水污染控制工程復(fù)習(xí)提綱

第1章污水的性質(zhì)與污染指標(biāo)1.污水的分類生活污水：日常生活中被生活廢料所污染的水。工業(yè)廢水：工礦企業(yè)生產(chǎn)活動中用過的水，包括生產(chǎn)污水：污染重，生產(chǎn)中被原料污染的廢水；生產(chǎn)廢水：污染輕，未被直接污染的廢水。除降雨水：被空氣、地面污染物污染的廢水。2.污水的物理性質(zhì)及指標(biāo)感官性狀指標(biāo)：溫度、色度、臭味。存在狀態(tài)指標(biāo)：懸浮固體（SS）、膠體、溶解性固體。3.污水的化學(xué)性質(zhì)及指標(biāo)（無機物）①酸堿——pH②氮：總氮（TN）：有機氮+氨氮+亞硝氮+硝酸鹽氮氨氮：NH3+NH4+凱氏氮（KN）：有機氮+氨氮（可被好氧利用）＊含氮化合物在水體中的轉(zhuǎn)化第一步氨化：有機氮——NH3（有氧或無氧）第二步硝化：NH3——NO2--‐——NO3--‐（有氧）第三步反硝化：NO3--‐——N2（缺氧）③磷：總磷④硫化物與硫酸鹽、氯化物、重金屬、氰化物、砷化物4.污水的化學(xué)性質(zhì)及指標(biāo)（有機物）①分類：a.易降解有機物：蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪，經(jīng)好氧有機物得CO2、H2O合成新細胞，經(jīng)厭氧微生物得脂肪酸、醇、沼氣。COD、BOD、TOD、TOC。b.難生物降解有機物：不易降解，多害健康，COD，TOD，TOC。②污染指標(biāo)：BOD：在水溫20攝氏度，由于微生物的生化活動，將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧的量來表示有機物的量。COD：在酸性條件下，利用強氧化劑將有機物氧化為CO2和H2O所消耗的氧的量。TOD：有機物中主要元素C、H、O、N、S被氧化為CO2、H2O、NO2、SO2所消耗的量。ThOD：根據(jù)化學(xué)分子式計算。TOC：酸化后，吹脫無機碳酸鹽，在900攝氏度下燃燒，測定CO2的量折算為碳量。第2章水體污染與自凈1.水體自凈：污染物進入水體后，通過物理、化學(xué)、生物的作用，使污染物濃度降低或總量減少，將水體部分或全部恢復(fù)原狀。2.物理凈化作用：通過稀釋、擴散、混合、沉淀等作用，降低濃度，不減少總量?；瘜W(xué)凈化作用：通過化學(xué)反應(yīng)使污染物的存在狀態(tài)發(fā)生變化，使污染物濃度降低。生物凈化作用：可以降低污染物總量，是真正意義上的凈化。3.氧垂曲線方程：第一段：有機物濃度高，耗氧速率大于復(fù)氧速率，DO大幅下降，O點溶解氧最低氧垂點（最不利點）。第二段：有機物濃度降低，耗氧速率小于復(fù)氧速率，DO開始逐漸回升。第三段：溶解氧回升至起始階段。＊氮的形態(tài)變化，DO下降，硝化細菌受到抑制，反硝化菌占優(yōu)勢，DO上升，硝化菌占優(yōu)勢。4.菲利普斯方程式的意義：用于分析受污染的河水中哦個溶解氧的變化動態(tài)，推求河流的自凈過程及其環(huán)境容量，從而確定可排入河流的有機物最大量，或污水處理廠的處理程度。用于推算確定缺氧點及氧垂點的位置及到達時間，并依此制定河流水體防護措施。5.水環(huán)境容量（水體納污能力）：在滿足水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的條件下，水體最大允許的污染負(fù)荷量。第3章污水的物理處理1.格柵：放置在污水流程的渠道或泵站集水池進口處的一組平行金屬柵條或篩網(wǎng)。2.格柵的功能：截留較大的懸浮物或漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，保護后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機組。3.平面格柵=柵條+框架固定曲面格柵：利用渠道的水流速度，推動槳扳轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵：污水從鼓筒內(nèi)向鼓筒外流動。4.沉淀：水中的可沉固體物質(zhì)在重力作用下下沉，從而與水分離的過程。5.沉淀的功能：用于一級處理去除雜質(zhì)，顆粒狀物，初次沉淀池減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷；用于二級處理，二次沉淀池，分離去除生物污泥；用于灌溉或氧化塘穩(wěn)定水質(zhì)去除水中蟲卵或固體顆粒。6.沉淀類型：自由沉淀：懸浮物濃度低，不碰撞，不具絮凝特征，不改變尺寸，形狀不相互粘合。絮凝沉淀：懸浮物濃度不高，碰撞，有絮凝特征，改變尺寸形狀，互相粘合。區(qū)域沉淀：懸浮物濃度高，互相干擾，沉淀下降、顆粒分層。壓縮沉淀：懸浮物濃度很高，互相接觸、支撐，上壓、下承。7.沉砂池的作用：去除污水中比重較大的無機物顆粒物，設(shè)于泵站倒虹管前減輕機械、管道的磨損；設(shè)于初沉池前，減輕沉淀池負(fù)荷，以及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件。8.平流沉砂池組成：入流區(qū)、出流區(qū)、閘板、水流部分及沉沙斗。特點：沉砂效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單。9.曝氣沉砂池曝氣的作用：使水作旋流運動,無機顆粒之間相互碰撞與摩擦的機會增加，把有機物從表面磨去。大密無機顆粒甩向外層下沉，輕密有機物旋至水流中心部位帶走。10.多爾沉砂池沉砂被旋轉(zhuǎn)刮砂機刮至排砂坑，用往復(fù)齒耙沿斜面耙上，砂粒上吸附的有機物被洗掉。11.鐘式沉砂池利用機械力控制水流流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀并使有機物隨水流帶走。12.初次沉淀池：一級污水處理廠主體處理構(gòu)筑物或二級污水處理廠預(yù)處理構(gòu)筑物（生物處理構(gòu)筑物之前），對象SS，部分BOD5，改善生物處理構(gòu)筑物運行條件降低其BOD負(fù)荷。二次沉淀池：生物處理構(gòu)筑物之后，沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（脫落的生物膜）。13.平流式沉淀池構(gòu)造：進水區(qū)——進水潛孔、進水擋板、配水槽出水區(qū)——出水浮渣擋板，集水槽、出水渠污泥區(qū)——泥斗、排泥機械進水擋板作用：消能、均布水出水擋板的作用：阻浮渣和油排泥：靜水壓法、機械排泥14.輻流式沉淀池中心進水，周邊出水，圓形池體，機械排泥。缺點：作二沉池時，污泥在中心導(dǎo)流筒內(nèi)難以絮凝（因流速大），水流向下動能大沖擊池體，池容積利用系數(shù)小。15.向心輻流式沉淀池周邊進水，周邊（中心）出水，進水出水?dāng)嗝娲?，流速小，克服普通幅流沉淀池缺點。16.豎流沉淀池水流由下向上運動直徑小，埋深大，處理水量小。適用于中小型污水處理廠。第4章活性污泥法1.活性污泥：是由多種好氧微生物、某些兼性或厭氧微生物以及廢水中的固體物質(zhì)、膠體等交織在一起的易于沉淀與水分離的，能使污水得到凈化、澄清的黃褐色絮凝體。2.活性污泥法：以活性污泥為主體的污水生物處理技術(shù)。實質(zhì)是人工強化下的微生物的新陳代謝（包括分解與合成）。3.工藝流程：預(yù)處理設(shè)施：初沉池、調(diào)節(jié)池、水解酸化池——去除SS，調(diào)節(jié)水質(zhì)，有機氮磷變氨氮磷酸鹽，大分子變小分子，去部分有機物。曝氣池：工藝主體，充氧、攪拌、混合、傳質(zhì)實現(xiàn)有機物降解硝化反硝化。預(yù)處理后水進入，同時二沉池連續(xù)回流活性污泥作為接種污泥。二沉池：泥水分離，澄清凈化，初步濃縮活性污泥。澄清后的污水排除系統(tǒng)，一部分污泥作為接種污泥回流曝氣池，多余一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)。4.活性污泥的特征形態(tài)：顯微鏡下不規(guī)則橢圓狀，水中呈絮狀。顏色：正常黃褐色，隨進水顏色曝氣程度改變。理化性質(zhì)：密度略大于水，含水率高，表面積大，緩沖能力強。生物特性：一定的沉降性能和生物活性。組成：微生物群體，微生物殘體，難降解有機物，無機物。5.活性污泥微生物組成及其作用細菌：異養(yǎng)原核生物為主，降解污染物的主題，具分解有機物能力。真菌：分解碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)功能，但絲狀菌大量繁殖引發(fā)污泥膨脹。原生動物：肉足蟲、鞭毛蟲、纖毛蟲三類，捕食游離細菌。出現(xiàn)順序反應(yīng)水質(zhì)好壞，最初肉足蟲，繼之鞭毛蟲和游泳型纖毛蟲，處理水質(zhì)良好時出現(xiàn)固著型纖毛蟲（鐘蟲等）。后生動物（輪蟲），捕食菌膠團和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。6.后生動物的出現(xiàn)反映了處理水質(zhì)較好，因此能否說明出水氨氮較低，氨氮在生物處理過程中被硝化？硝化細菌是好氧自養(yǎng)菌，當(dāng)水中有后生動物存在時，說明水中COD很低并且DO高，這時硝化細菌相對于異養(yǎng)菌等菌來說是優(yōu)勢菌。所以會大量繁殖。從而使得氨氮得到了降解。所以，當(dāng)水中有后生動物存在時，說明氨氮得到了降解。7.微生物的增殖與活性污泥的增長①時間上看：停滯期：細胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)適應(yīng)期，不裂殖，不增數(shù)。對數(shù)期：最快速裂殖，生長速度最大，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，生長繁殖不受底物或基質(zhì)限制。數(shù)量大個體小，凈化快，效果差。減數(shù)增殖期：營養(yǎng)物質(zhì)大量消耗，增值速度死亡速度相當(dāng)，數(shù)量多穩(wěn)定，個體趨于成熟。衰亡期：營養(yǎng)物基本耗盡，利用菌體內(nèi)貯存物質(zhì)，細胞自溶，死亡多，增殖少，個體大，凈化效果強，自養(yǎng)菌比例上升，硝化加強。②空間上看：從前之后污染物濃度降低，微生物由對數(shù)期過渡到衰亡期，微生物由細菌過渡到輪蟲，水質(zhì)逐步變好。8.絮體的形成菌膠團：活性污泥的核心，細菌相互粘附形成的生物絮體。對數(shù)增長期，個體旺盛生長，個體活性大于范德華力，菌體不結(jié)合；衰亡期動能低微，范力大，菌體相互粘附，形成生物絮體。靜止期衰亡期個體是活性污泥重要微生物。9.活性污泥凈化機理：反應(yīng)（凈化）：有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物攝取、攝取、代謝與利用的過程，是物理、化學(xué)、生物化學(xué)作用的綜合。初期吸附去除：泥水接觸，大部分有機物迅速被去除，被污泥吸附粘著在生物絮體表面。微生物代謝：被吸附的有機物粘附在絮體表面，與微生物細胞接觸，在滲透膜的作用下，進入細胞體內(nèi)，并在酶的作用下被降解，或被同化成細胞本身。分為合成代謝與分解代謝。污染物的降解主要是通過靜止期、衰亡期微生物的內(nèi)源呼吸進行，并非直接的生物氧化。10.影響微生物生理活動的因素營養(yǎng)物：碳源、氮源、無機鹽。生長素。DO：2mg/L，不足，影響微生物的生理活動，影響污水處理進程。過高，有機物分解過快，缺乏營養(yǎng)，污泥老化結(jié)構(gòu)松散；過量能耗，不經(jīng)濟。pH：適宜的酸堿度，正常的生理活動。（調(diào)節(jié)池）水溫：適宜，促進強化微生物生理活動；不適宜，減弱破壞，形態(tài)生理改變及死亡。有毒物質(zhì)：毒害作用，細胞蛋白質(zhì)變性沉淀。11.活性污泥處理系統(tǒng)的控制指標(biāo)：目標(biāo)：控制水質(zhì)水量，維持活性污泥量和活性，保持足夠DO，保證三相接觸強化傳質(zhì)。①微生物量指標(biāo)混合液懸浮固體濃度（MLSS）：曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總重量?；旌弦簱]發(fā)性固體濃度（MLVSS）：混合液活性污泥中有機性固體物質(zhì)部分的濃度。②活性污泥沉降性能及其指標(biāo)污泥沉降比（SV%）：混合液在量筒內(nèi)靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液溶劑的百分比。污泥容積指數(shù)（SVI）：SVI=SV/MLSS在經(jīng)過30min靜沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積，以mL計。③污泥齡生物固體平均停留時間（活性污泥在曝氣池的平均停留時間），曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放污泥量之比。泥齡長，微生物世代長，增殖慢，但個體大，反之，增長速度快，個體小，出水水質(zhì)相對差。時代時間長于污泥齡的微生物在曝氣池內(nèi)不可能繁衍成優(yōu)勢菌種屬。④BOD污泥負(fù)荷與BOD容積負(fù)荷BOD污泥負(fù)荷：F/M，單位重量活性污泥在單位時間內(nèi)能夠接受降解到預(yù)定程度的有機物量,有機污染量與活性污泥量的比值。Ns=QSa/VXBOD容積負(fù)荷：單位曝氣池容積在單位時間內(nèi)降解到預(yù)定程度的有機物量。Nv=QSa/V污泥負(fù)荷高，降解速度與污泥增殖量加大，曝氣池容積小，投資省，但泥齡短，出水水質(zhì)不高；過低則曝氣池容積加大，投資加大，曝氣量加大，經(jīng)濟性能降低。能否通過增加污泥濃度，減少構(gòu)筑物體積，節(jié)省投資？⑤污泥產(chǎn)率：污水中有機污染物的降解帶來微生物的增殖與活性污泥的增長，活性污泥微生物的增殖是生物合成與內(nèi)源呼吸的差值。⑥有機污染物降解與需氧：污泥齡與BOD去除負(fù)荷成反比?；钚晕勰嗵幚砉に噦鹘y(tǒng)活性污泥法工藝特征：a經(jīng)歷了起端的吸附和代謝；b微生物從對數(shù)期過渡到內(nèi)源呼吸期；c有機物迅速降低、BOD去除率可達90%；d需氧量從大到小。不足：a池容積大、占地多、基建費用高;b供氧難滿足；c對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性低，運行效果易受影響。階段曝氣活性污泥法工藝特征：a均衡進水能耗低，生物降解功能得以正常發(fā)揮;b提高了對水質(zhì)水量沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力；c污泥濃度逐漸降低，減輕二沉池負(fù)荷，利于固液分離。不足：處理效率不高。再生活性污泥法。工藝特征：a污泥活性得到恢復(fù)，充分進入內(nèi)源呼吸后期；b再生池可不另建，作為曝氣池一部分；c處理效果好，BOD去除率可達90%。吸附-再生活性污泥法工藝特征：a將吸附和代謝過程分為兩池或兩段；b再生池只對活性污泥曝氣，減少池容。不足：處理效率低，不宜處理溶解性有機物含量高的污水。延時曝氣活性污泥法工藝特征：負(fù)荷低，曝氣時間長，污泥處于內(nèi)源呼吸期，剩余污泥少且穩(wěn)定，污泥不需消化，也不需設(shè)初沉池。不足：池容大，負(fù)荷小，曝氣量大，投資運行費高。高負(fù)荷活性污泥法工藝特征：BOD負(fù)荷高、停留時間短、曝氣時間短。不足：BOD去除率不高；出水水質(zhì)不達標(biāo)完全混合活性污泥法工藝特征：a污水進池侯迅速混勻，水質(zhì)水量變化對系統(tǒng)影響?。籦水質(zhì)在各處相同，各處微生物群體和組成相同，降解情況相同；c需氧速度均衡，動力消耗略省。不足：池內(nèi)未有污染物濃度、微生物濃度與種群的梯度或鏈群，導(dǎo)致微生物的降解動力地下，易污泥膨脹。多級活性污泥法工藝特征：a污水處理氮源串聯(lián)；b一級負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷，二級負(fù)荷低；c各級污泥齡不同，微生物種群各異。不足：投資運行費用高，管理麻煩。深水曝氣活性污泥法工藝特征：a水壓大，飽和溶解氧濃度大，氣泡面積大，提高氧的傳質(zhì)速率；b節(jié)省占地。深井曝氣活性污泥法 工藝特征：a水壓大，飽和溶解氧濃度大，氣泡面積大，提高氧的傳質(zhì)速率；b利用進出水水位差以及曝氣提升力循環(huán)。不足：施工難度大，對地質(zhì)條件和防滲要求高。淺層曝氣活性污泥法工藝特征：曝氣器安裝高度0.6-0.8，失意低壓水機曝氣 。純氧曝氣活性污泥法工藝特征：提高氧分壓，強化氧的傳質(zhì)能力，增加MLSS濃度和污泥容積負(fù)荷，提高生化反應(yīng)速率。不足：要密閉運行，工藝管理復(fù)雜各種工藝技術(shù)的著重點包括:強化不同微生物的作用(群落),如高負(fù)荷、多級、延時曝氣等工藝。提高氧的傳質(zhì),降低能耗(純氧曝氣、深水曝氣、深井曝氣以及淺層曝氣等)。節(jié)省占地(深井)。保證出水水質(zhì)(延時曝氣、多級曝氣等)?；钚晕勰嗵匦?收附再生、再生以及高負(fù)荷活性污泥法等)。易管理與構(gòu)筑物單元少,如合建式完全混合活性污泥法與SBR等。利于污泥處置,延時曝氣以及A2/0等。13.氧化溝特點：構(gòu)造特征——環(huán)狀溝渠，進水簡單；流態(tài)特征——介于完全混合式（水力停留時間內(nèi)循環(huán)，混合液水質(zhì)接近一致）和推流式（曝氣裝置下游DO遞減）之間，形成富氧區(qū)和厭氧區(qū)，可脫氮除磷；工藝特征——可不設(shè)初沉池，可不單設(shè)二沉池（與二沉池合建），BOD負(fù)荷低，抗沖擊負(fù)荷，污泥齡長，污泥產(chǎn)率低。種類：卡羅賽氧化溝，交替工作氧化溝，二次沉淀池交替運行氧化溝系統(tǒng)，奧巴勒氧化溝系統(tǒng)，曝氣-沉淀一體化氧化溝。14.間歇式活性污泥處理系統(tǒng)（SBR）①運行工序：流入工序——調(diào)節(jié)池作用，使反應(yīng)器對水質(zhì)水量變動有一定適應(yīng)；反應(yīng)工序——曝氣，BOD去除，硝化反硝化；沉淀工序——相當(dāng)于二沉池，泥水分離；排放工序——排放上清液，殘留部分活性污泥作為種泥；待機工序——處理水排放后，反應(yīng)器停滯狀態(tài)，等待下一個操作周期。②工藝特點：工藝簡單，無需回流設(shè)備，不設(shè)二沉池，無需調(diào)節(jié)池，SVI低，污泥易沉淀，一般無污泥膨脹，可脫氮除磷，可自動控制，效率高，水質(zhì)可優(yōu)于連續(xù)式，容積小，造價運行費低。15.間歇式延時曝氣活性污泥法（ICEAS）：分主預(yù)反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)好氧，預(yù)反應(yīng)區(qū)厭氧，即曝氣好氧，閑置厭氧，同時去除BOD脫氮除磷。循環(huán)式活性污泥工藝（CAST）：設(shè)置生物選擇器，并從反應(yīng)器回流污泥選擇出適合的微生物種群。16.AB法污水處理工藝特征：分預(yù)處理，A，B三段，預(yù)處理設(shè)格柵沉砂池，不設(shè)初沉池，A段吸附池+中間沉淀池，B段曝氣池+二沉池，AB各有回流系統(tǒng)，各有微生物群體。A段負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷。17.水解-好氧工藝水解池取代初沉池，生物降解物理吸附一體，有機物去除效率高，大分子變小分子提高可生化性。固體物被水解可溶，降低污泥產(chǎn)量，能耗低，水力停留時間短，可用于工業(yè)廢水和難降解城市污水。18.活性污泥發(fā)展方向提高氧利用率，減少占地面積，減少運行費用，提高運行自動化管理，深度凈化（脫氮除磷）。19.活性污泥的培養(yǎng)馴化異步培養(yǎng)法：先培養(yǎng)再馴化。同步培養(yǎng)法：培養(yǎng)馴化同時進行接種。進水方式：連續(xù)進水：適合以生活污水為主的城市污水；間歇進水：悶曝、沉淀、排除上清液、加新鮮水、悶爆、沉淀。污泥處理系統(tǒng)異常情況：污泥膨脹：活性污泥系統(tǒng)中的污泥沉降性質(zhì)改變，不易沉降。污泥變質(zhì)時，不易沉淀，SVI增高，污泥結(jié)構(gòu)松散，體積膨脹。危害：污泥不易沉降，污泥流失，污泥濃度不夠，處理率下降，排入水體，生物污染。原因：絲狀菌膨脹：C/N過高，缺少營養(yǎng)，DO不足；結(jié)合水膨脹。污泥解體：出現(xiàn)的絮凝體細小，沉淀水渾濁等污泥絮凝體解體的現(xiàn)象。原因曝氣過量，紊動過分劇烈，絮狀體破裂。存在有毒物質(zhì)，微生物受到抑制或傷害。污泥腐化：二沉池長期滯留而產(chǎn)生厭氧發(fā)酵產(chǎn)生H2S、CH4等氣體而上?。ú糠稚细。?。污泥上?。喝毖鯛顟B(tài)下污泥反消化產(chǎn)生的氣體使污泥上浮。泡沫問題：污水中含大量合成洗滌劑和其他起泡物質(zhì)。第5章污水的生物處理——生物膜法1.生物膜法：生物膜法就是利用有細菌和菌類一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育而在其上形成膜狀生物污泥（生物膜）來處理污水的一種生物處理技術(shù)。2.生物膜的構(gòu)造掛膜：污水流經(jīng)濾料，污水和細菌附著在有機物被分解形成生物膜并逐漸成熟，這一起始階段常稱為掛膜。（優(yōu)勢：比表面積增加，使得發(fā)生傳質(zhì)作用的總接觸面積更大。）生物膜特性：高度親水的物質(zhì)，同時也是微生物高度密集的物質(zhì)。生物膜成熟的標(biāo)志：真正生態(tài)系統(tǒng)的組成對有機物的降解都達到了平衡狀態(tài)。生物膜的生長階段：潛伏期、生長期。濾料）厭氧層）好氧層）附著水層）流動水層）空氣。3.生物膜的凈化機理生物膜表面積大，吸附水中有機物，有機物降解在好氧生物膜內(nèi)進行。氧傳遞：空氣中的氧溶解于流動水層中，通過附著水層傳遞給生物膜，供微生物呼吸。污染物傳遞：有機污染物由流動水層傳遞給附著水層，然后進入生物膜被生物降解。代謝產(chǎn)物傳遞：水通過附著水層進入流動水層隨之排走，二氧化碳及厭氧層分解產(chǎn)物如H2S，NH3，CH4從水層逸出進入空氣。厭氧層不厚時，與好氧層平衡穩(wěn)定關(guān)系，好氧層維持凈化功能；厭氧層加厚，代謝產(chǎn)物增多，產(chǎn)物逸出透過好氧層破壞好氧層生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，成老化生物膜，凈化能力差叫脫落。理想情況減緩老化進程，避免厭氧層過分增長，加快好氧層更新，不使膜集中脫落。4.生物膜法的特征微生物相方面：微生物多樣化，食物鏈長且復(fù)雜，能夠存活時代時間長的微生物，與水力停留時間無關(guān)，分段運行時每段繁衍與本段水質(zhì)相適應(yīng)的微生物。工藝特征：對水質(zhì)水量變動有較強的適應(yīng)性，中斷進水無致命影響；污泥沉降性能好，動物成分多，比重大，顆粒大（厭氧層過厚有細小懸浮顆粒，澄清度降低）；能夠處理低濃度廢水；易于維護運行、節(jié)能。5.高負(fù)荷生物濾池構(gòu)造特點：基本與普通生物濾池相同，用輕質(zhì)、高強、耐腐蝕濾料，旋轉(zhuǎn)布水器。特征：大幅提高濾池的負(fù)荷率，是采用限制進水BOD和處理水回流等技術(shù)實現(xiàn)的。處理水回流可產(chǎn)生以下效應(yīng)：均化穩(wěn)定進水水質(zhì)，加大水力負(fù)荷，及時沖刷過厚老化生物膜，加速生物膜更新，抑制厭氧層，生物膜保持活性。抑制濾池蠅過度滋長，減輕臭味。6.曝氣生物濾池工藝流程：原污水從池上部進入池體，經(jīng)由填料組成的濾層，形成生物膜，同時池下部通過空氣管曝氣，與下流污水接觸，氧轉(zhuǎn)移，向微生物提供DO有機物。特征：氣液固三相接觸，氧轉(zhuǎn)移率高，動能消耗低；自截留懸浮物和脫落生物膜，無需沉淀池；小顆粒濾料比表面大，微生物附著能力強；無需污泥回流，無污泥膨脹，反沖洗自動化。7.生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造：盤片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動裝置。工藝流程：接觸反應(yīng)槽內(nèi)充滿污水，轉(zhuǎn)盤交替和空氣污水接觸，一段時間后轉(zhuǎn)盤上附著生物膜，微生物種屬逐漸穩(wěn)定，有機物被降解。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動離開污水接觸空氣，生物膜上固著的水吸收氧，傳遞到生物膜中，使槽內(nèi)DO達到一定濃度甚至飽和。生物膜增厚厭氧老化，在水盤剪切力作用下剝落，二沉池截留。特征：微生物濃度高；生物相分級，每級對應(yīng)污水性質(zhì)，有利降解；污泥齡長，硝化菌可增殖，由硝化反硝化功能，適當(dāng)措施可除磷；高低濃度均可，耐沖擊負(fù)荷；食物鏈較長，污泥量較小，無需曝氣，無污泥回流，運行費低，無污泥膨脹，無復(fù)雜機械，便于管理，無濾池蠅，無泡沫噪聲，無二次污染；流態(tài)從單個來看是完全混合，多級來看為推流式，稱完全混合——推流式。8.生物接觸氧化實質(zhì)：之一，已充氧污水浸沒全部填料，一定流速流經(jīng)填料，在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸、降解。另一，曝氣法向微生物供氧并攪拌混合，相當(dāng)于曝氣池內(nèi)加填料。填料：比表面大，粗糙，容易掛膜，化學(xué)生物穩(wěn)定性好，價格低。流程：一段處理流程，從初沉池進接觸氧化池，處理后進二沉池，泥水分離，生物膜形成污泥排除系統(tǒng)，澄清水排放。二段處理流程：初沉池，一段接觸氧化池，中間沉淀池，二段接觸氧化池，二沉池。工藝特征：多種形式填料，氣液固三項共存，利于氧轉(zhuǎn)移，微生物豐富，能生長絲狀菌而無污泥膨脹，生物膜上能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)與食物鏈。填料表面微生物膜不滿，形成立體結(jié)構(gòu)生物網(wǎng)，起到類似過濾作用，由于曝氣，生物膜表面接受曝氣吹脫，保持生物膜活性。負(fù)荷高，處理效率高。運行特征：抗沖擊負(fù)荷，間歇運行保持良好處理效果。操作簡單，運行方便，無污泥回流，無污泥膨脹，無濾池蠅。污泥量少，顆粒大易沉淀。動力消耗低。功能特征：除有機物還可脫氮，可用三級處理。缺點：填料可能堵塞，布水、曝氣不均勻局部出現(xiàn)死角。第6章污水的自然生物處理1.穩(wěn)定塘：是經(jīng)過人工適當(dāng)修正的土地，設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生物處理技術(shù)。2.穩(wěn)定塘的特點：不采取實質(zhì)人工強化，與自凈過程相近，污水流動緩慢停留時間長，微生物無多種水生生物的綜合作用降解，凈化包括好氧兼氧厭氧三種狀態(tài)，DO由光合作用提供，適合各種污水氣候條件，實現(xiàn)一二級處理，一般二級。3.穩(wěn)定塘的優(yōu)點：投資省，工程簡單；能夠污水資源化，處理與利用相結(jié)合，能耗少，維護方便。穩(wěn)定塘的缺點：占地面積大，凈化效果受自然因素控制，全年范圍內(nèi)不夠穩(wěn)定，防滲不當(dāng)污染地下水，散發(fā)臭氣滋生蚊蠅。4.穩(wěn)定塘的凈化機理①穩(wěn)定塘的生物細菌：降解有機物起主要作用，好氧菌和兼性菌、產(chǎn)酸菌、厭氧菌（產(chǎn)CH4、CO2）、硝化菌。藻類：具葉綠體，含葉綠素，光合作用提供DO，綠藻、藍綠藻（產(chǎn)H2S、固氮）。原生動物和后生動物：和活性污泥不同，不規(guī)則，數(shù)量不等，不完全作指示生物，水蚤表明清澈。水生植物：“維管束植物”提高除有機物、N、P，浮水植物、沉水植物、挺水植物。其他水生動物：魚類，控制藻類過度繁殖；水禽，吞噬水草。②穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)分解有機物的細菌在穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵作用，藻類在光合作用中放出氧，維持細菌正常生命活動。菌藻共生體是穩(wěn)定塘內(nèi)最基本的生態(tài)系統(tǒng)，其他水生植物和水生動物作用是輔助性的，不同程度強化了污水凈化過程。碳的循環(huán)與轉(zhuǎn)化：細菌新陳代謝作用轉(zhuǎn)化為無機碳CO2，又通過合成作用是本身增殖；藻類光合作用吸收無機碳，增殖，無光照，呼吸作用釋放無機碳；衰死的細菌藻類沉入塘底，厭氧發(fā)酵分解為溶解性有機碳和無機碳；塘底厭氧發(fā)酵使不溶性有機碳溶解和變成無機碳。氮的轉(zhuǎn)化與循環(huán)：氨化作用、硝化作用、反硝化作用，揮發(fā)作用（NH3），吸收作用（作為微生物和水生植物營養(yǎng)），分解作用，衰死沉底有機氮。磷的循環(huán)與轉(zhuǎn)化：細菌、藻類吸收無機磷滿足生命活動轉(zhuǎn)化成有機磷，溶解性磷與不溶性磷互相轉(zhuǎn)化（白天pH上升沉淀，夜間pH下降溶解），有機磷在細菌作用下氧化分解。有害物質(zhì)的轉(zhuǎn)化：生物降解、吸附于吸收（水生植物的根系）、螯合與沉淀（重金屬）。③穩(wěn)定塘的凈化機理作用稀釋作用：風(fēng)力，水流、污染物擴散作用下，與塘水混合，降低污染指標(biāo)。沉淀和絮凝作用：懸浮物質(zhì)在重力作用下沉于塘底，生物分泌物對細小懸浮顆粒絮凝作用。好氧微生物的代謝作用：異養(yǎng)好氧菌和兼性菌去除絕大部分有機物。厭氧微生物的代謝作用：兼性塘塘底沉積層、厭氧塘內(nèi)，溶解鹽全無，厭氧菌對有機物進行厭氧分解，分為水解、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷三個階段。浮游生物的作用：藻類供養(yǎng)，浮游動物吞食游離細菌，細小懸浮污染物、污泥顆粒，進一步澄清，分泌生物絮凝粘液。底棲動物攝取污泥層藻類細菌，減少污泥數(shù)量。魚類捕食微型水生動物及污物。維管束植物：吸收氮磷，富集重金屬，供養(yǎng)，為細菌提供生長介質(zhì)。④穩(wěn)定塘凈化過程的影響因素：溫度、光照、混合、營養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)、蒸發(fā)量和降雨量、污水的預(yù)處理。5.好氧塘特點：0.5m，陽光透入池底，DO和pH白天高夜間低（白天光照復(fù)氧夜間CO2），生物相豐富。凈化功能較高，降解速率快，污水停留時間短，有必要徹底的預(yù)處理一方形成污泥沉積層，占地面積大，含大量藻類需除藻處理。高負(fù)荷好氧塘：有機負(fù)荷高，污水停留時間短，藻類濃度高。普通好氧塘：有機負(fù)荷低。深度處理塘：以二級處理工藝出水為目的，有機負(fù)荷很低，水力停留時間較前者低，水質(zhì)好。6.兼性塘特點1.0--‐2.0m，上層好氧區(qū)（去除有機物，可更復(fù)雜硝化反應(yīng)等），中間兼性區(qū)（凈化反應(yīng)復(fù)雜），底部厭氧區(qū)（產(chǎn)酸，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸，產(chǎn)甲烷）。生物相豐富。耐沖擊負(fù)荷，建設(shè)投資低，適用范圍廣，可減少底泥。7.厭氧塘特點2.0m以上，有機負(fù)荷高，基本都呈艷艷只有細菌，產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌共存，凈化速度低，污水停留時間長。存在氣味問題，易污染地下水，浮渣問題有礙觀瞻和壞境衛(wèi)生。8.曝氣塘特點人工強化的穩(wěn)定塘，可分為好氧曝氣塘和兼性曝氣塘，效率高、停留時間短、占地少、耗電高。9.深度處理塘特點處理二級出水活在穩(wěn)定塘最后起緩沖作用，進水水質(zhì)有要求，quchuBOD去除率不高，除菌效果好，養(yǎng)魚的方式實現(xiàn)藻類的去除，依靠藻類的吸收去除氮磷。10.控制處水塘特點人為控制出水，某段時期蓄水，某段時間出水。污水土地處理系統(tǒng)：在人工控制條件下，將污水投配在土地上，通過土壤——植物系統(tǒng)，進行一系列的物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的凈化過程，使污水得到凈化的一種污水處理工藝。12.污水土地處理系統(tǒng)的組成：預(yù)處理設(shè)備，調(diào)節(jié)、貯存設(shè)備，輸送、配布與控制系統(tǒng)設(shè)備，土地凈化田，凈化水的收集、利用系統(tǒng)。13.土地處理系統(tǒng)凈化機理物理過濾：土壤顆粒間空隙截留、濾除SS。物理吸附與物理化學(xué)吸附：非極性分子在范德華力作用下，粘土礦物顆粒能吸附中性分子，金屬離子因陽離子交換作用或吸附和螯合作用被固定在晶格中。化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀：重金屬離子與土壤中某些組分化學(xué)反應(yīng)生成難溶化合物而沉淀。微生物代謝作用下的有機物分解：土壤中多種大量微生物對有機固體和溶解性有機物有強大的降解轉(zhuǎn)化能力。14.污水土地處理系統(tǒng)工藝：慢速滲濾，快速滲濾，地表慢流，濕地處理系統(tǒng)。15.濕地處理系統(tǒng)：將污水投放到土壤經(jīng)常處于水飽和狀態(tài)而且生長有蘆葦、香蒲等耐水植物的沼澤地上，污水沿一定方向流動，流動過程中在耐水植物和土壤聯(lián)合作用下，污水得到凈化的一種土地處理工藝。16.濕地處理系統(tǒng)的凈化機理：物理沉降作用；植物根系阻截作用；某些物質(zhì)化學(xué)沉淀作用；土壤及植物表面的吸附與吸收作用；微生物的代謝作用。以生長在沼澤地的維管束植物為主要特征可保持溶解氧、吸收分解有機污染物。對細菌病毒滅活、均勻水流，避免光照，防止藻類過度繁殖。第7章污水深度處理與回用1.深度處理：進一步去除常規(guī)二級處理所不能完全去除污水中雜志的凈化過程。2.深度處理的對象和目標(biāo)去除殘存懸浮物，脫色、除臭，使水進一步澄清。進一步降低BOD5，COD，TOC等，進一步穩(wěn)定。脫氮除磷，消除富營養(yǎng)化因素。消毒殺菌，除重金屬等有害物質(zhì)。3.二級處理水中殘留懸浮物的特點從mm到10um粒徑范圍很廣的生物絮凝體和未被凝聚的膠體顆粒，幾乎都是有機性的，大部分BOD來源于這些顆粒。4.SS的去除技術(shù)①混凝沉淀去除對象：微小懸浮有機物和無機污染物，也可去除某些溶解性物質(zhì)，也可除氮磷、細菌、病毒。不同于給水處理的混凝：污水中有生物微粒存在，微粒與藥劑親和力強，加藥后混凝過程短時間完成。②過濾作用：去除各類污染物，包括SS、BOD、重金屬、細菌，化學(xué)絮凝產(chǎn)生的Al、Fe鹽及石灰等沉淀物，去除不溶性磷；作為活性炭或離子交換時的預(yù)處理設(shè)施，節(jié)省后續(xù)費用；克服生物和化學(xué)處理的不穩(wěn)定性，提高回用的連續(xù)性和可靠性。4.溶解性（難降解）有機物的去除①活性炭吸附物理吸附為主，也有化學(xué)吸附在內(nèi)，除溶解性有機物質(zhì)外，還能去除表面活性劑、色度、重金屬、余氯。②臭氧氧化處理去殘余有機物、脫出污水的色度、殺菌消毒。能夠氧化有機物；極易形成中間產(chǎn)物，可生化性好；pH高，效果好，有副產(chǎn)物問題。5.氮的吹脫去除原理：氨溶于水的可逆反應(yīng)，調(diào)堿促左移。脫氮塔的特點：除氮效果穩(wěn)定，操作簡便，容易控制；可能造成氨的二次污染，使用氧化鈣易結(jié)垢，水溫下降效果差。6.生物脫氮原理傳統(tǒng)活性污泥的脫氮除磷只滿足微生物的生理需求，因此去除率低。污水中的氮以有機氮及無機氮的形式存在，生物脫氮由三個過程組成：有機氮在有氧的條件下，被好氧微生物轉(zhuǎn)化為NH3或NH4+；NH3或NH4+在有氧的條件下，被亞硝化菌及硝化菌轉(zhuǎn)化為NO2-、NO3-；NO2-、NO3-在無氧或缺氧的條件下，被反硝化菌轉(zhuǎn)化為N2從水中逸出而達到脫氮的目的。即：氨化過程：有機氮—氨化菌—NH3或NH4+硝化過程：NH3或NH4+—亞硝化菌—NO2-，NO2—硝化菌—NO3-反硝化過程：NO2-或NO3—反硝化菌—N27.硝化菌的特點硝化菌是亞硝酸菌和硝酸菌的統(tǒng)稱，屬于化能自養(yǎng)菌，革蘭氏染色陰性，可生芽孢的短桿狀細菌。8.消化反應(yīng)的控制指標(biāo)（硝化菌對環(huán)境變化極為敏感）溶解氧：氧是硝化反應(yīng)過程中的電子受體。溫度：硝化反應(yīng)有適宜的溫度（20--‐30）。pH：對pH變化敏感，8.0--‐8.4污泥齡：大于硝化菌最小時代時間。重金屬及有害物質(zhì)：對硝化菌產(chǎn)生抑制作用。9.反硝化菌的特點異樣型兼性厭氧菌，以硝酸鹽氮為電子受體，有機碳為電子供體。10.反硝化反應(yīng)的控制指標(biāo)碳源：碳源充足無需外加，碳氮比過低加甲醇。pH：主要的影響因素，6.5--‐7.5，過高過低反硝化速率大幅下降。溶解氧：厭氧好氧交替環(huán)境中生活，0.5以下。溫度：20--‐40，過低代謝速率下降，冬季低溫，提高污水停留時間?；钚晕勰嗝摰獋鹘y(tǒng)工藝流程說明：第一級曝氣池：一般二級處理曝氣池，主要功能去BOD、COD，有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，沉淀后進入硝化曝氣池。第二級硝化曝氣池：進行硝化反應(yīng)，需要一定的堿度，需要投堿以防pH下降。第三級反硝化反應(yīng)器，缺氧條件，硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮氣，采取厭氧、缺氧交替運行，碳源可投加甲醇，也可充入原污水。優(yōu)缺點：有機物降解菌、硝化菌反硝化菌分別在各自反應(yīng)器內(nèi)生長增殖，環(huán)境條件適宜，各自回流沉淀池污泥，反應(yīng)快徹底，但設(shè)備多，造價高，管理不便，能耗大。12.兩級生物脫氮系統(tǒng)：BOD去除和硝化氨化合一。13.缺氧--‐好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)（A/O法，前置反硝化）硝化反應(yīng)器內(nèi)已充分反應(yīng)的硝化液的一部分回流反硝化反應(yīng)器，反硝化反應(yīng)器內(nèi)的反硝化菌以原污水中有機物作為碳源，以回流液中硝酸鹽的氧作受電體，進行生命活動產(chǎn)生氮氣，不需外加碳源。（特征：內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，向反硝化池回流硝化液）反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應(yīng)消耗的堿度，含氮濃度不高的廢水不必另投堿。優(yōu)缺點：流程簡單，裝置少，無需外加碳源，建設(shè)運行費低，不足，處理水中含一定量硝酸鹽，沉淀池反硝化污泥上浮。加大內(nèi)循環(huán)比增加運行費用。14.除磷技術(shù)磷的存在形式：有機磷，磷酸鹽，聚磷酸鹽。不同于氮，不能形成氧化體和還原體，但有固態(tài)和溶解態(tài)轉(zhuǎn)化的特點。15.混凝沉淀除磷技術(shù)：鋁離子和正磷酸離子化合，形成難溶的磷酸鋁，沉淀去除。（鐵鹽類似）石灰混凝除磷：形成氫氧根離子，pH上升，磷與石灰中的鈣反應(yīng)，形成羥磷灰石。16.生物除磷原理生物除磷：利用聚磷菌一類的微生物，能過量的，在數(shù)量上超過其生理需要，在外部攝取磷，并將磷以聚合形式貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排除系統(tǒng)外。聚磷菌對磷的過量攝取：好氧條件下，聚磷菌有氧呼吸，不斷氧化分解體內(nèi)所存有機物，通過主動運輸?shù)姆绞?，從外部環(huán)境向其體內(nèi)攝取有機物，由于氧化分解，又不斷放出能量，能量為ADP所得，結(jié)合磷酸合成ATP，另一部分合成聚磷酸鹽。聚磷菌的放磷：厭氧條件下，聚磷菌體內(nèi)的ATP水解，放出磷酸和能量，形成ADP。弗斯特利普除磷工藝工藝流程：含磷污水進入曝氣池，同步進入的還有由除磷池回流的已釋放磷聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是使聚磷菌過量地攝取磷，除有機物，還能出現(xiàn)硝化作用。從曝氣池流出的混合液（污泥含磷，污水已除磷）進入沉淀池1，泥水分離。含磷污泥進入除磷池，除磷池保持厭氧狀態(tài)，，含磷污泥釋放磷，加水沖洗，使磷充分釋放，已釋放磷的污泥部分回流曝氣池再次用于吸收磷，含磷上清液進入混合池。混合池投加石灰乳，混合后進攪拌池反應(yīng)，化學(xué)除磷。沉淀池2為混凝沉淀池，除磷上清液回流曝氣池，磷酸鈣污泥排出。特點：除磷效果好，污泥易沉淀分離，絲狀菌難繁殖，污泥不膨脹，可根據(jù)BOD/P調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。18.厭氧-好氧除磷工藝（An-O法）原污水——釋放磷（厭氧）——曝氣池（BOD去除吸收磷，好氧）——沉淀池——處理水|||___________________回流污泥（含磷）__________________________|____剩余污泥工藝特征：不用投藥，無需內(nèi)循環(huán)，厭氧反應(yīng)器保持良好的厭氧（缺氧）狀態(tài)。反應(yīng)停留時間短，BOD去除率與一般相當(dāng)，磷的去除率較好，污泥含磷高，肥效好；污泥易沉淀，不膨脹。除磷率難以進一步提高，沉淀池產(chǎn)生磷的釋放現(xiàn)象。同步脫氮除磷技術(shù)——巴顛甫脫氮除磷工藝特點：脫氮除磷效果很好，但反應(yīng)器多，工藝復(fù)雜，成本高。AAO法同步脫氮除磷工藝各反應(yīng)器單元功能：厭氧反應(yīng)器：原污水進入，部分從沉淀池回流的含磷污泥，主要功能是釋放磷，同時部分有機物氨化。缺氧反應(yīng)器：首要功能是脫氮，硝態(tài)氮通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來。好氧反應(yīng)器：曝氣池，去除BOD、硝化和吸收磷在本反應(yīng)器內(nèi)進行。工藝特點：最簡單的同步脫氮除磷工藝，水力停留時間較少，厭氧（缺氧）好氧交替運行，絲狀菌不能大量繁殖，無污泥膨脹之虞。污泥含磷高，高肥效。無需投藥，兩A段只需輕輕攪拌，運行費用低。除磷效果很難提高，脫氮效果難以進一步提高，進入沉淀池的處理水要保持一定濃度和溶解氧，減少停留時間防止沉淀池中厭氧狀態(tài)污泥釋放磷。第8章污泥的處理1.污泥的分類①按成分不同污