1、水污染控制工程 1 / 12第一章 绪论一 1.水资源与水循环70%被水覆盖；我国水资源总量全国 6，人均水量 1/4，排 116 位；（三）水的循环，自然循环，社会循环（人类为了满足生产和生活的需要）2 废水的分类：（1 ）生活污水（成分较稳定）；（2）工业污水（生产污水，生产废水）；（ 3）降水（雨雪）二、污水水质污水污染指标包括物理性质【感官 温度、色度】、化学性质【一般水质指标（包括 PH ，碱度等）；有毒化学物质指标 】和生物性质。1 污水的物理性质和污染指标：主要有温度，色度，嗅和味，固体物质。1）固体物质水中所有残渣的总和称为总固体(TS)总固体包括溶解性固体 (DS)和悬固体(
2、SS),在国家标准和规范中，又称悬浮物，用 SS 表示)。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS).) 滤渣脱水烘千后即是悬浮固体SS)固体残渣很据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。将固休在 600的温度下灼烧挥发掉的量即是挥发性固体(VS),灼烧残渣则是固定性固体（FS）溶解性固体一般表示盐类的含量悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量.2）温度，色度（表色和真色），表色是由溶解物质胶体悬浮物质共同引起产生的颜色；真色是由溶解物质胶体物质；液体过滤后测得真色。怎么测表色（直接测）真色（过滤）2.污水的化学性质与污染指标1.有机
3、物污水中有机污染物的组成较复杂，分别测定各类有机物的周期较长，工作量较大，通常在工程中必要性不大。有机物的主要危害是消耗水中溶解氧。因此，在工程中一般采用生化需氧量(BOD) 、化学需氧量COD 或 OC)、总有机碳(TOC:)、总需氧量(TOD)等指标来反映水有有机物的含量。(1)生化需氧量(BCD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量，间接反映了水中可牛物降解的有机物量。生化需氧最愈高，表示水中耗氧有机污染物愈多 .有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程一般可分为两个阶段:第一阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨; 第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生
4、化需氧量通常只指第一阶段有机物生物液化所需的氧量.微生物的活动与温度有关，测定生化需氧量时以之 20作为测定的标准温度、，生活污水中的有机物一般需 20 天左右才能基本完成第一阶段的分解氧化过程，即测定第一阶段的生化需氧量至少需 20 天时间，这在实际应用中周期太长，目前以 5 天作为测定生化需氧璧的标准时间，简称 5 口生化需氧量。据试验研究，生活污水 5 日生化需氧量约为第一阶段生化需氧 70左右。 (20下培养五天（只能完成 70）20 天（完成 95-99）为什么不培养 20 天呢？因为 20 天是碳化和硝化过程的和，不能完全代表氧化过程。)(2)化学需氧量:化学需氧量是用化学斌化荆氧
5、化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。化学需氧量愈高，也表示水中有机污染物愈多。常用的氧化剂主要是重铬酸钾和高锰酸钾.声以高锰酸钾作氧化剂时，测得的值称 CODMn，或简称 Oc。以重铬酸钾作氧化剂时，测得的值称 CODCr 重铬酸钾的氧化能力强于高锰酸钾，所测得的 COD 值是不同的，在污水处理中，通常采用重铬酸钾法。如果污水中有机物的组成相对稳定。则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系.、一般而言，重铬酸钾化学需氧量与第一阶段生化氧量之比，可以粗略的表示有机物被好氧微生物分解的可能程度。BOD 和 COD 比较 BOD COD测定方法不同 微生物 氧化剂测定对象不同 可分解的有机物
6、所有有机物测定方法 时间长 时间短(3)总有机碳（TOC）与总需氧量 ( TOD )目前应用的 5 日生化需氧量（BOO）测试时间长，不能快速反映水体被有机物污染的程度。可以采用总有机碳和总需氧里的测定甲并寻求它们与BOD5 的关系，实现快速测定。总有机碳包括水样中所有有机污染物的含碳量，也是评价水样中有机污染物的一个综合参数:有机物中除含有碳外，还含有氢、氮、硫等元寒，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为.二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量(TODTOC 和 TOD 的测定都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以碳表示，后者则以氧表示。TOC 、TOD 的
7、耗氧过程与 BOD 的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也较大。各种水质之间 TOC 或 TOD 与 BOD 不存在固定的相关关系。在水质条件基本相同的条件下.BOD 与 TOC 或 TOD 间存在一定的相关关系。TOD=2.67TOC为什么 TODCOD CrBOD 20 COD Mn BOD5？有关氮的水质指标：总氮（TN） , , ,OrgN，TKNC OrgN+总氮,；2NO34H有关磷的水质指标：有机磷（与 C 结合的磷）无机磷，总磷（TP）酸性污染物：有毒污染物(重金属），无机，有机，放射性。第二节污染物在水体环境中的迁移与转化一、水体的自净作用
8、水体自净：指水体能够在其环境容量的范围内，经过物理化学生物作用，使排入水体的污染物的浓度随着时间推移，流动的过程中自然降低。(l)物理净化: 是指污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。水污染控制工程 2 / 12其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。(2)化学净化:是指污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。(3)生物净化:是指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的领化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。河流自净作用包含着于分广泛的内容，而在实际上这些作用又常是相互交织在一起的。因此在具体情况下，研究工作中必然有所侧重。图
9、9 一 l 表示一条被污染河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线。横坐标从左到右表示河流的流向和距离，纵坐标表示溶解氧和生化需氧量的浓度。 将污水排人河流处定为基点 0，向上游去的距离取负值，向下游去的距离取正值。在上游未受污染的区域。BOD5 很低，溶解氧（DO）接近饱和值，在 0 点有污水排入。由溶解氧曲线可以看出:DO 与 BOD5 有非常密切的关系。在污水未排人前，河水中 DO 很高，污水排入后因有机物分解作用耗氧，耗氧速率大于大气复氧速率,DO 从 0 点开始向下游逐渐减低。从 0 点流经 2.5d,降罕最低点，此点称为临界点。该点处耗氧速率等于复氧速率。临界点后，耗氧速率因有机物浓度降
10、低而小于复氧速率，L. 又逐渐回升，最后恢复到近于污水注入前的状态。在污染河流中 DO 曲线呈下垂状，称为溶解氧下垂曲线简称氧垂曲线)。 在图 9 一 1 中，根据 BOI与 DQ 曲线，可以把该河划分为污水排人前的清洁水区卜排人后的水质污染恶化区，恢复区和恢复后的清洁水区。图中斜线部分表示 DO 受污染后低正常值，黑影部分表示 DO 低于水体质标准。第二章物理处理污水的物理处理法去除对象是污水中的漂浮物和悬浮物、采用的主要方法有:筛滤截留法筛网、格橱、过滤等; 重力分离法一沉砂池、沉淀池，隔地池，气浮池等;离心分离法旋流分离器，离心机等。调节池的作用：减少和控制废水水质（污染物浓度）及流量波
11、动，为后续处理设备提供稳定的水质流量。1.水量调节1）废水在线调节示意图（耗电量大）废水除杂物调节池泵站2）离线示意图（调节能力差，可节省能源）（图）1）调节池体积确定（计算）只在一天内时段测定废水的平均流量然后计算出一天内废水累积流量。以时间为横坐标，累积体积流量为纵坐标做出曲线。画出日平均流量线的终点与坐标原点。再做与日均流量线平行并与实际流量曲线相切的直线。（a）类曲线中体积确定方法：过切点做纵轴平行线与日均线相交，则切点与交点之间的距离在纵坐标上所代表的体积就是所需的调节池体积（b）类：作纵轴平行线与两条切线相交，交点之间的距离在纵坐标上代表的体积。实际建时应比理论值大 10-20。2
12、.浓度调节目的： 如果废水的流量变化不大，仅是污染物的浓度变化较大，可用另一种形式。基本原理：在调节池中改变水流每一质点流程从而调整在调节池中停留时间，达到调节浓度的作用。二 格栅一般当格栅的水头损失达到 10-15cm 时应该清洗。2）分类按间隙分为粗格栅（50-100mm）中格栅（10-40）细格栅（3-10）沉淀法和重力分离概念（不一样）沉淀法通常是在混合液中加人适当的沉淀剂将污染物去除的过程。水污染控制工程 3 / 12废水重力分离处理法是废水物理处理法之一种，利用重力作用原理使废水中的悬浮物与水分离，去除悬浮物质而使废水净化的方法。可分为沉降法和上浮法。悬浮物 比重大于废水者沉降，小
13、于废水者上浮。污水处理厂流程图（分析各阶段作用）初沉池：去除悬浮固体，减轻生物处理负荷；曝气池：废水、微生物和氧气在此充分混合和反应；二沉池：使泥水分离，去除剩余污泥；回流系统：保持曝气池中一定的污泥浓度；曝气系统：供氧，使污泥呈悬浮态。 沉淀概述沉淀法：利用水中悬浮物的可沉降性能在重力作用下，达到固液分离的一种过程。一、沉淀技术的使用场合1）用于废水的预处理：去除污水中易沉物 2）用于污水进入生物处理构筑物前：去除悬浮有机物以减轻后续生物构筑物有机负荷。3 ）用于生物处理后固液分离：主要用来分离生物处理工艺中产生的生物膜，活性污泥等。4）用于污泥处理阶段的污泥浓缩：是将来自初沉池及二沉池的污
14、泥进一步浓缩，以减少体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。二 、沉淀的类型按水中悬浮物的高低以及悬浮颗粒的可沉性能分为四种类型： 自由沉淀：离散性颗粒，沉速不变。絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增大。区域沉淀：又称成层或拥挤沉淀,颗粒浓度较高，沉淀中相互干扰，挤成一团，出现分层。压缩沉淀：颗粒浓度很高，相互接触，相互支撑，挤成团块状结构。分为自由沉淀；絮凝 沉淀；区域沉淀；压缩沉淀。1.自由沉淀发生条件及其特色1)沉淀过程悬浮固体互不干扰；2)各自单独进行沉淀；3)颗粒物理性质不变；4)沉降速度不变；5)沉淀轨迹一条直线；6)发生在废水中悬浮固体浓度不高时；2.絮凝沉淀发生条件1)固体浓度不高，颗
15、粒具有凝聚性能，在沉淀过程中相互凝聚；2)沉降过程中，颗粒尺寸质量均随深度增加而增加；3)浓度上稀下浓；4)颗粒沉淀速度也随着浓度增加而增加；3.区域沉淀1)废水中悬浮物质较高（5000/L 以上）时发生；2)每个颗粒沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰；3)整个一层一起沉淀。4.压缩沉淀 ：压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高.颗粒相互之间互相接触，互相支承，下层颖粒河的水在上层颗粒的重力作用卜被挤出，使污泥得到浓缩。stokes 公式说明的问题1）颗粒与水的密度差（s-）愈大，沉淀速度愈大，成正比关系。当 s， 0 ；颗粒下沉。当 s，0 ，颗粒上浮；当 s=，=0，既
16、不上浮也不下沉。8Sg例：在 20水中，某种悬浮物的直径为 50m，密度为 800/m ，试问该悬浮物在水中运动状态并计算其悬浮物运动速度（20 水的粘度 =0.00101pa s）解：油珠 d=50m=510 -5m，代入 stockes 公式 =9.81（1000-800）（510 -5） 2/181.0110-3=2.710-4m/s=0.97m/h 理想沉淀池工作分析（图），对理想沉淀池有如下假定:1)颗粒处于自由沉淀状态。2)沉淀区过水端面上各点的水流速度相等，水平流速为 v。水污染控制工程 4 / 123)进水区颗粒物分布均匀。4)颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。 当颗粒进入沉淀
17、池后，一方面随水流在水平方向流动。另一方面颗粒在重力作用下沿垂直方向下沉。其沉速即是颗粒的自由沉降速度 。颗粒运动的速度为其水平流速 v，和沉速 的矢量和。在沉淀过程中，其运动的轨迹是一组倾斜的直线，其坡度为 i=/v。凡是沉速小于 u0 的颗粒从 A 点下沉肯定不能沉到池底，而沉速大于等于 u0 的颗粒则能沉到池底，u 0 称为“截留沉速”。该沉速实际上反应了沉淀池所能全部去除颗粒中最小颗粒的沉速。沉淀池分类（根据水流方式）：平流，竖流，辐流,（斜流式）；为什么斜流沉降性能更好(斜流沉淀池可以提高沉淀池的分离效果和处理能力) ？对理想沉淀池有： （或者 E=ui/q= ui /Q/A）。在池
18、有效容积不变的情况下，增大池表面积，可以KHL提高去除率，而池身变浅，此即“浅池原理”。哈真浅池理论认为，把沉淀池水平分成 n层，就可以把处理能力提高 n 倍，为了解决沉淀池排泥问题，浅池理论在设计应用时，把水平隔板改为在沉淀区设置倾角为 的斜板或斜管 通常采用 60。由于斜板管）湿周长，斜板管)的雷诺数 Re 远小于层流界限 500，弗劳德数 Fr 可达 10-3 一 10-4，确保了水流的稳定性 .斜板(管) 沉淀池其有去除效率高、停留时间短、占地面积小等优点，在给水处理中得到比较广泛的应用，在污水处理中常用以下方面:原有污水处理厂的挖潜或扩大处理能力改造时采用; 当污水处理厂的占地受到限
19、制时，可考虑作为初沉池使用。但斜板(管) 沉淀池不宜作为二沉池使用。 一、隔油池隔油池：石油开采与炼制、煤化工、石油化工及轻工业等行业的生产工程排出的油类。类型：平流，斜板进水与出水口都在底部（与沉淀池不同）有两层挡板（底部的挡住沉淀物，上面的挡悬浮物）沉淀池有一层挡板 二、破乳1 乳化油1） 形成：当油与水混合，有乳化剂会在水滴表面上兴盛一层稳定薄膜，油和水不分层，而呈不透明乳状液（1） 水包油乳状液：分散相为油滴；（2）油包水：分散相为水；2） 来源：(1)由生产工艺制成的（2）以洗涤剂清洗受油污染机械零件上（3）含油废水在管道中与含乳化剂的废水相混合，受水流搅动而形成。2.破乳：消除乳化
20、剂的作用记：破乳的方法：投加换型乳化剂加盐类酸类（使乳化剂失去作用）投加某种本身不称为乳化剂的表面活性剂搅拌，震荡。转动。使乳化的液滴猛烈碰撞而合并过滤改变温度（加热或者冷冻） 三、浮上法概念：利用.使密度小于水面上浮到水面实现固液液液分离的过程。 气浮法是一种有效的固-近或小于水的细小顺粒的分离液和液一液分离方法，常用于对那些细小颗粒的分离。记：3.浮上法工艺必须满足的条件：（1）必须向污水中提供足够量的微细气泡（2）必须使污水中污物能形成悬浮状态（ 3）必须使气泡与悬浮物质产生粘附作用。1、电解浮上法：电解废水产生氢气，氧气，微小气泡；产生气泡小于其他方法产生气泡；耗电高。2.分散空气浮上
21、法微孔曝气浮上法：压缩空气被微孔板微孔分散成细小气泡。3.溶解空气浮上法（1）真空浮上法：常压空气饱和，然后低于常压，使水中气泡以微细气泡形成溢出。（2）加压溶气浮上法：加压空气使空气溶于水，、将压力降至常压使过饱和空气上升。 1.过滤：是以具有空隙的粒状滤料层：截留水中杂质使水活的澄清的工艺过程。滤料的要求: （1）滤料层厚度不小于 700mm，（2 ）滤料颗粒清晰，含杂质少，具有一定机械强度和一定的化学稳定性；（3 滤料具有一定的孔隙率和滤料粒径的级配。4.滤料级配：指滤料粒径大小不同的颗粒所占的比例具有适当的滤料级配；才能取得良好的过滤效果。上向流过滤，双层滤料，三层滤料.第三章 废水生
22、物处理的基本概念第一节 废水的好氧生物处理和厌氧生物处理一、 废水生物处理方法1.水体自净 2.土地处理 3.人工控制条件下的生物处理。二、 废水生物水处理法的特点与优缺点1.废水生物处理有优点（1） 处理效果：对有机物有比较好的处理效果（2） 反应条件温和，与化学相比较；不需要加温加压（3） 处理过程中的产物一般是无毒无害（4） 不需要加催化剂催化反应，处理成本低（5） 运转、设计、管理有一套成熟的经验2.废水生物处理的缺点水污染控制工程 5 / 12（1） 只能对生物降解的有机物起作用，适用范围受限制（2） 影响处理效果因素多，变化大（3） 与物理，化学处理法相比，反应时间长，反应容器容积
23、大（4） 废水中有用物质吸收困难（5） 废水中存在的有毒有害物质对微生物不能直接采用生物处理1. 好氧生物处理和厌氧生物处理（1） 好氧生物处理 基理：有氧条件下籍好氧菌作用把有机物净化。 过程：废水中溶解性有机物渗透通过细菌细胞壁通过微生物，有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有 1/3 被分解、稳定，井提供其生理活功所需的能量.约有 2/3 被转化，合成新的细胞物质，即进行微生物白身生长繁殖.后者就是污水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，通常称其为剩余活性污泥或生物膜 。好氧细菌降解有机物，使其稳定无害化的处理方法。微生物利用污水中存在的有机污染物(以溶解状和胶体状为主 为底物进行
24、好氧代谢，这些高能位的有机物经过一系列的生化反应，逐级释放能最，最终以低能位获的无机物稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置污水处理 l 二程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。 模式图：（4）公式机理：在无氧条件下籍厌氧菌兼性厌氧菌作用将有机物净化，过程 a：酸性发酵阶段（有机物代谢初期）；异养行兼性菌作用把复杂的有机物转化成简单的有机物，大分子转化成小分子，高分子转化为低分子物质。b 碱性发酵阶段：专性厌氧菌把有机酸分解成甲烷二氧化碳，PH 升高，甲烷菌大量繁殖， 模式图（2） 好氧与厌氧生物的区别 作用的微生物：好氧处理是由好氧微生物和兼性微生物起作用；而厌
25、氧处理 产物不同：好氧处理中有机物被转化成二氧化碳水氨气或 NO-2,SO42-,厌氧处理中有机物被转化成甲烷和氨气 反应速率不同：好氧处理有机物转化速率快，处理设备内停留时间断，设备体积小于厌氧处理。 对环境要求条件不同第二节 微生物的生长规律和生长环境一、 生长规律按微生物生长速率不同，划为 4 个时期，适应期，对数期，稳定期，衰亡期。二、 影响因素1） 营养好氧生物处理：C:N:P=100:5:1水污染控制工程 6 / 12厌氧微生物处理 C：N:P=200300:5:1C-BOD5;N-NH3-N,P-PO43-表示，2） 温度 控制值：好氧（25-37）厌氧（25-40）原因：温度过
26、高，酶变性，失去活性；温度过低，微生物代谢活力降低生长繁殖停止。3） PH 值 ：好氧 6.5-8.5；厌氧：6.7-7.44） 溶解氧：好氧处理：以分子氧作为受氢体；厌氧处理：要求无分子态氧5） 有毒物质：重金属离子，有机物类（酚类，苯）无机物（碳化物，氰化钾）三、 废水可生化性的评价方法1、 BOD5/COD 值法：评价废水可生化性是广泛采用的一种简易方法，一般 BOD5/COD 越大，废水可生物处理性越大。BOD5/COD 0.45 .3-0.45 0.2-0.3 0.2可生化 好 较好 较难 不宜2. BOD5/TOD3. 水温4. SS500mg/L5. PH=696. 有毒物质含量
27、低于一定值第三节 反应速度和反应级数3.反应速度（计算）在生化反应中，反应速率是指单位时间里底物的减少量、最终产物的增加量或细胞的增加量。在污水生物处理中，以单位时间里底物的减少或细胞的增加来表示生化反应速率。图 11 一 6 的生化反应可以用下式表示 :反应系数 又称产率系数，式 11-9 反映底物减少速率和细胞增长速率之间的关系，它是污水生物处理中研究生化反应过程的一个重要规律。了解这个规律，可以更合理地设什和管理污水生物处理过程、二、 反应级数（能判断出来，根据什么判断）一级反应：反应速度与反应物 A 的浓度呈正比时二级反应：反应速度与两种反应物 A、B 的浓度成正比或一种反应物 A 的
28、浓度平方成正比时。三级反应：反应速度与反应物 A 浓度，B 的浓度平方成正比时，也成这种反应为 A 的一级反应或 B 的二级反应。 试验表明，在生化反应过程中，底物的降解速率和反应器中的底物浓度有关:.其生化反应方程式见式 11 一 7)，生化反应速率可由下式表示:式(11 一 11 以用 11 一 7 来表示，图中直线的斜率即为反应级数 n 的数值。反应速度不受反应物浓度影响时，称这种反应为零级反应 .在温度不变的情况下，零级反应的反应速率是常数。对反应物 A 而言，零级反应：水污染控制工程 7 / 12在反应过程中，反应物 A 的最增加时，k 为正值;反之，k 为负值。在污水生物处理中，有
29、机污染逐渐减少，反应常数为负值。t 一 SA:的图形如图 11 一 8,图 11 一 9、图 l1 一 100所 i70 级反应不受影响，一般出现在这种情况下：当浓度达到平衡时，再加入底物反应速度也不受影响。二、 浓度对酶反应速度的影响酶促反应：酶促反应受酶浓度底物浓度、PH影响二、米歇里斯-门坦方程三、米氏常数的意义米氏方程式：米氏常数 Km 是酶反应动力学研究中的一个重要系数，亦称动力学系数。它是酶反应处于动态平衡，即稳态时的平衡常数。它和酶的特性紧密联系在一起，亦是酶学研究中的一个十分重要的数据。对于米氏常数的重要物理意义，扼要分析如下:1）Km 值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关，
30、而与酶浓度无关，不同的酶 Km 值不同 2)如果一个酶有几种底物，则对每一种底物，各有一个特定的 Km，而且 Km 值不受 pH 及温度的影响。因此，Km 值作为常数，只是对一定的底物、pH 及温度而言。测定酶的 Km 值，可以作为鉴别酶的一种手段，但必须在指定的实验条件厂进行。(3)同一种酶有几种底物就有几个 Km 值。其 Km 值最小的底物，一般称为该酶的最适底物或天然底物。五、莫诺特方程式莫诺特Monod)通过连续流稀释溶液纯菌种培养的试验研究，得出了微生物群体比增长速率与底物浓度之间的函数关系式:水污染控制工程 8 / 12上述莫诺特方程在形式上与米一门公式是相似的.米- 门公式表达于
31、酶促反应速率与底物之间的关系。式 11-6 中的动力学参数 max 和 KS 通过试验，并采用兰维福一布克图解法求得或称双倒数作图法。将式 11-6 取倒数得:试验时，选择不同的底物浓度、.测定对应的;，求出两者的倒数，并以 1/ 对对 1/s 作图，可得出如图 11 一 11 所示的直线，直线在纵坐标轴上的截距为 1/max ，直线的斜率为 Ks/max，由此可求得 max 和 Ks。例题（好好看）第四章 稳定塘和污水的土地处理水污染控制工程 9 / 12第一节 稳定塘一、 概述用一种天然净化能力对污水进行处理的构筑物，其净过程与自然水体自净过程相似。1. 特点（1）优点 因地制宜基建投资少
32、运行维护方便，能耗低。（2）缺点 占地面积过多气候对稳定塘的处理效果影响比较大若涉及或运行管理不当，则会造成二次污染二、类型按塘内微生物的类型和供氧方式划分为：好氧塘，兼性塘，厌氧塘，曝气塘。1. 好氧塘：深度较浅，一般小于 0.5m2. 兼性塘：深度较大大于 1m 非为好氧层，兼性层（有氧时氧化分解有机物时，无氧代谢）厌氧层。3. 厌氧塘：2.5m 以上 酸性发酵和碱性发酵4. 曝气塘：一般大于 2m 塘面上安装人工曝气方式供氧完全混合模曝气塘；部分混合.曝气出水 SS（水中悬浮物质。浮油物质）高，排放前需沉淀二、 应用 (1) 美 1901 第一个目前 50 个2. 生态系统塘（1） 以高
33、等大型水生植物作为强化清华手段的水生植物塘。以养殖鸡鸭鱼.养殖塘。一、 水生 植物直接吸收 他们发达根系上形成生物膜二、 养殖塘一级二级使 BOD 下降，并培养藻类，水深应浅，三四级主要培养浮游生物他们以藻类为食，并为鱼塘鱼类的饵料。去除率在 90SS,N,P 一般在 80-90。第二节 污水土地处理土地处理法净化机理：物理过滤：废水流经土壤时，悬浮物被表层土壤团粒间空隙过滤阻流；物理和化学过滤：废水中的阴阳离子与土壤胶体上原来吸附的阴阳离子交换吸附作用；综合效应和化学沉淀：废水中金属离子能作为中心离子与土壤中某些组分生成络合物或生成硫化物，氢氧化物一集磷酸盐等被沉积在土壤中。微生物的氧化分解
34、：土壤中种类繁多微生物，能与被截留吸附污染物一起形成生物膜，对有机物有很强的降解转化能力。BOD 去除 P 的去除N 的去除悬浮物去除重金属的去除三、 类型1、 土地渗透系统（1）地表漫流4 生物膜：微生物细胞附在载体表面微生分泌胞外多聚物.第五章 污水的好氧处理（一）-生物膜法生物膜法要类别有： 生物滤池（包括普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等） ；生物转盘；生物接触氧化法；好氧生物流化床等 一生物膜的定义（重点）微生物细胞几乎能在水环境中任何适宜的载体表面牢固的附着，并在其上生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物与微生物细胞形成纤细状的缠绕结构被称为生物膜是由有生命细胞和无生命
35、的无机物组成的结构生物膜法和活性污泥法的区别？利用生物膜处理与活性污泥法区别在于微生物的固着方式，生物膜法微生物附着于载体表面，活性污泥中微生物是悬浮在水中的。二、生物膜形成过程（重点）1、物质环境形成 2、微生物的附着 3、生物膜的形成 4 生物膜脱离（一生物膜的形成 前提条件：起支撑作用的载体物 填料或称滤料；营养物质- 物、 N、P 以及其它；接种微生物 生物膜的形成：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。 生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳
36、定。生物膜从开始形成到成熟，一般需要 30 天左右(城市污水，20C)）三、生物膜上的物质传递（重点）生物膜的结构 水污染控制工程 10 / 12生物膜的性质：高度亲水，存在着附着水层；微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物 细菌 原生动物(后生动物)的食物链。 生物膜降解有机物的过程（物质传递过程）：生物膜由好氧和厌氧两层组成，有机物的降解主要是在好氧层进行。在生物膜内、外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。在空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传送给生物膜，供微生物用于呼吸；污水中的有机污染物则由流动水层传递
37、给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解。这样就使污水在其流动过程中逐步得到净化。微生物的代谢产物如 H20 等则通过附着水层进人流动水层，并随其排走，而 C02 及厌氧层分解产物如 H2S、NH3 以及CH4 等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。生物膜降解有机物的过程：生物膜由好氧和厌氧两层组成，有机物的降解主要是在生物膜内、外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。 生物膜脱落原因：厌氧的代谢产物增多，导厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏；气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；由于微生物的不断繁殖，生物膜不断增厚，超过一定厚度后，吸附的有机物在传递到生物膜内
38、层的微生物以前，已被代谢掉、.此时，内层微生物因得不到充分的营养而进人内源代谢。失去其钻附在滤料_的性能，脱落下来随水流出滤池，滤料表面再重新长出新的生物膜。另外生物膜脱落的速率与有机负荷、水力负荷等因素有关.） (生物膜的更新与脱落 厌氧膜的出现： 生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态；（底层为什么会出现厌氧环境？）成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为 2mm。 厌氧膜的加厚：厌氧的代谢产物增多，导厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏； 气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。
39、生物膜的更新：老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；新生生物膜的净化功能较强。 )二、生物膜的发展历史三、生物膜法的特征（重点）1、微生物学特征（1）、微生物学的多样性：与活性污泥法相比不受强烈曝气搅拌；冲击为微生物的繁衍增殖及生长栖息创造了安稳的环境。与活性污泥法相比，污泥龄较长。生长速度慢的微生物也可繁殖生长。（2）生物的食物链长：生长大量细菌外，还可能出现大量真菌，原生动物，后生动物等高次生生物。（3. ）有利于硝化，反硝应菌的生长，污泥龄较长-有利于增值速度较慢的硝化菌生长。（4）不同生物膜高度上微生物种差异生物膜上端，有机物丰富- 异养生物为主，生物膜较厚，生物膜下端，有机物逐渐减少-
40、自养生物增多。2.处理特征（1）微生物数量多，处理能力大，净化功能显著。单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的 5-20 倍，因而生物膜反应器具有一定的硝化功能（2）污泥沉降性能良好，易于固液分离（3）剩余污泥产量少，降低污泥处理与处置费用（4）耐冲击负荷，对水质水量变动，有较强适应性（5）能处理低浓度污水（6）易于运行管理四、影响因素（重点）1、进水底物浓度2.营养物质：好氧生物处理工艺 BOD:N:P=100:5:1；厌氧生物处理：BOD:N:P=200300:5:13、停留时间与负荷率（计算）水力停留时间：待处理污水在反应器内的平均停留时间。HRT（day ）=V（m）/Q （m/day
41、）；一般活性污泥法停留 6-8 天。水力负荷：保证出水质要求前提下，单位反应器容积在每天接受水量 Q（m/day）。有机负荷：保证处理水质要求前提下，但为反应器容积每天所能承受的有机物的量 S0(/m) Q（m/day）/V （m）4、水利剪切力生物膜脱落：生物膜量减少及更新生物膜。脱落原因：厌氧分解产生二氧化碳，H 2S,CH4，NH 3 气体溢出。5.溶解氧6.PH 值：引起膜电荷7、毒性物质水污染控制工程 11 / 12五、分类（重点）生物膜反应器 根据载体分为：固定床（生物滤池，生物转盘，淹没式生物膜，生物接触氧化法）流动床（生物流化床，移动床生物膜反应器，气提式生物膜反应器，机械叫冻
42、床）第二节 生物滤池一.生物滤池构造（滤床，布水设备，排水系统）1.滤床滤料：生物生长栖息的场所；滤料的特性（如何选择滤料？适当扩展）：表面积大适当的孔率质材强度高稳定性强廉价滤料的演变：碎石、卵石、碎钢渣、炉渣。聚氯乙烯，聚苯乙烯为材料人工滤料。2、布水设备目的：使污水能均匀分布在整个滤床表面上（分为移动式布水设备【用于普通生物滤池】和固定式布水设备【用于高负荷的）3、排水系统：排水假底、池底、集水沟。二、生物滤池的类型：普通生物滤池和高负荷生物滤池。普通生物滤池又称为低负荷生物滤池，具有较好的处理效果，出水水质稳定，但占地面积大、易于堵塞、灰蝇很多、影响环境卫生。后来人们采用新型滤料，革新
43、流程，提高滤池负荷率，采取回流水措施，发展了多种高负荷生物滤池。三、生物滤池的运行系统单级运行系统和多级运行系统、多级交流运行系统同单级进水塔式生物滤池相比，并联串联运行系统有可能进一步提高负荷。四、生物滤池的影响因素1、滤池高度滤床上层: 滤床下层有机物浓度较高 有机物浓度较小微生物繁殖速度高 微生物繁殖慢以较低的细菌为主 从低级逐渐转向高级生物膜量较多 生物模量逐渐减少有机物去除率较高 有机物去除率下降2.负荷率水力负荷和有机负荷生物滤池的负荷率：是一个反应生物滤池子工作性能的参数表达方式：水力负荷率 -表面水力负荷率：公式3.回流：利用污水厂的进水或生物滤池出水稀释进水的做法。回流比：回
44、流水量与进水量之比为什么要进行回流，回流特点？下列三种情况下应考虑二次沉淀池出水回流：a：入流有机物浓度高 b：水量小，无法维持水力负荷率在最小经验之以上时 c：污水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长。优点：1）可提高生物滤池滤率 2）防止苍蝇，减少恶臭。3）可改善进水腐化状况 4）调节稳定进水量缺点：1）缩短了废水停留时间 2）降低了生物膜吸收有机物浓度4、供氧：以往靠自然通风，风速滤床的自然 风(推动力-池内温度阈气温之差)五、生物滤池的设计1、滤池类型和流程选择 1 滤池类型的选择2、流程的选择：下述三种考虑二次沉淀池出水回流：a：入流有机物浓度高 b 水量小，无法维持水力负荷率在最小经验值以上时 c 污水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长时。3、确定滤池个数与滤床与滤床尺寸BOD 负荷率 水力负荷率 处理效率低负荷率 0.15-0.30 1-3 85-95回流式 1.2 10-30 75-90塔滤 1.0-3.0 80-200 65-85（1）滤床总体积式中：V: 滤床总体积(m3)；so: 进水 BOD5(mg/l)；qv: 污水日平均流量(m3/d)； N: 有机负荷率(kgBOD5/m3d)； r: 回流比；水污染控制工程 12 / 12
