【正文】 ，失去活性時(shí)使生物膜脫落，并隨同出水流至二次沉淀池 宜于采用多級處理。塔濾能夠承受較高的有機(jī)污染物的沖擊 負(fù)荷常用于作為高濃度工業(yè)廢水二級生物處理的第一級工藝，較大幅度地去除有機(jī)污染物，以保證第二級處理技術(shù)保持良好的凈化效果。進(jìn)入高負(fù)荷生物濾池的 BOD5 值必須低于 200mg/L，否則用處理水回流加以稀釋 高負(fù)荷率。另外，在活性污泥法中，因污泥膨脹問題而導(dǎo) 致的固液分離困難和處理效果降低一直困擾著操作管理者，而生物膜反應(yīng)器由于微生物附著生長，即使絲狀菌大量繁殖，也不會導(dǎo)致污泥膨脹，相反還可以利用絲狀菌較強(qiáng)的分解氧化能力，提高處理效果 生物膜法的不足 （ 1）需要較多的填料和支撐結(jié)構(gòu)，在不少情況下基建投資超過活性污泥法； （ 2）出水常常攜帶較大的脫落的生物膜片，大量非活性細(xì)小懸浮物分散在水中使處理水的澄清度降低； （ 3）活性生物量較難控制，在運(yùn)行方面靈活性差； （ 4）載體材料的比表面積小， BOD 容積負(fù)荷有限； （ 5）采用自然通風(fēng)供氧，在生物膜內(nèi)層往往形成厭氧層， 從而縮小了具有凈化功能的有效容積 生物濾池中同時(shí)發(fā)生著： 1 有機(jī)物在污水和生物膜中的傳質(zhì)過程； 2 有機(jī)物的好氧和厭氧代謝過程； 3 氧在污水和生物膜中的傳質(zhì)過程 4 生物膜的生長和脫落過程 影響這些過程的主要因素為 濾池高度 供氧 負(fù)荷 回流 回流多用于高負(fù)荷生物濾池的運(yùn)行系統(tǒng)，對其性能有明顯的影響 可稀釋污水，降低其有機(jī)負(fù)荷，并借以均化、穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì) 一般認(rèn)為下述情況時(shí)考慮出水回流： 進(jìn)水有機(jī)物濃度較高；水量很小，無法維持水力負(fù)荷在最小經(jīng)驗(yàn)值以上時(shí)；廢水中某種有機(jī)污染物在高濃度 時(shí)有可能抑制微生物生長 影響濾池自然通風(fēng)的主要因素是自然拔風(fēng)和風(fēng)力 適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn) 普通生物濾池一般適用于處理每日污水量不高于 1000m3 的小城鎮(zhèn)污水或有機(jī)性工業(yè)廢水 優(yōu)點(diǎn)：易于管理、節(jié)省能源、運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥少且易于沉降分離等 缺點(diǎn)：占地面積大、不適合處理水量大的污水；濾料易于堵塞；濾池表面生物膜積累過多，易于產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生；噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。由生物膜上脫落下來的污泥，因所含動物成分較多，比重較大，而且污泥顆粒個(gè)體較大，沉降性能良好，易于固液分離 能夠處理低濃度的污水。 比較理想的情況是：減緩生 物膜的老化進(jìn)程，不使厭氧層過分增長，加快好氧膜的更新，并且盡量使生物膜不集中脫落 選擇生物膜載體的基本原則 足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以抵抗強(qiáng)烈的水流剪切力的作用； 優(yōu)良的穩(wěn)定性，主要包括生物穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性； 親疏水性及良好的表面帶電特性，通常廢水 pH 在 7 左右時(shí)，微生物表面帶負(fù)電荷，而載體為帶正電荷的材料時(shí)，有利于生物體與載體之間的結(jié)合程度； 無毒性或抑制性； 優(yōu)越的物理性狀，如載體的形態(tài)、相對密度、孔隙率和比表面積等； 就地取材、價(jià)格合理 生物的食物鏈長 在生物膜上形成的食物鏈要長于活性污 泥上的食物鏈。在這里，有機(jī)污染物經(jīng)微生物好氧代謝而降解，終點(diǎn)產(chǎn)物是 H2O、 CO NH3 等 生物膜的再生 由于氧在生物膜表層已耗盡，生物膜內(nèi)層的微生物處于厭氧狀態(tài)。最后，污水到達(dá)排水系統(tǒng)，流出濾池。 對數(shù)起：特點(diǎn)：處于對數(shù)生長期的污泥絮凝性較差，呈分散狀態(tài)，鏡檢能看到較多的游離細(xì)菌，混合液沉淀后其上層液混濁，含有機(jī)物濃度較高，活性強(qiáng)沉淀不易，用濾紙過濾時(shí)，濾速很慢 靜止期：特點(diǎn)：處于靜止 期的活性污泥絮凝性好，混合液沉淀后上層液清澈，以濾紙過濾時(shí)濾速快。對于有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水（一般BOD5≥2022mg/L）可采用厭氧生物 好氧生物處理是在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。 在厭氧生物處理過程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單的化合物，同時(shí)釋放能量 由于廢水厭氧 生物處理過程不需另加氧源，故運(yùn)行費(fèi)用低。 BOD 去除率在 30%左右 方法： 篩濾法、沉淀法、上浮法 理：主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì) BOD 去除率在 90%左右 ：是在一級、二級處理后進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。 指有機(jī)污染物在水中污染物的作用下進(jìn)行氧化分解，逐漸變成無機(jī)物，這一過程稱為水體自凈 1 河流中氧的消耗： (1)天然和人工培養(yǎng)的細(xì)菌對排入河流的懸浮和溶解性有機(jī)物的氧化作用 (2)污泥和水底沉積物的分解需氧作用、水生植物夜間呼吸 2 河流的復(fù)氧作用 (1)河水和廢水中原來含有的氧 (2)大氣中的氧向含氧不足的水體擴(kuò)散溶解，直至水中 DO 達(dá)到飽和 (3)水生植物白天的光合作用放出氧氣，溶于水中，有時(shí)還可使水體中的氧達(dá)到過飽和狀態(tài) ⑴ 有機(jī)物被微生物降解，消耗水中的溶解氧，使 DO 下降； 降解有機(jī)物耗氧速率 與有機(jī)物濃度成正比 ⑵ 河流流動過程中，接受大氣復(fù)氧，使 DO 上升。所以氨的繼續(xù)氧化不在考慮之內(nèi)，即不考慮第二階段生物氧化。與此同時(shí)，合成新細(xì)胞 (異養(yǎng)型 ) 合成的新細(xì)胞，在生活活動中，進(jìn)行著新陳代謝，即自身氧化的過程，產(chǎn)生 CO2， H2O 與 NH3，并放出能量和氧化殘?jiān)?(殘存物質(zhì) )，這種過程叫做內(nèi)源呼吸，所消耗的氧量用 Ob 表示 耗氧量Oa 十 Ob 稱為第一階段生化需氧量 (或稱為總碳氧化需氧量、總生化需氧量、完全生化需氧量 ) 用 La 或 BODu 表示 第二階段是硝化階段，即在自養(yǎng)菌 (亞硝化菌 )的作用下， NH3 被氧化為 NO2－和 H2O，所消耗的氧量用 Oc 表示，再在自養(yǎng)菌 (硝化菌 )的作用 下， NO2－被氧化為 NO3－，所消耗的氧量用 Od 表示。與此同時(shí)合成新細(xì)胞 (自養(yǎng)型 )。 ：排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水體的物理、化學(xué)、及微生物 性質(zhì)發(fā)生改變，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。 復(fù)氧速率 與虧氧量成正比 兩種作用的結(jié)果 形成氧垂曲線 ：沉淀法、篩濾法、上浮法、氣浮法、過濾法、和反滲 透法； ：中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附、離子交換、和電滲析等； ： 主要通過微生物，分解溶解、或膠體狀態(tài)的有機(jī)物。 主要方法：生物脫氮除磷法、沉淀混凝、活性炭吸附、電滲析、離子交換等。此外，它還具有剩余污泥量少，可回收能量（ CH4）等優(yōu)點(diǎn)。 微生物利用廢水中存在的有機(jī)污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養(yǎng)源進(jìn)行好氧代謝。處理效果好的活性污泥法構(gòu)筑物中，污泥處于靜止期 衰老期：特點(diǎn)：處于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有細(xì)小泥花，以濾紙過濾時(shí)，濾速快 區(qū)別：活性污泥法中的微生物在曝氣池內(nèi)以活性污泥的形式呈懸浮狀態(tài)，屬于懸浮生長系統(tǒng) 生物膜法中的微生物附著生長在填料或載體上，形成膜狀的活性污泥，屬于附著生長系統(tǒng)或固定膜工藝。 污水流過濾床時(shí)，有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。在這里，進(jìn)行的是有機(jī)物的厭氧代謝，終點(diǎn)產(chǎn)物是有機(jī)酸，乙醇、醛和 H2S 等。正是這個(gè)原因，在生物膜處理系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污泥量少于活性污泥處理系統(tǒng) 污泥產(chǎn)量低，是生物膜法各種工藝的共同特征 由于生物膜固著在惰性載體上，其生物固體平均停留時(shí)間 (污泥齡 )較長，因此在生物膜上能夠生長世代時(shí)間較長、比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。生物膜法處理低濃度污水，能夠取得較好的處理效果，運(yùn)行正常時(shí)可處理進(jìn)水 BOD5 為 20～ 30mg/L 的污水，使其出水 BOD5 值降至 5～ 10mg/不適宜處理低濃度的污水，若原污水的 BOD5 值長期低于 50～ 60mg/L，將影響活性污泥絮凝體的形成和增長，凈化功能降低，處理水水質(zhì)低下 易于運(yùn)行管理、節(jié)能，無污泥膨脹問題。 高負(fù)荷生物濾池多使用旋轉(zhuǎn)布水器 高負(fù)荷生物濾池大幅度地提高了濾池的負(fù)荷率，其 BOD容積負(fù)荷率高出普通生物濾池 6～ 8倍，高達(dá) ～ [m3(濾池 )塔式生物濾池內(nèi)的生物膜能夠經(jīng)常保持較好的活性。 采用新型濾料，革新流程，提出多種型式的高負(fù)荷生物濾池。分為單級單軸、單軸多級和多軸多級等 1 工作特點(diǎn) ，運(yùn)行時(shí)動力消耗和費(fèi)用低； ，技術(shù)要求不高； ，適應(yīng)能力強(qiáng)； 、不同水 質(zhì)的污水； ，易于沉淀脫水； 、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題； ； 、保溫 向生活污水注入空氣進(jìn)行曝氣，持續(xù)一段時(shí)間以后，污水中即生成一種褐色絮凝體。 污水中有機(jī)物在活性污泥的代謝作用下無機(jī)化后，經(jīng)過泥水分離，處理后的澄清水排走，污泥沉淀至池底。 其他營養(yǎng) 微生物還需要硫、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等元素作為營養(yǎng)。當(dāng)污水（特別是工業(yè)廢水）的 pH 值過高或過低時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的 pH 值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進(jìn)入曝氣池。為安全計(jì)，一般認(rèn)為活性污泥處理廠能運(yùn)行的最高與最低的溫度值分別在 35℃ 和 10℃ 。 酚的許多衍生物如對位、偏位、鄰位甲酚、丙基酚、丁基酚都有很強(qiáng)的殺菌功能。污泥沉降比的測定方法簡單易行 污泥容積指數(shù)（ sludge volume index）簡寫為 SVI 污泥指數(shù)。d） QS/VX 意義：采用較高的 BOD 污泥負(fù)荷率，將加快有機(jī)物的降解速率與活性污泥增長速率 ，降低曝氣池的容積，在經(jīng)濟(jì)上比較適宜，但處理水水質(zhì)未必能夠達(dá)到預(yù)定的要求。 曝氣時(shí)間 t（或平均水力停留時(shí)間 HRT） t=V/Q 應(yīng)確定的主要參數(shù) Ns、 MLVSS、 MLSS、 SVI、 SV%、 Y、 Kd、污泥回 流比 勞倫斯 ——麥卡蒂 (Lawrence——Mc Carty)方程式 ρx 系統(tǒng)中微生物量的平衡式微生物流出量 = 流入量可以省略 +新生成的量 例題 處理水量為 216000m3/d,經(jīng)沉淀后的 BOD5為 250mg/L，處理后的出水 BOD5為 ，要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。 ? 氧分子通過液膜是氧轉(zhuǎn)移過程的控制步驟。 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)是由空氣凈化器，鼓風(fēng)機(jī)，空氣輸配管系統(tǒng)和浸沒于混合液中的擴(kuò)散器組成 空氣凈化器的目的是改善整個(gè)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和防止擴(kuò)散器阻塞。因而選擇何種擴(kuò)散器要因地制宜。 傳統(tǒng)活性污泥法又稱普通活性污泥法 工藝特征： ★ 有機(jī)物在曝氣池內(nèi)吸附、降解的兩個(gè)階段全部完成。（在池前段可能出現(xiàn)供氧不足的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象；） ③ 曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費(fèi)用高； ④ 對進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低。 n ② 池液里各個(gè)部分的需氧率比較均勻 優(yōu)點(diǎn) ： 由于進(jìn)入曝氣池的污水很快即被池內(nèi)已存在的混合液所稀釋和均化，原污水在水質(zhì)、水量方面的變化，對活性污泥產(chǎn)生的影響將降到 極小的程度，因此，這種工藝對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，適用于處理工業(yè)廢水，特別是濃度較高的有機(jī)廢水 缺點(diǎn)：在曝氣池混合液內(nèi)，各部位的有機(jī)物濃度相同，活性污泥微生物質(zhì)與量相同，在這種情況下，微生物對有機(jī)物降解的推動力低，由于這個(gè)原因活性污泥易于產(chǎn)生污泥膨脹。 高負(fù)荷活性污泥法 （ HighRate Activated Sludge） F/M 負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，處理效果較差，一般 BOD5 的去除率不超過 70%～ 75%，因此，稱之為不完全處理活性污泥法 適用于處理對處理水水質(zhì)要求不高的污水。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，取得曝氣和攪拌兩個(gè)作用。 優(yōu)點(diǎn) 氧化溝工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便。 氧化溝 BOD 負(fù)荷低，同活性污泥法的延時(shí)曝氣系統(tǒng)類似，對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性；污泥齡一般可達(dá) 15～ 30d。規(guī)模大小不等，從 200m3／ d 到 650000m3／ d，BOD 去除率達(dá) 95％～ 99％，脫氮效果可達(dá) 90％以上 交替工作氧化溝系統(tǒng)有二溝（分為 VR 型、 D 型）和三溝兩種系統(tǒng) 奧貝爾 (Orbal)型氧化溝系統(tǒng) 最主要特點(diǎn)是采用同心圓式的多溝串聯(lián)系統(tǒng) 最外環(huán)〈容積最大，約為總?cè)莘e的 60％～ 70％，主要的生物氧化和脫氮過程在此完成〉 ——依次進(jìn)入下一層溝渠〈中溝為 20％～ 30％〉， ——由位于中心的溝渠流出進(jìn)入二次沉淀池〈內(nèi)溝則僅占 10％左右〉 2)AB 法 吸附 —生物降解 (Adsorption—Biodegration)工藝 解決傳統(tǒng)的二級生物處理系統(tǒng)，即 ―預(yù)處理 —初沉池 —曝氣池 —二沉池 ‖存在的去除難降解有機(jī)物和脫氮除磷效率低及投資運(yùn)行費(fèi)用高等問題 A 段與 B 段各自擁有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，每段能夠培育出適于本段污水水質(zhì)的微生物種群 A 段：特點(diǎn)： A 段，該段為吸附段，負(fù)荷較高，泥齡短 , 水力停留時(shí)間很短 ,