環(huán)境工程考研復習資料

1、分享本人的環(huán)境工程考研復習資料！水處理筆記整理：1）水質(zhì)：水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合特性（2）水質(zhì)指標：水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，判斷水質(zhì)的具體衡量標準懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質(zhì)的量，揮發(fā)性固體反映固體的有機成分量可生物降解有機物    可降解有機物直接氧化        難生物降解有機物-可被化學氧化 或被經(jīng)過馴化、篩選后的微生物氧化               共同點 ：最

2、終被降解成無機物 不同點： 氧化方式的不同生活污水BOD570250mg/L;綜合污水100300mg/L;垃圾滲濾液200030000mg/L7        第一階段（碳氧化階段）：在異養(yǎng)菌的作用下，含碳有機物被氧化(或稱碳化)為CO2，H2O，含氮有機物被氧化(或稱氨化)為NH3，所消耗的氧以Oa表示。與此同時，合成新細胞(異養(yǎng)型) 9        合成的新細胞，在生活活動中，進行著新陳代謝，即自身氧化的過程，產(chǎn)生CO2，H2O與NH3，并放出能量和氧化殘渣(殘存物質(zhì)

3、)，這種過程叫做內(nèi)源呼吸，所消耗的氧量用Ob表示 1        耗氧量Oa十Ob 稱為第一階段生化需氧量(或稱為總碳氧化需氧量、總生化需氧量、完全生化需氧量) 用La或BODu表示2        第二階段是硝化階段，即在自養(yǎng)菌(亞硝化菌)的作用下，NH3被氧化為NO2和H2O，所消耗的氧量用Oc表示，再在自養(yǎng)菌(硝化菌)的作用下， NO2被氧化為NO3，所消耗的氧量用Od表示。與此同時合成新細胞(自養(yǎng)型)。 1      

4、0; 耗氧量 Oc十Od 稱為第二階段生化需氧量(或稱為氮氧化需氧量、硝化需氧量)用硝化BOD或NODu或LN表示。BOD的定義中規(guī)定有機物質(zhì)被氧化分解至無機物質(zhì)，第一階段生物氧化中，有機物中的C已經(jīng)氧化至CO2，N氧化成NH3，都已經(jīng)無機化了。所以氨的繼續(xù)氧化不在考慮之內(nèi)，即不考慮第二階段生物氧化。1.水體污染：排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導致水體的物理、化學、及微生物性質(zhì)發(fā)生改變，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。           2.環(huán)境容量：指自

5、然環(huán)境對污染物具有一定的承載能力。           3.水體自凈          -概念：污染物隨河水排入水體后，經(jīng)過物理的、化學的與生物化學的作用，使污染的濃度降低或總量減少，受污染的水體部分或完全恢復原狀。指有機污染物在水中污染物的作用下進行氧化分解，逐漸變成無機物，這一過程稱為水體自凈1        河流中氧的消耗： (1)天然和人工培養(yǎng)的細菌對排入河流的懸浮和溶解性有機物的氧化作用

6、 (2)污泥和水底沉積物的分解需氧作用、水生植物夜間呼吸2        河流的復氧作用 (1)河水和廢水中原來含有的氧 (2)大氣中的氧向含氧不足的水體擴散溶解，直至水中DO達到飽和 (3)水生植物白天的光合作用放出氧氣，溶于水中，有時還可使水體中的氧達到過飽和狀態(tài) 有機物被微生物降解，消耗水中的溶解氧，使DO下降；       降解有機物耗氧速率-與有機物濃度成正比 河流流動過程中，接受大氣復氧，使DO上升。         

7、60;      復氧速率-與虧氧量成正比兩種作用的結(jié)果-形成氧垂曲線1.物理處理法：沉淀法、篩濾法、上浮法、氣浮法、過濾法、和反滲透法；      2.化學處理法：中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附、離子交換、和電滲析等；      3.生物處理法： 主要通過微生物，分解溶解、或膠體狀態(tài)的有機物。                   有

8、氧環(huán)境（好氧環(huán)境）的活性污泥法和生物膜氧化法                 無氧環(huán)境（又稱為厭氧）：主要用來處理污泥和工業(yè)廢水污水處理方法按處理手段分類     1.分離處理：          （1）離子分離：離子交換、離子吸附、離子浮選、電解沉積、電滲析；          （2）分子分離：吹脫、汽提、萃取、吸附

9、、浮選、結(jié)晶、蒸發(fā)；          （3）膠體分離：化學絮凝、生物絮凝、電泳、膠粒浮選；          （4）懸浮物分類：重力分離（沉淀、浮上）、離心分離（離心機、旋流分流器）、阻力截留（篩網(wǎng)、濾池等）、磁力分離2.轉(zhuǎn)化處理          （1）化學轉(zhuǎn)化：中和、氧化還原、化學沉淀等          （2）生物轉(zhuǎn)化：好氧、厭氧法。三、污水處理方法

10、按按處理程度分類     1.一級處理：主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，調(diào)PH值等，以減輕后續(xù)處理工藝的負荷。             BOD去除率在30%左右             方法：  篩濾法、沉淀法、上浮法1        2.二級處理：主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(zhì)2  &

11、#160;                  BOD去除率在90%左右              1            3.三級處理：是在一級、二級處理后進一步處理難降解的有機物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。2        &

12、#160;        主要方法：生物脫氮除磷法、沉淀混凝、活性炭吸附、電滲析、離子交換等。3        污水回用應滿足下列要求：對人體健康、環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)、產(chǎn)品質(zhì)量不應產(chǎn)生不良影響；應符合應用對象對水質(zhì)的要求或標準；應為使用者和公眾所接受；回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行、操作簡便；價格應比自來水低廉；應有安全使用的保障1        污水的最終出路有：排放水體；工農(nóng)業(yè)利用；處理后回用。二、1.粗大顆粒物質(zhì)

13、0;               > 0.1-1mm方法：篩濾、截留、重力沉降和離心分離等設備：格柵、篩網(wǎng)、微濾機、沉砂池、離心機、旋風分離器等自由沉淀：廢水的厭氧生物處理是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)定有機物的生物處理方法。     在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單的化合物，同時釋放能量由于廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源，故運行費用低。此外，它還具有剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等優(yōu)點。  &#

14、160;   其主要缺點是反應速度較慢，反應時間較長，處理構(gòu)筑物容積大等。為維持較高的反應速度，需維持較高的溫度，就要消耗能源。對于有機污泥和高濃度有機廢水（一般BOD52000mg/L）可采用厭氧生物好氧生物處理是在有游離氧（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。    微生物利用廢水中存在的有機污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養(yǎng)源進行好氧代謝。這些高能位的有機物質(zhì)經(jīng)過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物質(zhì)穩(wěn)定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進一步處置。廢水好氧生物處理的最終過程可用圖

15、示5        停滯期：如果活性污泥被接種到與原來生長條件不同的廢水中（營養(yǎng)類型發(fā)生變化，污泥培養(yǎng)馴化階段），或污水處理廠因故中斷運行后再運行，則可能出現(xiàn)停滯期。對數(shù)起：特點：處于對數(shù)生長期的污泥絮凝性較差，呈分散狀態(tài)，鏡檢能看到較多的游離細菌，混合液沉淀后其上層液混濁，含有機物濃度較高，活性強沉淀不易，用濾紙過濾時，濾速很慢靜止期：特點：處于靜止期的活性污泥絮凝性好，混合液沉淀后上層液清澈，以濾紙過濾時濾速快。處理效果好的活性污泥法構(gòu)筑物中，污泥處于靜止期衰老期：特點：處于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但

16、有細小泥花，以濾紙過濾時，濾速快區(qū)別：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)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)或固定膜工藝。 生物膜凈化機理 細菌(好氧菌、厭氧菌和兼性菌)的菌膠團和大量的真菌菌絲組成污水與生物膜接觸，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，同時污水得到凈化特點-微生物停留時間長，生物類型豐富種類繁多，食物鏈長而復雜生物膜法中：1初沉池的作用是去除大部分懸浮固體物質(zhì)，防止生物膜反應器堵塞，尤其對孔隙小的填料是必要的2二沉池的作用是去除脫落的生物膜，提高出水水

17、質(zhì)3出水回流的主要作用是當進水濃度較大時，生物膜增長過快，采用出水回流，以稀釋進水有機物濃度和提高生物膜反應器的水力負荷，加大水流對生物膜的沖刷作用，更新生物膜，避免生物膜的過量累積，從而維持良好的生物膜活性和合適的膜厚度，但出水回流并不是必不可少的。掛膜  污水通過布水設備連續(xù)地、均勻地噴灑到濾床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲瀝，或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后，污水到達排水系統(tǒng)，流出濾池。   污水流過濾床時，有一部分污水、污染物和細菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。凈化

18、0; 污水流過成熟濾床時，污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸附、降解，從而得到凈化。   生物膜表層生長的是好氧和兼性微生物，其厚度約2mm。在這里，有機污染物經(jīng)微生物好氧代謝而降解，終點產(chǎn)物是H2O、CO2、NH3等生物膜的再生由于氧在生物膜表層已耗盡，生物膜內(nèi)層的微生物處于厭氧狀態(tài)。在這里，進行的是有機物的厭氧代謝，終點產(chǎn)物是有機酸，乙醇、醛和H2S等。由于微生物的不斷繁殖，生物膜不斷加厚，超過一定厚度后，吸附有機物在傳遞到生物膜內(nèi)層的微生物以前，已被代謝掉。此時，內(nèi)層微生物因得不到充分的營養(yǎng)而進入內(nèi)源代謝，失去其黏附在濾料上的性質(zhì)，脫落下來隨水流出濾池，

19、濾料表面再重新長出新的生物膜。比較理想的情況是：減緩生物膜的老化進程，不使厭氧層過分增長，加快好氧膜的更新，并且盡量使生物膜不集中脫落選擇生物膜載體的基本原則足夠的機械強度，以抵抗強烈的水流剪切力的作用；優(yōu)良的穩(wěn)定性，主要包括生物穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和熱力學穩(wěn)定性；親疏水性及良好的表面帶電特性，通常廢水pH在7左右時，微生物表面帶負電荷，而載體為帶正電荷的材料時，有利于生物體與載體之間的結(jié)合程度；無毒性或抑制性；優(yōu)越的物理性狀，如載體的形態(tài)、相對密度、孔隙率和比表面積等；就地取材、價格合理生物的食物鏈長在生物膜上形成的食物鏈要長于活性污泥上的食物鏈。正是這個原因，在生物膜處理系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污泥量少

20、于活性污泥處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量低，是生物膜法各種工藝的共同特征由于生物膜固著在惰性載體上，其生物固體平均停留時間(污泥齡)較長，因此在生物膜上能夠生長世代時間較長、比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。因此，生物膜反應器不僅能有效地去除有機污染物，而且更具有一定的硝化功能，如果采取適當?shù)倪\行方式，還可能具有反硝化脫氮的功能生物膜法多分段進行，在正常運行的條件下，每段都繁衍與進入本段污水水質(zhì)相適應的微生物，并形成優(yōu)勢菌屬，這種現(xiàn)象非常有利于微生物新陳代謝功能的充分發(fā)揮和有機污染物的降解處理工藝方面的特征 耐沖擊負荷，對水質(zhì)、水量變動有較強的適應性微生物量多，處理能力大、凈化功能強。微生物的附著生長使生

21、物膜含水率低，單位反應器容積內(nèi)的生物量可高達活性污泥法的520倍，因而生物膜反應器具有較大的處理能力，凈化功能顯著提高污泥沉降性能良好，易于沉降分離。由生物膜上脫落下來的污泥，因所含動物成分較多，比重較大，而且污泥顆粒個體較大，沉降性能良好，易于固液分離能夠處理低濃度的污水。生物膜法處理低濃度污水，能夠取得較好的處理效果，運行正常時可處理進水BOD5為2030mg/L的污水，使其出水BOD5值降至510mg/L.而活性污泥法卻不適宜處理低濃度的污水，若原污水的BOD5值長期低于5060mg/L，將影響活性污泥絮凝體的形成和增長，凈化功能降低，處理水水質(zhì)低下易于運行管理、節(jié)能，無污泥膨脹問題。生

22、物膜反應器由于具有較高的生物量，一般不需要污泥回流，因而不需要經(jīng)常調(diào)整反應器內(nèi)污泥量和剩余污泥排放量，易于運行、維護與管理。如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等工藝，節(jié)省能源，動力費用較低，去除單位重量BOD的耗電量較少。另外，在活性污泥法中，因污泥膨脹問題而導致的固液分離困難和處理效果降低一直困擾著操作管理者，而生物膜反應器由于微生物附著生長，即使絲狀菌大量繁殖，也不會導致污泥膨脹，相反還可以利用絲狀菌較強的分解氧化能力，提高處理效果生物膜法的不足（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，大量非活性細小懸浮物分散在水中使處理水的澄清度降低；

23、（3）活性生物量較難控制，在運行方面靈活性差；（4）載體材料的比表面積小，BOD容積負荷有限；（5）采用自然通風供氧，在生物膜內(nèi)層往往形成厭氧層，從而縮小了具有凈化功能的有效容積生物濾池中同時發(fā)生著：1         有機物在污水和生物膜中的傳質(zhì)過程；2         有機物的好氧和厭氧代謝過程；3         氧在污水和生物膜中的傳質(zhì)過程4        &

24、#160;生物膜的生長和脫落過程影響這些過程的主要因素為 濾池高度 供氧 負荷回流回流多用于高負荷生物濾池的運行系統(tǒng)，對其性能有明顯的影響3        可稀釋污水，降低其有機負荷，并借以均化、穩(wěn)定進水水質(zhì)一般認為下述情況時考慮出水回流：  進水有機物濃度較高；水量很小，無法維持水力負荷在最小經(jīng)驗值以上時；廢水中某種有機污染物在高濃度時有可能抑制微生物生長影響濾池自然通風的主要因素是自然拔風和風力適用范圍與優(yōu)缺點普通生物濾池一般適用于處理每日污水量不高于1000m3的小城鎮(zhèn)污水或有機性工業(yè)廢水優(yōu)點：易于管理、節(jié)省

25、能源、運行穩(wěn)定、剩余污泥少且易于沉降分離等缺點：占地面積大、不適合處理水量大的污水；濾料易于堵塞；濾池表面生物膜積累過多，易于產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生；噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。高負荷生物濾池多使用旋轉(zhuǎn)布水器高負荷生物濾池大幅度地提高了濾池的負荷率，其BOD容積負荷率高出普通生物濾池68倍，高達0.52.5kg/m3(濾池)·d；水力負荷率則高出10倍，高達540m3/m2(濾池)·d高負荷生物濾池實現(xiàn)高負荷率是通過限制進水的BOD5值和在運行上采取處理水回流等技術(shù)措施而達到的。進入高負荷生物濾池的BOD5值必須低于200mg/L，否則用處理水回流加以稀釋高負荷率。塔式生物濾

26、池內(nèi)的生物膜能夠經(jīng)常保持較好的活性。但是，生物膜生長過快，易于產(chǎn)生濾料的堵塞現(xiàn)象濾層內(nèi)部的分層。內(nèi)部存在著明顯的分層現(xiàn)象，在各層生長繁育著種屬各異，但適應流至該層污水特征的微生物群集。塔濾能夠承受較高的有機污染物的沖擊負荷常用于作為高濃度工業(yè)廢水二級生物處理的第一級工藝，較大幅度地去除有機污染物，以保證第二級處理技術(shù)保持良好的凈化效果。采用新型濾料，革新流程，提出多種型式的高負荷生物濾池。負荷率高時，有機物轉(zhuǎn)化較不徹底，排出的生物膜容易腐化影響處理效果的因素有-負荷率，還有污水的濃度、水質(zhì)、溫度、回流比，濾料特性和濾床的高度。生物轉(zhuǎn)盤是由盤片、接觸反應槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動裝置所組成生物轉(zhuǎn)盤的凈化機理

27、 微生物生長并形成一層生物膜附著在盤片表面，約40%-50%的盤面（轉(zhuǎn)軸以下的部分）浸沒在廢水中，上半部敞露在大氣中工作時，廢水流過水槽，電動機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，生物膜和大氣與廢水輪替接觸，浸沒時吸附廢水中的有機物，敞露時吸收大氣中的氧氣。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，帶進空氣，并引起水槽內(nèi)廢水紊動，使溶解氧均勻分布生物膜的厚度約為0.5-2.0mm，隨著膜的增厚，內(nèi)層的微生物呈厭氧狀態(tài)，失去活性時使生物膜脫落，并隨同出水流至二次沉淀池宜于采用多級處理。分為單級單軸、單軸多級和多軸多級等1        工作特點2    

28、60;  1.不需曝氣和回流，運行時動力消耗和費用低；3        2.運行管理簡單，技術(shù)要求不高；4        3.工作穩(wěn)定，適應能力強；5        4.適應不同濃度、不同水質(zhì)的污水；6        5.剩余污泥量少，易于沉淀脫水；7        6.沒有濾池

29、蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；8        5.可多層立體布置；9        8.一般需加開孔防護罩保護、保溫向生活污水注入空氣進行曝氣，持續(xù)一段時間以后，污水中即生成一種褐色絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這種絮凝體就是“活性污泥”棲息著具有強大生命活力的微生物群體。在微生物群體新陳代謝功能的作用下，活性污泥具，有將有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機物質(zhì)的活力活性污泥處理系統(tǒng)有效運行的基本條件是污水中含有足夠的可溶

30、性易降解有機物，作為微生物生理活動所必需的營養(yǎng)物質(zhì)；混合液中含有足夠的溶解氧；活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)，能夠與污水充    分接觸；活性污泥連續(xù)回流，同時，還要及時地排出剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；對微生物有毒有害作用的物質(zhì)不超過其毒閾濃度外觀上呈絮絨顆粒狀，又稱之為“生物絮凝體”含水率很高，較大的表面積實質(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、代謝與利用的過程初期 吸附去除：污水中呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機物在較短時間（5-10min）內(nèi)被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除BOD去除率可達20%-70%，吸附速率與程度取決于：微生物的活性；有機物的組成

31、和物理形態(tài)。被“初期吸附去除”的有機物的數(shù)量是有一定限度的在透膜酶的作用下，小分子的有機物能夠直接透過細胞壁進入微生物體內(nèi)被攝入細胞體內(nèi)的有機物，在各種胞內(nèi)酶，如脫氫酶、氧化酶等的催化作用下，微生物對其進行代謝反應 氧化分解過程反應方程式微生物為了獲得合成細胞和維持其生命活動等所需的能量，將吸附的有機物進行分解CXHYOZ+（X+0.25Y-0.5Z)O2    XCO2+0.5YH2O+能量CxHyOz近似地表示有機物的分子式 同化合成過程反應方程式同化合成過程是微生物利用氧化所獲得的能量，將有機物合成新的細胞物質(zhì)nCXHYOZ+nNH3+（X+0.2

32、5Y-0.5Z-5)O2 +能量（C5H7NO2）n +  n（X-5）CO2+ 0.5n（Y-4）H2OC5H7NO2表示微生物細胞組織的化學式 內(nèi)源呼吸過程反應方程式當廢水中的有機物很少時，微生物就會氧化體內(nèi)蓄積的有機物和自身細胞物質(zhì)來獲得維持生命活動所需的能量（C5H7NO2）n +5O2 nNH3 +5nCO2+ 2nH2O +能量活性污泥系統(tǒng)凈化污水的最后程序是泥水分離，這一過程是在二次沉淀池或沉淀區(qū)內(nèi)進行的。     污水中有機物在活性污泥的代謝作用下無機化后，經(jīng)過泥水分離，處理后的澄清水排走，污泥沉淀至池底。泥水分離的好

33、壞，直接影響到處理水水質(zhì)以至整個系統(tǒng)的正常運行。若泥水不經(jīng)分離或分離效果不好，由于活性污泥本身是有機體，進入自然水體后將造成二次污染營養(yǎng)物質(zhì)碳源碳是構(gòu)成微生物細胞的重要物質(zhì)，參與活性污泥處理的微生物對碳源的需求量較大，一般通過轉(zhuǎn)化污水中的有機物獲得。氮源氮是組成微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的重要元素，氮源可來自 N2、NH3、NO3等無機氮化物，也可來自蛋白質(zhì)、氨基酸等有機含氮化合物磷源磷是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素，磷是微生物代謝和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中需求量較多的無機元素之一。其他營養(yǎng)微生物還需要硫、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等元素作為營養(yǎng)。但需要量甚微，一般污水皆能滿足需要。 對于生活污水，

34、微生物對氮和磷的需求量可按BOD5：N：P100：5：1考慮，其具體數(shù)量還與污泥負荷和污泥齡有關 活性污泥是微生物群體“聚居”的絮凝體，溶解氧必須擴散到活性污泥絮凝體的內(nèi)部深處在曝氣池內(nèi)溶解氧也不宜過高，溶解氧過高，過量耗能，在經(jīng)濟上是不適宜的 若使曝氣池內(nèi)的微生物保持正常的生理活動，曝氣池混合液的溶解氧濃度一般宜保持在不低于2mg/L的程度（以曝氣池出口處為準）活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.58.5。但活性污泥微生物經(jīng)馴化后，對酸堿度的適應范圍可進一步擴大。當污水（特別是工業(yè)廢水）的pH值過高或過低時，應考慮設調(diào)節(jié)池，使污水的pH值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進入曝氣池。pH值對微生物的生命活

35、動的影響 引起細胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；影響代謝過程中酶的活性；改變生長環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性；pH值的變化能改變有害物質(zhì)的毒性；高濃度的氫離子可導致菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解而變性微生物的最適溫度是指在這一溫度條件下，微生物的生理活動強勁、旺盛，表現(xiàn)在增殖方面則是裂殖速率快，世代時間短。大腸桿菌的最適溫度段是3740 世代時間短?；钚晕勰辔⑸锒鄬偈葴鼐溥m宜溫度介于1530之間。為安全計，一般認為活性污泥處理廠能運行的最高與最低的溫度值分別在35和10。有毒物質(zhì)：對微生物有毒害作用或抑制作用的物質(zhì)很多，如重金屬、氰化物、H2S等無機物質(zhì)；酚、醇、醛、染料等有機化合

36、物。毒性機理：重金屬離子（鉛、鎘、鉻、鐵、銅、鋅等）對微生物都產(chǎn)生毒害作用，它們能夠和細胞的蛋白質(zhì)相結(jié)合，而使其變性或沉淀。 酚類化合物對菌體細胞膜有損害作用，并能夠促使菌體蛋白凝固。 酚的許多衍生物如對位、偏位、鄰位甲酚、丙基酚、丁基酚都有很強的殺菌功能。 甲醛能夠與蛋白質(zhì)的氨基相結(jié)合，而使蛋白質(zhì)變性。 微生物通過培養(yǎng)和馴化，有可能承受濃度更高的有毒物質(zhì)，甚至培養(yǎng)馴化出以有毒物質(zhì)作為營養(yǎng)的微生物 (1)   混合液中活性污泥微生物量的指標(2)混合液懸浮固體濃度（mixed liquor suspended solids），簡寫為 MLSS。又稱混合液污泥濃度，它表示的是

37、在曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總量即 MLSS Ma Me Mi+ Mii   不能精確地表示具有活性的活性污泥量，而表示的是活性污泥的相對值混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mixed liquor volatile suspended solids） 簡寫為 MLVSS表示的是混合液中活性污泥有機性固體物質(zhì)部分的濃度即： MLVSSMa Me Mi           也不能 = MLVSS/MLSS精確地表示活性污泥微生物量，仍然是活性污泥量的相對值 = MLVSS/MLSS值為

38、0.75左右活性污泥的沉降性能及其評價指標正常的活性污泥在30min內(nèi)即可完成絮凝沉淀和成層沉淀過程，污泥沉降比（Settling Velocity）簡寫為 SV  30min沉降率以%表示一定條件下能夠反映曝氣池運行過程的活性污泥量，可用以控制、調(diào)節(jié)剩余污泥的排放量，還能通過它及時地發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等異?，F(xiàn)象的發(fā)生。污泥沉降比的測定方法簡單易行污泥容積指數(shù)（sludge volume index）簡寫為 SVI污泥指數(shù)。本項指標的物理意義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，以mL計。SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能

39、，對生活污水及城市污水，此值以介于70100之間為宜。 BOD污泥負荷率Ns  F/M比值一般是以BOD污泥負荷率（又稱BOD-SS負荷率）（Ns）表示的kgBOD/（kgMLSS·d）QS/VX意義：采用較高的BOD污泥負荷率，將加快有機物的降解速率與活性污泥增長速率，降低曝氣池的容積，在經(jīng)濟上比較適宜，但處理水水質(zhì)未必能夠達到預定的要求。   采用較低的BOD污泥負荷率，有機物的降解速率和活性污泥的增長速率，都將降低，曝氣池的容積加大，基建費用有所增高，但處理水的水質(zhì)可提高。BOD容積負荷率Nv=QS0/V  kgBOD

40、/（m3曝氣池·d）  污泥齡c：曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量之比VX/ X在反應系統(tǒng)內(nèi)，微生物從其生成到排出系統(tǒng)的平均停留時間，也就是反應系統(tǒng)內(nèi)的微生物全部更新一次所需要的時間為了使反應器內(nèi)保持具有高活性的活性污泥和恒定的生物量，每天都應從系統(tǒng)中排出相當于增長量的活性污泥量X=QW Xr+(Q-QW)Xe     Xe 值極低，可忽略不計                  

41、60;            污泥齡的意義：夠說明活性污泥微生物的狀況，世代時間長于污泥齡的微生物在曝氣池內(nèi)不可能繁衍成優(yōu)勢種屬污泥回流比 （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。曝氣時間t（或平均水力停留時間 HRT）t=V/Q應確定的主要參數(shù)    Ns、MLVSS、MLSS、SVI、SV%、Y、Kd、污泥回流比 勞倫斯麥卡蒂(LawrenceMc Carty)方程式x系統(tǒng)中微生物量的平衡式微生物流出量  =  流入量

42、可以省略 +新生成的量         例題      處理水量為216000m3/d,經(jīng)沉淀后的BOD5為250mg/L，處理后的出水BOD5為6.2mg/L，要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究確定下列條件：污水溫度為20度衰減系數(shù)Kd=0.06d-1曝氣池中的MLSS為3500mg/L設計的污泥齡為10d污水中含有足夠的生化反應所需氮、磷和其它微量元素合成系數(shù)Y=0.5mg/mgn      氣液傳質(zhì)過程通常遵循一定的傳質(zhì)擴散理論，氣液傳質(zhì)理

43、論目前有：雙膜理論淺層理論表面更新理論                       雙膜理論：  氣、液兩相接觸的界面兩側(cè)存在著處于層流狀態(tài)的氣膜和液膜，在其外側(cè)則分別為氣相主體和液相主體，兩個主體均處于紊流狀態(tài)。     氣、液兩相的主體不存在濃度差和傳質(zhì)阻力，氣體分子傳遞過程中，阻力僅存在于氣、液兩層層流膜中。     在氣膜中存在著

44、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。     氧分子通過液膜是氧轉(zhuǎn)移過程的控制步驟。   氧傳遞過程的基本方程曝氣時推動氧分子通過液膜的動力是水中氧的飽和濃度Cs和實際濃度C的差Cs決定于空氣中氧的分壓，所以最終起決定作用的推動力是氧分壓，而C值由微生物的耗氧速率確定。的傳遞速率同氣、液兩相的界面面積成正比，由于其面積難于估算，所以把它的影響包括在傳質(zhì)系數(shù)內(nèi)，故KLa叫總傳質(zhì)系數(shù)為了提高dc/dt值，可從多方面考慮：Ø      最重要的因素是增大曝氣量來增

45、大氣液接觸面積；Ø      還可減小氣泡尺度，改為微孔曝氣更好；Ø      增加曝氣池深度來增大氣液接觸時間和面積，從而提高KLa值。Ø      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Ø      此外，還可提高氣相中的氧分壓，如采用純氧曝氣、避免水溫過高等來提高Cs值。鼓風曝氣系統(tǒng)是由空氣凈化器，鼓風機，空氣輸配管系統(tǒng)和浸沒于混合液中的擴散器組成n  

46、0;   空氣凈化器的目的是改善整個曝氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)和防止擴散器阻塞。n          擴散器是整個鼓風曝氣系統(tǒng)的關鍵部件，它的作用是將空氣分散成空氣泡，增大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中。根據(jù)分散氣泡的大小，擴散器又可分成幾種類型：通常擴散器的氣泡愈大，氧的傳遞速率愈低，然而它的優(yōu)點是堵塞的可能性小，空氣的凈化要求也低，養(yǎng)護管理比較方便。     微小氣泡擴散器由于氧的傳遞速率高，反應時間短，曝氣池的容積可以縮小。因而選擇何種擴散器要因地制宜。&#

47、160;   擴散器一般布置在曝氣池的一側(cè)和池底1）擴散板、擴散管、擴散盤缺點是板的孔隙小、空氣通過時壓力損失大、容易堵塞機械曝氣裝置 按傳動軸的安裝方向，機械曝氣器分為豎軸（縱軸）和臥軸（橫軸）兩類。 n      豎軸式機械曝氣裝置-葉輪式 n      臥軸式機械曝氣裝置-曝氣轉(zhuǎn)刷 n      豎式曝氣機  n          當葉輪轉(zhuǎn)動時，使曝氣池表面產(chǎn)生水躍,把大量的混合液

48、水滴和膜狀水拋向空氣中，然后挾帶空氣形成水氣混合物回到曝氣池中，由于氣水接觸界面大，從而使空氣中的氧很快溶入水中。隨著曝氣機的不斷轉(zhuǎn)動，表面水層不斷更新，氧氣不斷地溶人，同時池底含氧量小的混合液向上環(huán)流和表面充氧區(qū)發(fā)生交換，從而提高了整個曝氣池混合液的溶解氧含量臥式曝氣刷  轉(zhuǎn)動時，鋼絲或板條把大量液滴拋向空中，并使液面劇烈波動，促進氧的溶解；同時推動混合液在池內(nèi)回流，促進溶解氧的擴散。 傳統(tǒng) 活性污泥法又稱普通活性污泥法工藝特征：有機物在曝氣池內(nèi)吸附、降解的兩個階段全部完成。沿池長方向：   活性污泥的增長速率  較快  

49、  很慢或達到內(nèi)源呼吸期的過程。   有機物濃度 高   低；   需氧速度高   低   溶解氧濃度  低   高 優(yōu)點：處理效果好，BOD5去除率可達90%以上，適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水；對污水的處理程度比較靈活，根據(jù)需要可適當調(diào)整。 存在的問題：進水有機物負荷不宜過高；耗氧速度與供氧速度沿池長難于吻合 。（在池前段可能出現(xiàn)供氧不足的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象；）曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費用高；對進水水質(zhì)

50、、水量變化的適應性較低。漸減曝氣活性污泥法供氧量沿池長逐步遞減，使其接近需氧量階段進水活性污泥法 (Step-feed activated sludge，簡寫SFAS污水沿池長度分段注入曝氣池，有機物負荷及需氧量得到均衡，一定程度地縮小了需氧量與供氧量之間的差距，有助于降低能耗，又能夠比較充分地發(fā)揮活性污泥微生物的降解功能；污水分散均衡注入，提高了曝氣池對水質(zhì)、水量沖擊負荷的適應能力。吸附再生活性污泥法 (Contact stabilization activated sludge，簡寫CSAS主要特點是將活性污泥對有機物降解的兩個過程吸附與代謝穩(wěn)定，分別在各自的反應器內(nèi)進行優(yōu)點：縮小池面積&

51、#160;  對水質(zhì)水量沖擊負荷有一定的承受能力缺點處理效果低于傳統(tǒng)法；  不宜處理溶解性有機物含量較高的污水。完全混合活性污泥法 (Completely mixed activated sludge，簡寫CMAS) 在分步曝氣的基礎上，進一步大大增加進水點，同時相應增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合n       污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，各部位的水質(zhì)、微生物群體的組成和數(shù)量幾乎一致，各部位有機物降解工況相同，通過對F/M值的調(diào)整，可將整個曝氣池的工況控制在良好的狀態(tài)。n      

52、     池液里各個部分的需氧率比較均勻優(yōu)點由于進入曝氣池的污水很快即被池內(nèi)已存在的混合液所稀釋和均化，原污水在水質(zhì)、水量方面的變化，對活性污泥產(chǎn)生的影響將降到極小的程度，因此，這種工藝對沖擊負荷有較強的適應能力，適用于處理工業(yè)廢水，特別是濃度較高的有機廢水缺點：在曝氣池混合液內(nèi)，各部位的有機物濃度相同，活性污泥微生物質(zhì)與量相同，在這種情況下，微生物對有機物降解的推動力低，由于這個原因活性污泥易于產(chǎn)生污泥膨脹。延時曝氣活性污泥法 (Extended aeration activated sludge，簡寫EAAS) 優(yōu)點：負荷低，曝氣時間長（24h以上）

53、，活性污泥處于內(nèi)源呼吸期，剩余污泥少且穩(wěn)定，污泥不需要消化處理，工藝也不需要設初沉池。缺點：曝氣時間長，池容大，基建費和運行費用都較高，占用較大的土地面積等。適用：處理對處理水質(zhì)要求高而且又不宜采用污泥處理技術(shù)的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水，處理水量不宜過大。 高負荷活性污泥法 （High-Rate Activated Sludge） F/M負荷高，曝氣時間短，處理效果較差，一般BOD5的去除率不超過70%75%，因此，稱之為不完全處理活性污泥法適用于處理對處理水水質(zhì)要求不高的污水。8、純氧曝氣活性污泥法 (High-purity oxygen activated sludge，簡寫HPOAS) 空氣

54、中氧的含量僅為21%，而純氧中的含氧量為90%95%，純氧氧分壓比空氣高4.44.7倍，用純氧進行曝氣能夠提高氧向混合液中的傳遞能力。早在40年代就有人設想用氧氣代替空氣進行曝氣，以提高曝氣池內(nèi)的生化反應速率 活性污泥法運行方式 BOD5-污 泥負荷率 NS （KgBOD5/ Kg MLVSS*d）BOD5-容 積負荷率 NV （KgBOD5/ Kgm3*d）污泥齡 c （d） 混合液懸浮固體濃度（mg/L）污泥回流比 R (%) 曝氣時間 t  (h) MLSSMLVSS傳統(tǒng)活性污泥法 0.20.4 0.40.9 515 15003000 15202500 2575 48

55、 階段曝氣活性污泥法 0.20.40.41.2 5152000350015002500 2595 35 吸附-再生活性污泥法 0.20.40.91.8 515吸附池10003000再生池400010000吸附池 8002400 再生池 32008000 50100 吸附池 0.51.0 再生池 36.0 延時曝氣活性污泥法 0.050.1 0.150.3 2030 30006000 2500500050100 203648 (1)氧化溝又稱連續(xù)循環(huán)反應器（Continuous Loop Reactor），池體狹長，池身較淺，曝氣池一般呈封閉的環(huán)狀溝渠形，污水和活性污泥的混合液在其中作不停的循環(huán)

56、流動，水力停留時間長達1040h。在曝氣池的溝槽中設有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，取得曝氣和攪拌兩個作用。是延時曝氣法的一種特殊形式。氧化溝兼有完全混合式和推流式的特點，氧化溝內(nèi)的流態(tài)是完全混合式的，但是又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。      在控制適宜的條件下，溝內(nèi)同時具有好氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進行硝化和反硝化反應，取得脫氮效果，同時使得活性污泥具有良好的沉降性能。優(yōu)點氧化溝工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運行管理方便?？煽紤]不設初沉池可考慮不單設二次沉淀池，使氧化溝與二次沉淀池

57、合建（如交替工作氧化溝）可省去污泥回流裝置。氧化溝的構(gòu)造形式多樣化、運行靈活。氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓形、圓形或馬蹄形調(diào)節(jié)出水堰高度可改變氧化溝的水深，進而改變曝氣裝置的淹沒深度，使其充氧量適應運行的需要，并可對水的流速起一定的調(diào)節(jié)作用。氧化溝BOD負荷低，同活性污泥法的延時曝氣系統(tǒng)類似，對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應性；污泥齡一般可達1530d?？梢苑敝呈来鷷r間長、增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化溝內(nèi)可以發(fā)生硝化反應。如設計、運行得當，氧化溝具有反硝化的效果由于活性污泥在系統(tǒng)中的停留時間很長，排出的剩余污泥已趨于穩(wěn)定，因此一般只需進行濃縮和脫水處理，可以省去污泥消化池缺

58、點：主要表現(xiàn)在占地及能耗方面。由于溝深的限制以及溝型方面的原因，使得氧化溝工藝的占地面積大于其它活性污泥法；另外，由于采用機械曝氣，動力效率較低，轉(zhuǎn)刷曝氣器能耗也較高常用的氧化溝系統(tǒng)：     卡羅塞爾氧化溝系統(tǒng)在國外得到了廣泛應用。規(guī)模大小不等，從200m3d到650000m3d，BOD去除率達9599，脫氮效果可達90以上交替工作氧化溝系統(tǒng)有二溝（分為V-R型、D型）和三溝兩種系統(tǒng)奧貝爾(Orbal)型氧化溝系統(tǒng) 最主要特點是采用同心圓式的多溝串聯(lián)系統(tǒng)最外環(huán)容積最大，約為總?cè)莘e的6070，主要的生物氧化和脫氮過程在此完成依次進入下一層溝渠中溝為203

59、0，由位于中心的溝渠流出進入二次沉淀池內(nèi)溝則僅占10左右2)AB法   吸附生物降解(AdsorptionBiodegration)工藝解決傳統(tǒng)的二級生物處理系統(tǒng)，即“預處理初沉池曝氣池二沉池”存在的去除難降解有機物和脫氮除磷效率低及投資運行費用高等問題A段與B段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，每段能夠培育出適于本段污水水質(zhì)的微生物種群A段：特點：1.污水由排水系統(tǒng)經(jīng)格柵和沉砂池直接進入A 段，該段為吸附段，負荷較高，泥齡短, 水力停留時間很短, 約為30min， 有利于增殖速度較快的微生物生長繁殖，    2.而且在A段存活的只是抗沖擊負荷能

60、力強的原核細菌，其他微生物不能存活。廢水經(jīng)過A段處理后，BOD去除4070，可生化性有所提高，有利于B段的工作；     3.A段污泥產(chǎn)率較高，吸附能力強，重金屬、難降解物質(zhì)以及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)等，都可能通過污泥的吸附作用得以去除B段；1、 B段接受A段的處理水，以低負荷運行（污泥負荷一般為0.10.3 kgBOD5/kgMLSS·d ），出水水質(zhì)較好。   2、去除有機物是B段的主要凈化功能。B段的污泥齡較長，氮在A段得到了部分的去除，BOD/N比值有所降低，因此，B段具有產(chǎn)生硝化反應的條件，有時也可將B段設計成A/

61、O工藝。B段承受的負荷為總負荷的40一70，較傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)，曝氣池的容積可減少40左右3)SBR法間歇式活性污泥法或序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，簡稱SBR法。在時間上進行各種目的的不同操作，集調(diào)節(jié)池、曝氣池、沉淀池為一體, 不需設污泥回流系統(tǒng)在流態(tài)上屬完全混合，在有機物降解上，卻是時間上的推流，有機物是隨著時間的推移而被降解的  進水階段(Fill)-反應階段(React)-沉淀階段(Stettle)-排水階段(Draw)- 閑置階段(Idle)進水階段很好的推流，推動力大。沉淀階段屬于靜止沉淀，沉淀效果好。排水階段利用潷水

62、器排水。主要特點：采用集有機物降解與混合液沉淀于一體的反應器間歇曝氣池    與連續(xù)流式活性污泥法系統(tǒng)相比，不需要污泥回流及其設備和動力消耗，不設二次沉淀池。    工藝流程簡單，基建與運行費用低；    生化反應推動力大，速率快、效率高，出水水質(zhì)好；    通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫 氮和除磷；    耐沖擊負荷能力較強，處理有毒或高濃度有機廢水的能   力強；    不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，是防止污泥膨脹的最好工藝活性污泥法系統(tǒng)運行

63、中的一些重要問題         一、污泥膨脹現(xiàn)象污泥體積膨脹，上層澄清液減少     正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥體積指數(shù)SVI在50150之間；一般認為，SVI超過200，就算污泥膨脹         危害：          膨脹污泥不易沉淀，容易流失，既降低處理后的出水水質(zhì)，又造成回流污泥量的不足       &#

64、160;原因：           1、污泥中絲狀菌大量繁殖導致的絲狀菌性膨脹           2、并無大量絲狀菌存在的非絲狀菌性膨脹         （1）絲狀菌性膨脹         當污泥中有大量絲狀菌時，大量具有一定強度的絲狀體相互支撐、交錯，大大惡化了污泥的沉降、壓縮性能，形成污泥膨脹。   &

65、#160;     造成污泥絲狀膨脹的主要因素大致為：              污水水質(zhì)。造成污泥膨脹的最主要因素             含溶解性碳水化合物高的污水往往發(fā)生由浮游球衣細菌引起的絲狀膨脹，含硫化物高的污水往往發(fā)生由硫細菌引起的絲狀膨脹。        水溫和pH值               運行條件。曝氣池的負荷和溶解氧濃度