氧化，毗咤不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于

蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子能被重倍酸盐氧化，同时能与硫酸银作用产生沉淀,

影响测定结果，故在回流前向水样中加硫酸汞，使作为络合物消除干扰。氯离子含量高于2000mg/L的样

品应先作定量稀释，使含量降低至2000mg/L下列，再行测定。

6.1.3,方法的适用范围

用0.25mol/L浓度的重铭酸钾溶液可测定大于20mg/L的COD值。用0.025mol/L浓度的重铭酸钾溶液

可测定5-50mg/L的COD值，但准确度较低。

仪器

(1)回流装置：带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置见图(如取样量在30ml以上，使用500ml锥形瓶

的全玻璃回流装置)。

(2)加热装置：电热板或者变阻电炉

(3)50ml酸式滴定管。

试剂

(1)重铝酸钾标准溶液(l/6K2Cr2O7=0.25mol/L)：称取预先在120℃烘干2h的基准或者优级纯重铭

酸钾12.258g溶于水巾，移入1000ml容量瓶，稀释至标线，摇匀。

(2)试亚铁灵指示液：称取1.485g邻菲罗咻(C12H8N2•H2O,1,10-phenanthnoline),0.695g硫酸

亚铁(FeSO4-7H2O)溶于水中，稀释至100ml,贮于棕色瓶内。

(3)硫酸亚铁按标准溶液［(NHQ2FeSO4-6H2O=«.lmol/L］：称取39.5g硫酸亚铁核深于水中，边搅拌

边缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铭酸钾标

准溶液标定。

标定方法：

准确吸取10.00ml重锯酸钾溶液于500ml锥形瓶中，加水稀释至110ml左右，缓慢加入30ml浓硫酸，

混匀。冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液（约0.15ml）,用硫酸亚铁镀溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿

色至红褐色即为终点。

C[（NH4）2Fe（SO4）2]=0.2500xl0.00/V

注：C—硫酸亚铁镀标准溶液的浓度（mol/L）；V=硫酸亚铁镀标准滴定溶液的用量（ml）。

（4）硫酸一硫酸银溶液：于2500ml浓硫酸中加入25g硫酸银。放置1—2d,不时摇动使其溶解（如

无2500ml容器，可在500ml浓硫酸中加入5g硫酸银）。

（5）硫酸汞：结晶或者粉末。

步骤

（1）取20.00ml混合均匀的水样（或者重量水样稀释至20.00ml）置250ml磨口的回流锥形瓶中，准

确加入10.00ml重倍酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或者沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地

加入30ml硫酸一硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。

注1：关于化学需要氧量高的废水样，可先取上述操作所需要体积1/10的废水样与试剂，于15x150mm

硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否绿色。如溶液显绿色，再适当减少废水取样量，直至溶液不变绿

色为止，从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时，所取废水样量不得少于5ml,假如化学需氧量很

高，则废水样应多次稀释。

2、废水中氯离子含量超过30mg/L时，应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中，再加20.00ml废水（或

者适量废水稀释至20.00ml）、摇匀。下列操作同上。

（2）冷却后，用90ml水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶，溶液总体积不得少于140ml,否则因酸度太大，

滴定终点不明显。

（3）溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁镀标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝

绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁锈标准溶液的用量。

（4）测定水样的同时，以20.00ml重蒸储水，按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁

核标准溶液的用量。

计算

CODcr（O2,mg/L）=（V0-Vi）xCx8x1000/V

式中，C—硫酸亚铁镂标准溶液的浓度（mol/L）；VL滴定空白时硫酸亚铁镂标准溶液用量（ml）；W一

滴定水样时硫酸亚铁核标准溶液的用量（mol）；V—水样的体积（ml）；8—氧（1/20）摩尔质量（g/mol）。

精密度与准确度

六个实验室分析COD为150mg/L的苯一甲酸氢钾统一分发标准溶液，实验室内相对标准偏差为4.3%；

实验室间相对标准偏差为5.3%。

注意事项

(1)使用0.4g硫酸汞络合离氯离子的最高量可达40mg,如取用20.00ml水样，即最高可络合2000mg/L

氮离子浓度的水样。若氯离子浓度较低，亦可少加硫酸汞，使保持硫酸汞：氯离子=10：1(W/W)»若出

现少量氯化汞沉淀，并不影响测定。

(2)水样取出体积可在10.00—50.00范围之间，但试剂用量及浓度需按表7-1进行相应调整，也可得

到满意的结果。

水样取用量或者与试剂用量表

水样体积滴定前总体

0.2500mol/LH2sC)4-Ag2sO4HgSO4FeSO4(NHO2SO4

KzCrCM溶夜(ml)溶液(ml)(g)(mol/L)积(ml)

10.05.0150.20.05070

20.010.0300.40.100140

30.015.0450.60.150210

40.020.0600.80.200280

50.025.0751.00.250350

(3)关于化学需要氧量小于50mg/L的水样，应改用0.025mol/L重铭酸钾标准溶液。回滴时用0.01mol/L

硫酸亚铁锭标准溶液。

(4)水样加热加流后，溶液中重倍酸钾剩余量应为加入量的1/5-4/5为宜。

(5)用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量与操作技术时，由于每克邻苯二甲酸氢钾理论CODcr

为1.176g,因此溶解0.4251g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4coOK)于重蒸储水中，转入1000ml容量瓶，用

重蒸镭水稀释至标线，使之成为500mg/L的CODcr标准溶液。用时新配。

(6)CODcr的测定测定结果应保留三位有效数字。

(7)每次实验时，应对硫酸亚铁钱标准滴定溶液进行标定，室温较高时特别应注意其溶液的变化。

6.2、五日生化需氧量

生活污水与工业废水中含有大量各类有机物。当其污染水域后，这些有机物在水体中分解时要消耗大

量溶解氧，从而破坏水体中氧的平衡，使水质恶化。水体因缺氧造成鱼类及其它水生生物的死亡。

水体中所含的有机物成分复杂，难以一一测定其成分。人们常常利用水中有机物在一定条件下所消耗

的氧，来间接表示水体中有机物的含量，生化需氧量即属于这类后一个重要指标。

生化需氧量的经典测定方法，是稀释接种法。

测定生物需氧量的水样，采集时应充满并密封于瓶中。在0~4℃下进行储存。通常应在6h内进行分

析。若需远距离转运。在任何情况下，贮存时间不应超过24h。

6.2.1＞方法原理

生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物质、特别是有机物所进行生物化

学过程中消耗溶解氧的量。此生物氧化全过程进行的时间很长，如在20C培养时，完成此过程需100多天。

目前国内外普遍规定于20±1℃培养5d,分别测定样品培养前后的溶解氧，二者之差即为BODs值，以氧的

毫克/升(mg/L)表示。

对某些地面水及大多数工业废水，在含较多的有机物，需要稀释后再培养测定，以降低其浓度与保证

有充足的溶解氧。稀释的程度应使培养出所消耗的溶解氧在于2mg/L,而剩余溶解氧在lmg/L以上。

为了保证水样稀释后有足够的溶解氧，稀释水通常要通入空气进行曝气(或者通入氧气)，使稀释水中

溶解氧接近饱与。稀释水中还应加入一定量的无机营养盐与缓冲物质(磷酸盐、钙、镁与铁盐等)，以保证

微