污水的生物處理1緒論2.基本理論課件

1、污水的生物處理緒論1.1.1水資源地球水圈中各個環(huán)節(jié)和各種形態(tài)的水都稱為水資源，總儲量為1.361018m3（136億億立方米）。其中：海水占97.2%，淡水占2.7%。淡水中77.1%以冰的形式存在于兩極、冰川、高山積雪中；地下水、土壤水22.4%；湖泊、沼澤0.35%；河流水0.11%；大氣水0.04%。能供開發(fā)利用的僅是地下水、地壤水、淡水湖泊、河流水，總共只有1018m3占地球總水量的0.3%。 世界的水資源極其特點不能被直接利用的海水占總水量的97.2。 人類可以利用的河水、淡水湖及淺層地下水，大約為總水量的0.3，約為0.42 1018m3 （42億億立方米），能參與全球循環(huán)可以得

2、到恢復(fù)和更新的淡水資源只有120萬億立方米，占不到總儲量的萬分之一。1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀（1）我國水資源的特點 1）總量大，人均量少 2）水量在地區(qū)上分布不平衡3）水量在時間分配上很不均勻4）水土資源組合不相適應(yīng)我國水資源及供求狀況 水資源總儲量2.8萬億立方米，居世界第6位，但按人均只有2250立方米,排世界第88位。人均占有量相當于世界人均的1/4，相當于加拿大人均的1/50。中國水資源河流徑流量2.61萬億立方米；地下水約8000億立方米。當前全國每年缺水350億立方米，每天缺水800萬立方米，影響工業(yè)產(chǎn)值1200億元/年。 1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀（2）我國

3、的水污染現(xiàn)狀 “局部有所改善，整體仍在惡化”。 我國大江大河干流水質(zhì)尚好，但臨近大城市河段及城市附近的小河支流均已程度不同地受到了污染，嚴重的已成了臭水溝。 1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀 隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和工業(yè)重心的轉(zhuǎn)移，污染已有向農(nóng)村、向內(nèi)地轉(zhuǎn)移的趨勢，由地表水受污染向地下水受污染轉(zhuǎn)移。 我國的湖泊大多呈富營養(yǎng)化，面積也不斷萎縮；近海水域亦因受污染而赤潮頻發(fā)。1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀據(jù)2001年6月國家環(huán)?？偩职l(fā)布的2000年中國環(huán)境狀況公報表明：2000年中國七大重點流域地表水有機污染普遍，各流域干流有57.7%的斷面滿足類水質(zhì)要求，21.6%為類水，6.9%屬類水，

4、13.8%屬劣類水，主要湖泊富營養(yǎng)化突出。2000年，全國工業(yè)和城市生活污水排放總量為415億噸，其中工業(yè)廢水194億噸，城市生活污水排放量221億噸。廢水中COD排放量1445萬噸，其中工業(yè)廢水中COD排放量705萬噸，生活污水中COD排放量740萬噸。1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀 七大水系污染程度雖然長江最輕（污染程度由重到輕依次為：遼河、海河、淮河、黃河、松花江、珠江、長江），這是由于長江水量大，污染物濃度被稀釋的緣故。其實中國第一母親之河受污染以及江河源生態(tài)環(huán)境惡化令人十分憂慮，長江流域40000多家工礦企業(yè)，有16000多個污染源，每天排入污水36004000萬m3 ，每年排

5、入泥沙68億噸，而且上游污染較為嚴重。1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀 第二母親之河黃河每天排入污水超過500萬m3，每年排入泥沙16億噸，而且水量減少。1997年之前連年斷流，最嚴重的是在1997年，斷流持續(xù)226天，從開封至出?？跀嗔骱佣?00公里。內(nèi)陸湖巢湖、太湖、滇池污染也很嚴重，已列入重點整治的項目。中國水環(huán)境面臨的三個嚴重問題是水污染、水資源短缺和洪澇災(zāi)害頻度加大，百年不遇的災(zāi)害連接不斷。1.1.2 我國的水資源及其污染現(xiàn)狀我國水資源及污染現(xiàn)狀請參閱下列文獻： 國家環(huán)境保護總局.2008年環(huán)境公報. 國家環(huán)境保護總局網(wǎng)站 中國工程院“21世紀 “可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)研究”項目組中

6、國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究綜合報告 1.2 廢水、廢水污染及水污染 水在社會循環(huán)中，由于種種原因而喪失了使用價值而外排，這種廢棄外排的水稱為廢水。“廢水”是指廢棄外排的水，強調(diào)廢棄的一面。 “污水”是被污染物污染了的水，強調(diào)其臟的一面。實際上有相當數(shù)量的廢水是不臟的，如冷卻水。因而用“廢水”一詞統(tǒng)稱所有排水比較合適。 生活廢水（domestic)工業(yè)廢水 (industrial)據(jù)污染物的化學(xué)類別有機廢水(organic)無機廢水(inorganic）據(jù)廢水的來源12 廢水、廢水污染及水污染按廢水產(chǎn)生的工藝焦化廢水(coking) 冶金廢水(metallurgical) 制藥廢水(pharma

7、ceutical) 食品廢水(food) 印染廢水(printing and dyeing) 12 廢水、廢水污染及水污染 廢水污染是指廢水對水體、大氣、土壤或生物的污染，這里廢水是污染的原因。 水污染是指水體受到廢水、廢氣、固體廢棄物中污染物的污染，這里水體是受害者。但造成水體污染的主要原因是廢水。污染的類型需氧型污染 毒物型污染 富營養(yǎng)型污染 感官型污染 其它 131 需氧污染物需氧污染物主要是指廢水中所含的能被微生物降解的有機物，有些是有毒的，但這類有機物大部分本身是無毒的。 這類污染物的特點是數(shù)量大、成分復(fù)雜，所以很難分別表示其含量。 產(chǎn)生污染的主要原因是在其分解過程中消耗水中的溶解氧

8、。 需氧污染物用間接指標來衡量，常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。13 廢水中的污染物分類及其危害簡介（1）生物化學(xué)需（耗）氧量（biochemical oxygen demand簡稱BOD） 表示在一定條件下（20C），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分子氧的數(shù)量。單位為mg（氧）/L（廢水）。有BOD5和BOD20 之分，BOD5最常用。 特點：準確反映污染的程度，但測定所需時間長，不利于指導(dǎo)實際生產(chǎn)和自動控制。有機物生物降解的兩個階段第一階段（碳化階段） 有機物 + O2 CO2 + H2O + NH3 在碳化階段，有機物經(jīng)過氧化后的產(chǎn)物為CO2、H2O、NH3

9、，這一階段消耗的氧量為碳化需氧量。生活污水達到完全氧化，在20時這一階段需要約20天左右的時間，這一階段完成之后，水體中的有機物就變成了無機物質(zhì) 。第二階段（硝化階段）第一階段的產(chǎn)物NH3，在亞硝化細菌和硝化細菌的作用下，氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽 2NH3 +3O2 亞硝酸菌 2HNO2 + 2H2O + 148大卡 2HNO2 + O2 硝酸菌 2HNO3 + 48 大卡 在20 時，生活污水大約需要100天左右，完成這一階段。 因此，在碳化階段中，只要測出前幾天的耗氧量，就能大體反映出整個碳化階段的耗氧量。在實用上，一般采用測定5天的耗氧量，以BOD5表示。在20時，對于生活污水和多種可生

10、化性強的工業(yè)廢水來說 有關(guān)BOD的測定方法BOD測定一般采用標準法測定 。水樣(或稀釋水樣)在微生物作用下，在20 、培養(yǎng)5天的條件下，所消耗的溶解氧量即為BOD5。測定方法標準GB7488-87。 其檢測范圍為2-6000 mg/L。1.3 .1廢水中的污染物分類及危害簡介（ 2）化學(xué)耗氧量（chemical oxygen demand簡稱COD） 用化學(xué)氧化劑氧化分解廢水中的有機物，用所消耗的氧化劑中的氧來表示有機物的多少，單位仍為mg/L。 常用的氧化劑有K2Cr2O7和KMnO4，分別用CODCr 和CODMn（高錳酸鹽指數(shù)，常用于測定地下水的指標）表示。 特點：測定速度快，但與實際污

11、染的程度有差距。 總有機碳（total organic carbon ，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 。特點：測定速度快，但設(shè)備復(fù)雜且與BOD、COD之間無固定關(guān)系。 BOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特點和用途，在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)各自的特點和不同的情況選用！ 132 有毒污染物 (toxic materials) 廢水中能對生物引起毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)稱為有毒污染物 。 特點： 急性中毒：初期效應(yīng)十分明顯，嚴重時會導(dǎo)致死亡 。 慢性中毒：初期效應(yīng)不明顯，但長期積累可引起突變、致畸、致死，甚至引起遺傳畸變，這種效應(yīng)不易察覺，

12、但后果更嚴重，一旦發(fā)現(xiàn)，很難在近期內(nèi)處理，甚至不可逆轉(zhuǎn)。影響危害程度的因素：濃度和作用時間：濃度越大，作用時間越長，后果越嚴重。 環(huán)境條件：如溫度、pH值、溶解氧濃度等 生物的種類及生物自身的適應(yīng)能力。 分類：無機化學(xué)、有機化學(xué)和放射性毒物三類。 表示方法：質(zhì)量濃度表示，單位為mg/L。 重金屬(heavy metals)污染有如下特點：（a）毒性以離子狀態(tài)最大，且不同價態(tài)的毒性不同。如Cr6+Cr3+，但As3+As5+； （b）很難被生物降解，有時還可以被生物富集或轉(zhuǎn)化成毒性更大的物質(zhì)。據(jù)研究，海水中的汞通過食物鏈可富集2萬倍； （c）危害時間長，難消除。 （d）有些重金屬是人體必須的元素

13、。 Zn13 廢水中的污染物分類及危害簡介特點： 這類物質(zhì)的種類最多，性質(zhì)最復(fù)雜 。毒性大。化學(xué)穩(wěn)定性好。 大多數(shù)難被生物降解且可以通過食物鏈富集，危害人體健康。13 廢水中的污染物分類及危害簡介2005年11月13日，中石油吉化公司雙苯廠車間發(fā)生爆炸事故。松花江哈爾濱城區(qū)停水4天。（3）放射性物質(zhì)(radioactive matters) 放射性物質(zhì)主要是指廢水中所含的能產(chǎn)生有害射線的物質(zhì)。 13 廢水中的污染物分類及危害133營養(yǎng)污染物 (nutrients) 營養(yǎng)污染物主要是指植物和微生物生長過程中所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并非有毒，主要是氮和磷。 這種由營養(yǎng)物質(zhì)過多產(chǎn)生的污染稱做富營養(yǎng)化污染 (

14、eutrophication)。13 廢水中的污染物分類及危害簡介 當大量營養(yǎng)物質(zhì)進入水體時，會使藻類大量繁殖，水面上積聚大量的動物和植物，這種現(xiàn)象在海洋中出現(xiàn)叫赤潮(red current)，在湖泊中出現(xiàn)叫水華（waterbloom)。 當水中的生物大量死亡時會使水中的BOD值猛增，導(dǎo)致水中的溶解氧降低，影響水體功能，影響魚類生存 。 今年5月無錫太湖藍藻爆發(fā)水體富營養(yǎng)化嚴重武漢東湖局部爆發(fā)“藍藻水華”13 廢水中的污染物分類及危害簡介 除氮和磷外，BOD、溫度、維生素類物質(zhì)也能觸發(fā)和促進富營養(yǎng)化污染。 表示水中營養(yǎng)物質(zhì)多少的指標是單位體積水中含氮和磷的總質(zhì)量，單位為mg/L。 氮有多種表示

15、方法： 有機氮是反映水中蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等含氮有機物總量的一個水質(zhì)指標 。NH3和NH4+稱為氨態(tài)氮， NO2稱為亞硝酸氮， NO3稱為硝酸氮， 這幾種形態(tài)的含量均可作為水質(zhì)指標，分別代表有機氮轉(zhuǎn)化為無機物的各個不同階段。 總氮（TN）則是一個包括從有機氮到硝酸氮等全部含量的水質(zhì)指標。 1.3 廢水中的污染物分類及危害簡介1.3.4 生物污染物 (biological pollutants) 生物污染物主要是指廢水中的致病微生物(pathogens)和其他的有機體。 制革廠廢水中常含有炭疽菌,醫(yī)院污水中含有病原菌和病毒等。生活廢水中含有可能引起腸道系統(tǒng)疾病的細菌和寄生蟲卵等。 （1）細菌總

16、數(shù)(total bacteria) 細菌總數(shù)是指1 mL水中所含有各種細菌的總數(shù)。（2）大腸菌數(shù)(coliforms) 大腸菌數(shù)是指1 L水中所含大腸菌個數(shù)。由于大腸菌在外部環(huán)境中的生存條件與腸道傳染病的細菌、寄生蟲卵相似，而且大腸菌的數(shù)量多，比較容易檢驗，所以把大腸菌數(shù)作為生物污染指標。1.3 廢水中的污染物分類及危害簡介1.3.5感官污染物 (scenery shock) 廢水中的異色、混濁、泡沫、不良氣味等會引起人們感官上不快的污染物稱為感官污染物 。（1）色澤和色度(color) 色澤是指廢水的顏色種類，通常用文字描述，如：廢水呈深藍色、棕黃色、淺綠色、暗紅色等。 色度是指廢水所呈現(xiàn)的

17、顏色深淺程度。色度有兩種表示方法：一是采用鉑鈷標準比色法，規(guī)定在1 L水中含有氯鉑酸鉀（K2PtCl6）2.491 mg及氯化鈷（CoCl26H2O）2.00 mg時，也就是在1 L水中含鉑1 mg及鈷0.5 mg時所產(chǎn)生的顏色深淺為1度； 二是采用稀釋倍數(shù)法，即將廢水稀釋，用把廢水稀釋到接近無色時所需的稀釋倍數(shù)表示色度。 （2）臭和味(odor) 臭和味是判斷水質(zhì)優(yōu)劣的感官指標之一。潔凈的水是沒有氣味的，受到污染后會產(chǎn)生各種臭味。常見的水臭味有霉爛臭味、糞便臭味、汽油臭味、臭蛋味、氯氣味等。 臭味的表示方法現(xiàn)行是用文字描述臭的種類，用強、弱等字樣表示臭的強度。 比較準確的定量方法是臭閾法，即

18、用無臭水將待測水樣稀釋到接近無臭程度的稀釋倍數(shù)表示臭的強度。1.3 廢水中的污染物分類及危害簡介1.3.6 酸堿污染物(acid and base) 主要是指進入水體的無機酸和堿，它們影響水體的pH值 。 廢水中酸堿污染物的多少常用廢水的pH值表示。濃度高時也用酸或堿的質(zhì)量分數(shù)表示。 1.3 廢水中的污染物分類及危害簡介1.3.7油類污染物 (oil and grease) 油類污染物一般是指比水輕能浮在水面上的液體物質(zhì)，多指油類。 廢水中油類污染物的多少也用質(zhì)量濃度表示，單位為mg/L。 它不溶于水，進入水體后會在水面上形成薄膜，影響氧氣的溶入，降低水中的溶解氧。 14 廢水水質(zhì)控制141

19、廢水水質(zhì) 不同的行業(yè)、不同目的的廢水有相應(yīng)的要求， 即廢水排放標準和水體中允許的標準。 值得指出水污染物排放的控制，過去偏重于濃度控制，即只規(guī)定排放廢水中污染物的允許濃度，目前，已轉(zhuǎn)為濃度控制與總量控制相結(jié)合。14 廢水水質(zhì)控制142控制廢水污染的途徑 （1）改革生產(chǎn)工藝，嚴格控制污染源 （2）加強廢水處理技術(shù)的研究 （3）對不同的廢水要分別處理，即要先處理 后排放 （4）加強有關(guān)法律法規(guī)的制訂和實施 （5）加強宣傳教育提高全民的環(huán)境意識 1.5 廢水生物處理的基本概念 廢水生物處理是利用微生物具有很強的降解有機物的功能,并采用一定的人工措施創(chuàng)造一種可控制的環(huán)境，使微生物大量生長繁殖，分解廢水

20、中的污染物(主要是有機污染物)，使水質(zhì)得到凈化的一種廢水處理方法。1.5.1 廢水的生物處理方法簡介 對污染物進行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的主體是微生物。由于微生物具有來源廣、易培養(yǎng)、繁殖快、對環(huán)境適應(yīng)性強、易變異等特性，因此在使用上能較容易地采集菌種進行培養(yǎng)增殖，并在特定條件下進行馴化使之適應(yīng)有毒工業(yè)廢水的水質(zhì)條件。 微生物的生存條件溫和，新陳代謝過程中不需高溫高壓，它是不需投加催化劑的催化反應(yīng)，用生化法促使污染物的轉(zhuǎn)化過程與一般化學(xué)法相比優(yōu)越得多。 處理廢水的費用低廉，運行管理較方便，所以生化處理是廢水處理系統(tǒng)中最重要的過程之一，目前，這種方法已廣泛用作生活污水及工業(yè)有機廢水的二級處理。 自然條件下 水

21、體自凈天然水體和氧化塘; 土壤凈化污水灌溉好氧生物法 人工條件下 懸浮生物法活性污泥法及其變種、氧化塘、氧化溝 固著生物法生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化、好氧生物流化床 自然條件下 高溫堆肥、厭氧塘厭氧生物法 人工條件下 懸浮生物法厭氧消化、化糞池、上流式厭氧污泥床 固著生物法厭氧濾池、厭氧流化床1.5.2 污水生化處理的基本類型1.5.3 污水生物處理技術(shù)在水污染控制中的地位占據(jù)份額大：城市生活污水90%；工業(yè)污水60%以上。特色明顯：能降解的污染物種類多、投資省、 操作簡便、運行費用低。應(yīng)用領(lǐng)域廣：工業(yè)污水、生活污水的處理；水體凈化；環(huán)境修復(fù)。以二級處理為主，也可用預(yù)處理。 本 章 作 業(yè)1

22、.列出四種評價城市污水的污染指標，并說明其所代表的意義。2. 估計自己每天用水量及產(chǎn)生的廢水量？其中可能的污染物質(zhì)是什么？怎樣定性定量描述？其意義是什么？ 污水的生物處理第二章水體自凈(selfpurification)一、水體自凈(self-purification of water body) 水體自凈是指受污染的水體由于物理、化學(xué)、生物等方面的作用，使污染物濃度逐漸降低，經(jīng)過一段時間后恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)。這一過程即水體自凈。二、水體自凈機理 物理作用：稀釋、沉淀 （強）化學(xué)作用：氧化、還原等對污染物的降解 （弱）生物作用：生物降解（食物鏈） （強） 廢物、排泄物物理自凈 污染物在水體中

23、混合稀釋和自然沉淀過程。混合稀釋只能降低水中污染物的濃度，不能減少其總量。沉淀作用指排入水體的污染物中含有的微小懸浮顆粒，如重金屬、蟲卵等由于流速較小逐漸沉到水底?；瘜W(xué)自凈氧化還原反應(yīng)是化學(xué)凈化的重要作用,溶解氧與水中的污染物將發(fā)生氧化反應(yīng)，生成難溶物而沉降析出。如Fe鹽氧化。 Fe+ Fe3+ Fe(OH)3還原作用: 如Cr6+ 還原為Cr3+ O2生物自凈水中微生物在溶解氧充分的情況下，將一部分有機污染物當作食餌消耗，同時將另一部分有機污染物氧化分解成無害的簡單無機物。影響生物自凈作用的關(guān)鍵是：溶解氧的含量和有機物的性質(zhì)、濃度及微生物的種類、數(shù)量等。水體自凈速度有哪些限制因素？物理？凈水

24、流量、流速、污染物物理性質(zhì)化學(xué)？地域、季節(jié)、天氣生物？生物種類、數(shù)量（營養(yǎng)物濃度、環(huán)境因子）、代謝的極限速度因此水體的自凈速度是有限的。在正常情況下，水體單位時間內(nèi)通過正常生物循環(huán)中能夠同化有機污染物的最大數(shù)量稱為自凈容量。 在自凈容量范圍內(nèi)水體的凈化是如何進行的呢？三、自凈的過程 水體自凈過程大致如下a.污水排入河流的混合過程b.持久污染物的稀釋擴散物理作用 有機污染物排入水體后被水稀釋，有機和無機固體沉降到河底；c.非持久污染物的稀釋擴散d.水體的氧平衡生物作用 溶氧 溶解氧好氧菌 好氧菌 有機物降解 厭氧菌 自然溶氧、藻類產(chǎn)氧 污水排入河流的混合過程 (1)豎向混合階段 污染物排入河流后

25、因分子擴散、湍流擴散和彌散作用逐步向河水中分散，從排放口到深度上達到濃度分布均勻。 (2)橫向混合階段 當深度上達到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過程。經(jīng)過一定距離后污染物在整個橫斷面達到濃度分布均勻。 (3)斷面充分混合后階段 在橫向混合階段后，污染物濃度在橫斷面上處處相等。河水向下游流動的過程中，持久性污染物濃度將不再變化，非持久性污染物濃度將不斷減少。河流污染和自凈過程圖污水自 凈四、污化系統(tǒng)及其指示生物污化系統(tǒng) (也稱有機污染系統(tǒng))是根據(jù)水體有機物污染程度的不同，對水體的一種分類法。當有機污染物排入河流，在其下游河段的自凈過程中，形成一系列污化帶。因各種水生生物需要不同的生存條件，

26、故在各個帶中可找到不同的代表性指示生物，這些指示生物包括細菌、真菌、藻類、原生動物等微生物，以及輪蟲、浮游甲殼動物、魚類及底棲動物等。根據(jù)指示生物的不同，污化系統(tǒng)中的污化帶分為多污帶、-中污帶、-中污帶和寡污帶。 多污帶（polysaprobic zone）靠近排污點下游，河水深暗、渾濁，含大量有機物，BOD高，呈缺氧或厭氧狀態(tài)，污染嚴重。有機物分解產(chǎn)生H2S、NH3，使河水有異味。水生生物種類極少，以厭氧和兼性厭氧微生物為主，無魚類、顯花植物等。代表性的指示生物是細菌，且種類多、數(shù)量大，每ml水中可達幾億個，例如硫酸鹽還原菌與產(chǎn)甲烷菌等，此外還有顫蚯蚓、蚊蠅幼蟲。 中污帶(-mesosapr

27、obic zone) 在多污帶下游，有機物量略減少，BOD下降，河水依然灰暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物種類增加，細菌數(shù)減少，但每毫升仍有幾千萬個。代表性的指示生物舉例如下：天藍喇叭蟲、椎尾水輪蟲、櫛蝦、獨縮蟲、顫藻、小球藻等。 -中污帶（-mesosaprobic zone）光合微生物和綠色浮游生物大量出現(xiàn)，水中溶解氧升高，有機質(zhì)含量少，BOD很低，懸浮物進一步減少，有機氮已轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4+、NO2-和NO3- ，CO2與H2S含量減少。細菌數(shù)量減少，藻類大量繁殖，輪蟲、甲殼動物和昆蟲增加，生根的植物、魚類出現(xiàn)。代表性生物：藻類的水花束絲藻、變異直鏈硅藻、短棘盤星藻、舟形藻、梭裸藻

28、；原生動物的草履蟲、聚縮蟲；微型后生動物的腔輪蟲、水蚤。 寡污帶(oligosaprobic zone)河流自凈作用完成，有機物完全分解為無機物，BOD極低，溶解氧恢復(fù)正常，基本不含H2S，CO2含量較低，氮元素全部氧化為NO3-。指示生物：魚腥藍細菌 、隔板硅藻 、黃群藻 、玫瑰旋輪蟲及其它藻類，鐘蟲、旋輪蟲、水生植物與魚類等。以上污化系統(tǒng)只能反映有機污染的程度，不能反映有毒廢水的污染。 有機物的自凈過程分三階段水體自凈過程的特征五衡量水體污染與自凈的指標 提問：用什么指標可以衡量河段水體污染與自凈所處的階段?水體外觀、化學(xué)指標、溶解氧等山東小清河1、水體外觀外觀特征：混濁程度、顏色及氣味等

29、原 因：水中細菌種類數(shù)量、懸浮物種類數(shù)量 污染前 污染 凈化開始 持續(xù) 結(jié)束 外觀:無色 暗灰色 灰色 繼續(xù)變清 無色 澄清透明 很混濁、臭 混濁 濁度下降 澄清透明 水面有泡沫 泡沫減少2、P/H指數(shù)P:光能自養(yǎng)型生物數(shù)量H:代表異養(yǎng)型微生物數(shù)量P/H指數(shù)就是兩者的比值，P/H指數(shù)反映水體污染和自凈程度3、BIP指數(shù)BIP =（無葉綠素的微生物數(shù)量）/（全部微生物數(shù)量）H/（P+H）100% 污染前 污染 凈化開始 持續(xù) 結(jié)束P/H： 高 下降 最低點 上升 高BIP： 08 上升 60100 下降 08 溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，它是水生生物主要的生存條件之一。天然水中溶解氧的含量與

30、大氣壓力、空氣中氧的分壓和水溫等因素密切相關(guān)。大氣壓力減小，溶解氧量也減小。溫度升高，溶解氧量也顯著下降。水中含鹽量增加，也會使溶解氧量降低。表1列出在101.3Kp的大氣壓力下，空氣中氧含量20.9%時，氧在水中的溶解度。4、溶解氧溫度溶解氧mg/L014.6512.81011.31510.2209.225308.47.6表1 不同溫度下氧在水中的溶解度 污染前 污染 凈化開始 持續(xù) 結(jié)束 溶氧變化： 穩(wěn)定 迅速下降 快速增大 緩慢增大 穩(wěn)定 溶解氧可以用溶解氧測定儀隨時測定并迅速地得出結(jié)果。 在這個過程中，復(fù)氧和耗氧同時進行。溶解氧的變化狀況反映了水體中有機污染物凈化的過程，因而可把溶解氧

31、作為水體自凈的標志。溶解氧的變化可用氧垂曲線表示。六、污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 a.河流 污染物在河流中的擴散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素的影響。 b.河口 河流進入海洋前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐影響，受漲潮、落潮、平潮時的水位、流向和流速的影響。會因水流不斷回蕩，延長停留時間，甚至影響排放口上流的河水。 c.湖泊、水庫 貯水量大，水流較慢，對污染物的稀釋、擴散能力較弱。易在局部形成污染。水深超過一定深度時，會產(chǎn)生溫度分層。 d.海洋 巨大的自凈能力，但海灣或海域局部的納污和自凈能力差別很大。 e.地下水 污染是一個緩慢的過程，一旦污染難以恢復(fù)，污染物在地下水中

32、的遷移轉(zhuǎn)化受多種因此影響。河北省豐寧滿族自治縣黃土梁水庫第三章 廢水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)一、廢水的好氧生物處理和厭氧生物處理呼吸（respiration, inspiration靈感）呼吸：獲取能量的生理功能底物：能被微生物酶催化的物質(zhì)，實質(zhì)上是反應(yīng)中提供氫和電子的物質(zhì)。（酶 enzyme 微生物 microorganism 催化 catalyze.To modify, especially to increase, the rate of (a chemical reaction) by catalysis（催化作用）.過程：底物微生物受氫體微生物生命活動生化反應(yīng)終產(chǎn)物（生

33、化反應(yīng)）注意：反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)條件反應(yīng)規(guī)律實質(zhì)：脫氫酶脫氫、受氫體受氫（電子活化）好氧微生物與厭氧微生物的區(qū)別：厭氧微生物沒有氧化酶系統(tǒng)，只有脫氫酶類型：好氧，厭氧根據(jù)受氫體（Hydrogen Acceptor）不同1.微生物的呼吸類型 (1)好氧呼吸 (2)厭氧呼吸發(fā)酵無氧呼吸（1）好氧呼吸（aerobic）：受氫體為分子氧；依據(jù)底物不同 heterotrophic bacterium autotrophic bacterium 異養(yǎng)型 自養(yǎng)型受氫體 氧 氧底物 有機物 無機物終點產(chǎn)物 無機物 無機物能量 多 比較少（2） 厭氧呼吸（anaerobic）：受氫體為除氧以外的有機物或無機物 發(fā)酵f

34、erment 無氧呼吸受氫體 有機物 無機物底物 有機物 無機氧化物終點產(chǎn)物 有機物 無機物能量釋放 較少 較少 提問：為什么厭氧微生物消耗底物比好氧微生物多？而釋放能量少？ 產(chǎn)物包含能量？2.廢水的好氧生物處理廢水的厭氧生物處理 好氧 厭氧底物 溶解或膠體態(tài)的有機物 高濃度有機物或無機物微生物 好氧微生物 厭氧微生物和兼性微生物產(chǎn)物 無機物，微生物增長（多） 可燃氣體，無機物，微生物增長（少） 條件（微生物生長）氧 無氧特點 快、效果好、所需容積小 慢、不徹底、所需容積小受環(huán)境影響 小 難啟動，條件苛刻 對環(huán)境影響 污泥量大 酸臭、但污泥量小適用 BOD52000mg/L（為什么）二、微生物

35、的生長規(guī)律和生長環(huán)境1.微生物的生長規(guī)律（1）微生物的生長曲線 表示微生物在不同培養(yǎng)環(huán)境下生長情況及其生長過程純菌種研究微生物生長分生長周期：停滯期（調(diào)整）：條件變化過程中；幾何級數(shù)生長；污泥較少對數(shù)期（旺盛生長）：量大底物濃度高；等速生長；污泥絮凝性差靜止期（平衡）：量小底物濃度低；減速生長；污泥濃度較高，絮凝性好衰老期（衰亡）：底物濃度很低；內(nèi)源呼吸，不生長；污泥沉降性能好活性污泥生長 與細菌生長類似，更復(fù)雜，受環(huán)境影響因素多: 細菌、藻類、絲狀菌、放線菌、原生動物、后生動物，構(gòu)成食物鏈，其混合體構(gòu)成活性污泥。黃褐色，土腥味（土臭素、龍腦）正常的必要指標。 細菌：原核生物；菌膠團絲狀菌較大

36、群體，其中菌膠團為污泥主體 球衣細菌（碳水化合物）硫絲細菌（絲狀細菌）污泥膨脹 白硫細菌（含硫化合物） 藻類（氧化塘中綠藻、小球藻、柵藻、衣藻等）、放線菌（絲狀菌，如諾卡氏菌）、真菌、立克次氏體、衣原體、支原體 原生動物：最低等的單細胞動物，個體很小，長度100-300微米之間，普通顯微鏡可見。有關(guān)的包括肉足類（變形蟲）、鞭毛類（綠眼蟲）、纖毛類（自由游動型如草履蟲；固著型如鐘蟲或叫柄纖毛蟲）等 后生動物：多細胞生物，輪蟲（最小的一種）和線蟲處理效果較好的指征。 輪蟲：濾食微型藻類、細菌、有機碎屑；捕食原生動物、小輪蟲 (2) 混合微生物的生長。污泥的食物鏈生物有對應(yīng)的滯后關(guān)系生態(tài)學(xué) 三、微生

37、物的生長環(huán)境（條件） 最主要因素：營養(yǎng)、溫度、pH、DO、有毒物質(zhì)營養(yǎng)：底物濃度，C/N/O溫度：不同微生物有不同適應(yīng)范圍，是確定污水生化處理的重要條件 原理pH：同溫度，調(diào)節(jié)池均質(zhì)作用，調(diào)節(jié)pHDO：好氧與厭氧、兼性差別絕大多數(shù)污水處理系統(tǒng)中細菌為兼性。（設(shè)問） 好氧細菌處于厭氧環(huán)境耐受力（1到幾天）遠大于厭氧細菌處于溶解氧高環(huán)境中耐受力（部分中毒死亡）。 微好氧菌：DO較低接近于零，生長良好處于優(yōu)勢的好氧菌。絲狀菌污泥膨脹。好氧：2.0-4.0 mg/L （絮凝體內(nèi)0.1-0.3 mg/L ，絮凝體外部混合液0.5-2 mg/L ，剩余1 mg/L ）厭氧：0.2 mg/L缺氧：0.5 m

38、g/L 有毒物質(zhì)：抑制和殺害作用的化學(xué)物質(zhì)，工業(yè)廢水中。表現(xiàn)：細胞正常結(jié)構(gòu)破壞，菌體內(nèi)酶變質(zhì)并失去活性。（酶的特性：高效、特異、變異性） 變異因素：高溫、高壓、強酸堿、重金屬鹽、紫外線等。三、反應(yīng)速度和反應(yīng)級數(shù) 動力學(xué)研究反應(yīng)速率和各種關(guān)系的學(xué)說 生化反應(yīng)動力學(xué)是研究污水生物處理中有機物降解速率和微生物增長速率的動力學(xué)模式，用數(shù)學(xué)模式將生物處理動力學(xué)過程公式化。 有機物降解動力學(xué)關(guān)系 微生物增長動力學(xué)關(guān)系 1.反應(yīng)速度 以生物酶為催化劑的生物化學(xué)反應(yīng)。 定義：單位時間，底物減少量或產(chǎn)物增加量衡量。一般以底物減少量。因為產(chǎn)物增加量需要鑒定，成本較高。 產(chǎn)率系數(shù) 觀測產(chǎn)率系數(shù)（凈增長系數(shù)）：降解1

39、kgBOD5有機物所凈增加的細胞量。 以S表示廢物（污染物），X表示微生物細胞，P表示分解最終產(chǎn)物，生化反應(yīng)可以下式表示 SyX+zP （11-7） 以及 （11-8）即 （11-9） 式中，反應(yīng)系數(shù)y，又稱產(chǎn)率系數(shù)，mg(生物量)/mg(降解的底物)。 反應(yīng)級數(shù)不同,代表反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度關(guān)系的不同： 零級反應(yīng): V不受反應(yīng)物濃度影響 一級反應(yīng)：V與一種反應(yīng)物A的濃度 成正比。 二級反應(yīng)：V與兩種反應(yīng)物A、B的濃度 、 成正比或與反應(yīng)物A的濃度 的平方 成正比。 三級反應(yīng)：V與 成正比時，稱為三級反應(yīng)， 也可稱該反應(yīng)是A的一級反應(yīng)或B的二級反應(yīng)。2.反應(yīng)級數(shù) SyX+zP現(xiàn)底物濃度 以及S

40、表示，則生化反應(yīng)速度： 或式中，k為反應(yīng)速度常數(shù)，隨溫度而異，n為反應(yīng)級數(shù)。上式亦可改寫為： （11-10）（11-10）式可以圖11-6來表示，圖中直線的斜率即為反應(yīng)級數(shù)n值。在溫度不變的情況下，零級反應(yīng)速度是常數(shù)。對反應(yīng)物A而言，零級反應(yīng)： （11-11）一級反應(yīng)： （11-12）二級反應(yīng)： （11-13）式中： V 反應(yīng)速度； t 反應(yīng)時間； k 反應(yīng)速度常數(shù)，受溫度影響。四.米歇里斯門坦（Michaelis-Menten）方程式 1. 底物濃度對酶反應(yīng)速度的影響 （11-14） 式中，S代表底物，E代表酶，ES代表酶-底物中間產(chǎn)物（絡(luò)合物）以及P代表產(chǎn)物。2.米氏方程 （11-15）式

41、中 酶反應(yīng)速度； 最大酶反應(yīng)速度； 底物濃度； Km米氏常數(shù)。 上述表明，當Km和 已知時，酶反應(yīng)速度與酶底物濃度之間的定量關(guān)系。由（11-15）式得： （11-16） （1）當?shù)孜餄舛?很大時， ，酶反應(yīng)速度達最大值,即 ，呈零級反應(yīng)，此時，再增加底物濃度，對酶反應(yīng)濃度無任何影響，因為酶已被底物所飽和，只有增加酶濃度，才有可能提高反應(yīng)速度。（2）當?shù)孜餄舛?較小時， ,酶反應(yīng)速度和底物濃度成正比例關(guān)系，即 ，呈一級反應(yīng)。 （11-17） 3.米氏常數(shù)的意義及測定 （1） 值是酶的特征常數(shù)之一，只與酶的性質(zhì)有關(guān)， 而與酶濃度無關(guān)。不同的酶，數(shù)值不同。（2）如果一個酶有幾種底物，則對每一種底物，

42、各有一個特定的 。（3）同一種酶有幾種底物就有幾個值。其值最小的底物，一般稱為該酶的最適底物或天然底物。 （11-18）五、莫諾特（Monod）方程式 （11-19）式中： 限制微生物增長的底物的濃度，mg/L； 微生物比增長速度，即單位生物量的增長速度； 微生物濃度，mg/L； 的最大值，底物濃度很大，不再影響微生物的增長速度時的 值； 飽和常數(shù)。由（11-20）式， 以及 代入（11-19）式得： （11-21）式中q及 為底物的比降解速度及其最大值； 為底物濃度； 為飽和常數(shù)，即 時的底物濃度，故又稱半速度常數(shù)。 及 值可通過實驗，采用如前介紹的雙倒數(shù)作圖法去求得，并由此定出11-21式

43、。 （11-21）式和（11-19）式是廢水生物處理工程中目前常用的二個基本的反應(yīng)動力學(xué)方程式。在實踐中，可以結(jié)合物料衡算，應(yīng)用到廢水生物處理工程的科研、設(shè)計和運行管理的領(lǐng)域中去 。例：設(shè)在完全混和反應(yīng)器內(nèi)進行了連續(xù)微生物生長實驗，反應(yīng)溫度為 20，實驗結(jié)果如下：試根據(jù)實驗結(jié)果定出 和 值，以及 關(guān)系式。解：根據(jù)莫諾特方程式， 的關(guān)系式為： 或 現(xiàn)按實驗結(jié)果作 關(guān)系圖，去求出 和 值。根據(jù)以上整理的實驗結(jié)果，作 關(guān)系圖，如圖11-13所示。從圖11-13，得： 圖中直線方程為： 即 六. 廢水生物處理工程的基本數(shù)學(xué)模式1. 推導(dǎo)廢水生物處理工程數(shù)學(xué)模式的三點假定 2. 微生物增長與底物降解的基

44、本關(guān)系式 （11-24）式中： 微生物凈增長速度； 底物利用（或降解）速度； 產(chǎn)率系數(shù)； 內(nèi)源呼吸（或衰減）系數(shù)； 反應(yīng)器中微生物濃度 在實際工程中，產(chǎn)率系數(shù)（或稱微生物增長系數(shù)）Y常以實際測得的觀測產(chǎn)率系數(shù)（或稱微生物凈增長系數(shù)） 替代。為此，（11-24）式可改寫為： （11-25） 從（11-24）式得： 或 （11-26）式中 為微生物比凈增長速度。同理，從11-25式得： （11-27）總結(jié) 幾個基本方程式米氏：底物濃度酶反應(yīng)速度monod：底物濃度微生物比增長和底物比降解速度半速度常數(shù)：Km Ks，最大速度一半時反應(yīng)物濃度雙倒數(shù)作圖法求最大值及半速度常數(shù)設(shè)計經(jīng)驗數(shù)據(jù)，反應(yīng)動力學(xué)理論

45、結(jié)合實踐（上世紀70年代后）廢水生物處理：有機污染物去除對象，底物 主體微生物 DO條件數(shù)學(xué)模型生化反應(yīng)動力學(xué)方程式質(zhì)量守恒monod米氏生物處理數(shù)學(xué)模式設(shè)計與運行9/19/2022162第四章 穩(wěn)定塘和污水土地處理第一節(jié) 穩(wěn)定塘第二節(jié) 污水土地處理9/19/2022163第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘9/19/2022164河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘1.概述(1)定義 穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，其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。 應(yīng)用：城鎮(zhèn)污水，可與其他工藝結(jié)合 分類：根據(jù)微生物類型、供氧方式、功能劃分9/19/2022165

46、河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘1.概述（2）國內(nèi)外穩(wěn)定塘經(jīng)歷如下發(fā)展階段用于小城鎮(zhèn)生活污水處理 處理食品工業(yè)廢水，其他工業(yè)廢水 作為活性污泥二級處理的后續(xù)深度處理 穩(wěn)定塘處理與綜合利用相結(jié)合，發(fā)展養(yǎng)魚 穩(wěn)定塘的運行方式，單塘變?yōu)槎嗵链?lián)運行。 厭氧塘兼性塘好氧或兼性好氧塘 9/19/2022166河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘2.穩(wěn)定塘的原理 自然條件下的生物處理法主要有水體凈化法和土壤凈化法兩類。氧化塘和養(yǎng)殖搪，統(tǒng)稱為生物穩(wěn)定塘，其凈化機理與活性污泥法相似；土壤滲濾和污水灌溉，統(tǒng)稱為廢水的土地處理，其凈化機理與生物膜法相似。 9/19/2022167河北科

47、技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘3.穩(wěn)定塘的分類按照占優(yōu)勢的微生物種屬、供氧方式和功能，常分為好氧塘、兼性塘、曝氣塘和厭氧塘四種類型。也可分為水生植物塘、生態(tài)塘和完全儲存塘。9/19/2022168河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘（1）好氧塘 好氧塘是一種主要靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧的氧化塘。它的水深較淺，一般在0.3-0.5m，陽光能直接射透到池底，藻類生長旺盛，加上塘面風力攪動進行大氣復(fù)氧，全部塘水都是好氧狀態(tài)。9/19/2022169河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘好氧塘工作原理 好氧塘是一種主要靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧的氧化塘。它的水深較淺，一

48、般在0.3-0.5m，陽光能直接射透到池底，藻類生長旺盛，加上塘面風力攪動進行大氣復(fù)氧，全部塘水都是好氧狀態(tài)。9/19/2022170河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘好氧塘工作原理 塘內(nèi)存在菌、藻和原生動物的共生系統(tǒng)。有陽光照射時，塘內(nèi)的藻類進行光合作用，釋放出氧，同時由于風力的攪動，塘表面還存在自然復(fù)氧，二者使塘水呈好氧狀態(tài)。塘內(nèi)的好氧型異養(yǎng)細菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物并合成本身的細胞質(zhì)(細胞增殖)，其代謝產(chǎn)物CO2則是藻類光合作用的碳源。9/19/2022171第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘好氧塘工作原理 細菌的降解作用： 有機物O2H+CO2H2ONH4+ C5H

49、7O2N 藻類的光合作用：106CO216NO3-HPO42-122H2O18H+C106H263O110N16P138O2 9/19/2022172河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘好氧塘工作原理 藻類光合作用使塘水的溶解氧和pH呈晝夜變化。白天，藻類光合作用使CO2降低，pH上升。夜間，藻類停止光合作用，細菌降解有機物的代謝沒有終止，CO2累積，pH下降。 其平衡關(guān)系式如下： 好 氧 塘9/19/2022174河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘好氧塘工作原理 好氧塘內(nèi)的生物種群：好氧塘內(nèi)的生物種群主要有藻類、菌類、原生動物、后生動物、水蚤等微型動物。菌類主要是生

50、存在水深0.5m的上層，濃度為1108-5109個/mL，主要種屬與活性污泥和生物膜相同。原生動物和后生動物的種屬數(shù)與個體數(shù)，均比活性污泥法和生物膜法少。藻類的種類和數(shù)量與塘的負荷有關(guān)，它可以反應(yīng)塘的運行狀況和處理效果。 9/19/2022175河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘細菌降解有機物起主要作用 兼性異樣菌（好氧塘和兼性塘好氧區(qū)，及兼性區(qū)存在） 好氧菌和兼性菌種屬多 產(chǎn)酸菌（兼性異氧菌）分解有機物產(chǎn)生乙酸等和醇類 厭氧菌（厭氧塘和兼性塘污泥區(qū)，將有機酸轉(zhuǎn)化為CH4+CO2，脫硫弧菌-絕對厭氧菌） 硝化菌（絕對好氧菌，一般只存活在深度處理塘） 9/19/2022176河北科

51、技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘藻類 穩(wěn)定塘為菌藻共生體系，藻類具有葉綠體，含有葉綠素，能夠通過這些色素進行光合作用，是塘水中DO的主要供應(yīng)者。 白晝 吸收CO2，放出O2 夜間 內(nèi)源呼吸，消耗O2，放出CO2 綠藻最常見的，單細胞或多細胞的綠色藻類 藍綠藻（藍藻）構(gòu)造簡單，藻體為單細胞絲 狀體 褐藻 藍綠藻能夠代謝產(chǎn)生H2S能夠?qū)⒋髿庵械腘2固定9/19/2022177河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘原生動物和后生動物 與活性污泥中不一樣，表現(xiàn)在不規(guī)則和數(shù)量不相等兩方面。原生動物和后生動物不完全作為指示性生物考慮 水蚤枝角類，捕食（細菌和藻類）出現(xiàn)水蚤表明水質(zhì)清澈，

52、水蚤能吞食粒狀物質(zhì)，分泌粘液性物質(zhì)。 搖蚊幼蟲使底泥量減少9/19/2022178河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘水生植物 種植“水生維管束植物”能提高塘對有機物和N、P等無機營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果。 浮水植物漂浮在水面、直接從大氣中吸O2CO2，從塘水中吸取營養(yǎng)物質(zhì)。 鳳眼蓮即水葫蘆，具有較強的耐污性，去污能力強凈化過程：O2通過根、莖輸送到根部，釋放于水中； 鳳眼蓮本身也直接吸收水中的有機物和無機物; 水層是好氧，底部是厭氧，可有利于硝化和反硝化;種植在高負荷的穩(wěn)定塘里，并可回收作為“青 貯飼料”。9/19/2022179河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘水生植物

53、沉水植物根生長于底泥中，葉、莖全部沉沒水中,僅在開花時，花開在水面只能在塘水深較高，有機物負荷低和能有光照的地區(qū)生長其作用同“浮水植物”沉水植物是鴨、鵝的飼料常見的有馬來眼子蓮?fù)λ参锔L于底泥中，葉、莖則挺出水面，常見水蔥為深綠色，蘆葦是淺綠色，其作用于上述兩種植物相同，但只能生長于淺水中，收割季節(jié)需放水9/19/2022180河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘好氧塘內(nèi)的設(shè)計好氧塘工藝設(shè)計的主要內(nèi)容是計算好氧塘的尺寸和個數(shù)。好氧塘的主要尺寸的經(jīng)驗值如下：好氧塘多采用矩形，表面的長寬比為3:14:1，一般以塘深的1/2處的面積作為計算塘面。塘堤的超高為0.61.0m。單塘面積不

54、宜大于4ha；塘堤的內(nèi)坡坡度為1:21:3（垂直:水平）外坡坡度為1:21:5（垂直：水平）；好氧塘的座數(shù)一般不少于3座，規(guī)模很小時不少于2座9/19/2022181河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘兼性塘 兼性塘的有效水深一般為1.0-2.0m，通常由三層組成,上層好氧區(qū)、中層兼性區(qū)和底部厭氧區(qū)。 好氧區(qū)對有機污染物的凈化機理與好氧塘基本相同。 兼性區(qū)的塘水溶解氧較低，且時有時無。這里的微生物是異養(yǎng)型兼性細菌，它們既能利用水中的溶解氧氧化分解有機污染物，也能在無分子氧的條件下，以NO3 、CO3 作為電子受體進行無氧代謝。 9/19/2022182河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

55、第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘9/19/2022183河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘兼性塘的設(shè)計 兼性塘一般采用矩形長寬比3:14:1。塘有效水深為1.22.5m，超高為0.61.0m，儲泥區(qū)高度應(yīng)大于0.3m。 兼性塘堤壩的內(nèi)坡坡度為1:21:3，外坡坡度為1:21:5 (垂直:水平) 。 兼性塘一般不少于三座，多采用串聯(lián)，其中第一塘的面積約占兼性塘總面積的30%60%，單塘面積應(yīng)小于4ha，以避免布水不均勻或波浪較大等問題。9/19/2022184河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘曝氣塘 為了強化塘面大氣復(fù)氧作用，可在氧化塘上設(shè)置機械曝氣或水力曝氣器，使塘水得到不同程度

56、的混合而保持好氧或兼性狀態(tài)。曝氣塘有機負荷和去除率都比較高，占地面積小，但運行費用高，且出水懸浮物濃度較高，使用時可在后面連接兼性塘來改善最終出水水質(zhì)。9/19/2022185河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘 曝氣塘出水的懸浮固體濃度較高，排放前需進行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中分割出靜水區(qū)用于沉淀。若曝氣塘后設(shè)置兼性塘，則兼性塘要在進一步處理其出水的同時起沉淀作用。 曝氣塘的水力停留時間為310d，有效水深26m。曝氣塘一般不少于3座，通常按串連方式運行。 完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強度應(yīng)能使塘內(nèi)的全部固體呈懸浮狀態(tài)，并使塘水有足夠的溶解氧供微生物分解有機污染物。

57、部分混合曝氣塘不要求保持全部固體呈懸浮狀態(tài)，部分固體沉淀并進行厭氧消化。其塘內(nèi)曝氣機布置較完全混合曝氣塘稀疏。完 全 混 合 曝 氣 塘部 分 混 合 曝 氣 塘曝氣塘的兩種類型9/19/2022186河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘完 全 混 合 曝 氣 塘部 分 混 合 曝 氣 塘9/19/2022187河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘厭氧塘厭氧塘的基本工作原理 厭氧塘對有機污染物的降解，是由兩類厭氧菌通過產(chǎn)酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩階段完成的。厭氧塘的設(shè)計運行，必須以甲烷發(fā)酵階段的要求作為控制條件，控制有機污染物的投配率，以保持產(chǎn)酸菌與甲烷菌之間的動態(tài)平衡?？刂朴?/p>

58、機酸濃度3000mg/L以下，pH值為6.5-7.5，進水的BOD5:N:P=100:2.5:1，硫酸鹽濃度應(yīng)小于500mg/L。9/19/2022188河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘厭氧塘厭氧塘的設(shè)計和應(yīng)用 有機負荷的表示方法有三種： BOD5表面負荷(kgBOD5/had) BOD5容積負荷(kgBOD5/m3d) VSS容積負荷(kgVSS/m3d)9/19/2022189河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘厭氧塘處理城市污水的建議負荷值為200-600kg/had。 幾何尺寸 厭氧塘一般為矩形，長寬比為2:1-2.5:1。單塘面積不大于4ha。塘的有效水深

59、一般為2.0-4.5m，儲泥深度大于0.5m，超高為0.6-1.0m。 進出水 進水口離塘底0.6-1.0m，出水口離水面的深度應(yīng)大于0.6m。進、出口的個數(shù)均應(yīng)大于兩個。 厭氧前應(yīng)設(shè)置格柵、普通沉砂池，有時也設(shè)置初次沉淀池用于前處理單元。9/19/2022190河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘厭氧塘 厭氧塘的主要問題是產(chǎn)生臭氣，目前是利用厭氧塘表面的浮渣層或采取人工覆蓋措施防止臭氧逸出。也有用回流好氧塘出水使其布滿厭氧塘表層來減少臭氣逸出。厭氧塘很少用于單獨污水處理，而是作為其他處理設(shè)備酸的前處理單元。厭氧塘宜用于處理高濃度有機廢水，如制漿造紙、釀酒、農(nóng)牧產(chǎn)品加工、農(nóng)藥等工業(yè)

60、廢水和家禽和家畜糞尿廢水等。也可用于處理城鎮(zhèn)污水。9/19/2022191河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘4.穩(wěn)定塘的規(guī)劃設(shè)計塘址選擇 穩(wěn)定塘占地較多，應(yīng)盡可能利用不宜耕種的土地，如廢舊河道、塘壩、低洼地、沼澤和貧瘠地等，若有高差，應(yīng)充分利用。為了防止春、秋季翻塘?xí)r臭氣的干擾，塘址應(yīng)離居民區(qū)500-1000m以上，并位于其主導(dǎo)風下風方向。當用于處理城鎮(zhèn)污水時，應(yīng)結(jié)合建設(shè)規(guī)劃統(tǒng)一考慮污灌、污養(yǎng)和水的綜合利用問題，以求經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益的統(tǒng)一。 9/19/2022192河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié) 穩(wěn) 定 塘4.穩(wěn)定塘的規(guī)劃設(shè)計塘型及其組合 塘型的選擇應(yīng)從處理對象的水質(zhì)特