1、08環境工程期末復習資料 【精品系列】一一水污染控制工程10第九章污水根據其來源一般可以分為生活污水、工業廢水、初期污染雨水及城鎮污水。富營養化：湖泊中植物營養元素含量增加，導致生水植物和藻類的大量繁殖，使魚類生活的空間越來 越少，可能使有些湖泊由貧營養湖發展為富營養湖，發展為沼澤和干地。水體的凈化機制：（1）物理凈化：稀釋、擴散、沉淀或發揮，其中稀釋作用是一項重要的物理凈化過 程。（2）化學凈化：氧化、還原、分解作用。（3）生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用。污水最終出路：排放水體污水回用：農業利用，工業利用，市政回用，地下水回灌沉淀類型：自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固

2、體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀 淀軌跡呈直線。沉淀過程中，顆粒的物理性質不變。（發生在沉砂池中。）,顆粒沉絮凝沉淀：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，顆粒的質量、形狀、沉速是變化的。（二沉池中間段）區域沉淀 或成層沉淀：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構，互相接觸，互相支撐，下層顆粒間 的水在上層顆粒

3、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。）聯系和區別：自由沉淀，絮凝沉淀，區域沉淀或成層沉淀，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加強。氣浮法是在水中形成微小氣泡形式，使微小氣泡與水中懸浮的顆粒黏附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒黏附上氣泡后，形成表觀密度小于水的漂浮絮體，絮體上浮至水面，形成浮渣層被刮除，以 此實現固液分離。生物脫氮主要包括氨化、硝化和反硝化作用。氨化作用：在氨化微生物的作用下，有機氮化合物可以在好氧或厭氧條件下分解、轉化為氨態氮加氧脫氨基:RCHNH 2COOH +O2T RCOOH +CONH3水解

4、脫氨基:RCHNH 2COOH +H2OT RCHOHCOOH +NH3硝化作用：條件：好氧在亞硝化菌和硝化菌的作用下，將氨態氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。PH=8.08.4，2030oC【硝化菌是化能自養型菌】（好氧條件下）反硝化作用：在缺氧條件下，NO2H NO3一在反硝化菌的作用下被還原為氮氣的過程。no3_硝酸二T no2-亞硝酸鹽還業T no-氧化氮還竺T 3-氧化亞氮還n2條件：缺氧，Ph=6.57.5, 2040oC【反硝化菌是異養型兼性厭氧細菌】生物除磷是厭氧-好氧或厭氧-缺氧交替運行的系統中，利用聚磷微生物具有厭氧釋磷及好氧（或缺氧） 超量吸磷的特性，使好氧或缺氧段中混合液

5、磷的濃度大量降低，最終通過排放含有大量富磷污泥而達 到從污水中除磷的目的。按微生物生長速率，其生長過程可分為：延遲期，對數增長期，穩定期，衰亡期。影響微生物生長的環境因素：（一）微生物的營養：微生物為合成自身的細胞物質，需要從周圍環境中攝取自身生存所必須的各種物質，這就是營養物質，BOD5 : N : P=100 : & 1（二）溫度：依微生物適應的溫度范圍，分為低溫性（20OC以下）、中溫性一般好氧生物處理中的微生物多屬中溫微生物，其生長繁殖的最適溫度范圍為厭氧生物處理中，中溫厭氧菌最適溫度為2540oC，高溫厭氧菌最適溫度為PH:活性污泥法曝氣池中的適宜pH值為6.58.5，大多數細菌適宜

6、（四）以下，（五）（2045oC ）、高溫性（450C+）2037oCo5060oC6.57.5溶解氧：好氧生物處理的溶解氧一般以2-3mg/L為宜。缺氧反硝化一般應控制溶解氧在0.5mg/L厭氧釋磷則要求溶解氧低于0.3mg/L有毒物質：其毒害作用主要表現在細胞的正常結構遭到破壞以及菌體內的酶變質，并失去活性。如重金屬（砷、鉛、鎘、鉻、鐵、銅、鋅）活性污泥評價方法（1）(2)(3)混合液懸浮固體濃度（MLSS ）:曝氣池中單位體積混合液中活性污泥固體的質量MLVSS :混合液體揮發性懸浮固體（混合液懸浮固體中的有機物部分） 污泥沉降比：曝氣池混合液靜止30min后沉淀污泥的體積分數污泥體積指

7、數：曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質量干泥形成的濕污泥的體積。SVI=沉淀污泥的體積（mL/L）, SVI=100150時，污泥沉降性能好；SVI220，污泥沉性能好MLSS(g/L)SVI過低時，污泥絮體細小緊密，含無機物較多，污泥活性差 活性污泥法處理流程：曝氣池，沉淀池，污泥回流及剩余污泥排除系統 活性污泥降解污水中有機物的過程（1）吸附階段：主要是污水中的有機物轉移到活性污泥上去，由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質所致。時間短，1545min左右就可以完成。（2）穩定階段：主要是轉移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。時間較長，高負荷曝氣，延時曝Kraus

8、 ）法，吸附-生物降CASS或CAST工藝）活性污泥法的發展演變：傳統推流式曝氣法，漸減曝氣，階段曝氣（分布曝氣） 氣，吸附再生法（接觸穩定法），完全混合，深層曝氣，純氧曝氣，克勞斯（ 解工藝（AB法），序批式活性污泥法（SBR法），氧化溝，循環活性污泥工藝（ 高負荷曝氣池：停留時間短，1.53.0h.有機物容積負荷高，處理效果低延時曝氣法：有機負荷低，曝氣反應時間長，24h。污泥泥齡長傳統推流式：有機物負荷高，不能立即與曝氣池混合液混合，前段供氧不足，后段供氧超過吸附-生物降解工藝（AB法）：整個污水處理系統分為預處理段、A段、B段。A級由吸附池和中間沉淀池組成，以高負荷或超高負荷運行，停留

9、時間3060min，泥齡0.30.5dB級由曝氣池及二沉池組成，以低負荷運行，停留時間24h，泥齡1520d序批式活性污泥法（SBR法）：由進水、反應、沉淀、出水和閑置5個基本過程組成。循環活性污泥工藝（CASS或CAST工藝）雙膜理論的基本論點（1）（2）（3）（4）氣液界面存在著二層層流膜（即氣膜和液膜）。氣液兩相中，流體充分湍動，不存在濃度差。傳質阻力僅存在于氣、液兩層層流膜中。 界面上組分物質濃度相互平衡，不存在傳質阻力。傳質阻力主要來自液膜。氧氣在水中溶解度較低， 生物脫氮除磷工藝：斗 - r I.產厭氧反應罄 ;h二巧；（釋放磷，氨化）缺獄反應器（脫氮）毗P斗理木好氧反應器（硝化，

10、吸收磷,去除BOD）A2/O工藝鄴余污泥冋流污泥（含磷污泥）圖12-42 A/O生物脫氮、除磷工藝流程使用A2/O注意：回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸鹽對厭氧釋磷 過程也存在一定影響所以采用倒置A2/O工藝。倒置A2/0工藝：圖12 -43倒置A/O生物脫氮除磷工藝流程二沉池：絮凝沉淀，成層沉淀（污泥斗中主要是壓縮沉淀）二沉池中普遍存在著四個區：清水區、絮凝區、成層沉降區、壓縮區污泥泥齡（SRT）：微生物平均停留時間相當于混合液中平均更新一次所需要的時間H和堿度：活性污泥pH值通常為6.58.5。 溶解氧濃度 污泥膨脹：回流污泥濃度（計算）：rqXr=（q+rq）

11、x;r-回流比：回流量，Xr-回流污泥的濃度:一般認為混合液中溶解氧濃度應保持在0.52mg/L，以保證活性污泥系統的正常運行SVI200，分為：絲狀菌性膨脹（90%）,絲狀菌性膨脹（10%）二章污水好氧生物處理：（1）懸浮生物法【活性污泥法】（2）固著生物法【生物膜法】生物膜法的工藝包括生物濾池，生物轉盤，生物接觸氧化池，曝氣生物濾池及生物流化床等生物膜：指以附著在惰性載體表面生長的，以微生物為主，包含微生物及其產生的胞外多聚物和吸附生物表面的無機及有機物等組成，并具有較強的吸附和生物降解性能的結構。生物膜法是利用生物膜去 除水中污染物的一種方法。生物濾池的構造由濾床及池體、布水設備和排水系

12、統組成生物濾池法基本流程：進水初沉池生物濾池二沉池出水普通生物濾池（低負荷生物濾池），塔式生物濾池（高負荷生物濾池）m3/( rf d)負荷：生物濾池的負荷以水力負荷和五日生化需氧量容積負荷表示。水力負荷以濾池面積計 濾率=m3/（ rf d）,單位面積濾池，單位時間內所能承載的水量，即表面水力負荷 生物接觸氧化法兼活性污泥法和生物膜法的特點1.有效容積（即填料體積）：V =Q（S09）式中：V 生物接觸氧化池的有效容積，m3； Q設計污生物接觸氧化法的設計計算：Lv水處理量，m3; S0、Se污水進水、出水 BOD5 , mg/L ; LV 填料容積負荷VA2. 總面積和池數：A= , N

13、=h0AA 生物接觸氧化池總面積，m2; h0填料高度，一般取3.0m ; N池數；A1 單個池子的面積，m2 ;3. 池深：h =h0+h1+h2+h3式中：h池深，m； h0填料高度，m； h1超高，一般 0.50.6m ；h2填料層上水深，一般 0.40.5m ； h3 填料至池底的高度，一般0.5m ；4. 有效停留時間t=V/Q5.供氣量D =D0Q , D0 1m3污水需氣量，m3/m3四章穩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 設施。按塘內的微生物類型、供氧方式和功能等劃分：好氧塘，兼性塘，厭氧塘，曝氣塘。好氧塘:氧供氧。2 6

14、天，是一類在有氧狀態下凈化污水的穩定塘，它完全依靠藻類光合作用和塘表面風力攪動自然復 通常好氧塘都是一些很淺的池塘，塘深一般為15到50cm，至多不大于1m,污水停留時間為適于處理BOD5小于100mg/L的污水 厭氧塘是一類在無氧狀態下凈化污水的穩定塘，其有機負荷高、以厭氧反應為主。特別適用處理高溫高濃度的污水，塘深一般為2.5到5m，污水停留時間為 20 50天第十五章污水厭氧消化的機理：（1） 第一階段為水解發酵階段： 復雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡單的有機物。繼而簡單的有機物在產酸菌的作用下經過厭氧發酵和氧化轉化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等。（2） 第二階段為

15、產氫產乙酸階段：產氫產乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段產生的中間產 物轉化成乙酸和氫，并有二氧化碳生成。氫氣和二氧化碳等轉化（3）第三階段為產甲烷階段：產甲烷菌把第一階段和第二階階段產生的乙酸、為甲烷。羽感解與發酵產氫產乙Itt鄭三絵段產甲烷10 15 - I 二階K底氧消化過示*污水的厭氧生物處理工藝：化糞池，厭氧生物濾池，厭氧接觸法，上流式厭氧污泥床反應器，分段厭 氧處理法，厭氧膨脹床和厭氧流化床，厭氧生物轉盤，兩相厭氧法第十六章混凝原理（1）壓縮雙電層作用：闡明膠體凝聚的一個重要理論。特別適用于無機鹽混凝劑所提供的簡單離子（2 ）吸附架橋作用：對高分子混凝劑特別是有機高分子混凝劑

16、（3 ）網捕作用 對鋁鹽，鐵鹽等無機混凝劑以上三種均適用。常用混凝劑（選5種）：鋁鹽（硫酸鋁、明磯）鐵鹽（三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵）無機類（聚合氯 化鋁、聚合氯化鐵）；有機類（聚丙烯酰胺）。吸附法：當氣體或液體與固體接觸時，在固體表面上某些成分被富集的過程吸附法的三個過程：膜擴散，孔隙擴散，吸附反應常用吸附劑（選3種）:活性白土，漂白土，活性炭，活性氧化鋁，硅膠，沸石分子篩，吸附樹脂，腐 植酸類吸附劑離子交換法的目的：水處理的軟化和除鹽。離子交換運行的四個步驟：交換、反洗、再生、清洗萃取是將一種選定的溶劑加入到待分離的液體混合物中，由于混合物中各組分在該溶劑中溶解度的不同，可以將原料中所需分

17、離的一種或數種成分分離出啦。萃取設備（選3種）：萃取塔有篩板萃取塔、脈動篩板萃取塔、轉盤萃取塔、填料萃取塔。膜析法種類：擴散滲析法（分子擴散作用），電滲析法（電力），反滲透法（壓力），超濾法（壓力）膜析法三種動力：分子擴散作用電力壓力第十八章污泥來源：（1）初沉污泥（2）剩余污泥（3）消化污泥（4）化學污泥 污泥濃縮主要目的：降低污泥含水率，減少污泥體積，以便后續單元操作。污泥濃縮技術界限：活性污泥含水率可降至97%98%，初次沉淀污泥可降至 90%92%濃縮方法：重力濃縮，氣浮濃縮，離心濃縮但該法占地大，濃縮效率低。重力濃縮：污泥自身重力的作用下進行沉降達到濃縮目的。適用于固體密度大的重質污泥。 重力濃縮所需的設備少， 管理簡單，運行費用低是傳統的污泥濃縮方法， 氣浮濃縮對于相對密度接近于 1的輕質污泥或含有氣泡的污泥溶氣水經減壓閥進入混合池，1的混合體，一工作原理：通過水射器或空氣機將空氣引入，然后在溶氣罐內溶入水中。與流入該池的新污泥混合。減壓析出的空氣泡附著于污泥固體上，形成相對密度小于 起浮于水面形成浮渣，由刮渣機刮出從而得到泥水分離和污泥濃縮。離心濃縮是利用離心力達到污泥濃縮的目的，且效率高，時間短，占地少，而且衛生條件好，費用高 污泥穩定就是去