【正文】 生物反硝化系指污水中的硝酸鹽，在缺氧條件下，被微生物還原為氮氣的生化反應(yīng)過程，參與這一生化反應(yīng)的微生物是反硝化細菌，這是一類大量存在于活性污泥中的兼性異養(yǎng)菌，如產(chǎn)堿桿菌、假單胞菌等菌屬均能均能進行生物反硝化。常用的好氧生物處理工藝包括：普通活性污泥法、氧化溝、間歇式活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤以及曝氣生物濾池等。3. 管式膜組件 管式膜組件是由園管式的膜及膜的支撐構(gòu)成。b. 滲析膜 透析主要用于從高分子量物質(zhì)中分離出低分子量組分，基于不同組分物化性質(zhì)和分子尺寸的差異，導(dǎo)致其在膜的擴散速率不同而實現(xiàn)分離的。微孔濾膜具有比較整齊、均勻的多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍 ，使過濾從一般只有比較粗造的相對性質(zhì)過度到精密的絕對性質(zhì)，主要用于對懸浮液和乳液進行截留。此外納濾在有機小分子與鹽的分離與濃縮、去除無脂奶粉的異味等方面得到了廣泛的應(yīng)用。膜分離過程是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，在兩側(cè)加以某種推動力時，原料側(cè)組分選擇性地透過膜，從而達到分離或提純的目的。3）工業(yè)廢水和市政廢水城市污水處理達標排放僅僅是基本要求，污水是否能再生回用，能再生到什么程度，是否經(jīng)濟可行，這是廢水資源化的關(guān)鍵。用煙道氣中和的方法有兩種，一是將堿性廢水作為濕式降塵器的噴淋水，另一種是使煙道氣通過堿性廢水。在生產(chǎn)實踐中，一般都是根據(jù)運行經(jīng)驗，總結(jié)出每處理一定的水量補充一定２８ / 68量的濾料。根據(jù)質(zhì)量守恒原理計算酸、堿廢水的混合比例或流量，并且實際需要量略大于計算量。當酸、堿廢水的濃度較高時，例如達 3%～5% 以上，往往存在回用和綜合利用的可能性。（1）處理效果好，對希望去除的污染物有較高的去除率，能滿足設(shè)計要求。有些廢水中含有表面活性劑或活性染料一類污染物質(zhì)，通常使用的混凝劑對它們的去除效果也大多不理想。在凝聚階段水中的膠體雙電層被壓縮失去穩(wěn)定而形成較小的微粒；在絮凝階段這些微粒互相聚結(jié)（或由于高分子物質(zhì)的吸附架橋作用相助）形成大顆粒絮體，這些絮體在一定的沉淀條件下可以從水中分離去除。，可以用于高含藻水源、低溫低濁水源、受污染水源和工業(yè)原料鹽水的凈化。但它因有容量小、造價高、施工較困難等缺點，故國外使用也不廣泛。具體作法一般分為以下兩種。由于均質(zhì)的機理有很大的隨機性。其構(gòu)筑物為均化池，亦稱調(diào)節(jié)池。 ??????超 濾反 滲 透電 滲 析膜 分 離 萃 取磁 分 離離 心 分 離過 濾氣 浮除 油沉 淀篩 除術(shù)技理處法理物2. 化學法化學法是利用化學反應(yīng)的作用，去除污染物或改變污染物的性質(zhì)。四、生化處理生化處理也稱為生物化學處理，簡稱為生化法。危害魚類及水生生物的生長，此稱為熱污染。藻類死亡腐敗后又分解出大量營養(yǎng)物質(zhì)，促使藻類進一步發(fā)展。這些物質(zhì)來自農(nóng)田排水和有關(guān)的工業(yè)廢水。此外，廢渣和垃圾傾倒在水中或岸邊，甚至堆積在土地上，廢氣排放到大氣中，這些經(jīng)降雨淋洗后流入水體，也會造成污染。水體也有這種在一定程度下能自身降低污染程度的能力。據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)用水一般要占城市用水量的 80%左右。水是構(gòu)成人類機體的基礎(chǔ)，又是傳遞營養(yǎng)和新陳代謝過程的一種介質(zhì)，水還起著放散熱量、調(diào)節(jié)體溫的作用。第二節(jié) 水污染分類一、自然污染和人為污染由于水的流動性很大，溶解能力又很強，因此在自然循環(huán)中水與大氣、土地和巖石接觸的每一個環(huán)節(jié)都會有各種雜質(zhì)混入和溶入，使自然界幾乎不存在純粹的水。例如一般天然水中，氟的本底值為 ～ 毫克/升，鎘的本底值為 ～ 毫克/升。這類物質(zhì)會直接作用于人體而引起嚴重的疾病或有促進慢性病的作用。這種情況稱為水體的“富營養(yǎng)化”。如果懸浮顆粒上吸附一些有毒有害的物質(zhì)，則更是有害。另一類是由于對自然資源不適當?shù)拈_發(fā)活動引起的生態(tài)環(huán)境的破壞，主要表現(xiàn)為植被破壞、水土流失、土壤退化、沙漠化、氣候異常等方面。按廢水處理時的作用性質(zhì)，可分成物理法、化學法和生物法。另外，調(diào)節(jié)池設(shè)置是否合理，對后需處理設(shè)施的處理能力、基建投資、運轉(zhuǎn)費用等都有較大的影響。根據(jù)試驗和工程實驗，其效果是肯定的。圖 37 回流式均質(zhì)池（三）均化池（均量、均質(zhì)）均化池既能均量，又能均質(zhì)，在池中設(shè)置攪攔裝置，出水泵的流量用儀表控制。用于生物處理前的沉淀池常采用 2h 的沉淀時間。表 32 各種沉淀池比較池型優(yōu) 點 缺 點 適 用 條 件平流式（1 ）沉淀效果好（2 ）對沖擊負荷和溫度變化的適用能力較強（3 ）施工簡易，造價較低（1 ）池子配水不易均勻（2 ）采用多斗排泥時，每個泥斗需要單獨設(shè)排泥管各自排泥，操作量大；采用鏈帶式刮泥機排泥時，鏈帶的支撐件和驅(qū)動件都浸于水中，易銹蝕（1 ）適用于地下水位高及地質(zhì)較差地區(qū)（2 ）適用于大、中、小型污水處理廠豎流式（1 ）排泥方便，管理簡單（2 ）占地面積小（1 ）池子深度大，施工困難（2 ）對沖擊負荷和溫度變化的適用能力較差（3 ）造價較高（4 ）池徑不宜過大，否則布水不勻適用于處理水量不大的小型污水處理廠１７ / 68輻流式（1 ）多為機械排泥，運行較好，管理較簡單（2 ）排泥設(shè)備已趨定型機械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高（1 ）適用于地下水位較高地區(qū)（2 ）適用于大、中型污水處理廠第二節(jié) 氣浮氣浮法是以微細氣泡作為載體，粘附水中的懸浮顆粒上，使其視密度小于水，然后顆粒被氣泡挾帶浮升至水面與水分離去除的方法。這個方法稱作混凝沉淀。工業(yè)廢水中的污染物成分及含量隨行業(yè)、工廠的不同而千變?nèi)f化，而且通常情況下同一廢水中往往含有多種污染物。反應(yīng)時間（T）一般控制在 10～30mim 。廢水中除含酸、堿外，還可能含有酸式鹽、堿式鹽，以及其他的無機物、有機物等物質(zhì)。表 36 堿性中和劑的單位消耗量中和 1g 酸所需堿性物質(zhì)的量/g酸類名稱CaO Ca(OH)2 CaCO3 MgCO3 CaCO3MgCO3硫酸（H 2SO4） 鹽酸（HC1） ２６ / 68硝酸（HNO 3） 醋酸（HCH 3COOH） 表 37 酸性中和劑的單位消耗量中和 1g 堿所需酸性物質(zhì)的量/gH2SO4 HC1 HNO3堿類名稱100% 98% 100% 36% 100% 65%NaOH KOH Ca(OH)2 NH3 二、類型酸性廢水的中和法可分為三類：酸性廢水與堿性廢水混合、投藥中和及過濾中和。用石灰石做濾料時，進水含硫酸濃度應(yīng)小于 2022mg/L；用白云石做濾料時，應(yīng)小于 4000mg/L。一般應(yīng)該設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)的中和池，并保證一定的容積，通?？砂?3～5min 的停留時間考慮。增長的領(lǐng)域包括：1. 飲用水處理2. 工業(yè)廢水的脫色3. 垃圾填埋場滲濾液處理4. 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用３０ / 68第二節(jié) 膜分離過程膜分離技術(shù)受到廣泛的注意，發(fā)展迅速，是因為膜分離對混合物中各組分的選擇性很高，在分離過程中混合物主體沒有相變，所用的設(shè)備裝填密度大、效率高。后三種皆為管狀膜，直徑大于 10mm 的為管式膜；直徑在 之間的是毛細管式膜；直徑小于 的為中空纖維膜。f. 反滲透與納濾應(yīng)用反滲透應(yīng)用領(lǐng)域可分為兩大類：水純化和溶質(zhì)濃縮。超濾已成為蛋白和酶純化和濃縮的高效過程。由于分子大小及溶解度不同，使得不同溶質(zhì)的擴散速率不同，從而實現(xiàn)分離。在不同的過程中，組件的具體設(shè)計也不相同。生物處理工藝廣泛應(yīng)用于城市污水和各類有機工業(yè)廢水處理。后一反應(yīng)較快，一般不會造成 NO2—N 的積累。在異化過程的同時，還有一個同化過程，硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨氮用于細胞合成。A/O 脫氮工藝、A/A/O 同步脫氮除磷工藝等都是多種處理方法相結(jié)合的組合工藝。膜面的清洗不僅可以用化學方法，而且也可以用海綿球之類的機械清洗方法。a. 電滲析的基本原理 在陰極和陽極之間交替排列一系列陰離子交換膜和陽離子交換膜。b. 微濾操作工藝微濾有兩種操作工藝：死端過濾在死端過濾時，溶劑和小于膜孔的溶質(zhì)在壓力驅(qū)動下透過膜，大于膜孔的顆粒被截留，通常堆積在膜表面上。在超濾膜分離過程中，膜的孔徑大小和膜表面的化學性質(zhì)等將分別起著不同的分離作用。納濾膜介于反滲透膜和超濾膜之間，是近 10 多年發(fā)展較快的膜品種。 2. 膜的定義和分類膜是分離兩相和作為選擇性傳遞物質(zhì)的屏障。通常，膜是按照物質(zhì)的分離范圍和應(yīng)用的推動力來分類。含 HF 的廢水中和過濾時，因 CaF2 溶解度很小，要求 HF 濃度小于 300mg/L。其中碳酸鈉因價格較貴，一般較少采用。一、原理用化學法去除廢水中過量的酸或堿，使其 pH 值達到中性左右的過程稱為中和。（3）混凝劑的來源應(yīng)當可靠，產(chǎn)品性能比較穩(wěn)定，并應(yīng)宜于儲存和投加方便。由于混凝劑水解反應(yīng)過程中不斷產(chǎn)生 H+，因此要保持水解反應(yīng)充分進行，水中必須有堿去中和 H+，如堿不足，水的pH 值將下降，水解反應(yīng)不充分，對混凝過程不利。18H2O（1）含無水硫酸鋁 50%~52%（2）適用于水溫為 20~40℃（3）當 pH=4~7 時，主要去除水中有機物 pH=~ 時，主要去除水中懸浮物１９ / 68 pH=~ 時，處理濁度高、色度低 （小于 30 度）的水（4）濕式投加時一般先溶解成 10%~20%的溶液工業(yè)硫酸鋁Al2(SO4)3，或用地受到限制的場合。根據(jù)處理方法和污水流量，可按此表選擇堰負荷的最大值，以減少進入出水堰的水流速度。線內(nèi)設(shè)置的均量、均質(zhì)效果最好，線外設(shè)置使泵抽水量大為減少，但均質(zhì)效果降低。1. 同心圓平面布置方式見圖 33。一般常有一種誤解，認為沉淀池也可起均量或均質(zhì)的作用，實際上沉淀池的作用主要是分離固體，既不能均量，均質(zhì)的作用也很小，且無保證。生化處理法是處理污水中應(yīng)用最廣泛且比較有效的一種方法，它是利用自然界中存在的各種微生物，將污水中有機物分解和向無機物轉(zhuǎn)化，達到凈化水質(zhì)、消除其對環(huán)境污染和危害的目的。五、化學需氧量（COD）化學需氧量（COD），是指在一定條件，用強氧劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的毫克/升表示。3. 生物性污染生活污水，特別是醫(yī)院污水，和某些工業(yè)廢水污染水體后，往往可帶入一些病原微生物。日本漱湖內(nèi)海頻繁發(fā)生的“紅潮”更被稱為“死亡的水域”，經(jīng)濟損失極大。（4）需氧污染物質(zhì)：生活污水、牲畜污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素和酚等有機物質(zhì)可在微生物的生物化學作用下進行分解?；瘜W性污染未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、礦山廢水、農(nóng)田排水和生活污水主要有下列物質(zhì)，如任意排入水體，就會引起水體化學性污染。水體作為一種寶貴的資源，用途是很多的。但我國是水資源貧乏的國家，且南北分布不平衡。所以，水對于人類來說是一種須臾也不能離開不可缺少的重要物質(zhì)，它是人類環(huán)境的一個重要組成部分。我國水污染現(xiàn)狀是“局部有所改善，整體仍在惡化”，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和工業(yè)重心的轉(zhuǎn)移，污染已有向農(nóng)村、向內(nèi)地轉(zhuǎn)移的趨勢，由地表水受污染向地下水受污染轉(zhuǎn)移，我國的湖泊大多呈營養(yǎng)化，面積也不斷萎縮，近海水域亦受污染，赤潮頻發(fā)。３ / 68自然污染主要是自然原因造成的。這些無機鹽類大量排入水體后，將提高水的硬度和增加水的滲透壓，降低水中的溶解氧，對淡水生物有不良影響。近一、二十年來，合成洗滌劑得到了大量的使用，因其中加有三聚磷酸鹽等添加劑而使在含洗滌劑的污水中也含有不少的磷。2. 物理性污染（1）懸浮物質(zhì)污染：懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物質(zhì)和泡沫等?；瘜W因素，生物因素和社會因素的總和，一般是指由大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈共同組成的自然界。按廢水凈化程度可將處理分成三級：一級處理：除去油類、酸堿物質(zhì)以及可以截留的懸浮物。同樣對于物化處理設(shè)１０ / 68備，水量和水質(zhì)的波動越大，過程參數(shù)難以控制，處理效果越不穩(wěn)定；反之，波動越小，效果就越穩(wěn)定。優(yōu)點是貯留池不受來水管高程限制，一般為半地上式，施工和維護排渣均較方１１ / 68便；缺點是貯留池水量需兩次抽升，多耗了能源。池中設(shè)泥斗及刮泥機，與一般沉淀池相同。（一）初次沉淀池城市污水中既含有分散顆粒又含有絮凝性顆粒。d）為標準（4 ）進水端考慮整流措施，采用阻流板、有孔整流壁、圓１６ / 68淀池水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進行沉淀分離`筒形整流板（5 ）采用溢流堰，堰上負荷≤150m 3(m如油脂、羊毛等廢水的初級處理。表 45 常用的助凝劑名 稱 分 子 式 一 般 介 紹氯 Cl2（1）當處理高色度廢水及用作破壞水中有機物或去除臭味時，可在投混凝劑前先投氯，以減少混凝劑用量（2）用硫酸亞鐵作混凝劑時，為使二價鐵氧化成三價鐵可在水中投氯生石灰 CaO（1）用于原水堿度不足（2）用于去除水中的 CO2，調(diào)整 pH 值（3）對于印染廢水等有一定的脫色作用活化硅酸、活化水玻璃、泡花堿Na2O在完成混合后，水中膠體等微小顆粒已經(jīng)產(chǎn)生初步凝聚現(xiàn)象，生成了細小的礬花，其尺寸可達 5μm以上，但還不能達到靠重力可以下沉的尺寸（通常需要 ～以上）。廢水含酸濃度差別很大，從小于 1%到 10%以上。堿性廢水中和處理則通常采用鹽酸和硫酸。使酸性廢水通過具有中和能力的濾料，例如石灰石、白云石、大理石等，即產(chǎn)生中和反應(yīng)。在原水 pH 值和流量都比較穩(wěn)定的情況下，可以按一定比