水污染控制工程部分章节总结

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缺氧呼吸(最终电子受体:NO-3、NO-2、SO2-4、S2O2-3、CO2等含氧化合物)
(二)好氧生物处理
1/3被分解、稳定;
2/3被转化,合成新的细胞物质,即进行微生物自身的生长繁殖。(如活性污泥和生物膜的生成。)
(三)厌氧生物处理
有机物转化为:CH4
CO2、H2O、NH3、H2S
转化合成新细胞物质
2.浮选剂(使亲水性物质转化为疏水性物质)
3.助凝剂(提高悬浮颗粒表面的水密性,以提高颗粒的可浮性)
4.抑制剂(暂时或永久性的抑制某些物质的气浮性能,而又不妨碍需要去除的悬浮颗粒的上浮)
5.调节剂(主要调节废水的pH)
(三)压力溶气气浮法系统的组成及设计
1.组成:压力溶气系统(加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备)
活性污泥不易絮凝和沉降,给泥水分离造成困难。)
3.稳定期:营养物质不断被消耗,代谢物质不断积累,不利于微生物的生长。细胞生长
速率下降,死亡速率上升。(稳定期形成的活性污泥不但具有氧化有机物的能力,而且具有良好的沉降性能。)
4.衰亡期:营养物耗尽,细胞靠内源呼吸代谢维持生存,生长速率下降,死亡率加快。
进水 出水
鼓空气
回流污泥 剩余污泥
回流污泥目的:使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。
剩余污泥:含有大量的微生物。
(三)活性污泥降解污水中有机物过程
1.吸附阶段:污水中的有机物转移到活性污泥上去。时间短,
2.稳定阶段:活性污泥上的有机物被微生物利用。时间长,
二.活性污泥法的发展
度)
3.pH:细菌、放线菌、藻类、原生动物pH适应范围4-10。
4.溶解氧(好氧生物处理的溶解氧一般以2-3mg/L为宜。)
5.有毒物质
第十二章:活性污泥法
除去对象:有机物(被生物降解)、悬浮固体(被吸附)
一.基本概念
(一)活性污泥
1.组成:有活性的微生物(细菌、真菌、原生动物、后生动物);
微生物自身氧化的残留物;
(四)生物脱氮除磷理论
生物脱氮(氨化、硝化、反硝化、同化)
1.氨化反应:氨化微生物(厌氧或好氧)
有机物——————————氨态氮(NH3)
2.硝化反应:亚硝化菌、硝化菌(好氧)
氨态氮(NH3)——————————硝态氮、亚硝态氮(NO-2、NO-3)
3.反硝化反应:反硝化菌(厌氧)
硝态氮、亚硝态氮(NO-2、NO-3)————————N2
第十章污水的物理处理:格栅和筛网、沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池
一.格栅和筛网
(一)格栅
1.作用:截留污水中较大的悬浮物。
2.选栅条间距的原则:不堵塞水泵和污水处理厂的处理设备,保证整个污水处理系统能正常运行。
3.格栅的种类
按间隙分:粗格栅(50-100mm)、中格栅(10-40mm)、细格栅(1.5-10mm)
3.生物处理后的固液分离——二沉池(活性污泥和生物膜的去除)
4.污泥处理阶段的污泥浓缩
(二)沉淀类型
1.自由沉淀(沉淀过程中颗粒间互不干扰,颗粒沉淀轨迹为直线形,颗粒物理性质不变)
自由沉淀理论假定:颗粒为球形;沉淀过程中颗粒大小、形状、重力不变;颗粒只在重力作用下沉淀,不受器壁和其他颗粒的影响。)
斯托克斯公式(stokes):
3.封闭环流式反应池,CLR(短时间内呈推流式,长时间内呈完全混合特征)
4.序批式反应池(sequencing batchreactor,SBR):属于“注水-反应-排水”类型的
2.设计p50
(五)辐流式沉淀池
1.构造
有中心进水和周边进水两种形式;污泥采用机械刮泥机排除。
(六)斜板沉淀池
1.构造(斜板沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区、污泥区)斜板与水面呈60度
2.分类(移向流、同向流、侧向流)——常用升流式移向流斜板沉淀池。
3.设计及优点p56
4.斜板沉淀池不宜作为二沉池使用原因(斜板沉淀池只针对自由沉降,而生化二沉池没有自由沉降只有絮凝沉降;二沉池中多为细菌微生物,遇到阻流板会在上面生长,堵塞阻流板。)
吸附在活性污泥上不能被生物降解的有机物;
无机悬浮固体;
2.性状:类似矾花状不定性的絮凝体,曝气池中的活性污泥呈茶褐色(供氧不足或出现厌氧状态时呈黑色),略显酸性,稍具土壤的气味并夹带一些霉臭味。
3.评价方法:
混合液悬浮固体浓度/污泥浓度(mixed liquor suspendedsolids,MLSS):曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量。
2.曝气式沉砂池:特点(沉砂中有机物含量低于5%;具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用。)多采用穿孔管曝气,穿孔孔径为2.5-6mm。
四.沉淀池
(一)沉淀池分类
1.按使用功能分:初沉池(去除悬浮固体,去除SS、BOD5)
二沉池(分离活性污泥、去除生物膜)。
2.按水流方向分:平流式沉淀池(适用于大、中、小型污水处理厂)
三.微生物的生长的规律和生长环境
(一)生长规律——(延迟期、对数增长期、稳定期、衰退期)
1.延迟期:细胞适应新的环境,不繁殖,细胞数目不增加(甚至有可能不适应环境而减
少),但细胞体积会增大。
2.对数增长期:细胞繁殖,细胞的形态特征与生理特征比较一致,大量消耗限制性底物。(这个时期的细胞是作为研究工作的理想材料;此时的微生物活力强,使
污泥体积指数(sludge volumeindex,SVI):曝气池混合液沉淀30min后,每单位质量干泥形成的湿污泥的体积。(常用单位:mL/g)
SVI=100~150 污泥沉降性能良好
SVI>200 污泥沉降性能差
SVI<100 污泥絮体细小紧密,无机物较多,污泥活性差
(二)活性污泥法的基本流程
P44竖流式沉淀池(适用于小型污水处理厂)
辐流式沉淀池(适用于大、中型污水处理厂)
(二)沉淀池的设计
1.设计流量(按最大流量设计,按水泵的最大组合流量)
2.沉淀池的构造尺寸
超高不小于0.3m,有效水深2-4m,贮泥斗斜壁倾角(方斗60度、圆斗55度)
3.贮泥斗容积
初沉池(按不大于2d污泥量来计算)
二沉池——有机械排泥的污泥斗(按4h污泥量计算)
五.隔油池
(一)含油废水
1.来源p57
2.废水中油的存在形态
可浮油——采用普通的油池去除
乳化油——破乳去除
细分散油——采用斜板隔油池去除
溶解油
3.含油废水对环境的危害p58
(二)隔油池
1.平流式隔油池
2.斜板式隔油池
(三)乳化油及破乳方法
1.乳化油的形成p60
2.破乳方法(破坏油滴界面上的稳定薄膜,使油水分离。)
式中:u0——沉降速度
Q——进水流量m3/s
A——表面积
3.理想沉淀池的沉淀效率:与池的表面积A有关,与池深、沉淀时间、池的体积无关。
三.沉砂池
(一)概述
1.作用:去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒,以免影响后续处理构筑
物的正常运行。
2.工作原理:以重力分离和离心力分离为基础,控制污水的流速,使密度大的无机颗粒下沉,有机悬浮颗粒随水流带走。
分为:真空气浮法(气浮分离池压力低于常压,预先溶入水中的空气就以非常细小的气泡逸出来)
加压溶气气浮法(使空气在加压条件下溶于水,然后通过降压使过饱和溶解的空气以细微气泡形式释放出来)
(二)加压溶气气浮法
根据加压溶气水来源分为:
1.全加压溶气流程(将全部入流废水进行加压溶气,再经过减压释放装置进入气浮池)
(一)活性污泥法曝气反应池的基本形式
1.推流式曝气池(底物浓度在进口端最高,沿池长逐渐降低)
分为:平移推流式(池底铺满曝气扩散器)
旋转推流式(曝气扩散器安装于横断面的一侧)
2.完全混合曝气池(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)
按形状分:平面格栅、曲面格栅
4.清渣方式:
人工清渣(格栅安装角度30-60度,过水面积大于进水管渠有效面积的2倍)
机械清渣(格栅安装角度60-90度,过水面积大于进水管渠有效面积的1.2倍)
栅渣运输:带式输送机、螺旋输送机
5.常见的几种机械格栅(p17)
往复式移动耙机械格栅、回转式机械格栅、阶梯式机械格栅、转鼓式机械格栅
3.工程设计中的设计原则(p34)
(二)沉砂池种类:平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池、竖流式沉砂池
沉砂池类型
污水流速m/s
污水停留时间
有效水深m
平流式沉砂池
0.15-0.3
30-60s
0.25-1
曝气式沉砂池
0.08-0.12
2-4min
2-3
旋流式沉砂池
>30s
1-2
1.平流式沉砂池:池底坡度为0.01-0.02
六.气浮池
是一种固——液和液——液分离方法;常用于颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。
(一)气浮法类型
1.电解气浮法(较难适用于大型生产)两极产生氢气和氧气。
2.分散空气气浮法:微孔曝气气浮法
剪切气泡气浮法
3.溶解空气气浮法(在一定压力下让空气溶解在水中然后在减压条件下析出溶解空气,形成微气泡。)
生物除磷——厌氧和好氧结合的生物处理百度文库
二.污水生物处理基本原理
(一)发酵与呼吸
1.发酵(微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的中间产物,同时释放能量并产生不同的代谢产物。)
2.呼吸(微生物在降解底物的过程中,将释放的电子交给电子传递系统,逐步释放能量后再交给最终电子受体。)
分为:好氧呼吸(最终电子受体是O2)
4.同化反应:
氨氮和有机氮————————微生物组成部分
生物除磷(主要的聚磷微生物是不动杆菌,具有厌氧释磷,好氧/缺氧超量吸磷的特性)
1.厌氧状态下(聚磷菌把细胞内聚磷水解为正磷酸盐,并从中获得能量,吸收污水中易降解的COD,同化成胞内碳能源存贮物。)
2.好氧或缺氧状态下(聚磷菌以分子氧或化合态氧作为电子受体,氧化代谢胞内贮存物,并产生能量,过量从污水中摄取磷酸盐。)
混合液挥发性悬浮固体浓度(mixed liquor volatile suspended solids,MLVSS):混合悬浮固体中有机物的质量。(曝气池混合液中MLVSS/MLSS=0.7-0.8)
污泥沉降比(settledvolume,SV%):曝气池混合液在1L量筒中静止30min后沉淀污泥的体积系数。(正常曝气池污泥沉降比为30%左右)
2.部分加压溶气流程(将部分入流废水加压溶气,其余部分直接进入气浮池)
3.部分回流加压溶气流程(将部分澄清液回流加压,入流废水直接进入气浮池)常用
基本原理:p66
投加化学药剂提高气浮效果:
1.混凝剂(不仅改变废水中悬浮颗粒的亲水性能,而且还能使废水中的细小颗粒絮凝成较大的絮状体以吸附、截获气泡,加速颗粒上浮)
(为了获得既具有较强的氧化和吸附有机物的能力,又具有良好的沉降性能的活性污泥,在实际中常将活性污泥控制在稳定期末期和衰亡期初期。)
(二)生长环境
1.微生物的营养:对微生物来讲,碳、氮、磷营养有一定的比例,一般为:
BOD5:N:P=100:5:1。
2.温度:最低生长温度(5-20度)、最适生长温度(20-45度)、最高生长温度(45-80
(三)平流式沉淀池
1.消能和整流措施——入流处的挡板(使入流污水稳定进入沉淀池)
2.出水堰——三角堰(控制沉淀池内的水面高度)
3.排泥——单斗排泥(带刮泥机设备)多斗排泥(不设置机械刮泥设备、每个贮泥斗单独设置排泥管)
4.平流式沉淀池的设计p47
(四)竖流式沉淀池
1.工作原理:(污水从下向上以流速v做竖向流动,颗粒沉速u>v时,颗粒得以去除)
6.格栅的过水流速:0.4-0.9(m/s)
7.格栅的设计与计算(p23)
(二)筛网
1.筛网作用:用于废水处理、短小纤维回收。
2.分类:振动筛网、水力筛网
二.沉淀的基础理论
(一)沉淀法运用
1.污水处理系统的预处理——沉砂池(无机性颗粒物的沉降)
2.污水的初级处理——初沉池(悬浮固体和一部分悬浮有机物的去除)
式中:u——沉降速度
——颗粒密度
——液体密度
——黏度
d——颗粒直径
2.絮凝沉淀(沉淀过程中颗粒间互相凝聚,颗粒沉淀轨迹为曲线形,颗粒物理性质改变)
3.区域沉淀(颗粒间相对位置不变,形成一个整体共同下沉)
4.压缩沉淀(存在于污泥浓缩池中)
(三)沉淀池的工作原理
1.理想沉淀池的4个假定:
2.沉淀池中颗粒的自由沉降速度:
空气释放系统
气浮分离设备
2.气浮池(平流式气浮池、竖流式气浮池)
3.设计计算p76
第十一章:污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础
一.概述
(一)污水生物处理技术:1.好氧生物处理(常用)
缺氧生物处理
厌氧生物处理(高浓度有机污水)
2.悬浮生长法(活性污泥法)
附着生长法(生物膜法)
(二)生物脱氮——缺氧和好氧结合的生物处理
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