水控各章重点Word格式文档下载.docx

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沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。

沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。

发生在沉砂池中。

絮凝沉淀：

沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。

沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。

化学絮凝沉淀属于这种类型。

区域沉淀或成层沉淀：

悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；

颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。

二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。

压缩沉淀：

悬浮颗粒浓度很高；

颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。

二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

联系和区别：

自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。

水的沉淀法处理的基本原理是什么？

试分析球形颗粒的静水自由沉降（或上浮）的基本规律，影响沉降或上浮的因素是什么？

基本原理：

沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力

作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。

基本规律：

静水中悬浮颗粒开始沉降（或上浮）时,会受到重力、浮力、摩擦力的作用。

刚开始沉降（或上浮）时，因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时,颗粒即等速下沉。

影响因素：

颗粒密度，水流速度，池的表面积。

沉淀池是分离悬浮固体的一种常用处理构筑物。

●按池内水流方向不同分为：

平流式、竖流式、辐流式三种。

●按使用功能分为：

初次沉淀池、二次沉淀池

沉淀池有五个部分组成：

进水区、出水区、沉淀区、贮泥区、缓冲区。

沉淀池的运行方式：

间歇式、连续式

废水中油的存在形态：

可浮油、细分散油、乳化油、溶解油

乳化油：

破乳：

破坏乳化油油滴表面上的由乳化剂形成的稳定薄膜，使油水得以分离，乳化油即可转化成可浮油的过程。

破乳的方法：

1）投加换型乳化剂

2）投加盐类酸类

3）投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂

4）搅拌、振荡、转动

5）过滤

6）改变温度

气浮法类型：

电解气浮法、分散空气气浮法、溶解空气气浮法

空气在水中的溶解度与温度、压力的关系：

在一定范围内，温度越低，压力越大，其溶解度越大。

一定温度下，溶解度与压力成正比。

加压溶气气浮法的基本原理，有哪几种基本流程与溶气方式，各有何特点：

加压溶气气浮法的基本原理：

空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来。

基本流程及特点：

全加压溶气流程，特点是将全部入流废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，进行固液分离。

部分加压溶气流程：

将部分入流废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，其它部分直接进入气浮池，进行固液分离。

部分回流加压溶气流程：

将部分清液进行回流加压，入流水则直接进入气浮池，进行固液分离。

气固比（a）=A/S=减压释放的气体质量/原水中悬浮固体总量

污水生物处理技术分类：

●溶解氧需求：

好氧生物处理、厌氧生物处理、缺氧生物处理

●微生物生长方式：

悬浮生长法（活性污泥法）、附着生长法（生物膜法）

好氧生物和厌氧生物处理有机污水的原理和适用条件：

好氧生物处理：

在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。

微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。

这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。

适用于中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水。

厌氧生物处理：

在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。

在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。

适用于有机污泥和高浓度有机废水（一般BOD5≥2000mg/L）

生物除磷最基本原理是在厌氧-好氧或厌氧-缺氧交替运行的系统中，利用聚磷微生物具有厌氧释磷和好氧（或缺氧）超量吸磷的特性，使好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。

微生物生长过程的四个时期：

延迟期、对数增长期、稳定期、衰亡期

影响微生物生长环境的因素：

微生物的营养（BOD5：

N：

P=100：

5：

1）、温度、pH、溶解氧（好氧生物2~3mg/L，缺氧反硝化0.5mg/L以下，厌氧磷释放低于0.3mg/L）、有毒物质

活性污泥法的基本概念和基本流程：

活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。

活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分。

图如书103废水经过预处理后，进入曝气池与池内的活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气，一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触；

另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件，保证微生物的正常生长。

废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液进入二次沉淀池，进行固液分离，净化的废水排出。

大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝气池进口，与进入曝气池的废水混合。

活性污泥的组成：

有活性的微生物（Ma）微生物自身氧化残留物（Me）吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物（Mi）无机悬浮固体（Mii）

混合液悬浮固体浓度（MLSS）：

指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称污泥浓度。

包括Ma、Me、Mi、Mii在内的总量。

混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：

指混合液悬浮固体中有机物的质量。

包括Ma、Me、Mi三者。

一般生活污水处理厂曝气池混合液的MLVSS/MLSS在0.7~0.8之间

污泥体积指数（SVI）：

指曝气池混合液沉淀30分钟后，每单位质量干泥形成的湿污泥体积，常用单位Ml/g。

SVI=沉淀污泥体积/MLSS，当SVI值为100~150时，污泥沉降性能良好；

SVI值>

200时，污泥沉降性能差；

SVI值过低时，污泥絮体细小紧密，含无机物较多，污泥活性差。

常用的活性污泥法曝气池的基本形式有哪些：

推流式曝气池：

污水及回流污泥一般从池体的一端进入，水流呈推流型，底物浓度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池出口端最低。

完全混合式曝气池：

污水一进入曝气反应池，在曝气搅拌作用下立即和全池混合，曝气池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率完全一致。

封闭环流式反应池：

结合了推流和完全混合两种流态的特点，污水进入反应池后，在曝气设备的作用下被快速、均匀地与反应器中混合液进行混合，混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。

封闭环流式反应池在短时间内呈现推流式，而在长时间内则呈现完全混合特征。

序批式反应池（SBR）：

属于“注水--反应—排水”类型的反应器，在流态上属于完全混合，但有机污染物却是随着反应时间的推移而被降解的。

其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另外设置沉淀池。

活性污泥法有哪些主要运行方式？

各种运行方式有何特点：

传统推流式：

污水和回流污泥在曝气池的前端进入，在池内呈推流式流动至池的末端，充氧设备沿池长均匀布置，会出现前半段供氧不足，后半段供氧超过需要的现象。

渐减曝气法：

渐减曝气布置扩散器，使布气沿程递减，而总的空气量有所减少，这样可以节省能量，提高处理效率。

分步曝气：

采用分点进水方式，入流污水在曝气池中分3—4点进入，均衡了曝气池内有机污染物负荷及需氧率，提高了曝气池对水质、水量冲击负荷的能力。

完全混合法：

进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液所稀释、均化，入流出现冲击负荷时，池液的组成变化较小，即该工艺对冲击负荷具有较强的适应能力；

污水在曝气池内分布均匀，F/M值均等，各部位有机污染物降解工况相同，微生物群体的组成和数量几近一致；

曝气池内混合液的需氧速率均衡。

浅层曝气法：

其特点为气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。

在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递速率。

深层曝气法：

在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。

并且深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。

高负荷曝气法：

在系统与曝气池构造方面与传统推流式活性污泥方相同，但曝气停留时间公1.5－3.0小时，曝气池活性污泥外于生长旺盛期。

主要特点是有机容积负荷或污泥负荷高，但处理效果低。

克劳斯法：

把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题。

而且消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。

消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。

延时曝气法：

曝气时间很长，活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。

本工艺还具有处理过程稳定性高，对进水水质、水量变化适应性强，不需要初沉池等优点。

接触稳定法：

混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。

本工艺特点是污水与活性污泥在吸附池内吸附时间较短，吸附池容积较小，再生池的容积也较小，另外其也具有一定的抗冲击负荷能力。

氧化沟：

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。

曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，使活性污泥呈悬浮状态。

纯氧曝气法：

纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。

在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。

吸附－生物降解工艺；

处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能力。

该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。

序批式活性污泥法:

工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；

耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；

反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质；

运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；

污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀；

该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。

膜生物反应器（MBR）：

是用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离的污水处理装置，为膜分离技术与活性污泥法的有机结合。

优点：

1）容积负荷高、水力停留时间短；

2）污泥龄较长，剩余污泥量减少；

3）避免了因为污泥丝状菌膨胀或其他污泥沉降问题而影响曝气反应区的MLSS浓度；

4）在低溶解氧浓度运行时，可以同时进行硝化和反硝化；

5）出水有机物浓度、悬浮固体浓度、浊度均很低，甚至致病微生物都可被截留，出水水质好；

6）污水处理设施占地面积小

从气体传递的双膜理论，分析氧传递的主要影响因素：

气体传递的双膜理论的基点是认为在气液界面存在着二层膜（即气膜和液膜）这一物理现象。

这两层薄膜使气体分子从一相进入另一相时受到了阻力。

当气体分子从气相向液相传递时，若气体的溶解度低，则阻力主要来自液膜。

影响氧传递的因素主要有如下：

污水水质：

水中各种杂质如某些表面活性物质会在气液界面处集中，形成一层分子膜，增加了氧传递的阴力，影响了氧分子的扩散。

水温：

水温对氧的转移影响较大，水温上升，水的黏度降低，液膜厚度减小，扩散系数提高，反之，扩散系数降低。

氧分压：

气相中的氧分压直接影响到氧传递的速率。

气相中氧分压增大，则传递速率加快，反之，则速率降低。

总的来说，气相中氧分压、液相中氧的浓度梯度、气液间的接触面积和接触时间、水温、污水的性质、水流的紊流程度等因素都影响着氧的转移速率。

曝气设备主要由鼓风曝气和机械曝气两大类。

斜板沉淀池不能做二沉池的原因：

斜板可以提高沉淀效能的原理主要适用于自由沉淀，但在二沉池中，沉淀形式主要属于成层沉淀而非自由沉淀。

二沉池与初沉池对比

生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、曝气生物滤池、生物流化床等。

生物膜的组成：

细菌、真菌、原生动物、后生动物、藻类以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫等。

生物膜法处理污水的原理：

生物膜法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥—生物膜。

污水与生物膜接触，污水中的有机物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。

生物膜法处理污水的特征：

微生物方面：

1）微生物种类丰富，生物的食物链长；

2）存活世代时间较长的微生物，有利于不同功能的优势菌群分段运行

处理工艺：

1）对水质、水量变动有较强的适应性

2）适合低浓度污水的处理

3）剩余污泥产量少

4）运行管理方便

生物膜的形成一般有哪几个过程？

与活性污泥相比有什么区别：

生物膜在载体上的生长过程是这样的：

当有机废水或活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固体表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层黏液状的生物膜。

这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。

活性污泥是悬浮生长的微生物絮体，而生鹅膜是微生物固着于载体表面生长的。

活性污泥法和生物膜法的优缺点比较：

活性污泥法：

1）污泥、废水、溶解氧混合程度高，传质快，处理效率高

2）既可用于大规模污水处理，也适合小型污水处理

3）运营成本较低

缺点：

1）占地面积大，容积负荷低

2）抗冲击负荷能力弱

3）运营管理难度大

4）剩余污泥量大，含水率高，较难处置

生物膜法：

1）抗冲击负荷能力强

2）生物量丰富，对废水适应性强

3）容积负荷大

4）占地面积小

5）剩余污泥少，含水率低，易于处置

1）处理效率略低

2）不适合大规模污水处理

在设置生物滤池的工艺之前必须设有初沉池，以防止堵塞

厌氧生物处理的基本原理：

废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。

厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。

厌氧硝化三阶段：

水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段

影响厌氧生物处理的主要因素：

pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。

厌氧生物处理工艺：

化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器、分段厌氧处理法、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘、两相厌氧法

污水的化学及物化处理方法：

中和法（湿投加法、过滤法）、化学混凝法、化学沉淀法、氧化还原法、吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法

混凝原理：

混凝是通过向废水中投加混凝剂（coagulant），破坏胶体的稳定性，通过压缩双电层作用、吸附架桥作用及网捕作用使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集（aggregation）成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使废水得到净化。

高级氧化技术：

以自由羟基作为主要氧化剂，采用两种或者多种氧化剂联用发生协同效应，或者与催化剂联用，提高·

OH的生成量和生成速率，加速反应过程，提高处理效率和出水水质的技术。

高级氧化技术的特点：

1）高氧化性

2）反应速率快

3）提高可生物降解性，减少三卤甲烷和溴酸盐的生成

含铬废水的处理方法：

电解法、药剂（FeSO4和石灰）氧化还原法、离子交换法

常用吸附等温式：

1）亨利吸附等温式

2）朗缪尔吸附等温式

3）弗罗因德利希吸附等温式

4）BET方程

常用吸附剂：

1）活性白土、漂白土、硅藻土等天然矿物质

2）活性炭

3）硅胶

4）活性氧化铝

5）沸石分子筛

6）吸附树脂

7）腐植酸类吸附剂

离子交换法操作步骤：

交换、反洗、再生、清洗

萃取分配系数K=萃取物（溶质）在萃取相中的平衡浓度/萃取物在萃余相中的平衡浓度

膜析法是利用天然或者人工合成膜以外界能量或化学位差作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。

目前有渗析法、电渗析法、反渗析法、超滤法等

污水回用系统：

建筑中水系统、小区中水系统、城市污水回用系统

会用处理的技术方法：

预处理技术、深度处理技术、处理技术组合与集成

污泥的来源：

1）初沉污泥：

来自污水处理的初沉池

2）剩余污泥：

来自污水生物处理系统的二沉池或生物反应池

3）消化污泥：

经过厌氧消化或好氧处理后的污泥

4）化学污泥：

用混凝、化学沉淀等化学方法处理污水时所产生的污泥

污泥中水分存在的三种形式：

游离水、毛细水、内部水。

污泥浓缩仅能去除游离水，内部水必须用干化法处理，但不能处理完全。

污泥浓缩的方法有：

重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩

固体通量：

指单位时间通过浓缩池某一断面单位面积的固体质量

污泥稳定：

采用措施降低污水处理中污泥中有机物含量或使其暂时不产生分解的过程。

污泥投配率=每日投入消化池的原污泥容积/消化池的有效容积*100%