【正文】 然加大底流速度，降低底流排泥濃度，維持較高的總固體通量（直線 3）。與超負(fù)荷相反，二沉池長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)即圖 4直線 2（陰影區(qū)），其底流污泥濃度低于臨界固體濃度，污泥沉降不受影響，可直接沉到二沉池的底部形成小的污泥層，進(jìn)而造成底流污泥濃度變稀，污泥濃縮效果差，二沉池的濃縮作用未能發(fā)揮出來。 ? 根據(jù) GL的定義，對(duì)二沉池與濃縮池， GLA≥Q oCo或 A≥QoCo/GL設(shè)計(jì)。 2） 重力式連續(xù)流濃縮池深度設(shè)計(jì) ? 運(yùn)行工況與池深：見 p339圖 8－ 6，池高由壓縮區(qū)高度 HS、阻滯區(qū)高度和上清液高度 HW、池底坡以及超高四個(gè)部分組成 ? 壓縮區(qū)高度 HS計(jì)算見 p345式 8－ 36。 ? 3） 池體結(jié)構(gòu)與形式 ? 基本構(gòu)造：由中心進(jìn)泥管、上清液溢流堰、排泥管、刮泥機(jī)、攪動(dòng)?xùn)沤M成。 間歇式重力濃縮池 ? 設(shè)計(jì)原理同連續(xù)式。 其它濃縮池（自學(xué)） ? 氣浮式、離心濃縮和微孔濾機(jī)濃縮。這些細(xì)菌分為四個(gè)類群：水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌、同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌，其中產(chǎn)甲烷細(xì)菌又分氫營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷細(xì)菌和乙酸產(chǎn)甲烷細(xì)菌。對(duì)應(yīng)的消化過程分成產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 ? 1979年， Bryant等又在此基礎(chǔ)上提出了三階段理論，即水解和發(fā)酵階段、產(chǎn)酸產(chǎn)氫階段和產(chǎn)甲烷階段。 ? 第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，微生物為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌（為專性、兼性厭養(yǎng)菌），分解產(chǎn)物為乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、丙醇和 CO H2等。其中一組把氫和 CO2轉(zhuǎn)化為甲烷和水；另一組使乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷和 CO2。其中 28％為氫氣轉(zhuǎn)化， 72%為乙酸轉(zhuǎn)化。 1）溫度：不同的溫度對(duì)應(yīng)于不同的微生物，其負(fù)荷和消化速度各異。在高溫區(qū)（ 50～ 53℃ ），利用高溫甲烷菌進(jìn)行高溫厭養(yǎng)消化，負(fù)荷 ～ ，產(chǎn)氣 3～ 。 ? 消化時(shí)間：指產(chǎn)氣量達(dá)到總產(chǎn)氣量 90％的時(shí)間，一般中溫消化為 20～ 30d，高溫 10～ 15d。消化效果與泥齡密切相關(guān)。 式中： Mr為消化池內(nèi)生物總量 。 可見有機(jī)物的降解程度是污泥齡的函數(shù)，而不是進(jìn)水濃度的函數(shù)。 ? 消化池的有效容積： V＝ Sv/S 式中： Sv為新鮮污泥中揮發(fā)性有機(jī)物重量， kg/d； S為揮發(fā)性有機(jī)物的負(fù)荷， kgBOD/。一般中溫消化的投配率為 5～ 8％，相應(yīng)消化時(shí)間為 ～ 20d。 3）攪拌與混合 由于微生物與底物之間存在傳質(zhì)問題，必須攪拌和充分混合，改善傳質(zhì)，較少底物的濃度梯度，提高產(chǎn)氣速率和利于氣體的釋放。具體見 p361圖 8－ 26。若 C/N過高，則氮素不夠，微生物增殖速度慢， pH低，而產(chǎn)氣速度下降；反之， C/N過高，氨鹽容易積累， pH上升，抑制消化過程。故傳統(tǒng)活性污泥法等設(shè)有初沉池的污泥較為適宜，而不設(shè)初沉池的延時(shí)曝氣工藝污泥不宜厭養(yǎng)消化處理。 5）有毒有害物質(zhì) ? 任何物質(zhì)對(duì)甲烷菌的作用都是雙方的 — 促進(jìn)生長(zhǎng)和抑制生長(zhǎng)。表 8— 15列舉了部分物質(zhì)的閥值范圍。 6）酸堿度 ? 水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對(duì) pH的適宜范圍為 5～ 6.5，而甲烷菌的范圍為 ～ 。事實(shí)上，水解酸化反應(yīng)速度快，要想維持反應(yīng)器內(nèi)的 pH穩(wěn)定，需要體系的堿度在 2020mg/L以上。為解決反應(yīng)器的酸化問題，擬采用二相厭養(yǎng)工藝，將水解酸化和產(chǎn)甲烷二個(gè)過程分二個(gè)階段完成，二段間設(shè)吹脫硫化氫和堿度調(diào)節(jié)，改善產(chǎn)甲烷段的厭養(yǎng)環(huán)境。由于消化產(chǎn)氣量的 80％在前 8d產(chǎn)生，其它 20％在后來 10余天時(shí)間產(chǎn)生。由于不攪拌和不加熱，污泥濃縮效果好，節(jié)省能源。 5）二相厭養(yǎng)消化 ? 根據(jù)三階段理論和微生物特性設(shè)計(jì)，一相為前二段，二相為產(chǎn)甲烷階段。設(shè)計(jì)：一相投配率 100％，水力停留時(shí)間 1d，二相投配率 15～ 17％，水力停留時(shí)間 6d左右，一相產(chǎn)氣少，二相設(shè)加熱、攪拌和集氣裝臵。對(duì)較小污水處理廠，污泥量少，產(chǎn)氣量有限；對(duì)于延時(shí)曝氣工藝，污泥有機(jī)物含量低，已基本穩(wěn)定；因而不宜采用污泥消化工藝，而宜直接好氧消化。 1）好氧消化機(jī)理： C5H7NO3＋ 6O2→5CO 2＋ 3H2O＋ H＋＋ NO2－ ? 氧化 1kg細(xì)胞質(zhì)需氧 2kg（理論需氧量），實(shí)際要大一些（受傳質(zhì)和利用率的影響）。 2） 好氧消化池的構(gòu)造與工藝設(shè)計(jì)（自學(xué)） a. 構(gòu)造：類似完全混合式曝氣器 ：設(shè)計(jì)參數(shù)見 p375表 8－ 16。 供氣按供氧和空氣攪拌氣量大的一種取值。 五、沼氣的利用 概述 ? a、污泥的可消化程度、產(chǎn)沼氣量與污泥的性質(zhì)、成分（工業(yè)廢水的污染物類型、人們的生活質(zhì)量、膳食結(jié)構(gòu)）有關(guān)，具體見 p376表 8－ 17。 ? C、我國(guó)城市污水處理廠污泥屬低脂肪和低蛋白質(zhì)、高碳水化合物型，產(chǎn)甲烷低，其甲烷和二氧化碳含量幾乎各占 50％。 ? 干法脫硫：工藝流程見圖 8－ 36，首先去除懸浮顆粒，后通過填裝氧化鐵的脫硫塔脫硫。 ? 原因：機(jī)械脫水的對(duì)象是毛細(xì)水。 ? 預(yù)處理方法：化學(xué)調(diào)理法、熱處理、冷凍法。 ? 混凝劑：無機(jī)混凝劑及其高分子聚合電解質(zhì)（鋁鹽和鐵鹽）；有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)（陰陽離子、非離子和兩性型離子）和微生物混凝劑（細(xì)胞、細(xì)胞提取物和微生物的代謝產(chǎn)物）。分類：硅藻土、鋸末、粉煤灰、石灰等。 機(jī)械脫水的基本原理與比阻 ? a、基本原理：以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使水分強(qiáng)制通過過濾介質(zhì)，形成濾液，而固體被截留，并在介質(zhì)表面形成泥餅。 脫水方法：真空吸濾法、壓濾法和離心法。通過試驗(yàn)求出 b以及通過稱重求得 w，即可計(jì)算出比阻。 ? b、脫水機(jī)械：真空過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)和帶式壓濾機(jī)等。 九、污泥的干燥（自學(xué)） 十、污泥的焚燒（自學(xué)） ? 注意連續(xù)燃燒和燃燒溫度，最后對(duì)煙氣進(jìn)行二次燃燒，以減少二惡英的產(chǎn)生。 1）農(nóng)業(yè)利用： a、作農(nóng)肥 污泥含有高濃度的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀，可作為農(nóng)業(yè)肥料，但污泥必須滿足衛(wèi)生學(xué)要求、重金屬含量必須符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)（ GB4284－ 84），且 TN含量不能太高。 當(dāng)施于草地、林場(chǎng)時(shí)需控制施用量，既要防止水土流失，還有防止地下水污染以及草地畜牧業(yè)的食用情況，防止通過食物鏈將污染轉(zhuǎn)嫁人類。 ? 方法：污泥含水率高和細(xì)、粘，需補(bǔ)充膨脹劑，以增加空隙率、降低含水率和調(diào)節(jié) C/N比。由于污泥含水率高，一般不單獨(dú)堆肥，而是與垃圾等混合堆肥。 d、填海和投海 因有環(huán)境污染或潛在危害，目前基本禁止。 。 第九章 城市污水處理廠的設(shè)計(jì) 城市污水組成（ p412表 9－ 1）與水質(zhì)特征（與城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地理位臵和工業(yè)廢水排放情況有關(guān)）。 設(shè)計(jì)最大流量：作水泵組合工作設(shè)計(jì)最大流量以及構(gòu)筑物、管渠的設(shè)計(jì)最大流量。 正確處理工業(yè)廢水與城市污水處理廠的關(guān)系。 一、概述 二、設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)的前期工作：預(yù)可行性研究和可行性研究。 三、污水處理廠廠址選擇（見 p418） 四、工藝流程選擇 考慮因素：進(jìn)水水量和水質(zhì)（濃度、可生化性、 pH、有毒有害、色度）、處理程度、污水出路、接納水體的環(huán)境容量、農(nóng)用和回用、當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)情況、自然狀況（溫度、水文與水資源、地形地貌等）、人力資源及價(jià)格。 五、平面布臵和高程布臵 平面布臵的基本原則：見 p421～ 425。 教學(xué)要求 ? 了解其自然生物處理的主要類型 ， 凈化機(jī)理 ， 生態(tài)系統(tǒng)特征 。為了解決日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染問題，出現(xiàn)了以普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工凈化技術(shù)。污水的自然生物處理作為“替代技術(shù)”之一將受到重視。目前，我國(guó)還在人工濕地方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 1)工作原理：依靠自然生態(tài)系統(tǒng)的凈化作用使污水凈化。 3)分類：按 DO濃度高低分好氧穩(wěn)定塘 ,兼性塘 ,厭氧塘 ,曝氣塘。 按出水方式又可分連續(xù)出水塘、控制性水塘、貯存塘。 5)優(yōu)缺點(diǎn)：工程簡(jiǎn)單，建設(shè)投資少，能耗少，成本低廉，利于農(nóng)業(yè)灌溉，能實(shí)現(xiàn)污水資源化。 生物塘照片 凈化機(jī)理： 1）生態(tài)系統(tǒng)的組成 ：好氧菌、兼性菌、產(chǎn)酸菌、厭氧菌、硝化菌、光合細(xì)菌等。 ：不同類型穩(wěn)定塘數(shù)量變化較大，不宜作為指示生物。