【正文】 的細(xì)胞；細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)也可被微生物氧化，同時(shí)放出能量，即內(nèi)源呼吸。碳化階段：主要是不含氮有機(jī)物氧化，也包括含氮有機(jī)物氨化，以及氨化后不含氮有機(jī)物繼續(xù)氧化，其消耗的氧量為碳化生化需氧量。總的碳化生化需氧量稱為第一階段生化需氧量或完全生化需氧量(生化需氧量)，以La或BODu表示。第二階段：水中的硝化細(xì)菌可以氧化水中的氨和含氮有機(jī)物氨化分解出的氨，最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。其消耗的氧量為硝化生化需氧量，即第二階段生化需氧量，以LN或NOD表示。(NH3+亞硝化細(xì)菌+O2→NO2+硝化細(xì)菌→NO3)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：流行病學(xué)上安全可靠；化學(xué)組成上對(duì)人體無害；使用上方便無弊。地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：按水體的不同用途和不同區(qū)域劃分為五類。按從污染源控制的原則制定了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：一類污染物(對(duì)人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響)；另一種是影響小于第一類的污染物，列出最高允許排放濃度(三級(jí))，Ⅰ﹑Ⅱ類水體不得新建排污口，Ⅲ類水體執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Ⅳ﹑Ⅴ二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，下水道并進(jìn)入二級(jí)污水處理廠執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)用水水質(zhì)要求：飲用水，生產(chǎn)技術(shù)用水，鍋爐用水，冷卻用水不同使用目的，由不同水質(zhì)要求。生活污水：居民日常生活中產(chǎn)生的廢水，主要是生活廢料和排泄物。這類廢水的成分及變化取決于居民的生活水平和習(xí)慣。水質(zhì)較穩(wěn)定，渾濁﹑惡臭﹑深色﹑微堿性﹑不含有毒物質(zhì)﹑有大量細(xì)菌病毒和寄生蟲卵。工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水。由于工業(yè)類型﹑生產(chǎn)工藝﹑原料﹑用水水質(zhì)和管理水平的差異，其成分與性質(zhì)差別較大。農(nóng)業(yè)廢水：隨著農(nóng)藥和化肥的大量使用，農(nóng)田徑流排水成為天然水體的污染來源。緊接排入口各點(diǎn)溶解氧逐漸減少，這是因?yàn)閺U水排入后，河水中的有機(jī)物無多，耗氧速度超過復(fù)氧速度。隨著有機(jī)物的不斷氧化分解，耗氧速度不斷降低，在某一點(diǎn)耗氧速度等于復(fù)氧速度，此點(diǎn)溶解氧含量最低(最缺氧點(diǎn))。過此點(diǎn)后，溶解氧含量逐漸恢復(fù)到排入口之前的含量(恢復(fù)速度不斷加快)。氧垂曲線既是以離排入口的距離為橫坐標(biāo)，以溶解氧含量為縱坐標(biāo)的曲線。如果河流受有機(jī)物污染的量低于它的自凈能力，最缺氧點(diǎn)的溶解氧含量大于零，河水始終呈現(xiàn)有氧狀態(tài)，反之，靠近最缺氧點(diǎn)的一段河流將出現(xiàn)無氧狀態(tài)。當(dāng)一般有機(jī)廢水排入水體后，開始時(shí)水體中的細(xì)菌會(huì)大量增加，以后逐漸減少。促使細(xì)菌死亡的原因有：有機(jī)物因分解而減少；污染水體里有大量的吞噬細(xì)菌的生物；生物物理因素(生物絮凝，沉淀)；其它因素(pH﹑水溫﹑日光)。一般的，廢水排入河流后，在12—24h內(nèi)流過的距離是最大的細(xì)菌污染地帶。3—4天后細(xì)菌量不超過最大量的10%。沿流微生物數(shù)量和種類分為四個(gè)區(qū)Ⅰ﹑Ⅴ為清潔區(qū)(天然水質(zhì))；Ⅱ降解區(qū)(水質(zhì)混濁，污泥浮動(dòng)，DO降至40%的飽和度，魚類﹑綠藻減少，藍(lán)綠藻蔓生，底泥出現(xiàn)蠕蟲)Ⅲ強(qiáng)分解區(qū)(水質(zhì)變黑灰，浮渣，腐敗，DO降至40%的飽和度—0，厭氧，物種極少，有蚊蠅)Ⅳ恢復(fù)區(qū)(水質(zhì)較清，DO在40%的飽和度以上，物種增多)?！罡母锷a(chǎn)工藝，減少廢物排放量：應(yīng)深入工業(yè)生產(chǎn)工藝，與工人﹑技術(shù)人員相結(jié)合，革新生產(chǎn)工藝，盡量不用或少用水，不用少用易產(chǎn)生污染的原料﹑設(shè)備及生產(chǎn)方法。重復(fù)利用廢水：采用重復(fù)用水和循環(huán)用水系統(tǒng)，使廢水排放量減至最少?；厥沼杏梦镔|(zhì)：工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)多是在生產(chǎn)過程中進(jìn)入水中的原料﹑半成品﹑成品﹑工作介質(zhì)和能源物質(zhì)。如能加以回收，即可防止污染又可創(chuàng)造價(jià)值。對(duì)廢水進(jìn)行妥善處理：廢水經(jīng)回收利用后，還會(huì)有一些有害物質(zhì)殘留，也會(huì)有一些目前尚無回收價(jià)值的廢水。要從全局出發(fā)，妥善處理，使其無害化，不致污染水體和環(huán)境。選擇處理工藝與方法時(shí)，必須經(jīng)濟(jì)合理，盡量采用先進(jìn)技術(shù)?！罱o水處理：原水→混凝→沉淀→過濾→消毒→飲用水(臭氧氧化﹑活性炭吸附)；地下水(消毒)；工業(yè)用水(軟化﹑除鹽﹑冷卻﹑控制結(jié)垢與腐蝕)廢水處理：物理法﹑化學(xué)法和生物法。物理法是利用物理作用來分離廢水中懸浮污染物質(zhì)，處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。沉淀法去除回收比重大于1的中懸浮顆粒；氣浮法去除乳狀油或比重接近1的懸浮物；篩網(wǎng)過濾去除纖維﹑紙漿；蒸發(fā)法濃縮廢水中的溶解性不揮發(fā)物質(zhì)；另外，還有離心分離﹑超濾﹑反滲透等?；瘜W(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)處理水中的溶解性污染物和膠體。包括：中和法﹑氧化還原法﹑混凝法﹑電解法﹑汽提法﹑萃取法﹑吹脫法﹑吸附法﹑離子交換法﹑電滲析法等。生物法是利用微生物作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)?？煞譃楹醚跎锾幚砗蛥捬跎锾幚?，其中好氧生物處理又可分為：活性污泥法﹑生物膜法﹑生物氧化塘法﹑污水灌溉法﹑土地處理法。以上各方法各有特點(diǎn)和適用條件，實(shí)際中往往配合使用。城市污水水處理一般流程：進(jìn)水→初沉池(污泥)→生物處理構(gòu)筑物→二沉池(污泥)→出水。工業(yè)廢水處理流程各不相同，一般程序是：澄清→回收→毒物處理→一般處理→再用或排放。廢水處理系統(tǒng)分為一級(jí)處理﹑二級(jí)處理﹑三級(jí)處理。一級(jí)處理(機(jī)械處理)只去除廢水中較大的懸浮物質(zhì)(沉淀法去除可沉固體)。物理法中的大部分是由于一級(jí)處理的。廢水經(jīng)一級(jí)處理，一般達(dá)不到排放要求，需二級(jí)處理，它只是預(yù)處理。二級(jí)處理(生物處理或生物化學(xué)處理)主要任務(wù)是去除廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。生物處理法最常用于二級(jí)處理，且經(jīng)濟(jì)有效。通過二級(jí)處理，一般廢水均能達(dá)到排放要求(沉淀法和生物處理法以降低污水懸浮固體和生化需氧量)。三級(jí)處理(高級(jí)處理和深度處理)當(dāng)水質(zhì)要求高時(shí)，為進(jìn)一步去除廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)(氮和磷)﹑生物難降解的有機(jī)物和溶解鹽類等，以達(dá)到某些水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或直接用于工業(yè)，就需要在二級(jí)處理后進(jìn)行三級(jí)處理(過濾﹑氧化塘)?！?粗大顆粒物的去除方法有：篩濾﹑截流﹑重力沉降和離心分離等。相應(yīng)的設(shè)備有格柵﹑篩網(wǎng)﹑微濾機(jī)﹑沉沙池﹑離心機(jī)和旋流分離器。格柵和篩網(wǎng)是處理廠第一處理單元，通常設(shè)置在其他處理構(gòu)筑物之前。主要作用是去除水中粗大物質(zhì)，保護(hù)其他機(jī)械設(shè)備，防止管道堵塞。當(dāng)需要去除水中纖維﹑紙漿﹑藻類等稍小物質(zhì)時(shí)，可選用不同孔徑的篩網(wǎng)。微濾機(jī)是一種截流細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過濾裝置，可用于自來水廠原水過濾以及去除藻類﹑水蚤等浮游生物，也可用于工業(yè)用水的過濾處理﹑工業(yè)廢水中有用物質(zhì)的回收以及污水的最終處理。沉沙池主要是去除水中砂粒﹑煤渣等比重較大的無機(jī)顆粒雜質(zhì)，同時(shí)也去除少量較大較重的有機(jī)雜質(zhì)。其工作原理以重力沉降為基礎(chǔ)，在沉降過程中雜質(zhì)的尺寸﹑形狀和比重不隨時(shí)間而變化(自由沉降)。顆粒沉降速度u=g(ρsρ)d2/18181。(ρsρ：粒水密度差；d：顆粒直徑；181。：水的動(dòng)力粘度Pas)沉沙池分：平流式(最常用，構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易排砂)﹑豎流式(圓型，污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)自下而上流動(dòng)砂粒借重力沉入池底，處理效果較差)和曝氣式(沒有有機(jī)雜質(zhì)腐敗發(fā)臭的缺點(diǎn))。離心分離：含懸浮顆粒的水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于顆粒和水分子質(zhì)量不同，受離心力大小不同，質(zhì)量大的顆粒被甩到外圍，質(zhì)量小的油粒留在內(nèi)層。適當(dāng)安排不同出口，就可使顆粒物與水分離。顆粒所受的離心力C=(mm0)v2/r(mm0：顆粒和水質(zhì)量差；r：旋轉(zhuǎn)半徑；v：線速度v=2πrn)分離因素a=C/G≈πn2/900(G：顆粒所受重力)離心分離設(shè)備分為：水旋分離設(shè)備(壓力式[上清下濁]和重力式)(容器不動(dòng)，切向高速水流提供離心力)和器旋分離設(shè)備(離心機(jī))。水中懸浮物質(zhì)去除可通過顆粒和水的密度差，在重力作用下去除。但較小顆粒，特別是膠體自然沉速慢，需用混凝﹑沉淀﹑澄清﹑過濾和氣浮等方法。懸浮物質(zhì)在水中的沉降分為：自由沉降：顆粒在沉降過程中呈離散狀態(tài)，其形狀﹑尺寸﹑質(zhì)量不變，下沉速斷不受干擾(沉砂池﹑初沉池初期沉降)。絮凝沉降：顆粒在沉降過程中相互粘結(jié)，其尺寸﹑質(zhì)量﹑沉速隨深度增加而變大(絮凝沉淀池﹑初沉池后期﹑二沉池中期)。擁擠沉降(成層沉降)：顆粒在水中濃度較大時(shí)，各顆粒間相互靠得很近，下沉過程中受彼此作用力干擾，但相對(duì)位置不變，作為一個(gè)整體下沉，在清水與渾水之間形成明顯界面，沉降過程實(shí)際就是這個(gè)界面的下沉過程，液體上涌對(duì)其有影響(高濁度水的沉淀﹑二沉池后期)。壓縮沉降：顆粒在水中濃度很高時(shí)時(shí)會(huì)相互接觸，上層顆粒在重力作用下將下層顆粒間的水壓出界面，是顆粒群被壓縮(污泥斗﹑污泥濃縮池)。沉淀池：在水處理過程中，通過顆粒沉降來分離去除懸浮物質(zhì)的設(shè)備。理想沉淀池：各水?dāng)嗝嫔系狞c(diǎn)流速相同；懸浮顆粒以等速下沉，其水平分速度等于水流速度；懸浮顆粒落大池底不起浮。普通沉淀池：平流式：(最常用，在流量較大的水處理廠中)污水→水槽和孔口→擋板穩(wěn)流→池內(nèi)流動(dòng)→懸浮物沉底→清水→溢流堰→池外。豎流式：(圓形或方形)污水→中心管下口→反射板→污水分布于水平斷面緩慢向上流→懸浮物沉降到污泥斗中→清水→池子四周溢出。輻流式：污水→中心管孔口→穿孔擋板→沿半徑向四周輻射流動(dòng)→流速變小→懸浮物沉降→清水→池子頂端堰口溢出。斜板斜管沉淀池：u0=Q/A，Q不變，A↑，u0↓，從而提高沉淀效率。t=H/u0，u0不變，H↓，t↓，從而減小了沉淀池的體積。若將水深為H的沉淀池分為n個(gè)深為H/n的沉淀池，則當(dāng)沉淀區(qū)的長度是原來的1/n時(shí)，就可以處理與原來相同的水量，而不影響處理效果。斜板斜管沉淀池單位面積上的泥量增大，如排泥不暢，將產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象，使水質(zhì)惡化；由于水流在池中停留時(shí)間短，其對(duì)水質(zhì)水量的耐沖擊負(fù)荷能力差；由于板距管徑小，容易積泥；在日光照射下會(huì)滋生藻類。濃懸浮液沉淀：(高濁度水沉淀池﹑活性污泥法中的二沉池﹑污泥濃縮池)同時(shí)起著水的澄清和污泥濃縮作用，與一般沉淀池構(gòu)造相同，但須從池底不斷排除經(jīng)濃縮的污泥。選擇沉淀池類型時(shí)須綜合考慮水量大小；水中懸浮物物理性質(zhì)和沉降特性；處理廠總體布置和地形地質(zhì)情況?；炷核蛷U水中常含有用自然沉淀法不能去除的懸浮微粒和膠體污染物，必須先投加化學(xué)藥劑破壞其在水中的穩(wěn)定分散系，使其凝聚為有明顯沉降性能的絮凝體，然后用重力沉降分離，包括凝聚和絮凝兩個(gè)步驟。水中同種膠體微粒帶有同號(hào)電荷，在靜電斥力的作用下，不也相互聚集，具有一定的穩(wěn)定性。膠體脫穩(wěn)機(jī)理：壓縮雙電子層：帶同號(hào)電荷的膠粒之間存在著由δ電位引起的靜電斥力和范德華力，當(dāng)距離很近時(shí)，范德華力占優(yōu)勢(shì)，合力為吸力，兩個(gè)顆粒相互吸住，膠體脫穩(wěn)。當(dāng)投入電解質(zhì)后，水中與膠粒上反離子具有相同電荷的離子濃度增加，這些離子與膠粒吸附的反離子相交換或擠入吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，降低δ電位，使擴(kuò)散層厚度減少。吸附電中和：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子﹑異號(hào)膠粒和鏈狀高分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈吸附作用，從而中和了它的部分和全部電荷，減少了靜電斥力，容易與其他顆粒接近吸附。吸附架橋：如果投加的藥劑是能吸附膠粒鏈狀高分子聚合物，或者兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附在同一個(gè)異號(hào)膠粒上，膠粒間就能連接團(tuán)聚成絮凝體而被去除。網(wǎng)捕作用：向水中投加金屬離子的化學(xué)藥劑后，由于金屬離子的水解和聚合，會(huì)以水中膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物，在這種沉淀物從水中析出的過程中，會(huì)吸附和網(wǎng)捕膠粒而共同沉淀下來。膠體濃度低時(shí)，網(wǎng)捕最為有效；膠體較高時(shí)，宜用吸附電中和和壓縮雙電子層來脫穩(wěn)；膠體很高時(shí)，采用高分子絮凝劑更為經(jīng)濟(jì)有效；混凝劑投加量必須適量，量不足達(dá)不到效果，量過大會(huì)造成膠體復(fù)穩(wěn)。混凝劑：水處理中使膠粒脫穩(wěn)沉淀而投加的電解質(zhì)，最常用的是鋁鹽和鐵鹽(水解與聚合交錯(cuò)進(jìn)行)。助凝劑：可起凝聚作用，也可不起，與混凝劑一起使用時(shí)，能促進(jìn)混凝，產(chǎn)生大而結(jié)實(shí)的礬花?；炷幚砉に嚢ㄋ退巹┗旌希磻?yīng)及絮凝體分離三個(gè)階段，在澄清池中完成。澄清池中起接觸絮凝作用的介質(zhì)是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。當(dāng)水中的懸浮顆粒與混凝劑作用而形成細(xì)小絮凝體時(shí)，若遇較大的泥渣碰撞，就會(huì)被其吸附而去除。澄清池可按與水接觸方式不同分為泥渣循環(huán)分離型(水力循環(huán)﹑機(jī)械加速)和懸浮泥渣過濾型(懸浮﹑脈沖)。粒狀介質(zhì)過濾：廢水通過粒狀濾料床層時(shí)，其中的懸浮顆粒和膠體被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，從而分離了不溶性污染物。粒狀介質(zhì)過濾機(jī)理：阻力截留：廢水通過粒狀濾料床層時(shí)，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留于表層濾料空隙中，使空隙變小，截留能力變強(qiáng)，逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并起主要過濾作用。重力沉降：原水通過濾料床層時(shí)，濾料表面提供了巨大的沉降面積。濾料愈小，沉降面積愈大；濾速愈小，水流愈平穩(wěn)，有利于沉降。接觸絮凝：由于濾料有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。水中砂粒常帶負(fù)電，能吸附帶正電的鐵﹑鋁等膠體，進(jìn)而吸附更多的帶負(fù)電的粘土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。較大懸浮顆粒以阻力截留為主(表面過濾)，細(xì)微懸浮物以重力沉降和接觸絮凝為主(深層過濾)。濾池分類：按濾料種類分：單層濾池﹑雙層濾池﹑多層濾池；按作用水頭分：重力式濾池和壓力式濾池；按進(jìn)出水及反沖洗的供給與排除分：普通快濾池﹑虹吸濾池和無閥濾池。濾池總水頭=各部分水頭損失+流速水頭損失(v2/2g)+剩余水頭 濾層膨脹率e=(ll0)/l0100%=(ε均ε0)/(1ε)100%，l0，ε0靜止時(shí)濾層厚度和空隙率；l，ε反沖洗時(shí)時(shí)濾層厚度和空隙率氣浮法：利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡升到水面而去除。其處理對(duì)象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。藥劑浮選法：在廢水中投加化學(xué)藥劑，選擇性將親水性污染物變?yōu)槭杷裕缓髿飧∪コ?。兩者統(tǒng)稱氣浮法。常用氣浮設(shè)備：加壓溶氣氣浮﹑葉輪氣浮﹑曝氣氣浮﹑射流氣浮和電解氣浮。氣浮法優(yōu)點(diǎn)：處理效率高，生產(chǎn)的污泥比較干燥，表面刮泥方便，曝氣增加溶解氧有利后續(xù)生化處理。缺點(diǎn)：耗電量大，設(shè)備維修管理工作量大，易堵塞，浮渣怕較大風(fēng)雨襲擊。去除水中溶解物質(zhì)的方法主要有軟化除鹽﹑離子交換﹑吸附和膜分離。軟化就是降低水中Ca2+﹑Mg2+的含量，以防止其在管道設(shè)備中結(jié)垢。基本方法有：加熱軟化法：借助加熱將碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化成溶解度很小的CaCO3﹑Mg(OH)2沉淀出來。藥劑軟化法：在不加熱的條件下，借助化學(xué)藥劑把鈣﹑鎂鹽類(包括非碳酸鹽硬度)轉(zhuǎn)化成CaCO3﹑Mg(OH)2 沉淀出來，從而去除絕大部分Ca2+﹑Mg2+。常用藥劑法有：石灰法﹑石灰—純堿法與石灰—石膏法。離子交換法：利用離子交換劑將水中的Ca2+﹑Mg2+轉(zhuǎn)化成Na+，而其他成分不改變。除鹽就是減少水中