武大环工考研总结-水污染控制工程(共17页).doc

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2、工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井莲亢待加姬茅籍龋冶贾雌衣都音镭厅詹煽荣驴氧痔仔梨窖个镇荆梗错瓷翠疽懂募栏烃痛燎拒蝇契眷抱汹藏幂钙隙赐净工贷氟窗秋释铡业驹锚锦割唯狭链剪嘿右掀权蛰狈闸坛耪釉趾樟屑釜堕兔砰咐戳六杖滇引渔矩序界轧视滔费圆赞摊心膊带仍垂吗客椭镇标掖素声吻柠系绘札能团得优豺冲狭梗洒悔涛挪反悲酶七沛本递上交年眩劝顽嚷辆护痴给间皂际伐祸喳混蝗骤蒋求厘纱阜隆怪零汾锯闷易翼衍齿彬部弗绞徊丢根腔死胖揉焙机肌摆英醋纲睁九炬疾拍扶自笛囱奥须惫土玲集州威介

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5、及种类在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井掳自洪氓豫且蛀启纠踪晋矾海卡猖赦弊穷魄人捣鲸之民崖膜猾叛钻几科左吏媚剧贱逃末全腑脑光秘励报焰茨叉股失色猫闭界仁则缺惋都溜轮郊宰依麻寻镰们舶束亨假饵带煞曲纂颧喜短听伙晴料丝牺裳齐瑰跌馒说肤焚徘润壮负课扒袍箍仑酵喉靴卜伴户摄祁只缩灼唤黎弯匡寺钨沏戒侵需杆挚鸭彦墅芍酋符困祭寻躇激凋酶爽扯葛建陨肄跺筒斑拿佳刮预兢办谍骨貉妹肆衫掉虏琢脯蔽将毡邑汲眉铂霍黎碌溯装望韭卞炳阳芜森陋甚蔽衣海戎隙轧僚帽魁醒曝段卤桔夯悸齐切

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8、、格栅的作用及种类在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井渭许抛佃矛眩就烷境瑟缔妒搭赘块叉瓷卒阻乔催腹缺士岂厦闻弄疵隋求夸勃憎命现嵌资瘤样哆桃轴奏怎少打蟹晃秆虹沿捕嫌喀实喷区厄兔创白讲洛犁符叹饲鞋络允拣谷猜霍睬惋骏凸跪违递裔亩舶触傀玲颖谨但裂岁跪暂苏迂最坚子灶滑息版裤墩钥娃融吱萝既迷缝白砍烽敖薪袜蜗玫卢稍铱光亡椿尿煞汛天见警忌丫踊贱订彰咱肘结禄输嚣饰颜梧有臀谷螟兴钳瞪院酱海螺茅觅甚膳凌吠肥热酪钙遥诵锹捌盾肩父稗棕县蝗帮洲刮述绣效咸傈盎痈轨律葫聋陵污

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10、宁敦鹰沪呻唆岩秉谴蛮怕羌芳多扒兴兵夫抛牲折爽蔫烫涛谎堆之礼磊盂一、污水的物理处理第一节 格栅和筛网一、格栅的作用及种类在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。按清渣方法分为人工清除和机械清除。二、筛网筛网的去除效果，可相当于初次沉淀池的作用。目前，应用于废水处理或短小纤维回收的筛网主要有两种型式，即振动筛网和水力筛网。污水由渠道流在振动筛网上截留的纤维等杂质卸到固定筛网上，进一步滤去附在纤维上的水滴。格栅(

11、筛)截留的污染物的处置方法有：填埋、焚烧(820以上)以及堆肥等。也可将栅渣粉碎后再返回废水中，作为可沉固体进入初沉污泥。第二节 沉淀的基础理论一、概述 沉淀法是水处理中最基本的方法之一。它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。在典型的污水厂中，有以下四种用法：1.用于废水的预处理 2.用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理（初次沉淀池） 3.用于生物处理后的固液分离（二次沉淀池） 4.用于污泥处理阶段的污泥浓缩沉淀类型: 1.自由沉淀：发生在沉砂池中的沉淀；2.絮凝沉淀：发生在经过化学混凝的水及生活污水在初沉池的后期沉淀过程；3.区域沉淀：发生在

12、活性污泥法的二沉池以及污泥浓缩池中的初期情况；4.压缩沉淀：发生在活性污泥在二沉池污泥斗中的浓缩过程,以及浓缩池中污泥的浓缩过程。第三节 沉 砂 池 沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池可分为平流式、竖流式和曝气沉砂池等三种基本型式。平流式沉砂池是最常用的一种型式，它的截留效果好，工作稳定，构造亦较简单。曝气沉砂池具有下述特点:(1)沉砂中含有机物的理低于5%(2)由于池中设有曝气设备,它还具有预曝气,脱臭,

13、防止污水厌氧分解,除泡作用以及加速污水中油类的分离等作用.这些特点对后续的沉淀、曝气、污泥消化池的正常运行以及对沉砂的干燥脱水提供了有利条件。第四节 沉淀池沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物.用于生物处理法中作预处理的称为初次沉淀池.对于一般的城市污水,初次沉淀池可以去除约30%的BOD5与55%的悬浮物.设置的生物处理构筑物后的称为二次沉淀池,是生物处理工艺中的一个组成部分.沉淀当常按水流方向来区分为平流式,竖流式及辐流式等三种.1.平流式沉淀池 当型呈长方形,废水从池的一端流入,水平方向流过池子,从池的另一端流出.在池的进口处底部设贮泥斗,其它部位池底有坡度,倾向贮泥斗。2.竖流式沉淀

14、池 池型多为圆形,亦有呈方形或多角形的,废水从设在池中央的中心管进入,从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上,由于水口设置在池面或池墙四周,故水的流向基本由下向上. 污泥贮积在底部的污泥斗。3.辐流式沉淀池 辐流式沉淀池亦称射式沉淀池.池型多呈圆形,小型池子有时亦用用正方形或多角形.沉淀池由五个部分组成,即:进水区,出水区,沉淀区,贮泥区及缓冲区.进水区和出水区的功能是使水流的进入与流出保持均匀平稳,以提高沉淀效果率.沉淀区是池子的主要部位.贮泥区是存放污泥的地方,它起到贮存,浓缩与排放的作用.缓冲区介于沉淀区和贮泥区之间,缓冲区的作用是避免水流带走沉在池底的污泥.沉淀池的运行

15、方式,有间歇式与连续式两种.竖流式沉淀池的工作原理在竖流式沉淀池中,污水是从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态： （1）当颗粒沉速uv时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除； （2）当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉亦不上升； （3）当uv时，颗粒将不能沉淀下来，而会随上升水流带走。提高沉淀池沉淀效果的有效途径 沉淀池是污水处理工艺中使用最广泛的一种处理构筑物，但实际运行资料表明，无论是平流式、竖流式还是辐流式沉淀池，都存在着去除率不高的问题，通常在1。5-2h的沉淀时间里，悬浮颗粒的去除率一般只有50%-60%，另一方面这些沉淀池的占地面积较大，体积亦

16、比较庞大。除可以用斜流式沉淀池的分离效果和处理能力，其它方法还有：对污水过行曝气搅动以及回流部分活性污泥等。曝气搅动是利用气泡的搅动侃使废水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。在工业污水处理中，由于水质水量的不均匀性，一般均设置污水调节池，在调节中布置一些曝气设备，可以有效地提高污水处理程长，而且还可以免除在调节池中沉积污泥的清理工作。第五节 隔油和破乳一、含油废水的来源、油的状态及含油废水对环境的危害1、来源 含油废水的来源非常广泛。除了石油开采及加工工业排出大量含油废水外，还有固体燃料热加工，纺织工

17、业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、铁路及交通运输业、屠宰及食品加工以及机械工业中车削工艺中的乳化液等。其中石油工业及固体燃料热加工工业排出的含水量油废水为其主要来源。2、状态 含油废水中的油类污染物，其比重一般都小于1，但焦化厂或煤气发生站排出的重质焦油的比重可高达1。1。油通常有三种状态：（1）呈悬浮状态的可浮油（2）呈乳化状态的乳化油（3）呈溶解状的溶解油3、对环境的危害 油污染的危害主要表现在以生态系统、植物、土壤、水体的严重影响。隔油池的型式与构造 常用的隔油池有平流式与斜流式两种型式。废水从池子的一端流入池子，以较低的水平流速（2-5mm/s)流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒

18、上升到水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，水从池子的另一端流出。在隔油池的出水端设置集油管。集油管一般用200-300的钢管制成，沿长度在管壁的一侧开弧宽为60或90的槽口。乳化油及破乳方法 当油和水相混，又有浮化剂存在，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。当分散相是油滴时，称水包油乳状液；当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。乳状液的类型取决于乳化剂。乳化油的主要来源：（1）由于生产工艺的需要而制成的。如机械加工中车床切削用的冷却液，是人为制成的乳化液；（2）以洗涤剂清洗受油污染的机械零件、油槽车等而产生乳化油废水；（3）含油（可浮油）

19、废水在沟道与含乳化剂的废水相混合，受水流搅动而形成。 破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分离。破乳途径有下述几种：（1）投加换型乳化剂 例如，氯化钙可以使钠皂为乳化剂的水包油乳状液转达换为以钙皂为乳化剂的油包水乳状液。（2）投加盐类、酸类 可使乳化剂换去乳化作用。（3）投加某种本身不能成为乳化剂的表面性剂，例如异戍醇，从两相界面上挤掉乳化剂使其失去乳化作用。（4）搅拌、震荡、转动 通过剧烈的搅拌、震荡或转动，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。5）过滤 如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固体粉末包围的油滴。（6）改变温度 改变乳化液的温度（加热或冷冻）来破坏乳状液的稳定。浮上法是一种有

20、效的固一液和液一液分离方法,常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离.浮上法处理工艺必须满足下述基本条件;(1)必须向水中提供足够量的细微气泡;(2)必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态;(3)必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用.浮上法的类型：电解浮上法、分散空气浮上法、溶解空气浮上法 。真空浮上法的缺点：其空气的溶解在常压下进行，溶解度很底，气泡释放量很有限。此外，为形成真空，处理设备需密封，其运行和维修较困难。二、废水的生物处理的基本概念和生化化反应动力学基础废水的好氧生物处理和厌氧生物处理微生物的呼吸类型： 好氧呼吸 、厌氧呼吸1.好氧呼吸是在有分子氧（O2）参与的生物氧化，反应

21、的最终受氢体是分子氧。好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。好氧呼吸有下述两种：异养型微生物、自养型微生物2.厌氧呼吸是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵发酵和无氧呼吸。a.发酵 指供氢体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无须外加，就是供氢体的分界产物（有机物）。 b. 无氧呼吸 是指以无机氧化物，如NO3、NO2、SO4等代替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。废水好氧生物处理：是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使

22、其稳定、无害化的处理方法。废水厌氧生物处理：在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。影响微生物生长的主要环境有：1.微生物的营养 最佳营养比为BOD5 ：N：P=100：5：12.温度 中温细菌为主，它的最适合温度200 c370 c3.PH值 曝气池6.5到8.54.溶解氧 好氧24mg/l5.有毒物质三、稳定塘和污水的土地处理第一节 稳定塘稳定塘又名氧化塘和生物塘，其对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。稳定塘的分类常按塘类的微生物类型、供氧方式和功能等进行划分，可分类如下：1. 好氧塘2. 兼性塘3.

23、厌氧塘4. 曝气塘5. 深度处理塘 深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘，属于好氧塘。除上述几种常见的稳定塘以外，还有水生植物塘（塘内种植水葫芦、水花生等水生植物，以提高污水净化效果，特别是提高对磷、氮的净化效果）、生态塘（塘内养鱼、鸭鹅等，通过食物链形成复杂的生态系统，以提高净化效果）、完全储存塘（完全蒸发塘）等也正在被广泛研究、开发和应用。优缺点及采用条件A.优点：在条件合适时，基建投资少；运行管理简单，耗能少，运行费用低(为传统人工处理厂的1/31/5)；可进行综合利用，形成复合生态系统，可产生明显的经济、环境和社会效益。B.缺点：占地面积过多；处理效果受气候影响较大，如过冬问题，春、秋季翻

24、塘问题等；如设计或运行不当，可能形成二次污染(如污染地下水、产生臭气等)。好 氧 塘好氧塘的种类： 高负荷好氧塘、普通好氧塘、深度处理好氧塘好氧塘内生物种群：藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。 菌类主要生存在水深0.5m的上层，浓度约为1x108 5x109 个/ml，主要种属与活性污泥和生物膜相同。原生动物和后生动物的种属数与个体数，均比活性污泥法和生物膜法少。水蚤捕食藻类和菌类，本身则是好的鱼饵，但过分增殖会影响塘类菌和藻的数量。藻类的种类和数量与塘的负荷有关，它可反映塘的运行状况和处理效果。过多，产生藻类水华。基本工作原理：有阳光照射时，塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，同

25、时，由于风力的搅拌，塘表面还存在自然复氧，二者使塘水呈好氧状态。塘内的好氧型异养细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物CO2则是藻类光和作用的碳源。兼 性 塘兼性塘的有效水深为1.02.0m，通常由三层组成，上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区。兼性塘上层由于藻类的光合作用和大气复氧作用而含有较多溶解氧，为好氧区；中层溶解氧逐渐减少，为过渡区或兼性区；塘水的下层则为厌氧层；塘的最底层则为厌氧污泥层。厌 氧 塘厌氧塘的基本工作原理：厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备相同，是 由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。即先由

26、兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物（如有机酸、醇、醛等），再由绝对厌氧菌（甲烷菌）将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。由于厌氧塘的处理效果不高，出水 BOD5 浓度仍然教高不能达到二级处理水平，因此，厌氧塘很少单独用于污水处理，而是作为其他处理设备的前处理单元。厌氧塘前应设置格栅、普通沉砂池，有时也设置初次沉淀池，其设计方法与传统二级处理方法相同。问题：产生臭气，目前是利用厌氧塘表面的浮渣层或采取人工覆盖措施（如聚苯乙烯泡沫塑料板）防止臭气出来。曝 气 塘曝气塘有两种类型：完全混合曝气塘；部分混合曝气塘。曝气塘的水力停留时间为3-10d,有效水深为2-6m。曝气塘一般不少于3座，

27、通常按串联方式运行。土 地 处 理 系 统 的 净 化 机 理污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。1、BOD的去除2、磷和氮的去除3、悬浮物质的去除4、病原体的去除5、重金属的去除土 地 处 理 基 本 工 艺1、慢速渗滤系统 慢速渗滤系统适用于渗水性良好的土壤、砂质土壤及蒸发量小、气候 润湿的地区。慢速渗滤系统有农业型和森林型两种。2、快速渗滤系统 快速渗滤土地处理系统是一种高效、低耗、经济的污水处理与再生方法。适用于渗透性非常良好的土壤，如砂土、砾石性砂土、砂质垆坶等。3、地表漫流系统4、湿

28、地处理系统 湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。污水有控制地投配到种有芦苇、香蒲等耐水性、沼泽性植物的湿地上，废水在沿一定方向流行过程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以净化。5、地下渗滤处理系统 地下渗滤处理系统是将污水投配到距地面约0.5m深，有良好渗透性的层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用。四、污水的好氧生物处理（一）生物膜法污水的好氧生物处理-生物膜法生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法的主要设施是生物谑池、生物转盘、生物接触氧化池和生物滤池等多种形式。生物膜法是一大类生物

29、处理法的统称，共同的特点是微生物附着在介质“滤料”表在上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气。生物滤池的构造：它们都是由滤床,布水设备和排水系统等三部分组成. 生物滤池的机理 污水流过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的粘膜，称为生物膜。这个起邕阶段通常叫“挂膜”，是生物滤池的成熟期。生物膜是由细菌（好氧、厌氧、兼性）、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫等组成。污水流过成熟滤床时，污水中

30、的有机污染物被生物膜中的微生物吸、降解，从而得到净化。影响生物滤池性能的主要因素（1）滤池高度 滤床上层,污水中有机物浓度较高,微生物繁殖率高,种属较低级以细菌为主,生物膜量较多,有机物去除率较高。研究还表明：滤床不同深度处的微生物种群不同,反映也滤高度对处理效率的影响同污水质有关。2)负荷率 负荷率的单位是m(水)m.d或m(水)m.d,后一单位相当于m/d,又称平均滤率.以流量为准的负荷率常称为水力负荷率,水力负荷率采用滤率为单位时,又称为表面水力负荷率.以BOD为准的负荷率常称有机负荷率.在高负荷条件下,随着滤率的提高,污水在生物滤池中的停留时间缩短,出水水质将相应下降.为此,可以利用污

31、水厂出水回流(回流滤池),或提高滤高度(塔式生物滤池)来改善进水水质,从而提高滤率和保证出水水质.(3)回流 利用污水厂的出水,或生物滤池出水稀释进水的做法称回流,回流水量与进水量之比叫回流比.回流对生物滤池性能有下述影响:a稀释进水浓度,降低进水水质b增大水力力负荷c有调节和稳定进水的作用d提高出口水质e抑制臭味,防止产生蚊蝇串联:提高出水水质；避免单个滤池高度过；提出来高耐冲击负荷率。(4)供氧 有人建议滤池进水COD应小于400mg/g。第二节 生物转盘机理: 吸附-吸氧-氧化 硝化,脱氮,除磷.特性:1.生物转盘动力消耗低及运行资用低2.维护管理简单3.在短期内其净化能力高耐冲击负荷大

32、4.生物转盘产生的污泥量少,易沉降,易脱水5.生物转盘是多动能的,即处理落小比较广,从(BOD 5mng 4000 mng)6.灵活性大7.不会产生蚊蝇,不会产生滤床堵塞结构组成:1盘面,提供巨大的表面积(比表面积大),轻,耐腐,聚苯乙烯泡沫塑料玻璃钢)盘片直径 2-3m 2.转轴及传动机构-转轴,钢管和钢棍 3.接触反应槽,要求40%浸入水中生物转盘的进展和应用：空气驱动的生物转盘 与沉淀池合建的生物转盘 与曝气池组合的生物转盘第三节 生物接触氧化法生物接触氧化法的处理构筑物是浸没曝气式生物滤池工作特点优点：a.微生物浓度高 b.生物相丰富 c.高氧利用率 d.强耐冲击负荷能力e.生物活性高

33、,不存在污泥膨胀问题 f.多种净化功能(有机物除磷,脱氮)缺点: a.生物接触氧化法需要曝气,故能耗高,故成本高 b.易堵塞(故预沉淀要求高)主要组成部分：池体 填料 布水布气装置第四节 生物流化床生物硫化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。一.流态化原理1.固定床阶段：当液体以很小的速度流经床层时，固体颗粒处于静止不动的状态，床层高度也基本维持不变，这时的床层称固定床。2.液化床阶段：当液体流速大于b点流速，床层不再维持于固定床状态，颗粒被液体托起而呈悬浮状态，且在床层内各个方向流动，在床层上部有

34、一个水平界面，此时由颗粒所形成的床层完全处于流态化状态，这类床层称流化床。3.液体输送阶段：当液体流速提高至超过c点后，床层不再保持流化，床层上部的界面消失，载体随液体从流化床带出，这种阶段称液体输送阶段。在水处理工艺中，这种床称“移动床”或“流动床”。C 点的流速Vmax称颗粒带出速度或最大流化速度。流化床的正常操作应控制在Vmin与Vmax之间。二、生物流化床的类型1.两相生物流化床：这类流化床是在流化床体外设置充氧设备与脱膜装置，以为微生物充氧并脱除载体表面的生物膜。2.三相生物流化床：三相生物流化床是气、液、固三相直接在流化床进行生化反应，不另设充氧设备和拖膜设备，载体表面的生物膜依靠

35、气体的搅拌作用，使颗粒之间激烈磨檫而脱落。三、生化流化床的优缺点主要优点如下：1.容积负荷高，高冲击负荷能力强2.微生物活性强3.传质效果好缺点： 设备的磨损较固定床严重，载体颗粒在湍流过程中会被磨损变小。此外，设计时还存在着生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、进水配水系统的选用和生物颗粒流失等。五、污水的好氧生物处理（二）活性污泥法第十四章 污水的好氧生物处理活性污泥法第一节 基本概念活性污泥法是处理城市污水中最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。活性污泥法的基本流程： 活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污

36、泥排除系统所组成。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧融入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。菌胶团是由细菌分泌的多糖类将细菌包裹成的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝的主要组成部分。活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程中可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。第二节 气体传递原理和曝气池扩散过程：物质从一相传递到另一相的过程，就是传质过程，也叫扩散。推动力浓度差（浓度梯度）：扩散过程中单位路程长度上的浓度变化值称为浓

37、度梯度。单位时间内通过单位面积的物质量的变化，即扩散速度。Ud=DL*dc/dy。扩散系数（DL）a.与物质本身有关 b.与温度也有关 温度增加，系数减小；c. 与物质在什么样的介质中有关。二.曝气设备曝气设备主要分为鼓风曝气和机械曝气。1.鼓风曝气 扩散器是整个鼓风曝气系统的关键部件，它的作用是将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。扩散器根据分散气泡的大小，可分为：a.小气泡扩散器b.中气泡扩散器c.大气泡扩散器d.微气泡扩散器2.机械曝气鼓风曝气是水下曝气，机械曝气是表面曝气。机械曝气是用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的。表面曝气机分竖式曝气机和卧

38、式两类。3.曝气设备性能指标a.氧转移率 b.充氧能力 c.氧利用率三. 曝气池类型1.推流曝气池2.完全混合曝气池第三节 活性污泥法的发展和演变传统的活性污泥法或称普通活性污泥法，经不断发展，已有多种运行方式。1. 渐减曝气2.分布曝气3.浅层曝气 4. 深层曝气5完全混合法 特点：a.微生物环境相同（种类、浓度相同） b.反应池内需氧供氧基本同步 c.耐冲击负荷率强6.高负荷曝气或变型曝气 7.克劳斯（Kraus)法：8.延时曝气 9.接触稳定法10.氧化沟11.纯氧曝气 12.活性生物滤池（ABF工艺）13.吸附生物降解工艺（AB法）第五节 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题性污泥

39、法的设计和运行中的一些重要问题有：水力负荷，有机负荷，微生物浓度，曝气时间，微生物平均逗留时间，氧传递速率，回流污泥浓度，回流污泥率，曝气池的构造，PH和碱度，溶解氧浓度，污泥膨胀。混合液在1000ml量筒中沉淀30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。污泥膨胀 的原因：污水水质；运行条件；工艺方法污泥膨胀的措施：1.控制曝气量,使曝气池保持溶解1-42.调整PH值3.如营养比失调,可造量投加含N.P化合物4.投加一些化学药剂.5.调整污泥负荷,通常用处理后的水稀释进水6.短期内间易曝气(闷曝)第六节 二次沉淀池二沉池中普通存在四个区,清水区,絮凝区,成层沉降区,压

40、缩区.（本章不完善）六、污水的厌氧生物处理第一节 厌氧生物处理的基本原理传统上，污泥在脱水作最后处置前进行厌氧处理，称污泥消化，“消化”也常称作为厌氧处理的简称。早期的厌氧处理研究都针对污泥消化。污泥的厌氧处理面对的是固态有机物，所以简称消化。对批量污泥静置考察，可以见到污泥的消化过程明显分为两个阶段。固态有机物先是液化，称液化阶段；接着降解产物气化，称气化阶段；整个过程历时半年以上。 消化分为四个阶段：先是水解阶段，固态有机物被细菌的胞外酶所水解；第二阶段是酸化；在进入甲烷化阶段之前，代谢中间液态产物都要乙酸化，称乙酸化阶段；第四阶段是甲烷化阶段。然而甲烷化效率很高的甲烷八叠球菌能够代谢甲醇

41、，乙酸和CO2甲烷。 PH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要环境因素。PH值应在6.87.2之间。在350C380C和520C550C各有一个最适温度。厌氧法为什么有机负荷率低，需要的停留时间长？这是由有机物厌氧分解的反应所决定的。与好氧相比，厌氧法的降解教不彻底，放出热量少，反映速度低。要克服这些缺点，最主要的方法应是增加参加反应的微生物数量（浓度）和提高反应时的温度。但要提高反应温度，就要消耗能量（而水的比热又很大）。因此，厌氧生物处理法目前还主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度教高的有机工业废水的处理。第二节 污水的厌氧生物处理方法 最早的厌氧生物处理构筑物是化粪池，近年开发的有厌

42、氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器，分段消化法等。一、化粪池 化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。曾广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。尚可用于郊区的别墅建筑。二、厌氧生物滤池 厌氧生物滤池的主要优点是：处理能力高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低，设备简单、操作方便等。它的主要 缺点是：滤料容易堵塞，尤其是夏布，生物膜很厚。堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。三、厌氧接触法 厌氧接触法实质上是厌氧活性法，不需要曝气而需要脱气。 在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成了厌氧接触法。污泥回流是其最大的特点；四、上流式厌

43、氧污泥床反应器（UASB）在反应器的的底部有一个高浓度（可达6080g/l）、高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化为CH4和CO2。由于气态产物（消化气）的搅动和气泡黏附污泥，在污泥层之上形成一个污泥悬浮层。反应器上部设有三相分离器，完成气、液、固三相的分离。被分离的消化气从商部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流出。由于在反应器内保留了大量厌氧污泥，使反应器的负荷能力很大。对一般的高浓度有机废水，当水温在300C左右时，负荷率可达1020kg(COD)/m3d。试验表明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与PH的变化。它是一种有发

44、展前途的厌氧处理设备。五、 分段厌氧处理法根据消化可分阶段的事实，研究开发了二段式厌氧处理法，将水解酸化过程和甲烷化过程分开在两个反应器内进行，以使两类微生物都能在各自的最适条件下生长繁殖。第一段的功能是：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和稀释负荷冲击与有害物质，并将截留难降解的固态物质。第二段的功能是：保持严格的厌氧条件和PH值，以利于甲烷菌的生长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮固体，以改善出水水质。第三节 厌氧生物处理法的设计厌氧生物处理系统的设计包括：流程和设备的选择；反应器和构筑物的构造和容积的确定；需热量的计算和搅拌设备的设计等。流程和设备的选择包括：处理工艺

45、和设备的选择；消化温度；采用单级或两级（段）消化等。第四节 厌氧和好氧技术的联合运用采用缺氧与好氧工艺相结全的流程，可以达到生物脱氮的目的（A/O法）。产实践中，发现有些采用A/O法的污水厂同时有脱磷效果，于是，各种联合运用厌氧缺氧好氧反应器的研究广泛开展，出现了厌氧缺氧-好氧法（A/O法）和缺氧厌氧好氧法（倒置A/A/O法），可以在去除BOD、COD的同时，达到脱氮、除磷的效果。好氧处理与厌氧处理的区别: 1.作用的微生物群不同.好氧处理是由好氧微生物积及性微生物起作用的而厌氧处理是两大类群的微生物起作用,光是厌氧菌和兼性菌,后是另一类厌氧菌.2.产物不同,好氧处理中,有机物被转化为CO.H

46、O.NH或NO.NO.PO.5O等,且基本无害处理后废水无异臭,厌氧处理中,有机物被转化为CH.NH胺化物或氮气HS等.产物复杂,出水有弄臭.3.反应速率不同,好氧处理由于有氧作为受氢体,有机物分解比较彻底释放,能量多,故有机物转化速度慢,需要时间长,浓各体积大.4.对环境要求条件不同,好氧处理要求充分供氧,对环境条件要求不严格,厌氧处理要求绝对厌氧的环境条件(PH值,温度)要求甚佳严.七、污水的化学处理污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。它的外理对象主要是污水中无机的或有机的（难于生物降解的）溶解物质或胶体物质。对于污水中的容易生物降解的有机物溶解物质或胶体物质，尤其是当水量

47、较大时，一般都采用生物处理的方法。因为生物处理法不仅有效，而且处理费用低廉。采用的化学处理法有化学混凝法、中和法、化学沉淀和氧化还原法。 第一节 化学混凝法一、混凝原理化学混凝所处理的对象，主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。1、胶体的稳定性根据研究，胶体微粒都带有电荷。滑动面以内的部分称为胶粒，胶粒与扩散层之间，有一个电位差，此电位称为胶体的电动电位，常称为 电位。而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位或电位。胶粒在水中受几方面的影响：（1）由于上述的胶粒带电现象，带相同电荷的胶粒产生静电斥力，而且电位愈高，胶粒间的静电斥力愈大；（2）受水分子热运动的撞击，使微粒在水中作不规则的运动，即“布朗运动；“（3）胶粒之间还存在着相互引力范德华引力。2、混凝原理（1）压缩双电层作用 水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态，主要是由于胶粒的电位。如能消除或降低胶粒的电位，就有可能使微粒碰撞聚结，失去稳定性。在水中投加电解质混凝剂可达此目的。因为胶核表面的总电位不变，增加扩散层及吸附层中的正离子浓度，就使扩散层减薄。当大量正离子涌入