水污染控制工程復習資料全

./污水的物理處理污水預處理一、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與雜質(zhì)。作用：去除可能堵塞水泵機組與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：45o~60o〕,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：60o~70o〕過水面積一般應不小于進水管渠的有效面積的1.2倍。調(diào)節(jié)池〔★〕〔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/∑qiti2、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,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：沉砂池：用以去除污水中的無機易沉物。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。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。污泥濃縮池：將來自初沉池與二沉池的污泥進一步濃縮,以減小體積,降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸與處理費用等。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。二沉池污泥斗中與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〕自由沉淀與其理論基礎(chǔ)球狀顆粒自由沉淀的沉速公式<★>：斯托克斯定律<★★>在層流狀態(tài)下,λ=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〔ρs-ρL〕；us正比于d2；us反比于μ〔μ取決于水溫和水質(zhì)〕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。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；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?！惨缌餮摺场?〕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、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,氣浮池體積較小〔可節(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的和無機的可生物利用微生物的呼吸類型好氧呼吸：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/L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BOD5∶N∶P＝100∶5∶1厭氧微生物BOD5∶N∶P＝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。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的濃度ρA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ρA、ρB成正比時,或與一種反應物A的濃度ρA的平方ρA2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==k→[S]=[S0]-ktn=1一級反應,v=＝k[S]→lg[S]=lg[S0]–t/2.3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〕。米氏方程式<★★>式中:v——酶促反應速度；vmax——最大酶反應速度；ρS——底物濃度；Km——米氏常數(shù)。〔1〕當ρS>>Km時,Km＋ρS≈ρS,v=vmax,呈零級反應,酶促反應速度達到最大值?！?〕當ρS<<Km時,Km＋ρS≈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?；钚晕勰嘁?、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與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)：似礬花絮絨顆粒等活性污泥的組成〔1〕有機物：a:生物：細菌、放線菌、真菌等類群。b:有機懸浮物顆粒無機物：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?；钚晕勰嘁话阋螅骸?〕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。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)：MLSS＝2－6g/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SV＝V污泥/V混合液×100％通常,曝氣池混合液的SV正常X圍：15％－30％。3、污泥體積指數(shù)〔SVI〕〔★★〕〔1〕定義：曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后,1g干污泥形成的濕泥的毫升數(shù),mL/g。〔2〕測定方法①在曝氣池出口處取混合液試樣；②測定MLSS〔g/L〕；③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>；④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；SVI＝100-200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>〔2〕BOD5去除負荷：〔3〕容積負荷Lv：〔kgBOD5/m3·d〕〔4〕污泥負荷〔Ls,F/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〔θ、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→需氧量少→t↓注意：通常活性污泥法系統(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ρS>>Km時,v=vmax,活性污泥生長最快當ρS<<Km時,,活性污泥的量與有機物濃度成正比。2、溶解氧DO過小,影響微生物的生長與系統(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2－4mg/L。.3、營養(yǎng)物質(zhì)〔配比〕C：N：P＝100：5：14、溫度化學反應：↑10℃,v↑2～4倍；酶促反應：↑10℃,v↑1～2倍。曝氣池系統(tǒng)水溫的適宜X圍：20－30℃5、pH值一般pH＝6.5－7.5,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〕,與酚、氰、醛、硝基化合物等有機型毒物。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。氣體傳遞原理〔★〕雙膜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＝〔5～10〕：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〕＝〔1～2〕：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：4-8hMLSS：ρSa2000-3000mg/L去除率E：90-95％4、改進工藝〔1〕漸減曝氣工藝〔2〕多點進水優(yōu)點：1〕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)?！?〕結(jié)構(gòu)：①中間進水,四周出水②表面曝氣③通過回流縫的寬度控制回流量〔2〕特點①完全混合流態(tài),池中有機物濃度始終保持出水濃度ρSe；②耐沖擊；③進水和污泥混合良好。④活性污泥處于生長曲線上某一點表面曝氣曝氣葉輪→曝氣＋攪拌注意：控制葉輪淹沒深度活性污泥法的發(fā)展和演變一、發(fā)展與應用1、傳統(tǒng)曝氣工藝2、逐點進水工藝〔多點進水〕3、漸減曝氣工藝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〕①F/M較高,減少投資②再生池中污泥處于"空曝"狀態(tài)→吸附速度快；抑制絲狀菌接觸穩(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。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〔2－4mg/L→7－8mg/L〕→↑微生物的降解能力?！?〕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)故障,裝置復雜,運轉(zhuǎn)管理較麻煩延時曝氣〔氧化溝工藝〕t曝：1～3d特點：〔1〕水停留時間長〔2〕池體積大〔3〕MLSS較高〔3000－6000mg/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值變化的能力活性污泥法的工藝設(shè)計主要設(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。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12－1〕1、負荷法設(shè)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(tǒng)、Kd的取值見P125表12－22、常用公式a—kgMLSS/kgBOD5.d：0.30－0.75平均0.52b—d-1：0.02-0.18平均0.07〔三〕需氧量的計算O2＝a’LrVρX＋b’Vρx=a’qv<ρS0－ρSe>＋b’VρXa’kgO2/kgBOD0.25-0.76平均0.47bkgO2/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〕底流濃度：污泥性質(zhì)、積存時間。5、構(gòu)造上的特點：P1766、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①水量大,較高濃度：輻流②中小水量,較高濃度：豎流③一般濃度：平流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,<0.7—2.0mg/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,與時排泥,增加回流比。2、污泥腐化上浮

原因：在沉淀池內(nèi)污泥由于缺氧而引起厭氧分解,產(chǎn)生甲烷與二氧化碳氣體,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,與時排走剩余污泥。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。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〕流化床型生物膜法基本原理1、生物膜的形成〔1〕廢水流過介質(zhì)表面,微生物、有機物被吸附?！?〕微生物在介質(zhì)表面生長,呈膜狀?！?〕由細菌、真菌、原生動物等組成?！?〕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：加速脫落生物濾池典型的生物濾池的構(gòu)造〔★〕濾床布水設(shè)備排水系統(tǒng)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：①間斷布水,保證空氣進入②布水均勻③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：①水頭大②布水不均勻③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≥池平面的5％－8％。池底：支撐假底；排泄濾床來水。集水溝：有充分高度二、生物濾池法的工藝與流程1、相關(guān)參數(shù)〔★★〕〔1〕負荷①〔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。②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=ρS0qv/V③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。④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?！?〕回流比：r0.5～3.0r＝回流水量/進水量作用：生物膜：↓進水濃度,↑沖刷作用,防止堵塞?；钚晕勰啵壕S持曝氣池內(nèi)生物濃度生物濾池進水BOD5濃度：工藝形式3、工藝流程〔1〕交替串聯(lián)〔P206圖13－9〕〔2〕回流式生物濾法流程〔P207圖13－10〕生物濾池的設(shè)計計算〔★〕1、負荷法計算①選取有機負荷〔Lv〕〔P215表13－4〕②計算濾床總體積〔V〕③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：H≈2m；兩級回流生物濾池：H＝1.0～1.8m塔式生物濾池：H=8～12mm④計算濾池的平面面積〔A〕A=V/H⑤用水力負荷〔q〕進行校核q=qV/A〔P216表13－4〕生物轉(zhuǎn)盤生物轉(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)、耐腐蝕。直徑：Φ＝2－3m,轉(zhuǎn)速2~3r/min,b=2-10mm,a＝20－30mm；n＝100－2000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0.5~7m。處理槽：與盤片相吻合的半圓形或多邊形,凈空相距20~50mm,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)境氣溫與其他因素影響較大生物轉(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13－26〕q：H＝0.04～0.20m3/<m2·d>2、按負荷計算1〕查表,選取生物轉(zhuǎn)盤的BOD5負荷率LA2〕計算轉(zhuǎn)盤總面積A3〕計算轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)m4〕計算廢水處理槽的有效長度LL＝m〔a+b〕Ka：盤片間凈距,m。〔進水端為25－35mm,出水端為10－20mm〕b：盤片厚度,2-10mmK：系數(shù),一般取1.25〕計算廢水處理槽的有效容積VV＝〔0.294～0.335〕<D＋2δ>2·L當r/D=0.1,系數(shù)取0.294；V1＝〔0.294～0.335〕<D＋2δ>2·〔L－mb〕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)特點〔1〕相對于活性污泥法①無回流；②適合工藝改造；③生物量大,處理能力強；④污泥量少⑤抗沖擊⑥無污泥膨脹現(xiàn)象。〔2〕相對于生物濾池①堵塞程度??；②占地面積?。虎坌l(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。Φ＝0.6－1.0mm3、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：與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Δp<顆粒重量G→h不變→固定床v↑→Δp↑→Δp≈G→床層開始膨脹→膨脹床流化床階段：v進一步↑,Δp＝G→流化床。v↑→h↑,Δp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。穩(wěn)定塘和污水土地處理概述一、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〕懸浮狀的有機物與生物殘骸→底泥→厭氧分解→有機酸、醇、氨等2、土地凈化原理〔1〕懸浮顆?！寥李w?？紫督亓簟V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→簡單的有機物與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。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、深度處理塘好氧塘〔★〕H＜1m1〕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。兼性塘〔★〕H:1～2m1〕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,DO≈0,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。厭氧塘H:2～4m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。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、布水與控制系統(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)的凈化機理土地處理基本工藝〔★〕慢速滲濾系統(tǒng)特點：投配負荷較低,v↓,故η↑,出水水質(zhì)好。適用X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X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X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。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。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X圍廣適用于高濃度有機廢水,又適用于中、低濃度有機廢水?！?〕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?！?〕負荷高好氧法的有機容積負荷為2～4kgBOD/<m3·d>,而厭氧為2～10kgBOD/<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5％～20％。消化污泥穩(wěn)定,且礦化度高,易脫水?！?〕氮、磷營養(yǎng)需要量較少而厭氧法的BOD：N：P＝200：5：1〔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)?！?〕密閉系統(tǒng),臭味對環(huán)境影響小。厭氧法存在的缺點〔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。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Ⅰ階段——水解階段復雜的大分子、不溶性有機物→小分子、溶解性的有機物→滲入細胞體內(nèi)。第Ⅱ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Ⅲ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Ⅱ階段產(chǎn)生的第2類有機酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2。第Ⅳ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。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。

COD∶N∶P＝200∶5∶1或C∶N＝12～162、厭氧過程對環(huán)境條件的要求Ⅰ、氧化還原電位〔φE〕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＋100～－100mv

產(chǎn)甲烷菌對氧化還原電位要求嚴格＜－350mvⅡ、pH與堿度：pH主要取決于三個生化階段的平衡狀態(tài)。Ⅲ、毒物：凡對厭氧處理過程起抑制和毒害作用的物質(zhì)都可稱為毒物工藝操作條件Ⅰ、生物量一般介于10～30gVSS/L之間Ⅱ、負荷率容積負荷〔kg/m3.d〕、污泥負荷〔kg/kg.d〕、投配率〔m3/m3.d〕、①當有機物負荷率很高時→是低效不穩(wěn)定狀態(tài)。

②負荷率適中→是高效穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)。

③當有機負荷率小,供給養(yǎng)料不足→堿性發(fā)酵狀態(tài),是低效發(fā)酵狀態(tài)。Ⅲ、pH的控制：當液料pH＜6.5或高于8.0,則要調(diào)整液料pH。Ⅳ、溫度控制：發(fā)酵要求較高的溫度,一般工藝設(shè)計中溫消化30～35℃。污水的厭氧生物處理方法按微生物生長狀態(tài)分為：厭氧活性污泥法、厭氧生物膜法；按投料、出料與運行方式分為：分批式、連續(xù)式、半連續(xù)式；根據(jù)厭氧消化中物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應的總過程是否在同一反應器中并在同一工藝條件下完成,又可分為：一步厭氧消化與兩步厭氧消化等。一、厭氧活性污泥法〔一〕普通消化池處理對象：有機污泥、有機固體物多的污水、高濃度有機廢水等常用攪拌方式有三種：<a>池內(nèi)機械攪拌；<b>沼氣攪拌；<c>循環(huán)消化液攪拌。常用加熱方式有三種:<a>廢水在消化池外先經(jīng)熱交換器預熱到規(guī)定溫度再進入消化池；<b>熱蒸汽直接在消化器內(nèi)加熱；<c>在消化池內(nèi)部安裝熱交換管。<二〕厭氧接觸法：在消化池后設(shè)沉淀池,將沉淀污泥回流至消化池。厭氧接觸法的工藝特點〔1〕污泥濃度：12000～15000mg/L,大回流比?！?〕提高了有機負荷,縮短了水力停留時間?！?〕污泥停留時間：10～20d。優(yōu)點：〔1〕對懸浮物高的有機廢水的效果很好,E>90％；〔2〕增大了接觸面積〔3〕耐沖擊負荷、運行穩(wěn)定缺點：〔1〕泥水分離效果差,〔2〕不適合大流量廢水的處理。〔三〕上流式厭氧污泥床反應器〔UASB反應器〕〔★〕上流式厭氧污泥床反應器內(nèi)沒有載體,是一種懸浮生長型的消化器。結(jié)構(gòu)：〔1〕污泥層顆粒污泥：40000～80000mg/L；V＝30％V總；E＝70％～90％E總。〔2〕懸浮污泥層絮體污泥：15000～30000mg/L；V＝70％V總；E＝10％～30％E總〔3〕沉淀區(qū)作用：a：維持污泥床中的污泥濃度b：保證整個反應器的集氣室有效空間高度〔4〕三相分離器組成：集氣收集器＋折流擋板作用：固、液、氣分離試驗結(jié)果證明,良好的污泥床,有機負荷率和去除率高,不需要攪拌設(shè)備,能適應負荷沖擊和溫度與pH的變化。厭氧生物膜法厭氧生物濾池〔厭氧固定膜反應器〕〔二〕厭氧生物轉(zhuǎn)盤〔三〕厭氧流化床分段厭氧處理法第一段：水解和液化有機物為有機酸；緩沖和稀釋負荷沖擊與有害物質(zhì),并將截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。第二段：保持嚴格的厭氧條件和pH,以利于甲烷菌的生長；降解、穩(wěn)定有機物,產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣,并截留懸浮固體,以改善出水水質(zhì)。厭氧設(shè)備運行中的欠平衡現(xiàn)象與其原因〔★〕欠平衡：厭氧消化過程中產(chǎn)酸量和用酸量不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。厭氧消化作用欠平衡時的癥狀：〔1〕消化液揮發(fā)性有機酸濃度增高；〔2〕沼氣中甲烷含量降低；〔3〕消化液pH值下降；〔4〕沼氣產(chǎn)量下降；〔5〕有機物去除率下降。厭氧消化作用欠平衡的原因〔1〕有機負荷過高；〔2〕進水pH值過低或過高；〔3〕堿度過低,緩沖能力差〔4〕有毒物質(zhì)抑制；〔5〕反應溫度急劇波動；〔6〕池內(nèi)有溶解氧與氧化劑存在等。運行管理中的安全問題甲烷易燃〔5％～15％〕→設(shè)備密封；嚴禁明火和電氣火化。預防H2S和CO2在低凹處積聚。第十六章污水的化學處理第一節(jié)化學混凝法混凝：在廢水中預先投加化學藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性,使廢水中的膠體和細小懸浮物聚集成具有可分離性能的絮凝體,再加以分離去除的過程。化學混凝處理的對象：微小懸浮物、膠體雜質(zhì)一、混凝原理<★★>膠體的特點：1.粒徑小；2.布朗運動,顆粒在廢水中受水分子熱運動的碰撞而作無規(guī)則的布朗運動；3.帶電,同類膠體微粒帶有同性電荷。4.水化膜,許多水分子被吸引在膠體微粒周圍,形成水化膜?！惨弧衬z體的穩(wěn)定性1、帶電原因〔1〕吸附溶液中的離子〔2〕膠體表面溶解帶電〔3〕自身電離2.膠體的結(jié)構(gòu)3、膠粒所受作用〔1〕膠粒帶電→靜電斥力〔↑、d↓→靜電斥力↑〕〔2〕布朗運動→膠?；ハ嗯鲎?、聚集〔3〕X徳華引力：〔d2↓→引力↑〕4、穩(wěn)定的原因〔1〕電位高〔2〕水化作用→水化膜〔二〕分散系脫穩(wěn)機理1、壓縮雙電層作用;混凝劑提供大量異號離子→涌入膠體→ξ電位↓。該過程的實質(zhì)是加入的反離子與擴散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中,從而使擴散層厚度減小。由于擴散層厚度的減小,膠粒得以迅速凝聚。ξ電位＝0〔等電狀態(tài)〕→膠粒最易發(fā)生聚結(jié)〔凝聚〕。ξ電位達到臨界電位→膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)。吸附架橋作用吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、X德華力和氫鍵力等作用下,通過活性部位與膠粒和細微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程〔絮凝〕。吸附電中和機理膠粒表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用,由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷,減少了靜電斥力,降低了電位,使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。沉淀網(wǎng)捕作用沉淀金屬氫氧化物<如Al<OH>3、FeCl3>或帶金屬的碳酸鹽<如CaCO3>時,水中的膠粒和細微懸浮物可被這些沉淀物在形成時作為晶核或吸附質(zhì)所網(wǎng)捕。二、混凝劑和助凝劑1.混凝劑要求：混凝劑效果良好、對人體健康無害、價廉易得、使用方便分類：<1>無機鹽類混凝劑--鐵鹽和鋁鹽<2>高分子混凝劑--有機和無機助凝劑〔1〕pH調(diào)整劑常用的pH調(diào)整劑包括石灰、硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等?！?〕絮體結(jié)構(gòu)改良劑如水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土等?！?〕氧化劑可投加氯氣、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑來破壞有機物,以提高混凝效果。三、影響混凝效果的主要因素<★>1、廢水水質(zhì)的影響〔1〕濁度：濁度不同,所需的混凝劑用量也不同?！?〕pH值：在混凝過程中,都有一個相對最佳pH值存在,使混凝反應速度最快,絮體溶解度最小?！?〕水溫：水溫會影響無機鹽類的水解；另外水溫低,水的粘度增大?！?〕共存雜質(zhì)：雜質(zhì)的存在可能促進〔除S、P外的無機金屬鹽〕,也可能阻礙混凝的進行〔磷酸離子、高級有機酸離子等〕。2、混凝劑的影響〔1〕混凝劑種類：混凝劑的選擇主要取決于膠體和細微懸浮物的性質(zhì)、濃度?！?〕混凝劑投加量：對任何廢水的混凝處理,都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問題,應通過試驗確定?！?〕混凝劑投加順序當使用多種混凝劑時,其最佳投加順序可通過試驗來確定。一般而言,先投加無機混凝劑,再投加有機混凝劑。水力條件的影響<★>水力條件的兩個主要控制指標：攪拌強度和攪拌時間?；旌想A段：強烈攪拌→速度梯度G在500–1000s－1,攪拌時間t應在10–30s。反應階段：攪拌強度逐漸↓,反應時間↑→G在20－70s-1、t在15－30min。四、混凝方法的優(yōu)缺點優(yōu)點：設(shè)備簡單,維護操作易于掌握,處理效果好,間歇或連續(xù)運行均可以。缺點：由于不斷向廢水中投藥,經(jīng)常性運行費用較高,沉渣量大,且脫水較困難。第二節(jié)中和法中和處理方法：酸堿廢水互相中和、投藥中和、過濾中和。酸堿廢水互相中和法：相鄰車間、相鄰工廠間進行,以廢治廢投藥中和法1、酸性廢水投藥中和酸性廢水的中和劑：石灰〔CaO〕、石灰石〔CaCO3〕、碳酸鈉〔Na2CO3〕、苛性鈉〔NaOH〕等。石灰的投加方法：干投、濕投2、堿性廢水投藥中和堿性廢水的中和劑：硫酸、鹽酸、硝酸與廢酸等,其中常用的是工業(yè)硫酸。煙道氣中含有一定量的CO2、SO2、H2S等酸性氣體,也可以用作堿性廢水的中和劑。過濾法使酸性廢水通過堿性濾料從而得到中和的方法稱為過濾中和。濾料：石灰石〔CaCO3〕、XX石、白云石〔MgCO3·CaCO3〕等化學沉淀法定義：向水中投加某種化學藥劑〔沉淀劑〕,使其與廢水中的溶解性污染物質(zhì)發(fā)生化學反應,生成難溶化合物沉淀〔難溶鹽、氫氧化物〕,從而使廢水得到凈化的方法稱為化學沉淀法?；驹怼踩芏确e原理〕在一定溫度下,難溶化合物的飽和溶液中各離子濃度的乘積是常數(shù)值,稱為溶度積,Ks〔Ksp〕。化學沉淀方法的分類氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鹵化物沉淀法等氧化還原法化學氧化還原法：將廢水中呈溶解狀態(tài)的無機物和有機物,通過化學反應被氧化或被還原為微毒、無毒的物質(zhì),或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài),從而達到處理目的的方法。改變污染物的性質(zhì)或形態(tài)。吸附法吸附法：利用多孔性固體物質(zhì)吸附廢水中某種或幾種污染物,以回收或去除某些污染物,從而使廢水得到凈化的方法。吸附劑：具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)。吸附質(zhì)：廢水中被吸附的物質(zhì)。一、吸附的基本理論〔★〕1、吸附原理

〔1〕吸附產(chǎn)生的原因①溶質(zhì)對水的疏水特性；對固體顆粒的高度親和力。②由溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、X德華力或化學健所引起?！?〕吸附的分類交換吸附：溶質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點上,并置換出原先固定在這些帶電點上的其他離子。〔影響因素：離子電荷數(shù)、水合半徑〕物理吸附：吸附劑與吸附物質(zhì)之間是通過分子間引力<即X徳華力>而產(chǎn)生的吸附〔影響因素：吸附劑的比表面積、細孔分布〕化學吸附：吸附劑與被吸附物質(zhì)之間產(chǎn)生化學作用,生成化學鍵引起吸附〔影響因素：吸附劑與吸附質(zhì)的化學性質(zhì)〕2、平衡吸附量達到平衡時,單位吸附劑所吸附的物質(zhì)的數(shù)量稱為平衡吸附量,常用qe表示。qe―平衡吸附量〔g/g〕或〔mg/g〕

m―吸附劑量〔mg〕

x―吸附溶質(zhì)總量〔L〕

Co―起始污染物濃度〔mg/L〕

Ce―平衡時廢水中污染物濃度〔mg/L〕平衡吸附量越大,單位吸附劑處理的水量越大,吸附周期越長,運轉(zhuǎn)管理費用越少。吸附等溫線：表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。朗繆爾等溫式假定：①固體表面由大量吸附活性中心構(gòu)成；②每個活性中心只能吸附一個分子,吸附質(zhì)分子間沒有作用力；③吸附中心全部被占滿時吸附飽和形成單分子層公式變形：弗羅因德利希等溫式→容易吸附＞2→難以吸附影響吸附的因素1.衡量指標〔★〕吸附能力：固體吸附劑用吸附量衡量吸附速度：單位質(zhì)量吸附劑在單位時間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量2.影響因素：〔1〕吸附劑結(jié)構(gòu)①極性分子〔或離子〕或非極性分子〔非離子〕型②比表面大?。涸酱?吸附能力越強吸附質(zhì)的性質(zhì)一般隨著有機物在水中溶解度的減少而增加；隨有機物分子量的增大而增加〔3〕操作條件①pH②溫度：一般降溫有利于吸附。③共存物的影響④接觸時間

吸附平衡時間取決于吸附速度。三、吸附劑1.活性炭：在水處理中較多采用顆粒活性炭?！?〕影響因素①孔隙率：小孔：孔徑20Ao以下,比表面吸附占95%以上；

中孔：孔徑20－1000Ao,吸附大分子有機物；

大孔：孔徑＞1000Ao,,為吸附提供通道②吸附中心點：a、物理吸附活性點,數(shù)量多,是活性炭吸附能力的主體,無極性。

b、化學吸附活性點,具有活性基因：活性炭的再生加熱再生法：在高溫條件下,提高了吸附質(zhì)分子的能量,使其易于從活性炭的活性點脫離；而吸附的有機物則在高溫下氧化和分解,成為氣態(tài)逸出或斷裂成低分子化學再生法：通過化學反應,使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)而解吸下來腐植酸類吸附劑：腐植酸是一組芳香結(jié)構(gòu)的,性質(zhì)與酸性物質(zhì)相似的復雜混合物。樹脂吸附劑吸附工藝和設(shè)備間歇式：將廢水和吸附劑放在吸附池內(nèi)進行攪拌30min左右,然后靜置沉淀,排除澄清液連續(xù)式：固定床、移動床、流化床離子交換法一種借助離子交換劑上的離子和水中的離子進行交換反應而除去水中有害離子的方法。離子交換劑離子交換樹脂：人工合成的高分子聚合物,由樹脂本體<又稱母體或骨架>和活性基團兩個部分組成。離子交換劑的分類〔1〕按母體材質(zhì)：無機和有機兩大類。〔2〕按活性基團可分為〔★〕含有酸性基團的陽離子交換樹脂、含有堿性基團的陰離子交換樹脂含有胺羧基團等的螯合樹脂、含有氧化還原基團的氧化還原樹脂、兩性樹脂〔3〕按粒徑的不同分大粒徑樹脂0.6～1.2〔mm〕中粒徑樹脂0.3～0.6〔mm〕小粒徑樹脂0.02～0.1〔mm〕〔4〕按樹脂的交聯(lián)度〔交聯(lián)劑含量的百分數(shù)〕大小分

低交聯(lián)度2～4中交聯(lián)度7～8％高交聯(lián)度12～20％2、離子交換樹脂的性能〔1〕交換容量：定量表示樹脂交換能力的大小,單位為mol/kg<干樹脂>或mol/L<濕樹脂>〔2〕交聯(lián)度〔★〕：交聯(lián)劑在樹脂中的重量百分數(shù)――網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)程度的表征交聯(lián)度決定：①網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的程度②孔隙率大小,為吸附提供通道③決定樹脂密度④決定樹脂膨脹性、穩(wěn)定性交換勢：指交換離子與樹脂中固定離子之間的親和力?！?〕樹脂的膨脹性：由樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定:a交聯(lián)度大,膨脹性小b離子水合半徑越大,膨脹率越大c弱酸、弱堿樹脂膨脹率大,強酸、強堿樹脂膨脹率小d膨脹率隨交換離子而變二、離子交換工藝過程〔1〕交換階段上→下飽和層〔失效層〕、工作層〔交換層〕、新料層〔2〕反洗階段:目的：①攪松濾料②沖走污物和破碎樹脂。反沖時樹脂膨脹率：40～60％〔3〕再生階段:再生推動力――濃差作用。再生程度：一般只達到60～80％〔4〕清洗;清洗后期：pH≈7、清洗流速：2～4m/h、清洗用水量為樹脂體積的4～13倍。萃取法萃取法：指向廢水中投加不溶或難溶于水,但能較好地溶解廢水污染物的溶劑,并與廢水充分接觸,使大部分污染物轉(zhuǎn)移到溶劑相,然后分離水和溶劑,以使廢水得到