排水工程匯總材料

1、排水工程（下）復(fù)習(xí)材料主要內(nèi)容：一、污水的性質(zhì)及指標(biāo)（基本概念、污水分類、污染源、污染類型、污染性質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)）二、污水處理基本方法三、污水深度處理與回用四、水處理的運行管理五、河湖治理與生態(tài)修復(fù)一、污水的性質(zhì)及指標(biāo)1、污水的分類按污水的來源：生活污水、工業(yè)廢水、入滲地下水、截留雨水(合流制排水系統(tǒng))按廢水產(chǎn)生工藝：生活污水、焦化廢水、冶金廢水、制藥廢水、食品廢水、印染廢水2、污水的來源點源：生活污水、工業(yè)廢水、突發(fā)性事故非點源：初期雨水、農(nóng)業(yè)徑流3、污染的類型耗氧型污染、富營養(yǎng)型污染、毒物型污染、感官型污染4、污水的性質(zhì)及水質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)：色度、臭和味、固體含量（濁度）化學(xué)性質(zhì)：有機：碳水化

2、合物、蛋白質(zhì)和尿素、脂肪和油脂、酚、有機酸堿無機：酸堿度、氮、磷、氯化物、非重金屬無機有毒物質(zhì)、重金屬離子指標(biāo)：生化需氧量 BOD、化學(xué)需氧量 COD、總有機碳 TOC、總需氧量 TOD生物化學(xué)需氧量BOD：表示在一定條件下（20°C），單位體積廢水中所含的有機物被微生物完全分解所消耗的氧氣的數(shù)量。單位為mg（O2）/L（廢水）?；瘜W(xué)耗氧量 COD：用化學(xué)強氧化劑，在酸性條件下，將廢水中的有機物氧化成CO2和H2O所消耗氧化劑中的氧量，為化學(xué)需氧量，單位為mg/L。可生化性指標(biāo) BOD5/COD：BOD5/COD>0.3，可以采用生化處理法；BOD5/COD=0.2-0.3，難

3、以生化處理；BOD5/COD<0.25，不宜采用生化處理法?？傂柩趿?TOD：在900下，以鉑為催化劑，使水樣汽化燃燒，然后測定氣體載體中氧的減少量，作為有機物完全氧 化所需的氧量，稱為總需氧量?？傆袡C碳 TOC：在同樣條件下測定氣體中二氧化碳的增量，從而確定出水樣中碳元素的含量，稱為總有機碳。氮的指標(biāo)：有機氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素總氮：一切含氮化合物以N計量的總稱總凱式氮：總氮中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽和硝酸鹽氨氮：有機氮化合物的分解或者直接來自含氮工業(yè)廢水NOx-N：亞硝酸鹽和硝酸鹽磷的指標(biāo)：含磷化合物總磷（TP）有機磷：包括葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸、磷肌酸等無機磷酸鹽

4、：正磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、偏磷酸鹽生物指標(biāo)：大腸菌群數(shù)、大腸菌群指數(shù)（與前者互為倒數(shù)=1L）、細(xì)菌總數(shù)生物脫氮除磷指標(biāo)：BOD5/TN（即C/N）比值：生物脫氮指標(biāo)，理論上C/N>=2.82，實際工程C/N>=3.5。 BOD5/P比值：生物除磷指標(biāo)，一般認(rèn)為該比值大于20。5、排水體制定義：對生活污水、工業(yè)廢水和雨水所采取的不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱做排水系統(tǒng)的體制（簡稱排水體制）。類型：(1) 合流制排水系統(tǒng)：直排式合流制 截流式合流制(2) 分流制排水系統(tǒng)：完全分流制 不完全分流制 半分流制二、污水處理基本方法6、去除水中污染物的基本思路、污水常見處理方法、廢水

5、水質(zhì)控制去除水中污染物的基本思路：直接沉、截、分離 改變水中污染物的形態(tài)和性質(zhì)污水常見處理方法：物理法：沉淀法、過濾法、反滲透法、篩慮法、上浮法、氣浮法化學(xué)法：混凝、氧化還原、吸附、離子交換、電滲析等生物化學(xué)法：好氧法（好氧氧化法）和厭氧法（厭氧還原法）膜法：膜生物反應(yīng)器MBR按廢水中污染物的去除方式分：分離處理（污染物從廢水中分離）、轉(zhuǎn)化處理（化學(xué)或生物的方法，使廢水中污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，或是轉(zhuǎn)化為易于分離的物質(zhì)）、稀釋處理按處理的程度分：一級、強化一級處理：去除效果：EBOD=30% ESS=50%功能：去除大顆粒狀懸浮固體污染物質(zhì)（有機物），減輕后續(xù)生物處理的負(fù)擔(dān)；調(diào)節(jié)水量、水質(zhì)、水溫

6、等，有利于后續(xù)的生物處理。 主要方法：物化法沉砂、沉淀、氣浮、除油、中和、調(diào)節(jié)、加熱或冷卻等。二級處理：去除效果：EBOD =8595% ESS=90%功能：大量除去膠體和溶解狀態(tài)的有機物，保證出水達到排放標(biāo)準(zhǔn)。方法：各種形式的生物處理工藝。三級處理(深度處理)：目的：去除二級處理出水中殘留的懸浮固體、有機物；脫色，殺菌；脫氮，除磷防止水體富營養(yǎng)化；深度處理以污水回收、再用為目的。 方法：物化法超濾、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒。 生物法生物脫氮除磷、生物陶粒、生物活性碳、曝氣生物濾池。再生水處理：污水經(jīng)過適當(dāng)處理后達到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足某種使用要術(shù)的水。7、城市污水處理的一般流程8

7、、城市污水物理處理方法篩濾截留法：格柵、篩網(wǎng)、濾池與微濾機重力分離法：沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池離心分離法：離心機、旋流分離器9、格柵定義：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：截留污水中粗大的懸浮物和雜物，以保護后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的一種預(yù)處理方法。分類：按照形狀：平面格柵、曲面格柵、階梯式格柵 按照格柵條的凈間隙：粗格柵50-100 mm、中格柵10-40 mm、細(xì)格柵3-10 mm（一般污水處理廠設(shè)計時，至少兩道格柵：泵前采用粗格柵或中格柵，泵后采用細(xì)格柵。）清渣方式：人工清除，與水平面

8、傾角：30º60º，適用于小型污水處理廠； 機械清除，與水平面傾角：60º90º，柵渣量大于0.2m3/d時，應(yīng)采用機械清渣。10、沉淀基礎(chǔ)理論定義：沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，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。分類（根據(jù)懸浮物的性質(zhì)、濃度和絮凝性能）：# 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。# 絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；|沉淀過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。

9、|沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的。發(fā)生在二沉池中。# 區(qū)域沉淀：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。# 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。11、沉砂池、沉淀池沉砂池的工作原理：以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒

10、則隨水流帶走。沉砂池的作用：從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。沉砂池的幾種形式：平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池等。沉淀池：分離懸浮固體的一種常用處理構(gòu)筑物。由五部分組成：進水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)、緩沖區(qū)。沉淀池的分類：按照使用功能：初次沉淀池：生物處理法中的預(yù)處理，去除約20-30%的BOD5，55%的懸浮物； 二次沉淀池：生物處理構(gòu)筑物后,是生物處理工藝的組成部分。 按照水流方向分：平流式、輻流式、豎流式。12、污水生物處理定義、分類 定義：利用自然界中廣泛分布的個體微小、代謝營養(yǎng)類型多樣、適應(yīng)能力強的微生物的新陳代謝作用，

11、對污水進行凈化的處理方法。以對溶解氧的需求分：好氧生物處理、缺氧生物處理、厭氧生物處理以微生物生長方式分：懸浮生長法活性污泥法(Activated sludge) 附著生長法生物膜法(Biofilms) 生物穩(wěn)定塘 天然生物處理 土地處理系統(tǒng) 活性污泥法13、生物處理法分類 好氧生物處理 生物膜法 人工生物處理 傳統(tǒng)厭氧消化 厭氧生物處理 現(xiàn)代高效厭氧反應(yīng)器14、活性污泥法工藝流程兩池&兩系統(tǒng)：曝氣池和二沉池；污泥回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)。三個基本要素：有機污水、微生物、氧氣。15、活性污泥的性質(zhì)物理性質(zhì)：顏色：黃褐色比重：略大于1 （1.0021.006） 粒徑：0.020.2 mm比表面

12、積：20100 cm2/mL含水率：99%以上 （活性污泥中固體物質(zhì)僅占1%）生化性質(zhì)：活性污泥的組成M =Ma + Me + Mi+ Mii Ma具有代謝功能的活性微生物群體；好氧細(xì)菌（異養(yǎng)型原核細(xì)菌、真菌、放線菌、酵母菌）、原生動物、后生動物；Me微生物自身氧化的殘留物，即微生物（主要是細(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物（難降解有機物質(zhì)）；Mi活性污泥吸附的污水中難為生物降解的惰性有機物（75%85%）；Mii活性污泥吸附污水中的無機物（由原污水帶入的）（15%25%）# 微生物（混合培養(yǎng)體）：（1）細(xì)菌：是活性污泥凈化功能最活躍的成分。|主要菌種有：假單胞菌屬、分枝桿菌屬、桿菌屬、芽胞桿菌

13、屬微球菌屬、假桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬等 菌膠團：部分細(xì)菌形成的絮凝體狀團?；钚晕勰嘈跄w的主要成分。作用：具有很強的吸附氧化分解有機物的能力，防止其內(nèi)的細(xì)菌被微生物吞噬和免受毒物的危害。（2）真菌（絲狀菌）：具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)和其他含氮化合物的功能絲狀菌：污泥絮凝體的骨架，并使污泥具有很高的沉淀性能。但過多會引起污泥膨脹，降低沉降性能，影響出水水質(zhì)。（3）原生動物、后生動物：肉足蟲（最初）動物性鞭毛蟲（而后）游泳型纖毛蟲（改善）固著型纖毛蟲（近達標(biāo)水質(zhì)）后生動物（水質(zhì)良好）。16、活性污泥的增殖規(guī)律、活性污泥的凈化原理增殖規(guī)律 注意：1）間歇靜態(tài)培養(yǎng)；2）底物是一次投加。曲線：1)

14、適應(yīng)期 2) 對數(shù)增殖期 3) 減速增殖期 4) 內(nèi)源呼吸期（內(nèi)源：馴化培養(yǎng)）凈化原理：有機污染物從污水中去除過程的實質(zhì)就是有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被活性污泥微生物攝取、代謝與利用的過程。這一過程的結(jié)果是污水得到凈化，微生物獲得能量并合成新的細(xì)胞，使活性污泥得到增長。凈化過程：初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）：活性污泥巨大的表面積（200010000m2/m3活性污泥）其表面為多糖類的粘質(zhì)層，污水中懸浮和膠體狀態(tài)的有機物被其凝聚和吸收而得到去除。 微生物的新陳代謝：小分子污染物直接進入微生物體內(nèi)、大分子污染物水解后進入微生物體內(nèi)。17、活性污泥凈化的影響因素1、營養(yǎng)物質(zhì)：碳源（BOD5100）

15、、氮源、磷源、無機鹽以及微量元素最佳營養(yǎng)源 BOD5：N：P = 100：5：12、溶解氧：曝氣池內(nèi)DO大于2 mg/L，但不宜過高。3、pH：6.5-8.54、水溫：參與活性污泥反應(yīng)的微生物多為嗜溫菌 10-45，多數(shù)在15-355、有毒物質(zhì)：重金屬離子、酚、氰等18、活性污泥法的基本工藝參數(shù)微生物量指標(biāo)：（1）混合液懸浮固體濃度（MLSS）：單位體積混合液含有的活性污泥固體物的總重量。（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）：有機性固體。（3）一定條件時較穩(wěn)定；對于處理城市污水的活性污泥系統(tǒng)一般0.750.85。沉降性能指標(biāo)：（1）污泥沉降比（SV）：將曝氣池中的混合液在量筒中靜置30

16、分鐘，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以%表示。（2）污泥容積指數(shù)（SVI）：是從曝氣池出口處取出的混合液，經(jīng)過30min靜沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容積，單位mL/g。SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能，對生活污水及城市污水，此值以介于70100之間為宜。SVI過低，說明活性污泥顆粒細(xì)小，無機物含量高，污泥活性較低。SVI過高，說明活性污泥沉降性能欠佳，或已產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象。污泥活性評價指標(biāo)活性污泥的比耗氧速率 SOUR：指單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)所能消耗的溶解氧量，其單位為mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h)。重要作用在于指

17、示入流污水是否有太多的難降解物質(zhì)，以及活性污泥是否中毒。污泥齡(污泥停留時間)污泥齡SRT：指在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，微生物從其生成到排出系統(tǒng)的平均停留時間，也就是反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物全部更新一次所需要的時間。 式中：c污泥齡（生物固體平均停留時間），d；X曝氣池內(nèi)每日增長的活性污泥量，即應(yīng)排出系統(tǒng)外的活性污泥量，kg/d；X反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度，kg/m3V曝氣池的容積 Qw作為剩余污泥排放的污泥量，一般用m3/d表示; Xr剩余污泥濃度，一般kg/m3表示；Xe排放的處理水中懸浮固體濃度，一般用kg/m3表示。污泥齡是活性污泥法處理系統(tǒng)設(shè)計和運行的重要參數(shù)，它能夠說明活性污泥微生物的狀況，世代時間長于

18、污泥齡的微生物在曝氣池內(nèi)不可能繁衍成優(yōu)勢種屬。BOD污泥負(fù)荷率、容積負(fù)荷率（1）BOD污泥負(fù)荷率：表示的是曝氣池內(nèi)單位重量(kg)的活性污泥在單位時間(d)內(nèi)接受的有機物量(kgBOD)。，F(xiàn)/M比值一般是以BOD污泥負(fù)荷率（又稱BOD-SS負(fù)荷率）（Ns）表示。式中：Q 污水流量，一般用m3/d；S0 原污水中有機物的濃度，一般用mg/L或 kgBOD/m3；V 曝氣池有效容積，一般用m3；X 曝氣池中活性污泥濃度，一般用mg/L或kgMLSS/m3。 高BOD污泥負(fù)荷率，有機物降解速率與活性污泥增長速率加快，降低池容，水質(zhì)變差；低BOD污泥負(fù)荷率，有機物降解速率和活性污泥增長速率降低，池容

19、加大，水質(zhì)提高。（2）BOD容積負(fù)荷率：單位曝氣池容積（m3）在單位時間（d）內(nèi)接受的有機物量。 污泥回流比污泥回流比（R）：是指從二沉池返回到曝氣池的回流污泥量QR與污水流量Q之比，常用表示。平均水力停留時間平均水力停留時間時間（HRT）：指污水進入曝氣池后，在曝氣池中的平均停留時間，常以小時（h）計。式中 V 曝氣池容積，m3；Q 污水流量，m3/h。 有機物降解與微生物增殖 活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(內(nèi)源呼吸)兩項作用的綜合結(jié)果。式中: X每日的污泥增長量(kgVSS/d)；= Qw·Xr Q每日處理廢水量(m3/d)；Sa進水BOD濃度(kgBOD/m3)；S

20、e出水BOD濃度(kgBOD/m3)。 有機物降解與需氧氧在微生物代謝過程中的用途：(1)氧化分解有機物；(2)氧化分解自身的細(xì)胞物質(zhì)式中：O2曝氣池中混合液的需氧量，kgO2/d;a代謝每kgBOD所需的氧量，kgO2/kgBOD.d;b每kgVSS每天進行自身氧化所需的氧量，kgO2/kgVSS.d19、活性污泥反應(yīng)動力學(xué)研究 莫諾方程的假定有機物的降解速率、活性污泥微生物的增殖速率、微生物的耗氧速率與有機物濃度、微生物量等因素之間的關(guān)系。 莫諾(Monod)方程：描述微生物比增殖速率與底物濃度之間的關(guān)系 描述底物比降解速率與底物濃度之間的關(guān)系 莫諾方程的推論：(1) 在高底物濃度的條件下

21、，即S>>Ks，零級反應(yīng)，則： (2) 在低底物濃度的條件下，即S << Ks，一級反應(yīng)，則: 莫諾方程在完全混合曝氣池中的應(yīng)用：在穩(wěn)定條件下，對有機物進行物料平衡：勞麥方程的假定：以微生物增殖和對有機物的利用為基礎(chǔ)。勞麥（Lawrence-McCarty）方程：1) 微生物比增殖速率： 2) 單位底物利用率： 第一基本方程： 表示的是生物固體平均停留時間（ c ）與產(chǎn)率（Y）、底物比利用速率（q）以及微生物的衰減速率（Kd）之間的定量關(guān)系。第二基本方程：該模型是在莫諾特公式的基礎(chǔ)上建立的，基本概念是有機物的比降解速率等于微生物對底物的比利用速率，即q。表示有機物的比利

22、用速率（降解速率）與反應(yīng)器（曝氣池）內(nèi)微生物濃度及微生物周圍有機物濃度之間的關(guān)系。20、曝氣的原理、方法與設(shè)備曝氣的主要作用：1.充氧：向活性污泥微生物提供足夠的溶解氧，以滿足其在代謝過程中所需的氧量。 2.攪動、混合：使活性污泥在曝氣池內(nèi)處于攪動的懸浮狀態(tài)，能夠與污水充分接觸。曝氣方法：1.鼓風(fēng)曝氣:是將由空壓機送出的壓縮空氣通過一系列的管道系統(tǒng)送到安裝在曝氣池池底的空氣擴散裝置（曝氣裝置），空氣從那里以微小氣泡的形式逸出，并在混合液中擴散，使氣泡中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中去；而氣泡在混合液中的強烈擴散、攪動，使混合液處于劇烈混合、攪拌狀態(tài)。2.機械曝氣:是利用安裝在水面上、下的葉輪高速轉(zhuǎn)動，劇烈

23、地攪動水面，產(chǎn)生水躍，使液面與空氣接觸的表面不斷更新，將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中。氧傳質(zhì)基本原理：1、Fick定律：擴散過程的推動力是物質(zhì)在界面兩側(cè)的濃度差，被擴散的物質(zhì)分子會從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)擴散、轉(zhuǎn)移。 物質(zhì)的擴散速率與濃度梯度呈正比關(guān)系。式中：vd 物質(zhì)的擴散速率，即單位時間內(nèi)單位斷面上通過的物質(zhì)的量；DL 擴散系數(shù)，表示物質(zhì)在某種介質(zhì)中的擴散能力，主要取決于擴散物質(zhì)和介質(zhì)的特性及溫度；C 物質(zhì)濃度；X 擴散過程的長度dC/dX 濃度梯度，即單位長度上的濃度變化值。2、雙膜理論：（1）界面兩側(cè)的液膜和氣膜處于層流狀態(tài)，而外側(cè)的氣相主體和液相主體處于紊流狀態(tài)；氣體分子以分子擴散方

24、式從氣相主體通過氣膜和液膜進入液相主體。（2）氣相和液相主體的紊流狀態(tài)使得其中物質(zhì)濃度基本均勻，不存在濃度差，不存在傳質(zhì)阻力，氣體分子從氣體主體傳遞到液相主體，阻力僅存在于氣膜和液膜中。（3）在氣膜中存在著氧的分壓梯度，在液膜中存在著氧的濃度梯度，它們是氧轉(zhuǎn)移的推動力。（4）氧轉(zhuǎn)移的決定性阻力集中在液膜上，此過程為限速步驟。 結(jié)論： 式中: dM/dt 氧傳遞速率，kgO2/h；DL 氧分子在液膜中的擴散系數(shù)，m2/h；A 氣、液兩相接觸界面面積，m2；(CsC)/Xf 在液膜內(nèi)溶解氧的濃度梯度，kgO2/m3.m；dC/dt 液相主體溶解氧濃度變化速率(或氧轉(zhuǎn)移速率)，kgO2/m .h；K

25、 液膜中氧分子傳質(zhì)系數(shù)，m/h；KLa 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，h-1。提高充氧速率的途徑 為了提高dC/dt值，可以從兩方面考慮：提高KLa值： 加強液相主體的紊流程度，降低液膜厚度；加速氣、液界面的更新，增大氣、液接觸面積等。提高Cs值：提高氣相中的氧分壓，如純氧曝氣、深井曝氣等。氧轉(zhuǎn)移速率的影響因素污水水質(zhì)：表面活性物質(zhì)（親水性）影響氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；鹽類影響飽和溶解氧濃Cs水溫：水溫升高，水的粘滯性下降，擴散系數(shù)提高，液膜厚度下降，KLa值增加。 氧分壓：氣壓降低，Cs值隨之下降；反之則提高。21、曝氣系統(tǒng)設(shè)計的一般程序、曝氣設(shè)備A鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)設(shè)計的一般程序B機械曝氣系統(tǒng)設(shè)計的一般程序AB曝氣設(shè)備按

26、曝氣方式可以將其分為鼓風(fēng)曝氣裝置和表面（機械）曝氣裝置兩種。衡量曝氣設(shè)備的技術(shù)性能指標(biāo) 氧的利用效率（EA）：是指通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比（%）； 氧的轉(zhuǎn)移效率（EL）：又稱充氧能力，通過表面機械曝氣裝置在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量（kgO2/h）； 動力效率（Ep）：每消耗1度電轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量（kgO /kw.h）。22、活性污泥法（曝氣池）的一般設(shè)計閱讀ppt務(wù)必會算公式法設(shè)計負(fù)荷法設(shè)計# 厭氧生物法的設(shè)計23、污水活性污泥處理工藝的工藝系統(tǒng)（非重點）閱讀ppt理解即可1. 傳統(tǒng)活性污泥工藝； 2. 階段曝氣活性污泥工藝；3. 再生曝氣活性污泥工藝；

27、 4. 吸附-再生活性污泥工藝；5. 延時曝氣活性污泥工藝； 6. 高負(fù)荷活性污泥工藝；7. 完全混合活性污泥工藝； 8. 多級活性污泥工藝；9. 深水曝氣活性污泥工藝； 10. 深井曝氣活性污泥工藝；11. 淺層曝氣活性污泥工藝； 12. 純氧曝氣活性污泥工藝；1.氧化溝工藝 2.間歇式活性污泥法工藝(SBR工藝) 3.A-B工藝 4. MBR工藝24、污水生物脫氮除磷處理工藝 參見作業(yè)題生物脫氮機理 在未經(jīng)處理的新鮮污水中，含氮化合物存在的主要形式是：有機氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、氨類化合物、硝基化合物等；氨態(tài)氮，如NH3和NH4+ 首先進行氨化反應(yīng)：有機胺化合物，在氨化菌的作用下，分解

28、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。 反應(yīng)式為：RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3 然后進行硝化反應(yīng)：氨態(tài)氮，在硝化菌的作用下，進行硝化反應(yīng)，進一步分解氧化。這一反應(yīng)分為兩個階段：首先亞硝化菌作用下使氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，其反應(yīng)式為NH4+1.5O2NO2-+H2O+2H+。之后，亞硝酸鹽在硝化菌的作用下，進一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮，反應(yīng)式為NO2-+0.5O2NO3-。 最后進行反硝化反應(yīng)：將硝酸氮和亞硝酸氮在缺氧環(huán)境反硝化菌參與作用下，被還原為氣態(tài)氮N2或N2O、NO的生物化學(xué)過程。反應(yīng)式為NO2-+3H（電子供體有機物）0.5N2+H2O+OH- NO3-+5H（電子供體有機物）0.5N2+2H2O

29、+OH-缺氧反硝化：細(xì)菌：反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）反應(yīng)： NO3-N反硝化還原為N2，溢出水面釋放到大氣碳源：原水中BOD硝酸鹽來源：回流出水中的硝化產(chǎn)物好氧脫碳硝化：脫碳氧化去除COD脫碳菌好氧有機物呼吸的細(xì)菌，以有機物為碳源硝化菌好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為碳源（NH4+NO2-NO3-)為什么先脫碳、后脫氮？ 硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；有機碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速 ，硝化菌氧利用不足，生長緩慢。 硝化脫氮時有時需要補堿（Na2CO3或NaOH)? 硝化作用消耗堿（NH4+、CO3-），水pH下降； 補充碳源、升高pH。硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗掉，如何

30、解決？ 掛生物膜或投加懸浮填料； 定期投菌。生物脫氮影響因素和最佳條件生物除磷機理（圖） 利用好氧微生物中聚磷菌在好氧條件下對污水中溶解性磷酸鹽過量吸收作用，然后沉淀分離而除磷。 厭氧環(huán)境中：污水中的有機物在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厭氧的不利狀態(tài)下，將體內(nèi)積聚的聚磷分解，分解產(chǎn)生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動吸收乙酸苷轉(zhuǎn)化為PHB(聚-羥基丁酸)的形態(tài)儲藏于體內(nèi)。聚磷分解形成的無機磷釋放回污水中，這就是厭氧釋磷。生物脫氮除磷工藝A2/O工藝、改進的Bardenpho工藝、UCT工藝、SBR工藝、MSBR脫氮除磷工藝、三溝式氧化溝、YAAO工

31、藝、SBR工藝：將除磷脫氮的各種反應(yīng)，通過時間順序上的控制，在同一反應(yīng)器中完成。A: 缺氧攪拌（部分好氧分解） B: DOO，厭氧發(fā)酵，反硝化菌脫NC: 厭氧（停止攪拌），聚磷菌放P D: 曝氣（硝化菌進行硝化反應(yīng)，聚磷菌吸P）E: 停曝，靜沉，撇水生物脫氮除磷影響因素膜生物反應(yīng)器（MBR）25、生物膜法定義：使細(xì)菌和菌類相關(guān)的微生物、原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，并在其上形成由胞外聚合物(EPS)黏結(jié)的三維膜狀生物污泥?；钚晕勰喾?、生物膜法的對比區(qū)別（重點）：活性污泥法中的微生物在曝氣池內(nèi)以活性污泥的形式呈懸浮狀態(tài)，屬于懸浮生長系統(tǒng)?；钚晕勰喾ㄊ撬w自凈的人

32、工強化。生物膜法中的微生物附著生長在填料或載體上，形成膜狀的活性污泥，屬于附著生長系統(tǒng)。生物膜法是土壤自凈的人工強化。 vs生物膜法的主要工藝：生物濾池（普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池）、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化設(shè)備、生物流化床、曝氣生物濾池（BAF）及派生工藝、移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）等。凈化機理概述：污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜上的微生物所攝取，微生物自身得到繁衍增殖，同時污水得到凈化。生物膜形成過程：細(xì)菌適應(yīng)載體表面粘附（附著）載體表面單層細(xì)菌的形成（胞外多糖粘附）多層細(xì)菌的形成（細(xì)菌增殖過程，內(nèi)部厭氧層，外部好氧層）不受控制且不穩(wěn)定的生物膜

33、增長與發(fā)展（原生動物）生物膜破損新的生物膜重新開始形成。生物膜處理法的主要特征：微生物相特征：（1）參與凈化反應(yīng)微生物多樣 （2）生物的食物鏈長 （3）能夠存活世代時間較長的微生物 （4）分段運行與優(yōu)占種屬處理工藝的特征：（1）對水質(zhì)水量變動有較強適應(yīng)性 （2）污泥沉降性能能良好，易于固液分離 （3）能夠處理低濃度污水 （4）易于維護運行，節(jié)能26、生物濾池構(gòu)造：濾料、池壁、池底、布水設(shè)備、排水設(shè)備。 負(fù)荷：水力負(fù)荷、BOD負(fù)荷；此外在處理工業(yè)廢水時，還應(yīng)考慮毒物負(fù)荷。水力負(fù)荷：即單位面積的濾池或者單位體積的濾料每天處理的廢水量。前者叫水力表面負(fù)荷，又稱平均濾率，以qF表示，單位是m3(廢水)

34、m2(濾池)·d；后者叫水力體積負(fù)荷，以qV表示，單位是m3(廢水)m3(濾料)·d。 BOD負(fù)荷：即單位時間供給單位體積濾料的BOD量，單位是kg(BOD5)m3(濾料)·d。為了達到處理的目的，BOD負(fù)荷不能超過生物膜的分解能力。據(jù)日本城市污水試驗結(jié)果，BOD負(fù)荷的極限值大體是1.2kgm3(濾料)·d。毒物負(fù)荷：即單位濾料每天承受的毒物量，以N1表示，單位為kg(毒物)m3 (濾料)·d 普通生物濾池和高負(fù)荷生物濾池的比較表 回流 回流多用于高負(fù)荷生物濾池的運行系統(tǒng)。優(yōu)點：(1)增大水力負(fù)荷、促進生物膜的脫落、防止堵塞；(2)廢水被稀釋，

35、降低了基質(zhì)濃度；(3)可向生物濾池連續(xù)接種，促進生物膜的生長；(4)提高進水的溶解氧；(5)由于進水量增加，有可能采用水力旋轉(zhuǎn)布水器；(6)防止濾池滋生蚊蠅。缺點：(1)縮短廢水在濾池中的停留時間；(2)灑水量大，將降低生物膜吸附有機物的速度；(3)回流水中難降解的物質(zhì)會產(chǎn)生積累，以及冬天使池中水溫降低等。耗氧與供氧：常采用自然通風(fēng)方式供氧，特殊情況下也可以采用機械通風(fēng)方式供氧。溫度：當(dāng)池內(nèi)溫度大于池外溫度時，池內(nèi)的氣流是由下朝上；反之，氣流方向由上朝下；當(dāng)池內(nèi)外氣溫比較接近時，通風(fēng)量近于零?？諝饬魉伲簭U水中的溶解氧是來自流動的空氣，氣流速度愈大，氧的溶解速度也愈大，供氧條件也愈好。當(dāng)氣流速度

36、接近于零時，溶解氧僅靠靜止空氣中氧分子的擴散作用而取得，由于氧的濃度梯度逐漸減小，其溶解速度也愈來愈小，以致滿足不了對氧的需求。有機負(fù)荷：入流廢水有機物濃度COD應(yīng)小于400mgL（BOD<200mg/L），否則宜采用回流方法降低有機物濃度以保證供氧充足。塔式生物濾池（第三代生物濾池）優(yōu)點：（1）通風(fēng)優(yōu)良，水力負(fù)荷高，水流紊亂程度高，污水、空氣、生物膜充分接觸；（2）生物分層現(xiàn)象明顯（利于抗沖擊負(fù)荷）；（3）常用于高濃度工業(yè)生產(chǎn)廢水生物處理的第一階段。缺點：只適用于少量污水的處理，適于小型污水處理廠。27、生物轉(zhuǎn)盤 構(gòu)造：轉(zhuǎn)動軸、盤片、廢水處理槽、驅(qū)動裝置。工作過程：在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)

37、盤面某部分浸沒在廢水中時，盤上的生物膜便對廢水中的有機物進行吸附；當(dāng)其暴露于空氣中時，氧氣就溶入盤面的水層中。這樣就為微生物的生長繁殖創(chuàng)造了良好條件，使之在盤面形成生物膜，使廢水得以凈化。28、生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種浸沒曝氣式生物濾池，是曝氣池和生物濾池綜合在一起的處理構(gòu)筑物，兼有兩者優(yōu)點。 生物接觸氧化池的性能特征：(1)具有較高的微生物濃度，一般可達1020g/L；(2)生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低；(3)具有較高的氧利用率；(4)具有較強的耐沖擊負(fù)荷能力；(5)生物膜活性高；(6)沒有污泥膨脹的問題。缺點：濾床易堵塞和更換，運行費用

38、較高。29、曝氣生物濾池、生物流化床曝氣生物濾池：是在生物接觸氧化工藝的基礎(chǔ)上，引入飲用水處理中的過濾而產(chǎn)生的一種好氧廢水處理工藝，突出特點是在一級強化處理的基礎(chǔ)上將生物氧化與過濾結(jié)合在一起，濾池后部不設(shè)沉淀池，通過反沖洗再生實現(xiàn)濾池的周期運行。生物流化床：按好氧或厭氧狀態(tài)：好氧流化床、厭氧流化床。按載體流化的動力來源：液流動力流化床、氣流動力流化床和機械攪拌流化床。床層的三種狀態(tài)：固定床階段、流化床階段、液體輸送階段?！皟上嗔骰病保杭丛诹骰仓兄挥形鬯ㄒ合啵┡c載體（固相）相接觸，而在單獨的充氧設(shè)備內(nèi)對污水進行充氧?！叭嗌锪骰病保杭次鬯ㄒ海?、載體（固）及空氣（氣）三相同步進入床體。

39、依靠三相間產(chǎn)生強烈的混合和攪拌作用，載體之間產(chǎn)生強烈摩擦，使老化生物膜脫落。30、生物膜法的一般設(shè)計閱讀ppt務(wù)必會算 補充：高負(fù)荷生物濾池采用負(fù)荷率法 BOD容積負(fù)荷率，每m3濾池在每日內(nèi)所能接受的BOD5值，以gBOD5/（m3濾料·d）計，一般不宜高于1200 gBOD5/（m3濾料·d）。BOD面積負(fù)荷率，每m2濾池在每日內(nèi)所能接受的BOD5值，以gBOD5/（m2濾料·d）計，一般介于11002000gBOD5/（m2濾料·d）。水力負(fù)荷率，每平方米濾池表面所能接受的污水量，一般介于1030m3/(m2·d)。31、厭氧生物處理法及兩

40、階段理論定義：指在無分子氧條件下，通過厭氧微生物（含兼氧微生物）的作用，將污水中各種復(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱厭氧生化法。依據(jù)DO區(qū)別：<0.5 mg/L 厭氧 0.5mg/L-2mg/L 兼性 >2mg/L 好氧厭氧活性污泥法的性質(zhì)與組成由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質(zhì)形成的污泥顆粒，呈灰色至黑色。有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；顆粒厭氧活性污泥的直徑在05mm以上。微生物的組成主要有六種：由外到內(nèi)水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、氫細(xì)菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架兩階段及主要

41、功能：水解酸化、完全降解水解酸化：不完全的厭氧消化，簡稱為酸發(fā)酵或酸化有機物的降解產(chǎn)物主要是有機酸為進一步進行生物處理提供生物降解的基質(zhì) 完全降解：完全的厭氧消化甲烷發(fā)酵或沼氣發(fā)酵進一步將有機酸轉(zhuǎn)化為以甲烷為主的生物氣兼有降解有機物和生產(chǎn)氣體燃料的雙重功能主要產(chǎn)物：第一階段（即水解階段），廢水及污泥中的不溶性大分子有機物如蛋白質(zhì).多糖類.脂類等經(jīng)發(fā)酵細(xì)菌水解后，分別轉(zhuǎn)化為氨基酸.葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有機物。第二生化階段（即酸化階段），發(fā)酵細(xì)菌將小分子有機物進一步轉(zhuǎn)化為以下兩類簡單有機物：能被甲烷細(xì)菌直接利用的有機物,如丙酸.丁酸.乳酸.乙酸等。在第二生化階段的酸化（2）中，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌

42、將第2類有機物進一步轉(zhuǎn)化為氫氣和乙酸。第三生化階段中，甲烷細(xì)菌把甲酸.乙酸.甲胺.甲醇和（CO2+H2）等基質(zhì)通過不同的徑路轉(zhuǎn)化為甲烷，其中最主要的為乙酸。主要的微生物：從發(fā)酵原料的物形變化來看，水解的結(jié)果使懸浮的固體態(tài)有機物溶解了，稱之為"液化"。發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌依次將水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有機酸，使溶液顯酸性，稱之為"酸化"。甲烷細(xì)菌將乙酸等轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等氣體，稱之為"氣化"。主要特點：優(yōu)點：（1）產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源。 （2）對營養(yǎng)物的需求量少：好氧方法 BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為（35050

43、0）：5：1，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。（3）產(chǎn)生的污泥量少，運行費用低：繁殖慢；不需要曝氣。缺點：（1）出水的有機物濃度高于好氧處理：發(fā)酵分解有機物不完全造成。（2）對溫度變化較為敏感：工業(yè)中需要設(shè)置進水的控溫裝置，37。（3）厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感：但經(jīng)過毒物馴化處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提高。（4）初次啟動過程緩慢,處理時間長：好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要812周才可以培育成功（5）處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)：臭氣主要是SRB形成具有臭味的硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機酸等的臭氣。同

44、時硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反應(yīng)形成黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設(shè)施，進一步脫色脫臭。32、厭氧法的影響因素環(huán)境因素n 溫度：中溫（3035），高溫（5055）。溫度波動控制在23為宜。npH值：產(chǎn)酸細(xì)菌4.5-8.0，產(chǎn)甲烷菌6.6-7.4。反應(yīng)器內(nèi)在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范圍。 生成物pH影響：產(chǎn)酸作用產(chǎn)物使有機酸的含量增加，會使pH值下降。含氮有機物分解產(chǎn)物氨的增加，會引起pH值升高。代謝過程中自然建立的緩沖平衡，揮發(fā)酸、堿度、CO2、氨氮、氫之間的平衡。 有機負(fù)荷：指容積有機負(fù)荷，消化器單位有效容積每天接受的有機物量（kgCOD/m

45、3·d)n 氧化還原電位(ORP)：高溫厭氧消化系統(tǒng)適宜的氧化還原電位為-500-600mV；中溫厭氧消化系統(tǒng)及浮動溫度厭氧消化系統(tǒng)要求的氧化還原電位應(yīng)低于-300-380mV。 基礎(chǔ)因素攪拌和混合：充分接觸（泥水，或生污泥熟污泥）；消化氣釋放；防止消化液表面、熱交換器表面和池壁結(jié)垢。 方式：氣攪拌、液攪拌、機械攪拌 廢水的營養(yǎng)比：厭氧法中碳:氮:磷控制為200-300:5:1為宜。合適的C/N為10-18:1。 污水成分：污水可生化性（BOD5/COD）：一般大于或等于0.3，可考慮生物處理。C/N ，微生物N量不足，有機酸，HCO3，緩沖能力，pH 。C/N ，胺鹽過渡積累，pH

46、，pH8.0以上抑制甲烷菌的生長和繁殖。營養(yǎng)配比：C:N=1016:1時,有機物氣化率較佳；C:N:P75:5:1 或BOD :N:P200:5:1微量元素：厭氧生物處理中，一般不進行特殊調(diào)配，但在培養(yǎng)和接種階段需要考慮。有毒物質(zhì)n 微生物量 (污泥濃度)p 產(chǎn)甲烷細(xì)菌是決定厭氧消化效率和成敗的主要微生物。產(chǎn)甲烷階段是厭氧過程速率的限制步驟。33、厭氧生物處理工藝設(shè)備及流程工藝設(shè)備：化糞池(傳統(tǒng)消化池；普通(高速)消化池)、厭氧生物濾池AF、厭氧接觸法ACP、上流式厭氧污泥床（UASB）、分段厭氧處理（消化）法、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、兩相厭氧消化系統(tǒng)。厭氧生物處理工藝流程 UASB反應(yīng)器組成部分：（主

47、流工藝設(shè)備） 進水配水系統(tǒng)均勻布水，且有水力攪拌作用。 反應(yīng)區(qū)包括污泥床區(qū)和污泥懸浮層區(qū)。有機物在這里降解，同時產(chǎn)生沼氣。 三相分離器由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成。（進行氣、固、液三相分離） 氣室也稱集氣罩，收集沼氣。 出水系統(tǒng)均勻收集出水。 排泥系統(tǒng)和浮渣清除系統(tǒng)。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、污泥床內(nèi)生物量多、容積負(fù)荷高、設(shè)備簡單、運行方便。34、好氧生物處理與厭氧生物處理對比三、污水深度處理與回用35、生物降解性能、廢水的可生化性、有機物的可生化性分級、廢水可生化性的實驗方法生物降解性能：指在微生物的作用下，是某一物質(zhì)改變原來的化學(xué)、物理性質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上引起的變化程度。有機物的可生化性分級：初級生物降解

48、指有機物原來的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了部分變化，改變了分子的完整性。 環(huán)境可接受的生物降解指有機物失去了對環(huán)境危害的特性。 完全降解在好氧條件下，有機物被完全無機化；在厭氧條件下，有機物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2等。廢水可生化性的實驗方法：水質(zhì)指標(biāo)法BOD5/COD值或者BOD28/ThOD： BOD5/COD0.5 易生化處理 0.3BOD5/COD0.5 可生化處理 BOD5/COD0.3 難生化處理36、地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、一般城市污水水質(zhì)排放要求、如何去除以達到排放標(biāo)準(zhǔn)地表水功能區(qū)劃質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（IV類）城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)如何去除以達到排放標(biāo)準(zhǔn)？常規(guī)活性污泥法的微生物同化和吸附、生物強化除磷、投加化學(xué)藥劑除磷。四、水處理的運行管理37、活性污泥法的運行管理啟動與試運行：（1）活性污泥培養(yǎng)與馴化 （2）系統(tǒng)試運行運行與管理：（1）曝氣池常規(guī)檢測項目 a、反映處理效果的指標(biāo)：BOD、COD、SS等b、反映污泥情況的指標(biāo)：SV、SVI、MLSS、MLVSS、微生物鏡檢等c、反映污泥營養(yǎng)和環(huán)境的指標(biāo)：N、P、pH、DO、溫度等 （2）活性污泥鏡檢觀察 （3）溶解氧及供氣量調(diào)節(jié) （4）SV及SVI測定與調(diào)節(jié) （5）二沉池運行管理（監(jiān)測項目）常見問題及對策：1、污泥腐化：現(xiàn)象：活性污泥呈灰黑色、惡臭、產(chǎn)生H2S或者CH4，出水水質(zhì)惡