1、緒論1、 環(huán)境、環(huán)境問(wèn)題、環(huán)境污染、污染物環(huán)境：是以人類為主體的外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的基本條件的綜合體。（其他定義：相對(duì)于某一中心事物（主體）而言，所有與主體相關(guān)的外界因素的總和即構(gòu)成了該主體的環(huán)境。）環(huán)境問(wèn)題：是指由于人類活動(dòng)作用于周圍環(huán)境所引起的環(huán)境質(zhì)量變化以及這種變化對(duì)于人類的生產(chǎn)、生活及健康的影響。環(huán)境污染：是指人類活動(dòng)產(chǎn)生的有害物質(zhì)或是因子進(jìn)入系統(tǒng)，引起環(huán)境系統(tǒng)與功能發(fā)生變化，危害人體健康和生物的生命活動(dòng)的現(xiàn)象。污染物質(zhì)：是指在引入環(huán)境后，能對(duì)有用資源或人類健康、生物或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響的物質(zhì)。公害：是指因環(huán)境污染造成公眾生活環(huán)境惡化，并引起人群大量發(fā)病或死亡的事件。2、

2、 環(huán)境工程學(xué)形成與發(fā)展、主要內(nèi)容形成與發(fā)展：.主要內(nèi)容：（1）水質(zhì)凈化與水污染控制工程；（2）大氣污染控制工程；（3）固體廢棄物控制及噪聲、振動(dòng)與其他公害防治工程；（4）清潔生產(chǎn)、污染預(yù)防與全過(guò)程污染控制工程；（5）環(huán)境規(guī)劃、管理和環(huán)境系統(tǒng)工程；（6）環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。第一章 水質(zhì)與水體自凈概述：水是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源。第一節(jié) 水的循環(huán)與污染一. 水的循環(huán)：（一） 自然循環(huán)：在太陽(yáng)能的作用下，海洋、湖泊、河流等廣大水面以及土壤表面、植物莖葉的水經(jīng)蒸發(fā)和蒸騰作用形成水汽，上升到空中凝結(jié)成云，在大氣環(huán)流風(fēng)的推動(dòng)作用下運(yùn)移到各處。在適當(dāng)?shù)臈l件下又以雨、雪、雹等形式降落下來(lái)。這些

3、降落的水分，在陸地上分成兩路流動(dòng)：一路形成地表徑流；另一路形成地下滲流。與此同時(shí)，一部分水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和蒸騰作用又進(jìn)入大氣圈中。（二） 社會(huì)循環(huán)：人類為滿足生活和生產(chǎn)的需求，從各種天然水體中取用大量水后，經(jīng)過(guò)使用后又排放出來(lái)，最終又流入天然水體。二. 水的污染：（一） 原因：自然污染（自然原因造成的）和人為污染（人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)）。（二） 分類：化學(xué)性污染（水體的富營(yíng)養(yǎng)化：N、P含量高）、物理性污染、生物性污染。第二節(jié) 水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一 水質(zhì)指標(biāo)：（一） 雜質(zhì)分類：懸浮物質(zhì)（10-3）、溶解物質(zhì)（10-6）和膠體物質(zhì)。（二） 指標(biāo)分類：物理性水質(zhì)指標(biāo)1.水中固體：蒸發(fā)后的蒸發(fā)殘?jiān)?。溶解性?/p>

4、：過(guò)慮溶解固體和懸浮固體；揮發(fā)性能：灼燒揮發(fā)性固體和固定性固體；可沉固體：1L水樣在錐形玻璃筒內(nèi)靜置1h后所沉下的懸浮物質(zhì)數(shù)量。2.堿度：水接受質(zhì)子的能力。3.硬度：水中存在的二價(jià)金屬離子如鈣離子和鎂離子?；瘜W(xué)性水質(zhì)指標(biāo)和生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)1.化學(xué)需氧量：水中有機(jī)物的含量；2.生物化學(xué)需氧量：能被水中微生物氧化分解的那一部分有機(jī)物質(zhì)的含量）。二 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。補(bǔ)：1.物理性水質(zhì)指標(biāo)（1）感官物理性狀指標(biāo) 溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等 （2）其它物理性水質(zhì)指標(biāo) 總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導(dǎo)率等. 2. 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) （1）一般的化

5、學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) pH、堿度、硬度、各種陽(yáng)離子、陰離子、總含鹽量、一般有機(jī)物質(zhì)等 （2）有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 各種重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等 （3）氧平衡指標(biāo) 溶解氧DO、化學(xué)需氧量COD、生化需氧量BOD、總需氧量TOD 3.生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒濁度：水中不溶性物質(zhì)對(duì)光線透過(guò)時(shí)產(chǎn)生的阻礙程度。（水中懸浮物或膠體狀顆粒物質(zhì)）色度：感官性指標(biāo)，水中懸浮物、膠體或溶解物質(zhì)均可生色。表色：由水中懸浮物、膠體物質(zhì)和溶解物質(zhì)共同引起的顏色。真色：除去水中懸浮物質(zhì)后所呈現(xiàn)的顏色。堿度：水接受質(zhì)子的能力。在水中離解或水解后生成可與強(qiáng)酸（或H+）反應(yīng)的物質(zhì)總量甲基橙堿

6、度：用T表示水樣直接以甲基橙作指示劑滴定到變色時(shí)所用去H+的物質(zhì)的量（總堿度）酚酞堿度：用P表示水樣滴定到酚酞變色時(shí)所用去H+的物質(zhì)的量硬度：水中的兩價(jià)金屬離子與肥皂作用生成沉淀和與水中某些陰離子化合生成水垢而產(chǎn)生硬度?？偣腆w（TS）：一定溫度下一定體積水樣蒸發(fā)至干所殘留的固體物質(zhì)總量總固體（TS）= 懸浮固體（SS）+溶解固體（DS）= 揮發(fā)固體（VS）+固定固體（FS）化學(xué)需氧量（COD）：一定嚴(yán)格的條件下，用化學(xué)氧化劑（如KMnO4 、K2Cr2O7）將水中各種有機(jī)物質(zhì)氧化所消耗的氧化劑的量，用mgO/L 表示。生物化學(xué)需氧量（BOD）:表示水中有機(jī)物在有氧條件下經(jīng)好氧微生物氧化分解所需

7、氧量。用單位體積污水所耗氧量表示（mgO/L）總需氧量（TOD）：將水樣中的有機(jī)物在900 高溫下燃燒變成穩(wěn)定氧化物時(shí)所需的氧量，常用mgO/L表示?？傆袡C(jī)碳（TOC）：將水樣在900950 高溫下燃燒，有機(jī)碳即氧化成CO2，測(cè)量所產(chǎn)生的CO2的量，即可求出水樣的總有機(jī)碳值，常用mgC/L表示。第一類污染物是指能在環(huán)境或者動(dòng)、植物體內(nèi)積累，對(duì)人類健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)不良影響的污染物質(zhì)。一律在車間或車間處理設(shè)施排放口采樣。第二類污染物，指長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于第一類污染物的污染物質(zhì)，在排放單位的排放口取樣。第三節(jié) 水體自凈1. 物理過(guò)程：稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀、上浮。2. 化學(xué)和物理化學(xué)過(guò)程：中和、絮凝、吸附、絡(luò)

8、合、氧化、還原。3. 生物學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程：進(jìn)入水體中的污染物質(zhì)，被水中生物吸附、吸收、吞食消化等過(guò)程，特別是有機(jī)物質(zhì)由于水中微生物的代謝活動(dòng)而被氧化分解并轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的過(guò)程。補(bǔ)：水體自凈作用： 經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化，污染物被分離或分解，水體基本上或完全恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)。這一自然凈化過(guò)程即為水體的自凈作用。水環(huán)境容量：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標(biāo)下所能容納污染物的最大負(fù)荷量氧垂曲線及氧垂曲線公式：第四節(jié) 水處理的基本方法一 給水處理：（一） 地表水：原水混凝沉淀過(guò)慮消毒飲用水。先在水中投加混凝劑和原水充分混合，逐步長(zhǎng)成絮粒狀沉淀物（絮凝體或礬花），再進(jìn)入沉淀池和濾池，除去礬花和其

9、他顆粒狀雜質(zhì)，清水再加藥劑消毒，出水即可送入給水管網(wǎng)，供應(yīng)用戶。（二） 地下水：地下水消毒飲用水。當(dāng)?shù)乇硭偷叵滤艿轿廴緯r(shí)，在消毒工藝前，增加臭氧氧化、活性炭吸附或膜技術(shù)等處理工藝，進(jìn)一步除去水中的污染物質(zhì)。二 廢水處理：處理程度的指標(biāo)：有害物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、溶解氧、生化需氧量。（一） 基本方法：1. 物理法：利用物理作用來(lái)分離水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過(guò)程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。（1） 沉淀法：不僅可以去除廢水中相對(duì)密度大于1的懸浮顆粒，同時(shí)也是回收這些物質(zhì)的有效方法。（2） 氣浮法：去除乳狀油相對(duì)密度接近1的懸浮物。（3） 篩網(wǎng)過(guò)慮：除去纖維、紙漿等。（4） 蒸發(fā)法：濃縮廢水中的溶解性不

10、揮發(fā)物質(zhì)。2. 化學(xué)法：利用化學(xué)反應(yīng)的作用來(lái)處理水中的溶解性污染物質(zhì)或膠體物質(zhì)。如中和法、氧化還原法、混凝法、電解法、汽提法、萃取法、吹脫法、吸附法、離子交換法、電滲析法。3. 生物法：利用水中微生物的作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。目前常用的生物法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧處理法中有活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、厭氧生物處理系統(tǒng)。（二） 三級(jí)處理：一級(jí)處理：去除廢水中較大顆粒的懸浮物質(zhì)。也叫機(jī)械處理，只是預(yù)處理。二級(jí)處理：去除廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)。生物法是最常用的二級(jí)處理方法。因此也叫生物處理。三級(jí)處理：高級(jí)處理或深度處理。進(jìn)一步去除廢

11、水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氮和磷）、生物難降解的有機(jī)物質(zhì)和溶解鹽類。（三） 處理流程：1 城市生活污水：2.工業(yè)廢水：澄清回收毒物處理一般處理再用或排放第二章 水的物理化學(xué)處理方法第一節(jié) 水中粗大顆粒物質(zhì)的去除概述：粗大顆粒物質(zhì)，它們的大小約在0.1微米以上，包括砂粒、小卵石、樹枝、菜葉、碎布、垃圾等。去除方法主要借助于物理作用和物理處理法，如篩濾截留、重力沉降、離心分離等。一 篩濾截留：(一) 格柵和篩網(wǎng)：去除水中的粗大物質(zhì)、保護(hù)處理廠的機(jī)械設(shè)備并防止管道的堵塞。(二) 微濾機(jī)：截留細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過(guò)慮裝置。可用于去除原水中的藻類、水蚤等浮游生物，也可用于工業(yè)廢水中有用物質(zhì)的回收以及廢水的最終處置。二

12、 重力沉降： 沉砂池：1. 去除對(duì)象：去除水中砂粒、煤渣等相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒雜質(zhì)，同時(shí)也去除少量較大、較重有機(jī)雜質(zhì)，如骨屑、種子等。2. 位置：設(shè)在泵站和沉淀池前，防止水泵和污泥處置設(shè)備的磨損，還可使沉淀池中的污泥具有良好的流動(dòng)性。3. 分類：平流式、豎流式、曝氣式。4. 曝氣式沉淀池：在一個(gè)長(zhǎng)形池子的一側(cè)通入空氣，使污水在池中以螺旋狀向前流動(dòng)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向環(huán)流。在離心力的作用下，密度較大的無(wú)機(jī)顆粒被甩沉下，而使有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，并使砂?；ハ嗄Σ粒コ傲１砻娓街挠袡C(jī)物污染物。此外，曝氣沉砂池受流量變化的影響較小，可以通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，控制污水的旋流速度，使除砂效率穩(wěn)定

13、；同時(shí)還能起到對(duì)污水中的預(yù)曝氣作用，有利于后續(xù)的生化處理過(guò)程。三 離心分離：重力的不同產(chǎn)生不同的離心力。1. 分離因素：=離心力與重力的比值。越大，分離效果越好。2. 分類：（1） 水旋分離設(shè)備：壓力式和重力式（水力旋流沉淀池）。容器固定不動(dòng)而沿切線方向進(jìn)入容器的水流造成旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生離心力。（2） 器旋分離設(shè)備：離心機(jī)。容器的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)器內(nèi)水流旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生離心力。補(bǔ)：按顆粒的大小：粗大顆粒物質(zhì)、懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì)篩濾截留重力沉降離心分離格柵、篩網(wǎng)、微濾機(jī)沉砂池旋流分離器、離心機(jī)第二節(jié) 水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除概述：對(duì)于水中的膠體顆粒，自然沉降的速度太慢，需采取一些其他措施或別的方

14、法才能去除，如混凝、沉淀、澄清、過(guò)慮、氣浮和膜技術(shù)。一 沉淀：（一） 基本類型：1自由沉降：低濃度的離散顆粒，沉降不受其他顆粒的影響。2絮凝沉降：懸浮顆粒因相互碰撞而使尺寸變大，沉速將隨深度增加而增加。同時(shí)，水深越深，較大顆粒追上較小顆粒而發(fā)生碰撞并凝聚的可能性也就越大。因此，懸浮物的去除率不僅取決于沉降速度，而且與深度有關(guān)。3擁擠沉降：當(dāng)水中懸浮物質(zhì)的濃度很高時(shí)，顆粒間隙也相應(yīng)減小，在沉降過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生顆粒彼此干擾的擁擠沉降現(xiàn)象。同時(shí)，沉速較快的顆粒下沉?xí)r所置換的液體的上涌也會(huì)對(duì)周圍顆粒的下降產(chǎn)生影響。因此，顆粒的實(shí)際沉降速度應(yīng)是自由沉降的速度減去液體的上涌速度。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，上層逐漸變清，

15、而下層的顆粒濃度增高，使上涌速度加大，最終使全部顆粒以接近相同的沉速下沉，出現(xiàn)了一個(gè)清水和渾水的界面。沉降過(guò)程也就成了渾液面的等速下降過(guò)程。4壓縮沉降：亦即污泥濃縮。先沉到底部的顆粒受到上部污泥的壓力，顆粒間的孔隙水將因壓力的增加和結(jié)構(gòu)的變形而被擠出，使污泥濃度增高。因此，污泥的濃縮過(guò)程也就是不斷排除孔隙水的過(guò)程。（二） 沉淀池：1 普通式沉淀池：三種：平流式、豎流式、輻流式。主要缺點(diǎn)：懸浮物質(zhì)的去除率不高（一般只有40%70%），體積龐大、占地面積多。改善措施：兩個(gè)方面：一是改善懸浮物的沉降性能投加混凝劑和助凝劑等化學(xué)藥劑；一是改進(jìn)沉淀的結(jié)構(gòu)淺池沉降原理。2 斜板斜管沉淀池：淺池沉降原理：若

16、將水深為H的沉淀池分隔為n個(gè)水深為H/n的沉淀池，則當(dāng)沉淀區(qū)長(zhǎng)度為原來(lái)長(zhǎng)度的1/n時(shí)，就可處理與原來(lái)的沉淀池相同的水量，并達(dá)到完全相同的處理效果。這說(shuō)明，沉淀池越短，就越能縮短沉淀時(shí)間。斜板斜管沉淀池就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)和應(yīng)用的。（三） 濃懸浮液的沉淀：概述：由于進(jìn)水不斷帶入新的懸浮物，為了使泥水交界面不致上升而影響出水水質(zhì)，或者為了按照回流工藝的要求運(yùn)行，就需要連續(xù)地池底排出經(jīng)過(guò)濃縮的污泥。因此，這種沉淀池同時(shí)起著水的澄清和污泥濃縮的作用。確定其面積的方法：1.表面負(fù)荷法；2.臨界濃度法；3.固體通量法。二 混凝：概述：水和廢水中常含有用自然沉降法不能去除的懸浮微粒和膠體污染物。需投加化學(xué)藥

17、劑破壞分散體系的穩(wěn)定性，使其聚集為具有明顯沉降性能的絮凝體，然后才能用重力沉降法予以分離。包括：凝聚使膠體脫穩(wěn)并聚集為微絮粒；絮凝微絮粒通過(guò)吸附、卷帶和橋連的方式長(zhǎng)為更大的絮體。（一） 理論基礎(chǔ)：1.膠體的穩(wěn)定性：在總電位一定時(shí)，擴(kuò)散層愈厚，電位（即電動(dòng)電位）愈高，電位引起的靜電斥力愈大，則膠體的穩(wěn)定性就愈高。2.混凝機(jī)理：壓縮雙電層：投入電解質(zhì)后，水中與膠粒上反離子具有相同電荷的離子濃度增加了。這些離子可與膠粒吸附的反離子發(fā)生交換或擠入吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，降低電位，并使擴(kuò)散層厚度縮小。吸附電中和：吸附作用導(dǎo)致了膠粒表面的部分或全部離子被異號(hào)電荷中和而減少了靜電斥力，因而易與其他顆粒接

18、近而互相吸附。吸附架橋作用：投加的化學(xué)藥劑是能吸附膠粒的鏈狀高分子聚合物或者能將兩個(gè)同號(hào)的膠粒吸附在同一個(gè)異號(hào)膠粒上，膠粒間就能聯(lián)結(jié)、團(tuán)聚成絮凝體而被除去。網(wǎng)捕作用：投加含金屬離子的化學(xué)藥劑后，由于金屬離子的水解和聚合，會(huì)以水中的膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物；或者在這種沉淀物從水中析出的過(guò)程中，會(huì)吸附和網(wǎng)捕膠粒而共同沉降下來(lái)。（二） 混凝劑、助凝劑及其作用：1. 混凝劑：使膠體微粒脫穩(wěn)沉淀而投加的電解質(zhì)。最常用的混凝劑是鋁鹽和鐵鹽。2. 助凝劑：與混凝劑一起使用時(shí)，他能促進(jìn)水的混凝過(guò)程，產(chǎn)生大而結(jié)實(shí)的礬花。常用的四類：酸堿類：調(diào)整水的pH值；絨粒核心類：改善礬花結(jié)構(gòu)；氧化劑類：去除干擾混凝作用的

19、有機(jī)物。（三） 混合與反應(yīng)設(shè)備：1. 投加藥劑：當(dāng)采用FeCl3作混凝劑時(shí)，要考慮設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，工作間的墻面和地面也要考慮腐蝕。2. 混合設(shè)備：使藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到水中，溶解并形成膠體，并與水中的懸浮微粒等接觸，生成微小的礬花。要求：攪拌強(qiáng)度要大。3. 反應(yīng)設(shè)備：使細(xì)小礬花逐漸絮凝成較大的顆粒，以便于沉淀除去。要求：適宜的攪拌強(qiáng)度既要為細(xì)小絮體的逐漸長(zhǎng)大創(chuàng)造良好的碰撞機(jī)會(huì)和吸附條件，又要防止已形成的較大礬花被碰撞打碎。兩個(gè)參數(shù)：攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間速度梯度G和停留時(shí)間T。三 澄清：概述：水和廢水的混凝處理工藝包括水和藥劑的混合、反應(yīng)、絮凝體與水的分離。澄清池就是完成上述三個(gè)過(guò)程于一體的一種專

20、門設(shè)備。1. 澄清池中起到截留分離雜質(zhì)顆粒作用的介質(zhì)是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。保持懸浮狀態(tài)的、濃度穩(wěn)定且均勻分布的泥渣區(qū)成為決定澄清處理效果的關(guān)鍵。2. 分類：依據(jù)：泥渣與水的接觸方式的不同泥渣循環(huán)分離型（泥渣在垂直方向的運(yùn)動(dòng)捕捉原水中形成的絮凝體）和懸浮泥渣過(guò)濾型（靠上升水流的能力能量在池內(nèi)形成一層懸浮狀態(tài)的泥渣，當(dāng)原水自下而上通過(guò)這一泥渣層時(shí)，其中的絮凝體就能被截留下來(lái)）。四 過(guò)濾：概述：既可用于化學(xué)混凝和生化處理之后作為后續(xù)處理，也可用于活性炭吸附和離子交換等深度處理之前的預(yù)處理。過(guò)濾機(jī)理：1阻力截留：濾料層中形成一層由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起過(guò)慮作用。2重力沉降：濾料表面提供巨大

21、的沉降面積，懸浮顆粒極易在此沉降下來(lái)。3接觸絮凝：物理吸附作用+電荷的吸引作用。過(guò)濾包括過(guò)濾和反洗兩個(gè)工藝過(guò)程。五 氣浮：1. 理論基礎(chǔ)：（1） 氣浮法：利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附水中的懸浮顆粒，使其隨氣泡浮生到水面而加以分離去除的一種水處理方法。對(duì)象：疏水性細(xì)微固體或液體懸浮物質(zhì)，如細(xì)沙、纖維、藻類以及乳化油。（2） 藥劑浮選法：在廢水中投加浮選藥劑，選擇性地將親水性的污染物變?yōu)槭杷晕镔|(zhì)（機(jī)理：浮選劑的極性基團(tuán)選擇性地被親水物質(zhì)所吸附，非極性基團(tuán)則朝向水，從而親水性物質(zhì)的表面就具有疏水性而黏附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面），從而附著在氣泡上一起上升到水面加以去除的又一種水處理

22、方法。對(duì)象：親水性固體懸浮物及重金屬離子。2. 氣浮條件：使污染物能黏附在氣泡上，即接觸角180。3. 氣浮設(shè)備：加壓溶氣氣浮和葉輪氣浮兩種。第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除概述：天然水中的溶解物質(zhì)大多是離子和溶解氣體（O2和CO2）。廢水和污水中還會(huì)有不少重金屬離子、有機(jī)物質(zhì)和CH4、NH3、H2S等氣體。去除方法主要有軟化除鹽、離子交換、吸附和膜分離。一 水的軟化和除鹽概述：降低水中鈣離子和鎂離子的處理稱為水的軟化；降低水中部分和全部含鹽量（陰陽(yáng)離子的總量）的處理稱為水的除鹽。（一） 軟化的基本方法：1. 加熱軟化法：此法只能降低碳酸鹽堿度（加熱轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)）而不能降低非碳酸鹽堿度。2. 藥劑

23、軟化法：常用的藥劑法為石灰法、石灰純堿法與石灰石膏法。但此法會(huì)有殘余硬度，仍然會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢問(wèn)題。3. 離子交換法：將水中的鈣離子和鎂離子轉(zhuǎn)換成鈉離子，其他離子成分不變。此法能徹底去除水中的鈣離子和鎂離子，優(yōu)越于前兩種方法。（二） 除鹽的基本方法：蒸餾法、電滲析法、離子交換法。以離子交換法應(yīng)用最為廣泛。二 離子交換法概述：在給水處理中，主要用于水質(zhì)軟化和除鹽；在廢水處理中，主要用于去除廢水中的金屬離子。離子交換法是一種特殊的吸附過(guò)程，通常稱為離子交換吸附。1. 樹脂結(jié)構(gòu)：由樹脂本體和活性基團(tuán)兩個(gè)部分組成?；钚曰鶊F(tuán)由固定離子和活動(dòng)離子組成?；顒?dòng)離子依靠靜電引力與固定離子聯(lián)結(jié)。2. 交換工藝：離子交換

24、系統(tǒng)包括預(yù)處理設(shè)備（用以去除懸浮物，防止離子交換樹脂受污染和交換床堵塞，一般采用砂濾器）、離子交換器和再生附屬設(shè)備（再生液配制設(shè)備）。離子交換運(yùn)行操作包括交換、反洗、再生和清洗。3. 應(yīng)用：（1）給水：軟化Na+型陽(yáng)離子交換固定型單床。除鹽H+型陽(yáng)離子交換柱（交換各金屬離子）與OH-型陰離子交換柱（交換去除水中的各類酸根）串聯(lián)工藝。實(shí)際應(yīng)用中，可將陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂按1:2的比例混合均勻填充于同一個(gè)交換柱中。（2）廢水：廣泛應(yīng)用于含重金屬?gòu)U水的處理和金屬回收。如去除水中的鉻、銅、鋅、鎘、汞、金、銀、鉑等金屬以及凈化放射性廢水。今年來(lái)，在城市污水深度處理中也有用離子交換法去除氮和磷的

25、。三 吸附法概述：水處理中的吸附法主要用于去除溶解性的有機(jī)物質(zhì)，另外可去除合成洗滌劑、微生物、病毒和痕量重金屬等，并能脫色、除臭。1. 吸附類型：物理吸附和化學(xué)吸附吸附劑與吸附質(zhì)和分子之間的吸附。離子吸附吸附質(zhì)的離子因靜電引力或化學(xué)鍵力而聚集到吸附劑表面的帶電點(diǎn)上。離子交換就屬于交換性的離子吸附，又稱離子交換吸附。2. 吸附劑：多孔物質(zhì)或磨得很細(xì)的物質(zhì)具有巨大的表面積而具有明顯的吸附能力。如活性（活化的目的是使碳晶格間形成形狀和大小不一的發(fā)達(dá)的細(xì)孔）炭。3. 活性炭吸附柱：水處理中的活性炭有粒狀碳和粉狀碳兩種。在吸附操作前，原水應(yīng)經(jīng)過(guò)預(yù)處理，去除水中的懸浮物及油類等雜質(zhì)，以免堵塞吸附劑的空隙。

26、靜態(tài)吸附試驗(yàn)測(cè)出不同類型的活性炭的吸附等溫線，據(jù)此選擇活性炭，并估算出處理每立方米廢水所需的活性炭量。動(dòng)態(tài)吸附柱試驗(yàn)確定具體的設(shè)計(jì)參數(shù)。4. 前景：在曝氣池中投加活性炭可同時(shí)對(duì)廢水進(jìn)行物理吸附和生物氧化處理，因此稱為生物物理法。另外，活性炭和臭氧的聯(lián)合處理可協(xié)同作用，大大提高了出水水質(zhì)，并延長(zhǎng)了活性炭的再生周期。四 膜分離技術(shù)1. 電滲析：由置于正負(fù)電極之間的一系列陰、陽(yáng)膜組成。主要應(yīng)用：水的淡化、除鹽。如海水和苦咸水的淡化，也可作為離子交換法制取純水的預(yù)處理，還可用于廢水中離子雜質(zhì)的分離和回收。在處理工業(yè)廢水時(shí)，要注意酸、堿、或強(qiáng)氧化劑以及有機(jī)物等對(duì)膜的損害和污染作用。2. 反滲透：在滲透壓

27、的作用下，較稀溶液內(nèi)的水分子滲入較濃溶液中。主要應(yīng)用：海水及苦咸水淡化、飲用水處理、高純水制備等給水領(lǐng)域。3. 微濾、超濾和納濾：微濾去除膠體、懸浮固體和細(xì)菌?，F(xiàn)多用來(lái)取代深床過(guò)濾，降低出水濃度，強(qiáng)化水的消毒有時(shí)也用作反滲透的預(yù)處理。超濾去除相對(duì)分子質(zhì)量大于1000的物質(zhì)，如膠體、蛋白質(zhì)、顏料、油類、微生物等。納濾（也叫低級(jí)反滲透）分離相對(duì)分子質(zhì)量大于200400的物質(zhì)，如硬度離子、色素等。4. 液膜分離技術(shù)：模擬生物膜的功能，將有機(jī)物制成液膜分離待提取組分。組成結(jié)構(gòu)：有機(jī)溶劑膜相；膜內(nèi)水溶液膜內(nèi)相；膜外的廢水相膜外相。主要應(yīng)用：含酚廢水的處理、含NH3廢水處理、含重金屬?gòu)U水的處理。第四節(jié) 水

28、中有害微生物的去除概述：各類水體是微生物生長(zhǎng)的天然環(huán)境。在城市給水廠中，混凝沉淀和過(guò)濾能除去水中不少細(xì)菌和其他微生物，但不能保證去除水中所有的病原微生物，因此需要消毒。消毒的目的是殺死水中的病原細(xì)菌和其他對(duì)人體健康有害的微生物。消毒與滅菌的不同之處在于：消毒并非殺死水中的一切微生物，而只是將水中的病原微生物除去。目前最常用、最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)且效果良好的消毒方法是氯消毒。此外，還有臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外線消毒。一、氯消毒1.HOCl的殺菌能力比OCl-強(qiáng)的原因：前者為中性分子，可以擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并穿過(guò)細(xì)胞膜滲入細(xì)胞體內(nèi)，由于氯原子的破壞作用破壞了細(xì)胞體內(nèi)的酶而使細(xì)胞死亡；后者因?yàn)閹ж?fù)電

29、，難于靠近帶負(fù)電的細(xì)菌，所以雖有氧化作用，也難起到消毒作用。2.氯胺的殺菌作用雖比較慢，但氯胺在水中較為穩(wěn)定，且殺菌的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。因此，在城市的供水管網(wǎng)中，外加一些氯能夠保證持續(xù)的殺菌作用。3.氯可以與水中的其他雜質(zhì)特別是還原性物質(zhì)起化學(xué)作用，如Fe2+、Mn2+、NO2-、S2-等無(wú)機(jī)性還原物質(zhì)以及一些有機(jī)還原物質(zhì)。當(dāng)水源受微量有機(jī)物污染時(shí)，應(yīng)有效控制氯消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。4.折點(diǎn)加氯法：按照需氯量曲線上折點(diǎn)的量來(lái)加氯的方法稱為折點(diǎn)加氯法。水中需氯量在一定程度上反映了水受污染的程度。二、其他消毒方法1.物理消毒法（1）加熱消毒：消耗大量燃料適用于少量飲用水。（2）紫外線消毒：消毒速度快，效率高

30、；能去除加氯法不能殺死的某些芽孢和病毒；不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，不增加水的嗅和味。但不能解決消毒后在管網(wǎng)中再污染的問(wèn)題，電耗較大，水中懸浮雜質(zhì)會(huì)妨礙光線透射。2.臭氧消毒：臭氧能氧化水中的有機(jī)物，可用于去除水中的鐵、錳，并能去除嗅、味和色度。此外，臭氧還能完全去除水中的酚。3.二氧化氯消毒：二氧化氯用于水的除嗅和除味，還可以殺死細(xì)菌、芽孢、病毒。此外，二氧化氯是很好的污水消毒劑。消毒效果比較：臭氧二氧化氯氯氣氯胺。4.其他化學(xué)消毒法（1）重金屬消毒：價(jià)格高少量飲用水的應(yīng)急消毒。例如：在殺滅湖泊或水庫(kù)中是藻類時(shí)，硫酸銅是最常用的化學(xué)藥劑。（2）其他氧化劑消毒：如鹵素以及高錳酸鉀等氧化劑都有

31、殺菌作用。5.聯(lián)合消毒法：先用臭氧氧化水中的酚和消滅病毒，改善水的物理性質(zhì)，然后在水中加氯，以保證配水管網(wǎng)中的滅菌能力。有的采用：臭氧紫外線氯消毒。第五節(jié) 水的其他物理化學(xué)處理方法一、中和法概述：濃度較高的酸堿廢水首先考慮回收和綜合利用；低濃度的酸堿廢水中和處理。1.酸堿廢水中和法：以廢治廢。2.藥劑中和法：向酸堿廢水中加入中和藥劑。如石灰是酸性廢水最常用的中和劑，不僅可以中和任何濃度的酸性廢水，而且生成的氫氧化鈣還有凝聚的作用。3.過(guò)濾中和法：以堿性材料作濾層，讓酸性廢水通過(guò)得到中和的方法。二.高級(jí)氧化技術(shù)概述：對(duì)于水中的一些難降解有毒有害的有機(jī)廢水的處理和飲用水源中威脅人類健康的微污染問(wèn)題

32、，通過(guò)化學(xué)或物理化學(xué)的方法（高級(jí)氧化技術(shù)）將水中的污染物直接氧化成無(wú)機(jī)物，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為低毒的易降解的中間產(chǎn)物。高級(jí)氧化涉及水中的羥基自由基的氧化過(guò)程。為了產(chǎn)生羥基自由基，需要有氧化劑（如H2O2、O3等）和合適的催化劑（如過(guò)度金屬）。1.臭氧氧化技術(shù)：殺菌消毒，改善色度、嗅和味，氧化還原性的錳、鐵離子，另外還可應(yīng)用于氧化和降解有機(jī)物。2.過(guò)氧化氫氧化技術(shù)：（1）可以將廢水中的氰化物氧化為氰酸鹽而達(dá)到去毒的目的；（2）將地下水中的的鐵和錳氧化為不溶于水的氫氧化物，再通過(guò)沉淀而得以去除；（3）過(guò)氧化氫在廢水好氧生物處理中因可分解產(chǎn)生氧氣而可以促進(jìn)處理效果；（4）用于含有亞硫酸鹽和銀離子的光化學(xué)廢水

33、的處理，將水中的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，與銀離子反應(yīng)生成不溶于水的單質(zhì)銀；（5）在廢水脫硫除臭、去除紡織品漂白廢水中的剩余次氯酸鹽等方面也有應(yīng)用；（6）對(duì)于在廢水中對(duì)微生物具有抑制或者毒性作用的有機(jī)物，通過(guò)過(guò)氧化氫的處理可促進(jìn)這類有機(jī)物的生物降解性，同時(shí)可降低有機(jī)物的毒性，如酚、甲醛、脂肪等。3.Fenton試劑：利用亞鐵鹽來(lái)催化的過(guò)氧化氫試劑。4.光化學(xué)氧化技術(shù)：利用光和催化劑或氧化劑產(chǎn)生很強(qiáng)的氧化作用來(lái)氧化分解廢水中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的一種方法。最常用的催化劑是TiO2，氧化劑有臭氧、氯、次氯酸鹽、過(guò)氧化氫及空氣，光源多采用紫外燈。應(yīng)用：空氣和水的凈化，以去除微生物和病毒、癌細(xì)胞的滅活、臭味的控

34、制。5.濕式氧化技術(shù)：應(yīng)用：處理有機(jī)物濃度高、生物降解性差甚至有生物毒性的工業(yè)廢水。即在高溫高壓下，利用氧氣或空氣中的氧將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水。氧化速率快、處理效率高、適用范圍廣、極少有二次污染、可回收能量和有機(jī)物料等。6.超臨界水氧化技術(shù)：將廢液溫度升至水的臨界溫度以上，利用超臨界水的良好特性來(lái)加速反應(yīng)進(jìn)程。三、化學(xué)還原法概述：主要用于含鉻和含汞廢水的處理以及水的脫氯。1.硫酸亞鐵石灰法除鉻：六價(jià)鉻被硫酸亞鐵還原為三價(jià)鉻，然后投加石灰生成難溶于水的氫氧化鉻沉淀。2.化學(xué)還原法除汞：常用的還原劑為比汞活潑的金屬和硼氫化鈉等。3.水的還原法脫氯：可以用活性炭吸附，但還原法脫氯是常用的

35、，其中尤以二氧化硫脫氯最為常見(jiàn)。四、化學(xué)沉淀法1.氫氧化物沉淀法：適用于不準(zhǔn)備回收的低濃度金屬?gòu)U水（如Cd2+、Zn2+）的處理。2.硫化物沉淀法：金屬硫化物為比氫氧化物更為難容的沉淀物。3.鋇鹽沉淀法：主要用于含六價(jià)鉻的廢水。4.化學(xué)沉淀法除磷：投加二價(jià)或三價(jià)金屬鹽來(lái)產(chǎn)生微溶磷酸鹽而分離除磷的。常用的金屬鹽有鈣離子、鐵離子、鋁離子。五、電化學(xué)法概述：利用電解作用對(duì)廢水進(jìn)行電解，使廢水中的有機(jī)物質(zhì)在陽(yáng)極和陰極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，沉淀在電極表面或電解槽中，或生成氣體從水中逸出，從而降低廢水中有害物質(zhì)的濃度或把有害物質(zhì)變成無(wú)毒、低毒物質(zhì)。常用的電化學(xué)處理電化學(xué)氧化、電化學(xué)還原、電氣浮和電解凝聚等幾種

36、。1. 電化學(xué)氧化法：電解槽的陽(yáng)極通過(guò)氧化反應(yīng)過(guò)程使污染物氧化破壞，也可以通過(guò)某些陽(yáng)極產(chǎn)物間接破壞污染物。應(yīng)用：去除廢水中氰、酚及各種有機(jī)物。電氯化：電解時(shí)加入少量氯化鈉，可提高廢水導(dǎo)電率，強(qiáng)化陽(yáng)極的氧化作用。2.電化學(xué)還原法：電解槽的陰極相當(dāng)于還原劑，可使廢水中的重金屬還原并沉積于陰極，從而得以回收利用，同時(shí)使廢水得到處理。3.電解氣?。核x解放電產(chǎn)生氫氣和氧氣，廢水中有機(jī)物和氯化物電解氧化會(huì)析出二氧化碳、氯氣等氣體，這些氣體能將廢水中的疏水性顆粒、懸浮物、乳化油等浮上，發(fā)生氣浮作用。4.電解凝聚：電解時(shí)，金屬陽(yáng)極產(chǎn)生Fe3+、Al3+等離子，經(jīng)水解、聚合反應(yīng)能形成一系列凝聚體，對(duì)廢水中的污

37、染物起凝聚和吸附作用，形成絮狀顆粒一起沉降而分離。應(yīng)用：廢水脫色、除油、含金屬?gòu)U水和造紙制漿水的出理。6、 磁力分離法：應(yīng)用1.去除鋼鐵工業(yè)廢水中的磁性及非磁性懸浮物；2. 去除重金屬離子；3.去除廢水中的有機(jī)物和植物營(yíng)養(yǎng)元素；4.去除生活污水中的細(xì)菌和病毒；5.去除廢水中的油類物質(zhì)。七、溶劑萃?。簩⑴c水不互溶且密度小于水的特定有機(jī)溶劑和被處理水接觸，在物理或化學(xué)作用下，使原溶解于水的某種組分由水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相的過(guò)程。必要條件：被萃取組分在有機(jī)相中的溶解度大于水相。應(yīng)用：以含高濃度重金屬離子的廢水與某些高濃度有機(jī)工業(yè)廢水為對(duì)象，提取回收其中的有用資源。8、 吹脫與汽提：1. 吹脫：讓廢水和空氣

38、接觸，使水中的溶解氣體或易揮發(fā)物質(zhì)通過(guò)氣液界面向空氣中擴(kuò)散以去除廢水中溶解氣體或易揮發(fā)溶質(zhì)的處理方法；處理含有乳化油或浮油、高濃度懸浮物的廢水。2.汽提：采用熱蒸汽與廢水接觸，使廢水升溫至沸點(diǎn)，利用蒸餾作用使廢水中揮發(fā)性溶解污染物揮發(fā)到大氣中的一種處理方法。處理含揮發(fā)酚的廢水與含氨廢水的有效方法。九、蒸發(fā)、結(jié)晶與冷凍：1.蒸發(fā)：濃集富縮；2.結(jié)晶：溶解的逆過(guò)程。3.冷凍：冷凍洗滌凈化固液分離得到純凈水。第三章 水的生物化學(xué)處理方法概述：生物處理法主要用于去除污水中溶解性和膠體性有機(jī)物，降低水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)生物的含量。生物化學(xué)處理方法分為好氧和厭氧兩類。生物化學(xué)物處理系統(tǒng)分為懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)和附著生

39、長(zhǎng)系統(tǒng)兩種。第一節(jié) 廢水處理生物學(xué)基礎(chǔ)1 廢水處理中的微生物：主要是細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物和一些小型的后生動(dòng)物。2 藻類能通過(guò)光合作用放出氧氣，對(duì)污水的凈化具有重要作用。3 原生動(dòng)物不僅能吞食部分有機(jī)物、游離細(xì)菌，降低污水渾濁度，一些原生動(dòng)物還能分泌黏液，促進(jìn)生物污泥絮凝。因此，原生動(dòng)物能起指示生物的作用。4 輪蟲能有效吞食分散和絮凝的細(xì)菌及顆粒較小的有機(jī)物。輪蟲是好氧生物凈化程度的有效指示生物。補(bǔ)：微生物酶：1、酶是由生物細(xì)胞產(chǎn)生的、以蛋白質(zhì)為主要成分的生物催化劑。2、生物包括細(xì)菌幾乎所有的生化反應(yīng)都需要酶的催化。作為生物催化劑酶具有高效性、專一性、溫和的催化條件等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于酶是蛋白

40、質(zhì)，因而也有容易失活的缺點(diǎn)。3、絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。根據(jù)存在位置的不同酶有胞內(nèi)酶和胞外酶之分；根據(jù)酶促反應(yīng)類型的不同，酶分為水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、異構(gòu)酶、裂解酶、合成酶六大類:根據(jù)酶的合成受環(huán)境影響的情況酶分為組成酶和誘導(dǎo)酶。4、酶的活力大小用酶所催化反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示，影響酶促反應(yīng)速度的因素有溫度、pH、底物濃度、酶濃度、激活劑、抑制劑等。第二節(jié) 好氧懸浮生長(zhǎng)處理技術(shù)一 活性污泥法1 凈化過(guò)程：吸附階段（活性污泥的表面積大，且具有多糖類粘液層，能吸附水中的膠體和懸浮物質(zhì)）氧化階段（氧化分解有機(jī)物獲取能量+合成新的細(xì)胞）絮凝體形成與凝聚沉降階段（重力沉降）。2 影響因素：溶解氧、營(yíng)養(yǎng)物

41、、pH和溫度、有毒物質(zhì)的濃度。3 評(píng)價(jià)指標(biāo)：混合液懸浮固體（MLSS）、混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）、污泥沉降比（SV）、污泥指數(shù)（SVI曝氣池出口處混合液經(jīng)30min沉淀后，1g干污泥所占的容積，以ml計(jì)，單位ml/g）、污泥齡（C）。4 曝氣方法：（1）曝氣的目的就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到曝氣池混合液中去，并提供適宜的攪拌。（2） 提高氧的轉(zhuǎn)移速率的方法：縮小氣泡直徑、延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間、更新液界膜并減小界膜厚度、加大水深、增加空氣中氧含量。（3） 衡量設(shè)備效能的指標(biāo)：動(dòng)力效率（Ep）、氧轉(zhuǎn)移效率（EA鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到液體中的氧占供給量的比例）和充氧能力（葉輪或轉(zhuǎn)刷在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到液體

42、中的氧量）。（4）曝氣方法：鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣（葉輪和轉(zhuǎn)刷）和鼓風(fēng)與機(jī)械并用曝氣。5 活性污泥法的運(yùn)行方式：普通活性污泥法、階段曝氣法、完全混合法、生物吸附法、純氧曝氣法、深水曝氣法和深井曝氣法、氧化溝、SBR法（間歇運(yùn)行）、膜生物反應(yīng)器。二 氧化塘：通過(guò)水塘中微生物的代謝活動(dòng)使有機(jī)物降解，污水得到凈化。1 四種類型：好氧氧化塘、兼性氧化塘、曝氣氧化塘和厭氧塘。2 流程組合：前處理：去除懸浮物質(zhì)設(shè)置沉砂池和沉淀池。后處理：除藻處理混凝加氣浮，藻類濃度較低時(shí)可采用過(guò)濾法。處理高濃度的有機(jī)工業(yè)廢水時(shí)要以厭氧塘為首。一個(gè)提示：厭氧法可處理高濃度的有機(jī)廢水。補(bǔ)：活性污泥：由各種微生物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物膠

43、體、懸浮物構(gòu)成的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、肉眼可見(jiàn)的絨絮狀的微生物共生體。污泥膨脹：污泥結(jié)構(gòu)極度松散，體積增大、上浮，難于沉降分離影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象?；钚晕勰嘈阅苤笜?biāo)：混合液懸浮固體（MLSS）：污水與污泥混合液懸浮固體質(zhì)量（mg/ L）；MLSS = 活性細(xì)胞Ma + 內(nèi)源代謝殘留的微生物有機(jī)體Me + 未代謝的不可生化的有機(jī)懸浮固體Mi + 無(wú)機(jī)懸浮固體Mii混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）：混合液懸浮固體中有機(jī)物含量（mg/ L）；污泥沉降比（SV）：曝氣池混合液100mL量筒靜置30分鐘，沉淀污泥占混合液的體積百分?jǐn)?shù)（）；1530污泥（容積）指數(shù)（SVI）：曝氣池出口處混合液沉淀30分鐘后1g干污

44、泥所占容積（m L /g）；城市污水SVI：50150 當(dāng)SVI 200易發(fā)生污泥膨脹污泥齡：曝氣池工作中的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量之比（d）。活性污泥法的運(yùn)行方式：A. 普通活性污泥法：推流式，單曝氣池，適用于出水要求高且水質(zhì)較穩(wěn)定的廢水，有機(jī)物（BOD）和懸浮物去除率高8595；B. 階段曝氣法：污水多點(diǎn)進(jìn)入，污泥濃度逐步降低；C. 加速曝氣法：曝氣時(shí)間短(24h)，效果遜于普通法；D. 延時(shí)曝氣法：曝氣時(shí)間長(zhǎng)，基本無(wú)污泥外排，省污泥處理設(shè)施，效果穩(wěn)定；占地大，費(fèi)用高；以上兩種合稱完全混合法E. 生物吸附法：回流污泥曝氣恢復(fù)活性，推流式，占地面積小，但效果稍差，不適于高溶解性有機(jī)

45、物的廢水；F. 純氧曝氣法：污泥負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，占地少；G. 深水曝氣法：溶解氧濃度高，縮短曝氣時(shí)間，節(jié)約用地，節(jié)省能耗；H. 深井曝氣法：可縮短曝氣時(shí)間，減少剩余污泥量，節(jié)約用地，處理成本低；I. 淺層曝氣法：形成環(huán)流，降低能耗；J. 氧化溝：卡羅塞爾氧化溝、交替工作氧化溝、二次沉淀池交替運(yùn)行氧化溝、奧貝爾（Orbal）氧化溝、曝氣沉淀一體化氧化溝；K. 序批式活性污泥法（SBR）：操作靈活，耐沖擊負(fù)荷，管理自動(dòng)化，出水水質(zhì)好，投資小。第三節(jié) 好氧附著生長(zhǎng)處理技術(shù)概述：好氧微生物和好氧型動(dòng)物在某些載體上進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖形成生物膜，污水通過(guò)與膜的接觸，污水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)被氧化分解，從而

46、使污水得到凈化。一 生物膜：1 生物膜主要由細(xì)菌的菌膠團(tuán)和大量的真菌菌絲組成。2 生物膜是高度親水的物質(zhì)，其外側(cè)表面總存在一層附著水層，附著水層中的有機(jī)物由于微生物的氧化作用而消耗，濃度遠(yuǎn)低于流動(dòng)水層擴(kuò)散動(dòng)力。二 生物濾池：普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池。三 生物轉(zhuǎn)盤：1 工藝過(guò)程：吸附吸氧氧化分解。2 轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)攪動(dòng)充氧。3 脫落的生物膜懸浮在槽中，繼續(xù)起氧化作用，因此，生物膜兼有活性污泥的功能。四 生物接觸氧化法：在曝氣池中設(shè)置填料，作為生物膜是載體，經(jīng)過(guò)充氧的廢水以一定的流速流過(guò)填料與生物膜接觸，利用生物膜和懸活性污泥中微生物的聯(lián)合作用凈化污水的方法。介于活性污泥法和生物濾池

47、之間的處理方法。五 生物流化床：以粒徑小于1mm的砂、焦炭、活性炭一類的顆粒材料作為載體，填充于設(shè)備中，充氧的污水自下而上流動(dòng)，時(shí)載體流態(tài)化。載體流態(tài)化強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程；載體間的碰撞生物膜的更新，防止流化床被生物膜堵塞。六 高效生物膜法工藝：針對(duì)出水中的BOD5濃度高的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出高效生物濾池固體接觸法。固體接觸池：生物濾池出水與回流污泥充分接觸，廢水中細(xì)小的懸浮物被吸附或黏附在活性污泥上形成易沉淀的絮凝體；廢水中的有機(jī)物也被進(jìn)一步生物氧化。生物絮凝反應(yīng)器：進(jìn)一步去除微細(xì)的膠體顆粒，獲得優(yōu)良的出水水質(zhì)。第四節(jié) 厭氧生物處理技術(shù)概述：厭氧生物處理最早僅用于城市污水廠污泥的穩(wěn)定處理。有機(jī)厭氧生物處理

48、的最終產(chǎn)物：以甲烷為主的可燃性氣體作為能源回收利用；剩余污泥肥料使用；運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)遠(yuǎn)低于好氧生物處理。最近的研究表明，厭氧生物處理也可用于高濃度和中濃度有機(jī)廢水的處理。一處理機(jī)理：1酸性氧化階段：不溶性的有機(jī)物在細(xì)菌釋放出的外酶的作用下，水解生成水溶性的有機(jī)物。接著，水解產(chǎn)物滲入細(xì)胞，在內(nèi)酶的作用下，轉(zhuǎn)化成丁酸、丙酸、乙酸等揮發(fā)性有機(jī)酸類和醇、氨、硫化物、二氧化碳、氰等無(wú)機(jī)物和能量。2堿性氧化階段：甲烷菌利用產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇、氫作為營(yíng)養(yǎng)源，代謝產(chǎn)物為甲烷、二氧化碳、微量硫化氫、氨和氫組成的氣體。二影響因素：溫度、酸堿度、負(fù)荷、碳?xì)浔?、有毒物質(zhì)。三污泥的厭氧消化：污泥的消化處理是污泥穩(wěn)

49、定的有效方法，一般可分為厭氧消化和好氧消化兩種。好氧消化是在延時(shí)曝氣活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。厭氧消化和好氧消化相比，雖然有機(jī)物分解速率慢，分解不完全，但它具有能耗少等優(yōu)點(diǎn)，仍然是污泥穩(wěn)定處理最基本的方法消化池。四有機(jī)廢水的厭氧生物處理：有機(jī)廢水的有機(jī)物含量高，用好氧處理時(shí)需稀釋數(shù)百甚至上千倍，很不經(jīng)濟(jì)，這類廢水用厭氧法處理較適宜。（一）厭氧懸浮生長(zhǎng)處理技術(shù)：1厭氧接觸法：池內(nèi)設(shè)有攪拌器使細(xì)菌處于懸浮絮體形式存在，污水與厭氧微生物充分接觸。微生物吸附、分解污水中的有機(jī)物，并使分解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體從污泥中分離出來(lái)，經(jīng)汽水分離后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。由消化池流出的污水和污泥進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離，污水由上

50、部排出，沉淀污泥回流至消化池。2升流式厭氧污泥床法（UASB法）：污水自反應(yīng)器底部進(jìn)入，首先通過(guò)一個(gè)高濃度的污泥床，污水中的有機(jī)物在此進(jìn)行厭氧分解，轉(zhuǎn)化為消化氣。由于消化氣的攪動(dòng)，使污水與厭氧微生物充分接觸。消化氣的微小氣泡夾帶著污泥上浮，在污泥床上部形成污泥懸浮層。反應(yīng)器的上部是固、氣、液三相分離裝置，上浮的污泥與分離裝置的擋板碰撞后，氣體法分離，儲(chǔ)集在分離裝置斜板下部，然后用管道引出反應(yīng)器。污泥與污水則穿過(guò)縫隙上升，在沉淀室進(jìn)行分離，污泥下沉，沿斜板下滑至污泥床內(nèi)，污水則由溢流槽引出。不適用于含高濃度懸浮固體的廢水。（二） 厭氧附著生長(zhǎng)處理技術(shù)：1厭氧生物濾池：池頂密封，池中放置填料，填料

51、表面附生著一層厭氧微生物膜。污水通過(guò)濾層時(shí)，微生物吸附污水中的有機(jī)物，將其分解為甲烷和二氧化碳。生物膜不斷新陳代謝，老化的生物膜隨水流走，產(chǎn)生的消化氣從濾池頂部引出。適用于含懸浮物較少的中等濃度和低濃度的有機(jī)廢水的處理。2厭氧膨脹床和厭氧流化床：床內(nèi)裝有惰性細(xì)顆粒載體，厭氧細(xì)菌組成的生物膜附著在載體上。在向上的水流和消化氣的作用下，載體產(chǎn)生膨脹，從而懸浮在床內(nèi)。高濃度和低濃度的有機(jī)廢水都可處理。3厭氧塘：塘表面有浮渣層，維持厭氧狀態(tài)并保持塘水溫度。塘內(nèi)生長(zhǎng)著厭氧細(xì)菌，污水于底部進(jìn)入塘內(nèi)與厭氧細(xì)菌接觸，有機(jī)物被分解為甲烷和二氧化碳，污水得到凈化。適于處理溫度較高的高濃度有機(jī)廢水。4厭氧生物處理技

52、術(shù)的發(fā)展：多級(jí)厭氧處理系統(tǒng)和兩相厭氧處理系統(tǒng)（將酸性消化階段和堿性消化階段分別在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成，可分別保證兩種細(xì)菌都處在最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，從而可大大提高有機(jī)物分解速率和程度，提高消化氣中甲烷濃度，減小整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的容積并縮短反應(yīng)時(shí)間）。5厭氧和好氧的聯(lián)合技術(shù)：對(duì)于高濃度和某些中等濃度的有機(jī)廢水，常將好氧和厭氧兩種處理方法結(jié)合起來(lái)，組成厭氧好氧聯(lián)合處理系統(tǒng)，可提高出水水質(zhì)。第五節(jié) 生物脫氮除磷技術(shù)概述：水中的有機(jī)氮和氨氮會(huì)消耗水中的溶解氧，使水體變黑、發(fā)臭；水體中的氮和磷過(guò)多會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。因此，有必要從污水中除去氮和磷。一生物脫氮處理技術(shù)1脫氮機(jī)理：第一步，硝化：硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽（

53、影響因素：pH、溫度、BOD5/TKN、溶解氧）；第二步，反硝化：將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氣態(tài)N2的過(guò)程（兩個(gè)條件：污水中應(yīng)含有足夠的電子供體；厭氧或缺氧條件）。2脫氮工藝：當(dāng)BOD5與總氮比在13時(shí)，硝化細(xì)菌比例較高，此種條件下的好氧處理相當(dāng)于單獨(dú)的硝化處理；當(dāng)BOD5與總氮比大于5時(shí)，則完成的硝化處理過(guò)程相當(dāng)于碳氧化與硝化結(jié)合的處理過(guò)程。幾種常用的脫氮工藝：氧化硝化反硝化三段工藝流程、A/O工藝，即前置反硝化生物脫氮工藝。三段脫氮工藝法二生物脫磷處理技術(shù)：水中的磷以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷三種形式存在。1脫磷機(jī)理：第一步，磷的攝取：在好氧條件下，聚磷菌不斷攝取并氧化分解有機(jī)物。細(xì)菌以聚磷的形式從細(xì)

54、胞中儲(chǔ)存磷。第二步，磷的釋放：在厭氧和無(wú)氮氧化物存在的條件下，聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解，放出H3PO4和能量，形成ADP。2脫磷工藝：（1）厭氧好氧除磷工藝（A/O工藝）：在厭氧池中釋放磷，然后在好氧池中吸收磷和去除BOD，當(dāng)停留時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，還會(huì)進(jìn)行硝化，通過(guò)二沉池排泥除去磷。 （2）Phostrip工藝：原水與釋放磷后的污泥一起進(jìn)入曝氣池，去除有機(jī)物和聚磷菌過(guò)量攝取磷，混合液經(jīng)二沉池沉淀，上清液胖放。含磷污泥一部分進(jìn)入?yún)捬踽屃壮蒯尫帕?，并投加沖洗水使磷釋放充分，一部分沉淀后回流至曝氣池，還有一部分作為剩余污泥排放；厭氧池的上清液進(jìn)入石灰沉淀池，去除磷后，上清液回流至曝氣池，化學(xué)污泥從系統(tǒng)

55、中排出。Phostrip法除磷三同步脫氮除磷處理技術(shù)：1 A2/O工藝：厭氧池：去除部分BOD5，部分含氮化合物轉(zhuǎn)化成氮?dú)舛尫?，回流污泥中的聚麟微生物釋放出磷；缺氧池：池中的反硝化?xì)菌以污水中未分解的含碳有機(jī)物為碳源，將好氧池通過(guò)內(nèi)循環(huán)回流進(jìn)來(lái)的硝酸根還原為氮?dú)舛尫?，。好氧池：水中的氨氮進(jìn)行硝化反應(yīng)生成硝酸根，同時(shí)水中有機(jī)物氧化分解共計(jì)吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進(jìn)入細(xì)胞組織，經(jīng)沉淀分離后以富磷污泥的形式從系統(tǒng)中排除。2 Bardenpho工藝：即A/OA/O法，各項(xiàng)反應(yīng)重復(fù)兩次以上。3 Phoredox法：在Bardenpho工藝的最前端增加一個(gè)厭氧反應(yīng)器以強(qiáng)化磷的釋放。脫氮

56、除磷可用氧化溝工藝來(lái)是實(shí)現(xiàn)，通過(guò)安裝或不安裝曝氣設(shè)備、控制曝氣強(qiáng)度的方法在氧化溝的不同部位形成好氧、厭氧或缺氧區(qū)，形成不同的工藝。此外，通過(guò)改變運(yùn)行方式，同步脫氮除磷也可以在SBR工藝中實(shí)現(xiàn)。第六節(jié) 水處理廠污泥處理技術(shù)概述：污泥的處理和處置技術(shù)有穩(wěn)定處理（包括生物法、化學(xué)法和物理法）、去水處理（包括濃縮、脫水和干化）和最終處置（包括填地、投海和綜合利用）。一污泥的性質(zhì)1污泥的分類：（1）主要成分分類：污泥（有機(jī)物為主）和泥渣（無(wú)機(jī)物為主）；（2）來(lái)源分類：初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥、化學(xué)污泥等。2污泥性質(zhì)指標(biāo)：含水率、相對(duì)密度（污泥的質(zhì)量與同體積水質(zhì)量的比值）、污泥的脫水性能（表示污泥脫水的難易程度，一般用真空法測(cè)定先在布氏漏斗中放一張濾紙，用水潤(rùn)濕，用塞子緊密地與量筒相連，量筒用水射器抽氣，使量筒中成為負(fù)壓，濾紙緊貼漏斗，關(guān)閉水射器。把100ml泥樣倒入漏斗，再次開(kāi)啟水射器，使污泥在一定真空度下過(guò)慮脫水。用泥面出現(xiàn)龜裂或?yàn)V液達(dá)到85ml時(shí)所需的時(shí)間作為參數(shù)衡量污泥的脫水性能，脫水時(shí)間越短，脫水性能越好）。3污泥量：利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或根據(jù)水質(zhì)情況估算。二污泥的濃縮減小處理設(shè)備容積和降低處理成本。1概述：污泥中的水分可分為四類