考研环境工程专业复习资料.pdf

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1、考研环境工程专业复习资料考研环境工程专业复习重难点知识全攻略第一章：水环境容量;水体自净作用与水环境容量;水质指标和水质标准第二章：沉淀和混凝;水的物理化学处理方法;水中溶解物质的去除;水中悬浮物质和胶体物质的去除;水中有害微生物的去除;水中粗大颗粒物质的去除;离子交换法;水的其他物理化学处理方法;澄清和过滤;其他消毒法;水的软化和除盐;氯消毒;气浮；第三章：水的生物化学处理方法;活性污泥法;污泥的性质；好氧悬浮生长处理技术;好氧附着生长处理技术;厌氧生物处理技术;生物膜的构造及其对有机物的降解机理;生物脱氮处理技术;氧化塘第四章：水处理工程系统与废水最终处置;再生水系统第五章:环境空气质量标

2、准;排放标准;大气污染;大气的主要污染物;大气污染物的种类第六章：颗粒污染物控制;静电除尘;除尘技术基础第七章：气态污染物控制;吸附净化第八章：污染物的稀释法控制;烟气抬升高度第九章：固体废物产生的途径与分类;固体废物管理系统;固体废物的资源化和最终处置;城市垃圾的收集、储存与运输；第十章：城市垃圾处理技术;危险废物的化学处理与固化第十一章：固体废物资源化、综合利用与最终处置；固体废物的最终处置;城市垃圾焚烧与热转化产品的回收;城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收;城市垃圾陆地填埋处置第十二章：噪声的控制技术;噪声污染与防治技术;噪声的测量;噪声的基本概念;噪声的测量考研专业课环境工程课堂笔记固体污

3、染物：水中以固体形态存在的污染物，其存在形态包括悬浮状态、胶体状态和溶解状态三种。悬浮物：粒径在Inm以下，主要以低分子或离子状态存在的固体物质。浊度：水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都可以使水质变的浑浊而呈现一定浊度，水质分析中规定：1 L水中含有lmgSiO2 所构成的浊度为一个标准浊度单位，简 称 1 度。色泽和色度：色泽是废水中的颜色种类，通常用文字描述。色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。色度的两种表示方法：伯钻标准比色法：规 定 在 1 L 水中含有Ptlmg及CoO.5 mg所产生的颜色深浅为1 度。稀释倍数法：将废水按一定的稀释倍数，用水稀释到接近

4、无色时的稀释倍数。生化需氧量（BOD）：是指在温度、时间都一定的条件下，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中，所消耗的溶解氧量。化学需氧量COD：是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物质所消耗的氧量，常用的氧化剂有高镒酸钾和重锯酸钾。总需氧量T O D：是指在特殊的燃烧器中，以钻为催化剂，在 9 0 0 度温度下使一定量水样汽化，其中有机物燃烧，再测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需要的氧量。总 有 机 碳 T O C：用燃烧法测定水样中总有机碳元素量，来反映水中有机物总量。有机氮：是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个水质指标。可逐步分解为 N H 4+、N

5、 H 3,N 0 3-、N 0 2-等形态，N H 4+、N H 3为氨氮，N 0 2-为亚硝酸氮，N 0 3-为硝酸氮。总 氮 T N：是一个包括从有机氮到硝酸氮等全部含量的水质指标。废水的分类：根据废水来源：分为生活污水和工业废水；根据废水中主要成分：有机废水、无机废水、综合废水；根据废水中的酸碱性：酸性废水、碱性废水、中性废水。根据产生废水的工业部门或生产工艺：焦化、造纸、电镀、化工、印染、农药及冷却废水。废水中主要污染物质：固体污染物有机污染物油类污染物有毒污染物（无机化学毒物、有机化学毒物、放射性物质）生物污染物酸碱污染物营养物质污染物感官污染物热污染。废水处理方法及各自特点：物理处

6、理法、化学处理法、生物处理法。物理处理法：通过物理作用分离，回收废水中不溶解的悬浮状态污染物的方法，可分为重力分离法、离心分离法及筛滤截留法。属于重力分离法的处理单元有沉淀、上浮等，相应的处理设备是沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池及其附属装置等。离心分离法有离心分离机和水旋分离器等。筛滤截留法有栅筛截留和过滤两种处理单元，设备有格栅和筛网、砂滤池和微孔滤机等。以热交换原理为基础的处理方法有蒸发、结晶等。化学处理法：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的方法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等：以传质作用为基础的处理单元（

7、物理化学处理法）有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透（膜分离技术）等。生物处理法：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体以及悬浮状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质的方法。根据微生物的不同，分为好氧生物处理（活性污泥法和生物膜法）和厌氧生物处理（消化池处理高浓度有机废水和污泥）。城市废水处理的典型流程及各部分的作用：一级处理：主要处理对象是较大的悬浮物。截流于沉淀池的污泥可进行污泥消化或其他处理，出水可排放于水体或用于污水灌溉。二级处理：对出水水质要求更高时，再进行生物化学法处理，主要处理对象是有机物，并进一步降低悬浮物含量。三级处理和高级处理：出水水质更高时，在二级处理

8、后进行三级处理。主要对象是营养物质（N、P）及其他溶解物质和微量杂质，采用的方法有吸附、吹脱和超滤。有时目的不是为了排放，而是为了直接回用，处理对象还包括去除废水中的细小悬浮物，难生物降解的有机物，微生物和盐分等，采用的方法可能有吸附、离子交换、反渗透、消毒等。三级处理前必须有一、二级处理，强调顺序性，而高级处理强调处理深度。沉淀类型：自由沉淀：废水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）凝聚沉淀：废水中悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉

9、淀速度是变化的。（在初沉池后期和二沉池初期）集团沉淀（成层沉淀）：当废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后，每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒的干扰，沉速有所降低，如浓度进一步提高，颗粒间的干涉影响加剧，沉速大的颗粒也不不能超过沉速小的颗粒，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置，共同下沉。液体与颗粒群之间形成清晰的界面。沉淀的过程实际就是这个界面下降的过程。（活性污泥在二沉池的后期沉淀）压缩沉淀：此时浓度很高，固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。（活性污泥在二沉池污泥斗中和浓缩池中的浓缩）颗粒的沉降速度：依据

10、斯托克斯公式得出。沉淀池的表面负荷：Q/A：单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，一般称之为表面负荷，以 q表示。（数值上与颗粒沉速）曝气沉砂池：是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底2 0-8 0 c m 处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有1=0.1-0.2 的坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。自由沉降总去除率试验的方法及总去除率的确定:将已测定过悬浮物含量的废水搅拌均匀后，同时注入数个沉淀管中，经 t l 时间后，从第一个沉淀管高h处取出一定数量的废水，

11、同样，经 过 t 2、t 3、t 4 o t 5 时间后，相应地从第2、3、4。n个沉淀管中同一高度处取出同样数量的水样，测定其中悬浮物含量分别为c l c 2 c 3。c n 沉淀率为E=c 0-c t/c 0,悬浮物经t时间的沉速为u 0=h/t。以沉速为横坐标，以沉淀率为纵坐标，能够绘出“沉速-沉淀率”关系曲线。理想沉淀池的工作过程分析：假定条件为：池内废水按水平方向流动，从入口到出口，颗粒水平分布均匀，每个颗粒都按水平流速v流动；悬浮颗粒在整个水深均匀分布,其水平分速等于废水的水平流速V,每个颗粒的沉速固定不变：颗粒一经沉淀就不再上浮。沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。沉

12、淀池溢流率和颗粒沉降速度的关系：沉淀池的分类及各自的水流特点：平流式（一端流入，按水平方向在池内流动，从另一端溢出）、辐 流 式（从中心进入，沉淀后废水从池周溢出，水平流动）、竖流式（从池中央下部进入，由下向上流动，沉淀后废水从池面和池边溢出）斜管沉淀池增强沉淀效果的原理和具体方法：原理是理想沉淀池：在理想条件下，分隔成n 层的沉淀池，理论上其过水能力为原池的n倍。具体方法：将水平隔层改为与水平面倾斜成一定角度的斜面，构成斜板或斜管。曝气沉砂池的工作原理：由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。格栅

13、：是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。慢速滤池快速滤池高速滤池过滤速度：关闭进水阀门后立即开始记录时间直至滤池水位下降到排水口附近时止，并记下水位下降高度。下降高度与滤池水位下降所用的时间即为过滤速度。反 冲 洗 强 度：是 指 单 位 时 间 内 单 位 滤 料 面 积 上 所 通 过 的 冲 洗 水 量。（L/m 2.s）滤料的不均匀系数：（滤料的级配）是指滤料中粒径不同的颗粒所占的比例，K 8 0表示：K 8 0=d 8 0/d l 0过滤周期：两次反冲洗的时间间隔称为过滤周期；从反冲洗开始到发洗

14、结束的时间间隔称为反洗历时。滤池的过滤作用机理：机械隔滤作用：滤料层由大小不同的滤料颗粒组成，其间有很多孔隙，废水流经时，比孔隙大的被截留在孔隙中，于是孔隙越来越小，以后进入的较小悬浮颗粒也被截留下来，使废水得到净化。吸附、接触凝聚作用：废水流经滤料层的过程中，要经过弯弯曲曲的水流孔道，悬浮颗粒与滤料的接触机会很多，在接触的时候，由于相互分子间的作用力结果，出现吸附和接触凝聚作用，尤其是过滤前加了絮凝剂时，接触凝聚作用更为突出，滤料颗粒越小，吸附和接触凝聚作用的效果越好。滤池的结构和分类：分类：按滤速大小：慢滤池、快滤池、高速滤池；按水流过滤层的方向：上向流、下向流、双向流；按滤料种类：砂滤池

15、、煤滤池、煤-砂滤池；按滤料层数：单层滤料、双层滤料、多层滤料；按水流性质：压力滤池和重力滤池；按进出水及反冲洗水的供给和排出方式：普通快滤池、虹吸滤池和无阀滤池。结构：滤池外部由滤池池体、进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及其附件组成；滤池内部由冲洗水排出槽、进水渠、滤料层、垫 料 层（承托层）、排水系统组成。普通快速滤池的工作过程：过滤-反冲洗两个过程交替进行。滤池进水时，废水自进水管经进水渠、排水槽分配入滤池，废水在池内自上而下穿过滤料层、垫料层，由排水系统收集，并经出水管排出。工作期间滤池处于全浸没状态。反冲洗时，关闭进水管及出水管,开启排水阀及反冲洗进水管，反冲洗水自下而上

16、通过排水系统、垫料层、滤料层，并由排水槽收集，经进水渠内的排水管排走。对滤料的要求和滤层的结构：对滤料的要求：滤料的粒径较大、物理强度较高、抗腐蚀性较强，而且成本较低；抗冲击负荷的能力较强。滤层的结构：快速滤池常见的问题及解决办法：气阻：滤料层内积聚了大量空气，特别是当滤料层内出现负水头时，这部分滤料层内呈现真空状态，使水中的溶解气体逸出并积聚在滤层中，以致滤水量显著减少。冲洗时，气泡会冲出滤层表面，因而出现大量空气，它是形成滤料层裂缝、水质恶化的原因。这中现象叫气阻或气闭。解决办法：可增高滤料层上的水深。在池深已定的情况下，可采取调换表面层滤料，增大滤料粒径的方法。有时可适当加大滤速促使整个

17、滤料层内积污比较严重。结泥球：由于长时间冲洗不净，使滤料层内逐渐累积胶质状污泥并相互粘结。污泥主要成分是有机物，严重时会腐化发臭。解决办法：改善冲洗：检查冲洗时滤层膨胀程度和冲洗废水的排出情况。适当调整冲洗强度和冲洗时间；另外，还需检查配水系统，有条件时另加表面冲洗装置或压缩空气辅助冲洗。己结泥球的滤池排除方法：a、翻池人工清洗，并检查承托层是否移动和配水系统是否堵塞；b、滤池反冲洗后暂停使用，然后保留滤料面上水深2 0-3 0 c m,加氯浸泡1 2 h,以后再进行反冲洗。（加氯量：漂白粉l k g/m 2,液氯0.3 k g/m 2）跑砂漏砂：由于冲洗强度过大或滤料级配不当，反冲洗冲走大量

18、滤料；冲洗水分配不均匀，承托层会发生移动，促使冲洗水分布更不均匀，最后某一部分承托层被掏空，以至滤料通过配水系统流失。解决办法：检查配水系统，并适当调整冲洗强度。均量池：均化水量的调节池。均质池：均化水质的调节池。调节的目的：均化水质或水量。均量池的结构：P 6 3。异程式均质池的工作原理：常水位、重力流-沉淀池中每一质点流程由短到长，都不相同，再结合进出水槽的配合布置，使前后时程的水得以相互混合，取得随机均质的效果。碱性废水:碱含量大于设-3%的高浓度含碱废水，称为废碱液。酸性废水：酸含量大于3%-5%的高浓度含酸废水，称为废酸液。普通中和滤池：为固定床，水的流向分平流式和竖流式（又分升流式

19、和降流式），滤料粒径一般为3 0-5 0m n）,不得混有粉料杂质，当废水中含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理，过滤速度一般不大于5 m/h,接触时间不小于l Om i n,滤床厚度一般为1.5 m。升流式膨胀中和滤池：水流由下向上流动，流速高达3 0-7 0m/h,再加上生成二氧化碳气体作用，使滤料互相碰撞摩擦，表面不断更新，因此中和效果较好。中和的目的：酸碱中和，以废治废。投药中和与过滤中和的原理和适用条件：投药中和原理、适用条件：如石灰乳法是将石灰消解成石灰乳后投加，由于C a （0H）2 对废水中的杂质具有凝聚作用，因此适用于含杂质多的酸性废水。过滤中和的原理和适用条件：是指废水通

20、过具有中和能力的滤料进行中和反应。适用于含硫酸浓度大于2-3 m g/L 并生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。普通中和滤池和升流式膨胀中和滤池的优缺点：P7 4混凝:通常把双电层作用而使胶体颗粒相互凝结过程的凝聚和通过高分子聚合物的吸附架桥作用而使胶体颗粒相互粘结过程的凝聚，总称为混凝。双电层：胶核表面拥有一层离子，成为电位离子，电位离子层通过静电作用，把溶液中电荷相反的离子吸引到胶核周围，被吸引的离子称为反离子，它们的电荷总量与电位离子的相等而符号相反。这样，在胶核周围介质的相间界面区域就形成所谓双电层。胶体颗粒的脱稳：要使胶体颗粒沉降就必须破坏胶体的稳定性，促使胶体颗粒互相接触，成为较大

21、的颗粒，关键在于减少胶体的带电量。这可以通过压缩扩散层厚度，降低&电位来达到。这个过程就叫做胶体颗粒的脱稳作用。混凝剂：能够使水中的胶体颗粒互相粘结和聚结的物质称为混凝剂。碱式氯化铝：（PA C）是一种多价电解质，能显著降低水中粘土类杂质的胶体电荷。分子量大，吸附能力强，具有优良的凝聚能力，形成的混凝体较大，凝聚沉淀性能优于其他混凝剂。助凝剂：废水混凝处理中，采用单一的混凝剂不能取得良好的效果，需要投加辅助药剂来提高混凝效果，投加的辅助药剂即为助凝剂。澄清池：用于混凝处理的一类设备，在其内可同时完成混合、反应、沉淀分离等过程。混凝的原理：双电层作用（低分子电解质对胶体微粒产生电中和以引起胶体微

22、粒凝聚）和化学架桥作用（胶体微粒对高分子物质具有强烈的吸附作用，各微粒依靠高分子的连接作用构成某种聚集体，结合成为絮状物）。胶体脱稳的机理：要使胶体颗粒沉降就必须破坏胶体的稳定性，促使胶体颗粒互相接触，成为较大的颗粒，关键在于减少胶体的带电量。这可以通过压缩扩散层厚度，降低&电位来达到。影响混凝的因素：a、P H 值。B、温 度（3 5-4 0 最佳）c、药剂种类和投加量；d、搅拌：适当。混凝剂的分类及大致的应用范围：无机类和有机类。混凝过程的阶段及各阶段的作用；投药、混合、反应及沉淀分离。混合阶段作用是将药剂迅速、均匀地分配到废水中各个部分，以压缩废水中胶体颗粒的双电层，降低或消除颗粒的稳定

23、性，使这些颗粒能互相聚集成绒粒。反应阶段作用是促使失去稳定的胶体粒子碰撞结大，成为可见的矶花绒粒。水力循环澄清池的工作原理：是利用原水的动能，在水射器的作用下，将池中的活性泥渣吸入和原水充分混合，从而加强了水中固体颗粒间的接触和吸附作用，形成良好的絮凝体，加速沉淀速度，使水得到澄清。物理吸附：吸附剂利吸附质之间通过分子间力产生的吸附称物理吸附。化学吸附：吸附剂和吸附质之间发生由化学键力引起的吸附称化学吸附。离子交换吸附：吸附剂和吸附质之间发生由静电引力引起的吸附称离子交换吸附。吸附平衡：如果吸附过程是可逆的，当废水和吸附剂充分接触后，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面一部分已被吸附的吸附质由于

24、热运动的结果，能够脱离吸附剂的表面，又回到液相中去，前者为吸附，后者为解吸，当两者速度相等时，即单位时间吸附数量等于解吸数量时，则吸附质在液相中的浓度和吸附剂表面上的浓度都不再改变而达到吸附平衡。吸附容量：指单位重量的吸附剂所吸附的吸附质的重量。吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。吸附质：废水中被吸附的物质。静态吸附操作：废水在不流动的情况下进行的吸附操作。动态吸附操作：废水在流动条件下进行的吸附操作。吸附的分类和各自的特点：物理、化学、离子交换。影响吸附过程的因素：吸附剂的性质、吸附质的性质和吸附过程的操作条件。水处理笔记1）水质：水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合

25、特性（2）水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，判断水质的具体衡量标准悬浮固体表示水中不溶解的固态物质的量，挥发性固体反映固体的有机成分量可 生 物 降 解 有 机 物 一一可降解有机物直接氧化难 生 物 降 解 有 机 物 一 可 被 化 学 氧 化 或 被 经 过 驯 化、筛选后的微生物氧化共 同 点：最终被降解成无机物不同点：氧化方式的不同生活污水B 0 D 5 7 0 2 5 0 m g/L;综合污水1 0 0 3 0 0 m g/L;垃圾渗滤液2 0 0 0 3 0 0 0 0 m g/L7 第一阶段（碳氧化阶段）：在异养菌的作用下，含碳有机物被氧化（或称碳化）为 C 0 2,H2

26、0,含氮有机物被氧化（或称氨化）为 N H3,所消耗的氧以0 a 表示。与此同时，合成新细胞（异养型）9 合成的新细胞，在生活活动中，进行着新陈代谢，即自身氧化的过程，产生C 0 2,H2 O 与 N H3,并放出能量和氧化残渣（残存物质），这种过程叫做内源呼吸，所消耗的氧量用O b 表示1 耗氧量0 a 十 0b称为第一阶段生化需氧量（或称为总碳氧化需氧量、总生化需氧量、完全生化需氧量）用 L a 或 B O D u 表示2 第二阶段是硝化阶段，即在自养菌（亚硝化菌）的作用下，N H 3 被氧化为N 0 2一 和 H2 0,所消耗的氧量用0 c 表示，再在自养菌（硝化菌）的作用下，N 0 2

27、 一被氧化为N 0 3所消耗的氧量用0 d 表示。与此同时合成新细胞（自养型）。1 耗 氧 量 0 c +0d称为第二阶段生化需氧量（或称为氮氧化需氧量、硝化需氧量）用硝化B O D 或 N O D u 或 L N 表示。B O D 的定义中规定有机物质被氧化分解至无机物质，第一阶段生物氧化中，有机物中的C己经氧化至C 0 2,N氧化成N H3,都已经无机化了。所以氨的继续氧化不在考虑之内，即不考虑第二阶段生物氧化。1.水体污染：排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、及微生物性质发生改变，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。2 .环境容

28、量：指自然环境对污染物具有一定的承载能力。3 .水体自净一概念：污染物随河水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全恢复原状。指有机污染物在水中污染物的作用下进行氧化分解，逐渐变成无机物，这一过程称为水体自净1 河流中氧的消耗：（1）天然和人工培养的细菌对排入河流的悬浮和溶解性有机物的氧化作用（2）污泥和水底沉积物的分解需氧作用、水生植物夜间呼吸2 河流的复氧作用（1）河水和废水中原来含有的氧（2）大气中的氧向含氧不足的水体扩散溶解，直至水中D 0 达到饱和（3）水生植物白天的光合作用放出氧气，溶于水中，有时还可使水体中的氧达到过饱和状

29、态有机物被微生物降解，消耗水中的溶解氧，使 D 0 下降；降解有机物耗氧速率-与有机物浓度成正比河流流动过程中，接受大气复氧，使 D 0 上升。复氧速率-与亏氧量成正比两种作用的结果-形成氧垂曲线1.物理处理法：沉淀法、筛滤法、上浮法、气浮法、过滤法、和反渗透法；2.化学处理法：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、和电渗析等；3.生物处理法：主要通过微生物，分解溶解、或胶体状态的有机物。有氧环境（好氧环境）的活性污泥法和生物膜氧化法无氧环境(又称为厌氧)：主要用来处理污泥和工业废水污水处理方法按处理手段分类1.分离处理：(1)离子分离：离子交换、离子吸附、离子浮选、电解沉积

30、、电渗析；(2)分子分离：吹脱、汽提、萃取、吸附、浮选、结晶、蒸发；(3)胶体分离：化学絮凝、生物絮凝、电泳、胶粒浮选；(4)悬浮物分类：重力分离(沉淀、浮 上)、离心分离(离心机、旋流分流 器)、阻力截留(筛网、滤 池 等)、磁力分离2.转化处理(1)化学转化：中和、氧化还原、化学沉淀等(2)生物转化：好氧、厌氧法。三、污水处理方法按按处理程度分类1.一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，调PH值等，以减轻后续处理工艺的负荷。BOD去除率在30%左右方法：筛滤法、沉淀法、上浮法12.二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质2 B0D去除率在90%左右13.三级处理：

31、是在一级、二级处理后进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。2 主要方法：生物脱氮除磷法、沉淀混凝、活性炭吸附、电渗析、离子交换等。3 污水回用应满足下列要求：对人体健康、环境质量和生态系统、产品质量不应产生不良影响；应符合应用对象对水质的要求或标准；应为使用者和公众所接受；回用系统在技术上可行、操作简便：价格应比自来水低廉；应有安全使用的保障1 污水的最终出路有：排放水体；工农业利用；处理后回用。1.粗大颗粒物质 0.1-lmm方法：筛滤、截留、重力沉降和离心分离等设备：格栅、筛网、微滤机、沉砂池、离心机、旋风分离器等自由沉淀：废水的厌氧生物处理是在没有游离氧

32、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。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量（C H 4）等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。为维持较高的反应速度，需维持较高的温度，就要消耗能源。对于有机污泥和高浓度有机废水（一般B OD 5 2 0 0 0 m g/L）可采用厌氧生物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，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与

33、胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。废水好氧生物处理的最终过程可用图示5 停滞期：如果活性污泥被接种到与原来生长条件不同的废水中（营养类型发生变化，污泥培养驯化阶段），或污水处理厂因故中断运行后再运行，则可能出现停滞期。对数起：特点：处于对数生长期的污泥絮凝性较差，呈分散状态，镜检能看到较多的游离细菌，混合液沉淀后其上层液混浊，含有机物浓度较高，活性强沉淀不易，用滤纸过滤时，滤速很慢静止期：特点：处于静止期的活性污泥絮凝性好，混合液沉淀后上层液清澈，以滤纸

34、过滤时滤速快。处理效果好的活性污泥法构筑物中，污泥处于静止期衰老期：特点：处于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有细小泥花，以滤纸过滤时，滤速快区别：活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污泥的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统或固定膜工艺。生 物 膜净化机理 细菌（好氧菌、厌氧菌和兼性菌）的菌胶团和大量的真菌菌丝组成污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，微生物自身得到繁衍增殖，同时污水得到净化特点一微生物停留时间长，生物类型丰富.种类繁多，食物链长而复杂生物膜

35、法中：1 初沉池的作用是去除大部分悬浮固体物质，防止生物膜反应器堵塞，尤其对孔隙小的填料是必要的2二沉池的作用是去除脱落的生物膜，提高出水水质3出水回流的主要作用是当进水浓度较大时，生物膜增长过快，采用出水回流，以稀释进水有机物浓度和提高生物膜反应器的水力负荷，加大水流对生物膜的冲刷作用，更新生物膜，避免生物膜的过量累积，从而维持良好的生物膜活性和合适的膜厚度，但出水回流并不是必不可少的。挂膜 污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗沥，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水到达排水系统，流出滤池。污水流过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料

36、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。净化 污水流过成熟滤床时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降解，从而得到净化。生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，其厚度约2m m。在这里，有机污染物经微生物好氧代谢而降解，终点产物是H 20、C 02、N H 3等生物膜的再生由于氧在生物膜表层已耗尽，生物膜内层的微生物处于厌氧状态。在这里，进行的是有机物的厌氧代谢，终点产物是有机酸，乙醇、醛和H 2S 等。由于微生物的不断繁殖，生物膜不断加厚，超过一定厚度后，吸附有机物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。此时,内层微生物因得不到充分的营养而进入

37、内源代谢，失去其黏附在滤料上的性质，脱落下来随水流出滤池，滤料表面再重新长出新的生物膜。比较理想的情况是：减缓生物膜的老化进程，不使厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新，并且尽量使生物膜不集中脱落选择生物膜载体的基本原则足够的机械强度，以抵抗强烈的水流剪切力的作用；优良的稳定性，主要包括生物稳定性、化学稳定性和热力学稳定性；亲疏水性及良好的表面带电特性，通常废水p H 在 7左右时，微生物表面带负电荷，而载体为带正电荷的材料时，有利于生物体与载体之间的结合程度：无毒性或抑制性；优越的物理性状，如载体的形态、相对密度、孔隙率和比表面积等；就地取材、价格合理生物的食物链长在生物膜上形成的食物链要长于活

38、性污泥上的食物链。正是这个原因，在生物膜处理系统内产生的污泥量少于活性污泥处理系统污泥产量低，是生物膜法各种工艺的共同特征由于生物膜固着在惰性载体上，其生物固体平均停留时间（污泥龄）较长，因此在生物膜上能够生长世代时间较长、比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。因此，生物膜反应器不仅能有效地去除有机污染物，而且更具有一定的硝化功能，如果采取适当的运行方式，还可能具有反硝化脱氮的功能生物膜法多分段进行，在正常运行的条件下，每段都繁衍与进入本段污水水质相适应的微生物，并形成优势菌属，这种现象非常有利于微生物新陈代谢功能的充分发挥和有机污染物的降解处理工艺方面的特征耐冲击负荷，对水质、水量变动有较强的

39、适应性微生物量多，处理能力大、净化功能强。微生物的附着生长使生物膜含水率低，单位反应器容积内的生物量可高达活性污泥法的5 2 0 倍，因而生物膜反应器具有较大的处理能力，净化功能显著提高污泥沉降性能良好，易于沉降分离。由生物膜上脱落下来的污泥，因所含动物成分较多，比重较大，而且污泥颗粒个体较大，沉降性能良好，易于固液分离能够处理低浓度的污水。生物膜法处理低浓度污水，能够取得较好的处理效果，运行正常时可处理进水B 0 D 5 为 2 0 3 0 m g/L 的污水，使其出水B O D 5 值降至5 1 0 m g/L 而活性污泥法却不适宜处理低浓度的污水，若原污水的B 0 D 5 值长期低于5

40、0 6 0 m g/L,将影响活性污泥絮凝体的形成和增长，净化功能降低，处理水水质低下易于运行管理、节能，无污泥膨胀问题。生物膜反应器由于具有较高的生物量，一般不需要污泥回流，因而不需要经常调整反应器内污泥量和剩余污泥排放量，易于运行、维护与管理。如生物滤池、生物转盘等工艺，节省能源，动力费用较低，去除单位重量B O D 的耗电量较少。另外，在活性污泥法中，因污泥膨胀问题而导致的固液分离困难和处理效果降低一直困扰着操作管理者，而生物膜反应器由于微生物附着生长，即使丝状菌大量繁殖，也不会导致污泥膨胀，相反还可以利用丝状菌较强的分解氧化能力，提高处理效果生物膜法的不足（1）需要较多的填料和支撑结构

41、，在不少情况下基建投资超过活性污泥法；（2）出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低：（3）活性生物量较难控制，在运行方面灵活性差；（4）载体材料的比表面积小，B O D 容积负荷有限；（5）采用自然通风供氧，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积生物滤池中同时发生着：1 有机物在污水和生物膜中的传质过程；2 有机物的好氧和厌氧代谢过程；3 氧在污水和生物膜中的传质过程4 生物膜的生长和脱落过程影响这些过程的主要因素为滤池高度供氧负荷回流回流多用于高负荷生物滤池的运行系统，对其性能有明显的影响3 可稀释污水，降低其有机负荷，并借

42、以均化、稳定进水水质一般认为下述情况时考虑出水回流：进水有机物浓度较高；水量很小，无法维持水力负荷在最小经验值以上时；废水中某种有机污染物在高浓度时有可能抑制微生物生长影响滤池自然通风的主要因素是自然拔风和风力适用范围与优缺点普通生物滤池一般适用于处理每日污水量不高于1 0 0 0 m 3 的小城镇污水或有机性工业废水优点：易于管理、节省能源、运行稳定、剩余污泥少且易于沉降分离等缺点：占地面积大、不适合处理水量大的污水；滤料易于堵塞；滤池表面生物膜积累过多，易于产生滤池蝇，恶化环境卫生；喷嘴喷洒污水，散发臭味。高负荷生物滤池多使用旋转布水器高负荷生物滤池大幅度地提高了滤池的负荷率，其 B O

43、D 容积负荷率高出普通生物滤池6 8倍，高 达 0.5 2.5 k g/m 3（滤池）稣;水力负荷率则高出1 0 倍，高 达 5 4 0 m 3/血2（滤池）蝌高负荷生物滤池实现高负荷率是通过限制进水的B O D 5 值和在运行上采取处理水回流等技术措施而达到的。进入高负荷生物滤池的B 0 D 5 值必须低于2 0 0 m g/L,否则用处理水回流加以稀释高负荷率。塔式生物滤池内的生物膜能够经常保持较好的活性。但是，生物膜生长过快，易于产生滤料的堵塞现象滤层内部的分层。内部存在着明显的分层现象，在各层生长繁育着种属各异，但适应流至该层污水特征的微生物群集。塔滤能够承受较高的有机污染物的冲击负荷

44、常用于作为高浓度工业废水二级生物处理的第一级工艺，较大幅度地去除有机污染物，以保证第二级处理技术保持良好的净化效果。采用新型滤料，革新流程，提出多种型式的高负荷生物滤池。负荷率高时，有机物转化较不彻底，排出的生物膜容易腐化影响处理效果的因素有-负荷率，还有污水的浓度、水质、温度、回流比，滤料特性和滤床的高度。生物转盘是由盘片、接触反应槽、转轴及驱动装置所组成生物转盘的净化机理微生物生长并形成一层生物膜附着在盘片表面，约 4 0 b 5 0%的盘面（转轴以下的部分）浸没在废水中，上半部敞露在大气中工作时，废水流过水槽，电动机转动转盘，生物膜和大气与废水轮替接触，浸没时吸附废水中的有机物，敞露时吸

45、收大气中的氧气。转盘的转动，带进空气，并引起水槽内废水紊动，使溶解氧均匀分布生物膜的厚度约为0.5-2.0 m m,随着膜的增厚，内层的微生物呈厌氧状态，失去活性时使生物膜脱落，并随同出水流至二次沉淀池宜于采用多级处理。分为单级单轴、单轴多级和多轴多级等1工作特点23456789L不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低；2 .运行管理简单，技术要求不高；3 .工作稳定，适应能力强；4 .适应不同浓度、不同水质的污水；5 .剩余污泥量少，易于沉淀脱水；6 .没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题;5 .可多层立体布置；8 .一般需加开孔防护罩保护、保温向生活污水注入空气进行曝气，持续一段时间以

46、后，污水中即生成一种褐色絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这种絮凝体就是“活性污泥”栖息着具有强大生命活力的微生物群体。在微生物群体新陈代谢功能的作用下，活性污泥具，有将有机污染物转化为稳定的无机物质的活力活性污泥处理系统有效运行的基本条件是污水中含有足够的可溶性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质；混合液中含有足够的溶解氧；活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充 分接触；活性污泥连续回流，同时.，还要及时地排出剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；对微生物有毒有害作用的物质不超过其毒阈浓度外观上呈絮绒颗粒状，又称之为“

47、生物絮凝体”含水率很高，较大的表面积实质就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程初期吸附去除：污水中呈悬浮和胶体状态的有机物在较短时间（5 T 0 m i n）内被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除B O D去除率可达2 0%-7 0%,吸附速率与程度取决于：微生物的活性；有机物的组成和物理形态。被“初期吸附去除”的有机物的数量是有一定限度的在透膜酶的作用下，小分子的有机物能够直接透过细胞壁进入微生物体内被摄入细胞体内的有机物，在各种胞内酶，如脱氢酶、氧化酶等的催化作用下，微生物对其进行代谢反应氧化分解过程反应方程式微生物为了获得合成细胞和维持其生命活动等所需的能量，将吸附

48、的有机物进行分解C X H Y O Z (X 0.2 5 Y-0.5 Z)0 2 X C 0 2 0.5 Y H 2 O 能量C x H y O z 近似地表示有机物的分子式同化合成过程反应方程式同化合成过程是微生物利用氧化所获得的能量，将有机物合成新的细胞物质n C X H Y O Z n N H 3 (X 0.2 5 Y-0.5 Z-5)0 2 能量(C 5 H 7 N 0 2)n n (X-5)C 0 2 0.5 n (Y-4)H 2 0C 5 H 7 N 0 2 一一表示微生物细胞组织的化学式内源呼吸过程反应方程式当废水中的有机物很少时，微生物就会氧化体内蓄积的有机物和自身细胞物质来获

49、得维持生命活动所需的能量(C 5H 7N 0 2)n 50 2 n N H 3 5n C 0 2 2n H 20 能量活性污泥系统净化污水的最后程序是泥水分离，这一过程是在二次沉淀池或沉淀区内进行的。污水中有机物在活性污泥的代谢作用下无机化后，经过泥水分离，处理后的澄清水排走，污泥沉淀至池底。泥水分离的好坏，直接影响到处理水水质以至整个系统的正常运行。若泥水不经分离或分离效果不好，由于活性污泥本身是有机体，进入自然水体后将造成二次污染营养物质碳源碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源的需求量较大，一般通过转化污水中的有机物获得。氮源氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元

50、素，氮源可来自N 2、N H 3、N 0 3一等无机氮化物，也可来自蛋白质、氨基酸等有机含氮化合物磷源磷是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素，磷是微生物代谢和物质转化过程中需求量较多的无机元素之一。其他营养微生物还需要硫、钠、钾、钙、镁、铁等元素作为营养。但需要量甚微，一般污水皆能满足需要。对于生活污水，微生物对氮和磷的需求量可按B 0 D 5：N：P=10 0：5：1 考虑，其具体数量还与污泥负荷和污泥龄有关活性污泥是微生物群体“聚居”的絮凝体，溶解氧必须扩散到活性污泥絮凝体的内部深处在曝气池内溶解氧也不宜过高，溶解氧过高，过量耗能，在经济上是不适宜的若使曝气池内的微生物保持正常的生