水污染控制工程復習資料(共35頁)

1、第10章 污水的物理處理第1節(jié) 污水預處理一、格柵組成：格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進水的渠道，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。作用：去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行。選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠、站的處理設(shè)備。格柵的清渣方法：人工清除（與水平面傾角：45º60º），設(shè)計面積應采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進水渠道面積的2倍，以免清渣過于頻繁。機械清除(與水平面傾角：60º70º）過水面積一般應不小于進水管渠的有效面積的1.2倍。 2、 調(diào)節(jié)池（

2、）（一）調(diào)節(jié)池的作用 1、水量調(diào)節(jié) 1）線內(nèi)調(diào)節(jié)：進水用重力流，出水用泵提升。 2）線外調(diào)節(jié)：q高，進池； q低，出池 2、水質(zhì)調(diào)節(jié) 1）利用外加動力而進行的強制調(diào)節(jié)：設(shè)備較簡單，效果較好，但運行費用高。 2）利用差流方式：基本沒有運行費，但設(shè)備結(jié)構(gòu)較復雜。（二）調(diào)節(jié)池的形式結(jié)構(gòu) 1）方池：主要用來調(diào)節(jié)水量 2）對角線調(diào)節(jié)池：只調(diào)節(jié)水質(zhì)，不能調(diào)節(jié)水量，對角線開槽。 3）折流式調(diào)節(jié)池三、調(diào)節(jié)池的設(shè)計（） 1、廢水經(jīng)過一定調(diào)節(jié)時間后平均濃度為： c = qiciti / qiti 2、調(diào)節(jié)池體積 V = qiti 難點：ti的確定第二節(jié) 沉淀的基礎(chǔ)理論一、概述 沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能

3、，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。沉淀處理工藝的四種用法：1. 沉砂池：用以去除污水中的無機易沉物。2. 初次沉淀池：較經(jīng)濟地去除，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機負荷。3. 二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。4. 污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費用等。沉淀可分成四種類型 ()1.自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀, 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)生在沉砂池中。2.絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸

4、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絮凝沉淀屬于這種類型。3.區(qū)域沉淀或成層沉淀：懸浮顆粒濃度較高；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沉，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：懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團狀結(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。二、沉淀的基本理論（一）自由沉淀及其理論基礎(chǔ)球狀顆粒自由沉淀的沉速公式() ：斯

5、托克斯定律 () 在層流狀態(tài)下，=24/Re，帶入式中，整理得自由顆粒在靜水中的運動公式由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關(guān)：us正比于顆粒與水的密度差（s-L）；us正比于d²； us反比于（取決于水溫和水質(zhì)）（2） 絮凝沉淀顆粒碰撞 絮狀體 尺寸增大 us 增大 沉降特性由絮凝沉降實驗確定（三）成層沉淀和壓縮沉淀在沉淀初期，沿沉淀深度從上至下依次存在清水層、受阻沉淀層、過渡層和壓縮層。后期，分為清水層和壓縮層。3、 沉淀池的工作原理理想沉淀池分為四部分：進口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域理想沉淀池的幾個假定() ：1.沉淀區(qū)過水斷面上各點的水流速度均相同，水平流速為v；

6、2.懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u；3.在沉淀池的進口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個過水斷面上；4.顆粒一經(jīng)沉到池底，即認為已被去除。 顆粒完全去除 顆粒不能完全去除 最小沉降速度（u0） 反映沉淀池效率的參數(shù)，一般稱為沉淀池的表面負荷率。沉淀池按水流方向分（）：平流式、豎流式、輻流式沉淀池（1）平流式沉淀池 污水從池的一端流入，水平方向流過池子，從池的另一端流出。（溢流堰）（2）豎流式沉淀池（絮凝沉淀） 中心管、喇叭口、反射板（降低流速、改變水流方向）（3）普通輻流式沉淀池(中間進水，周邊出水)向心輻流式沉淀池(周邊進水，周邊出水)（4）斜板（管）沉淀池 異向流、同向流、側(cè)向流

7、 第3節(jié) 沉 砂 池工作原理：以重力分離或離心分離為基礎(chǔ)，即控制進入沉砂池的污水流速，使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。形式：平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池等。一、平流式沉砂池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)定易于排砂。 平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù)：（1）最大流速0.3m/s，最小流速0.15m/s；（2）最大流量時，污水停留時間30-60s；（3）有效水深不大于1.2m，一般0.25-1.0m，池寬不小于0.6m；（4）池底坡度一般為0.01-0.02，設(shè)沉砂設(shè)備時根據(jù)沉砂設(shè)備要求考慮池底形狀。 浮上法浮上法：利用水的浮力作用，使不溶于水的污染物

8、浮到水面上，再通過機械刮除分離的水處理方法。1）自然浮上法 粒徑較粗且密度接近或小于水的強疏水性物質(zhì)，可以依靠浮力的作用自然上浮于水分離，這種方法稱為自然浮上法。2）氣浮法 弱疏水性懸浮固體或乳化油，可利用高度分散的微小氣泡為載體去黏附，并使其隨氣泡浮升到水面得以分離，這種方法稱為氣泡浮升法，簡稱氣浮。破乳：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分離。方法：投加換型乳化劑：攪拌、振蕩、轉(zhuǎn)動：過濾：改變溫度：浮上法基本條件（）：必須向水中提供足夠量的細微氣泡；必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。按產(chǎn)生微細氣泡的方法分類：電解氣浮法、分散空氣法(微孔曝氣浮上法

9、、剪切氣泡浮上法 )、溶解空氣法（真空浮上法、加壓溶氣浮上法）加壓溶氣浮上法的基本原理（）.先在加壓條件下，將空氣溶于水中并達到飽和狀態(tài)，然后突然將操作壓力降至常壓，使壓溶于水中的空氣處于過飽和狀態(tài)，并以微小氣泡型式釋放出過飽和部分的空氣量。 加壓溶氣氣浮流程（）1、全溶氣流程 溶氣量大，氣浮池體積較?。晒?jié)省基建投資） 壓力泵功率和溶氣罐容積較大，故動力消耗較大。2、部分溶氣流程 所需的壓力泵功率和溶氣罐容積較小，故設(shè)備緊湊、動力消耗低，但溶氣系統(tǒng)提供的空氣量也少。 3、回流溶氣流程 溶氣水量少且水質(zhì)較優(yōu)、動力消耗省、溶氣效率高、混凝過程不受廢水輸送設(shè)備影響、形成的絮體性能較好。但氣浮池的容

10、積比前兩種流程大 壓力溶氣氣浮法系統(tǒng)組成： 壓力溶氣系統(tǒng)、空氣釋放系統(tǒng)、氣浮池第十一章 廢水生物處理的基本概念和生化反應動力學基礎(chǔ)第一節(jié) 廢水的好氧生物處理和厭氧生物處理一、微生物的新陳代謝新陳代謝：微生物不斷從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，通過生物酶催化的復雜生化反應，在體內(nèi)不斷進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換的過程。分解代謝：分解復雜營養(yǎng)物質(zhì)，降解高能化合物，獲得能量。合成代謝：通過一系列的生化反應，將營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為復雜的細胞成分，機體制造自身。底物降解：污水中可被微生物通過酶的催化作用而進行生物化學變化的物質(zhì)稱為底物或基質(zhì)?？缮锝到庥袡C物量：可通過生物的降解轉(zhuǎn)化的量?？缮锝到獾孜锪浚喊ㄓ袡C的和無機的可

11、生物利用2、 微生物的呼吸類型1、 好氧呼吸： -有分子氧參與的情況下進行的生物氧化，反應的最終受氫體是分子氧。2、厭氧呼吸 -無分子氧的情況下進行的生物氧化。 1）發(fā)酵：最終受氫體是有機物分解的中間產(chǎn)物 2）無氧呼吸：最終受氫體是一些無機氧化物3、 廢水的好氧生物處理()好氧生物處理：在有分子氧存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。有機物分解的最終產(chǎn)物: CO2、H2O注意:保持溶解氧、營養(yǎng)物和微生物三者的平衡。 適用中低濃度有機物廢水: <500mg/L4、 廢水的厭氧生物處理()厭氧生物處理：在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩(wěn)定有機物的生

12、物處理方法。適用有機污泥和高濃度有機污水（BOD>2000mg/L）第二節(jié) 微生物的生長規(guī)律和生長環(huán)境一、微生物的生長環(huán)境微生物的營養(yǎng)：水、碳源、氮源、無機元素好氧微生物 BOD5NP 100 5 1厭氧微生物 BOD5NP 200 5 1二、微生物的生長規(guī)律(生長曲線表示)生長期()停滯期、對數(shù)期、靜止期、衰亡期當有機物多時，以有機物為食料的細菌數(shù)量較多，當細菌很多時，出現(xiàn)以細菌為食料的原生動物，而后出現(xiàn)以細菌和原生動物為食料的后生動物。 第3節(jié) 反應速度和反應級數(shù)在生化反應中，反應速度是指單位時間里底物的減少量、最終產(chǎn)物的增加量或細胞的增加量。反應級數(shù) ()反應速度與一種反應物A的濃

13、度A成正比時，稱這種反應對這種反應物是一級反應。反應速度與二種反應物A、B的濃度A、B成正比時，或與一種反應物A的濃度A的平方A2成正比時，稱這種反應為二級反應。反應速率不受反應底物濃度影響時，稱為零級反應。n = 0 零級反應，v = =kS = S0-ktn = 1 一級反應，v = kSlgS= lgS0 t/2.3 第4節(jié) 米歇里斯-門坦方程式一、中間產(chǎn)物學說()中間產(chǎn)物學說：根據(jù)此學說，酶促反應分兩步進行。第一步，酶（E）與底物（S）作用形成中間產(chǎn)物（ES），此中間產(chǎn)物被看作穩(wěn)定的絡(luò)合物；第二步，絡(luò)合物被進一步分解為產(chǎn)物（P）和游離態(tài)的酶（E）。2、 米氏方程式()式中:v酶促反應速

14、度；vmax最大酶反應速度； S底物濃度； Km米氏常數(shù)。（1）當S >> Km時，Km S S ，v = vmax，呈零級反應，酶促反應速度達到最大值。 （2）當S << Km時，Km S Km，呈一級反應，酶促反應速度和底物濃度呈正比關(guān)系 1、物理意義（1）Km值只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶濃度無關(guān)。（2）如果一個酶有幾種底物，則對每一種底物，各有一個特定的Km（3）同一種酶有幾種底物，就有幾個Km值， Km值最小的底物，稱為該酶的最適合底物。第十二章 活性污泥法第1節(jié) 基本概念一、活性污泥法（）采用人工曝氣的手段，使棲息有大量微生物群的絮狀泥粒（即活性污泥）均勻分散并

15、懸浮于反應器（即曝氣池）中，與廢水充分接觸；在有溶解氧的條件下，微生物利用廢水中的有機物，進行同化合成和異化分解的代謝活動。二、活性污泥法的基本流程（）活性污泥系統(tǒng)：以曝氣池和二沉池為主體組成的整體回流污泥的作用：使曝氣池內(nèi)保持一定的微生物濃度（以懸浮固體濃度為表征）。曝氣過程：供氧；攪拌，防沉淀。第2節(jié) 活性污泥一、活性污泥的性質(zhì)和組成由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。1、基本性質(zhì)顏色：黃褐色 味道：土腥味 狀態(tài)：似礬花絮絨顆粒 等2、 活性污泥的組成（1）有機物：a: 生物：細菌、放線菌、真菌

16、等類群。 b: 有機懸浮物顆粒（2） 無機物：無機鹽等二、活性污泥的增長規(guī)律 1、營養(yǎng)豐富 對數(shù)增長階段 2、有機物基本被去除 減速增長階段（靜止期） 污泥活性大，沉降性能好。 3、基本無營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)源呼吸階段（衰亡期） 污泥質(zhì)地緊密，無機物高，沉降性能好。 活性污泥一般要求： （1）活性大，吸附能力強； （2）沉降性能好。三、活性污泥對廢水凈化作用（） 1、吸附階段 比表面積大，部分微生物為多糖類黏性物質(zhì)。 第一階段：有機物吸附在污泥表面 2、微生物的代謝（穩(wěn)定階段） 第二階段： 蛋白質(zhì) 氨基酸；糖類 二、單糖 溶于水分解 凈化水的方式：（1）有機物被吸附后直接出（2）有機物被真正降解后出水。

17、 3、凝聚和沉淀 活性污泥的基本結(jié)構(gòu)為絮凝體 沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分離的過程4、 活性污泥的性能指標、相關(guān)參數(shù)（）1、污泥濃度（） （1）MLSS（g/L，mg/L） 指1L混合液中所含的懸浮固體的重量。 一般在活性污泥曝氣池內(nèi)：MLSS26g/L （2）MLVSS （g/L，mg/L） 指1L混合液中所含的揮發(fā)性懸浮固體的重量。 2、污泥沉降比（SV） （） 指一定量的曝氣池混合液靜置30min后，沉淀污泥與原混合液體積比 SVV污泥/V混合液×100 通常，曝氣池混合液的SV正常范圍：1530。 3、污泥體積指數(shù)（SVI） （）（1）定義：曝氣池混合液經(jīng)30min

18、沉淀后，1g干污泥形成的濕泥的毫升數(shù)，mL/g。（2）測定方法 在曝氣池出口處取混合液試樣； 測定MLSS（g/L）； 把試樣放在一個1000mL的量筒中沉淀30min，讀出活性污泥的體積（mL)； 按下式計算： SVI（SV的百分數(shù)×10）/MLSS(g/L) SVI較高 SV值較大，疏松，有機物含量高沉淀性能較差； SVI較小 緊密，無機化程度高沉淀性能好。通常，SVI < 100，沉淀性能良好； SVI100-200時，沉淀性一般； SVI > 200時，沉淀性較差，污泥易于膨脹。 一般?？刂芐VI在50-150之間為宜4、負荷（） （1）水力負荷q（m3/h.m2

19、) （2）BOD5去除負荷： （3）容積負荷Lv： （kgBOD5/m3·d） （4）污泥負荷（ Ls ，F(xiàn)/M）（kgBOD5/kgMLSS·d） F/M 2.2，營養(yǎng)豐富，微生物處于對數(shù)增長期 F/M 0.5，微生物處于增殖衰減。 F/M 0.2，微生物進入內(nèi)源呼吸期。5、回流污泥濃度（回流比r）6、進水率（Z） Z qv / ( qv+qr ) 1/( 1 + r ) 7、泥齡（、 ts ） 定義：微生物（污泥）在曝氣池中的平均停留時間ts，也就是曝氣池中活性污泥平均更新一遍所需的時間。 ts與t的關(guān)系： ts長有機物大多被氧化需氧量大t ts短有機物被氧化的量少需氧

20、量少t注意：通?；钚晕勰喾ㄏ到y(tǒng)的ts約為水力停留時間的20倍一般曝氣池污泥停留時間2d，水力停留時間4-5h。五、活性污泥性能的影響因素（）1、有機物濃度 當S >> Km時，v = vmax，活性污泥生長最快 當S << Km時， ，活性污泥的量與有機物濃度成正比。2、溶解氧 DO過小，影響微生物的生長及系統(tǒng)的正常運行。 DO過大，風機要求大，耗電多。正常運行：DO濃度 2mg/L，一般在24mg/L。.3、營養(yǎng)物質(zhì)（配比） C：N：P100：5：14、溫度 化學反應：10，v24倍； 酶促反應：10，v12倍。 曝氣池系統(tǒng)水溫的適宜范圍：20305、pH值 一般pH

21、6.57.5，活性污泥的生長繁殖情況最好。 pH<6.5，霉菌，破壞活性污泥的結(jié)構(gòu)污泥膨脹； pH過高（9），代謝緩慢菌膠團粘性物質(zhì)解體。6、有毒物質(zhì) 破壞細菌細胞的構(gòu)造物質(zhì)和酶系統(tǒng)，使細菌由于失去活性而不能正常生長繁殖，甚至直接被毒傷、毒死。有毒物質(zhì)：重金屬（砷、鉛、隔、鉻、銅、鋅等），及酚、氰、醛、硝基化合物等有機型毒物。 第3節(jié) 氣體傳遞和曝氣池1. 構(gòu)成活性污泥法的三個要素（）一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是廢水中的有機物，它是處理對象，也是微生物的食料三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。1、 氣體傳遞原理 （）雙膜

22、理論的基點是認為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。 這兩層薄膜使氣體分子從一相進入另一相時受到了阻力。當氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣體的溶解度低，則阻力主要來自液膜。曝氣的作用： （1）向曝氣池混合液提供DO； （2）使混合液懸浮固體處于懸浮狀態(tài)； （3）實現(xiàn)微生物、有機物、DO三者間的充分混合接觸。二、曝氣設(shè)備 分類： 鼓風曝氣、機械曝氣 鼓風曝氣：空氣過濾器、鼓風機、空氣輸配管系統(tǒng)、擴散器機械曝氣：表面曝氣機 （豎軸式、臥軸式）表面曝氣機充氧原理： (1)曝氣設(shè)備的提水和輸水作用，使曝氣池內(nèi)液體不斷循環(huán)流動, 從而不斷更新氣液接觸面, 不斷吸氧； (2)曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)時

23、在周圍形成水躍，并把液體拋向空中，劇烈攪動而卷進空氣； (3)曝氣設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時，在后側(cè)形成負壓區(qū)而吸入空氣。 曝氣設(shè)備性能指標 氧轉(zhuǎn)移率、充氧能力、氧利用率三、曝氣池的三種池型推流式曝氣池、完全混合式曝氣池、兩種池型結(jié)合式（一）推流式曝氣池1、平面布置：（1）L ：B（510）：1 （2）進水方式不限，出水用溢流堰；2、橫斷面布置：B ：H（有效水深）（12） ：1，Hmin = 3m，Hmax = 9m曝氣方式：一般采用鼓風曝氣3、常用指標 水力停留時間T：4-8h MLSS：Sa 2000-3000mg/L 去除率E：90-954、改進工藝 （1）漸減曝氣工藝 （2）多點進水 優(yōu)點：1）

24、底物濃度分布較均勻 2）提高耐沖擊負荷的能力 3）同條件下，曝氣池中MLSS高于推流式（2） 完全混合曝氣池 池形 ：圓形 矩形 方形根據(jù)和沉淀池的關(guān)系：分建式（曝氣區(qū)、沉淀區(qū)分開；需要專設(shè)的污泥回流設(shè)備） 合建式：靠表曝機造成水位差使回流污泥循環(huán)。 （1）結(jié)構(gòu)：中間進水，四周出水 表面曝氣通過回流縫的寬度控制回流量（2）特點 完全混合流態(tài)，池中有機物濃度始終保持出水濃度Se； 耐沖擊； 進水和污泥混合良好。 活性污泥處于生長曲線上某一點（3） 表面曝氣 曝氣葉輪曝氣攪拌 注意：控制葉輪淹沒深度第4節(jié) 活性污泥法的發(fā)展和演變一、發(fā)展及應用 1、傳統(tǒng)曝氣工藝 2、逐點進水工藝（多點進水）3、漸減

25、曝氣工藝 4、吸附再生工藝 5、純氧曝氣 6、延時曝氣7、淺層曝氣8、深層曝氣二、吸附再生工藝（接觸穩(wěn)定法） （1）結(jié)構(gòu)吸附池再生池 （2）特點（與傳統(tǒng)工藝相比） F/M較高，減少投資 再生池中污泥處于“空曝”狀態(tài)吸附速度快；抑制絲狀菌3、 接觸穩(wěn)定法 ：直接用于原污水的處理比用于初沉池的出流處理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。4、 純氧曝氣 ：純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。 原理：（1）氧的飽和溶解度（24mg/L78mg/L）微生物的降解能力。 （2）加大推動力優(yōu)點：（1）曝氣時間短；（2）曝氣池體積小，投資減少；（3）曝氣量小缺點一般要求設(shè)備密封，純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故

26、障，裝置復雜，運轉(zhuǎn)管理較麻煩6、 延時曝氣（氧化溝工藝）t曝 ：13d特點：（1）水停留時間長（2）池體積大（3）MLSS較高（30006000mg/L）（4）活性污泥部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)（5）剩余污泥量少，且穩(wěn)定，可直接排放五、活性污泥處理常用工藝 1、氧化溝（循環(huán)曝氣池） （1）在構(gòu)造方面的特征： 1）形狀：環(huán)形溝渠狀，平面為橢圓形、圓形2）進水管進水；溢流堰式出水 （2）在水流混合方面的特征：介于完全混合與推流之間高氧區(qū)、缺氧區(qū) （3）在工藝方面的特征 1）可不設(shè)初沉 2）可不單設(shè)二沉池 3）BOD負荷低2、SBR法（序批式活性污泥法） （1）五階段：進水反應沉淀排水閑置 （2）特點：反

27、應、沉淀在同一反應器中進行 （3）與連續(xù)活性污泥法相比 1）流程簡單，占地省，投資小 2）理想沉淀，出水質(zhì)量高 3）脫N除P能力較強 4）生化反應速率大 5）可防止污泥膨脹 6）耐沖擊能力較高3、AB法 1）全池：預處理A段B段 2）A段：吸附池中間沉淀池 B段：曝氣池二沉池 3）具有抗沖擊負荷，抗pH值變化的能力第5節(jié) 活性污泥法的工藝設(shè)計1、 主要設(shè)計內(nèi)容： （1）流程選擇； （2）曝氣池容積的確定； （3）供氧設(shè)備的設(shè)計； （4）二次沉淀池澄清區(qū)與污泥區(qū)容積選擇的確定； （5）剩余污泥的處置。 2、 推流式曝氣池的相關(guān)計算方法（）（一）曝氣池容積的確定 （P118 表121）1、負荷法設(shè)

28、計2、根據(jù)停留時間（T）設(shè)計 二）活性污泥增長量 1、理論公式 y、Kd的取值見P125表122 2、常用公式 akgMLSS/kgBOD5.d：0.300.75 平均0.52 b d-1 ：0.02-0.18 平均0.07（三）需氧量的計算O2aLrVXbVx=aqv(S0Se)bVXa kgO2/kgBOD 0.25-0.76平均0.47 b kgO2/kgMLSS.d 0.10-0.37 平均0.17第六節(jié) 二次沉淀池1、二沉池的目的：澄清、污泥濃縮2、基本原理：同初沉池。3、基本形式：平流、豎流、輻流4、沉淀過程： （1）二沉池中分四區(qū)：清水區(qū)、絮凝區(qū)、成層沉降區(qū)、壓縮區(qū) （2）底流濃

29、度：污泥性質(zhì)、積存時間。5、構(gòu)造上的特點：P176 6、計算方法：同其它沉淀池7、應用 （1）高濃度系統(tǒng)：采用高濃度水沉淀池 （2）中小濃度廢水：采用沉淀池 水量大，較高濃度：輻流 中小水量，較高濃度：豎流 一般濃度：平流第7節(jié) 活性污泥法運行中的常見問題污泥膨脹、污泥上浮、產(chǎn)生泡沫一、污泥膨脹 1、絲狀菌繁殖引起的膨脹 （1）絲狀菌增長過快的原因： a、溶解氧過低，<0.72.0mg/l b、沖擊負荷有機物超出正常負荷 c、進水化學條件變化： 一是營養(yǎng)條件變化：C、N、二是硫化物的影響： 三是碳水化合物過多 、四是pH值和水溫的影響：pH、溫度高（2）解決辦法： a、加強曝氣，提高DO

30、水平。b、保持一定的活性污泥濃度。 c、控制F/M。d、投加N、P物質(zhì)，或加入Cl2、漂白粉 e、調(diào)整pH值f、污泥膨脹嚴重時投加鐵鹽絮凝劑或有機陽離子凝聚劑 2、非絲狀菌膨脹 原因：污泥含有大量表面附著水，密度與水更為接近。 由于廢水中碳水化合物含量高、含N量低，當這些碳水化合物被細菌降解時形成多糖類物質(zhì)，使代謝產(chǎn)物表面吸附表面水。解決辦法：增加N的比例，引進生活污水以增加蛋白質(zhì)的成分，調(diào)節(jié)水溫不低于5度。 二、污泥上浮1、污泥脫氮上浮原因： 二沉池中污水因缺氧而使硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨和氮氣，逸出過程中附帶污泥。解決辦法： 減少在二沉池中的停留時間，及時排泥，增加回流比。2、污泥腐化上浮 原因：

31、在沉淀池內(nèi)污泥由于缺氧而引起厭氧分解，產(chǎn)生甲烷及二氧化碳氣體，污泥吸附氣體上浮。解決辦法： 加大曝氣池供氧量，提高出水溶解氧，減少污泥在二沉池中的停留時間，及時排走剩余污泥。三、產(chǎn)生泡沫 影響：1）破壞環(huán)境； 2）影響表面曝氣。 措施：1）曝氣池安噴灑清水管網(wǎng)； 2）適當噴灑酸、堿等除泡劑。第13章 生物膜法生物膜法： 指利用附著在濾料或某種載體表面上，以膜的形態(tài)存在的生物污泥（生物膜）對廢水中的有機污染物進行生物氧化降解的處理方法。生物膜法處理有機污染物的主要方法： （1）潤壁型生物膜法（2）浸沒型生物膜法（3）流化床型生物膜法 第1節(jié) 基本原理1、生物膜的形成 （1）廢水流過介質(zhì)表面，微生

32、物、有機物被吸附。 （2）微生物在介質(zhì)表面生長，呈膜狀。 （3）由細菌、真菌、原生動物等組成。 （4）顏色根據(jù)水質(zhì)不同而不同。2、生物膜對廢水的凈化作用3、生物膜的生物組成 （1）細菌：菌膠團，活性污泥主要組成物質(zhì) （2）真菌：量較少，氧化分解能力較強 （3）原生動物：改善出水水質(zhì) （4）后生動物：水質(zhì)指標 （5）濾池蠅：影響生物膜的附著能力 外 內(nèi)、低級 高級4、生物膜的更新 （吸附生長增厚脫落）影響因素： （1）污染物濃度：生長作用 （2）水流的沖刷作用：脫落程度 （3）厭氧層影響：脫落程度 （4）池蠅的影響：加速脫落第2節(jié) 生物濾池1、 典型的生物濾池的構(gòu)造（） 濾床 布水設(shè)備 排水系統(tǒng)

33、1、濾床 濾料的要求： （ 無機濾料、人工有機濾料） （1）比表面積大，即粒徑小 （2）空隙率合適（3）不被微生物分解 （4）能承受一定壓力（5）抗廢水腐蝕（6）價格低廉2、布水系統(tǒng)（）（1）設(shè)置目的：為了使污水能均勻地分布在整個濾床表面上（2）分類：移動式布水器、固定式布水器移動式（常用回轉(zhuǎn)式）布水器組成：進水豎管、布水橫管優(yōu)點： 間斷布水，保證空氣進入 布水均勻 對微生物的生長有利 缺點： 池形有限定固定式噴嘴布水系統(tǒng)缺點： 水頭大 布水不均勻 對生物膜沖刷不連續(xù)，易堵塞優(yōu)點： 濾池形狀不限3、排水系統(tǒng)作用：收集濾床流出的污水與生物膜、保證通風、支撐濾料組成：排水假底：承托濾料，空隙 池平

34、面的58。 池底：支撐假底；排泄濾床來水。 集水溝：有充分高度二、生物濾池法的工藝及流程1、相關(guān)參數(shù)（） （1）負荷（表面）水力負荷q（m3/m2·d）： 單位面積濾池單位時間內(nèi)處理的廢水水量。 容積負荷Lv （kg/m3·d）單位時間內(nèi)單位體積濾料所承受的有機物的量 Lv =S0 qv/V 有機物去除負荷Ls（kg/m3·d）：單位時間內(nèi)單位體積濾料的BOD5去除量。 毒物負荷（mg/m3·d）：單位體積濾料在單位時間所承受的毒物量。（2）回流比：r 0.53.0 r回流水量/進水量 作用：生物膜：進水濃度，沖刷作用，防止堵塞。 活性污泥：維持曝氣池內(nèi)

35、生物濃度 生物濾池進水BOD5濃度：2、 工藝形式3、工藝流程 （1）交替串聯(lián)（P206圖139） （2）回流式生物濾法流程（P207圖1310） 3、 生物濾池的設(shè)計計算（）1、負荷法計算 選取有機負荷（ Lv ） （P215表134） 計算濾床總體積（V） 選取濾池的濾料厚度（H）：公式確定或經(jīng)驗值確定 普通生物濾池：H2m； 兩級回流生物濾池：H1.01.8m 塔式生物濾池：H=8 12m m 計算濾池的平面面積（A） A = V/H 用水力負荷（q）進行校核q = qV/A （P216表134）第3節(jié) 生物轉(zhuǎn)盤1、 生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造：盤片、轉(zhuǎn)動軸、廢水處理槽、驅(qū)動裝置 盤片：高強度、輕質(zhì)

36、、耐腐蝕。 直徑： 23m ，轉(zhuǎn)速23r/min,b=2-10mm, a2030mm ； n1002000 轉(zhuǎn)動軸：具有足夠的強度和剛度，防止斷裂和撓曲。 直徑：50mm以上，長度0.57m。處理槽：與盤片相吻合的半圓形或多邊形，凈空相距2050mm，設(shè)排泥和放空管。 驅(qū)動裝置： 機械驅(qū)動裝置；空氣驅(qū)動裝置；水輪驅(qū)動裝置。二、生物轉(zhuǎn)盤的布置方式 1、按水流方向分類:（1）同向流（2）逆向流（3）縱向流 2、布置方式:（1）單軸單級（2）單軸多級（3）多軸多級三、生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)缺點1、優(yōu)點 1）生物膜交替接觸水和空氣 2）表面積大，生物量大 3）無堵塞現(xiàn)象 4）盤面利用率高，無溝流現(xiàn)象 5）管理方

37、便，處理程度較高 6）占地較小 7）動力消耗低 8）出水懸浮物沉降性能好 9）抗沖擊 2、缺點 1）盤材貴，投資大 2）揮發(fā)性物質(zhì)將會產(chǎn)生污染 3）生物轉(zhuǎn)盤的性能受環(huán)境氣溫及其他因素影響較大4、 生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計計算 (） 1、參數(shù)的選擇 LA ：0.005 0.02KgBOD5/(m2·d)； 1）通過試驗求得； (首級不宜超過0.03 0.04KgBOD5/(m2·d) 2）經(jīng)驗圖表或經(jīng)驗值（P224圖1326） q：H0.040.20m3/(m2·d) 2、按負荷計算 1）查表，選取生物轉(zhuǎn)盤的BOD5負荷率 LA 2） 計算轉(zhuǎn)盤總面積 A 3） 計算轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)

38、 m 4） 計算廢水處理槽的有效長度 L L m（a + b ）K a：盤片間凈距，m。（進水端為2535mm， 出水端為1020mm）b：盤片厚度，2-10mm K：系數(shù)，一般取1.2 5） 計算廢水處理槽的有效容積 V V （0.2940.335）(D2)2·L 當r/D = 0.1，系數(shù)取0.294； V1 （0.2940.335）(D2)2·（Lmb） r/D = 0.06，系數(shù)取0.335。 6）計算轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 n0第三節(jié) 生物接觸氧化法一、生物接觸氧化池的構(gòu)造池體:池體用于設(shè)置填料、布水布氣裝置和支撐填料的柵板和格柵。填料:填料要求：比表面積大；空隙率大；水力阻力

39、小；強度大； 化學和生物穩(wěn)定性好；能經(jīng)久耐用。材料：軟性纖維型 ；硬性波紋板、瓦紋板；半軟性填料塑料等。布水布氣裝置:供氣方式：鼓風曝氣、機械曝氣、射流曝氣供氣管位置：池子中心、側(cè)面、全池布水方式：順流、逆流：二、工藝流程1、分類分流式：廢水的充氧和廢水與生物膜載體填料的接觸分別在不同的空間間隔進行。充氧、接觸兩過程反復循環(huán)，使水中氧充足；但沖刷力小，生物膜只能自行脫落，容易堵塞。 直流式：當生物膜受到氣流的攪動時，加速了生物膜的更新，克服了堵塞現(xiàn)象。此外，上升氣流不斷沖擊濾料，增加了接觸面積，提高了氧的轉(zhuǎn)移效率，降低能耗。 2、工藝流程類型 （1）設(shè)初、二沉池 （2）可多段工藝串聯(lián)3、 特點

40、 （1）相對于活性污泥法 無回流； 適合工藝改造； 生物量大，處理能力強； 污泥量少 抗沖擊 無污泥膨脹現(xiàn)象。 （2）相對于生物濾池 堵塞程度小； 占地面積??； 衛(wèi)生條件好 缺點：濾床更換速度快，運行費用較高。第五節(jié) 生物流化床一、構(gòu)造 1、床體： 圓形；鋼板、鋼筋混凝土。2、載體： 生物流化床的核心部件。0.61.0mm3、布水/（布氣）裝置：濾床底部均勻布水、承托載體顆粒4、脫膜裝置：及時脫除老化的生物膜，使生物膜經(jīng)常保持一定的活性。二、流態(tài)化原理 （）床層的三種狀態(tài)固定床階段： v小 壓力降p < 顆粒重量G h不變固定床 v p p G 床層開始膨脹膨脹床流化床階段：v進一步，p

41、 G 流化床。 vh，p基本不變液體輸送階段 ：v更大后，載體隨液體從流化床帶出3、 流化床的類型 .根據(jù)生物流化床的供氧、脫膜和床體結(jié)構(gòu)的不同，好氧生物流化床主要有兩種類型：兩相生物流化床、三相生物流化床4、 生物流化床的優(yōu)缺點優(yōu)點：濾床具有巨大的表面積容積負荷高，抗沖擊負荷能力強。微生物活性強、 傳質(zhì)效果好缺點：設(shè)備的磨損較固定床嚴重，載體顆粒在湍動過程種會被磨損變小。動力費用高，設(shè)備復雜，維護管理難、設(shè)計時存在著生產(chǎn)放大方面的問題。第14章 穩(wěn)定塘和污水土地處理第1節(jié) 概述一、自然生物處理二、自然條件下生物凈化原理 1、水體凈化原理（兼性穩(wěn)定塘為例） （1）溶解性有機物好氧細菌分解 （2

42、）懸浮狀的有機物及生物殘骸底泥厭氧分解有機酸、醇、氨等 2、土地凈化原理 （1）懸浮顆粒土壤顆粒孔隙截留、濾除； （2）部分重金屬離子土壤膠體顆粒表面氧化還原、吸附、離子交換 或鰲合等難溶態(tài)物質(zhì)； （3）有機物土壤顆粒吸附微生物作用簡單的有機物及CO2、無機鹽等被吸收。第二節(jié) 穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘。穩(wěn)定塘對污水的凈化過程與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。穩(wěn)定塘多用于小型污水處理，可用作一級處理、二級處理，也可用作三級處理。1、 穩(wěn)定塘的分類按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等劃分：好氧塘、厭氧塘、兼性塘、曝氣塘、深度處理塘1、 好氧塘 （） H1

43、m 1）好氧塘的種類 高負荷好氧塘、普通好氧塘、深度處理好氧塘 2）工作原理 塘內(nèi)共生系統(tǒng)：菌藻原生動物 DO和pH值呈晝夜變化： DO：藻類的光合作用大氣復氧 白天：光合作用 DO，CO2 有機物，pH值 夜間：呼吸作用 DO，CO2 pH值，有機物 3）好氧塘內(nèi)的生物種群 藻類、菌類、原生動物、后生動物、水蚤等微型動物。2、 兼性塘 （） H: 12m1）各層特點 好氧層：藻類繁殖快，DO充足，好氧細菌活躍，凈化機理與好氧塘基本相同。 厭氧層：有污泥積累，DO0，厭氧菌對不溶性的有機物進行代謝。 兼性層： 大量兼性菌存在，隨環(huán)境條件的變化以不同的方式對有機物進行分解代謝。3、 厭氧塘 H:

44、24m特點： 池子較深，LS較高，需氧量（消耗BOD）DO，主要有兼性厭氧菌和厭氧菌。原理： 產(chǎn)酸發(fā)酵甲烷發(fā)酵CH4。4、曝氣塘分類：完全混合曝氣塘、部分混合曝氣塘 人工曝氣補充氧，凈化原理接近于活性污泥法。第3節(jié) 污水土地處理一、概述 1、定義 污水土地處理：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)使污水中的污染物凈化的處理方法。 2、組成 （1）污水的預處理設(shè)施； （2）污水的調(diào)節(jié)與貯存設(shè)施； （3）污水的輸送、布水及控制系統(tǒng)； （4）土地凈化田； （5）凈化出水的收集與利用系統(tǒng)。二、土地處理系統(tǒng)的凈化機理3、 土地處理基本工藝（）1. 慢速滲濾系統(tǒng)特點：投配負荷較低，v，故，出水水質(zhì)

45、好。適用范圍：滲水性能良好的土壤；蒸發(fā)量小、氣候濕潤的地區(qū)。2.快速滲濾系統(tǒng)特點：有機負荷與水力負荷高適用范圍： 滲透性能良好的土壤；主要是補給地下水和污水再生回用。3.地表漫流系統(tǒng) 凈化機理類似于固定膜生物處理法。 適用范圍：滲透性低的黏土或亞黏土 采用何種方法灌溉取決于土壤性質(zhì)、作物類型、氣象和地形。4. 濕地處理系統(tǒng) 污水濕地和沼澤地耐水性植物和土壤的共同作用凈化。5. 地下滲濾處理系統(tǒng)：毛管浸潤和土壤滲透污水向四處擴散過濾、沉淀、吸附和生物降解作用凈化。第十五章 污水的厭氧生物處理厭氧生物處理法的特點（與好氧比較）（1）應用范圍廣 適用于高濃度有機廢水，又適用于中、低濃度有機廢水。（2

46、）能耗低 而厭氧法不需要充氧，而且產(chǎn)生的沼氣可作為能源。一般厭氧法的動力消耗約為活性污泥法的1/10。（3）負荷高 好氧法的有機容積負荷為24kgBOD/(m3·d)， 而厭氧為210kgBOD/(m3·d)，高的可達50kgBOD/(m3·d)（4）剩余污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好。 剩余污泥量只有好氧法的520。 消化污泥穩(wěn)定，且礦化度高，易脫水。（5）氮、磷營養(yǎng)需要量較少 而厭氧法的BOD：N：P200：5：1（6）厭氧處理過程有一定的殺菌作用 （7）厭氧活性污泥可以長期貯存，厭氧反應器可以季節(jié)性或間歇性運轉(zhuǎn)。 （8）密閉系統(tǒng)，臭味對環(huán)境影響小。 厭氧法

47、存在的缺點（與好氧比較）1.設(shè)備啟動、處理時間長。2.出水往往達不到排放標準，需要進一步處理。3.厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復雜。4.密閉，沼氣易燃，易爆，安全要求高。 第一節(jié) 厭氧生物處理的基本原理 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，將廢水中的各種復雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。 受氫體：化合態(tài)氧、碳、硫、氮等作為受氫體。 厭氧生物處理依靠三大主要類群的細菌： 水解產(chǎn)酸細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌和產(chǎn)甲烷細菌的聯(lián)合作用完成。 1、 厭氧消化原理（）四階段: 水解階段、酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段第階段水解階段 復

48、雜的大分子、不溶性有機物小分子、溶解性的有機物滲入細胞體內(nèi)。第階段酸化階段 將滲入細胞體內(nèi)的有機物分解揮發(fā)性有機酸、醇類、醛類等。 緊接著氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪生成氨和胺，多肽等 。 生成兩類小分子有機物：（1）能被甲烷菌直接利用（乙酸、甲酸等）；（2）不能被甲烷菌直接利用（丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等）第階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段 在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的作用下，第階段產(chǎn)生的第2類有機酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2。 第階段產(chǎn)甲烷階段兩組產(chǎn)甲烷菌：一組（ 1/3）把CO2和H2轉(zhuǎn)化為甲烷， 另一組（2/3）從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷。2、 發(fā)酵條件控制（影響因素） 1、營養(yǎng)：一般有機物濃度大于1000mg/L以上。 CODNP20051或CN12162、厭氧過程對環(huán)境條件的要求 、氧化還原電位（E）與溫度 氧的溶入和氧化態(tài)、氧化劑的存在會使體系中電位升高，對厭氧消化不利。產(chǎn)酸菌對氧化還原電位要求不甚嚴格100100mv產(chǎn)甲烷菌對氧化還原電位要求嚴格350mv、pH及堿度 ： pH主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)。、毒物 ：凡對厭氧處理過程起抑制和毒害作用的物質(zhì)都可稱為毒物 3、 工藝操作條件 、生物量 一般介于1030gVSS/L之間 、負荷率 容積負荷（kg/m3.d）、污泥負荷（kg/kg.d）、投配率（m3/m3.d）、 當有機物負荷率很高時是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。負荷