1、1 水 污 染 控 制 工 程 重 点 总 结笔 记 一 、 水 质指 标 ： 物 理指 标、 化 学 指 标、 生 物 指 标 （ 一 ） BO D 5 （ 5 日 生 化 需 氧 量 ） ： 指 5 天 内 水 中 有 机 污 染 物 被 好 氧 微 生 物 分 解 时 所 需 的 氧 量 （ mg / L ） （ 二 ） 水 体 自 净 作 用 ： 以 河流 为例 ， 指 河水 中的 污 染物 在河 水向 下 游流 动中 浓 度自 然降 低的 现象 。 （ 1 ）物 理净 化： 指污 染物 由于 稀释 、扩 散、 沉淀 等作 用， 使河 水污 染物 浓度 降低 的过 程。 （ 2 ）化
2、学净 化： 指污 染物 由于 氧化 、还 原、 分解 等作 用， 使河 水污 染物 浓度 降低 的过 程。 （ 3 ） 生物 净化 ： 由于 水 中生 物活 动 ，尤 其是 水中 微生 物对 有机 物 氧化 分 解作 用而 使 河水 污 染物 浓度 降低 的过 程。 二 、 污 水的 物 理 处 理 （ 一 ） 格栅 （ S cr ee ni ng ） ： 在水 处理 中， 格栅 是用 来去 除可 能阻 塞水 泵机 及管 道阀 门的 较 粗大 的悬 浮物 ，并 保证 后续 处理 设备 能正 常运 行的 一种 装置 。 Sc r ee ning to re m ov e la r g e su
3、b j e ct s ,s uch as st o n e s or st i c ks th a t co uld pl u g li n e s or bl ock ta nk in l e ts . ( 二 ) 沉 淀 的 基础 理 论 1. 沉 淀 法 ： 利用 水中 悬浮 颗粒 和水 的密 度差 ， 在重 力作 用下 产生 下沉 作用 ， 以达 到固 液分 离 的一 种过 程。 2. 沉 淀 法 的 四 种 用 法 ： 1. 污水 处理 系统 的 预处 理 （沉 砂池 预处 理手 段去 除污 水中 易沉 降的 无机 性颗 粒物 ） 2. 污水 的 初步 处理 （初 沉池 ） （经 济
4、有 效地 去除 污水 中的 悬浮 固体 和呈 悬浮 状态 的有 机物 ） 3. 生物 处理 后的 固液 分离 （二 次沉 淀池 ，简 称二 沉池 ） 4. 污泥 处理 阶段 的 污泥 浓缩 （污 泥浓 缩池 ） 3. 沉 淀 类 型 （ 1 ） 自 由 沉淀 ：悬 浮颗 粒物 浓度 不高 ：沉 淀过 程中 悬浮 固体 之间 互不 干扰 ，颗 粒各 单独 进2 行沉 淀， 颗粒 沉淀 轨迹 呈直 线。 沉淀 过程 中， 颗粒 的物 理性 质不 变。 发生 在沉 砂池 。 （ 2 ） 絮 凝 沉淀 ：悬 浮颗 粒物 浓度 不高 ：沉 淀过 程中 悬浮 颗粒 之间 有互 相絮 凝作 用， 颗粒 因
5、相互 聚集 增大 而加 快沉 降 ， 沉淀 轨迹 呈曲 线 。 沉淀 过程 中 ， 颗粒 的质 量 、 形状 、 沉速 是变 化 的。 化学 絮凝 沉淀 属于 这种 类型 。 （ 3 ） 区 域 沉 淀 （ 成 层 沉 淀或 拥 挤 沉 淀 ） ： 悬浮 颗粒 浓度 较高 （ 50 0 0 mg /L 以上 ） ： 颗粒 的沉 降 受到 周围 其他 颗粒 的影 响 ， 颗粒 间相 对位 置保 持不 变 ， 形成 一个 整体 共同 下降 ， 与澄 清水 之 间有 清晰 的泥 水界 面。 二次 沉淀 池与 污泥 浓缩 池中 发生 。 （ 4 ） 压 缩 沉淀 ：悬 浮物 颗粒 浓度 很高 ：颗 粒
6、相 互之 间已 压成 团状 结构 ，互 相接 触， 互相 支 撑 ， 下层 颗粒 间的 水在 上层 颗粒 的重 力作 用下 被挤 出 ， 使污 泥得 到浓 缩 。 二沉 池污 泥斗 中及 浓缩 池中 污泥 的浓 缩过 程存 在压 缩沉 淀。 联 系 与 区别 ： 自由 沉淀 ， 絮凝 沉淀 ， 区域 沉淀 或成 层沉 淀 ， 压缩 沉淀 悬浮 颗粒 的浓 度依 次增 大， 颗粒 间的 相互 影响 也依 次增 强。 （ 三 ） 沉砂 池 Gr it ch a m b er sl o w do w n th e fl o w to al l o w gr i t to fa l l ou t .
7、1. 设 置 沉 砂池 的 目 的 和 作用 ： 以重 力或 离心 力分 离为 基础 ， 即将 进入 沉砂 池的 污水 流速 控制 在只 能使 相对 密度 大的 无机 颗粒 下沉 ， 而有 机悬 浮颗 粒则 随水 流带 走 ， 从而 能从 污水 中去 除 砂子 ，煤 渣等 密度 较大 的无 机颗 粒， 以免 这些 杂质 影响 后续 处理 构筑 物的 正常 运行 。 2. 曝 气 沉 砂池 的 工 作 原 理和 平流 沉 砂 池工 作 原 理 的 比 较 平 流 式 沉砂 池 是一 种最 传统 的沉 砂池 ， 它构 造简 单 ， 工作 稳定 ， 将进 入沉 砂池 的污 水流 速控 制在 只能 使
8、相 对密 度大 的无 机颗 粒下 沉 ， 而有 机悬 浮颗 粒则 随水 流带 走 ， 从而 能从 污水 中去 除砂 子、 煤渣 等密 度较 大的 无机 颗粒 。 曝 气 沉 砂池 的 工 作 原理 ： 由曝 气以 及水 流的 螺旋 旋转 作用 ，污 水中 悬浮 颗粒 相互 碰撞 、 摩擦 ，并 受到 气泡 上升 时的 冲刷 作用 ，使 粘 附在 砂粒 上的 有机 污染 物得 以去 除。 曝气 沉 淀池 沉砂 中含 有机 物的 量低 于 5% ； 由于 池中 设有 曝气 设备 ，它 还有 预曝 气、 脱臭 、防 止 污水 厌氧 分解 、除 泡以 及加 速污 水中 油类 的分 类等 作用 。3 缓
9、冲层 流入装 置 : 污泥区 沉 淀区 流出装置 3. 常 用 的 沉砂 池 形 式 ：平 流式 沉砂 池、 曝气 沉砂 池、 旋流 沉砂 池。 4. 曝 气 沉 砂池 存 在 的 问 题 ： （ 1 ）砂 中含 有有 机物 。 （ 2 ）对 被有 机物 包覆 的砂 粒截 留效 率不 高。 5. 曝 气 的 作用 ： （ 1 ）使 有机 物处 于悬 浮； （ 2 ）砂 粒摩 擦及 在气 体剪 切力 和紊 动条 件下 去除 其附 着的 有机 污染 物。 （ 四 ） 沉淀 池 S ed i me nt at i on t an k Se t tl eabl e so lids se t t le
10、ou t an d pu m p ed aw a y, whil e oi l s fl o a t to th e to p an d ar e sk i mm ed of f . 沉淀 池可 分为 普通 沉淀 池和 浅层 沉淀 池 。 沉淀 池按 工艺 布置 不同 ， 可分 为 初沉 池和 二沉 池 。 沉淀 池常 按池 内水 流方 向的 不同 分为 平流 式、 竖流 式、 辐流 式 。 沉淀 池的 组成 ： 进水 区、 出水 区、 沉淀 区、 贮泥 区、 缓冲 区 。 反应 沉淀 池效 率的 参数 表面 水力 负荷 （ 溢流 率 ） 在单 位时 间内 通过 沉淀 池单 位表 面积 的流
11、量。 单位 ： m 3 /( m 2 h) q = Q A （ 五 ） 隔油 池 1. 废 水 中 油的 存 在 形 态 ： 可浮 油 （大 于 10 0um ，依 靠油 水相 对密 度差 而从 水中 分离 出来 ） 细分 散油 （ 10 10 0 u m ，长 时间 静置 后可 以形 成可 浮油 ） 乳化 油 （粒 径小 于 10 um ，因 水中 含有 表面 活性 剂而 呈乳 化状 态） 溶解 油 。 2. 隔 油 池 （自 然 上 浮 法 ） 3. 乳 化 油 的形 成 ：4 (1 ) 由于 生产 工艺 的需 要而 制成 的乳 化油 。 (2 ) 以洗 涤剂 清洗 受油 污染 的机 械零
12、 件、 油槽 车等 产生 乳化 油废 水。 (3 ) 含油 （可 浮油 ）废 水在 管道 中于 含乳 化剂 的废 水相 混合 ，受 水流 搅动 而形 成。 4. 破 乳 ： 由于 乳化 油油 滴表 面上 有一 层乳 化剂 形成 的稳 定薄 膜 ， 阻碍 油滴 合并 。 如果 能消 除 乳化 剂的 作用 ，乳 化油 即可 转化 为可 浮油 。 5. 破 乳 的 原理 ：破 坏油 滴界 面上 的稳 定薄 膜， 使油 水得 以分 离。 6. 破 乳 的 途径 ： (1 ) 投加 换型 乳化 剂 (2 ) 投加 盐类 、酸 类物 质可 使乳 化剂 失去 乳化 作用 。 (3 ) 投加 某种 本身 不能
13、 成为 乳化 剂的 表面 活性 剂。 (4 ) 通过 剧烈 的搅 拌、 振荡 或转 动， 使乳 化的 液滴 猛烈 相碰 撞并 合并 。 (5 ) 如以 粉末 为乳 化剂 的乳 状液 ，可 以用 过滤 法拦 截被 固体 粉末 包围 的油 滴。 (6 ) 改变 乳状 液的 温度 （加 热或 冷冻 ）来 破坏 乳状 液的 稳定 。 ( 六 ) 气 浮 法 1. 气 浮 法 是一 种固 液分 离或 液 液分 离技 术 。 它是 通过 某种 方法 产生 大量 的 微细 气泡 ， 使 其与 废水 中 密度 接近 于水 的固 体或 液体 污染 物微 粒粘 附 ， 形成 密度 小于 水的 气浮 体 ， 在浮
14、力 作用 下， 上浮 至水 面形 成浮 渣而 实现 固 液或 液 液分 离。 2. 气 浮 法 必须 满 足 的 条 件： （ 1 ）必 须向 水中 提供 足够 量细 微气 泡。 （ 2 ）必 须使 废水 中的 污染 物质 能形 成悬 浮状 态。 （ 3 ）必 须使 气泡 与悬 浮的 物质 产生 粘附 作用 。 3. 按 产 生 微细 气 泡 的 方 法 ， 气 浮 法 分为 ： 电 解 气 浮法 ， 分 散 空 气气 浮 法 ， 溶 气 空 气气 浮 法 。 4. 加 压 溶 气气 浮 法 基 本 原理 使空 气在 加压 条件 下溶 解于 水 ， 然后 通过 将压 力降 至常 压而 使过 饱
15、和 溶解 的空 气以 微细 气泡 形式 释放 出来 。 加压 溶气 气浮 法根 据加 压溶 气水 的来 源不 同分 为 ： 全加 压溶 气流 程 ， 部分 加压 溶气 流程 ， 部 分回 流加 压溶 气流 程。5 基本 流 程 特点 流程 图 优点 缺点 全加 压 溶气 流 程 将全 部入 流废 水进 行加 压溶 气， 再经 减压 释放 装置 进入 气浮 池， 进行 固液 分离 。 （ a ）溶 气量 大 ， 增加 了油 粒或 悬 浮颗 粒与 气泡 的 接触 机会 ； （ b ） 在处 理水 量 相同 的条 件下 ， 它较 部分 回流 溶 气气 浮法 所需 的 气浮 池小 ，从 而 减少 了基
16、 建投 资。 由于 全部 废水 经过 压力 泵， 所以 增加 了含 油废 水的 乳化 程度 ，而 且所 需的 压力 泵和 溶罐 均较 其它 两种 流程 大， 因此 投资 和运 转动 力消 耗较 大。 部分 加 压溶 气 流程 将部 分入 流废 水进 行加 压溶 气， 再经 减压 释放 装置 进入 气浮 池， 其他 部分 直接 进入 气浮 池， 进行 固液 分离 （ a ） 较全 流程 溶 气气 浮法 所需 的 压力 泵小 ，故 动 力消 耗低 ； （ b ） 压力 泵所 造 成的 乳化 油量 较 全部 溶气 法低 ； （ c ） 气浮 池的 大 小与 全部 溶气 法 相同 ，但 较部 分 回流
17、 溶气 法小 。6 部分 回 流加 压 溶气 流 程 将部 分清 液进 行回 流加 压， 入流 水则 直接 进入 气浮 池， 进行 固液 分离 。 （ a ） 加压 的水 量 少 ， 动力 消耗 省 ； （ b ） 气浮 过程 中 不促 进乳 化； （ c ）矾 花形 成 好 ， 后絮 凝也 少 ； 气浮 池的 容积 较前 两种 流程 大。 5. 加 压 溶 气气 浮 法 的 基 本原 理： 空气 从水 中析 出的 过程 分为 两个 步骤 1. 气泡 核的 形成 过程 。 2. 气泡 的增 长过 程。 6. 黏 附 ：微 细气 泡与 悬浮 颗粒 的三 种黏 附方 式： 吸附 ，顶 托， 裹挟
18、7. 投 加 化 学药 剂 提 高 气 浮效 果 ： 混凝 剂、 浮选 剂、 助凝 剂、 抑制 剂、 调节 剂。 助凝 剂的 作用 是提 高悬 浮颗 粒表 面的 水密 性 ，以 提高 颗粒 的 可浮 性 。 8. 压 力 溶 气气 浮 法 系 统 主要 由三 个 部 分组 成 ： 压力 容器 系统 、空 气释 放系 统和 气浮 分离 设备 。 空 气 释 放装 置 的 功 能 是将 压力 溶气 水减 压 ， 使溶 气水 中的 气体 以微 气泡 的形 式 释放 出来 ， 并能 迅速 均匀 地与 水中 的 颗粒 物质 黏附 ，减 压释 放装 置产 生的 微气 泡直 径在 20 -100 um 。
19、9. 气 固 比 （ a ） ： 溶解 空气 量（ A ）与 原水 中悬 浮固 体含 量（ S ）的 比值 。 a = A S = 减压 释放 的气 体总 量（ g ） 原水 中悬 浮固 体总 量（ g ） 气固 比选 用涉 及原 水水 质 、 出水 要求 、 设备 、 动力 等因 素 ， 对于 所处 理的 废水 最好 经过 气浮 实验 来确 定气 固比 ， 无 实验 资料 一般 取值 0. 005- 0.06 ，废 水中 悬浮 固体 浓度 不高 时取 下限 ，悬 浮固 体较 高时 ，可 选用 上限 。 10 . 废 水 处 理中 ， 气 浮 法 与沉 淀法 相 比 较 与沉 淀法 相比 较，
20、 浮上 法具 有以 下优 点： 浮上 法的 表面 负荷 高， 有可 能高 达 1 2m 3 / (m 2 h) ， 水在 池中 中的 停留 时间 只需 10 2 0m i n ，而 且 池深 只需 2m 左7 右， 故 占地 面积 较少 ，节 省基 建投 资； 浮上 法具 有 预曝 气 作用 ，出 水和 浮渣 都含 有一 定量 的氧 ，有 利于 后续 处理 或再 用， 泥渣 不易 腐化 ； 对那 些很 难用 沉淀 法去 除的 低浊 含藻 水 ，浮 上法 处理 效率 高， 甚至 还可 去除 原水 中的 浮游 生物 ，出 水水 质好 ； 浮渣 含水 率低 ， 一般 在 9 6% 以下 ， 比沉 淀
21、池 污泥 体积 少 2 1 0 倍 ， 这对 污泥 的 后续 处理 有利 ， 而且 表面 刮渣 也比 池底 排泥 方便 ； 可以 回收 利用 有用 的物 质； 浮上 法所 需 药剂 量 比沉 淀池 节省 。 缺点 ：浮 上法 电耗 较大 ，处 理每 吨废 水比 沉淀 法多 耗电 约 0. 0 2 0 .0 4k W h ；目 前使 用的 溶气 水减 压释 放器 容易 堵 塞； 浮渣 怕较 大的 风雨 袭击 。 三 、 污 水生 物 处 理 的基 本概 念 和 生 化反 应 动 力 学 基 础 （ 一 ） 污 水 生 物处 理 的概 念 ： 利用 微生 物的 新陈 代谢 ， 将废 水中 的有 机
22、物 的一 部分 转化 为微 生物 的细 胞物 质 ， 另一 部分 转化 为无 机物 或简 单的 有机 物的 方法 。 1. 根据 参加 代谢 活动 的微 生物 对溶 解氧 的需 求不 同， 分为 ： 好氧 生物 处理 （存 在分 子氧 ） ， 缺氧 生物 处理 （存 在化 合态 氧 ） ， 厌氧 生物 处理 （既 无分 子氧 又无 化合 态氧 存在 ） 。 2. 好氧 生物 处理 法有 ： 活性 污泥 法 （悬 浮生 长法 ）和 生物 膜法 （附 着生 长法 ） 。 （ 二 ） 污水 生 物 处 理的 基本 原 理 1. 生 物 处 理的 有 机 物 去 向 ： 有机 物被 微生 物摄 取后
23、， 通过 代谢 活动 ， 约有 1/ 3 被分 解 ， 稳定 并提 供其 生理 活动 所需 要的 能量 ，约 2/ 3 被转 化， 合成 新的 细胞 物质 ，即 进行 微生 物自 身生 长繁 殖。 2. 生 物 处 理有 机 物 的 去 向 ： 有机 物转 化分 为 3 个部 分 ： 一部 分转 化为 可回 收利 用的 可燃 性气 体甲 烷 ， 一部 分被 分解 为二 氧化 碳、 水、 氨、 硫化 氢等 无机 物， 并为 细胞 合成 提供 能量 ；少 量有 机物 则被 转化 、合 成新 的细 胞物 质。 污水 中生 物 脱 氮 处 理 过程 中氮 的转 化主 要包 括 氨化 （ 好氧 或厌 氧
24、条 件 ） ， 硝化 （ 好氧 ） ， 反硝 化 （ 缺氧 ） （ + 同化 作用 ） 。 （ 三 ） 脱氮 除 磷 基 本理 论 城 镇 污 水生 物 脱 氮 过程 的基 本 步 骤 ： 微生 物经 氨化 反应 分解 有机 氮化 合物 生成 氨 ， 再在 亚硝 酸盐 菌和 硝化 细菌 的作 用下 ， 经硝 化反 应生 成 （ 亚 ） 硝酸 盐 ， 最后 经反 硝化 反应 将 （ 亚 ） 硝酸 盐还 原为 氮气 。 当进 水氨 氮浓 度较 低时 ， 同 化作 用也 可能 成为 脱氮 的主 要途 径。 （ 四 ） 微生 物 的 生 长规 律和 生 长 环 境 微 生 物 的四 个 生 长 期：
25、停滞 期 、 对 数期 、 静 止 期 、 衰老 期 （ 五 ） 微生 物 的 生 长环 境 微生 物的 营养 ：主 要营 养物 质是 碳、 氮、 磷。 BO D 5 ： N ： P= 1 0 0: 5 :1 温度8 PH 6. 5-8. 5 溶解 氧（ 不低 于 2m g/L ） 有毒 物质 （ 六 ） 米氏 方 程 V = V max S K m +S Km 是半 速度 常数 ，是 V= 1/2V max 时的 底物 浓度 Mo n od 方程 = max S K s +S um a x 是 u 在限 值增 长的 底物 （碳 源） 达到 饱和 浓度 时的 最大 值。 四 、 活 性污 泥
26、法 A ct iv at es Sl u d ge Th e mo s t co m m on op tion us es mi c r oo rgan ism s in th e tr e a tm e nt pr o c e ss to br e a k do w n or g a n ic ma t e r ia l wi t h ae r at ion an d ag i t at ion, the n al lows so l id s to se t t le ou t . B ac t er ia-c onta inin g “ ac t i va ted sl u d ge ”
27、 is co n ti nual ly re c ir cula ted ba ck to th e ae rati on ba s i n to in crea se th e ra t e of og a ni c de comp osit ion. （ 一 ） 基本 概 念 1. 活 性 污 泥 是一 种茶 褐色 的絮 绒状 小颗 粒 ， 是活 性污 泥处 理系 统的 核心 ， 其上 栖息 着大 量的 活跃 的微 生物 ， 在这 些 微生 物的 作用 下， 具有 将有 机物 转化 为无 机物 的活 力。 活性 污泥 的主 体是 细菌 ，多 数是 革兰 氏阴 性菌 ，原 生动 物在 活性
28、污泥 中大 量存 在。 2. 活 性 污 泥法 的 基 本 原 理 ： （ 1 ）通 过充 分曝 气供 氧， 使大 量繁 殖的 微生 物群 体悬 浮在 水中 ，并 利用 从而 降解 污水 中的 有机 污染 物（ 氧化 分解 有机 物能 力 ） ； （ 2 ）停 止曝 气时 ，悬 浮微 生物 絮凝 体易 于沉 淀与 水分 离， 并使 污水 得到 净化 、澄 清（ 良好 的凝 聚和 沉淀 性能 ） 。 3. 活 性 污 泥法 的 基 本 流 程 由曝 气池 、二 沉池 、曝 气系 统和 污泥 回流 处理 系统 组成 进水 曝气 池 二次 沉 淀池 出水 回流 污泥 剩余 污 泥 4. 活 性 污
29、泥的 组 成 ： a. 具有 代谢 功能 活性 的微 生物 群体 （ Ma ） b. 微生 物（ 主要 是细 菌） 内源 代谢 、自 身氧 化的 残留 物（ Me ） c. 由原 污水 挟入 的难 为细 菌分 解的 惰性 有机 物质 （ Mi ）9 d. 由污 水挟 入的 无机 物质 （ Mi i ） 5. 活 性 污 泥法 的 净 化 机 理： 吸 附 阶 段 ： 由于 絮状 的活 性污 泥表 面积 很大 ( 约 20 0 0 1 00 00 m 2 / m 3 ) ， 在表 面上 富集 着大 量的 微生 物 ， 在其 外部 覆 盖着 多糖 类的 黏液 层 ， 污水 中悬 浮的 和胶 体的
30、物质 被絮 凝和 吸附 去除 。 这一 过程 能够 在 30 m i n 内完 成 ， 污水 BO D 的 去除 率可 达 70 % 。它 的速 率取 决于 ： a . 微生 物的 活性 程度 ； b . 反应 器内 水力 扩散 程度 与水 动力 学的 规律 。前 者决 定 活性 污泥 微生 物的 吸附 、凝 聚性 能； 后者 决定 活性 污泥 絮凝 体与 有机 污染 物的 接触 程度 。 氧 化 阶 段 ：被 摄入 细胞 体内 的有 机污 染物 ，在 各种 胞内 酶， 如脱 氢酶 、氧 化酶 等的 催化 作用 下， 微生 物对 其进 行代 谢反 应 。 一部 分有 机物 进行 氧化 分解 ，
31、 最终 形成 二氧 化碳 和水 等稳 定的 无机 物质 ， 并提 供合 成新 细胞 物质 所需 的能 量； 另一 部分 有机 污染 物为 微生 物合 成新 的细 胞。 絮 凝 体 的形 成 与絮 凝 沉淀 阶 段 ：氧 化阶 段合 成的 菌体 有机 体絮 凝形 成絮 凝体 ，通 过重 力沉 淀从 水中 分离 出来 ， 使水 得以 净化 。 6. 活 性 污 泥处 理 系 统 有 效运 行的 基 本 条件 和 要 求 是 ： （ 1 ）废 水中 含有 足够 的营 养物 质， 有适 当的 C ： N ： P 。 （ 2 ）混 合液 中应 含有 足够 的溶 解氧 。 （ 3 ）活 性污 泥在 反应
32、器内 呈悬 浮状 态， 能够 充分 的与 废水 相接 触。 （ 4 ）避 免对 微生 物有 毒害 作用 的物 质进 入。 （ 5 ）活 性污 泥的 浓度 应保 持适 当。 （ 6 ）适 当的 PH ，活 性污 泥微 生物 的最 适 PH 介于 6. 5-8. 5 之间 。 （ 7 ）适 当的 水温 。 15 -30 （ 8 ）有 机负 荷率 7. 活 性 污 泥的 性 质 和 指 标 （ 1 ） 混 合 液悬 浮 固体 浓 度（ m ix e d l iq u or s us p en de d s ol id s, ML SS ） : 指曝 气池 中单 位体 积混 合液 中活 性污 泥悬 浮
33、 固体 的质 量， 也称 之为 污泥 浓度 。 M LV S S 代表 混合 液悬 浮固 体中 有机 物的 含量 。 （ 2 ） 污 泥 的 沉降 比 （s et tl ed v ol u me ， SV % ） ： 指曝 气池 混合 液静 止 30 m i n 后沉 淀污 泥的 体积 分数 ， 通常 采用 1L 的 量筒 测定 污泥 沉降 比。 （ 3 ） 污 泥 体积 指 数 ( sl ud ge vo lu m e in d e x, SV I) ：指 曝气 池混 合液 沉淀 30 m in 后， 每单 位质 量干 泥形 成的 湿污 泥的 体积 ，常 用单 位为 ml /g 。 SVI
34、= 沉淀 污泥 的体 积（ mL L ) MLSS( g L ) 污泥 指数 能较 好的 反映 出活 性污 泥的 松散 程度 ， 凝聚 和沉 降性 能 。 一般 城市 污水 正常 运行 条件 下的 SV I 在 10 0 15 0 之间 。 SV I 值过 低， 说明 泥粒 细小 ，无 机质 含量 高， 缺乏 活性 ；过 高， 说明 污泥 的沉 降性 能不 好， 并且 已有 产生 膨10 胀现 象的 可能 。如 果 SV I 20 0 ，污 泥难 于分 离， 容易 产生 污泥 膨胀 。 （ 4 ） 污 泥 密 度指 数 （ SD I ） ： 指曝 气池 混合 液在 静置 30 m i n 后
35、， 含于 10 0mL 沉降 污泥 中的 活性 污泥 悬浮 固体 的克 数 。 （ 5 ） 污 泥 龄（ S RT ） ：又 称污 泥平 均停 留时 间。 指每 日新 增的 污泥 平均 停留 在曝 气池 中的 天数 ，也 就是 曝气 池全 部 活性 污泥 平均 更新 一次 所需 的时 间， 或工 作着 的活 性污 泥总 量同 每日 排放 污泥 量的 比值 。单 位为 d 。 7. 活 性 污 泥法 中 的 污 泥 参数 (1 ) 污 泥 产 率系 数 ： 活性 污泥 每降 解 1k gBOD 5 所新 生成 的活 性污 泥的 量 。 （ 0. 4 - 0 .7 ） (2 ) 污 泥 负 荷率
36、（ F /M ） ： 又称 有机 底物 (F ) 与微 生物 量 (M ) 的比 值 , 是指 曝气 池内 单位 质量 活性 污泥 在单 位时 间内 承受 的有 机物 含量 。单 位 kg B O D5 / (k gMLS S d) ( 0 .2 - 0. 4) (F / M 比值 是影 响 污泥 增长 速率 ， 有机 物去 除速 率 ， 氧的 利用 速率 以及 污泥 吸附 凝聚 性能 的重 要因 素 。 F/ M 大 ， 说明 营养 过剩 ，微 生物 繁殖 过快 ，处 在对 数增 长期 ，去 除率 高， 但污 泥不 易凝 聚沉 降， 沉降 性能 差。 F/ M 小， 说明 营养 过少 ， 微
37、生 物由 于缺 乏营 养而 进入 内源 呼吸 期 ， 代谢 自身 细胞 物质 ， 影响 去除 效率 ， 但沉 降性 能好 。 因此 ， 在废 水 处理 中， 应控 制 BO D 负荷 在一 定的 范围 ：高 负荷 ： 1. 5 2. 0 ；中 负荷 ： 0. 2 0. 5 ；低 负荷 ： 0. 0 3 0. 0 5 。 ) (3 ) 污 染 物 容积 负 荷 ： 单位 曝气 池有 效容 积在 单位 时间 内流 入的 污染 物的 量， kg B OD 5 /( m 3 d) 表示 。 (4 ) 水 力 停 留时 间 ：曝 气池 有效 容积 与污 水流 量之 比值 ，表 示污 水在 曝气 池中 的
38、平 均停 留时 间 。 （ 6- 1 0 h ） 8. 活 性 污 泥法 的 优 缺 点 活性 污泥 法具 有处 理能 力强 ， 出水 水质 好等 优点 ， 是当 今世 界范 围内 应用 最广 泛的 一种 废水 生物 处理 工艺 ， 但它 也 存在 基建 与运 行费 用较 高 、 能耗 较大 、 管理 较复 杂 、 易出 现污 泥膨 胀和 污泥 上浮 以及 对氮 、 磷等 营养 物质 去除 效果 有限 等问 题。 ( 二 ) 活 性 污 泥法 的 发 展 1. 常 用 的 活 性 污 泥法 曝 气池 的 基 本 形式 （ 1 ） 推 流 式曝 气 池 ：污 水及 回流 污泥 一般 从池 体的
39、一端 进入 ，水 流呈 推流 型， 底物 浓度 在进 口端 最高 ，沿 池长 逐 渐降 低， 至池 出口 端最 低。 （ 2 ） 完 全 混 合式 曝 气 池 ： 污水 一进 入曝 气反 应池 ， 在曝 气搅 拌作 用下 立即 和全 池混 合 ， 曝气 池内 各点 的底 物浓 度 ， 微生 物浓 度、 需氧 速率 完全 一致 。 （ 3 ） 封 闭 环流 式 反应 池 ： 结合 了推 流和 完全 混合 两种 流态 的特 点， 污水 进入 反应 池后 ，在 曝气 设备 的作 用下 被快 速 、 均匀 的与 反应 器中 混合 液进 行混 合 ， 混合 后的 水在 封闭 的沟 渠中 循环 流动 。
40、封闭 环流 式反 应池 在短 时间 内呈 现 推流 式， 而在 长时 间内 则呈 现完 全混 合特 征。 （ 4 ） 序 批 式反 应 池（ S BR ） ： 属于 “ 注水 - 反应 - 排水 “ 类型 反应 器， 在流 态上 属于 完全 混合 ，但 有机 污染 物却 是随 着反 应时 间的 推移 而被 降解 的 。 其操 作流 程由 进水 、 反应 、 沉淀 、 出水 、 闲置 五个 基本 过程 组成 ， 从污 水流 入到 闲 置结 束构 成一 个周 期 ， 所有 处理 过程 都是 在同 一个 设有 曝气 或搅 拌装 置的 反应 器内 依次 进行 ， 混合 液始 终留 在池 中 ，11 从
41、而 不需 另外 设置 沉淀 池。 2. 活 性 污 泥法 的 主 要 运 行方 式 （ 1 ） 传 统 推流 式 ： 污水 和回 流污 泥在 曝气 池的 前端 进入 ，在 池内 呈推 流式 流动 至池 的末 端， 充氧 设备 设置 沿池 长 均匀 布置 ，会 出现 前半 段供 氧不 足， 后半 段供 氧超 过需 要的 现象 。 （ 2 ） 渐 减 曝气 法 ： 渐减 曝气 布置 扩散 器， 使布 气沿 程递 减， 而总 的空 气量 有所 减少 ，这 样可 以节 省能 量， 提高 处 理效 率。 （ 3 ） 分 布 曝气 ： 采用 分点 进水 方式 ，入 流污 水在 曝气 池中 分 3- 4 点
42、进 入， 均衡 了曝 气池 内有 机污 染物 的负 荷和 需 氧量 ，提 高了 曝气 池对 水质 、水 量冲 击负 荷的 能力 。 （ 4 ） 完 全 混合 法 ：进 入曝 气池 的污 水很 快被 池内 已存 在的 混合 液所 稀释 、匀 化， 入流 出现 冲击 负荷 是， 池液 的组 成变 化较 小， 即该 工艺 对冲 击负 荷具 有较 强的 适应 能力 ；污 水在 曝气 池内 分布 均匀 ， F/ M 值均 等， 各部 分有 机污 染 物降 解工 况相 同， 微生 物群 体的 组成 和数 量几 近一 致， 曝气 池内 混合 液的 需氧 速率 均衡 。 （ 5 ） 浅 层 曝气 法 ：其 特
43、点 是气 泡形 成和 破裂 瞬间 的氧 传递 速率 是最 大的 。在 水的 浅层 处用 大量 的空 气进 行曝 气， 就可 以获 得较 高的 氧传 递速 率。 （ 6 ） 深 层 曝 气法 ： 在深 井中 可利 用空 气作 为动 力 ， 促进 液流 循环 。 并且 深井 曝气 池内 ， 气流 紊流 大 ， 液膜 更新 快 ， 促使 KL a 值增 大， 同时 气液 接触 时间 延长 ，溶 解氧 的饱 和度 也由 深度 的增 加而 增加 。 （ 7 ） 高 负 荷曝 气 法 ：在 系统 与曝 气池 构造 方面 与传 统推 流式 活性 污泥 相同 ，但 曝气 停留 时间 为 1. 5 - 3 .0
44、 个小 时， 曝气 池活 性污 泥处 于生 长旺 盛期 。主 要特 点是 有机 容积 负荷 或污 泥负 荷高 ，但 处理 效果 低。 （ 8 ） 克 劳 斯 法 (K ra u s) ： 把厌 氧消 化的 上清 液加 到回 流污 泥中 一起 曝气 ， 然后 再进 入曝 气池 ， 克服 了高 碳水 化合 物 的污 泥膨 胀问 题 。 而且 消化 池上 清液 中富 含氨 氮 ， 可以 提供 大量 碳水 化合 物代 谢所 需的 氮 。 消化 池上 清液 夹带 的消 化污 泥相 对密 度较 大， 有改 善混 合液 沉淀 性能 的功 效。 （ 9 ） 延 时 曝气 法 ：曝 气时 间很 长， 活性 污泥
45、 在时 间和 空间 上部 分处 于内 源呼 吸状 态， 剩余 污泥 少而 稳定 ，无 需消 化， 可直 接排 放。 本工 艺还 具有 处理 过程 稳定 性高 ，对 进水 水质 、水 量变 化适 应性 强， 不需 要初 沉池 等优 点。 （ 1 0 ） 接 触 稳 定法 ： 混合 液的 曝气 完成 了吸 附作 用 ， 回流 污泥 的曝 气完 成稳 定作 用 。 本工 艺的 特点 是污 水与 活性 污 泥在 吸附 池内 吸附 时间 短， 吸附 池容 积较 小， 再生 池的 容积 也较 小， 另外 其具 有一 定的 抗冲 击负 荷能 力。 （ 1 1 ） 氧 化 沟 ： 氧化 沟是 延时 曝气 法的
46、 一种 特殊 形式 ， 它的 池体 狭长 ， 池深 较浅 ， 在沟 槽中 设有 表面 曝气 装置 。 曝 气装 置的 转动 ，推 动沟 内液 体迅 速流 动， 具有 曝气 和搅 拌两 个作 用。 （ 1 2 ） 纯 氧 曝 气法 ： 纯氧 代替 空气 ， 可提 高生 物处 理速 度 。 在密 闭的 容器 中 ， 溶解 氧的 饱和 度可 提高 ， 氧溶 解的 推 动力 也随 着提 高， 氧传 递速 率增 加了 ，因 而处 理效 果好 ，污 泥的 沉淀 性也 好。 （ 1 3 ） 吸 附 - 生 物 降 解工 艺 (A B 法 ) ： 处理 效果 稳定 ， 具有 抗冲 击负 荷和 PH 变化 的能
47、 力 。 该工 艺还 可以 根据 经济 实力 进行 分期 建设 。 （ 1 4 ） 序 批 式 活性 污 泥法 （ SB R 法 ） ：12 1. 工艺 系统 组成 简单 ，不 设二 沉池 ，曝 气池 兼具 二沉 池的 功能 ，无 污泥 回流 设备 ； 2. 耐冲 击负 荷， 在一 般情 况下 无需 设置 调节 池； 3. 反应 推动 力大 ，易 于得 到优 于连 续流 系的 出水 水质 ； 4. 运行 操作 灵活 ，通 过适 当调 节各 单元 操作 的状 态可 达到 脱氮 除磷 的效 果； 5. 污泥 沉淀 性能 好， SV I 值较 低， 能有 效的 防止 丝状 菌膨 胀； 6. 该工 艺
48、的 各操 作阶 段及 各项 运行 指标 可通 过计 算机 加以 控制 ，便 于自 控运 行， 易于 维护 管理 。 3. 氧 化 沟 的工 艺 特 点 ： （ 1 ）简 化了 预处 理， 氧化 沟水 力停 留时 间和 污泥 龄比 一般 生物 处理 法长 ，悬 浮有 机物 可与 溶解 性有 机物 同时 得到 较彻 底的 去除 ，排 出的 剩余 污泥 已得 到高 度稳 定， 因此 氧化 沟可 以不 设初 沉池 ，污 泥也 不需 要进 行厌 氧消 化。 （ 2 ）占 地面 积小 ，因 在流 程中 省略 了出 次沉 淀池 、污 泥消 化池 、有 时还 省略 二次 沉淀 池和 污泥 回流 装置 ，使 污
49、水 处理 厂总 占地 面积 不仅 没有 增大 ，相 反还 可缩 小。 （ 3 ） 具有 推流 式流 态特 征 ， 氧化 沟具 有推 流特 性 ， 使得 溶解 氧浓 度在 沿池 长方 向形 成浓 度梯 度 ， 形成 好氧 、 缺氧 、 厌氧 条件 。通 过对 系统 合理 的设 计与 控制 ，可 以取 得更 好的 除磷 脱氮 效果 。 （ 三 ） 气体 传 递 原 理和 曝气 设 备 1. 氧 吸 收 率 ：指 向混 合液 供给 1k g 氧时 ，水 中所 能获 得的 氧量 。评 价鼓 风曝 气。 2. 动 力 效 率： 指单 位动 力在 单位 时间 内所 转移 的氧 量。 评价 机械 曝气 。 3. 液相 中溶 解氧 浓度 变化 率 dc dt = K L A V ( c s c) K L 液膜 中氧 分子 的传 质系 数。 A 气液 接触 界面 面积 ， m3 Cs 与界 面氧 分压 所对 应的 溶液 饱和 溶解 氧值 。 C 溶液 中溶 解氧 浓度 。 4. 影 响 K L a 值 的 因 素： （ 1 ）溶 解在 水中 的憎 水性 有机 物影 响 K La 值。 （ 2 ）水 体的 温度 同时 影响 K
