1、 污水處理培訓教材一 基本概念1ph氫離子濃度指數的數值俗稱“ph值”。表示溶液酸性或堿性程度的數值，即所含氫離子濃度的常用對數的負值。如果某溶液所含氫離子的濃度為每升0.00001克，它的氫離子濃度指數就是5。氫離子濃度指數一般在0-14之間，當它為7時溶液呈中性，小于7時呈酸性，值越小，酸性越強；大于7時呈堿性，值越大，堿性越強。通常ph值是一個介于0和14之間的數，當ph7的時候，溶液呈堿性，當ph=7的時候，溶液呈中性，但在非水溶液或非標準溫度和壓力的條件下，ph=7可能并不代表溶液呈中性，這需要通過計算該溶劑在這種條件下的電離常數來決定ph為中性的值。如373k（100）的溫度下，p

2、h=6為中性溶液。2.酸度：一般把中和100克試樣中的酸性物質需要的oh-的物質的量n（oh-）用毫摩爾作單位的數值稱為酸度。從本質上來看，用樣品中的質量摩爾濃度b（h+）表達更為明確。si單位為：摩爾/千克。3.堿度：堿度是指水中吸收質子的能力，水中堿度的形成主要是由于重碳酸鹽、碳酸鹽及氫氧化物的存在，硼酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽也會產生一些堿度。此外還有有機堿等。4.濁度：濁度是指水中懸浮物對光線透過時所發生的阻礙程度。水中的懸浮物一般是泥土、砂粒、微細的有機物和無機物、浮游生物、微生物和膠體物質等。水的濁度不僅與水中懸浮物質的含量有關，而且與它們的大小、形狀及折射系數等有關。濁度可用比濁法或散

3、射光法進行測定。我國一般采用比濁法測定，將水樣和用高嶺土配制的濁度標準溶液進行比較測濁度不高，并規定一升蒸餾水中含有1毫克二氧化硅為一個濁度單位。對不同的測定方法或采用的標準物不同，所得到的濁度測定值不一定一致。濁度的高低一般不能直接說明水質的污染程度，但由人類生活和工業生活污水造成的濁度增高，表明水質變壞。5化學需氧量cod（chemical oxygen demand）：是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此，化學需氧量（cod）又往往作為衡量水

4、中有機物質含量多少的指標?；瘜W需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。6. bod（biochemical oxygen demand的簡寫）：生化需氧量或生化耗氧量。表示水中有機物等需氧污染物質含量的一個綜合指示。它說明水中有機物由于微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數量。其單位ppm成毫克/升表示。其值越高說明水中有機污染物質越多，污染也就越嚴重。為了使檢測資料有可比性，一般規定一個時間周期，在這段時間內，在一定溫度下用水樣培養微生物，并測定水中溶解氧消耗情況，一般采用五天時間，稱為五日生化需氧量，記做bod5。數值越大證明水中含有的有機物越多，因此污

5、染也越嚴重。生化需氧量的計算方式如下： bod（mg / l）=（d1-d2） / p 其中d1：稀釋后水樣之初始溶氧（mg / l）， d2：稀釋后水樣經 20 恒溫培養箱培養 5 天之溶氧（mg / l）， p=【水樣體積（ml）】 / 【稀釋后水樣之最終體積（ml）】； 生化需氧量和化學需氧量的比值能說明水中的有機污染物有多少是微生物所難以分解的。微生物難以分解的有機污染物對環境造成的危害更大。7. sv：污泥沉降比（sv）是指曝氣池混合液在1000ml量筒中，靜置沉淀30分鐘后，沉淀污泥與混合液之體積比（%）。 因為污泥沉降30分鐘后，一般可達到或接近最大密度，所以普遍以此時間作為該指

6、標測定的標準時間。也可以15分鐘為準。8. mlss混合液懸浮固體：是指單位體積污泥含有的干固體重量，或干固體占污泥重量的百分比。用重量法測定，以g / l 或mg / l 表示。該指標也稱為懸浮物濃度（mlss）。9. mlvss-混合液揮發性懸浮固體濃度(mixed liquor volatile suspended solids)的簡寫。本想指標所表示的是混合液活性污泥中有機性固體物質部分的濃度。相對于mlss而言，在表示活性污泥活性部分數量上，本項指標在精度方面進了一步。10. 污泥回流比。 其中q：進水流量，m3/h，qr：回流流量，m3/h11. hrt 水力停留時間。 （h）其中

7、v：曝氣池體積，m3 q：進水流量，m3/h12. 污泥負荷。 ; q：進水流量，m3/hci：進水cod濃度mg/lbi：進水bod濃度mg/lmlss：污泥濃度 mg/lv：曝氣池體積，m313. 容積負荷： ; q：進水流量，m3/hci：進水cod濃度mg/lbi：進水bod濃度mg/lv：曝氣池體積，m314. 污泥齡。（h 或 d）是指在曝氣池中工作著的活性污泥與每日排放的剩余污泥量之比值，系統穩定運行時，剩余污泥量也就新增長的污泥量，因此，污泥齡也是新增長的污泥在曝氣池中平均停留時間，或者是污泥增長一倍平均所需要的時間。15f/m： 營養物或者有機物與微生物的比值（f/m），是活

8、性污泥增長速率，有機物去除速率，氧利用速率、污泥的凝聚吸附性能等的重要因素。實際應用上，其是以bod-污泥負荷率表示的?；钚晕勰啵合蛏钗鬯凶⑷肟諝膺M行曝氣，并持續一段時間以后，污水即生成一種絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這就是活性污泥。 工藝介紹一調節池高濃度廢水調節池：v=11*6*4.5(m3)，有效容積為253 m3，為半地下混凝土結構 。儲存一車間來苯乙酸回收母液和樹脂再生廢水，水力停留時間為24小時，原液如未經苯乙酸回收，cod約為60000mg/l左右，經回收后可達2500030000mg/l。低濃度廢水調節池：v=10

9、*6*3.5（m3），目前主要為生產真空泵循環水等其他廢水，水量不足時可加消防水，溫度不夠時可開啟冷凝水。水力停留時間為12小時，有效容積為180 m3，地下混凝土結構。作用：調節池可以克服污水排放的不均勻性，均衡調節污水的水質、水量、水溫的變化，儲存盈余、補充短缺，使生物處理設施的進水量均勻，從而降低污水的不一致性對生物處理設施的沖擊性影響。同是，酸性廢水和堿性污水還可以在調節池內互相進行中和調節。同時，若結合曝氣可以防止水中懸浮物的沉積及出現厭氧情況，還可使污水中的bod5值下降，減輕曝氣池負荷。混合方式： 本站使用空氣攪拌，在池底設穿孔管，壓縮空氣通過穿孔管對池內水流產生攪拌作用。二 微

10、電解：本站所用微電解罐：v=d1.0*2.5 m3，所用填料為38mm，含炭約為2%4%鐵屑，水流方向為自下而上，一般情況下一用一備。hrt由進水量不同而不同。1基本原理：微電解法是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對廢水進行處理的良好工藝，又稱內電解法、鐵屑過濾法等。該法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等優點，并使用廢鐵屑為原料，也不需消耗電力資源，具有“以廢治廢”的意義，使得該工藝技術自誕生開始，即在美、蘇、日等國家引起廣泛重視，已有很多的專利，并取得了一些實用性的成果。該工藝是在20世紀7o年代應用到廢水治理中的，而我國從2o世紀8o年代開始這一領域的研究，也已有

11、不少文獻報導。特別是近幾年來，進展較快，在印染廢水、電鍍廢水、石油化工廢水及含砷含氰廢水的治理方面相繼有研究報導，有的已投入實際運行。微電解反應器內的填料主要有兩種：一種為單純的鐵刨花；另一種為鑄鐵屑與惰性碳顆粒(如石墨、活性碳、焦炭等)的混臺填允體。兩種填料均具有微電解反應所需的基本元素：fe和c。低電位的fe與高電位的c在廢水中產生電位差，具有一定導電性的廢水充當電解質，形成無數的原電池，產生電極反應和由此所引起的一系列作用，改變廢水中污染物的性質，從而達到廢水處理的目的。11電極反應陽極（fe）：陰極（c）：當有o2時：由上述反應的標準電極電位e0可知，酸性充氧條件下電極反應的e0最大，

12、有o2存在得情況下電極反應進行得最快，該反應不斷消耗廢水中的h +，使其ph值上升。因此，ph低、酸度大時，氧的電極電位提高，微電池的電位差加大，促進了電極反應的進行。這從理論上解釋了酸性廢水微電解反應效果較好的原因。12 氧化還原反應1.2.1 鐵的還原作用鐵是活潑金屬，在酸性條件下可使一些重金屬離子和有機物還原為還原態， 鐵的還原作用使廢水中重金屬離子轉變為單質或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解為小分子無色物質，具有脫色作用，同時提高了廢水的可生化性。1.2.2 氫的氧化還原作用電極反應中得到的新生態氫具有較大的活性。能與廢水中許多組分發生氧化還原作用，破壞發色、助色基團的結構，使偶氮

13、鍵破裂、大分子分解為小分子、硝基化臺物還原為胺基化合物，達到脫色的目的。一般地，h是在fe2+的共同作用下將偶氮鍵打斷、將硝基還原為胺基。1.3 電化學附集當鐵與碳化鐵或其間形成一個小的原電池，將在其周圍產生一個電場，許多廢水中存在著穩定的膠體如印染廢水，當這些膠體處于電場下時將產生電泳作用而被附集。1.4 物理吸附在弱酸性溶液中，鐵屑豐富的比表面積顯出較高的表面活性，能吸附多種金屬離子，能促進金屬的去除，同時鐵屑中的微碳粒對金屬的吸附作用也是不可忽視的。而且鑄鐵是一種多孔性的物質，其表面具有較強的活性，能吸附廢水中的有機污染物，凈化廢水，特別是加入煙道灰等物質時，其很大的比表面積和微晶表面上

14、含有大量不飽和鍵和含氧活性基團，在相當寬的ph值范圍內對染料分子都有吸附作用。1.5 鐵的混凝沉淀在酸性條件下，用鐵屑處理廢水時，會產生fe2+和fe3+ 。fe2+和fe3+是很好的絮凝劑，把溶液ph調至堿性且有o2存在時，會形成fe(oh)2和fe(oh)3很好的絮凝劑，發生絮凝沉淀。生成的fe(oh)3 是膠體絮凝劑，它的吸附能力高于一般藥劑水解得到的fe(oh)3吸附能力。這樣，廢水中原有的懸浮物，通過微電池反應產生的不溶物和構成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。1.6 鐵離子的沉淀作用在電池反應的產物中，fe2+和fe3+也將和一些無機物發生反應生成沉淀物而去除這些無機物，以減少其對

15、后續生化工段的毒害性。如s2-、cn-等將生成fes、fe3fe(cn)62、fe4fe(cn)63等沉淀而被去除。2 工藝影響因素及設計參數影響微電解工藝處理廢水效果的因素有許多，如ph值、停留時間、處理負荷、鐵屑粒徑、鐵碳比、通氣量等。這些因素的變化都會影響工藝的效果，有些可能還會影響到反應的機理。2.1 ph值通常ph值是一個比較關鍵的因素，它直接影響了鐵屑對廢水的處理效果，而且在ph值范圍不同時，其反應的機理及產物的形式都大不相同。一般低ph值時，因有大量的h+，而會使反應快速地進行，但也不是ph值越低越好，因為ph值的降低會改變產物的存在形式，如破壞反應后生成的絮體，而產生有色的fe

16、2+使處理效果變差。而ph值在中性或堿性條件下，許多實際運行表明進行得不理想或根本不反應。因此，一般控制在ph值為偏酸性條件下，當然這也因根據實際廢水性質而改變。2.2 停留時間停留時間也是工藝設計的一個主要影響因素，停留時間的長短決定了氧化還原等作用時間的長短。停留時間越長，氧化還原等作用也進行得越徹底，但由于停留時間過長，會使鐵的消耗量增加，從而使溶出的fe2+ 大量增加，并氧化成為fe3+，造成色度的增加及后續處理的種種問題。所以停留時間并非越長越好，而且對各種不同的廢水，因其成分不同，其停留時間也不一樣。建議設計參數：染料廢水停留時間為30min；硝基苯廢水停留時間為4060min；制

17、罐廢水停留時間為71oh；制藥生產廢水停留時間為4h；含油廢水停留時間為3040min。停留時間還取決于進水的初始ph值，進水的初始ph值低時，則停留時間可以相對取得短一點；相反，進水的初始ph值高時，停留時間也應相對的長一點。停留時間還反映了鐵屑用量，停留時間長也就是說單位廢水的鐵屑用量大。兩個參數可以相互校核，共同控制。2.3 fe/c比加入碳是為了組成宏觀電池，當鐵中碳屑量低時，增加碳屑，可使體系中的原電池數量增多，提高對有機物等的去除效果。但當碳屑過量時，反而抑制了原電池的電極反應，更多表現為吸附，所以fe/c比也應有一個適當值，且加入的碳的種類可以為活性炭或焦炭，碳種類對有機物等去除

18、率影響不大，因此按經濟因素考慮應選焦炭為最佳，具體設計參數為fe/c (體積比)=11.5。2.4 鐵屑粒度的影響鐵屑粒度越小，單位重量鐵屑中所含的鐵屑顆粒越多，使電極反應中絮凝過程增加，利于提高去除率。另一方面鐵屑粒度越小，顆粒的比表面積越大。微電池數也增加，顆粒間的接觸更加緊密，延長了過柱時間，也提高了去除率。但粒度越小，使單位時間處理的水量太小，且易產生堵塞、結塊等不利影響，故一般的粒度以6080目為佳。2.5 通氣量對鐵屑進行曝氣利于氧化某些物質，如三價砷等，也增加了對鐵屑的攪動，減少了結塊的可能性，且進行摩擦后，利于去除鐵屑表面沉積的鈍化膜，且可以增加出水的絮凝效果，但曝氣量過大也影

19、響水與鐵屑的接觸時間，使去除率降低。在中性條件下，通過曝氣，一方面提供更充足的氧氣，促進陽極反應的進行。另一方面也起到攪拌、振蕩的作用，減弱濃差極化，加速電極反應的進行，并且通過向體系加入催化劑改進陰極的電極性能，提高其電化學活性來促進電極反應的進行，已取得了顯著效果。2.6 鐵屑活化時間由于鐵屑表面存在有氧化膜鈍層，因此在使用之前應對鐵屑表面進行活化。研究表明，用稀鹽酸進行活化時，當進行20min后，反應的k值基本已經穩定，故活化時間可以以20min為宜。2.7 溫度溫度的升高可使還原反應加快，但是加快最大的是反應初期，且由于維持一定的溫度需要保溫等措拖，一般的工業應用不予以考慮，均在常溫下

20、進行反應。2.8 鐵粉品種一般使用的鐵屑有鑄鐵屑和鋼鐵屑兩種。鑄鐵屑含碳量高，處理效果好，但材料來源不易，絮體易破碎，強度低，易壓碎結塊；鋼鐵屑含碳量稍低而效果差，但材料易得。在流動水體中，能與廢水接觸均勻，不易短流或結塊，表面鈍化物也易被帶走，自然更新力強，且增大停留時間，效果也能接近鑄鐵屑。馬業英等人研究了磁性鑄鐵粉處理含鉻電鍍廢水，取得了極佳的凈化效果。磁性鑄鐵粉主要強化了鑄鐵粉表面的微電池作用，同時也加速了鐵粉表面和溶液中的氧化還原速度，也能加速絮體的沉降過程。三 abr池：工藝流程圖：混凝池abr1abr2abr3abr4厭氧沉淀池高濃度水低濃度水abr池v=15.4*4*7 m3，

21、有效容積為370 m3，半地下混凝土結構。hrt為14.8小時，分為四小格。1、2格之間底部相通，2、3之間頂部溢流，3、4之間底部相通，2、4格內裝有填料tl-200.。abr較之其它厭氧反應器，特點是：反應器內置豎向導流板，將反應器分隔成串聯的幾個反應室 ，每個反應室都是一個相對獨立的上流式污泥床（usb）系統 ，其中的污泥可以是以顆粒化形式或者以絮狀形式存在，水流由導流板引導上下折流前進，逐個通過反應室內的污泥床層，進水中的底物與微生物充分接觸而得以降解去除。1.生化反應方程式：厭氧反應過程是對復雜物質（ 指高分子有機物以懸浮物和膠體形式存在于水中）生物降解的復雜的生態系統。其反應過程可

22、分為四個階段：1.1 水解階段被細菌胞外酶分解成小分子。例如：纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥牙糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶水解為短肽和氨基酸等，這些小分子的水解產物能被溶解于水，并透過細胞為細胞所利用。1.2 發酵階段小分子的化合物在發酵菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物，并分泌到細胞外。這一階段主要產物為揮發性脂肪酸（vfa）醇類、乳酸、co2、氫、氨、硫化氫等。1.3 產酸階段上一階段產物被進一步轉化為乙酸、氫、碳酸以及新的細胞物質。1.4 產甲烷階段在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新細胞物質。a、水解階段含有蛋白質水解、碳

23、水化合物水解和脂類水解。b、發酵酸化階段包括氨基酸和糖類的厭氧氧化，以 及較高級脂肪酸與醇類的厭氧氧化。c、產乙酸階段含有從中間產物中形成乙酸和氧氣，以 及氫氣和二氧化碳形成乙酸。d、產甲烷階段包括從乙酸形成甲烷，以及從氧、二氧化碳形成甲烷。廢水中有硫酸鹽時，還會有硫酸鹽還原過程，如虛線所示。2. 工藝控制指標：2.1 ph值控制在6.87.52.1.1 最佳ph值不是指進水ph值，而是指厭氧反應池中。2.1.2 產酸菌ph范圍為5.58.5，產甲烷ph范圍為6.67.52.1.3反應器內，一般控制在6.57.8，最佳為6.87.22.1.4含有大量溶解性碳水化合物的廢水進入反應器后會產生乙酸

24、，使ph值下降，經過酸化的廢水進入反應器，使ph值上升，含有大量蛋白質或者氨基酸的廢水。由于氨基酸的形成 ，ph將會略有上升。2.2 溫度：2.2.1 一般采用中溫（2540）：細菌種類多，易培養與馴化?；钚愿?。2.2.2 允許波動范圍為（1.52.0）3. 緩沖體系概念與作用：反應器混合液若含有弱酸弱堿鹽物質，則成一緩沖體系，能使批h值不會出現急劇增加或者降低，為使反應器具備良好的抗沖擊作用，應保持堿度在2000mg/l以上。4. 硫酸根危害原理：硫酸根和氫受體作用下釋出硫離子，硫酸鹽濃度超過5000mg/l時，就有抑制作用，且1mol硫酸根還原時用去8mol氫離子，至少產生2molch4，

25、1mol亞硫酸根還原時用去6mol氫離子，減少1.5molch4，低濃度硫是細菌生長所需要的元素，可促進消化過程，硫直接與重金屬絡合形成硫化物沉淀，有利于重金屬去除，但若重金屬離子較少，則消化液中過多的h2s將釋放到空氣中，降低空氣質量并腐蝕設備，降低ch4產量。硫酸鹽的存在將促進硫酸鹽還原菌的作用，而硫酸菌與產甲烷菌會有一定程度的競爭，使產甲烷菌作用受到抑制。5. 異常情況判斷及處理：四好氧池：1工藝流程圖厭氧沉淀池a段好氧a沉淀池b段好氧b沉淀池池絮凝池污泥儲池a段好氧池：v=15.4*6*6 m3，有效容積為460m3，hrt為12.2小時。cod日平均進料負荷2.7kgcod/ m3*

26、d，去除負荷1.35 kgcod/ m3*d 。底部通曝氣管，池內無填料，前端分隔兩小池，水流進來時，部分水流向a反應池，部分經過吸附池到達a沉淀池，然后由污泥回流泵回流至a反應池進行解吸。a段好氧池負荷高，耐負荷沖擊能力大，能對b段好氧池起到保護作用。b段好氧池：v=13.3*15.4*6 m3,有效容積為1100 m3，hrt為29小時，cod日平均進料負荷1 kgcod/ m3*d，去除負荷kgcod/ m3*d。底部通曝氣管，池內裝填料zv200-100，以保證好氧反應所需生物量。有前后段，在北面底部相通。2生化反應方程式活性污泥微生物以污水中各種有機物作為營養，在有氧的情況下，將其中

27、一部分有機稱合成新的細胞物質（原生質），對另一部分有機物則進行分解代謝，即氧化分解以獲得合成新細胞所需要的能量，并最終形成co2和h2o等穩定物質。在新細胞合成與微生物增長的過程中，除氧化一部分有機物以獲得能量外，還有一部分微生物細胞物質也在進行氧化分解，并供應能量。3控制指標：a段：控制do約0.7mg/l，回流比50%100%左右，沉降比4060%。b段：控制do在24mg/l，回流比50%100%，沉降比2040%。4異常情況判斷及處理4.1 污泥腐化：現象：活性污泥呈灰黑色、污泥發生厭氧反應，污泥中出現硫細菌，出水水質惡化；原因：1)負荷量增高；2)曝氣不足；3)工業廢水的流入等；對策

28、：1)控制負荷量；2)增大曝氣量；3)切斷或控制工業廢水的流入。4.2 污泥上?。含F象：污泥沉淀3060分鐘后呈層狀上浮，多發生在夏季；原因：硝化作用導致在二沉池中被還原成n2，引起污泥上浮；對策：1)減少污泥在二沉池的hrt；2)減少曝氣量。4.3 污泥解體：現象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮微小絮體，出水透明度下降；原因：污泥解體；曝氣過度；負荷下降，活性污泥自身氧化過度；對策：減少曝氣；增大負荷量。4.4 泥水界面不明顯：原因：高濃度有機廢水的流入，使微生物處于對數增長期；污泥形成的絮體性能較差；對策：降低負荷；增大回流量以提高曝氣池中的mlss，降低f/m值。4.5 污泥膨脹：是指

29、活性污泥質量變輕、膨大，沉降性能惡化，在二沉池中不能正常沉淀下來，svi異常增高，可達400以上。4.5.1 因絲狀菌異常增殖而導致的絲狀菌性膨脹；主要是由于絲狀菌異常增殖而引起的，主要的絲狀菌有：球衣菌屬、貝氏硫細菌、以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬等、某些霉菌；4.5.1.1 污泥膨脹理論：(1) 低f/m比（即低基質濃度）引起的營養缺乏型膨脹； (2) 低溶解氧濃度引起的溶解氧缺乏型膨脹；(3) 高h2s濃度引起的硫細菌型膨脹。4.5.1.2 污泥膨脹的對策a 臨時控制措施：(l) 污泥助沉法： 改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝劑如：硫酸鋁等； 改善、提高活性污泥的沉降性、

30、密實性，投加粘土、消石灰等； (2) 滅菌法： 殺滅絲狀菌，如投加氯、臭氧、過氧化氫等的藥劑； 投加硫酸銅，可控制有球衣菌引起的膨脹。b 工藝運行調節措施：(1) 加強曝氣： 加強曝氣，提高混合液的do值； 使污泥常處于好氧狀態，防止污泥腐化，加強預曝氣或再生性曝氣；(2) 調節運行條件： 調整進水ph值； 調整混合液中的營養物質； 如有可能，可考慮調節水溫絲狀菌膨脹多發生在20c以上； 調整污泥負荷，當超過0.35kgbod/kgmlss.d時，易發生絲狀菌膨脹。c 永久性控制措施：對現有設施進行改造，或新廠設計時就加以考慮，從工藝運行上確保污泥膨脹不會發生；在工藝中增加一個生物選擇器，該法

31、主要針對低基質濃度下引起的營養缺乏型污泥膨脹，其出發點就是造成曝氣池中的生態環境有利于選擇性地發展菌膠團細菌，應用生物競爭的機制抑制絲狀菌的過度增殖，從而控制污泥膨脹。 好氧選擇器：在曝氣池之前增加一個具有推流特點的預曝氣池，其停留時間（hrt為530min，多采用20min）的選擇非常重要；缺氧選擇器：高的基質濃度；菌膠團細菌在缺氧條件下（但有no3-）有比絲狀菌高得多的基質利用率和硝酸鹽還原率；厭氧選擇器：其作用機制與缺氧選擇器相似，即在厭氧條件下，絲狀菌具有較低的多聚磷酸鹽的釋放速度而受到抑制。 4.5.2 因粘性物質大量積累而導致的非絲狀菌性膨脹。4.5.2.1高粘性污泥膨脹： 現象：

32、廢水凈化效果良好，但污泥難于沉淀，污泥顆粒大量隨出水流失；原因： 進水中溶解性有機物濃度高，f/m值太高； 氮、磷缺乏，或溶解氧不足； 細菌將大量有機物吸入體內，不能及時降解，分泌過量的凝膠狀的多糖類物質； 這些物質中含有很多氫氧基而具有很高的親水性，導致污泥中含有很高的結合水，使泥水分離困難。對策：降低負荷，調整工況，加強曝氣等。4.5.2.2低粘性污泥膨脹：原因： 進水中含有毒性物質，使污泥中毒，使細菌不能分泌出足夠的粘性物質，從而不能有效形成絮凝體，導致泥水分離困難；對策： 控制進水水質，加強上游工業廢水的預處理。4.6 泡沫 主要有兩種，即化學泡沫和生物泡沫 化學泡沫成因：洗滌劑或工業

33、用表面活性物質等引起，呈乳白色控制對策：水沖消泡；消泡劑。 生物泡沫 生物泡沫成因：諾卡氏菌屬的一類絲狀菌引起；呈褐色問題：可能致?。恍l生、環境影響；曝氣?？刂茖Σ撸核疀_或消泡劑無效；加氯；排泥，縮短srt根本原因：諾卡氏菌在較高溫、富油脂類物質的環境中易于繁殖五. 淺層氣浮5.1原理： 是一種固液和液液分離的方法。具體過程：通入空氣產生微細氣泡ss附著在氣泡上上浮應用：自然沉淀或上浮難于去除的懸浮物，以及比重接近1的固體顆粒5.1.1界面張力和潤濕接觸角 任何不同介質的相表面上都因受力不均衡而存在界面張力 氣浮的情況涉及：氣、水、固三種介質，每兩個之間都存在界面張力。 三相間的吸附界面構成的

34、交界線稱為潤濕周邊。通過潤濕周邊作水、粒界面張力作用線和水、氣界面張力作用線，二作用線的交角稱為潤濕接觸角。見圖133和134。90， 疏水性,易于氣浮0越大，推動力越大，越易氣浮。(1) 0, cos-1, = 0 不能氣浮 90, cos1, 90, 水氣 易氣浮疏水吸附 180 =2水氣 最易被氣浮 (2) 同時, cos （氣粒水粒）/水氣 （由圖13-4） 水氣增加，增大, 有利于氣浮 如石油廢水, 表面活性物質含量少, 水氣大,乳化油粒疏水性強，直接氣浮效果好。 而煤氣洗滌水中的乳化焦油，由于水中表面活性物質含量多，水氣小，直接氣浮效果差。 對于親水性顆粒的氣浮，表面需改性為疏水性

35、 投加浮選劑 浮選劑：松香油、煤油、脂肪酸，起連接顆粒和氣泡之間作用。 5.1.3氣泡的穩定性 氣浮中要求氣泡具有一定的分散度和穩定性。氣泡粒徑在100m左右為好。 潔凈水中：氣泡常達不到氣浮要求的細小分散度潔凈水表面張力大，氣泡有自動降低自由能的傾向，即氣泡合并。穩定性不好。缺乏表面活性物質的保護，氣泡易破滅，不穩定。 即使懸浮物已附著在氣泡上也易重新脫落會水中 加入起泡劑（一種表面活性物質），保護氣泡的穩定性。見圖135 對于有機污染物含量不多的廢水在進行氣浮時，氣泡的穩定性可能成為重要的影響因素。適當的表面活性劑是必要的。 但表面活性物質過多太多 水氣降低，同時 此時，盡管氣泡穩定， 污

36、染粒子嚴重乳化 但顆粒氣泡附著不好 如何控制最佳的投加量？ 影響三個因素：穩定性、表面張力、乳化效果 5.1.4乳化現象與脫乳 疏水性顆粒易氣浮，但多數情況下并不好，主要是由于乳化現象。以油粒為例： 表面活性物質存在：非極性端吸附在油粒，極性端則伸向水中乳化油 （圖136）電離后帶電雙電層現象穩定體系 廢水中含有親水性固體粉末（固體乳化劑），如粉砂、粘土等（10m,隔油池） 乳化油（10m,一般0.1-2m氣?。┤芙庑?造紙廠白水回收纖維：時間短，ss去除率90以上，cod去除率80，浮渣濃度5。 染色廢水等 毛紡工業洗毛廢水羊毛脂及洗滌劑 濃縮污泥（效果比沉淀法高）5.3.2 給水：高含藻水

37、源的凈化：武漢東湖水廠，氣浮替代沉淀，藻類去除率達80以上。低溫、低濁水的凈化：沈陽市自來水廠。對受污染水體的凈化：對水體產生曝氣，減輕嗅味與色度。 優點：處理能力比沉淀池高，氣浮污泥濃度高，可以同時去除多種污染物（表面活性劑、嗅味物質等） 缺點：耗電、維修六混凝6.1 水的混凝機理與過程6.1.1鋁鹽在水中的化學反應 鋁鹽最有代表的是硫酸鋁al2(so4)318h2o，溶于水后，立即離解鋁離子，通常是以al(h2o)63+存在。在水中，會發生下列過程。1水解過程 配位水分子發生水解： al(h2o)63+al(oh)(h2o)52+ h+ 其結果是：價數降低，ph降低，最終產生al(oh)3

38、沉淀2縮聚反應 oh發生架橋，產生高價聚合離子（多核羥基絡合物） 其結果是：電荷升高，聚合度增大 同時多核羥基絡合物還會繼續水解。 因此，產物包括：未水解的水合鋁離子，單核羥基絡合物，多核羥基絡合物，氫氧化鋁沉淀 各種產物的比例多少與水解條件（水溫、ph、鋁鹽投加量）有關。6.1.2混凝機理 水的混凝現象比較復雜。至今尚未有統一認識。 凝聚（coagulation）、絮凝（flocculation ） 混凝：包括兩者 1壓縮雙電層根據dlvo理論，加入電解質對膠體進行脫穩。電解質加入與反離子同電荷離子壓縮雙電層z電位穩定性凝聚z電位0，等電狀態，實際上混凝不需要z電位0，只要使emax=0即可

39、，此時的z電位稱為臨界電位。示例：河川到海洋的出口處，由于海水中電解質的混凝作用，膠體脫穩凝聚，易形成三角洲。 叔采哈代法則可以適用，即：凝聚能力離子價數6 但該理論不能解釋：1）混凝劑投加過多，混凝效果反而下降； 2）與膠粒帶同樣電號的聚合物或高分子混凝效果好。這些都與膠粒的吸附力有關，絕非只來源于靜電力，還來源于范得華力、氫鍵及共價鍵力（多出現在有聚合離子或高分子物質存在時）。2吸附-電性中和 這種現象在水處理中出現的較多。 指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質、膠粒等，來降低z電位。這一點與第1條機理不同。 在鋁鹽混凝劑的過程中，水解的多核羥基絡合物主要起吸附電性中和作用。

40、在水處理中由水合的al3+產生的單純的壓縮雙電層作用甚微。3吸附架橋 指高分子物質和膠粒，以及膠粒與膠粒之間的架橋 高分子投量過少，不足以形成吸附架橋，但投加過多，會出現“膠體保護”現象。4網捕或卷掃 金屬氫氧化物在形成過程中對膠粒的網捕 小膠粒與大礬花發生接觸凝聚 澄清池中發生的現象根據以上機理，可以解釋在不同ph條件下，鋁鹽可能產生的混凝機理。 ph1，下沉 比重1，上浮沉淀工藝簡單，應用極為廣泛，主要用于去除100um以上的顆粒給水處理混凝沉淀，高濁預沉廢水處理沉砂池（去除無機物） 初沉池（去除懸浮有機物） 二沉池（活性污泥與水分離）7.1.2分類 自由沉淀：離散顆粒、在沉淀過程中沉速不

41、變 （沉砂池、初沉池前期） 絮凝沉淀：絮凝性顆粒，在沉淀過程中沉速增加 （初沉池后期、二沉池前期、給水混凝沉淀） 擁擠沉淀：顆粒濃度大，相互間發生干擾，分層（高濁水、二沉池、污泥濃縮池） 壓縮沉淀：顆粒間相互擠壓，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力下擠出，污泥得到濃縮。7.2 沉淀池7.2.1分類：平流式；豎流式；輻流式；斜流式。7.2.2平流式沉淀池進水區、沉淀區、存泥區、出水區1構造1）進水區 流量均勻分布 可采用配水孔或者縫 給水中，通常采用穿孔花墻 v4, l/h10水流速度的控制也很重要適宜范圍：10-25 mm/s（給水） 57mm/s（污水）3）出水區出水均勻。通常采用：溢流堰（施工難） 三角堰（對出水影響不大） 淹沒孔口（容易找平） 控制單位堰長的出水量： 給水：500 m3/(m d) 初沉：v，下沉 v, 沉不下來根據沉淀實驗得u0-u設；v設u設沉淀去除率1p0無