huanjinggongcheng

1、工程是一种职业，它利用通过学习、经验、实践所获得的数学和自然科学知识，来寻求经济地利用物质和自然力量的方法，以造福人类。 环境工程通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生问题，主要包括：提供安全、可口和充足的公共供水；适当处置与循环使用废水和固体废物；建立城市和农村符合卫生要求的排水系统；控制水、土壤和空气污染，并消除这些问题对社会和环境所造成的影响。环境科学是在现代社会经济和科学发展过程中逐步形成的一门新兴的综合性科学。其主要任务是研究在人类活动的影响下，环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及保护和改善环境质量的理论、技术和方法。 环境工程学是运用工程学的基础知识和方法，结合环境科

2、学的理论，研究保护自然环境所应采取的具体工程措施，开发和设计去除各种污染物的设施和设备，实现保护环境、改善或修复破坏的环境的目标。它是环境科学理论和研究成果的实施者环境工程学的形成和发展 ；市政工程学 卫生工程学 给水与排水工程学 土木与环境工程系 市政与环境工程系 环境工程系 1.2.2 水质标准 生活饮用水卫生标准 地面水环境质量标准 农田灌溉水质标准 污水综合排放标准 1.3.1污水 生活污水 工业废水 被污染的雨水 1.3.2 污水的收集 合流制排水系统 分流制排水系统1.3.3 污水处理的一般技术及其原理 1.3.3.1污水处理的目的和要求 排放水体 灌溉田地 重复使用 1.3.3.

3、2 污水处理的基本方法 按原理划分： 物理处理法 化学及物理化学处理法 生物化学处理法按处理程度划分：一级处理 二级处理 三级处理 1.4 水污染治理面临的挑战 污染物数量 污染物成分复杂 局部污染流域性污染 水资源质量水资源数量生态系统生物多样性 1.5 水污染控制工程的发展趋势水污染控制工程是环境工程的一个分支，该工程的主要目的是采用科学和工程技术的方法，解决与污水处理及回用相关的问题，并最终以与环境、生态、社会和经济相适应的方式保护水环境、水资源和公共健康，维持社会和经济的可持续展1.5.1 水污染治理工程技术的发展趋势 沉淀工艺和生物滤池活性污泥法和生物膜法现代污水处理新工艺的基本单元

4、采用物理、化学和生物反应的方法组合的工艺，以实现强化一级处理、强化二级处理（去除营养物）和深度处理（如三级处理）能够生产直接饮用水的以高级氧化与膜分离技术为主体工艺的污水高级回收处理技术。1.5.2 水污染控制的方法 污水集中处理 处理后经过管网和多次加压送到用户 污水分散处理 就地处理就地回用，实现水平衡和水循环第2章 物理处理法2.1.1.1 沉淀类型 自由沉淀 絮凝沉淀 （干涉沉淀） 拥挤沉淀（成层沉淀 压缩沉淀 2.1.1.2 沉淀的作用 作为化学处理与生物处理的预处理； 用于化学处理或生物处理后，分离化学沉淀物，分离活性污泥或生物膜； 污泥的浓缩脱水；2.1.2.1 理想沉淀池 设处

5、理水量为q（m3/s）,水面面积为a（m2）,沉淀池容积为v（m3），则存在下列各项关系式 a=bl t=l/=h/uo v=qt=hbl q=v/t=hbl/t=auo q/a=uo=q q/a的物理意义是：单位表面积单位时间所处理的水量，一般称为表面负荷和过流率。用符号q表示 对于指定的沉淀时间to，可求得颗粒沉速uoh/to（沉速为uo的颗粒与总颗粒重量之比为xo），凡沉速大于等于uo的颗粒在to时间已全部去除，去除率为（1xo）。而沉速为u（uuo）的颗粒因其处于水面下不同深度处，经to时间沉淀，也去除了u/uo 部分。因此总去除率为：灌溉农田前作灌前处理。浅层沉淀 若将深度为h的平流

6、池分成n层浅池，每层深度为h=h/n。设水平流速v和颗粒沉速uo不变，则进入每个浅池的流量为q=q/n，浅池的沉速uo=q/a=q/(na)=uo/n，即沉速减小了n倍，从而沉淀效率大大提高。如每个浅池保持原有的沉速uo不变，则每个浅池处理的流量为q1=uoa=q，总流量提高n倍。 2.1.2.2 实际沉淀池 按其流态及结构形式沉淀池可分为： 平流沉淀池 竖流沉淀池 辐流沉淀池 斜板沉淀池按工艺布置的不同，沉淀池可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池 二次沉淀池 自由沉淀 絮凝沉淀 絮凝沉淀 成层沉淀 压缩沉淀 第3章 化学及物理化学处理法3.1.1 基本原理 研究对象的结构与性质 以氢氧化

7、铁为例，由于氢氧化铁是由三氯化铁水解形成，故水中的主要电解质h+和c1。氢氧化铁胶体粒子的结构式： 胶体特性 动电现象表面性能力学性质 2）如何使胶体脱稳（混凝的基本原理） 胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性称为胶体的稳定性。 同类的胶体微粒电性相同，静电斥力 带电荷的胶粒和反离子与水分子发生水化作用胶体因电位降低或消除，从而失去稳定性的过程称为脱稳。 脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。 未经脱稳的胶体也可形成大的颗粒，这种现象称为絮凝。 不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。混凝按机理可分为： 压缩双电层 吸附电中和 吸附架桥 沉淀物网捕压缩双电层机理 该过程的实质是加

8、入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。 吸附电中和机理 胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生 吸附架桥机理 吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。沉淀物网捕机理 当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作凝聚剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物(如a1(oh)3，fe(oh)3)或带金属碳酸盐(如caco3)时

9、，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。凝聚、絮凝和混凝 凝聚(coagulation)是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程； 絮凝(flocculation)则指胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大颗粒絮体的过程； 混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。 习惯上将低分子电解质称为凝聚剂， 将高分子药剂称为絮凝剂。 一般把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。3.1.2 工艺过程 （1）混凝剂的投加 （2）混合（接触） （3）反应（絮体长大） （4）沉淀 混凝剂；无机盐类：普通铁、铝盐和碱化聚合物 有机高分子类：阴离子型、阳离子型和非离子型助凝剂。ph调整剂 絮体结构改

10、良剂氧化剂 混凝的影响因素 .污水性质的影响 胶体杂质浓度 ph值 水温 共存杂质的种类和浓度 .混凝剂的影响 混凝剂种类 混凝剂投加量 混凝剂投加顺序.水力条件的影响 搅拌强度 搅拌时间 混凝的操作程序 里特迪克(riddick)制定出套行之有效的混凝操作程序。 先提高碱度(投加重碳酸盐具有增加碱度和不提高ph值的优点)； 投加铝盐或高铁盐，al3或fe3包围胶体粒子，使微小絮凝体带有正电荷； 投加活化硅酸和聚合电解质之类的助凝剂，以便增大絮凝体并控制z电位。 在投加碱和混凝剂后建议快速搅拌1min3min，随后投加助凝剂搅拌20min30min，以促进絮凝。3.1.3 工程设施 整个混凝工

11、艺过程包括混凝剂的配制与投加、混合、反应、澄清几个步骤，其示意流程图如图所示： 混凝剂的配制与投加 混合设备 对混合的要求是快速而均匀。 混和有两种混合型式： 一种是借水泵的吸水管或压水管混合； 另一种是在混合槽内进行混合。 分流隔板式混合槽 槽为钢筋混凝土或钢制，槽内设隔板，药剂于隔板前投入，水在隔板通道间流动过程中与药剂达到充分的混合。多孔隔板式混合槽 槽为钢筋混凝土或钢制，槽内设若干穿孔隔板，水流经小孔时作旋流运动，保证迅速、充分地得到混合。 反应设备 反应设备的任务就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体而便于沉淀。 反应设备应有一定的停留时间和适当的搅拌强度，以让小絮体能相互碰撞，并防止生成的大

12、絮体沉淀。 反应池的型式有隔板反应池、旋流反应池、涡流式反应池等。 隔板反应池 隔板反应池有平流式、竖流式和回转式三种。 平流式隔板反应池回转式隔板反应池 澄清池 澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应和絮体沉降三种功能的设备。 它利用的是接触凝聚原理，即为了强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬浮在水中成为悬浮泥渣层(接触凝聚区)，当投加混凝剂的水通过它时，污水中新生成的微絮粒被迅速吸附在悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。根据泥渣与污水接触方式的不同，澄清池可分为两大类： 一类是悬浮泥渣型 悬浮澄清池 脉冲澄清池另一类是泥渣循环型 机械加速澄清池 水力循环加速澄清池第3章 化学

13、及物理化学处理法 3.2.1.1 膜 一种最通用的广义定义是把“膜”定义为两相之间的一个不连续区间，其尺寸中，一维大大地小于其他二维，极薄。膜可为气相、液相和固相，或是它们的组合。 “起栅栏作用，阻止块体移动（mass movement） 而允许一个或几个物类有序通过的相” ，膜起着选择性栅栏的作用。 3.2.1.2 膜的分类 膜的材料 膜的形态结构 膜的作用机理 膜的几何形状 膜的用途3.2.2 超滤 3.2.2.1 超滤膜 结构 原理 3.2.2.2 超滤膜组件 类别 过滤方式 3.2.2.3 超滤膜系统 bench-scale pilot-scale full-scale第4章 生物化学

14、处理方法 4.1 生化处理法概述 生化处理法是利用微生物具有氧化分解有机物并将其转化为无机物这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高对污水中有机物氧化降解效率的一种污水处理方法。 生化处理法是污水处理系统中最重要的过程之一，原因如下： 生物处理中对污染物进行转化和稳定的主体是微生物。微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强、易变异等特性。 微生物的生存条件温和，新陈代谢过程中不需高温高压，它是不需投加催化剂的催化反应。 生化处理法与一般化学法相比，处理费用低廉、运行管理方便生化处理法按参与作用的微生物种类和供氧情况，分为好氧处理和厌氧处理两类

15、。二者区别如下： 起作用的微生物群不同。 产物不同。 反应速率不同。 对环境要求条件不同。 4.2 好氧处理技术 4.2.1 活性污泥法 (activated sludge processes) 4.2.1.1 活性污泥法的基本原理 一. 活性污泥法的基本概念与流程 活性污泥法的基本流程系统包括以下几部分： 曝气池 二沉池 污泥回流系统 剩余污泥排放系统 曝气系统二.活性污泥的静态和动态特征 活性污泥的形态和组成 活性污泥的微生物 活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长 适应期 对数增殖期 减速增殖期 内源呼吸期三.活性污泥净化反应过程 吸附 代谢 凝聚与沉淀四. 活性污泥净化反应的影响因素 营

16、养物质 溶解氧含量 ph值 水温 有毒物质4.2.1.2 活性污泥处理系统的设计运行参数一. 表征活性污泥浓度的评价指标 mlss mlvss二. 表征活性污泥沉降性能的评价指标 sv svi三. 污泥龄四. bod污泥负荷与bod容积负荷.2.1.3 活性污泥反应的理论基础与反应动力学一. 活性污泥反应的理论基础 有机污染物的降解与活性污泥的增长 有机污染物的降解与需氧量二. 活性污泥反应动力学基础 反应动力学模型的建立（monod方程式） 莫诺借用描述酶促反应速度与底物浓度之间关系的经典米门公式，并做了如下假设： 生化反应中起作用的酶的量可用好氧微生物的量近似表示； 活性污泥完全由好氧微生

17、物组成； 反应中活性污泥的量不变。 微生物的比增殖速度； ks 饱和常数，为当1/2 max 时的底物浓度； s 底物浓度。微生物的比增殖速度与底物的比降解速度呈比例关系 有机底物比降解速度，按物理意义考虑 对莫诺公式进行讨论 底物浓度很高，sks时 说明：在高浓度有机底物的条件下，有机底物以最大的速度进行降解，而与有机底物的浓度无关，呈零级反应关系。即有机底物的浓度再提高，降解速率也不会提高。因为这时微生物处于对数增殖期，其酶系统的活性位置都为有机底物所饱和。 低底物浓度条件下，sks时说明：有机底物降解遵循一级反应，有机底物的含量已成为有机底物降解的控制因素。因为此时混合液中有机底物浓度已

18、不高，微生物增殖处于减速增殖期或内源呼吸期，微生物酶系统多未被饱和。说明：上式表示的是在活性污泥反应系统中，经过t时反应后，混合液中残存的有机底物值s与原污水中有机底物量s0 之间的关系。 莫诺方程式的应用完全混合式曝气池：q, s0qw, xrrq, se, xrseq-qwq+rqse, x v, se, x (1+r)q在稳定条件下，对系统中的有机底物进行物料衡算在稳定运行条件下，完全混合曝气池内各质点的有机底物降解速度是一个常数。第4章 生物化学处理法 4.2 好氧生化处理 4.2.1 活性污泥法 4.2.1.1 活性污泥法的基本原理 4.2.1.2 活性污泥处理系统的设计运行参数 4

19、.2.1.3 活性污泥反应的理论基础与反应动力学 4.2.1.4 曝气装置 4.2.1.4 曝气装置 一.曝气原理 曝气及其作用 充氧 搅动和混合 曝气氧转移的基本理论浅渗理论： 气相与液相都是按重复的短暂接触进行的，由于接触的时间很短，不可能达到稳定 状态。 当气泡上升一个气泡直径的距离后，以前所接触的那部分水就被新接触的水替换掉了。故而允许气体传递进入它所接触的那部分水中的时间极短，扩散进入水的深度也浅；另外传递的过程是随时间变化的。 表面更新理论： 由于水膜中的水处在紊动混合状态，传递物质的表面不可能是固定不变的，应是由无数的接触时间不同的面积微元组成的，这些面积微元在接触时间内所传递的

20、质量总和才是真正的传质量 。双膜理论： 气膜中氧分子的传递动力很小，气相主体与界面之间的氧分压差值很低； 如果液膜中的氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，在其界面存在的浓度梯度将向液膜传递，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体； 曝气时推动氧分子通过液膜的动力是水中氧的饱和浓度和实际浓度的差。 氧传递的基本方程： kla 氧总转移系数，是评价空气扩散装置供氧能力的重要参数。 氧转移的影响因素 影响kla的因素 a.污水水质 污水的kla清水的kla b.水温 kla（t）kla（20）1.024t20 影响cs 的因素 a. 污水水质 污水的cs清水的cs b. 水温 c. 氧分压 氧转移速率与供

21、气量的计算标准条件下，转移到曝气池混合液的总需氧量为r0实际条件下，转移到曝气池中的总氧量为r氧转移量需氧量氧转移效率（氧利用效率）供氧量供气量二. 曝气类型 鼓风曝气 由鼓风机吸入，通过管道系统，最后经由扩散板或扩散管等空气扩散装置引入气泡的曝气方式。 机械曝气 利用叶轮等机械的转动，不断搅动液面，使气液界面不断更新，使空气中氧向液体中转移的方式。4.2 好氧生化处理 4.2.1 活性污泥法 4.2.2 生物膜法 4.2.1.5 活性污泥处理系统的运行方式 传统活性污泥法处理系统 特点：池中混合液的流动状态为推流式，前后两个断面不反混； 有机物在曝气池内经历了吸附代谢的全过程； 处理效果好，

22、bod去除率可达90以上。 缺点：耗氧供氧不吻合； 对水质、水量的适应性较低。 阶段曝气活性污泥法系统 优点：分段进水或多段进水，使有机污染负荷与需氧量得到均衡， 对水质、水量的冲击适应能力较强。 缺点：出水水质可能较差。 再生曝气活性污泥法系统 特点：回流污泥不直接进曝气池，而是进再生池，使污泥的活性得以恢复，再进曝气池；再生池可不另行设置，将曝气池容积的1/4 、 1/3 或 1/2作为再生池；处理效果好，bod去除率可达90以上。 吸附再生活性污泥法系统 特点：将吸附和代谢两个过程分别在各自的反应器内进行； 吸附接触时间短，容积小，再生池接纳回流污泥，容积也小； 对水质、水量的冲击负荷有

23、一定的承受能力； 吸附池内的污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补救。 缺点：处理效果低于传统法； 不宜处理溶解性有机物含量较高的污水。 延时曝气活性污泥法系统 特点：bod负荷非常低，曝气反应时间长（一般在24小时以上），活 性污泥长期处于内源呼吸期，剩余污泥量少且稳定； 处理水稳定，对水质、水量的冲击适应能力较强。 缺点：曝气时间长，池容大，基建运行费用高。 高负荷活性污泥法系统 特点：负荷高，曝气时间短，处理效果较低，适于处理对水质要求不 高的污水。 完全混合活性污泥法系统 特点：整个曝气池中所有部位的生物反应都是同样的； 承受冲击负荷的能力强，池内混合液对污水起稀释作用，对高 峰负荷起

24、削弱作用； 全池需氧量要求相同，节省动力； 曝气池和沉淀池可合建，便于运行管理。 缺点：连续进、出水可能造成短路； 易产生污泥膨胀现象。 多级活性污泥法系统 特点：每级都是独立的处理系统，有利于回流污泥对污水的适应和接种； 可取得高质量的处理水。 缺点：建设费用及运行费较高。 深水曝气活性污泥法系统 特点：深度在7m以上，水压增大，加快了氧的传递速率，提高了混合液的 饱和溶解氧浓度，有利于活性污泥微生物的增殖和对有机物的降解。 10）深井曝气活性污泥法系统 特点：充氧能力强，动力效率高，占地少，适用于各种气候条件； 水深大，氧的利用率高，有机物降解速度快，效果显著。（11）浅层曝气活性污泥法系

25、统 特点：气泡只有在其形成与破碎的一瞬间，有着最高的氧转移率， 而与其在液体中的移动高度无关； 使用低压鼓风机，有利于节省电耗。12）纯氧曝气活性污泥法系统 特点：空气中含氧一般为21，一般纯氧中含氧为9095%,而氧的分压纯氧比空气高4.4 4.7倍，因此纯氧曝气能大大提高氧在混合 液中的扩散能力；氧的利用率可高达8090，而空气曝气活性 污泥法仅10左右；曝气池内混合液的mlss可达40007000mg/l，故容积负荷可大大提高； svi较低，一般都低于100以下，不易发生污泥膨胀；处理效率高，所需的曝气时间短；产生的剩余污泥量少。4.2.2 生物膜法 4.2.2.1 概述 一. 生物膜法

26、的基本原理 生物膜在载体上的生长过程：当有机污水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，有进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。 生物膜的增长过程 （六阶段增长） 潜伏期 对数增长期 线性增长期 减速增长期 生物膜稳定期 脱落期 生物膜的构造 生物膜的降解机理物质的传递 空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜； 有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜； 微生物的代谢产物如h2o等则通过附着水层进入流动水层

27、，并随其排走 ； co2及厌氧层分解产物如h2s、nh3以及ch4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。 膜的生长与脱落 生物膜降解有机物的过程，也是膜生长的过程； 好氧层与厌氧层的平衡稳定关系； 厌氧层加厚，生物膜老化、脱落。二. 生物膜的主要特征 微生物相方面的特征 微生物多样化 生物的食物链长 能够存活世代时间较长的微生物 分段运行与优占种属 处理工艺方面 对水质、水量变动有较强的适应性 污泥沉降性能良好，宜于固液分离 能够处理低浓度的污水 易于维护运行、节能 三. 生物膜法反应器 按生物膜与污水的接触方式不同，可分为填充式和浸渍式两类。 填充式生物膜法：污水和空气沿固定的填料或转动的盘

28、片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典型设备有生物滤池和生物转盘。 浸渍式生物膜法：生物膜载体完全浸渍在水中，通过鼓风曝气供氧。如载体固定，称为接触氧化法；如载体流化则称为生物流化床。4.2.2.2 生物滤池 一. 生物滤池法的特征 特征 生物滤池法是在砂滤池的基础上发展起来的一种生物膜处理方法，它利用滤料表面形成的一层生物膜来净化污水。在滤池内，污水由于重力作用自上而下地连续流经滤料，滤料表面的微生物借助酶的作用，使被吸附和吸收的有机物在氧气的参与下进行氧化分解，同时微生物又以有机物为营养进行自身繁殖。老化的微生物附着力差，在污水的冲刷下会不断脱落，脱落后随水流出滤池，同时新的生物膜不断生长

29、，因而处理可连续进行。由此可见，生物滤池处理过程，是一个复杂的物理化学、生物化学和水动力学的综合过程。典型构造 生物滤池主要由池壁、池底、滤料、布水器等部分组成。 滤料即组成滤层的过滤材料。常以花岗石、安山岩、闪绿岩等较硬的岩石以及无烟煤等材料制成。 布水器是将污水散布于滤层表面的装置，使用较多的是旋转式布水器，其次是固定喷嘴式布水器。 二. 生物滤池的类型 普通生物滤池 高负荷生物滤池 塔式生物滤池 4.2.2.3 生物转盘 一. 特点 生物转盘是一种通过盘面转动，交替与污水和空气接触从而使污水净化的一种处理方法。它是在生物过滤法基础上发展起来一种高效处理新技术，也是生物膜法之一，具有运行简

30、便，可根据不同的要求调节接触时间、耗电少等优点，很适于小规模的污水处理。 二. 构造 生物转盘是由氧化槽支撑和水平轴固定的一系列间距很近的圆盘所组成。盘片由合成树脂（聚氯乙稀、玻璃钢）、金属（铅、钢）或竹材制成。氧化槽一般是与圆盘外形基本吻合的半圆形，由钢筋混凝土或钢板制成，由电动机和变速装置带动水平轴使盘片缓缓转动。三.工作原理 转盘用人工方法或自然方法挂膜后，转盘表面就形成了类似生物滤池滤料那样的生物膜。转盘旋转时，浸入污水的部分，其上的生物膜吸附有机污染物，并吸收生物膜外水膜中的溶解氧，在生物酶的催化作用下，分解有机物，排出代谢产物，微生物在这一过程中以有机污染物为营养进行自身繁殖。转盘

31、露出水面的部分，空气不断地溶解到水膜中去，增加其溶解氧量。生物膜交替地与污水和空气接触，形成一个连续的吸附吸氧氧化分解过程，使污水得到净化。 4.2.2.4 生物接触氧化法 一.特点 接触氧化法是在接触滤池和生物滤池的基础上发展起来的处理方法，具有介于生物滤池或活性污泥法的特征。即在不透水的池内，填充填料，下侧曝气。在生物膜固定和污水流动方面和生物滤池相同，以污水充满池内、用人工进行曝气而言，又和活性污泥法相似。又称接触曝气或淹没式生物滤池、或固定式活性污泥法。 二. 构造 接触氧化池的中心构筑物是生物池。接触池的构造是在较大的池中设置一定的间隔，间隔中装填所选用的滤料，如碎石、焦炭、木料、板

32、条上散堆的软木或木料、铝波纹板或混凝土块或石棉水泥板等，空气能自下而上，夹带待处理污水，自由透过滤料部分，到达池面，空气逸走后，污水则在滤料间隔以外向下返回池底。于是，空气和污水就自动地通过接触单元设备，不断循环，污水反复透过滤层而得到净化。 4.2.2.5 生物流化床 在反应器中装入粒径较小、密度大于水的载体颗粒，通过污水以一定的流速自下而上的流动使载体成流化状态，污水中有机污染物通过与载体表面生长的生物膜相接触而达到去除的目的。 4.3 厌氧生化处理 4.3.1 厌氧消化机理 4.3.2 第一代厌氧工艺 4.3.3 第二代厌氧工艺 4.3.4 第三代厌氧工艺 4.3.5 新型厌氧反应器4.

33、3 厌氧生物处理 4.3.1 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将污水中的各种复杂有机物分解转化成ch4和co2 等物质的过程，也称厌氧消化。 4.3.1.1 厌氧生物处理的反应机理 有机物的厌氧分解是涉及到多种微生物生理类群的生物化学反应。依据微生物生理类群的代谢差异，可把有机物厌氧分解（或称厌氧消化）的全过程分为三个阶段。 水解发酵阶段（也称酸化） 在此阶段，通过兼性水解发酵细菌（即产酸菌）的代谢活动，将复杂有机物碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机酸，醇类，co2，h2，nh3和h2s等。 产氢产乙酸阶段 通过专性厌氧的产氢

34、产乙酸细菌的生理活动，将第一阶段细菌的代谢产物丙酸及其它脂肪酸、醇类和某些芳香酸转化为乙酸，co2和h2。 产甲烷阶段 由产甲烷菌利用第一阶段和第二阶段产生的乙酸，co2和h2为主要基质（还有甲酸、甲醇及甲胺）最终转化为甲烷和co2。产甲烷菌包括两种特异性很强的细菌：一种产甲烷菌主要利用h2把co2还原为ch4；另一种产甲烷菌主要以乙酸为基质（也可利用甲醇和甲胺），把它分解为ch4和co2。在这一阶段中，据研究还有一种同型产乙酸菌可把co2和h2合成为乙酸。4.3.1.2 厌氧生物处理的影响因素 基础因素：包括微生物量（污泥浓度）、营养比、混合接触情况、有机负荷等； 环境因素：温度、ph值、氧

35、化还原电位、有毒物质等 。4.3.1.3 厌氧生物处理的特点（1）应用范围广（2）能耗低 （3）负荷高 （4）剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 （5）氮、磷营养需要量较少（6）厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、 病毒等。（7）厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。 与好氧反应器相比，在停止运行一段时间后，能较迅速启动。缺点：（1）厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设 备长；（2）出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处 理后串联好氧处理；（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。 4.3.2 第一代厌氧工艺 普

36、通厌氧消化池 优点： 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液，结构较简单。 缺点： 缺乏持流或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物，反应时间长，池容积大等。4.3.3 第二代厌氧工艺 厌氧接触法普通消化池用于处理高浓度有机废水时，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；同时为了提高处理效率，必须改间断进水排水为连续进水排水。但这样一来，会照成厌氧污泥的大量流失。为了克服这一缺点，可在消化池后串联一个沉淀池，将沉下的污泥又送回消化池，因此组成了厌氧接触系统。由于消化池出流中的污泥颗粒上附着许多小气泡，影响其在沉淀池内的有效沉淀，因此在沉淀池前要设置一个脱水

37、器（如真空脱水器） 厌氧滤池 为了防止消化池的污泥流失，可在池内设置挂膜，使厌氧微生物生长在上面，由此出现了厌氧生物滤池和厌氧生物转盘。 厌氧生物滤池内装有粒径为3050mm的滤料（碎石.焦碳.塑料球等），或充填软性或半软性填料。废水从池底连续进入并从池顶连续排出，在通过填料层时与微生物接触，使有机物得以降解。 优点：能保持稳定的污泥量，泥龄很长（可长达100d），故处理效果良好；因无搅拌及脱气等装置，故构造简单。 缺点：粒状滤池易堵塞，大型装置的配水难以均匀 上流式厌氧污泥床反应器（uasb） uasb反应器的原理 .进水配水（均匀、不短流） .反应（混合、搅拌） 配水时的水力搅拌 产生沼气

38、的气体搅拌 .分离（气、固、液三相分离）uasb反应器的构成进水和配水系统反应器的池体三相分离器（最重要的设备)三相分离器的原理 功能： 能收集从分离器下的反应室产生的沼气； 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。 设计三相分离器的原则： 间隙和出水面的截面积比 分离器相对于出水液面的位置 三相分离器的倾角 分离器下气液界面的面积 4.3.4 第三代厌氧工艺 膨胀颗粒污泥床（egsb） egsb工艺是对uasb工艺的改进，与uasb相比，它们之间的最大区别在于反应器内液体上升流速不同。在uasb反应器中，水力上升流速一般小于lmh，污泥床看起来像一个静止床，而egsb工艺采用较大的高径比和出水回流

39、循环流量进水流量比，使循环水与进水混合形成混合水流，其上升流速可达510mh，因此整个污泥床是膨胀的。 工艺特点： egsb采用处理出水回流，对于低温和低负荷有机废水，回流可增加反应器的水力负荷，保证了处理效果。对于超高浓度或含有有毒物质的有机废水，回流可以稀释进入反应器内的基质浓度和有毒物质浓度，降低其对微生物的抑制和毒害，这是egsb工艺区别于uasb工艺的最为突出的特点和优点之一。 反应器采用塔形结构设计，具有较高的高径比，既能提高上升流速，也能有效地减少占地面积。 egsb能在高负荷下取得较高的处理效果，尤其是在低温条件下，对低浓度有机废水的处理。反应器内颗粒污泥粒径较大，反应器抗冲击

40、负荷能力强。高的水力负荷，使表面上升流速高和搅拌程度强，保证了颗粒污泥与废水的充分接触，强化了传质，有效解决了uasb出现的短流、堵塞等问题。 反应器的构造和工作原理 该反应器是基于uasb反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器。它由两个uasb反应器(即第一厌氧反应室和第二厌氧反应室)一体化组合而成。在高的反应器内分为上、下两个部分，下部为高负荷区(第反应室)，上部为低负荷区(第二反应室)；第一反应室的集气罩装有生物气提升管，直通ic反应器顶部的气液分离器中，其底部装有一回流管直通至 ic反应器的底部。 ic反应器由四个不同功能的单元构成：混合部分、主处理部分、精处理部分和回流部分

41、。 1c反应器的特征 1)容积负荷高。内循环提高了第一反应区的液相上升流速，强化了废水中有机物和颗粒污泥间的传质，使ic厌氧反应器的有机负荷远远高于普通uasb反应器。 2)抗冲击负荷能力强，运行稳定性好。内循环的形成，使得ic厌氧反应器第一反应区的实际水量大于进水水量。又因为ic反应器相当于上下两个uasb反应器的串联运行，下面一个uasb反应器具有很高的有机负荷率，起到“粗”处理的作用，上面一个uasb反应器的负荷较低，起到“精”处理作用。ic反应器相当于两级串联uasb处理工艺。 3)基建投资省，占地面积少。在处理相同废水时，ic厌氧反应器的容积负荷是普通uasb的4倍左右，故其所需的容

42、积仅为uasb的1413，节省了基建投资。ic反应器不仅体积小，而且具有很大的高径比，所以占地面积特别省，尤其适合用地紧张的企业。 4)节能。ic厌氧反应器的内循环是在生物气的提升作用下实现的，无需外加动力，节省了回流的能源。4.3.5 新型厌氧反应器 序批间歇式厌氧生物反应器 工艺结构和工作原理 asbr工艺是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺。它由一个或几个asbr反应器组成。 运行时，从废水分批进入反应器中，经与厌氧污泥进行混合接触、生化反应和沉淀，到净化后的上清液排出，完成一个运行周期。 asbr工艺的一个完整运行周期依次分为四个阶段，即进水期、反应期、沉降期和排水

43、期。 工艺的主要特征 运行特征 asbr运行同sbr一样是周期性顺序操作 。 进水阶段使反应器内基质浓度骤然增高； 反应阶段是有机基质转化成生物气的最重要的阶段 ； 沉淀阶段停止搅拌以使泥水分离； 出水阶段是在有效的泥水分离之后进行的 。 反应器内fm是变化的，其变化过程在时间上是一个推流过程。 生物污泥絮凝与颗粒化 污泥絮凝是asbr工艺的重要特征。 dague等早在1966年的试验中就发现在间歇运行过程中，厌氧生物污泥会发生絮凝，同时还发现fm值是影响厌氧生物污泥絮凝的重要因素，即在低fm值的情况下，污泥絮凝效果好，沉降速度快，出水中ss浓度很低。 污泥颗粒化也是asbr工艺的一个重要特征

44、。颗粒化是指絮凝生物体逐渐转化成活性高、沉淀性能好的生物污泥颗粒的过程。 asbr的工艺特征，可总结如下： 1) 固液分离效果好，出水澄清。 2) 运行操作灵活，处理效果稳定。 3) 工艺简单，占地面积少，建设费用低。 4) 耐冲击负荷，适应性强。 5) 温度影响小，适应范围广。 6) 污泥沉降性能好，活性高。 移动式厌氧污泥床反应器 高效厌氧反应器所应具备的基本条件为： 颗粒污泥的培养和选择； 生物体较长的停留时间； 简化设计； 有机底物与生物体的有效接触； 防止短流； 底物存在交替的高低状态； 反应速率高，无传递的限制； 存在高度适应性的活性污泥。 工艺的构造和基本原理 在ambr反应器的

45、运行过程中，废水以一定的流速水平进入反应器一端，依次经过第一隔室、中间隔室、最后隔室，从反应器另一端流出。ambr反应器属于多隔室串联反应器，虽然整个反应器内的水流属于推流形式，但每个隔室内由于机械混合、产气的搅拌作用而表现为完全混合的水流型态。 因此，最后一隔室可以充当内部澄清池，起到泥水分离作用，又可以防止生物体随出水流失。 工艺的主要性能 良好的水力条件 颗粒污泥的优化 良好的微生物种群分布 ambr反应器特点：1) 运行方式灵活、结构简单，不需气固分离系统和进水配水系统。2) 系统多采用隔室的结构，废水以推流式运行，反应过程中产生的难 降解中间产物降解充分，出水中vfa含量低，出水水质

46、好。3) 系统中废水水平流动，最后隔室可起到内部澄清池的作用，用于固 液分离。 4) 水流方向的改变，可以防止污泥在最后隔室的积累，同时促进污泥 的迁移，有助于颗粒污泥的形成，并可以起到对颗粒污泥的优化选 择作用。同时改变水流方向，可创造产生甲烷的有利条件，反应过 程不需投加缓冲液或出水循环。5) 系统耐冲击负荷能力强，对有机物的去除效果好，与其他厌氧处理 工艺相比，甲烷产率高。6) 系统不需预酸化，即使在反应器中检测到酸化菌的存在，系统也不 会出现污泥膨胀和污泥漂浮流失现象。补充： 厌氧反应器的应用 全世界范围的应用统计 ： 不同厌氧技术的应用 厌氧技术的应用领域 uasb技术的产业化 在中

47、国的应用统计 不同厌氧技术的应用 厌氧技术的应用领域 莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿

48、肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀

49、蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀

50、蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈

51、螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿蚆虿袃莅蚆袁聿莁蚅羄羁芇蚄蚃膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈蚁羀羈芃螀蚀膃腿螀螂羆蒈蝿羅膂蒄螈肇肅莀螇螆芀芆莄衿肃膂莃羁芈蒁莂蚁肁莇蒁螃芇芃蒀袅聿腿葿肈袂薇蒈螇膈蒃蒈袀羁荿蒇羂膆芅蒆蚂罿膁蒅螄膄蒀薄袆羇莆薃罿膃节薂蚈羅芈薂袁芁膄薁羃肄蒂薀蚂艿莈蕿螅肂芄薈袇芇膀蚇罿肀葿