1、第九章 污水水質和污水出路1 污水污染指標中，固體物質的分類水中所有殘渣的總和稱為總固體（TS）；總固體=溶解性固體（DS）+懸浮固體（SS）；水樣經過濾后，濾液蒸干所得的固體即為溶解性固體（DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（SS）；固體殘渣根據揮發性能可分為揮發性固體（VS）+固定性固體（FS）；600溫度下灼燒，揮發掉的量即為揮發性固體（VS），灼燒殘渣則是固定性固體（FS）2 BOD COD BOD5 TOC TOD生化需氧量(BOD)：水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量(mg/L)5日生化需氧量（BOD5）：測定有機物第一階段的生化需氧量至少需要20天時間，在實

2、際應用中周期太長，故目前以5天作為測定生化需氧量的標準時間(BOD5=70%BOD20)化學需氧量(COD)：化學需氧量是用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所消耗的氧化劑量(mg/L) (用高錳酸鉀作氧化劑測得CODMn/OC，用重鉻酸鉀作氧化劑測得CODCr/COD)總有機碳(TOC)：包括水樣中所有有機污染物的含碳量總需氧量(TOD)：當有機物被氧化時。碳被氧化為二氧化碳，氫、氮及硫則被氧化為水、一氧化氮、二氧化硫等，此時需氧量稱為總需氧量3 水體自凈作用的定義和凈化機制定義：是指河水中的污染物質在河水向下流動中濃度自然降低的現象機制：(1)物理凈化：稀釋、擴散、沉淀或揮發(2)化學凈化：氧

3、化、還原、分解(3)生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用4 受到污水污染的河流，根據水體中BOD5和DO曲線的關系，可以分為哪幾個區域（氧垂曲線）污染帶：BOD5、DO均下降顯著階段第十章 污水的物理處理1 格柵和篩網的作用和去除對象格柵：格柵由一組或數組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網、框架及相關裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物篩網：應用于小型污水處理系統，主要用于短小纖維回收(振動篩網、水力篩網)2 格柵和篩網的分類柵條凈間隙分類：粗格柵50100mm，中格柵1040mm，細格柵1.510mm，超細格柵0.51m

4、m格柵形狀分類：平面格柵，曲面格柵清渣方式分類：人工清渣、機械清渣3 沉淀法在污水處理廠中，主要用于哪幾個方面污水處理系統的預處理沉砂池：預處理手段用于去除污水中易沉降的無機性顆粒物污水的初級處理初沉池：去除污水中懸浮固體，同時去除一部分呈懸浮狀態的有機物生物處理后的固液分離二沉池：分離懸浮生長生物處理工藝中的活性污泥，生物膜法工藝中脫落的生物膜污泥濃縮池污泥濃縮池：將污泥一起進一步濃縮，以減少體積4 沉淀的類型和各種類型的特點及應用自由沉淀（懸浮固體濃度不高）：沉淀過程中懸浮顆粒互不干擾，各自獨立完成沉淀過程，顆粒的沉淀軌跡呈直線。顆粒的物理性質均不發生變化（沉砂池）絮凝沉淀（懸浮顆粒濃度不

5、高，但顆粒之間有互相絮凝作用）：顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。顆粒的質量、形狀和沉速是變化的（化學混凝沉淀、二沉池中間段）區域沉淀（懸浮顆粒濃度較高5000mg/L以上）：顆粒的沉降受到周圍其他顆粒影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉。與澄清水有清晰的泥水界面，沉淀顯示為界面下沉（二沉池下部、污泥重力濃縮池開始階段）壓縮沉淀（懸浮顆粒濃度很高）：顆粒相互之間互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮（二沉池污泥斗、污泥重力濃縮池）5 自由沉淀理論的假定條件（斯托克斯方程）沉淀開始時，因受重力作用產生加速運動，經過很短的時間后，三

6、種作用力達到互相平衡時，顆粒即呈等速下沉，故一般當成勻速來看球狀顆粒自由沉淀的沉速公式：（斯托克斯方程）u=S-L18gd2顆粒沉速的決定因素是S-L，為正時顆粒以u下沉；為0時呈隨機懸浮狀態；為負時顆粒以u上浮u與顆粒直徑d的平方呈反比，增加顆粒直徑有助于提高沉淀速度u與液體黏度成反比，隨水溫上升而下降，即沉速隨水溫上升速度增大6 表面水力負荷（沉淀池的溢流率）q=Q/A= u0：為反映沉淀池效率的參數，一般稱為沉淀池的表面水力負荷，或稱沉淀池的溢流率，物理意義是在單位時間內通過沉淀池單位表面積的流量。（Q=流量，A=表面積=長×寬）7 顆粒在沉淀池中沉淀效率（去除效率）的計算E=

7、hH=u1u08 沉淀池對顆粒去除率的計算=1-P0+1u00P0u1dP式中：P0沉速小于u0的顆粒占全部懸浮顆粒的百分數 1-P0沉速u0的顆粒去除百分數9 q和u0的區別u0與q在數值上相同，但物理概念不同。u0為截留沉速：所能全部去除顆粒的最小沉速；q為表面水力負荷：單位時間內通過沉淀池單位表面積的流量。且E沉淀效率只與q（或A）有關，而與H、t、V無關10 沉砂池的作用和工作原理作用：去除污水中泥沙、煤渣等相對密度較大的無機顆粒，以免影響后續處理構筑物的正常運行工作原理：以重力分離或離心力分離為基礎，控制進入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機顆粒則隨水流帶

8、走11 曝氣沉砂池的特點沉砂中含有機物的量低于5%由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、除泡作用以及加速污水中油類和浮渣的分離等作用（對后續的沉淀池、曝氣池、污泥消化池的正常運行以及對沉砂的最終處置提供了有利條件，但是曝氣要消耗能量，對生物脫氮除磷系統的厭氧段或缺氧段的運行也存在不利影響）12 沉淀池的作用初沉池：一級污水處理系統的主要處理構筑物，或作為生物處理法中預處理的構筑物，主要去除對象為懸浮固體，可以去除SS約4055%，同時可去除2030%的BOD5，可降低后續生物處理的有機負荷二沉池：設在生物處理構筑物后面，用于沉淀分離活性污泥或去除生物膜法中脫落的生物膜，是生物處理工藝的一

9、個重要組成部分13 按照工藝布置的不同，沉淀池的分類初沉池+二沉池14 按照水流方向的不同，沉淀池的分類平流式+豎流式+輻流式15 按照運行方式的不同，沉淀池的分類間歇式+連續式16 間歇運行沉淀池的工作過程分為哪幾步？進水、靜置、排水17 沉淀池的組成部分及各部分功能進水區、出水區：使水流的進入與流出保持均勻平穩，以提高沉淀效率沉淀區：沉淀池進行懸浮固體分離的場所緩沖區：避免已沉污泥被水流攪起帶走以及緩解沖擊負荷貯泥區：存放沉淀污泥，起貯存、濃縮與排放作用18 水中油的存在形態及隔油池的分類存在形態：可浮油、細分散油、乳化油、溶解油隔油池分類：平流式、斜板式19 氣浮池的作用氣浮法是一種有效

10、的固-液和液-液分離方法，常用于對那些顆粒密度接近或小于水的細小顆粒的分離20 氣浮法的工作原理通過某種方法產生大量的微小氣泡，使其與固液顆粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，共同上浮，以達分離的目的21 加壓溶氣氣浮法處理污水的工作原理和分類是目前最常用的方法，是使空氣在加壓的條件下溶解于水，然后通過將壓力降至常壓而使過飽和溶解的空氣以細微氣泡形式釋放出來（P66-P67圖分類：全加壓溶氣流程、部分加壓溶氣流程、部分回流加壓溶氣流程）第十一章 污水生物處理的基本概念和生化反應動力學基礎1 污水生物處理的概念是利用自然界中廣泛分布的個體微小、代謝營養類型多樣、適應能力強的微生物的新陳代謝作用，對污

11、水進行凈化的處理方法2 根據參與代謝活動的微生物對溶解氧的需求不同，污水生物處理技術科分為哪幾類，各類的區別是什么好氧生物處理：水中存在溶解氧（分子氧）缺氧生物處理：水中無分子氧存在，但存在如硝酸鹽等化合態氧厭氧生物處理：水中既無分子氧又無化合態氧3 根據微生物生長方式的不同，生物處理技術可分為哪幾類，各類的特點及典型代表工藝是什么懸浮生長法（活性污泥法）：通過適當的混合方法使微生物在生物處理構筑物中保持懸浮狀態，并與污水中的有機物充分接觸，完成對有機物的降解附著生長法（生物膜法）：微生物是附著在某種載體上生長。并形成生物膜，污水流經生物膜時，微生物與污水中的有機物接觸，完成對污水的凈化4 微

12、生物代謝的分類及各分類的定義分解代謝（異化）：微生物在利用底物的過程中，一部分底物在酶的催化作用下降解并同時釋放出能量的過程，也稱為生物氧化合成代謝（同化）：微生物利用另一部分底物或分解代謝過程中產生的中間產物，在合成酶的作用下合成微生物細胞的過程，合成代謝所需的能量由分解代謝提供5 發酵的定義是指微生物將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產物，同時釋放能量并產生不同的代謝物的過程6 呼吸的定義微生物在降解底物的過程中，將釋放出的電子交給NAD(P)+（輔酶II）、FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）或FMN（黃素單核苷酸）等電子載體，再經電子傳遞系統傳給外源電子受體，從而生成水

13、或其他還原型產物并釋放能量的過程7 發酵和呼吸的根本區別（呼吸時）電子載體不是將電子直接傳遞給底物降解的中間產物，而是交給電子傳遞系統，逐步釋放出能量后再交給最終電子受體8 好氧呼吸和缺氧呼吸的區別好氧呼吸的最終電子受體是O2，而缺氧呼吸的最終電子受體是含氧化合物（NO3-、NO2-、SO42-、CO2等）9 好氧生物處理的定義污水中有分子氧存在的條件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物，但主要是好氧細菌）降解有機物，使其穩定、無害化的處理方法10 厭氧生物處理的定義是在沒有分子氧及化合態氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩定有機物的生物處理方法（能量少于好氧）11 厭氧生物處理過程有機物

14、的轉化12 生物脫氮的三個過程及原理氨化反應：微生物分解有機氮化合物產生氨（好氧厭氧均可降解有機氮化合物）硝化反應：在亞硝化菌和硝化菌的作用下，將氨態氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽反硝化反應：在缺氧條件下，NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被還原為氮氣（同化作用）：污水中的一部分氮（氨氮或有機氮）被同化成微生物細胞的組成成分，并以剩余活性污泥的形式得以從污水中去除（進水氨氮濃度較低時成為脫氮主要途徑）13 生物除磷的基本原理（聚磷菌）在厭氧狀態下，兼性菌將溶解性有機物轉化成揮發性脂肪酸（VFA）；聚磷菌把細胞內聚磷水解為正磷酸鹽，并從中獲得能量，吸收污水中易降解的COD并同化為胞內碳能源存貯物PH

15、B或PHV在好氧或缺氧條件下，聚磷菌以分子氧或化合態氧作為電子受體，氧化代謝胞內貯存物PHB或PHV等，并產生能量，過量地從污水中攝取磷酸鹽，能量以高能物質ATP的形式存貯，其中一部分又轉化為聚磷，作為能量貯于胞內，通過剩余污泥的排放實現高效生物除磷目的14 微生物的生長曲線及各階段特點延遲期（適應期）：細胞一般不繁殖，但細胞體積顯著增大，開始吸收營養物質，形成新的酶系對數增長期：經過延遲期的適應之后，開始以基本恒定的生長速率進行繁殖，大量消耗了限制性的底物，同時細胞內代謝物質也豐富積累（此時為研究工作的理想材料）穩定期（減速增長期）：營養物質不斷被消耗，代謝物質不斷積累，環境條件的改變不利于

16、微生物生長，細胞生長速率下降，死亡速率上升，新增加的細胞數與死亡細胞趨于平衡（此時菌膠團之間易于相互黏附，活性污泥絮體開始形成，具有一定氧化有機物能力，還有良好的沉降性能）衰亡期（內源呼吸期）：營養物質已耗盡，微生物細胞靠內源呼吸代謝以維持生存，生長速率為零，而死亡速率隨時間延長而加快，細胞呈衰退型（此時能量水平低，絮凝體吸附有機物的能力顯著，但污泥活性降低，污泥較松散）15 微生物的營養控制BOD5:N:P=100:5:116好氧生物處理溶解氧濃度范圍好氧生物處理：23mg/L缺氧反硝化：0.5mg/L以下厭氧磷釋放：低于0.3mg/L第十二章 活性污泥法1 活性污泥的組成可以分為哪幾部分有

17、活性的微生物（Ma）微生物自身氧化殘留物（Me）吸附在污泥上不能被微生物所降解的有機物（Mi）無機懸浮固體（Mii）2 混合液懸浮固體濃度（MLSS）指曝氣池中單位體積混合液中活性污泥懸浮固體的質量，也稱之為污泥濃度MLSS=Ma+Me+Mi+Mii3 混合液揮發性固體濃度（MLVSS）是指混合液懸浮固體中有機物的質量（不包括無機物質）MLVSS=Ma+Me+Mi4 污泥沉降比（SV%）是指曝氣池混合液靜止30min后沉淀污泥的體積分數，通常采用1L的量筒測定污泥沉降比（混合液污泥濃度在3000mg/L左右時，正常曝氣池SV%=30%左右）5 污泥體積指數（SVI）是指曝氣池混合液沉淀30mi

18、n后，每單位質量干泥形成的濕污泥的體積，常用mL/gSVI=沉淀污泥的體積（mL/L）MLSS（g/L）SVI值是判斷污泥沉降濃縮性能的一個重要參數，通常認為SVI為100150時，污泥沉降性能良好；SVI>200時，污泥沉降性能差；SVI過低時，污泥絮體細小緊密，含無機物較多，污泥活性差6 污泥齡（SRT）曝氣池中活性污泥全部更新一次的時間=曝氣池中微生物總量每日污泥排放量7 水力停留時間（HRT）HRT=VQ=曝氣池容積污水流量=曝氣時間 8 F/M值：活性污泥增長受營養物質和微生物量的影響F/M=QS0XV=污水流量×起始濃度MLSS×反應器體積9 活性污泥法處

19、理流程的基本組成部分曝氣池、沉淀池、污泥回流、剩余污泥排除系統10 活性污泥對有機物的降解分為哪幾個階段及各階段的作用吸附階段：污水中的有機物轉移到活性污泥上去穩定階段：轉移到活性污泥上的有機物被微生物所利用11 曝氣設備的分類推流式曝氣池：P107完全混合曝氣池：P108封閉環流式反應池：P108序批式反應池（SBR）（間歇性）：P10912 活性污泥法設計的相關計算（BOD5容積負荷、F/M負荷及污泥齡等的相關計算）例題：普通活性污泥系統處理廢水量11400 m3/d，進水BOD5為180 mg/L，曝氣池 容積為3400 m3，曝氣池中MLSS為2500 mg/L，其中混合液在1000

20、ml量筒中經30min沉淀后污泥量為210mL，活性污泥廢棄量為155 m3/d，其中含MLSS 8000mg/l，出水SS為20mg/l ，計算污泥體積指數SVI、曝氣時間、BOD5容積負荷、F/M負荷和污泥齡。污泥體積指數：曝氣時間：BOD5容積負荷：F/M負荷：污泥齡：13 生物脫氮、除磷工藝（理解）三段生物脫氮工藝：P148前置缺氧好氧生物脫氮工藝：P149生物除磷工藝（厭氧釋磷，好氧吸磷）：Ap/O工藝：P157A2/O工藝：P159優點：工藝流程簡潔，污泥在厭氧、缺氧、好氧環境中交替進行，絲狀菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好，且不容易膨脹。該系統出水中磷濃度基本可達到1mg/L以下，

21、氨氮也可達到8mg/L以下缺點：脫氮效果不太好，且系統除磷效果因為兼顧硝化菌生長而不可能太短，導致除磷效果難于進一步提高脫氮除磷工藝對比：P162P16414 污泥膨脹的定義及控制措施污泥膨脹：混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥體積膨脹，上層清液減少，這種現象稱為活性污泥膨脹（一般認為，SVI值超過200即為污泥膨脹）絲狀菌性膨脹：當污泥中有大量絲狀菌時，大量具有一定強度的絲狀體互相支撐、交錯，可大大惡化污泥的凝聚、沉降、壓縮性能，形成污泥膨脹（pH低易膨脹）非絲狀菌膨脹：污水水溫較低而污泥負荷太高，細菌吸取大量的營養物，但由于溫度低代謝速率低，就積貯起大量高黏度的多糖類物質，使

22、活性污泥表面附著水大大增加，使污泥的SVI很高形成污泥膨脹預防污泥膨脹方法：減少或取消初沉池，增加進入曝氣池中的懸浮物，可使曝氣池中污泥濃度明顯增加，改善污泥性能曝氣池前設置污泥厭氧池或缺氧選擇池在曝氣池前端補充設置填料，降低污泥負荷，也改變了進入曝氣池的水質用氣浮設備代替二沉池，但費用較高第十三章1 生物膜法污水處理的特征微生物：微生物種類豐富，生物食物鏈長 存活世代時間較長的微生物，有利于不同功能的優勢菌群分段運行處理工藝：對水質、水量變動有較強的適應性 適合低濃度污水的處理 剩余污泥產量少 運行管理方便2 細菌在液相向載體表面運送的方式主動運送：水力動力、濃度擴散（主要方式）被動運送：布

23、朗運動、自身運動、沉降3 典型生物濾池的構造濾床及池體：濾床由濾料組成，濾料是微生物生長場所，濾床四周為生物濾池池壁，起圍護濾料作用布水設備：使污水能均勻分布在整個濾床表面上（旋轉布水器和固定布水器）排水設備：收集濾床流出的污水與生物膜保證通風支承濾料4 高負荷生物濾池的回流對其性能影響及作用降低入流污水的有機物濃度，均化與穩定進水水質與水量的波動增大流動水的紊流程度，增加傳質和有機物去除速率防止濾料堵塞提高濾率有利于防止產生灰蠅和減少惡臭當進水缺氧、腐化、缺少營養元素或含有毒有害物質時，回流可改善進水的腐化狀況，提供營養元素和降低毒物濃度5 生物膜法對營養物質的需求為：BOD5:N:P=10

24、0:5:1第十五章1 厭氧消化的定義在無氧條件下，由兼性厭氧細菌及專性厭氧細菌降解有機物使污泥得到穩定，其最終產物是二氧化碳和甲烷氣的過程2 厭氧消化的三階段理論原理水解發酵階段：復雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成簡單的有機物（專性、兼性厭氧菌）產氫產乙酸階段：產氫產乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段產生的中間產物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等轉化成乙酸和氫，并有CO2產生產甲烷階段：產甲烷菌把第一階段和第二階段產生的乙酸、H2和CO2等轉化為甲烷第十六章1 化學混凝的處理對象水中的微小懸浮固體和膠體雜質2 混凝的原理壓縮雙電層作用：膠粒因電位降低或消除以致失去穩定性的過程

25、，稱為膠粒脫穩，脫穩的膠粒互相聚結，稱為凝聚吸附架橋作用：由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互黏結的過程，稱為絮凝網捕作用：沉淀物在自身沉淀過程中，能卷集、網捕水中的膠體等微粒，使膠體黏結3 影響混凝效果的因素水溫：無機鹽類混凝劑的水解是吸熱反應pH：硫酸鋁（6.57.5）除色（4.55）、三價鐵鹽（6.08.4）水中雜質的成分、性質和濃度水力條件：整個混凝過程可以分為混合和反應階段。混合階段的要求是使藥劑迅速均勻地擴散到全部水中以創造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩并借顆粒的布朗運動和紊動水流進行凝聚；反應階段的要求是使混凝劑的微粒通過絮凝形成打的具有良好沉淀性能的絮凝體第十八章 污泥的處理

26、與處置1 按照污水處理工藝的不同，污泥分為哪幾種初沉污泥：來自污水處理的初沉池剩余污泥：來自污水生物處理系統的二沉池或生物反應池消化污泥：經過厭氧消化或好氧消化處理后的污泥化學污泥：用混凝、化學沉淀等化學方法處理污水時所產生的污泥2 污泥含水率相關計算例題：污泥的原始含水率為99.5 %，求含水率為98.5 %和95 %時污泥體積降低的百分比設V1為含水率為99.5 %時的污泥體積，V2、V3分別為含水率為98.5 %、95 %時的體積。得：可以看出，當污泥的含水率自99.5%(含固率為0.5 %)降低至98.5%(含固率為1.5 %)時，污泥的體積減縮成原污泥的三分之一左右；再降低至95 %(含固率為5 %)時，污泥的體積減縮成原污泥的十分之一左右3