水污染控制工程复习提纲

第1章污水的性质与污染指标1.污水的分类生活污水：日常生活中被生活废料所污染的水。工业废水：工矿企业生产活动中用过的水，包括生产污水：污染重，生产中被原料污染的废水；生产废水：污染轻，未被直接污染的废水。除降雨水：被空气、地面污染物污染的废水。2.污水的物理性质及指标感官性状指标：温度、色度、臭味。存在状态指标：悬浮固体（SS）、胶体、溶解性固体。3.污水的化学性质及指标（无机物）①酸碱——pH②氮：总氮（TN）：有机氮+氨氮+亚硝氮+硝酸盐氮氨氮：NH3+NH4+凯氏氮（KN）：有机氮+氨氮（可被好氧利用）＊含氮化合物在水体中的转化第一步氨化：有机氮——NH3（有氧或无氧）第二步硝化：NH3——NO2--‐——NO3--‐（有氧）第三步反硝化：NO3--‐——N2（缺氧）③磷：总磷④硫化物与硫酸盐、氯化物、重金属、氰化物、砷化物4.污水的化学性质及指标（有机物）①分类：a.易降解有机物：蛋白质、碳水化合物、脂肪，经好氧有机物得CO2、H2O合成新细胞，经厌氧微生物得脂肪酸、醇、沼气。COD、BOD、TOD、TOC。b.难生物降解有机物：不易降解，多害健康，COD，TOD，TOC。②污染指标：BOD：在水温20摄氏度，由于微生物的生化活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧的量来表示有机物的量。COD：在酸性条件下，利用强氧化剂将有机物氧化为CO2和H2O所消耗的氧的量。TOD：有机物中主要元素C、H、O、N、S被氧化为CO2、H2O、NO2、SO2所消耗的量。ThOD：根据化学分子式计算。TOC：酸化后，吹脱无机碳酸盐，在900摄氏度下燃烧，测定CO2的量折算为碳量。第2章水体污染与自净1.水体自净：污染物进入水体后，通过物理、化学、生物的作用，使污染物浓度降低或总量减少，将水体部分或全部恢复原状。2.物理净化作用：通过稀释、扩散、混合、沉淀等作用，降低浓度，不减少总量。化学净化作用：通过化学反应使污染物的存在状态发生变化，使污染物浓度降低。生物净化作用：可以降低污染物总量，是真正意义上的净化。3.氧垂曲线方程：第一段：有机物浓度高，耗氧速率大于复氧速率，DO大幅下降，O点溶解氧最低氧垂点（最不利点）。第二段：有机物浓度降低，耗氧速率小于复氧速率，DO开始逐渐回升。第三段：溶解氧回升至起始阶段。＊氮的形态变化，DO下降，硝化细菌受到抑制，反硝化菌占优势，DO上升，硝化菌占优势。4.菲利普斯方程式的意义：用于分析受污染的河水中哦个溶解氧的变化动态，推求河流的自净过程及其环境容量，从而确定可排入河流的有机物最大量，或污水处理厂的处理程度。用于推算确定缺氧点及氧垂点的位置及到达时间，并依此制定河流水体防护措施。5.水环境容量（水体纳污能力）：在满足水环境质量标准的条件下，水体最大允许的污染负荷量。第3章污水的物理处理1.格栅：放置在污水流程的渠道或泵站集水池进口处的一组平行金属栅条或筛网。2.格栅的功能：截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷，保护后续处理构筑物或水泵机组。3.平面格栅=栅条+框架固定曲面格栅：利用渠道的水流速度，推动桨扳转动。旋转鼓筒式格栅：污水从鼓筒内向鼓筒外流动。4.沉淀：水中的可沉固体物质在重力作用下下沉，从而与水分离的过程。5.沉淀的功能：用于一级处理去除杂质，颗粒状物，初次沉淀池减轻后续处理设施的负荷；用于二级处理，二次沉淀池，分离去除生物污泥；用于灌溉或氧化塘稳定水质去除水中虫卵或固体颗粒。6.沉淀类型：自由沉淀：悬浮物浓度低，不碰撞，不具絮凝特征，不改变尺寸，形状不相互粘合。絮凝沉淀：悬浮物浓度不高，碰撞，有絮凝特征，改变尺寸形状，互相粘合。区域沉淀：悬浮物浓度高，互相干扰，沉淀下降、颗粒分层。压缩沉淀：悬浮物浓度很高，互相接触、支撑，上压、下承。7.沉砂池的作用：去除污水中比重较大的无机物颗粒物，设于泵站倒虹管前减轻机械、管道的磨损；设于初沉池前，减轻沉淀池负荷，以及改善污泥处理构筑物的处理条件。8.平流沉砂池组成：入流区、出流区、闸板、水流部分及沉沙斗。特点：沉砂效果好、工作稳定、构造简单。9.曝气沉砂池曝气的作用：使水作旋流运动,无机颗粒之间相互碰撞与摩擦的机会增加，把有机物从表面磨去。大密无机颗粒甩向外层下沉，轻密有机物旋至水流中心部位带走。10.多尔沉砂池沉砂被旋转刮砂机刮至排砂坑，用往复齿耙沿斜面耙上，砂粒上吸附的有机物被洗掉。11.钟式沉砂池利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。12.初次沉淀池：一级污水处理厂主体处理构筑物或二级污水处理厂预处理构筑物（生物处理构筑物之前），对象SS，部分BOD5，改善生物处理构筑物运行条件降低其BOD负荷。二次沉淀池：生物处理构筑物之后，沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（脱落的生物膜）。13.平流式沉淀池构造：进水区——进水潜孔、进水挡板、配水槽出水区——出水浮渣挡板，集水槽、出水渠污泥区——泥斗、排泥机械进水挡板作用：消能、均布水出水挡板的作用：阻浮渣和油排泥：静水压法、机械排泥14.辐流式沉淀池中心进水，周边出水，圆形池体，机械排泥。缺点：作二沉池时，污泥在中心导流筒内难以絮凝（因流速大），水流向下动能大冲击池体，池容积利用系数小。15.向心辐流式沉淀池周边进水，周边（中心）出水，进水出水断面大，流速小，克服普通幅流沉淀池缺点。16.竖流沉淀池水流由下向上运动直径小，埋深大，处理水量小。适用于中小型污水处理厂。第4章活性污泥法1.活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的易于沉淀与水分离的，能使污水得到净化、澄清的黄褐色絮凝体。2.活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理技术。实质是人工强化下的微生物的新陈代谢（包括分解与合成）。3.工艺流程：预处理设施：初沉池、调节池、水解酸化池——去除SS，调节水质，有机氮磷变氨氮磷酸盐，大分子变小分子，去部分有机物。曝气池：工艺主体，充氧、搅拌、混合、传质实现有机物降解硝化反硝化。预处理后水进入，同时二沉池连续回流活性污泥作为接种污泥。二沉池：泥水分离，澄清净化，初步浓缩活性污泥。澄清后的污水排除系统，一部分污泥作为接种污泥回流曝气池，多余一部分作为剩余污泥排出系统。4.活性污泥的特征形态：显微镜下不规则椭圆状，水中呈絮状。颜色：正常黄褐色，随进水颜色曝气程度改变。理化性质：密度略大于水，含水率高，表面积大，缓冲能力强。生物特性：一定的沉降性能和生物活性。组成：微生物群体，微生物残体，难降解有机物，无机物。5.活性污泥微生物组成及其作用细菌：异养原核生物为主，降解污染物的主题，具分解有机物能力。真菌：分解碳水化合物、脂肪、蛋白质功能，但丝状菌大量繁殖引发污泥膨胀。原生动物：肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫三类，捕食游离细菌。出现顺序反应水质好坏，最初肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫，处理水质良好时出现固着型纤毛虫（钟虫等）。后生动物（轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。6.后生动物的出现反映了处理水质较好，因此能否说明出水氨氮较低，氨氮在生物处理过程中被硝化？硝化细菌是好氧自养菌，当水中有后生动物存在时，说明水中COD很低并且DO高，这时硝化细菌相对于异养菌等菌来说是优势菌。所以会大量繁殖。从而使得氨氮得到了降解。所以，当水中有后生动物存在时，说明氨氮得到了降解。7.微生物的增殖与活性污泥的增长①时间上看：停滞期：细胞内各种酶系统适应期，不裂殖，不增数。对数期：最快速裂殖，生长速度最大，营养物质丰富，生长繁殖不受底物或基质限制。数量大个体小，净化快，效果差。减数增殖期：营养物质大量消耗，增值速度死亡速度相当，数量多稳定，个体趋于成熟。衰亡期：营养物基本耗尽，利用菌体内贮存物质，细胞自溶，死亡多，增殖少，个体大，净化效果强，自养菌比例上升，硝化加强。②空间上看：从前之后污染物浓度降低，微生物由对数期过渡到衰亡期，微生物由细菌过渡到轮虫，水质逐步变好。8.絮体的形成菌胶团：活性污泥的核心，细菌相互粘附形成的生物絮体。对数增长期，个体旺盛生长，个体活性大于范德华力，菌体不结合；衰亡期动能低微，范力大，菌体相互粘附，形成生物絮体。静止期衰亡期个体是活性污泥重要微生物。9.活性污泥净化机理：反应（净化）：有机污染物作为营养物质被微生物摄取、摄取、代谢与利用的过程，是物理、化学、生物化学作用的综合。初期吸附去除：泥水接触，大部分有机物迅速被去除，被污泥吸附粘着在生物絮体表面。微生物代谢：被吸附的有机物粘附在絮体表面，与微生物细胞接触，在渗透膜的作用下，进入细胞体内，并在酶的作用下被降解，或被同化成细胞本身。分为合成代谢与分解代谢。污染物的降解主要是通过静止期、衰亡期微生物的内源呼吸进行，并非直接的生物氧化。10.影响微生物生理活动的因素营养物：碳源、氮源、无机盐。生长素。DO：2mg/L，不足，影响微生物的生理活动，影响污水处理进程。过高，有机物分解过快，缺乏营养，污泥老化结构松散；过量能耗，不经济。pH：适宜的酸碱度，正常的生理活动。（调节池）水温：适宜，促进强化微生物生理活动；不适宜，减弱破坏，形态生理改变及死亡。有毒物质：毒害作用，细胞蛋白质变性沉淀。11.活性污泥处理系统的控制指标：目标：控制水质水量，维持活性污泥量和活性，保持足够DO，保证三相接触强化传质。①微生物量指标混合液悬浮固体浓度（MLSS）：曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量。混合液挥发性固体浓度（MLVSS）：混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度。②活性污泥沉降性能及其指标污泥沉降比（SV%）：混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液溶剂的百分比。污泥容积指数（SVI）：SVI=SV/MLSS在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。③污泥龄生物固体平均停留时间（活性污泥在曝气池的平均停留时间），曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比。泥龄长，微生物世代长，增殖慢，但个体大，反之，增长速度快，个体小，出水水质相对差。时代时间长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁衍成优势菌种属。④BOD污泥负荷与BOD容积负荷BOD污泥负荷：F/M，单位重量活性污泥在单位时间内能够接受降解到预定程度的有机物量,有机污染量与活性污泥量的比值。Ns=QSa/VXBOD容积负荷：单位曝气池容积在单位时间内降解到预定程度的有机物量。Nv=QSa/V污泥负荷高，降解速度与污泥增殖量加大，曝气池容积小，投资省，但泥龄短，出水水质不高；过低则曝气池容积加大，投资加大，曝气量加大，经济性能降低。能否通过增加污泥浓度，减少构筑物体积，节省投资？⑤污泥产率：污水中有机污染物的降解带来微生物的增殖与活性污泥的增长，活性污泥微生物的增殖是生物合成与内源呼吸的差值。⑥有机污染物降解与需氧：污泥龄与BOD去除负荷成反比。活性污泥处理工艺传统活性污泥法工艺特征：a经历了起端的吸附和代谢；b微生物从对数期过渡到内源呼吸期；c有机物迅速降低、BOD去除率可达90%；d需氧量从大到小。不足：a池容积大、占地多、基建费用高;b供氧难满足；c对水质水量变化适应性低，运行效果易受影响。阶段曝气活性污泥法工艺特征：a均衡进水能耗低，生物降解功能得以正常发挥;b提高了对水质水量冲击负荷的适应能力；c污泥浓度逐渐降低，减轻二沉池负荷，利于固液分离。不足：处理效率不高。再生活性污泥法。工艺特征：a污泥活性得到恢复，充分进入内源呼吸后期；b再生池可不另建，作为曝气池一部分；c处理效果好，BOD去除率可达90%。吸附-再生活性污泥法工艺特征：a将吸附和代谢过程分为两池或两段；b再生池只对活性污泥曝气，减少池容。不足：处理效率低，不宜处理溶解性有机物含量高的污水。延时曝气活性污泥法工艺特征：负荷低，曝气时间长，污泥处于内源呼吸期，剩余污泥少且稳定，污泥不需消化，也不需设初沉池。不足：池容大，负荷小，曝气量大，投资运行费高。高负荷活性污泥法工艺特征：BOD负荷高、停留时间短、曝气时间短。不足：BOD去除率不高；出水水质不达标完全混合活性污泥法工艺特征：a污水进池侯迅速混匀，水质水量变化对系统影响小；b水质在各处相同，各处微生物群体和组成相同，降解情况相同；c需氧速度均衡，动力消耗略省。不足：池内未有污染物浓度、微生物浓度与种群的梯度或链群，导致微生物的降解动力地下，易污泥膨胀。多级活性污泥法工艺特征：a污水处理氮源串联；b一级负荷高，抗冲击负荷，二级负荷低；c各级污泥龄不同，微生物种群各异。不足：投资运行费用高，管理麻烦。深水曝气活性污泥法工艺特征：a水压大，饱和溶解氧浓度大，气泡面积大，提高氧的传质速率；b节省占地。深井曝气活性污泥法 工艺特征：a水压大，饱和溶解氧浓度大，气泡面积大，提高氧的传质速率；b利用进出水水位差以及曝气提升力循环。不足：施工难度大，对地质条件和防渗要求高。浅层曝气活性污泥法工艺特征：曝气器安装高度0.6-0.8，失意低压水机曝气 。纯氧曝气活性污泥法工艺特征：提高氧分压，强化氧的传质能力，增加MLSS浓度和污泥容积负荷，提高生化反应速率。不足：要密闭运行，工艺管理复杂各种工艺技术的着重点包括:强化不同微生物的作用(群落),如高负荷、多级、延时曝气等工艺。提高氧的传质,降低能耗(纯氧曝气、深水曝气、深井曝气以及浅层曝气等)。节省占地(深井)。保证出水水质(延时曝气、多级曝气等)。活性污泥特性(收附再生、再生以及高负荷活性污泥法等)。易管理与构筑物单元少,如合建式完全混合活性污泥法与SBR等。利于污泥处置,延时曝气以及A2/0等。13.氧化沟特点：构造特征——环状沟渠，进水简单；流态特征——介于完全混合式（水力停留时间内循环，混合液水质接近一致）和推流式（曝气装置下游DO递减）之间，形成富氧区和厌氧区，可脱氮除磷；工艺特征——可不设初沉池，可不单设二沉池（与二沉池合建），BOD负荷低，抗冲击负荷，污泥龄长，污泥产率低。种类：卡罗赛氧化沟，交替工作氧化沟，二次沉淀池交替运行氧化沟系统，奥巴勒氧化沟系统，曝气-沉淀一体化氧化沟。14.间歇式活性污泥处理系统（SBR）①运行工序：流入工序——调节池作用，使反应器对水质水量变动有一定适应；反应工序——曝气，BOD去除，硝化反硝化；沉淀工序——相当于二沉池，泥水分离；排放工序——排放上清液，残留部分活性污泥作为种泥；待机工序——处理水排放后，反应器停滞状态，等待下一个操作周期。②工艺特点：工艺简单，无需回流设备，不设二沉池，无需调节池，SVI低，污泥易沉淀，一般无污泥膨胀，可脱氮除磷，可自动控制，效率高，水质可优于连续式，容积小，造价运行费低。15.间歇式延时曝气活性污泥法（ICEAS）：分主预反应区，主反应区好氧，预反应区厌氧，即曝气好氧，闲置厌氧，同时去除BOD脱氮除磷。循环式活性污泥工艺（CAST）：设置生物选择器，并从反应器回流污泥选择出适合的微生物种群。16.AB法污水处理工艺特征：分预处理，A，B三段，预处理设格栅沉砂池，不设初沉池，A段吸附池+中间沉淀池，B段曝气池+二沉池，AB各有回流系统，各有微生物群体。A段负荷高，抗冲击负荷。17.水解-好氧工艺水解池取代初沉池，生物降解物理吸附一体，有机物去除效率高，大分子变小分子提高可生化性。固体物被水解可溶，降低污泥产量，能耗低，水力停留时间短，可用于工业废水和难降解城市污水。18.活性污泥发展方向提高氧利用率，减少占地面积，减少运行费用，提高运行自动化管理，深度净化（脱氮除磷）。19.活性污泥的培养驯化异步培养法：先培养再驯化。同步培养法：培养驯化同时进行接种。进水方式：连续进水：适合以生活污水为主的城市污水；间歇进水：闷曝、沉淀、排除上清液、加新鲜水、闷爆、沉淀。污泥处理系统异常情况：污泥膨胀：活性污泥系统中的污泥沉降性质改变，不易沉降。污泥变质时，不易沉淀，SVI增高，污泥结构松散，体积膨胀。危害：污泥不易沉降，污泥流失，污泥浓度不够，处理率下降，排入水体，生物污染。原因：丝状菌膨胀：C/N过高，缺少营养，DO不足；结合水膨胀。污泥解体：出现的絮凝体细小，沉淀水浑浊等污泥絮凝体解体的现象。原因曝气过量，紊动过分剧烈，絮状体破裂。存在有毒物质，微生物受到抑制或伤害。污泥腐化：二沉池长期滞留而产生厌氧发酵产生H2S、CH4等气体而上浮（部分上浮）。污泥上浮：缺氧状态下污泥反消化产生的气体使污泥上浮。泡沫问题：污水中含大量合成洗涤剂和其他起泡物质。第5章污水的生物处理——生物膜法1.生物膜法：生物膜法就是利用有细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育而在其上形成膜状生物污泥（生物膜）来处理污水的一种生物处理技术。2.生物膜的构造挂膜：污水流经滤料，污水和细菌附着在有机物被分解形成生物膜并逐渐成熟，这一起始阶段常称为挂膜。（优势：比表面积增加，使得发生传质作用的总接触面积更大。）生物膜特性：高度亲水的物质，同时也是微生物高度密集的物质。生物膜成熟的标志：真正生态系统的组成对有机物的降解都达到了平衡状态。生物膜的生长阶段：潜伏期、生长期。滤料）厌氧层）好氧层）附着水层）流动水层）空气。3.生物膜的净化机理生物膜表面积大，吸附水中有机物，有机物降解在好氧生物膜内进行。氧传递：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，供微生物呼吸。污染物传递：有机污染物由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜被生物降解。代谢产物传递：水通过附着水层进入流动水层随之排走，二氧化碳及厌氧层分解产物如H2S，NH3，CH4从水层逸出进入空气。厌氧层不厚时，与好氧层平衡稳定关系，好氧层维持净化功能；厌氧层加厚，代谢产物增多，产物逸出透过好氧层破坏好氧层生态系统的稳定，成老化生物膜，净化能力差叫脱落。理想情况减缓老化进程，避免厌氧层过分增长，加快好氧层更新，不使膜集中脱落。4.生物膜法的特征微生物相方面：微生物多样化，食物链长且复杂，能够存活时代时间长的微生物，与水力停留时间无关，分段运行时每段繁衍与本段水质相适应的微生物。工艺特征：对水质水量变动有较强的适应性，中断进水无致命影响；污泥沉降性能好，动物成分多，比重大，颗粒大（厌氧层过厚有细小悬浮颗粒，澄清度降低）；能够处理低浓度废水；易于维护运行、节能。5.高负荷生物滤池构造特点：基本与普通生物滤池相同，用轻质、高强、耐腐蚀滤料，旋转布水器。特征：大幅提高滤池的负荷率，是采用限制进水BOD和处理水回流等技术实现的。处理水回流可产生以下效应：均化稳定进水水质，加大水力负荷，及时冲刷过厚老化生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层，生物膜保持活性。抑制滤池蝇过度滋长，减轻臭味。6.曝气生物滤池工艺流程：原污水从池上部进入池体，经由填料组成的滤层，形成生物膜，同时池下部通过空气管曝气，与下流污水接触，氧转移，向微生物提供DO有机物。特征：气液固三相接触，氧转移率高，动能消耗低；自截留悬浮物和脱落生物膜，无需沉淀池；小颗粒滤料比表面大，微生物附着能力强；无需污泥回流，无污泥膨胀，反冲洗自动化。7.生物转盘构造：盘片、接触反应槽、转轴、驱动装置。工艺流程：接触反应槽内充满污水，转盘交替和空气污水接触，一段时间后转盘上附着生物膜，微生物种属逐渐稳定，有机物被降解。转盘转动离开污水接触空气，生物膜上固着的水吸收氧，传递到生物膜中，使槽内DO达到一定浓度甚至饱和。生物膜增厚厌氧老化，在水盘剪切力作用下剥落，二沉池截留。特征：微生物浓度高；生物相分级，每级对应污水性质，有利降解；污泥龄长，硝化菌可增殖，由硝化反硝化功能，适当措施可除磷；高低浓度均可，耐冲击负荷；食物链较长，污泥量较小，无需曝气，无污泥回流，运行费低，无污泥膨胀，无复杂机械，便于管理，无滤池蝇，无泡沫噪声，无二次污染；流态从单个来看是完全混合，多级来看为推流式，称完全混合——推流式。8.生物接触氧化实质：之一，已充氧污水浸没全部填料，一定流速流经填料，在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触、降解。另一，曝气法向微生物供氧并搅拌混合，相当于曝气池内加填料。填料：比表面大，粗糙，容易挂膜，化学生物稳定性好，价格低。流程：一段处理流程，从初沉池进接触氧化池，处理后进二沉池，泥水分离，生物膜形成污泥排除系统，澄清水排放。二段处理流程：初沉池，一段接触氧化池，中间沉淀池，二段接触氧化池，二沉池。工艺特征：多种形式填料，气液固三项共存，利于氧转移，微生物丰富，能生长丝状菌而无污泥膨胀，生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链。填料表面微生物膜不满，形成立体结构生物网，起到类似过滤作用，由于曝气，生物膜表面接受曝气吹脱，保持生物膜活性。负荷高，处理效率高。运行特征：抗冲击负荷，间歇运行保持良好处理效果。操作简单，运行方便，无污泥回流，无污泥膨胀，无滤池蝇。污泥量少，颗粒大易沉淀。动力消耗低。功能特征：除有机物还可脱氮，可用三级处理。缺点：填料可能堵塞，布水、曝气不均匀局部出现死角。第6章污水的自然生物处理1.稳定塘：是经过人工适当修正的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。2.稳定塘的特点：不采取实质人工强化，与自净过程相近，污水流动缓慢停留时间长，微生物无多种水生生物的综合作用降解，净化包括好氧兼氧厌氧三种状态，DO由光合作用提供，适合各种污水气候条件，实现一二级处理，一般二级。3.稳定塘的优点：投资省，工程简单；能够污水资源化，处理与利用相结合，能耗少，维护方便。稳定塘的缺点：占地面积大，净化效果受自然因素控制，全年范围内不够稳定，防渗不当污染地下水，散发臭气滋生蚊蝇。4.稳定塘的净化机理①稳定塘的生物细菌：降解有机物起主要作用，好氧菌和兼性菌、产酸菌、厌氧菌（产CH4、CO2）、硝化菌。藻类：具叶绿体，含叶绿素，光合作用提供DO，绿藻、蓝绿藻（产H2S、固氮）。原生动物和后生动物：和活性污泥不同，不规则，数量不等，不完全作指示生物，水蚤表明清澈。水生植物：“维管束植物”提高除有机物、N、P，浮水植物、沉水植物、挺水植物。其他水生动物：鱼类，控制藻类过度繁殖；水禽，吞噬水草。②稳定塘生态系统分解有机物的细菌在稳定塘生态系统中关键作用，藻类在光合作用中放出氧，维持细菌正常生命活动。菌藻共生体是稳定塘内最基本的生态系统，其他水生植物和水生动物作用是辅助性的，不同程度强化了污水净化过程。碳的循环与转化：细菌新陈代谢作用转化为无机碳CO2，又通过合成作用是本身增殖；藻类光合作用吸收无机碳，增殖，无光照，呼吸作用释放无机碳；衰死的细菌藻类沉入塘底，厌氧发酵分解为溶解性有机碳和无机碳；塘底厌氧发酵使不溶性有机碳溶解和变成无机碳。氮的转化与循环：氨化作用、硝化作用、反硝化作用，挥发作用（NH3），吸收作用（作为微生物和水生植物营养），分解作用，衰死沉底有机氮。磷的循环与转化：细菌、藻类吸收无机磷满足生命活动转化成有机磷，溶解性磷与不溶性磷互相转化（白天pH上升沉淀，夜间pH下降溶解），有机磷在细菌作用下氧化分解。有害物质的转化：生物降解、吸附于吸收（水生植物的根系）、螯合与沉淀（重金属）。③稳定塘的净化机理作用稀释作用：风力，水流、污染物扩散作用下，与塘水混合，降低污染指标。沉淀和絮凝作用：悬浮物质在重力作用下沉于塘底，生物分泌物对细小悬浮颗粒絮凝作用。好氧微生物的代谢作用：异养好氧菌和兼性菌去除绝大部分有机物。厌氧微生物的代谢作用：兼性塘塘底沉积层、厌氧塘内，溶解盐全无，厌氧菌对有机物进行厌氧分解，分为水解、产氢产乙酸、产甲烷三个阶段。浮游生物的作用：藻类供养，浮游动物吞食游离细菌，细小悬浮污染物、污泥颗粒，进一步澄清，分泌生物絮凝粘液。底栖动物摄取污泥层藻类细菌，减少污泥数量。鱼类捕食微型水生动物及污物。维管束植物：吸收氮磷，富集重金属，供养，为细菌提供生长介质。④稳定塘净化过程的影响因素：温度、光照、混合、营养物质、有毒物质、蒸发量和降雨量、污水的预处理。5.好氧塘特点：0.5m，阳光透入池底，DO和pH白天高夜间低（白天光照复氧夜间CO2），生物相丰富。净化功能较高，降解速率快，污水停留时间短，有必要彻底的预处理一方形成污泥沉积层，占地面积大，含大量藻类需除藻处理。高负荷好氧塘：有机负荷高，污水停留时间短，藻类浓度高。普通好氧塘：有机负荷低。深度处理塘：以二级处理工艺出水为目的，有机负荷很低，水力停留时间较前者低，水质好。6.兼性塘特点1.0--‐2.0m，上层好氧区（去除有机物，可更复杂硝化反应等），中间兼性区（净化反应复杂），底部厌氧区（产酸，产氢产乙酸，产甲烷）。生物相丰富。耐冲击负荷，建设投资低，适用范围广，可减少底泥。7.厌氧塘特点2.0m以上，有机负荷高，基本都呈艳艳只有细菌，产酸菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌共存，净化速度低，污水停留时间长。存在气味问题，易污染地下水，浮渣问题有碍观瞻和坏境卫生。8.曝气塘特点人工强化的稳定塘，可分为好氧曝气塘和兼性曝气塘，效率高、停留时间短、占地少、耗电高。9.深度处理塘特点处理二级出水活在稳定塘最后起缓冲作用，进水水质有要求，quchuBOD去除率不高，除菌效果好，养鱼的方式实现藻类的去除，依靠藻类的吸收去除氮磷。10.控制处水塘特点人为控制出水，某段时期蓄水，某段时间出水。污水土地处理系统：在人工控制条件下，将污水投配在土地上，通过土壤——植物系统，进行一系列的物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。12.污水土地处理系统的组成：预处理设备，调节、贮存设备，输送、配布与控制系统设备，土地净化田，净化水的收集、利用系统。13.土地处理系统净化机理物理过滤：土壤颗粒间空隙截留、滤除SS。物理吸附与物理化学吸附：非极性分子在范德华力作用下，粘土矿物颗粒能吸附中性分子，金属离子因阳离子交换作用或吸附和螯合作用被固定在晶格中。化学反应与化学沉淀：重金属离子与土壤中某些组分化学反应生成难溶化合物而沉淀。微生物代谢作用下的有机物分解：土壤中多种大量微生物对有机固体和溶解性有机物有强大的降解转化能力。14.污水土地处理系统工艺：慢速渗滤，快速渗滤，地表慢流，湿地处理系统。15.湿地处理系统：将污水投放到土壤经常处于水饱和状态而且生长有芦苇、香蒲等耐水植物的沼泽地上，污水沿一定方向流动，流动过程中在耐水植物和土壤联合作用下，污水得到净化的一种土地处理工艺。16.湿地处理系统的净化机理：物理沉降作用；植物根系阻截作用；某些物质化学沉淀作用；土壤及植物表面的吸附与吸收作用；微生物的代谢作用。以生长在沼泽地的维管束植物为主要特征可保持溶解氧、吸收分解有机污染物。对细菌病毒灭活、均匀水流，避免光照，防止藻类过度繁殖。第7章污水深度处理与回用1.深度处理：进一步去除常规二级处理所不能完全去除污水中杂志的净化过程。2.深度处理的对象和目标去除残存悬浮物，脱色、除臭，使水进一步澄清。进一步降低BOD5，COD，TOC等，进一步稳定。脱氮除磷，消除富营养化因素。消毒杀菌，除重金属等有害物质。3.二级处理水中残留悬浮物的特点从mm到10um粒径范围很广的生物絮凝体和未被凝聚的胶体颗粒，几乎都是有机性的，大部分BOD来源于这些颗粒。4.SS的去除技术①混凝沉淀去除对象：微小悬浮有机物和无机污染物，也可去除某些溶解性物质，也可除氮磷、细菌、病毒。不同于给水处理的混凝：污水中有生物微粒存在，微粒与药剂亲和力强，加药后混凝过程短时间完成。②过滤作用：去除各类污染物，包括SS、BOD、重金属、细菌，化学絮凝产生的Al、Fe盐及石灰等沉淀物，去除不溶性磷；作为活性炭或离子交换时的预处理设施，节省后续费用；克服生物和化学处理的不稳定性，提高回用的连续性和可靠性。4.溶解性（难降解）有机物的去除①活性炭吸附物理吸附为主，也有化学吸附在内，除溶解性有机物质外，还能去除表面活性剂、色度、重金属、余氯。②臭氧氧化处理去残余有机物、脱出污水的色度、杀菌消毒。能够氧化有机物；极易形成中间产物，可生化性好；pH高，效果好，有副产物问题。5.氮的吹脱去除原理：氨溶于水的可逆反应，调碱促左移。脱氮塔的特点：除氮效果稳定，操作简便，容易控制；可能造成氨的二次污染，使用氧化钙易结垢，水温下降效果差。6.生物脱氮原理传统活性污泥的脱氮除磷只满足微生物的生理需求，因此去除率低。污水中的氮以有机氮及无机氮的形式存在，生物脱氮由三个过程组成：有机氮在有氧的条件下，被好氧微生物转化为NH3或NH4+；NH3或NH4+在有氧的条件下，被亚硝化菌及硝化菌转化为NO2-、NO3-；NO2-、NO3-在无氧或缺氧的条件下，被反硝化菌转化为N2从水中逸出而达到脱氮的目的。即：氨化过程：有机氮—氨化菌—NH3或NH4+硝化过程：NH3或NH4+—亚硝化菌—NO2-，NO2—硝化菌—NO3-反硝化过程：NO2-或NO3—反硝化菌—N27.硝化菌的特点硝化菌是亚硝酸菌和硝酸菌的统称，属于化能自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽孢的短杆状细菌。8.消化反应的控制指标（硝化菌对环境变化极为敏感）溶解氧：氧是硝化反应过程中的电子受体。温度：硝化反应有适宜的温度（20--‐30）。pH：对pH变化敏感，8.0--‐8.4污泥龄：大于硝化菌最小时代时间。重金属及有害物质：对硝化菌产生抑制作用。9.反硝化菌的特点异样型兼性厌氧菌，以硝酸盐氮为电子受体，有机碳为电子供体。10.反硝化反应的控制指标碳源：碳源充足无需外加，碳氮比过低加甲醇。pH：主要的影响因素，6.5--‐7.5，过高过低反硝化速率大幅下降。溶解氧：厌氧好氧交替环境中生活，0.5以下。温度：20--‐40，过低代谢速率下降，冬季低温，提高污水停留时间。活性污泥脱氮传统工艺流程说明：第一级曝气池：一般二级处理曝气池，主要功能去BOD、COD，有机氮转化为氨氮，沉淀后进入硝化曝气池。第二级硝化曝气池：进行硝化反应，需要一定的碱度，需要投碱以防pH下降。第三级反硝化反应器，缺氧条件，硝酸盐氮还原成气态氮气，采取厌氧、缺氧交替运行，碳源可投加甲醇，也可充入原污水。优缺点：有机物降解菌、硝化菌反硝化菌分别在各自反应器内生长增殖，环境条件适宜，各自回流沉淀池污泥，反应快彻底，但设备多，造价高，管理不便，能耗大。12.两级生物脱氮系统：BOD去除和硝化氨化合一。13.缺氧--‐好氧活性污泥法脱氮系统（A/O法，前置反硝化）硝化反应器内已充分反应的硝化液的一部分回流反硝化反应器，反硝化反应器内的反硝化菌以原污水中有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作受电体，进行生命活动产生氮气，不需外加碳源。（特征：内循环系统，向反硝化池回流硝化液）反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应消耗的碱度，含氮浓度不高的废水不必另投碱。优缺点：流程简单，装置少，无需外加碳源，建设运行费低，不足，处理水中含一定量硝酸盐，沉淀池反硝化污泥上浮。加大内循环比增加运行费用。14.除磷技术磷的存在形式：有机磷，磷酸盐，聚磷酸盐。不同于氮，不能形成氧化体和还原体，但有固态和溶解态转化的特点。15.混凝沉淀除磷技术：铝离子和正磷酸离子化合，形成难溶的磷酸铝，沉淀去除。（铁盐类似）石灰混凝除磷：形成氢氧根离子，pH上升，磷与石灰中的钙反应，形成羟磷灰石。16.生物除磷原理生物除磷：利用聚磷菌一类的微生物，能过量的，在数量上超过其生理需要，在外部摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排除系统外。聚磷菌对磷的过量摄取：好氧条件下，聚磷菌有氧呼吸，不断氧化分解体内所存有机物，通过主动运输的方式，从外部环境向其体内摄取有机物，由于氧化分解，又不断放出能量，能量为ADP所得，结合磷酸合成ATP，另一部分合成聚磷酸盐。聚磷菌的放磷：厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP水解，放出磷酸和能量，形成ADP。弗斯特利普除磷工艺工艺流程：含磷污水进入曝气池，同步进入的还有由除磷池回流的已释放磷聚磷菌的污泥。曝气池的功能是使聚磷菌过量地摄取磷，除有机物，还能出现硝化作用。从曝气池流出的混合液（污泥含磷，污水已除磷）进入沉淀池1，泥水分离。含磷污泥进入除磷池，除磷池保持厌氧状态，，含磷污泥释放磷，加水冲洗，使磷充分释放，已释放磷的污泥部分回流曝气池再次用于吸收磷，含磷上清液进入混合池。混合池投加石灰乳，混合后进搅拌池反应，化学除磷。沉淀池2为混凝沉淀池，除磷上清液回流曝气池，磷酸钙污泥排出。特点：除磷效果好，污泥易沉淀分离，丝状菌难繁殖，污泥不膨胀，可根据BOD/P调节回流污泥与混凝污泥的比例。18.厌氧-好氧除磷工艺（An-O法）原污水——释放磷（厌氧）——曝气池（BOD去除吸收磷，好氧）——沉淀池——处理水|||___________________回流污泥（含磷）__________________________|____剩余污泥工艺特征：不用投药，无需内循环，厌氧反应器保持良好的厌氧（缺氧）状态。反应停留时间短，BOD去除率与一般相当，磷的去除率较好，污泥含磷高，肥效好；污泥易沉淀，不膨胀。除磷率难以进一步提高，沉淀池产生磷的释放现象。同步脱氮除磷技术——巴颠甫脱氮除磷工艺特点：脱氮除磷效果很好，但反应器多，工艺复杂，成本高。AAO法同步脱氮除磷工艺各反应器单元功能：厌氧反应器：原污水进入，部分从沉淀池回流的含磷污泥，主要功能是释放磷，同时部分有机物氨化。缺氧反应器：首要功能是脱氮，硝态氮通过内循环由好氧反应器送来。好氧反应器：曝气池，去除BOD、硝化和吸收磷在本反应器内进行。工艺特点：最简单的同步脱氮除磷工艺，水力停留时间较少，厌氧（缺氧）好氧交替运行，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞。污泥含磷高，高肥效。无需投药，两A段只需轻轻搅拌，运行费用低。除磷效果很难提高，脱氮效果难以进一步提高，进入沉淀池的处理水要保持一定浓度和溶解氧，减少停留时间防止沉淀池中厌氧状态污泥释放磷。第8章污泥的处理1.污泥的分类①按成分不同污