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1、08環(huán)境工程期末復(fù)習(xí)資料 【精品系列】一一水污染控制工程10第九章污水根據(jù)其來(lái)源一般可以分為生活污水、工業(yè)廢水、初期污染雨水及城鎮(zhèn)污水。富營(yíng)養(yǎng)化：湖泊中植物營(yíng)養(yǎng)元素含量增加，導(dǎo)致生水植物和藻類的大量繁殖，使魚類生活的空間越來(lái) 越少，可能使有些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖發(fā)展為富營(yíng)養(yǎng)湖，發(fā)展為沼澤和干地。水體的凈化機(jī)制：（1）物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀或發(fā)揮，其中稀釋作用是一項(xiàng)重要的物理凈化過(guò) 程。（2）化學(xué)凈化：氧化、還原、分解作用。（3）生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用。污水最終出路：排放水體污水回用：農(nóng)業(yè)利用，工業(yè)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(guò)程中懸浮固

2、體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀 淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。（發(fā)生在沉砂池中。）,顆粒沉絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；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。（二沉池中間段）區(qū)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(duì)位置保持不變，形成一個(gè)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。）壓縮沉淀：懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(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

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(guò)程存在壓縮沉淀。）聯(lián)系和區(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加強(qiáng)。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(shí)現(xiàn)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(jī)氮化合物可以在好氧或厭氧條件下分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)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(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過(guò)程。PH=8.08.4，2030oC【硝化菌是化能自養(yǎng)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?dú)獾倪^(guò)程。no3_硝酸二T no2-亞硝酸鹽還業(yè)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(yǎng)型兼性厭氧細(xì)菌】生物除磷是厭氧-好氧或厭氧-缺氧交替運(yùn)行的系統(tǒng)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(guò)排放含有大量富磷污泥而達(dá) 到從污水中除磷的目的。按微生物生長(zhǎng)速率，其生長(zhǎng)過(guò)程可分為：延遲期，對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，穩(wěn)定期，衰亡期。影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素：（一）微生物的營(yíng)養(yǎng)：微生物為合成自身的細(xì)胞物質(zhì)，需要從周圍環(huán)境中攝取自身生存所必須的各種物質(zhì)，這就是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，BOD5 : N : P=100 : & 1（二）溫度：依微生物適應(yīng)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(zhǎng)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(shù)細(xì)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(yīng)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(zhì)：其毒害作用主要表現(xiàn)在細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)遭到破壞以及菌體內(nèi)的酶變質(zhì)，并失去活性。如重金屬（砷、鉛、鎘、鉻、鐵、銅、鋅）活性污泥評(píng)價(jià)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(zhì)量MLVSS :混合液體揮發(fā)性懸浮固體（混合液懸浮固體中的有機(jī)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?jǐn)?shù)污泥體積指

7、數(shù)：曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質(zhì)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(shí)，污泥沉降性能好；SVI220，污泥沉性能好MLSS(g/L)SVI過(guò)低時(shí)，污泥絮體細(xì)小緊密，含無(wú)機(jī)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(tǒng) 活性污泥降解污水中有機(jī)物的過(guò)程（1）吸附階段：主要是污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)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(zhì)所致。時(shí)間短，1545min左右就可以完成。（2）穩(wěn)定階段：主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。時(shí)間較長(zhǎng)，高負(fù)荷曝氣，延時(shí)曝Kraus

8、 ）法，吸附-生物降CASS或CAST工藝）活性污泥法的發(fā)展演變：傳統(tǒng)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(wěn)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(huán)活性污泥工藝（ 高負(fù)荷曝氣池：停留時(shí)間短，1.53.0h.有機(jī)物容積負(fù)荷高，處理效果低延時(shí)曝氣法：有機(jī)負(fù)荷低，曝氣反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，24h。污泥泥齡長(zhǎng)傳統(tǒng)推流式：有機(jī)物負(fù)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(guò)吸附-生物降解工藝（AB法）：整個(gè)污水處理系統(tǒng)分為預(yù)處理段、A段、B段。A級(jí)由吸附池和中間沉淀池組成，以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行，停留

9、時(shí)間3060min，泥齡0.30.5dB級(jí)由曝氣池及二沉池組成，以低負(fù)荷運(yùn)行，停留時(shí)間24h，泥齡1520d序批式活性污泥法（SBR法）：由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置5個(gè)基本過(guò)程組成。循環(huán)活性污泥工藝（CASS或CAST工藝）雙膜理論的基本論點(diǎn)（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(dòng)，不存在濃度差。傳質(zhì)阻力僅存在于氣、液兩層層流膜中。 界面上組分物質(zhì)濃度相互平衡，不存在傳質(zhì)阻力。傳質(zhì)阻力主要來(lái)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(chǎn)厭氧反應(yīng)罄 ;h二巧；（釋放磷，氨化）缺獄反應(yīng)器（脫氮）毗P斗理木好氧反應(yīng)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(duì)厭氧釋磷 過(guò)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(gè)區(qū)：清水區(qū)、絮凝區(qū)、成層沉降區(qū)、壓縮區(qū)污泥泥齡（SRT）：微生物平均停留時(shí)間相當(dāng)于混合液中平均更新一次所需要的時(shí)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(jì)算）：rqXr=（q+rq）

11、x;r-回流比：回流量，Xr-回流污泥的濃度:一般認(rèn)為混合液中溶解氧濃度應(yīng)保持在0.52mg/L，以保證活性污泥系統(tǒng)的正常運(yùn)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(zhuǎn)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(zhǎng)的，以微生物為主，包含微生物及其產(chǎn)生的胞外多聚物和吸附生物表面的無(wú)機(jī)及有機(jī)物等組成，并具有較強(qiáng)的吸附和生物降解性能的結(jié)構(gòu)。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(gòu)造由濾床及池體、布水設(shè)備和排水系

12、統(tǒng)組成生物濾池法基本流程：進(jìn)水初沉池生物濾池二沉池出水普通生物濾池（低負(fù)荷生物濾池），塔式生物濾池（高負(fù)荷生物濾池）m3/( rf d)負(fù)荷：生物濾池的負(fù)荷以水力負(fù)荷和五日生化需氧量容積負(fù)荷表示。水力負(fù)荷以濾池面積計(jì) 濾率=m3/（ rf d）,單位面積濾池，單位時(shí)間內(nèi)所能承載的水量，即表面水力負(fù)荷 生物接觸氧化法兼活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)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(shè)計(jì)污生物接觸氧化法的設(shè)計(jì)計(jì)算：Lv水處理量，m3; S0、Se污水進(jìn)水、出水 BOD5 , mg/L ; LV 填料容積負(fù)荷VA2. 總面積和池?cái)?shù)：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?cái)?shù)；A1 單個(gè)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(shí)間t=V/Q5.供氣量D =D0Q , D0 1m3污水需氣量，m3/m3四章穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化過(guò)程與自然水體的自凈過(guò)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。按塘內(nèi)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(tài)下凈化污水的穩(wěn)定塘，它完全依靠藻類光合作用和塘表面風(fēng)力攪動(dòng)自然復(fù) 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(shí)間為適于處理BOD5小于100mg/L的污水 厭氧塘是一類在無(wú)氧狀態(tài)下凈化污水的穩(wěn)定塘，其有機(jī)負(fù)荷高、以厭氧反應(yīng)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(shí)間為 20 50天第十五章污水厭氧消化的機(jī)理：（1） 第一階段為水解發(fā)酵階段： 復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物。繼而簡(jiǎn)單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等。（2） 第二階段為

15、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段產(chǎn)生的中間產(chǎn) 物轉(zhuǎn)化成乙酸和氫，并有二氧化碳生成。氫氣和二氧化碳等轉(zhuǎn)化（3）第三階段為產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階階段產(chǎn)生的乙酸、為甲烷。羽感解與發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)乙Itt鄭三絵段產(chǎn)甲烷10 15 - I 二階K底氧消化過(guò)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(yīng)器，分段厭 氧處理法，厭氧膨脹床和厭氧流化床，厭氧生物轉(zhuǎn)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(gè)重要理論。特別適用于無(wú)機(jī)鹽混凝劑所提供的簡(jiǎn)單離子（2 ）吸附架橋作用：對(duì)高分子混凝劑特別是有機(jī)高分子混凝劑

16、（3 ）網(wǎng)捕作用 對(duì)鋁鹽，鐵鹽等無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)類（聚合氯 化鋁、聚合氯化鐵）；有機(jī)類（聚丙烯酰胺）。吸附法：當(dāng)氣體或液體與固體接觸時(shí)，在固體表面上某些成分被富集的過(guò)程吸附法的三個(gè)過(guò)程：膜擴(kuò)散，孔隙擴(kuò)散，吸附反應(yīng)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(yùn)行的四個(gè)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(shù)種成分分離出啦。萃取設(shè)備（選3種）：萃取塔有篩板萃取塔、脈動(dòng)篩板萃取塔、轉(zhuǎn)盤萃取塔、填料萃取塔。膜析法種類：擴(kuò)散滲析法（分子擴(kuò)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(dòng)力：分子擴(kuò)散作用電力壓力第十八章污泥來(lái)源：（1）初沉污泥（2）剩余污泥（3）消化污泥（4）化學(xué)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(xù)單元操作。污泥濃縮技術(shù)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(jìn)行沉降達(dá)到濃縮目的。適用于固體密度大的重質(zhì)污泥。 重力濃縮所需的設(shè)備少， 管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低是傳統(tǒng)的污泥濃縮方法， 氣浮濃縮對(duì)于相對(duì)密度接近于 1的輕質(zhì)污泥或含有氣泡的污泥溶氣水經(jīng)減壓閥進(jìn)入混合池，1的混合體，一工作原理：通過(guò)水射器或空氣機(jī)將空氣引入，然后在溶氣罐內(nèi)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(duì)密度小于 起浮于水面形成浮渣，由刮渣機(jī)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(dá)到污泥濃縮的目的，且效率高，時(shí)間短，占地少，而且衛(wèi)生條件好，費(fèi)用高 污泥穩(wěn)定就是去