大學(xué)《水污染控制工程》期末復(fù)習(xí)要點(diǎn)、習(xí)題庫(kù)及考試真題解析

大學(xué)《水污染控制工程》期末復(fù)習(xí)要點(diǎn)整理、習(xí)題

庫(kù)及考試真題解析

目錄

《水污染控制工程》期末復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)整理.......................1

《水污染控制工程》習(xí)題庫(kù)（名詞解釋、選擇、填空、簡(jiǎn)答、計(jì)算）

......................................................25

清華大學(xué)《水污染控制工程》期末考試試題及答案解析.........48

同濟(jì)大學(xué)《水污染控制工程》期末試題及答案解析..........-63-

《水污染控制工程》期末復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)整理

一、水質(zhì)指標(biāo)：物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)

（一）BOD5（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（Screening）：在水處理中，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。

Screeningtoremovelargesubjects,suchasstonesorsticksthatcouldpluglinesorblocktankinlets.

（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.污水的位處理(初沉池)(經(jīng)濟(jì)有效地去除污水中的懸浮固體和呈懸浮狀態(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?；瘜W(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?chē)渌w粒的影響，顆粒間相對(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，陵污泥得到濃縮。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Gritchamberslowdowntheflowtoallowgrittofallout.

1.設(shè)置沉砂池的目的和作用：以重力或離心力分離為基礎(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，工祚穩(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、燥渣等密度較大的無(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。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)眼氣、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)物處于懸浮；

(2)秒粒摩擦及在氣體剪切力和索動(dòng)條件下去除其附著的有機(jī)污染物o

（四）沉淀池Sedimentationtank

Settleablesolidssettleoutandpumpedaway,while

oilsfloattothetopandareskimmedoff.

沉淀池可分為普通迎淀池和淺層遠(yuǎn)淀池o

沉淀池按工藝布置,不同，可分為初沉池和二沉

沙°

沉淀池常按池內(nèi)水流方向的不同分為土通式、_堡

流式、輻流式。

沉淀池的組成：進(jìn)？K區(qū)、出7K區(qū)二遠(yuǎn)迄區(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/（m2-h）

a=-

（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)全數(shù)迪（10—lOOum,長(zhǎng)時(shí)間靜貪后可以形成可浮油）

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：

⑴由于生產(chǎn)工藝的需要而制成的乳化油。

⑵以洗滌劑清選受油污染的機(jī)械零件、油槽車(chē)等產(chǎn)生乳化油廢水。

⑶含油（可浮油）廢水在管道中于含乳化劑的廢水相混合，受水流攜效而形成。

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，乳化油即可轉(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：

⑴投加換型乳化劑

⑵投加鹽類、酸類物質(zhì)可使乳化劑失去乳化作用。

⑶投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑C

（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。

⑸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）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)生大量的微級(jí)然，

使其與廢水中筮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)固一液或液一波分離。

進(jìn)行固液同，但較部分回流

分離溶氣法小。

部分回將部分清(a)加壓的水量氣浮池的容積較

流加壓液進(jìn)行回進(jìn)水溫產(chǎn)一卜少，動(dòng)力消耗省：前兩種流程大。

“JL=.浮邊池出水

溶氣流流加壓，(b)氣浮過(guò)程中

^±水射sos(溶t=±]^_*

程入流水則不促進(jìn)乳化：

吉墳出(C、硒抄抄曲

X'______回流25%?50%《cJ?匕/匕7次

氣浮池，好，后絮凝也少，

進(jìn)行固液

分離。

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，裹扶

氣體在及面朝HI

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)則。一

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。

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朝出來(lái)，并能迅速

均勻地與水中的顆粒物質(zhì)數(shù)理，減壓釋放裝置產(chǎn)生的微氣泡直徑在20-100um。

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。

A減壓釋放的氣體總量（g）

-S一原水中懸浮固體總量（g）

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)臉資料一般取值0.005-0.06,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)：

①浮上法的表面負(fù)荷高，有可能高達(dá)12m3/（0??h）,水在池中中的停留時(shí)間只需10?20min,而且

也港只需2m左右，故查?如虹區(qū)較少，節(jié)省基建投資,

②浮上法具有理魄氣作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后您.處理或再用，泥渣不易腐

化；

③對(duì)那些很難用沉淀法去除的低濁含藻水，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；

④浮渣食在全抽，一般在96%以下，比沉淀池污泥便積21?1。倍，這對(duì)污泥的后續(xù)處理有利,

而且貴也創(chuàng)渣也比池底排泥方便；

⑤可以旦收利用有用的物質(zhì)；

⑥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0.02?0.04kW?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），繞氧生物

處埋（存在化合態(tài)氯），厭氧生物處埋（既無(wú)分于乳乂無(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)繁疽。

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）」肖化（好氧），反硝化（缺

氧）（+同化作用）C

（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)氟化合物生成氨，再在亞硝酸鹽茵

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

氣。當(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

①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:l

②溫度

③PH65-8.5

④溶解氧（不低于2mg/L）

⑤有毒物質(zhì)

C

（六）米氏方程

V=vmax-^-

Km是半速度常數(shù)，是V=l/2Vmax時(shí)的底物濃度

Monod方程N(yùn)=%ax點(diǎn)

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ActivatesSludge

Themostcommonoptionusesmicroorganismsinthetreatmentprocesstobreakdownorganicmaterial

withaerationandagitation,thenallowssolidstosettleout.Bacteria-containing“activatedsludge”is

continuallyrecirculatedbacktotheaerationbasintoincreasetherateofoganicdecomposition.

（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。

活性污泥的主體是細(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，棄使污水得到凈化、澄清（良好的凝聚

和沉淀性能）。

3.活性污泥法的基本流程--電曝氣池、二沉池、曝氣系統(tǒng)知污泥回流處理系統(tǒng)陽(yáng)成

麻’T；—1L

回流污旎剩余污泥

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.由原污水扶入的難為細(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：

①吸附階段：由于絮狀的活性污泥表面積很大(約2000?10000m2/m3),在表面上密集著大量的微

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)水力打散程度與水動(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。

②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)除，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。

③絮凝體的形成與絮凝沉淀階段：氧化階段合成的茵體有機(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。

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:

(2)混合液中應(yīng)含有足夠的涔解氧。

(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65-8.5之間。

(7)適當(dāng)?shù)乃疁亍?5-30℃

(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(mixedliquorsuspendedsolidsJMLSS):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代表混合液懸浮固體中有機(jī)物的含量。

(2)污泥的沉降比(settledvolume,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)(sludgevolumeindex,SVI):指曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質(zhì)量二泥形成

的濕污泥的體積，常用單位為ml/g。

沉淀污泥的體積(EL/。

SVI=

g

MLSS(/L)

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100?150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>200,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)

⑴污泥產(chǎn)率系數(shù)：活性污泥每降解IkgBQDs所新生成的活性污泥的量.(0.4-0.7)

⑵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)物含量。單位kgBOD5/(kgMLSS'd)(D.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：1.5?2.0;中負(fù)荷：0.2?0.5;低負(fù)荷：0.03?0.05。)

(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，kgBODs/g，?d)表示。

(4)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)缸、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除效果有限等問(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):寓于“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)選去方式，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，提高了吸氣池對(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，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運(yùn)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C

(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)間為

1.5-3.0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)，不需更初沉池等優(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)，推劫溝內(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)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)到脫氧除磷的效果；

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、塊氧、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，立時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)移的氧量。評(píng)價(jià)機(jī)械曝氣。

3.液相中溶解氧濃度變化率崇=KiJ(Cs-c)

心一液膜中氧分子的傳質(zhì)系數(shù)。

A一氣液接觸界面面積，m3

Cs一與界面氧分壓所對(duì)應(yīng)的溶液飽和溶解氧值。

C—溶液中溶解氧濃度。

4.影響Ku值的因素：

(1)溶解在水中的憎水性有機(jī)物影響Kg值。

(2)水體的溫度同時(shí)影響K1,值和Cs值。

5.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。

6.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)宓要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)，網(wǎng)&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。

7.曝氣設(shè)備性能指標(biāo)：1.氧轉(zhuǎn)移率2.充氧能力3.氧利用率

計(jì)算好氧速度與基質(zhì)BOD去除的關(guān)系

Ro=aQSr+b'Vx

Q-廢水處理量

a'-平均特化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)中的活性污泥按，出水劣質(zhì)，/％泡魏令液涔泥濃

度、…近況里施上匕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)算出嬖氣池妁容摳。

而在剩余污泥的計(jì)算中也可根據(jù)污泥泥齡直接計(jì)算每天的剩余污泥。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。

=YQ(So-Se)0c

曝氣池容積-X(l+Kd%)

Y—活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gBCD

Q一預(yù)曝氣時(shí)間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，m3/d

SO—曝氣池進(jìn)水的平均BQD5值

Se—曝氣池出水的平均BOD5值

X—曝氣池混合液污泥液度MLVSS

Kd—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)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)物的解體系。

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DQ至少在0.5mg/L以上，絲狀菌在DO低于0.1mg/L的環(huán)境中也

能較好的生長(zhǎng)，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/Lo

(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BQD5: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)臉表明，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。

(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值絲狀茵生長(zhǎng)PH4.5-6.5,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

1.二次沉淀地在功能上要同時(shí)湍足澄清(固液分離)和污泥濃縮(使回流污泥的含水率降低，向流

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TricklingFilters

Thesearebedsofcoarsemedia(oftenstonesorplastic)3-1Cftdeep.Wastewaterissprayedintothe

air(aeration),andtheallowtotricklethroughthemediazbreakdownmaterialinthewastewater.Trickling

filtersdrainatthebottom;thewastewateriscollectedandthenundergoessedimentation.

(-)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-＞生物膜附著生長(zhǎng)載體表面-＞改良載體表面-＞浮游微生物細(xì)胞

變成不可解吸細(xì)胞一攝取并消耗水中的底物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一產(chǎn)生胞外多聚物，將生物膜緊緊地結(jié)合在

一■起—*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

①生物多及色能夠形成一個(gè)復(fù)雜穩(wěn)定的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)

②食物黃恐形成細(xì)菌-真菌原生動(dòng)物一后生動(dòng)物-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，污泥量低于活性污泥法。

③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)，因此在生物摸上能夠

生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)、增值速度較慢的微生物。

④生物膜法可分段進(jìn)行并有利工捶養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌種。

(2)工藝特征

①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)間空題進(jìn)水或工藝遭到

破壞，反應(yīng)器的性能亦不能受到致命澎響，恢復(fù)起來(lái)也較快。

②適迎沉降性能良好，易于固液分離；剩余污泥產(chǎn)量少，降低污泥處理和處置的費(fèi)用。

③生物量高，處理熊力大,凈化功能顯著提高。

④易于運(yùn)行管理，節(jié)能、減少污泥膨脹問(wèn)題

缺點(diǎn):

(1)需要較多的填料和攵撐結(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)：接觸及化法生物流化底

4.生物膜法基本原理：生物膜去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)物復(fù)色，使廢水獲得遺”，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)備的目的是為了受污本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媵(2)保證通風(fēng)(3)支技濾料

5.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)荷生物漉池：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q：或q\J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(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.可提高生物濾池的遽生。

ii.提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰嚏和減少矍臭

iii.當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、塊少營(yíng)養(yǎng)元素或含有害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水的閥化情況,提供查養(yǎng)禮索

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)定和陰節(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)的主要組成部分有我動(dòng)馳、轉(zhuǎn)盤(pán)、廢水處理楂和驅(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