水污染控制工程期末復習

1、緒 論水循環(huán)包括自然循環(huán)和社會循環(huán) 水污染概念:是指排入水體的污染物在數量上超過該物質在水體中的本底含量和水體的自凈能力，從而導致水體的物理、化學及衛(wèi)生性質發(fā)生變化，使水體的生態(tài)系統和水體功能受到破壞。水體污染的分類：物理性污染、無機物污染、有機物污染、營養(yǎng)鹽污染與水體富營養(yǎng)化、生物污染、放射性污染水污染的危害：危害人體健康、降低農作物的產量和質量、影響漁業(yè)生產的產量和質量、制約工業(yè)的發(fā)展、加速生態(tài)環(huán)境的退化和破壞、造成經濟損失第一章 排水管渠系統排水系統：為了系統地排除和處置各種廢水而建設的一整套工程設施，是收集、輸送、處理、利用及排放廢水的全部工程設施。排水體制：污水不同的排出方式所形成的

2、排水系統。排水系統的體制 ：包括合流制和分流制。合流制又分直排式和截留式，分流制又分完全分流制，半分流制，不完全分流制。排水系統的組成部分：管渠系統、污水廠、出水口；管渠：渠道明渠、暗渠；管道第三章 污水管道系統的設計污水溝道的設計流量是設計期限(2030年)終了時的最大日(或最大班)最大時的污水流量,它包括生活污水設計流量和工業(yè)廢水設計流量,在地下水位較高的地區(qū)，宜適當考慮地下水滲入量。1居住區(qū)的生活污水設計流量的確定 式中：qv居住區(qū)的生活污水設計流量； qvn居住區(qū)的生活污水量標準； N使用溝道的設計人數； K總總變化系數。2工業(yè)廢水量的確定方法 式中：qv工業(yè)廢水設計流量，L/s；m生

3、產每單位產品的平均廢水量m3；M產品的平均日產量； T每日生產時數；選擇污水廠和出水口的位置原則：城市的下風向 、水體的下游、 離開居住區(qū)和工業(yè)區(qū)第九章 污水水質與污水出路排水泵站的房屋建筑由兩部分組成：泵組間和進水間。常用的排水泵：離心泵、混流泵、軸流泵、螺旋泵、潛污泵污水的類型：包括生活污水，工業(yè)廢水，初期污染雨水，城鎮(zhèn)污水生活污水:人們在日常生活中所產生的廢水，主要包括廚房洗滌污水、廁所沖洗水、洗衣排水、沐浴排水及其它排水。 工業(yè)廢水:工業(yè)廢水是在工業(yè)生產過程中被生產原料、中間產品或成品等物料所污染的廢水。 初期雨水:雨雪降至地面形成的初期地表徑流。 城鎮(zhèn)污水：生活污水和工業(yè)廢水等。水質

4、分析指標：物理指標，化學指標，生物指標（1）物理性指標：溫度、色度（感官性指標，水的色度來源于金屬化合物或有機化合物）、嗅和味（感官性指標，水的異臭來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機物和氯氣等污染物質）、固體物質（懸浮固體物質揮發(fā)性物質、固定性物質；溶解物質）（2）化學性指標：有機物：生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、總有機碳（TOC）和總需氧量（TOD）、油類污染物、酚類污染物、表面活性劑、有機酸堿、有機農藥、苯類化合物無機物指標：植物營養(yǎng)元素（過多的氮、磷進入天然水體）；pH和堿度（pH在69;堿度：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度）;重金屬污水中的氮有四種:有機氮、氨

5、氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。含磷化合物：包括有機磷和無機磷。有機磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等，無機磷分磷酸鹽和聚合磷酸鹽。3生 物 性 指 標：病毒、細菌總數、大腸菌群(常以大腸菌群數/L計： 飲用水：<3個/L ； 城市排水：<10000個/L）河流的自凈作用是指河水中的污染物質在河水向下游流動中濃度自然降低的現象。4水體自凈根據凈化機制分為三類：物理凈化：稀釋、擴散、沉淀；化學凈化：氧化、還原、分解； 生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用。5污水排入河流的混合過程：豎向混合階段橫向混合階段斷面充分混合后階段水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點后又逐步回升的變化過程

6、，稱氧垂曲線。（分析特點，適用范圍氧垂曲線的變化規(guī)律在書本P9)）第十章 污水的物理處理1.格柵的清渣方法：人工清除（與水平面傾角：30º60º）機械清除（與水平面傾角：60º90º）2.格柵作用：去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行。3.篩網的作用：用于廢水處理或短小纖維的回收；形式：振動篩網、水力篩網沉淀法：是利用水中懸浮顆粒和水的密度差，在重力作用下產生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。 4.沉淀處理工藝的四種用法 ：a沉砂池：用以去除污水中的無機易沉物b初次沉淀池：較經濟地去除，減輕后續(xù)生物處理構筑物的有機

7、負荷。 c二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。d污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構筑物的尺寸及處理費用等。5.根據水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類型：自由沉淀、絮凝沉淀、區(qū)域沉淀或成層沉淀、壓縮沉淀6.懸浮顆粒在水中的受力：重力、浮力 重力大于浮力時，下沉；重力等于浮力時，相對靜止；重力小于浮力時，上浮。7 斯托克斯定律： 由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關：當s大于L時，s-L為正值，顆粒以us下沉；當s與L相等時，us=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除,可混凝或氣浮；s

8、小于L時，s-L為負值，顆粒以us上浮，可用浮上法去除。us與顆粒直徑d的平方成正比，因此增加顆粒直徑有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。us與成反比，隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。8.理想沉淀池的沉淀效率與池的表面積A有關，與池深H沉淀時間T池的體積V等無關沉砂池的作用：從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行沉砂池的工作原理：以重力或離心力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走沉砂池的幾種形式：平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂

9、池等9.沉淀池按使用功能分初次沉淀池、二次沉淀池：按水流方向分：平流式、豎流式、輻流式沉淀池特點與適用條件池型優(yōu)點缺點適用條件平流式1. 對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；2. 施工簡單，造價低采用多斗排泥，每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機械排泥，機件設備和驅動件均浸于水中，易銹蝕1. 適用地下水位較高及地質較差的地區(qū)；2. 適用于大、中、小型污水處理廠豎流式1. 排泥方便，管理簡單；2. 占地面積較小1. 池深度大，施工困難；2. 對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；3. 造價較高；4. 池徑不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式1. 采用機械排泥，運行較好，

10、管理較簡單；2. 排泥設備已有定型產品1. 池水水流速度不穩(wěn)定；2. 機械排泥設備復雜，對施工質量要求較高1. 適用于地下水位較高的地區(qū)；2. 適用于大、中型污水處理廠10.沉淀池由五部分組成：進水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)、緩沖區(qū)11.豎流式沉淀池的工作原理：在豎流式沉淀池中，污水是從下向上以流速v做豎向流動，廢水中的懸浮顆粒有以下三種運動狀態(tài)：當u>v時，顆粒將以u-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除；當u=v時，則顆粒處于隨遇狀態(tài)，不下沉也不上升；當u<v時，顆粒將不能沉淀下來，會被上升水流帶走。 當顆粒屬于自由沉淀類型時，其沉淀效果（在相同的表面水力負荷條件下）豎流式沉淀池的去

11、除率要比平流式沉淀池低。 當顆粒屬于絮凝沉淀類型時，由于在池中的流動存在著各自相反的狀態(tài)，就會出現上升著的顆粒與下降著的顆粒，上升顆粒與上升顆粒之間、下沉顆粒與下沉顆粒之間的相互接觸、碰撞，致使顆粒的直徑逐漸增大，有利于顆粒的沉淀。 沉淀方式：間歇式、連續(xù)式；斜板（管）沉淀池（處理效果最好）12提高沉淀池沉淀效果的有效途徑： 斜流式沉淀池， 對污水進行曝氣攪動 ， 回流部分活性污泥13.油的狀態(tài)：呈懸浮狀態(tài)的（可浮油）、細分散油、呈乳化狀態(tài)的（乳化油）、呈溶解狀態(tài)的（溶解油）隔油池：平流式、斜板式14.乳化油及破乳方法：當油和水相混，又有乳化劑存在時，乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄

12、膜，這時油和水就不會分層，而呈一種不透明的乳狀液。 當分散相是油滴時，稱水包油乳狀液； 當分散相是水滴時，則稱為油包水乳狀液。15.破乳方法簡介：破乳的基本原理：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分離。1、投加換型乳化劑2、投加鹽類、酸類：可使乳化劑失去乳化作用。3、投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑4、攪拌、振蕩、轉動：通過劇烈的攪拌、振蕩或轉動，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。5、過濾：如以粉末為乳化劑的乳狀液，可以用過濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。6、改變溫度：改變乳化液的溫度來破壞乳化液的穩(wěn)定。某些乳化液必須投加化學藥劑破乳，如鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類或無機酸、堿、混凝劑等。16.水

13、和廢水的浮上法處理是將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成（水-氣-顆粒三相混合體系），顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水中分離，形成浮渣層。浮上法處理工藝必須滿足下述基本條件：必須向水中提供足夠量的細微氣泡；必須使污水中的污染物質能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質產生粘附作用。17.氣浮法的類型按生產細微氣泡的方法分：電解氣浮法，分散空氣氣浮法 （微孔曝氣法和氣泡剪切法），溶解空氣氣浮法（真空氣浮法和加壓溶氣氣浮法）。(1) 電解氣浮法是將正負極相間的多組電極浸泡在廢水中，當通以直流電時，廢水電解，正負兩級間產生的氫和氧的細小氣泡粘附于懸浮物上，將

14、其帶至水面而達到分離的目的。(2) 分散空氣氣浮法 剪切氣泡氣浮法 微氣泡曝氣氣浮法（3）溶解空氣氣浮法 從溶解空氣和析出條件來看 真空氣浮法：空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放； 加壓溶氣氣浮法：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來。空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關。 在一定范圍內，溫度越低、壓力越大，其溶解度越大。一定溫度下，溶解度與壓力成正比。18.空氣從水中析出的過程分兩個步驟，即氣泡的形成過程與氣泡的增長過程。氣泡核的形成過程起決定性作用，有了相當數量的氣泡核，就可以控制氣泡數量的多少與氣泡直徑的大小。溶氣氣浮法要求在這個過程中形成數目眾多的氣泡核，溶解同樣

15、空氣，如形成的氣泡核的數量越多，則形成的氣泡的直徑也就越小，越有利于滿足浮上工藝的要求。微細氣泡與懸浮顆粒的黏糊形式有氣-顆粒吸附、氣泡頂托、氣泡裹挾19化學藥劑的投加對氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質，均需投加化學藥劑，以改變顆粒的表面性質，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學藥劑分為下述幾類：混凝劑、浮選劑、助凝劑、抑制劑、調節(jié)劑20.氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。平流式氣浮池、豎流式氣浮池第十一章 污水生物處理的基本概念和生化反應動力學基礎1.生化法（生物法）利用微生物的作用去除廢水中膠體和溶解性有機物的方法

16、。2.污水生物處理技術分為:A、好氧生物處理法（如活性污泥法、生物膜法、 氧化塘等）B、厭氧生物處理法 C、缺氧生物處理法3.按照微生物生長方式的不同分為: A、懸浮生長法(活性污泥法) B、附著生長法(生物膜法)4.按微生物生長速率，其生長可分為四個生長期延遲期（適應期） 對數增長期（生長旺盛期） 穩(wěn)定期（減速增長期）衰亡期（內源呼吸期）新陳代謝：微生物不斷從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質，通過生物酶催化的復雜生化反應，在體內不斷進行物質轉化和交換的過程。分解代謝：分解復雜營養(yǎng)物質，降解高能化合物，獲得能量。合成代謝：通過一系列的生化反應，將營養(yǎng)物質轉化為復雜的細胞成分，機體制造自身。發(fā)酵：指供氫體

17、和受氫體都參與有機化合物的生物氧化作用，最終受氫體無需外加，就是供氫體的分解產物（有機物）。 呼吸方式受氫體化學反應式好氧呼吸能量利用率42分子氧C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2817.3kJ缺氧呼吸無機物C6H12C6+4NO3 - 6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ發(fā)酵能量利用率26有機物C6H12C6 2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ5.好氧生物處理是在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養(yǎng)源進行好氧代謝。這些高能位的有機物質經過一系列的生化反

18、應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物質穩(wěn)定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進一步處置。 6.廢水的厭氧生物處理是在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩(wěn)定有機物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物，同時釋放能量。7.生物脫氮微生物分解有機氮化合物產生氨的過程稱為氨化反應；硝化反應是在好氧條件下，將NH4+轉化為NO2-和NO3-的過程。反硝化反應是指在無氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮(NO3-)和亞硝酸鹽氮(NO2-)還原為氮氣的過程。一般估算營養(yǎng)比例： BODNP 100 5 1按微生物生長速率，其生長可分為四個生長期：延遲

19、期、對數增長期、穩(wěn)定期、衰亡期第十二章 穩(wěn)定塘和污水的土地理1.穩(wěn)定塘的分類常見：好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘按用途分: 深度處理塘、強化塘、儲存塘 、綜合生物塘A好氧塘凈化機理：塘內存在著菌、藻和原生動物的共生系統。塘內的藻類進行光合作用，釋放出氧，塘表面的好氧型異氧細菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物并合成本身的細胞質（細胞增殖），其代謝產物CO2則是藻類光合作用的碳源。藻類光合作用使塘水的溶解氧和pH呈晝夜變化。白天，藻類光合作用使CO2降低，pH上升。夜間，藻類停止光合作用，細菌降解有機物的代謝沒有終止，CO2累積，pH下降。B兼性塘凈化機理兼性塘的有效水深一般為1.02

20、.0m。水利停留時間為5-30d。上部為有氧層，下部為厭氧層，中間是兼性區(qū)。好氧區(qū)對有機污染物的凈化機理與好氧塘相同。兼性區(qū)的塘水溶解氧較低。異氧型兼性細菌，它們既能利用水中的溶解氧氧化分解有機污染物，也能在無分子氧條件下，以NO3-、CO32-作為電子受體進行無氧代謝。厭氧區(qū)無溶解氧。污泥層中的有機質由厭氧微生物對其進行厭氧分解，其厭氧分解包括酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩個過程。發(fā)酵過程中未被甲烷化的中間產物進入塘的上、中層，由好氧菌和兼性菌繼續(xù)進行降解。而CO2、NH3等代謝產物進入好氧層，部分逸出水面，部分參與藻類的光合作用。兼性塘不僅可去除一般的有機污染物，還可以有效地去除磷、氮等營養(yǎng)物質和某些

21、難降解的有機污染物。 2.污水土地處理：是在在農田灌溉的基礎上，運用人工調控利用土壤-微生物-植物組成的生態(tài)系統使污水中的污染物凈化的處理方法。3.土地處理技術有五種類型：慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地和地下滲濾系統。4.污水土地處理系統的凈化機理：十分復雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統中的凈化是一個綜合凈化過程。其對各項污染物的去除機理如下：懸浮固體的去除、BOD的去除、氮的去除、磷的去除、金屬元素的去除、痕量有機物的去除、病原微生物的去除。5.濕地是指不問其為天然或人工，長久或暫時性的沼澤、

22、泥炭或水域地帶，靜止或流動，淡水，半咸水，咸水體，包括低潮時水深不超過6m的水域。濕地包括多種類型：珊瑚礁、灘涂、紅樹林、湖泊、河口、沼澤、水庫、池塘、水稻田等都屬于濕地。其共同點是其表面常年或經常覆蓋著水或充滿了水，是介于陸地和水體之間的過渡帶。 濕地可分為天然濕地和人工濕地。第十三章 生物膜法1.生物膜反應器包括生物接觸氧化池、生物流化床、生物轉盤、曝氣生物濾池、生物濾池（高負荷生物濾池、普通（單層）生物濾池、塔式（多層）生物濾池）2.生物膜：微生物細胞在水環(huán)境中，能在適宜的載體表面牢固附著，生長和繁殖，細胞胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構。3.生物膜的組成：細菌與真菌、原生動物

23、與后生動物、濾池蠅、藻類4.影響生物濾池性能的主要因素 ：進水底物的組分和濃度、營養(yǎng)物質、有機負荷及水力負荷、溶解氧、生物膜量、pH、溫度、有毒物質5.典型的生物濾池的構造 ：濾床 、布水設備（移動式（常用旋轉式）布水器、固定式噴嘴布水系統）、排水系統（作用：收集濾床流出的污水與生物膜、保證通風、支撐濾料）6.影響生物膜污水處理效果的主要因素 ：進水底物的組分和濃度、營養(yǎng)物質、有機負荷及水力負荷、溶解氧、生物膜量、pH、溫度、有毒物質7.生物濾池中有機物的降解過程同時發(fā)生著多過程：A有機物在污水和生物膜中的傳質過程B有機物的好氧和厭氧代謝過程C氧在污水和生物膜中的傳質過程 D生物膜的生長和脫落

24、等過程這些過程的發(fā)生和發(fā)展決定了生物濾池凈化污水的性能。影響生物濾池性能的主要因素有： 濾池高度、負荷率、回流、供氧。生物濾池的負荷率有三種表達形式： 水力負荷率：以流量為準，m3(水)/m3(濾料) ·d 。表面水力負荷率：m3（水）/（m2·d），又稱平均濾率， m/d 。有機負荷率：以BOD5為準，kg（BOD5或特定污染物質）/（m3·d）。8.回流利用污水廠的出水或生物濾池出水稀釋進水的做法稱回流，回流水量與進水量之比叫回流比。9.濾床總體積（V）在濾池正常運行前，要有一個讓它們適應新環(huán)境、繁殖壯大的始運行階段，稱為“馴化掛膜”階段，“掛膜”階段，即培養(yǎng)

25、生物膜的階段。10.生物濾池機理：污水流過成熟濾床時，污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸附、降解，從而得到凈化。生物膜表層生長的是好氧和兼性微生物，其厚度約2mm。在這里，有機污染物經微生物好氧代謝而降解，終點產物是H2O、CO2、NH3等。由于氧在生物膜表層已耗盡, 生物膜內層的微生物處于厭氧狀態(tài)。在這里, 進行的是有機物的厭氧代謝, 終點產物是有機酸, 乙醇、醛和H2S等。由于微生物的不斷繁殖，生物膜不斷加厚，超過一定厚度后，吸附有機物在傳遞到生物膜內層的微生物以前，已被代謝掉。此時，內層微生物因得不到充分的營養(yǎng)而進入內源代謝，失去其黏附在濾料上的性質，脫落下來隨水流出濾池，濾料表面再

26、重新長出新的生物膜。 11.生物轉盤的主要組成部分：旋轉圓盤、轉動中心軸、氧化槽、動力及減速裝置12.接觸氧化池的主要部分：池底 、填料、布水布氣裝置 13.曝氣生物濾池工作原理：曝氣生物濾池是充分借鑒污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設計思路，將生物降解與吸附過濾兩種處理過程合并在同一單元反應器中。以濾池中填裝的粒狀填料(如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等)為載體，在濾池內部進行曝氣，使濾料表面生長著大量生物膜，當污水流經時，利用濾料上所附生物膜中高濃度的活性微生物強氧化分解作用以及濾料粒徑較小的特點，充分發(fā)揮微生物的生物代謝、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反應器內沿水流方向食物鏈的分

27、級捕食作用，實現污染物的高效清除，同時利用反應器內好氧、缺氧區(qū)域的存在，實現脫氮除磷的功能。曝氣生物濾池形式：曝氣生物濾池根據水流方向分為上向流和下向流兩種：上向流是由底部進水，氣水同向；下向流則是上部進水，氣水反向。根據處理效果和控制來說，上向流運用得比較多。14.床層的三種狀態(tài)：固定床階段 、流化床階段 、液體輸送階段 固定床：液體以很小的速度流經床層時，固體顆粒處于靜止不動的狀態(tài)，床層高度也基本維持不變，這時的床層稱流化床：當液體流速大于b點（臨界流態(tài)化速度）流速，床層不再維持于固定狀態(tài)，顆粒被液體托起而呈懸浮狀態(tài)，且在床層各個方向流動，在床層上部有一個水平界面，此時由顆粒所形成的床層完

28、全處于流化態(tài)狀態(tài)。流速控制在最大和最小速度之間第十二章 活性污泥法1.活性污泥：由細菌、真菌、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。2.按棲息著的微生物分：大量的細菌、真菌、原生動物、后生動物活性污泥的沉降濃縮性能3.污泥沉降比：SV取曝氣池混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的體積，以占混合液體積的比例（%）表示污泥沉降比。4.污泥體積指數：SVISV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質量干泥形成的濕污泥的體積，來表示污泥沉降性能，單位

29、為mL/g。(P103)5.泥齡（Sludge age）Qc ：生物固體平均停留時間或活性污泥在曝氣池的平均停留時間，即曝氣池內活性污泥總量與每日排放污泥量之比。 6.活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段：吸附階段、穩(wěn)定階段 a、吸附階段由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的黏性物質，導致污水中的有機物轉移到活性污泥上去。b、穩(wěn)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。7.混合液曝氣過程中第一階段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，對于溶解的有機物，吸附作用不大或沒有，因此，把這種方法稱為接觸穩(wěn)定法，也叫吸附再生法。8.構成活性污泥法的三個要素：

30、 一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是污水中的有機物，它是處理對象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。提供三者接觸反應的設備 - 曝氣池 9.氣體傳遞原理物質從一相傳遞到另一相的過程稱為傳質過程，曝氣過程中空氣或純氧中的氧從氣相傳遞到液相中，亦是個傳質過程，傳質過程主要借助于擴散過程完成。10.雙模理論:11.Fick擴散定律：物質從一相傳遞到另一相的過程稱為傳質過程，曝氣過程中空氣或純氧中的氧從氣相傳遞到液相中，亦是個傳質過程，傳質過程主要借助于擴散過程完成。曝氣的作用與曝氣方式 1.好氧微生物的需氧代謝2.兼性

31、微生物酶的好氧合成12.混合液的攪拌作用（厭氧、缺氧池另加攪拌器）曝氣方式：a.鼓風曝氣系統b.機械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機、橫軸表面曝氣器c.鼓風+機械曝氣系統d.其他：富氧曝氣、純氧曝氣13.曝氣設備：鼓風曝氣、機械曝氣。鼓風曝氣：空氣凈化器 鼓風機 空氣輸配管系統 擴散器 機械曝氣：豎式曝氣機 臥式曝氣機14.比較各種曝氣設備性能的主要指標：氧轉移率、充氧能力、氧利用率15.生物除磷機理厭氧環(huán)境中：污水中的有機物在厭氧發(fā)酵產酸菌的作用下轉化為乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厭氧的不利狀態(tài)下，將體內積聚的聚磷分解，分解產生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動吸收乙酸苷轉化為PH

32、B(聚羥基丁酸)的形態(tài)儲藏于體內。聚磷分解形成的無機磷釋放回污水中，這就是厭氧釋磷。好氧環(huán)境中：聚磷菌將儲存于體內的PHB進行好氧分解并釋出大量能量供聚磷菌增殖等生理活動，部分供其主動吸收污水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內，這就是好氧吸磷。剩余污泥中包含過量吸收磷的聚磷菌，也就是從污水中去除的含磷物質。16.生物脫氮除磷工藝（生物脫氮除磷工藝 A2/O工藝）a. 污水進入首段厭氧池，同時進入的還有從二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厭氧環(huán)境條件下進行磷的釋放，同時轉化易降解COD 、 VFA為PHB,部分含氮有機物進行氨化。b. 在缺氧池中，首要功能是進行脫氮。回流混合液從好氧池帶來的大量NO

33、3-N和NO2N，回流量是原污水的2-4倍，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度繼續(xù)下降， NO3-N濃度大幅度下降，但磷的變化很小。c. 在好氧池中，有機物被微生物生化降解，其濃度繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降， NO3-N濃度顯著增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取也以較快的速率下降。生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和氨態(tài)氮轉化為N2的過程。其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。二沉池中普遍存在著四個區(qū)：清水區(qū)、絮凝區(qū)、成層沉降區(qū)、壓縮區(qū)。兩個界面：泥水界面和壓縮界面。活性污泥法處理系統：水力負荷、有機負荷、微生物濃度 、曝氣時間

34、 、污泥泥齡（SRT） 、氧傳遞速率 、回流污泥濃度 、污泥回流比、曝氣池的構造 、pH和堿度 、溶解氧濃度 、17.污泥膨脹及其控制 混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥體積膨脹，上層澄清液減少，這種現象稱為活性污泥膨脹。18.活性污泥膨脹可分為 ：污泥中絲狀菌大量繁殖導致的絲狀菌性膨脹、并無大量絲狀菌存在的非絲狀菌性膨脹。19.絲狀菌性膨脹主要因素：污水水質（造成污泥膨脹的最主要因素）、運行條件、工藝方法。射流曝氣的供氧方式可以有效地克制浮游球衣細菌引起的污泥膨脹。 20.在運行中，如發(fā)生污泥膨脹，針對膨脹的類型和絲狀菌的特性，可采取的抑制措施： (1)控制曝氣量，使曝氣池中保

35、持適量的溶解氧； (2)調整pH(3)如磷、氮的比例失調，可適量投加氮化合物和磷化合物； (4)投加一些化學藥劑； (5)城市污水廠的污水在經過沉砂池后，跳躍初沉池，直接進入曝氣池。 21.在設計時，對于容易發(fā)生污泥膨脹的污水，可以采用以下一些方法： (1)減少城市污水廠的初沉池或取消初沉池，增加進入曝氣池的污水中的懸浮物，可使曝氣池中的污泥濃度明顯提高，污泥沉降性能改善； (2)兩級生物處理法，即采用沉砂池一級曝氣池中間沉淀池二級曝氣池二次沉淀池的工藝等工藝； (3)對于現有的容易發(fā)生污泥嚴重膨脹的污水廠，可以在曝氣池的前面部分補充設置足夠的填料（降低了曝氣池的污泥負荷，也改變了進入后面部分

36、曝氣池的水質）； (4)用氣浮法代替二次沉淀池，可以有效地使這個處理系統維持正常運行。 22.活性污泥通常運行在pH=6.58.5的條件下第十五章 污水的厭氧生物處理污水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物 (包括兼性厭氧菌及專性厭氧菌）的作用，將污水中的各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程，也稱為厭氧消化。對批量污泥靜置考察，可以見到污泥的消化過程明顯分為兩個階段。固態(tài)有機物先是液化，稱液化階段；接著降解產物氣化，稱氣化階段；在常溫下，整個過程歷時半年以上。傳統的厭氧消化理論為兩階段理論：第一階段：酸化階段，最顯著的特征是液態(tài)污泥的pH值迅速下降。污泥中的固態(tài)有機物或

37、污水中的大分子化合物，如淀粉、纖維素、油脂、蛋白質等，在無氧環(huán)境中降解時，轉化為有機酸、醇、醛、水分子等液態(tài)產物和CO2、H2、NH3、H2S等氣體分子，氣體大多溶解在泥液中。轉化產物中有機酸是主體。低pH值有抑制細菌生長的作用，NH3的溶解產物NH4OH有中和作用。第二階段：氣化階段，由低分子的有機酸經微生物作用轉化為氣體，氣體類似沼澤散發(fā)的氣體，可稱沼氣，主體是CH4，CO2也相當多，還有微量H2、H2S等，因此氣化階段常稱甲烷化階段。污泥的厭氧處理面對的是固態(tài)有機物，所以稱為消化。三階段理論在書本P275 四階段理論在上圖第十六章 污水的化學與物理化學處理1.污水的化學處理是指采用化學藥

38、劑式化學材料對污水中溶解性或膠體狀態(tài)的污染物，通過化學反應使污染物與水分離，或改變污染物的性質，如降低污水中的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些物質以及有機物等，以除去水中雜質的處理方法。2.常用的化學處理方法有化學混凝、中和法、化學沉淀法和氧化還原法。3.處理對象主要是污水中 無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質 或 膠體物質。4.混凝原理：(1) 壓縮雙電層作用 (2) 吸附架橋作用 (3) 網捕作用5.根據分散粒度不同，污水可分為三類：1）分散相粒度0.1-1nm間的稱為真溶液；2）分散相粒度在 1-100nm間的為膠體溶液；3）分散相粒度大于 100nm稱為懸浮液。6.對于混凝劑而言，

39、在廢水處理時：（帶負電膠體） （1）無機混凝劑 壓縮雙電層和吸附架橋以及網捕都具有重要作用；（2）高分子混凝劑 吸附架橋起主要作用。7.凝聚(coagulation)：在水處理中，凝聚是指脫穩(wěn)的膠粒相互聚集為較大顆粒的過程。8.絮凝(flocculation)：絮凝則是指末經脫穩(wěn)的膠體由于高分子物質吸附架橋作用而聚結成大顆粒的現象。9.混凝：是凝聚、絮凝兩各過程的總稱。是水中膠體粒子及微小懸浮物的聚集過程。10. 當混凝劑投放水中后，應立即進行劇烈攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質接觸，使膠體脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠體在相互凝聚的同時，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附架橋作用，形成大的絮凝體，

40、使混凝過程很好完成。11.無機鹽類混凝劑：目前應用最廣的是鋁鹽和鐵鹽12.鋇鹽沉淀法 主要用于處理含六價鉻的廢水。沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。以碳酸鋇為例： BaCO3+CrO42- BaCrO4+ CO32- 為了提高除鉻效果，應投加過量的碳酸鋇，反應時間應保持2530min。投加過量的碳酸鋇會使出水中含有一定數量的殘鋇。在回用前可用石膏法去除： CaSO4+Ba2+ BaSO4+Ca2+ 13.化學氧化還原是指加人氧化劑或還原劑將污水中有害物質氧化或還原為無害物質的方法。1、 加氯氧化CN-根 2、 電解法 3、 置換法1、 氧化法電鍍廢水往往含有CN-,可加氯氧化為N2和

41、CO2氰離子CN-的氧化破壞分兩階段進行。第一階段， pH大于10， CN： Cl2 =1：2.7， CN被氧化為氰酸根CNO： CN+Cl2+2OH- CNO +2Cl +H2O ； 第二階段，pH值8.5， CN：Cl2 =1：4.1， CNO進一步氧化降解或水解： 2CNO +4OH- +3Cl2 2CO2+N2 +6Cl +2H2O 2、還原法向廢水中投加還原劑，氧化廢水中的有毒有害物質，使其轉變?yōu)闊o毒無害的或毒性小的新物質的方法。含鉻廢水的處理硫酸亞鐵石灰法除鉻 廢水中的六價鉻主要以兩種形式存在：鉻酸根CrO42-和重鉻酸根Cr2O72-在水中：CrO42- +8H+ +3Fe2+

42、Cr3+ +4H2O +3Fe3+ Cr2O72- +14H+ +6Fe2+ 2Cr3+ +7H2O +6Fe3+投加硫酸亞鐵時：Cr6+Cr3+（還原）Fe2+ Fe3+(氧化)再投加石灰，使pH為可以生成Cr(OH)3+Fe(OH)3 3、電解法處理含CrO42-根的廢水：電極是鐵板陽極反應：陰極反應：14.吸附是一種物質附著在另一種物質表面上的過程，它可以發(fā)生在氣一液、氣一固、液一固兩相之間。15.在污水處理中，吸附則是利用多孔性固體吸附劑的表面吸附污水中的一種或多種污染物，達到污水凈化的過程。這種方法主要用于低濃度工業(yè)廢水的處理。16. 吸附原理一、吸附方法：物理吸附、化學吸附（離子交

43、換吸附）1、物理吸附：吸附劑與吸附物質之間是通過分子間引力(即范徳華力)而產生的吸附.2、化學吸附：吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用，生成化學鍵引起吸附.（衡量指標：吸附能力、吸附速度）二、影響吸附的因素1、溶質的性質 2、溶液的性質三、吸附階段：顆粒外部擴散階段吸附質從溶液中擴散到吸附劑表面孔隙擴散階段吸附質在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點擴散吸附反應階段吸附質被吸附在吸附劑孔隙內的吸附點表面17吸附速度主要取決于外部擴散速度和孔隙擴散速度18.離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和污水中的離子進行交換反應而除去污水中有害離子的方法。是水處理中軟化和除氧的主要方法之一。在污水處理中主要用于去

44、除污水中的金屬離子。是可逆性化學吸附。19. 交換勢（有關它的規(guī)律在書本P322）交換勢大，交換離子越容易取代樹脂上的可交換離子，也就表明交換離子與樹脂之間的親和力越大。離子交換劑按母體材質不同可以分為無機和有機兩大類.20.膜析法是利用天然或人工合成膜以外界能量或化學位差作推動力對水溶液中某些物質進行分離、分級、提純和富集的方法的總稱。21.動力：1、分子擴散作用擴散滲析法 2、電力電滲析法 3、壓力反滲析法和超過濾法22.膜分離是利用特殊的薄膜對液體中某些成分進行選擇性透過的統稱。23.溶劑透過膜的過程稱為滲透，溶質透過膜的過程稱為滲析。24. 電滲析法電滲析是在直流電場的作用下，以電位差

45、為推動力，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過），而使溶液中的溶質與水分離的一種物理化學過程。從而實現溶液的濃縮、淡化、精制和提純的一種膜過程。25.超過濾與反滲透的異同超過濾簡稱超濾，它同反滲透一樣，都是利用膜來分離廢水中溶解的物質。兩種方法的共同點在于：兩種過程的動力同是溶液的壓力，在溶液的壓力下，溶劑的分子通過薄膜，而溶解的物質被阻滯在膜表面上26.超濾的原理：超濾又稱為超過濾，通過膜表面的微孔結構對物質進行選擇性分離。當液體混合物在一定壓力下流經膜表面時，小分子溶質透過膜（稱為超濾液），而大分子物質則被截留，使原液中大分子濃度

46、逐漸提高（稱為濃縮液），從而實現大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。 超濾用于去除廢水中大分子物質和微粒（分子量>500）。 超濾截留大分子物質的機理是：膜表面的孔徑機械篩分作用；膜孔阻塞、阻滯作用；膜表面及膜孔對雜質的吸附作用。27.回用水水質基本要求為達到污水回用安全可靠，城市污水回用水水質應滿足以下基本要求：（1）回用水的水質符合回用對象的水質控制標準；（2）回用系統運行可靠，水質水量穩(wěn)定；（3）對人體健康、環(huán)境質量、生態(tài)保護不產生不良影響；（4）回用于生產目的時，對產品質量無不良影響；（5）對使用的管道、設備等不產生腐蝕、堵塞、結垢等損害；（6）使用時沒有嗅覺和視覺上的不快感。第

47、十八章 污泥的處理和處置1.污泥的處理和處置，就是要通過適當的技術措施，使污泥得到再利用或以某種不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中2.污泥中的水分：游離水、毛細水、內部水(1) 游離水: 存在于污泥顆粒間隙中的水，稱為間隙水或游離水，約占污泥水分的70左右。這部分水一般借助外力可與泥粒分離。(2) 毛細水: 存在于污泥顆粒間的毛細管中，稱為毛細水，約占污泥水分的20左右。也有可能用物理方法分離出來。(3) 內部水：黏附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內部(包括生物細胞內的水)的內部水，約占污泥中水分的10左右。有干化才能分離，但也不完全。3.污泥處置的前處理：為了避免污泥進入環(huán)境時，其有機部

48、分發(fā)生腐敗,污染環(huán)境，常在脫水之前先進行降解，稱穩(wěn)定。經過穩(wěn)定的污泥如果脫水性能差，則還需調理。4.污泥的處置：農業(yè)利用、建材、填埋、焚燒、投放海。5.污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。主要減縮污泥的間隙水。 方法：沉降法、氣浮法、離心法。6.離心濃縮法原理:利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉的離心機中受到不同的離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的。效果指標 ：出泥含固率、固體回收率（濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固體總量的比值）7.污泥穩(wěn)定化的處理方法: 厭氧消化法、好氧消化法、氯化氧化法、石灰穩(wěn)定法、熱處理法8.污泥脫水的作用是去除污泥中的毛細水和表面附著水，從而縮

49、小其體積，減輕其質量。污泥的自然干化:污泥干化床污泥的機械脫水及其設備：轉筒離心機、板框壓濾機、帶式壓濾機、真空過濾機第十九章 污水處理廠的設計 選擇廠址或站址(在工廠、企業(yè)內，往往將污水處理廠稱為廢水站)時，一般應考慮以下一些問題：（1）廠址應選在地質條件較好的地方。地基較好，承載力較大，地下水位較低，便于施工。（2） 處理廠應盡量少占土地和不占良田。同時，要考慮今后有適當的發(fā)展余地。（3） 要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件。（4） 處理廠應設在靠近電源的地方，并考慮排水、排泥的方便。（5） 處理廠應選擇在不受洪水威脅的地方，否則應考慮防洪措施。城鎮(zhèn)污水廠的流程按照處理效率，污水廠可以分為三級：一級處理廠沉淀法一級加強處理廠化學混凝沉淀法、生物處理法、化學生物絮凝處理二級處理廠生物處理法工業(yè)廢水的處理在具體確定工廠的廢水處理方案之前，先要調查研究下列各點： (1) 本廠工業(yè)廢水的特點，包括污染環(huán)境的是有毒物、有機物，還是特殊物質(如油、酸、堿、懸浮物等)，水量多少，變化如何； (2) 循環(huán)給水和壓縮廢水量的可能性； (3) 回收利用廢水中的有用物質的方式方法； (4) 廢水排入城市溝道的可能性； (5) 生活污水情況。平面布置的原則 (1) 布置應緊湊，以減少處理廠占地面積和連接管(溝道)的長度，并應考慮工作人員的方便。 (2) 各處理構筑物之間的連接