水污染控制工程高廷耀第三版課程學(xué)習(xí)重點(diǎn)

1、水污染控制工程 Wastewater Treatme nt、水質(zhì)指標(biāo)：物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)（一）B0D5 （5日生化需氧量）：指5天內(nèi)水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量（mg/L）（二）水體自凈作用：以河流為例，指河水中的污染物在河水向下游流動(dòng)中濃度自然降低 的現(xiàn)象。（1）物理凈化：指污染物由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀等作用，使河水污染物濃度降低的過(guò)程。（2）化學(xué)凈化：指污染物由于氧化、還原、分解等作用，使河水污染物濃度降低的過(guò)程。（3）生物凈化：由于水中生物活動(dòng)，尤其是水中微生物對(duì)有機(jī)物氧化分解作用而使河水污染物濃度降低的過(guò)程二、污水的物理處理（一）格柵（Scree ning）：在水

2、處理中，格柵是用來(lái)去除可能阻塞水泵機(jī)及管道閥門(mén)的 較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)備能正常運(yùn)行的一種裝置。Scree ning to remove large subjects,such as stones or sticks that could plug lines or block tank in lets.（二）沉淀的基礎(chǔ)理論1. 沉淀法：利用水中懸浮顆粒和水的密度差，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分 離的一種過(guò)程。2. 沉淀法的四種用法：1. 污水處理系統(tǒng)的預(yù)處理（沉砂池一預(yù)處理手段去除污水中易沉降的無(wú)機(jī)性顆粒物）2. 污水的初步處理（初沉池）（經(jīng)濟(jì)有效地去除污水中的懸浮固體和

3、呈懸浮狀態(tài)的有機(jī)物）3生物處理后的固液分離（二次沉淀池，簡(jiǎn)稱二沉池）4污泥處理階段的污泥濃縮（污泥濃縮池）3. 沉淀類型（1） 自由沉淀：懸浮顆粒物濃度不高：沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各單獨(dú) 進(jìn)行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池。（2） 絮凝沉淀：懸浮顆粒物濃度不高：沉淀過(guò)程中懸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(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是 變化的。化學(xué)絮凝沉淀屬于這種類型 。（3） 區(qū)域沉淀（成層沉淀或擁擠沉淀）：懸浮顆粒濃度較高 （5000mg/L以上）：顆粒的 沉降受到周圍其他顆粒的影響 ，顆

4、粒間相對(duì)位置保持不變 ，形成一個(gè)整體共同下降，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：懸浮物顆粒濃度很高：顆粒相互之間已壓成團(tuán)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(guò)程存在壓縮沉淀。聯(lián)系與區(qū)別：自由沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀或成層沉淀，壓縮沉淀懸浮顆粒的濃度依次 增大，顆粒間的相互影響也依次增強(qiáng)。（三）沉砂池 Grit chamber slow down the flow to allow grit to fall out.1. 設(shè)置沉砂池的目的和作用：以重力或離心力分

5、離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去除砂子，煤渣等密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。2. 曝氣沉砂池的工作原理和平流沉砂池工作原理的比較平流式沉砂池 是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，將進(jìn)入沉砂池的污水流速 控制在只能使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走 ，從而能從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無(wú)機(jī)顆粒 。曝氣沉砂池的工作原理：由曝氣以及水流的 螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、 摩擦，并受到氣泡上升時(shí)的沖刷作用 ，使粘 附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除。

6、曝氣沉淀池沉砂中含有機(jī)物的量低于 5% ；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還有預(yù)曝氣、脫臭、防止污 水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分類等作用。3常用的沉砂池形式：平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。4. 曝氣沉砂池存在的問(wèn)題：（1）砂中含有有機(jī)物。（2） 對(duì)被有機(jī)物包覆的砂粒截留效率不高。5. 曝氣的作用：（1）使有機(jī)物處于懸??；（2）砂粒摩擦及在氣體剪切力和紊動(dòng)條件下去除其附著的有機(jī)污染物（四）沉淀池 Sedimentation tankSettleablesolids settle outandpumpedaway,whileoils float to the topand areskim

7、med off.沉淀池可分為普通沉淀池和淺層沉淀池 沉淀池按工藝布置不同，可分為初沉池和二沉池沉淀池常按池內(nèi)水流方向的不同分為平流式、豎流式、輻流式。沉淀池的組成：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)、緩沖區(qū)。反應(yīng)沉淀池效率的參數(shù)一表面水力負(fù)荷（溢流率）在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)沉淀池單位表面積的流量。單位：m3/（m2h）（五）隔油池1. 廢水中油的存在形態(tài)：可浮油（大于100um ,依靠油水相對(duì)密度差而從水中分離出來(lái)）細(xì)分散油（10 100um ,長(zhǎng)時(shí)間靜置后可以形成可浮油）乳化油（粒徑小于10um ,因水中含有表面活性劑而呈乳化狀態(tài)）溶解油。2. 隔油池（自然上浮法）3. 乳化油的形成：（1）由于生產(chǎn)工

8、藝的需要而制成的乳化油。（2）以洗滌劑清洗受油污染的機(jī)械零件、油槽車等產(chǎn)生乳化油廢水 。（3）含油（可浮油）廢水在管道中于含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動(dòng)而形成。4. 破乳：由于乳化油油滴表面上有一層乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜，阻礙油滴合并。如果能消除乳化劑的作用，孚L化油即可轉(zhuǎn)化為可浮油。5. 破乳的原理：破壞油滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油水得以分離。6. 破乳的途徑：投加換型乳化劑（2）投加鹽類、酸類物質(zhì)可使乳化劑失去乳化作用。投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑。（4）通過(guò)劇烈的攪拌、振蕩或轉(zhuǎn)動(dòng)，使乳化的液滴猛烈相碰撞并合并。如以粉末為乳化劑的乳狀液，可以用過(guò)濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。（6）

9、改變?nèi)闋钜旱臏囟龋訜峄蚶鋬觯﹣?lái)破壞乳狀液的穩(wěn)定。（六）氣浮法1. 氣浮法是一種固一液分離或液一液分離技術(shù)。它是通過(guò)某種方法產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力作用下，上浮至水面形成浮渣而實(shí)現(xiàn)固一液或液一液分離。2. 氣浮法必須滿足的條件：（1） 必須向水中提供足夠量細(xì)微氣泡。（2） 必須使廢水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)。（3） 必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。3. 按產(chǎn)生微細(xì)氣泡的方法，氣浮法分為：電解氣浮法，分散空氣氣浮法，溶氣空氣氣浮 法。4. 加壓溶氣氣浮法基本原理使空氣在加壓條件下溶解于水，然后通過(guò)將壓力降至常壓而

10、使過(guò)飽和溶解的空氣以微細(xì)氣泡形式釋放出來(lái)。加壓溶氣氣浮法根據(jù)加壓溶氣水的來(lái)源不同分為：全加壓溶氣流程，部分加壓溶氣流程，- - - - - 1 1 - 1 - - - - -111". - 1 i * 1 1 1 - - 1 1 - 部分回流加壓溶氣流程基本流全加壓溶氣流部分加壓溶氣流程特點(diǎn)將全部入流廢水進(jìn)行加壓溶 氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入 氣浮池，進(jìn)行固液分離。將部分入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng) 減壓釋放裝置進(jìn)入流程圖=/洋血電LZr優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)（a）溶氣量大， 增加了油?；驊腋?顆粒與氣泡的接觸 機(jī)會(huì)；（b）在處理水量 相同的條件下，它 較部分回流溶氣氣 浮法所需的氣浮池 小,從而減少

11、了基 建投資。由于全部廢水經(jīng) 過(guò)壓力泵，所以 增加了含油廢水 的乳化程度，而 且所需的壓力泵 和溶罐均較其它 兩種流程大，因 此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng) 力消耗較大。（a）較全流程溶 氣氣浮法所需的壓 力泵小，故動(dòng)力消 耗低；（b）壓力泵所造 成的乳化油量較全氣浮池，其他部分 直接進(jìn)入 氣浮池， 進(jìn)行固液 分離部溶氣法低；（c）氣浮池的大 小與全部溶氣法相 同，但較部分回流 溶氣法小。部分回 流加壓 溶氣流 程將部分清 液進(jìn)行回 流加壓， 入流水則 直接進(jìn)入 氣浮池， 進(jìn)行固液 分離。（a）加壓的水量 少，動(dòng)力消耗??；（b）氣浮過(guò)程中 不促進(jìn)乳化；（c）磯花形成 好，后絮凝也少；氣浮池的容積較 前兩種流程

12、大。5. 加壓溶氣氣浮法的基本原理空氣從水中析出的過(guò)程分為兩個(gè)步驟1.氣泡核的形成過(guò)程。2.氣泡的增長(zhǎng)過(guò)程6. 黏附：微細(xì)氣泡與懸浮顆粒的三種黏附方式：吸附，頂托，裹挾氣井奇出M肝田上井時(shí)怩卷7. 投加化學(xué)藥劑提高氣浮效果：混凝劑、浮選劑、助凝劑、抑制劑、調(diào)節(jié)劑。助凝劑的作用是提高懸浮顆粒表面的水密性，以提高顆粒的可浮性8. 壓力溶氣氣浮法系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：壓力容器系統(tǒng)、空氣釋放系統(tǒng)和氣浮分離設(shè)備。 - iiit-* .! i i i 空氣釋放裝置的功能 是將壓力溶氣水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來(lái)，并能迅速均勻地與水中的顆粒物質(zhì)黏附，減壓釋放裝置產(chǎn)生的微氣泡直徑在20-1

13、00um。9. 氣固比（a）:溶解空氣量（A）與原水中懸浮固體含量（S）的比值。氣固比選用涉及原水水質(zhì) 、出水要求、設(shè)備、動(dòng)力等因素，對(duì)于所處理的廢水最好經(jīng)過(guò)氣浮實(shí)驗(yàn)來(lái)確定氣固比，無(wú)實(shí)驗(yàn)資料一般取值，廢水中懸浮固體濃度不高時(shí)取下限，懸浮固體較高時(shí)，可選用上限。10. 廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比較與沉淀法相比較，浮上法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 浮上法的表面負(fù)荷高，有可能高達(dá)12m 3/（m 2 h）,水在池中中的停留時(shí)間只需1020min ,而且池深只需2m左右，故占地面積較少，節(jié)省基建投資； 浮上法具有預(yù)曝氣作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后續(xù)處理或再用，泥渣不易腐化； 對(duì)那些很難用沉淀法去

14、除的低濁含藻水，浮上法處理效率高，甚至還可去除原水中的浮游生物，出水水質(zhì)好； 浮渣含水率低,一般在96%以下，比沉淀池污泥體積少 210倍，這對(duì)污泥的后續(xù)處理有利，而且表面刮渣也 比池底排泥方便； 可以回收利用有用的物質(zhì)； 浮上法所需藥劑量比沉淀池節(jié)省。缺點(diǎn)：浮上法電耗較大，處理每噸廢水比沉淀法多耗電約0.020.04kW h ；目前使用的溶氣水減壓釋放器容易堵塞；浮渣怕較大的風(fēng)雨襲擊。三、污水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（一）污水生物處理的概念：利用微生物的新陳代謝，將廢水中的有機(jī)物的一部分轉(zhuǎn)化為微生物的細(xì)胞物質(zhì)，另一部分轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物或簡(jiǎn)單的有機(jī)物的方法。1. 根據(jù)參加代謝活動(dòng)的微

15、生物對(duì)溶解氧的需求不同，分為：好氧生物處理（存在分子氧），缺氧生物處理（存在化合態(tài)氧），厭氧生物處理（既無(wú)分子氧又無(wú)化合態(tài)氧存在）。2. 好氧生物處理法有：活性污泥法（懸浮生長(zhǎng)法）和生物膜法（附著生長(zhǎng)法）。（二）污水生物處理的基本原理1生物處理的有機(jī)物去向：有機(jī)物被微生物攝取后，通過(guò)代謝活動(dòng)，約有1/3被分解，穩(wěn)定并提供其生理活動(dòng)所需 要的能量，約2/3被轉(zhuǎn)化，合成新的細(xì)胞物質(zhì)，即進(jìn)行微生物自身生長(zhǎng)繁殖。2生物處理有機(jī)物的去向：有機(jī)物轉(zhuǎn)化分為3個(gè)部分：一部分轉(zhuǎn)化為可回收利用的可燃性氣體甲烷，一部分被分解為二氧化碳、水、氨、硫化氫等無(wú)機(jī)物，并為細(xì)胞合成提供能量；少量有機(jī)物則被轉(zhuǎn)化、合成新的細(xì)胞物

16、質(zhì)。污水中生物 脫氮處理過(guò)程中氮的轉(zhuǎn)化主要包括氨化（好氧或厭氧條件），硝化（好氧），反硝化（缺氧）（+同化 作用）。（三）脫氮除磷基本理論城鎮(zhèn)污水生物脫氮過(guò)程的基本步驟：微生物經(jīng)氨化反應(yīng)分解有機(jī)氮化合物生成氨，再在亞硝酸鹽菌和硝化細(xì)菌的作用下，經(jīng)硝化反應(yīng)生成（亞）硝酸鹽，最后經(jīng)反硝化反應(yīng)將 （亞）硝酸鹽還原為氮?dú)?。?dāng)進(jìn)水氨氮濃度較低 時(shí)，同化作用也可能成為脫氮的主要途徑 。（四）微生物的生長(zhǎng)規(guī)律和生長(zhǎng)環(huán)境微生物的四個(gè)生長(zhǎng)期：停滯期、對(duì)數(shù)期、靜止期、衰老期（五）微生物的生長(zhǎng)環(huán)境錯(cuò)誤！未找到引用源。微生物的營(yíng)養(yǎng)：主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是碳、氮、磷。BOD5： N : P=100:5:1 溫度 PH 溶解氧（

17、不低于2mg/L） 有毒物質(zhì)（六）米氏方程Km是半速度常數(shù)，是V=1/2Vmax時(shí)的底物濃度Monod 方程umax是u在限值增長(zhǎng)的底物（碳源）達(dá)到飽和濃度時(shí)的最大值 。四、活性污泥法Activates SludgeThe most com mon opti on uses microorga ni sms in the treatme nt process to break dow n orga nic material withaeration and agitation,thenallows solids to settle out.Bacteria-containingactivate

18、d sludge ” is continuallyrecirculated back to the aerati on bas in to in crease the rate of oga nic decompositi on.（一）基本概念1. 活性污泥是一種茶褐色的絮絨狀小顆粒，是活性污泥處理系統(tǒng)的核心，其上棲息著大量的活躍的微生物，在這些微生物的作用下，具有將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的活力?；钚晕勰嗟闹黧w是細(xì)菌，多數(shù)是革蘭氏陰性菌，原生動(dòng)物在活性污泥中大量存在。2. 活性污泥法的基本原理：（1） 通過(guò)充分曝氣供氧，使大量繁殖的微生物群體懸浮在水中，并利用從而降解污水中的有機(jī)污染物（氧化分解有

19、機(jī)物能力）；（2） 停止曝氣時(shí)，懸浮微生物絮凝體易于沉淀與水分離，并使污水得到凈化、澄清（良好的凝聚和沉淀性能）。3. 活性污泥法的基本流程一一由曝氣池、二沉池、曝氣系統(tǒng)和污泥回流處理系統(tǒng)組成4. 活性污泥的組成：a. 具有代謝功能活性的微生物群體（Ma）b. 微生物（主要是細(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物 （Me）c. 由原污水挾入的難為細(xì)菌分解的惰性有機(jī)物質(zhì)（Mi）d. 由污水挾入的無(wú)機(jī)物質(zhì)（Mii）5. 活性污泥法的凈化機(jī)理： 吸附階段：由于絮狀的活性污泥表面積很大(約200010000m 2/m 3),在表面上富集著大量的微生物，在其外部覆蓋著多糖類的黏液層，污水中懸浮的和膠體的物質(zhì)被

20、絮凝和吸附去除。這一過(guò)程能夠在30min內(nèi)完成，污水BOD的去除率可達(dá)70%。它的速率取決于:a.微生物的活性程度；b.反應(yīng)器內(nèi)水力擴(kuò)散程度與水動(dòng)力學(xué)的規(guī)律。前者決定活性污泥微生物的吸附、凝聚性能；后者決定活性污泥絮凝體與有機(jī)污染物的接觸程度。 氧化階段：被攝入細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)污染物，在各種胞內(nèi)酶，如脫氫酶、氧化酶等的催化作用下，微生物對(duì)其進(jìn)行代謝反應(yīng)。一部分有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，最終形成二氧化碳和水等穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物質(zhì)，并提供合成新細(xì)胞物質(zhì)所需的能量；另一部分有機(jī)污染物為微生物合成新的細(xì)胞。 絮凝體的形成與絮凝沉淀階段：氧化階段合成的菌體有機(jī)體絮凝形成絮凝體,通過(guò)重力沉淀從水中分離出來(lái)，使水得以凈化

21、。6. 活性污泥處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件和要求是：(1) 廢水中含有足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有適當(dāng)?shù)腃： N : P。(2) 混合液中應(yīng)含有足夠的溶解氧。(3) 活性污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，能夠充分的與廢水相接觸。(4) 避免對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入。(5) 活性污泥的濃度應(yīng)保持適當(dāng)。(6) 適當(dāng)?shù)腜H ,活性污泥微生物的最適PH介于之間。(7) 適當(dāng)?shù)乃疁亍?5-30 C(8) 有機(jī)負(fù)荷率7. 活性污泥的性質(zhì)和指標(biāo)(1) 混合液懸浮固體濃度(mixed liquor suspended solids,MLSS ):指曝氣池中單位體積混合液中活性污泥懸浮固體的質(zhì)量，也稱之為污泥濃度。MLVSS

22、代表混合液懸浮固體中有機(jī)物的含量。(2) 污泥的沉降比 (settled volume , SV%):指曝氣池混合液靜止 30min后沉淀污泥的體積分?jǐn)?shù) ，通常采用1L的量筒測(cè)定污泥沉降比。(3) 污泥體積指數(shù)(sludge volume index,SVI):指曝氣池混合液沉淀 30min后，每單位質(zhì)量干泥形成的濕污泥 的體積，常用單位為ml/g。污泥指數(shù)能較好的反映出活性污泥的松散程度，凝聚和沉降性能。一般城市污水正常運(yùn)行條件下的 SVI在100150之間。SVI值過(guò)低，說(shuō)明泥粒細(xì)小，無(wú)機(jī)質(zhì)含量高，缺乏活性；過(guò)高，說(shuō)明污泥的沉降性能不好，并且已有產(chǎn) 生膨脹現(xiàn)象的可能。如果SVI>20

23、0 ,污泥難于分離，容易產(chǎn)生污泥膨脹。(4) 污泥密度指數(shù) (SDI):指曝氣池混合液在靜置30min后，含于100mL沉降污泥中的活性污泥懸浮固體的克 數(shù)。(5) 污泥齡(SRT):又稱污泥平均停留時(shí)間。指每日新增的污泥平均停留在曝氣池中的天數(shù) ，也就是曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需的時(shí)間 ，或工作著的活性污泥總量同每日排放污泥量的比值。單位為d。7. 活性污泥法中的污泥參數(shù)(1) 污泥產(chǎn)率系數(shù)：活性污泥每降解1kgBOD 5所新生成的活性污泥的量。(0.4-0.7 )污泥負(fù)荷率(F/M ):又稱有機(jī)底物(F)與微生物量(M)的比值，是指曝氣池內(nèi)單位質(zhì)量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)物含

24、量。單位kgBOD5/(kgMLSS d)(0.2-0.4)(F/M比值是影響污泥增長(zhǎng)速率，有機(jī)物去除速率，氧的利用速率以及污泥吸附凝聚性能的重要因素。F/M大，說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，微生物繁殖過(guò)快，處在對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，去除率高，但污泥不易凝聚沉降，沉降性能差。F/M小，說(shuō)明 營(yíng)養(yǎng)過(guò)少，微生物由于缺乏營(yíng)養(yǎng)而進(jìn)入內(nèi)源呼吸期，代謝自身細(xì)胞物質(zhì)，影響去除效率，但沉降性能好。因此，在廢水處理中，應(yīng)控制BOD負(fù)荷在一定的范圍：高負(fù)荷：1.52.0 ;中負(fù)荷：0.20.5 ;低負(fù)荷：0.030.05。)(3) 污染物容積負(fù)荷：?jiǎn)挝黄貧獬赜行莘e在單位時(shí)間內(nèi)流入的污染物的量，kgBOD 5/(m 3 d)表示。(4)

25、水力停留時(shí)間：曝氣池有效容積與污水流量之比值，表示污水在曝氣池中的平均停留時(shí)間。(6-10h )8. 活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)活性污泥法具有處理能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種廢水生物處理工藝，但它也存在基建與運(yùn)行費(fèi)用較高、能耗較大、管理較復(fù)雜、易出現(xiàn)污泥膨脹和污泥上浮以及對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除.word可編輯效果有限等問(wèn)題（二）活性污泥法的發(fā)展1. 常用的活性污泥法曝氣池的基本形式（1） 推流式曝氣池：污水及回流污泥一般從池體的一端進(jìn)入，水流呈推流型，底物濃度在進(jìn)口端最高，沿池長(zhǎng)逐 漸降低，至池出口端最低。（2） 完全混合式曝氣池：污水一進(jìn)入曝氣反應(yīng)池，在曝氣攪拌作用下立

26、即和全池混合，曝氣池內(nèi)各點(diǎn)的底物濃 度，微生物濃度、需氧速率完全一致。（3） 封閉環(huán)流式反應(yīng)池：結(jié)合了推流和完全混合兩種流態(tài)的特點(diǎn)，污水進(jìn)入反應(yīng)池后，在曝氣設(shè)備的作用下被快速、均勻的與反應(yīng)器中混合液進(jìn)行混合，混合后的水在封閉的溝渠中循環(huán)流動(dòng)。封閉環(huán)流式反應(yīng)池在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)推流式，而在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)則呈現(xiàn)完全混合特征。（4） 序批式反應(yīng)池（SBR）：屬于 注水-反應(yīng)-排水 類型反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于完全混合，但有機(jī)污染物卻是隨 著反應(yīng)時(shí)間的推移而被降解的 。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水、閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到 閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依

27、次進(jìn)行，混合液始終留在 池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。2. 活性污泥法的主要運(yùn)行方式（1） 傳統(tǒng)推流式：污水和回流污泥在曝氣池的前端進(jìn)入，在池內(nèi)呈推流式流動(dòng)至池的末端，充氧設(shè)備設(shè)置沿池長(zhǎng)均勻布置，會(huì)出現(xiàn)前半段供氧不足，后半段供氧超過(guò)需要的現(xiàn)象。（2） 漸減曝氣法：漸減曝氣布置擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻踢f減，而總的空氣量有所減少，這樣可以節(jié)省能量，提高處 理效率。（3） 分布曝氣：采用分點(diǎn)進(jìn)水方式，入流污水在曝氣池中分3-4點(diǎn)進(jìn)入，均衡了曝氣池內(nèi)有機(jī)污染物的負(fù)荷和需 氧量，提高了曝氣池對(duì)水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷的能力。（4） 完全混合法：進(jìn)入曝氣池的污水很快被池內(nèi)已存在的混合液所稀釋、勻化，入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷是

28、，池液的組成變化較小，即該工藝對(duì)沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，F(xiàn)/M值均等，各部分有機(jī)污.word可編輯染物降解工況相同，微生物群體的組成和數(shù)量幾近一致，曝氣池內(nèi)混合液的需氧速率均衡。（5） 淺層曝氣法：其特點(diǎn)是氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量的空氣進(jìn)行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。（6） 深層曝氣法：在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促進(jìn)液流循環(huán)。并且深井曝氣池內(nèi)，氣流紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同時(shí)氣液接觸時(shí)間延長(zhǎng)，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。（7） 高負(fù)荷曝氣法：在系統(tǒng)與曝氣池構(gòu)造方面與傳統(tǒng)推流式活性污泥相同，但曝氣停留時(shí)間

29、為個(gè)小時(shí)，曝氣池活性污泥處于生長(zhǎng)旺盛期。主要特點(diǎn)是有機(jī)容積負(fù)荷或污泥負(fù)荷高，但處理效果低。（8） 克勞斯法（Kraus）:把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進(jìn)入曝氣池，克服了高碳水化合 物的污泥膨脹問(wèn)題。而且消化池上清液中富含氨氮 ，可以提供大量碳水化合物代謝所需的氮 。消化池上清液夾帶 的消化污泥相對(duì)密度較大，有改善混合液沉淀性能的功效 。（9） 延時(shí)曝氣法：曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無(wú)需消化，可直接排放。本工藝還具有處理過(guò)程穩(wěn)定性高，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，不需要初沉池等優(yōu)點(diǎn)。（10） 接觸穩(wěn)定法：混合液的曝氣完成了吸附

30、作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。本工藝的特點(diǎn)是污水與活性污泥在吸附池內(nèi)吸附時(shí)間短，吸附池容積較小，再生池的容積也較小，另外其具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。（11） 氧化溝：氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng)，具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用。（12） 純氧曝氣法：純氧代替空氣，可提高生物處理速度。在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的 推動(dòng)力也隨著提高，氧傳遞速率增加了 ，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。（13）吸附-生物降解工藝（AB法）:處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和 PH變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)

31、 力進(jìn)行分期建設(shè)。（14） 序批式活性污泥法 （SBR法）：1. 工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備；2. 耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；3反應(yīng)推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系的出水水質(zhì)；4.運(yùn)行操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；5污泥沉淀性能好，SVI值較低，能有效的防止絲狀菌膨脹；6.該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。3. 氧化溝的工藝特點(diǎn)：（1） 簡(jiǎn)化了預(yù)處理，氧化溝水力停留時(shí)間和污泥齡比一般生物處理法長(zhǎng)，懸浮有機(jī)物可與溶解性有機(jī)物同時(shí)得到較徹底的去除，排出的剩余污泥已得到

32、高度穩(wěn)定，因此氧化溝可以不設(shè)初沉池，污泥也不需要進(jìn)行厭氧消化。（2） 占地面積小，因在流程中省略了出次沉淀池、污泥消化池、有時(shí)還省略二次沉淀池和污泥回流裝置，使污水 處理廠總占地面積不僅沒(méi)有增大，相反還可縮小。（3） 具有推流式流態(tài)特征，氧化溝具有推流特性，使得溶解氧濃度在沿池長(zhǎng)方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧、厭氧條件。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)合理的設(shè)計(jì)與控制，可以取得更好的除磷脫氮效果。（三）氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備1. 氧吸收率：指向混合液供給1kg氧時(shí)，水中所能獲得的氧量。評(píng)價(jià)鼓風(fēng)曝氣。2. 動(dòng)力效率：指單位動(dòng)力在單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)移的氧量。評(píng)價(jià)機(jī)械曝氣。3.Kl液膜中氧分子的傳質(zhì)系數(shù)。A氣液接觸界面面積

33、，m3Cs與界面氧分壓所對(duì)應(yīng)的溶液飽和溶解氧值。C溶液中溶解氧濃度。3. 影響KLa值的因素：（1）溶解在水中的憎水性有機(jī)物影響KLa值。.word可編輯（2 ）水體的溫度同時(shí)影響KLa值和CS值。4. 曝氣作用：1向廢水中供氧2. 起攪拌混合作用，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到污泥同污染物、溶解氧充分接觸。5. 曝氣設(shè)備：鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)，風(fēng)壓要滿足克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩擦損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓；空氣凈化器的目的是改善整個(gè)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和防治擴(kuò)散器阻塞。6. 曝氣設(shè)備性能指標(biāo)：1.氧轉(zhuǎn)移率2.充氧能力3.氧

34、利用率計(jì)算好氧速度與基質(zhì)BOD去除的關(guān)系Q-廢水處理量a'平均轉(zhuǎn)化IkgBOD需氧量b'-微生物自身氧化需氧量X-污泥濃度V-污泥體積（四）活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算污泥齡在污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中的作用。污泥泥齡即生物固體停留時(shí)間，其定義為在處理系統(tǒng)（曝氣池）中微生物的平均停留時(shí)間。在工程上，就是指反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)微生物總量與每日排出的剩余微生物量的比值?；钚晕勰嗄帻g是活性污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)/運(yùn)行的重要參數(shù)。在曝氣池設(shè)計(jì)中的活性污泥法，出水水質(zhì)，曝氣池混合液污泥濃度、污泥回流比等都與污泥泥齡存在一定的 數(shù)學(xué)關(guān)系，由活性污泥泥齡即可計(jì)算出曝氣池的容積。而在剩余污泥的計(jì)算中也可根據(jù)污泥泥齡

35、直接計(jì)算每天的.word可編輯剩余污泥。而在活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行管理過(guò)程中，活性污泥泥齡也會(huì)影響到污泥絮凝的效果。另外污泥泥齡也n -i-r-r u-tii-rmer-有助于進(jìn)步了解活性污泥法的某些機(jī)理，而且還有助于說(shuō)明活性污泥中微生物的組成。曝氣池容積Y活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gBODQ 預(yù)曝氣時(shí)間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，m3/dS0曝氣池進(jìn)水的平均 BOD5值Se曝氣池出水的平均 BOD5值X曝氣池混合液污泥濃度MLVSSKd 內(nèi)源代謝系數(shù)，d-1（五）活性污泥法的運(yùn)行和管理1. 活性污泥的培養(yǎng)與馴化培養(yǎng)：為活性污泥的微生物提供一定的生長(zhǎng)繁殖條件，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，就會(huì)有活性污泥形成，且在數(shù)

36、量上逐漸增加，到最后達(dá)到處理廢水所需的污泥濃度。馴化：對(duì)混合微生物群進(jìn)行淘汰和誘導(dǎo)，不能適應(yīng)環(huán)境條件和所處理廢水特性的微生物被抑制，具有分解廢水有機(jī)物活性的微生物得到發(fā)育，并誘導(dǎo)出能利用廢水有機(jī)物的酶體系。2. 污泥膨脹：指污泥體積增大而密度下降，污泥的凝聚性和沉降性惡化，致使處理水渾濁的現(xiàn)象。3. 污泥特征（1）結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)量變輕，沉淀壓縮性差（2）SV值增大，有時(shí)達(dá)到90%，SVI達(dá)到300以上，大量污泥流失，出水渾濁；（3） 二次沉淀池難以固液分離，回流污泥濃度低，無(wú)法維持曝氣池正常工作 */4. 致使絲狀菌大量繁殖的原因：（1）DO （溶解氧）菌膠團(tuán)要求DO至少在0.5mg/L以上，絲

37、狀菌在DO低于0.1mg/L的環(huán)境中也能較好的生長(zhǎng).word可編輯甚至在厭氧條件下殘存而不受影響。所以，一般來(lái)說(shuō)曝氣池中溶解氧應(yīng)保持在2mg/L。（2） 沖擊負(fù)荷 負(fù)荷超過(guò)了正常負(fù)荷，污泥膨脹程度提供，絮凝體增大，絮體內(nèi)部DO消耗提高，從而致使絮體 內(nèi)部缺氧，抑制菌膠團(tuán)生長(zhǎng)，也就提供了絲狀菌生長(zhǎng)的低氧條件 ，絲狀菌生長(zhǎng)超過(guò)了菌膠團(tuán)的生長(zhǎng) ，導(dǎo)致污泥膨 脹。（3） 營(yíng)養(yǎng)條件變化一般細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)為 BOD5 : N : P=100 : 5:1條件下生長(zhǎng)。如果N、P缺乏，C/N比升高，即碳 水化合物相對(duì)過(guò)剩，過(guò)多，適宜絲狀菌生長(zhǎng)。（4） 硫化物經(jīng)驗(yàn)表明，含硫化合物高的廢水易發(fā)生由硫細(xì)菌引起的絲狀菌膨脹

38、。（5） 有毒重金屬的沖擊負(fù)荷雖然重金屬對(duì)絲狀細(xì)菌和菌膠團(tuán)都有抑制作用，但不能使絲狀細(xì)菌消失，此時(shí)的絮體呈針點(diǎn)狀，使出水懸浮物濃度提高。（6） PH值 絲狀菌生長(zhǎng) ，而菌膠團(tuán)生長(zhǎng)的 PH為6 8。（7） 溫度 絲狀菌適宜于高溫生長(zhǎng)，因此在高溫環(huán)境下易發(fā)生污泥膨脹。菌膠團(tuán)適宜中溫。5. 其它常見(jiàn)問(wèn)題：污泥上浮泡沫問(wèn)題（六）二次沉淀池1. 二次沉淀池在功能上要同時(shí)滿足澄清（固液分離）和污泥濃縮（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的體積減少）兩方面的要求。2. 二次沉淀池的構(gòu)造可采用平流式、豎流式和輻流式沉淀池。但應(yīng)注意一下特點(diǎn)：（1） 二次沉淀池的進(jìn)水部分要仔細(xì)考慮，應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條

39、件，使泥花結(jié)大。（2） 二沉池中污泥絮體較輕，容易被出水挾走，因此要限制出流堰流速。（3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。五. 生物膜法 Trickling FiltersThese are beds of coarse media(oftenstones or plastic) 3-10 ft deep.Wastewater is sprayed into the air(aeration),and the allow to trickle through the media,break down material in the wastewater.Trickling flitersd

40、rain at the bottom;the wastewater is collected and the n un dergoes sedime ntati on.(一) 概述1. 生物膜法是污水土地處理的人工強(qiáng)化法，依靠固著于固體介質(zhì)表面的微生物來(lái)去除廢水中溶解性有機(jī)污染物,是一種被廣泛采用的生物處理方法。2. 生物膜形成過(guò)程：含有機(jī)分子的水t生物膜附著生長(zhǎng)載體表面t改良載體表面t浮游微生物細(xì)胞變成不可解吸細(xì)胞T攝取并消耗水中的底物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)T產(chǎn)生胞外多聚物，將生物膜緊緊地結(jié)合在一起T進(jìn)入水中)3. 生物膜法的主要特征(與活性污泥法相比)(1) 生物相特征 生物多樣化能夠形成一個(gè)復(fù)雜穩(wěn)定

41、的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng) 食物鏈長(zhǎng)形成細(xì)菌一真菌一原生動(dòng)物一后生動(dòng)物一微型動(dòng)物的長(zhǎng)食物鏈，生物膜上能夠棲息高水平的生物111j污泥量低于活性污泥法。 能存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物由于呈固著態(tài)，生物固體平均停留時(shí)間長(zhǎng)，因此在生物膜上能夠生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)、增值速度較慢的微生物。 生物膜法可分段進(jìn)行并有利于培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌種。(2) 工藝特征 對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性 ，耐沖擊負(fù)荷，并能夠處理低濃度的污水，生物膜反應(yīng)器受水質(zhì)水量變化而引起的有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷波動(dòng)的影響較小，即使有一段時(shí)間中斷進(jìn)水或工藝遭到破壞，反應(yīng)器的性能亦不能受到致命影響，恢復(fù)起來(lái)也較快。 污泥沉降性能良好，易于固液分離；剩余污泥產(chǎn)量少，降

42、低污泥處理和處置的費(fèi)用。 生物量高，處理能力大，凈化功能顯著提高。 易于運(yùn)行管理，節(jié)能、減少污泥膨脹問(wèn)題 缺點(diǎn)：（1） 需要較多的填料和支撐結(jié)構(gòu)，在不少情況下基建投資超過(guò)活性污泥法；（2） 出水常常攜帶較大的脫落的生物膜片，大量非活性細(xì)小懸浮物分散水中使處理水的澄清度降低。3生物膜法的分類：接觸方式不同：填充式和浸漬式填充式（沿固定表面流過(guò)，接觸）：生物濾池生物轉(zhuǎn)盤(pán)浸漬式（完全浸沒(méi)鼓風(fēng)曝氣）：接觸氧化法生物流化床4. 生物膜法基本原理：生物膜法處理污水就是將污水與生物膜接觸，進(jìn)行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜內(nèi)微生物將有機(jī)物氧化，使廢水獲得凈化，同時(shí)生物膜內(nèi)的微生物不斷生長(zhǎng)繁殖。5. 好氧生物膜的

43、培養(yǎng)有三種方法：自然掛膜法（帶自然菌種的污水），活性污泥掛膜法（活性污泥與污水混合），優(yōu)勢(shì)菌種掛膜法（二）生物濾池1. 生物濾池的構(gòu)造：濾床、布水設(shè)備、排水系統(tǒng)三部分2. 理想的濾料應(yīng)具有以下特征:（1）能為微生物附著提供大量的表面積（2）使污水以液膜狀態(tài)流過(guò)生物膜（3） 有足夠的空隙率，保證通風(fēng)（即保證氧的供給）和使脫落的生物膜能隨水流出濾池。（4） 不被微生物降解，也不抑制微生物的生長(zhǎng)，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。（5）有一定機(jī)械強(qiáng)度（6）價(jià)格低廉3. 設(shè)置布水設(shè)備的目的是為了使污水能均勻地分布在這個(gè)給濾床表面上。4. 排水系統(tǒng)的作用（1）收集濾床流出的污水和生物膜（2）保證通風(fēng)（3）支撐濾料5.

44、 生物濾池形式及適用條件低負(fù)荷生物濾池：僅在污水量小，地區(qū)比較偏僻，石料不貴的場(chǎng)合尚有可能使用。高負(fù)荷生物濾池：適用于大部分污水處理過(guò)程，水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都比較高。6. 影響生物濾池性能的主要因素（1） 濾池高度：隨著濾池深度增加，微生物從低級(jí)趨向高級(jí)，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。各層生物膜的 微生物不相同，處理污水的功能和速率也隨之不同。（2） 負(fù)荷率（有機(jī)負(fù)荷N和水力負(fù)荷qF或qv）在低負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機(jī)物的傳質(zhì)速率加 快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞。在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停 留的時(shí)間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。（3）回流（

45、利用污水廠的出水和生物濾池出水稀釋進(jìn)水的做法稱為回流，回流水量和進(jìn)水量之比為回流比）i.可提高生物濾池的濾率。ii. 提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭iii. 當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營(yíng)養(yǎng)元素或含有害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水的腐化情況，提供營(yíng)養(yǎng)元素和降低毒物濃度；iv. 進(jìn)水的質(zhì)和量有波動(dòng)時(shí)，回流有穩(wěn)定和調(diào)節(jié)進(jìn)水的作用。（4） 供氧 微生物的好氧性，厭氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧氣量就制約了微生物的活性 ，進(jìn)而影響了微生物分解有機(jī)物反應(yīng)速率，從而影響了處理效果。（三）生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法的生物膜法，該法在生物接觸氧化池（曝氣池）中充填各種填料，部分微生物以

46、生物膜的形式附著生長(zhǎng)在填料表面，部分微生物則懸浮生長(zhǎng)在水體中，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。（四）生物轉(zhuǎn)盤(pán)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要組成部分有轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、廢水處理槽和驅(qū)動(dòng)裝置等（五）生物流化床1生物流化床處理技術(shù) 是借助流體(液體、氣體)使表面生長(zhǎng)著微生物的固體顆粒(生物顆粒)呈流態(tài)化，同時(shí)進(jìn)行去除和降解有機(jī)污染物的生物膜法處理技術(shù)。2生物流化床的類型：兩相和三相流化床3三相流化床：指反應(yīng)器內(nèi)有氣、液、固三相共存的生物流化床，特點(diǎn)是向流化床直接充氧以代替外部充氧裝置。由于氣體通入具有混合效果，生物顆粒之間有劇烈摩擦，易使生物膜表層自行脫落，可以免除體外脫膜裝置。4.生物流化床的優(yōu)點(diǎn)(1) 生物固體濃度

47、高 (10-20g/L ),因此水力停留時(shí)間可大大縮小，容積負(fù)荷則相應(yīng)提高到 7-8kgCOD/(m 3 )，基 建費(fèi)用也可相應(yīng)減小。(2) 不存在活性污泥法中常發(fā)生的污泥膨脹問(wèn)題和其他生物膜法中存在的污泥堵塞現(xiàn)象。(3) 能適應(yīng)不同濃度范圍和較大的沖擊負(fù)荷。(4) 由于容積負(fù)荷和床體高度大，占地面積可大大縮小。六、穩(wěn)定塘和污水的土地處理LagoonsThese are slow,cheap and relatively in efficie nt,but can be used for various types of wastewater.They rely on thein teract

48、 ion of sun light,algae,microga ni sms,a nd oxyge n( sometimes aerated).(一)穩(wěn)定塘1. 穩(wěn)定塘：穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，其對(duì)污水的凈化過(guò)程和自然水體的自凈過(guò)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。2. 穩(wěn)定塘的分類：按塘內(nèi)的微生物類型、供養(yǎng)方式和功能等分：好氧塘、兼氧塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘3. 好氧塘的凈化機(jī)理：好氧塘內(nèi)存在著細(xì)菌、藻類和原生生物的共生系統(tǒng)。有陽(yáng)光照射時(shí)，塘內(nèi)的藻類進(jìn)行光合 作用，釋放出氧，同時(shí)由于風(fēng)力的攪動(dòng)，塘表面還存在自然負(fù)氧，二者使水塘呈好氧狀態(tài)。塘內(nèi)的好氧型異氧細(xì)菌利用水中

49、的氧，通過(guò)好氧代謝氧化分解有機(jī)污染物并合成本身的細(xì)胞質(zhì)(細(xì)胞增殖)，其代謝產(chǎn)物CO2這是藻類光合作用的碳源。fUAUZ- l iz ZJ«7F：ffiJLffiJL水廊012-1蚌4UI工柞揀示圖4. 好氧塘內(nèi)的生物種群主要有細(xì)菌 、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、水蚤。（二）污水土地處理1. 污水土地處理 是在人工調(diào)控下利用土壤 -微生物-植物組成的生態(tài)系統(tǒng)是污水中的污染物凈化的處理方法。在污染物得以凈化的同時(shí)，水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分得以循環(huán)利用。土地處理是使污水資源化、無(wú)害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng)。2. 土地處理技術(shù)有五種類型：慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地和地下滲濾系統(tǒng)。土地處理系

50、統(tǒng)的凈化機(jī)理：污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個(gè)綜合凈化過(guò)程，包括了物理過(guò)濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對(duì)有機(jī)物的降解等過(guò)程 。3. 主要污染物的去除途徑如下 ：（1）BOD的去除大部分是在土壤表層土中去除的。土壤中大量的一樣行微生物對(duì)被過(guò)濾、截留在土壤顆粒空隙間的懸浮有機(jī)物和溶解有機(jī)物進(jìn)行生物降解，并合成微生物細(xì)胞。（2）磷和氮的去除在土地處理中，磷主要是通過(guò)植物吸收，化學(xué)反應(yīng)和沉淀（于土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成難溶的磷酸鹽 ）， 物理吸附和沉積 （土壤中的粘土礦物對(duì)磷酸鹽的吸附和沉積 ），物理化學(xué)吸附（離子交換、絡(luò)合吸附）等方式被 去除。去去除效果受土壤結(jié)

51、構(gòu)、陽(yáng)離子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對(duì)磷的吸收等因素影響 。氮只要是通過(guò)植物吸收，微生物脫氮（氨化、硝化、反硝化），揮發(fā)、滲出（氨在堿性條件下逸出、硝酸鹽的滲出)等方式被去除。其去除率受作物的類型、生長(zhǎng)期、對(duì)氮的吸收能力，以及土地處理系統(tǒng)的工藝等因素影響(3) 懸浮物質(zhì)的去除污水中的懸浮物質(zhì)是依靠作物和土壤顆粒間的空隙截留、過(guò)濾去除的。(4) 病原體的去除污水經(jīng)土壤過(guò)濾后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可達(dá)92% 97%(5) 重金屬的去除重金屬的去吃主要是通過(guò)物理化學(xué)吸附，化學(xué)反應(yīng)與沉淀等途徑被去除的。七. 污水的厭氧生物處理1. 廢水厭氧生物處理 是指在無(wú)分子氧條件下通過(guò)厭氧微生物

52、(包括兼氧微生物)的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程，也稱厭氧消化。2. 厭氧發(fā)酵通常分為三個(gè)階段：第一階段為水解發(fā)酵階段：復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)酸。繼而簡(jiǎn)單的有機(jī)酸在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等。第二階段為產(chǎn)酸產(chǎn)氣階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把第一階段中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸和氫，并有二氧化碳生成。第三階段為產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣和二氧化碳等轉(zhuǎn)化為甲烷。厭氧生物處理可以在中溫 (35 °C 38 °C)進(jìn)行(中溫消化)，也可在咼溫(52 °

53、C 55 °C)進(jìn)行(稱咼溫消化)。 因?yàn)樵趨捬跎锾幚磉^(guò)程中需考慮到各項(xiàng)因素對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響，因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌在兩個(gè)溫度段時(shí) ，活性最高，處理效果最好。3. 厭氧生物處理的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1)厭氧廢水處理技術(shù)成本低、經(jīng)濟(jì)性好。(2) 厭氧處理不但耗能少，而且能產(chǎn)生大量的能源。(3) 厭氧廢水處理負(fù)荷高、占地少，反應(yīng)器體積小。(4) 厭氧方法可以處理高濃度的有機(jī)廢水(5) 厭氧方法產(chǎn)泥量少，剩余污泥脫水性能耗。(6) 厭氧方法對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求量少，其BOD : N : P為(350-500)： 5:1.(7) 厭氧方法的菌種(如厭氧污泥顆粒)沉降性能好，生物活性保存期長(zhǎng)。(8) 厭氧處理系

54、統(tǒng)規(guī)模靈活，可大可小，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作。缺點(diǎn)：(1)厭氧方法雖然負(fù)荷高、進(jìn)水濃度高且有機(jī)物去除性絕對(duì)量高，但其出水COD濃度高于好氧處理，一般不能達(dá)標(biāo)排放。(2) 厭氧反應(yīng)器初次啟動(dòng)過(guò)程緩慢，一般需要8 12周的時(shí)間，其主要原因是厭氧細(xì)菌增殖緩慢。(3) 厭氧過(guò)程常常會(huì)產(chǎn)生異味，包括CH4、H2S及揮發(fā)性有機(jī)物等，控制不好易給周圍環(huán)境帶來(lái)污染與危 害。(4) 厭氧微生物對(duì)毒性物質(zhì)較為敏捷，對(duì)于有毒廢水性質(zhì)了解不足或操作不當(dāng)，在嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致反應(yīng)器 運(yùn)行條件的惡化。4. 影響厭氧生物處理的主要因素有：pH，溫度，生物固體停留時(shí)間(污泥齡)、攪拌和混合、營(yíng)養(yǎng)與C/N比、有毒物質(zhì)等。5. 提高厭氧生物處理的效能可考慮：(1) pH維持在6.8 7.2之間(2) 溫度可以維持在中溫(35-38 C),也可以是高溫 (52 55 C)(3) 保持較長(zhǎng)的生物固體停留時(shí)間(4) 系統(tǒng)內(nèi)避免進(jìn)行連續(xù)的劇烈攪拌(5) 碳：氮：磷控制為200-300: