【正文】 .. . . ..1 水污染的來(lái)源工業(yè)污染源、生活污染源、面污染源2污水水質(zhì)1）物理性指標(biāo)：溫度、色度、嗅和味、固體物質(zhì)（TSDS、SSVS、FS）2)化學(xué)性指標(biāo)：a有機(jī)物指標(biāo)：生化需氧量(BOD)：在水溫為20℃的條件下，水中有機(jī)污染物被微生物分解時(shí)所需的氧量稱為生化需氧量(mg/L)。有機(jī)污染物的分解一般可分兩個(gè)階段進(jìn)行：碳氧化階段（第一階段生化需氧量）和硝化階段（第二階段生化需氧量）。化學(xué)需氧量(COD) : 在一定的嚴(yán)格條件下，水中有機(jī)污染物被強(qiáng)氧化劑氧化所消耗的氧化劑量，用氧量(mg/L)表示?？傆袡C(jī)碳(TOC)與總需氧量(TOD)、油類污染物b無(wú)機(jī)性指標(biāo)： 植物營(yíng)養(yǎng)元素、pH、重金屬等3）生物性指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌3水體自凈:污染物排入水體后，經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)、生物的作用，污染物濃度降低或總量減少，受污染水體部分地或完全恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。分類：物理自凈：由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀等作用。化學(xué)自凈：氧化還原、合成、吸附、凝聚、中和等。生物自凈：由于水生生物，特別是微生物的降解作用。4污水處理基本方法：按原理可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。（1）物理法：篩濾法、過(guò)濾法、沉淀法、上浮法、氣浮法。（2）化學(xué)法：中和、混凝、電解、氧化還原法。（3）物理化學(xué)法：吸附、離子交換法、吹脫和膜分離（4）生物法：a好氧生物法：活性污泥法、生物膜法及其變形等；b厭氧生物法：厭氧接觸法、厭氧生物濾池、厭氧生物轉(zhuǎn)盤等（1）一級(jí)處理—預(yù)處理或前處理：去除效果：EBOD30%，ESS 50%功能：調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量、水溫，有利于后續(xù)的生物處理。主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)和油類。去除大的顆粒狀有機(jī)物，減輕后續(xù)生物處理的負(fù)擔(dān)。主要方法：物理法、化學(xué)法、物化法。 沉砂、沉淀、氣浮、除油、中和、調(diào)節(jié)、加熱或冷卻等。（2）二級(jí)處理 — 生物處理：去除效果：EBOD 85~90%，ESS90%功能：主要去除膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，保證出水達(dá)標(biāo)排放；方法：——去除有機(jī)物的主體是微生物 主要是各種形式的生物處理法 好氧生物法：活性污泥法及其變形、生物膜法等；厭氧生物法：厭氧接觸法、厭氧生物濾池、厭氧生物轉(zhuǎn)盤等（3）三級(jí)處理— 深度處理a目的：去除二級(jí)處理出水中殘存的SS、有機(jī)物；或脫色、殺菌；或脫氮、除磷——防止水體富營(yíng)養(yǎng)化。b方法：物化法——超濾、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等；生物法——生物脫氮除磷、生物陶粒、生物活性炭、曝氣生物濾池等5廢水生物處理的對(duì)象主要是：三大類污染物：a絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀有機(jī)物 (1nm~100nm)b去除（降解）廢水中的溶解性有機(jī)物；c去除營(yíng)養(yǎng)元素氮和磷6二次沉淀池：1）活性污泥和水分離，保證凈化水的出水水質(zhì)；2）得到濃縮污泥，一部分保證污泥回流；另一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)。污泥回流系統(tǒng)：1）維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度，活性污泥需要回流；2）回流比的改變，可調(diào)整曝氣池的運(yùn)行工況。剩余污泥排走系統(tǒng)：1） 維持活性污泥系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須定期排泥。2） 為了使曝氣池內(nèi)經(jīng)常保持高度活性的活性污泥。3） 去除有機(jī)物的重要途徑之一。供氧系統(tǒng)：1）為好氧微生物提供代謝所需的溶解氧2）使得活性污泥處于懸浮狀態(tài)7活性污泥降解有機(jī)物分為兩個(gè)階段：吸附階段、穩(wěn)定階段8活性污泥微生物組成： 好氧菌、真菌、原生動(dòng)物以及后生動(dòng)物；活性污泥生化性能:活性污泥的含水率： %；固體物質(zhì)的組成：~%固體物質(zhì)的組成1）微生物群體（Ma）2）微生物內(nèi)源代謝的殘留物（Me）3）吸附的難于生物降解的有機(jī)物（Mi）4）無(wú)機(jī)物質(zhì)（Mii）9活性污泥的性能指標(biāo)：（1）混合液懸浮固體濃度（MLSS）（污泥濃度）普通活性污泥法，曝氣池內(nèi)懸浮固體濃度?？刂圃?～3g/L（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）單位：mg/L；MLVSS/～ （3）污泥沉降比（SV） 定義：取一定量曝氣池中懸浮狀態(tài)的混合液，在量筒中靜置30分鐘，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以%表示；正常范圍：2030%（4）污泥體積指數(shù)（SVI） SVI=SV 10/MLSS曝氣池的BOD ——容積負(fù)荷：1）BOD ——進(jìn)水容積負(fù)荷 :單位曝氣池容積（m3），在單位時(shí)間（1d）內(nèi)，能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的進(jìn)水有機(jī)污染物量（BOD）。Nv=Q X Si / V KgBOD5/ 2）BOD ——去除容積負(fù)荷：?jiǎn)挝黄貧獬厝莘e（m3），在單位時(shí)間（1d）內(nèi)，能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物的去除量（BOD）。1） BOD—進(jìn)水污泥負(fù)荷:指曝氣池內(nèi)，單位重量（kg）活性污泥，在單位時(shí)間（1d）內(nèi)能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的進(jìn)水有機(jī)物量（BOD） 。2）BOD—去除污泥負(fù)荷：指曝氣池內(nèi)，單位重量（kg）活性污泥，在單位時(shí)間（1d）內(nèi)能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物的去除量（BOD） 。11活性污泥增殖曲線分為四個(gè)時(shí)期：1) 適應(yīng)期2) 對(duì)數(shù)增殖期3) 減速增殖期4) 內(nèi)源呼吸期適應(yīng)期1）定義：活性污泥微生物處于馴化階段，微生物在新的環(huán)境條件、污水水質(zhì)情況下需要一個(gè)短暫的適應(yīng)過(guò)程；2）活性污泥微生物的變化：a微生物不進(jìn)行繁殖，數(shù)量基本沒有變化；b適者生存，菌體體積增大；c酶系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)整；d新的變異；等。3）水質(zhì)指標(biāo)基本無(wú)變化。對(duì)數(shù)增殖期aF/M值高( kgBOD5/) ——有機(jī)底物豐富，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制因素；b微生物的增值速率與有機(jī)基質(zhì)濃度無(wú)關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)，只受微生物自身生理機(jī)能的限制；c微生物以最高速率對(duì)有機(jī)物進(jìn)行攝?。ㄈコ袡C(jī)物能力很強(qiáng)），并以最高速率增殖，合成新細(xì)胞；d由于微生物的代謝速率極高，需氧量很大；e活性污泥具有高的能量水平，微生物的活動(dòng)能力很強(qiáng)，污泥質(zhì)地松散，不易形成較好的絮凝體，沉淀性能不佳；f一般不采用此階段作為運(yùn)行工況。（例外：高負(fù)荷活性污泥法）減速增殖期aF/M值下降到一定水平后，有機(jī)物的濃度成為微生物增殖的控制因素；b微生物的增殖速率與剩余的有機(jī)物量呈正比，為一級(jí)反應(yīng)；有機(jī)底物的降解速率也開始下降；c微生物的增殖速率在逐漸下降，活性污泥的量持續(xù)增長(zhǎng)并最終達(dá)到最高；d營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不再豐富，活性污泥的能量水平低下，絮凝體開始形成，凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；e有機(jī)物已基本去除，出水水質(zhì)有較大改善，且整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；f大多數(shù)污水廠曝氣池的運(yùn)行工況。內(nèi)源呼吸期aF/M值下降到最低值并保持一常數(shù)，微生物已不能從周圍環(huán)境中獲得滿足自身需要的有機(jī)物，靠分解代謝自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以維持生命活動(dòng)。b在本期之初內(nèi)源呼吸的速率超過(guò)合成速率，因此從整體上來(lái)說(shuō)，活性污泥的量在減少，最終所有的活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物；c營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗殆盡，能量水平極低，沉降性能良好，但凝聚性較差，污泥量少，污泥的無(wú)機(jī)化程度較高，處理水質(zhì)良好；d一般不采用這一階段作為運(yùn)行工況。（例外：延時(shí)曝氣法12活性污泥法的運(yùn)行方式1) 傳統(tǒng)活性污泥法；2) 階段曝氣活性污泥法；3) 吸附—再生活性污泥法；4) 完全混合活性污泥法；5) 延時(shí)曝氣活性污泥法；6) 高負(fù)荷活性污泥法；7) 純氧曝氣活性污泥法；8) 淺層低壓曝氣活性污泥法；9) 深水曝氣活性污泥法；10) 深井曝氣活性污泥法。一、傳統(tǒng)活性污泥法：污水和回流污泥形成的混合液在池內(nèi)呈推流式從池首流至池的末端。有機(jī)污染物：有機(jī)污染物濃度沿池長(zhǎng)逐漸降低?；钚晕勰啵航?jīng)歷了從池首端的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，經(jīng)減速增長(zhǎng)期到池末端的內(nèi)源呼吸期的完全生長(zhǎng)階段。溶解氧：需氧量也是沿池長(zhǎng)逐漸降低，但供氧量是均勻的（通過(guò)等距離均勻布置擴(kuò)散器）。因此，在池首端可能出現(xiàn)溶解氧濃度低，甚至出現(xiàn)厭氧，在池末端溶解氧有剩余的情況?；钚晕勰鄬?duì)有機(jī)污染物的降解在曝氣池內(nèi)經(jīng)歷了吸附階段和代謝階段的完整過(guò)程。主要優(yōu)點(diǎn)： a. 處理效果好，BOD5的去除率可達(dá)90~95%，出水水質(zhì)好；b. 適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水。主要問(wèn)題：a. 對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較弱；b. 為了避免池首端形成厭氧狀態(tài)，不宜采用過(guò)高的有機(jī)負(fù)荷，因而池容較大，占地面積較大；c. 需氧速度沿池長(zhǎng)是降低的，在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，會(huì)浪費(fèi)動(dòng)力效率 —（可以采取漸減供氧方式）。二、完全混合活性污泥法：活性污泥法特征：污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，池內(nèi)水質(zhì)、微生物數(shù)量和組分基本一樣，可以通過(guò)對(duì)F/M的調(diào)節(jié)，使反應(yīng)器內(nèi)的有機(jī)物降解反應(yīng)控制在最佳狀態(tài)；曝氣池內(nèi)混合液的需氧速度均衡，動(dòng)力消耗低于推流式曝氣池。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：廢水和回流污泥進(jìn)入曝氣池立即被池內(nèi)的大量混合液稀釋，所以抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)和減少有毒物質(zhì)的影響，適合于處理較高濃度的有機(jī)工業(yè)廢水。缺點(diǎn)：連續(xù)出水時(shí)可能產(chǎn)生短流，出水水質(zhì)不及推流式。13曝氣作用：供氧、攪拌曝氣方式：1. 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)2. 機(jī)械曝氣裝置（縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器）3. 鼓風(fēng)+機(jī)械曝氣系統(tǒng)14雙膜理論：污水生物處理領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的氣體傳遞理論。這一理論的基本點(diǎn)可歸納如下：在曝氣過(guò)程中，氧分子通過(guò)氣、液界面由氣相轉(zhuǎn)移到液相的過(guò)程中 （1）在氣、液兩相接觸的界面兩側(cè)存在著處于層流的氣膜和液膜，在其外側(cè)分別是氣相和液相的主體（紊流）。（2）在氣、液兩相中，不存在傳質(zhì)阻力，氣體分子從氣相主體傳遞到液相主體的阻力，主要存在于氣膜和液膜中。（3）在氣膜中存在氧的分壓梯度，液膜中存在氧的濃度梯度，都是氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力。（4）氣膜中氧分子的傳遞動(dòng)力很小，界面處的溶解氧濃度值是氧分壓為p條件下的飽和濃度值。（5）氧難溶于水，因此氧轉(zhuǎn)移主要阻力主要來(lái)自液膜，O2通過(guò)液膜的轉(zhuǎn)移速率是氧擴(kuò)散轉(zhuǎn)移全過(guò)程的控制速率。13曝氣設(shè)備：鼓風(fēng)機(jī)、管道系統(tǒng)、空氣擴(kuò)散裝置14氧的利用率（EA）：又稱氧轉(zhuǎn)移效率，是指通過(guò)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比（%）；充氧能力（R0）：通過(guò)表面機(jī)械曝氣裝置在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量（kgO2/h）；動(dòng)力效率（Ep）：每消耗1度電轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量（kgO2/）。15擴(kuò)散器的類型：微氣泡擴(kuò)散器、中氣泡擴(kuò)散器、小氣泡擴(kuò)散器16生物膜法的主要特點(diǎn)（1）微生物方面的特征：生物膜中的微生物與活性污泥中的大致相同，主要有細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等。1) 微生物種類多樣化；2) 生物膜上微生物的食物鏈較活性污泥法長(zhǎng)；在生物膜上，動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)一類所占比例較大，微型動(dòng)物存活率較高，捕食性的纖毛蟲、輪蟲類、線蟲類、寡毛類和昆蟲等?！勰嗔可儆诨钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)。3) 各段具有優(yōu)勢(shì)菌種；多分段進(jìn)行，每段都繁衍與進(jìn)入本段污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，形成優(yōu)勢(shì)種屬，有利于有機(jī)物的降解和微生物新陳代謝的充分發(fā)揮。生物濾池上層：多數(shù)是以攝取有機(jī)物為主的異養(yǎng)微生物，底部是以攝取無(wú)機(jī)物為主的自養(yǎng)微生物。(2)工藝運(yùn)行特征1) 對(duì)水質(zhì)、水量等的變化適應(yīng)性強(qiáng)，即耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；2) 剩余污泥的沉降性能良好，易于分離；由生物膜上脫落下來(lái)的生物污泥，所含動(dòng)物成分較多，比重較大，污泥顆粒個(gè)體較大，沉降性能良好，宜于固液分離。3) 能夠處理低濃度污水；活性污泥法不宜處理低濃度的污水，當(dāng)BOD5低于50~60mg/L，采用活性污泥法效果不好。濃度低將影響到活性污泥絮凝體的形成和增長(zhǎng)，影響處理效果。生物膜法能使BOD5=20~30mg的污水降至5~10mg/l ；4) 易于維護(hù)運(yùn)行，運(yùn)行費(fèi)用少。17生物濾池分類：普通生物濾池；高負(fù)荷生物濾池；塔式生物濾池；普通生物濾池的濾料：實(shí)心拳狀濾料，如碎石、卵石、爐渣等；工作層：濾料粒徑為30~50mm，承托層：濾料粒徑為60~100mm；同層濾料盡量均勻，以保證孔隙率；濾料粒徑越小，比表面積（可附著面積）越大，處理能力可以提高，但濾料粒徑并非越小越好，濾料粒徑過(guò)小，孔隙率降低，易堵塞一般，濾料孔隙率為45%~50%時(shí)，其比表面積約為65~100m2/m3。高負(fù)荷生物濾池的濾料：濾料多選用塑料濾料：多用聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成；形狀有波紋板式、斜管式和蜂窩式等。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、比表面積和孔隙率都較大。缺點(diǎn)：造價(jià)較高，初期投資較大。粒徑較大，一般為40~100mm，濾層厚度為2米。工作層：4070mm，承托層：70100mm，孔隙率可達(dá)95%，可防堵塞和提高通風(fēng)能力；普通生物濾池普通生物濾池，又稱滴濾池，低負(fù)荷生物濾池，第一代生物濾池①構(gòu)造：池體、濾料、布水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)②正常氣溫下，處理城市廢水時(shí)：水力負(fù)荷率：13m3/（），BOD5容積負(fù)荷率：~ ，優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，BOD5的去除率一般為9095%；易于管理，節(jié)約能源，適用于水量不大于1000m3/d的小城鎮(zhèn)污水或有機(jī)工業(yè)廢水。缺點(diǎn)：占地面積大，易于堵塞，灰蠅很多，衛(wèi)生條件差高負(fù)荷生物濾池生物濾池的第二代工藝，它是在解決、改善普通生物濾池在凈化功能和運(yùn)行中存在的實(shí)際弊端的基礎(chǔ)上開創(chuàng)的。特征：1）使負(fù)荷率比普通生物濾池提高了數(shù)倍：BOD容積負(fù)荷率高于普通生物濾池6~8倍，水力負(fù)荷率提高達(dá)10倍。因而使得池子體積大大縮小，高負(fù)荷生物濾池的高負(fù)荷率是通過(guò)限制進(jìn)水BOD5值和運(yùn)行上采用處理水回流等技術(shù)措施而達(dá)到的。2)池子體積較小，占地面積小，但BOD5去除率較低。 3)運(yùn)行靈活，可以通過(guò)調(diào)整負(fù)荷和工藝流程，得到不同的處理效率。負(fù)荷率提高，有機(jī)物降解不徹底，排出的生物膜容易腐化。20生物轉(zhuǎn)盤的主要組成部分：盤片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)裝置；基本原理 1 微生物生長(zhǎng)并形成一層生物膜附著在盤片表面，約45%~50%的盤面（轉(zhuǎn)軸以下的部分）浸沒在廢水中，上半部敞露在大氣中。 2工作時(shí)，廢水流過(guò)水槽，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，生物膜和大氣與廢水輪替接觸，浸沒時(shí)吸附廢水中的有機(jī)物，敞露時(shí)吸收大氣中的氧氣。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng), 帶進(jìn)空氣, 并引起水槽內(nèi)廢水紊動(dòng), 使溶解氧均勻分布。~，隨著膜的增厚，內(nèi)層的微生物呈厭氧狀態(tài)，失去活性時(shí)使生物膜脫落，并隨同出水流至二次沉淀池。21生物接觸氧化法是一種浸沒曝氣式生物濾池，是曝氣池和生物濾池綜合在一起的處理構(gòu)筑物，兼有兩者優(yōu)點(diǎn)。22根據(jù)供氧和脫膜方式及床體結(jié)構(gòu)等的不同，（使載體流化的動(dòng)力來(lái)源不同）可分為：兩相生物流化床（在生物流化床外設(shè)充氧設(shè)備和脫膜設(shè)備，在床體內(nèi)只有液、固兩相，以液流為動(dòng)