渗滤液处理,cod是35000mg/L,uasb厌氧反应器 厂家计算,容积负荷取值多少

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垃圾渗滤液处理工艺设计计算
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&&&&&&&&1.污水生物处理的原理(水体的自净作用):稀释、水解、光解、微生物的降解(主要作用)2.微生物在废水生物处理中的作用(1)去除有机物(以COD或BOD5表示),去除其它无机营养元素如N、P等;(2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物;(3)稳定有机物。3.污水生物处理的重要性城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济;废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法;目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法;大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。4.污水生物处理的重要性1)有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法颗粒状有机物(1nm)机械沉淀法胶体状有机物(1nm~100nm)不能采用机械沉淀法去除(生物法处理的主要对象)溶解性有机物(1nm)分子状态存在于水中(生物法处理的主要对象)2)生物处理在废水处理程度的分级阶段一级处理——预处理或前处理二级处理——生物处理------大量去除胶体状和溶解状有机物,保证出水达标排放三级处理——深度处理5.污水的来源及危害来源:生活污水:COD=400~500mg/l,BOD5=200~300mg/l工业废水:主要有石油化工、轻工、食品等行业危害:无毒的有机物:消耗水中的溶解氧DO----水生生物受害----水质变差有毒的有机物:有毒-----直接危害水生生物及人类慢性中毒-----直接危害水生生物及人类三致----致癌、致畸、致突变等,严重危害人类的健康):POPs、EDCs有机污染的三个层次:影响观感、灌溉、农渔业生产;污染水源地,造成生活用水危机;地下水水质也会受到影响6.微生物的新陈代谢合成代谢:通过一系列的生化反应,将营养物质转化为复杂的细胞成分,机体制造自身。分解代谢:分解复杂营养物质,降解高能化合物,获得能量。7.根据微生物对营养要求的不同分类:根据所需碳的化学形式:自养型、异养型根据所需的能源:光营养性、化能营养性影响微生物生长的因素最重要的是:营养条件、温度、pH值、溶解氧以及有毒物质废水处理中微生物对碳、氮、磷三大营养要素的要求:好氧生物处理:BOD:N:P=100:5:1,碳源以BOD5值表示,N以NH3-N计,P以PO4-3中的P计;对厌氧消化处理:C/N比值在(10~20):1的范围内时,消化效率最佳。反应温度:根据各类微生物所适应的温度范围(0-80℃)高温性(嗜热菌)、中温性、常温性和低温性(嗜冷菌)在废水的好氧处理中以中温性为主(20~35℃),厌氧处理中以中温性(25~40℃)和高温性(50~60℃)为主。&&&&&&&&&&&&pH值:一般好氧生化处理PH值可在6.5~8.5之间变化,厌氧生物处理要求较严格,PH值在6.7~7.4之间.溶解氧:好氧微生物:溶解氧浓度在2~4mg/l左右为宜。厌氧微生物:隔绝空气,脱氢酶活化的氢与氧结合形成H2O2,厌氧微生物缺乏分解H2O2酶。有毒物质:工业废水中含有对微生物具有抑制和杀害作用的化学物质,即有毒物质。8.酶是由活细胞产生的能在生物体内和体外起催化作用的生物催化剂。酶有单成分酶和双成分酶之分。9.酶具有一般无机催化剂所共有的特点,更有其独具的特殊性能,主要有以下表现:①催化效率高;比一般化学催化剂速度高106~1016倍②专属性;对其作用底物的严格的选择性③对环境条件极为敏感。就是一种蛋白质组成。另外,酶能在常温、常压和中性环境下进行催化反应,而一般非酶催化剂往往需要在高温、高压的环境下才能使催化反应正常进行。10.酶促反应速度:S米—门公式:V?V&&&&max&&&&&&&&K&&&&&&&&m&&&&&&&&?S&&&&&&&&V—酶反应速度;Vmax—最大酶反应速度;S—基质浓度;Km—米氏常数。11.米氏常数Km的意义1.酶的特性常数:与酶种类及底物种类有关,与酶浓度无关,可以鉴定酶。一个酶在一定条件下,对某一底物有一定的Km值。2.大小表示酶对底物的亲和力大小,可以对比同类酶Km越小,亲和力越强,性能越好。对于Km最小的底物称为最适底物。底物浓度很小时,反应速度就能达到很大,性能优,代谢中这类酶更为重要。&&&&&&&&12.废水生化处理方法&&&&&&&&13.生物处理中的微生物细菌----异养原核细菌-----污水净化的第一承担者;真菌----腐生或寄生丝状菌;原生动物----肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫-----一次捕食者;后生动物----轮虫-----二次捕食者14.废水可生化性定义:废水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构,从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。&&&&&&&&&&&&15.可生化性评价注意点:(1)一些有机物在低浓度时毒性较小,可以被微生物所降解,高浓度时有强烈的毒性。酚、氰、苯如此(2)多种污染物混合后出现复合、聚合等现象,增大抗降解性,不能用单一成分判定其生化处理难易程度;(3)微生物的种属是极为重要的影响因素。采用特效菌种和变异菌种处理有毒废水。(4)pH值、水温、溶解氧、重金属离子等环境因素影响。16.可生化性的评价方法:BOD5/COD;BOD5/TOD;耗氧速率法B/C法可行性方便,但比较粗糙,欲做出准确的结论,还应辅以生物处理的模型实验。B/T法为使研究工作与以后的生产条件相近,在测定废水或有机物的BOD5时,必须接入驯化菌种。相对好氧速度R评价废水的可生化性:&&&&VS&&&&&&&&?100%V0VS--投加有机物耗氧速度,mgO2/gMLSS·h;V0--内源呼吸耗氧速度,mgO2/gMLSS·h&&&&&&&&R?&&&&&&&&17.活性污泥法的基本原理:利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。这种生物絮体叫做活性污泥。18.活性污泥的性质及性能物理性能:外光:似矾花状的絮体;颜色:褐色、黄色、铁红色;气味:泥土味;比重:略大于1;粒径:0.02~0.2mm;比表面积:20~100cm2/ml生化性能:活性污泥的含水率:99.2~99.8%固体物质的组成:1)活性微生物75~85%(Ma);2)微生物内源代谢的残留物(Me);3)吸附在活性污泥上难于生物降解的有机物(Mi);4)无机物质(Mii)19.活性污泥中的微生物:活性污泥中的微生物群体主要由各种细菌和原生动物组成,此外,还存活着真菌和以轮虫为主的后生动物。20.活性污泥净化废水的基本流程:初沉----曝气----二沉21.净化过程吸附:吸附悬浮状态和胶态的有机物;微生物代谢:分解代谢、合成代谢;凝聚与沉淀:凝聚形成大的菌胶团、沉淀(活性污泥颗粒与废水分离)22.活性污泥法的分类:进水方式:推流、全混式供氧方式:鼓风曝气和机械曝气&&&&&&&&&&&&22.活性污泥指标:污泥沉降比SV:指一定量的曝气池混合液静置30min后,沉淀污泥与原混合液的体积比,沉降比正常范围15%~30%MLSS与MLVSS:1升混合液内所含有的悬浮固体为MLSS或挥发性悬浮固体的重量,指单位为g/l污泥容积指数SVI:曝气池混合液经30min沉淀后,1g干污泥所占有沉淀污泥容积的毫SV的百分数?10升数,单位为1ml/g,但一般不标准。&&&&SVI?MLSS(g/L)&&&&&&&&生物相:活性污泥中出现的微生物主要是细菌、放线菌、真菌、原生动物和少数其它微型动物。通常情况下,细菌以菌胶团的形式存在。23.活性污泥的增长规律污泥负荷(F/M):表示曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质量。大的F/M值导致小的θ(污泥龄)值。两个高的SVI负荷区:第一波峰:低负荷污泥沉淀性差,丝状菌竞争能力强。第二波峰:高负荷污泥沉淀性也差,营养充分,菌胶团持水性特别好,沉淀性也差。24.微生物生长曲线适应期:对污水适应过程,不增值。产生变异,以适应新环境,BOD、COD下降减少。对数增殖期:营养异常丰富,F/M很高,以最高速率增值,污泥絮凝沉淀性能差。减衰增殖期:营养浓度成为控制因素,F/M继续下降,衰亡与增值相抵消,污泥不再增长,污泥絮凝沉淀和降解性能好。内源呼吸期:营养消耗殆尽,F/M降到最低,活性污泥量减少,消耗自身维持生命。污水处理通常控制在渐衰增殖期或内源呼吸期的初期。25.活性污泥净化反应的影响因素DO:好氧生物处理技术。再用活性污泥法处理废水过程中应保持一定浓度的溶解氧。供氧不足,溶解度浓度过低,就会使活性污泥微生物正常的代谢活动受到影响,净化功能下降,且易于滋生丝状菌,产生污泥膨胀现象。水温:活性污泥微生物的最适温度范围15~30。降低到10以下通过驯化也可适应,需要降低污泥负荷。水温高时可以采用较高的污泥负荷运行。营养物质:微生物细胞的组成物质有碳、氢、氧、氮等几种元素,约占90~97%,其余的3~10%为无机元素,其中磷的含量最高,达50%。微生物对氮和磷的需要量可按BOD:N:P=100:5:1来计算。pH值:最适为6.5~8.5之间。有毒物质:大致分为重金属、氰化物、S2-、卤族元素及其化合物等无机物质:酚、醇、醛、染料等有机化合物。26.比增殖速率μ:单位重量微生物(活性污泥)的增殖速率,以μ表示,单位d-12.4微生物的增殖速率,mg/d;X—反应器内微生物浓度,mg/l单位基质利用速率q:单位重量微生物的基质利用速率,用q表示,单位d-1基质的利用速率(u-绝对值)mg/d?dS?X—反应器内微生物浓度,mg/l?dt?uq?2.5&&&&X&&&&&&&&&&&&&&&&?dXdt&&&&&&&&?&&&&&&&&X&&&&&&&&&&&&污泥龄θc:指在反应系统内,微生物从其生成开始到排出系统的平均停留时间,也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间。从工程上来说,就是反应系统内微生物总量与每日排放的剩余微生物量的比值。以θc或ts表示,单位为d。反应器内微生物总量/△X—每天从系统中排出增殖的微生物总量;mgVXX—反应器内微生物浓度,mg/l?cX/?t27.曝气的主要作用及基本理论(双膜理论):曝气的主要作用:1、充氧;2、搅动、混合曝气的理论基础空气中的氧从气相向液相传质的过程双膜理论的主要论点:(1)气液双膜在气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜,在其外侧则分别为气相主体和液相主体,两个主体均处于紊流状态。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜与液膜而进入液相主体。(2)传质阻力由双膜造成由于气、液两相的主体均处于紊流状态,其中物质浓度基本上是均匀的,不存在浓度差,也不存在传质阻力,气体分子从气体主体传递到液相主体,阻力仅存在于气、液两层层流膜中。(3)传质推动力是气膜中氧的分压梯度和液膜中氧的浓度梯度在气膜中存在着氧的分压梯度,在液膜中存在着氧的浓度梯度,它们是氧转移的推动力。(4)氧在液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度氧难溶于水,因此,氧转移决定性的阻力又集中在液膜上,氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤,通过液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度。28.氧转移的影响因素水质:氧总转移系数(KLa)废水中的污染物会增加分子转移的阻力,使KLa值降低,为此引入系数α,对KLa值进行修正。饱和溶解氧浓度(Cs)废水中含有的盐分将使其饱和溶解氧浓度降低,对此,用系数β加以修正水温:氧总转移系数(KLa)水温升高,液体的粘度降低,有利于氧分子的转移,KLa值将提高,水温降低则相反。&&&&K&&&&La(T)&&&&&&&&?K&&&&&&&&La(20)&&&&&&&&?1.024&&&&&&&&(T?20)&&&&&&&&2.40&&&&&&&&KLa(T)和KLa(20)—水温T℃和20℃时的氧总转移系数T—设计水温,℃;1.024—温度系数。饱和溶解氧浓度(Cs)水温升高,饱和溶解氧浓度Cs值下降压力:饱和溶解氧浓度(Cs)29.需氧量:活性污泥系统供氧速率与耗氧速率应保持平衡,因此,曝气池混合液的需氧量应等于供氧量。&&&&O&&&&2&&&&&&&&?&&&&&&&&a?QS&&&&&&&&r&&&&&&&&?b?VX&&&&&&&&V&&&&&&&&2.52&&&&&&&&O2—曝气池中混合液需氧量,kgO2/d;a—代谢每kgBOD所需的O2的kg数;b—每kgMLVSS每天进行自身氧化所需氧的kg数,即污泥自身氧化需氧率,d-1;Sr—有机质降解量,kg/d,Sr=S0-Se;XV—MLVSS30.系统的供氧量无需随负荷按比例变化,曝气池和污泥都有一定的调节能力。&&&&&&&&&&&&31.曝气池的构造和设计曝气池的构造----推流和全混曝气池工艺运行方式和特点:(1)传统活性污泥法、(2)完全混合活性污泥法(3)阶段曝气活性污泥法:又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法主要特点:a.废水沿池长分段注入曝气池,有机物负荷分布较均衡,改善了供氧速率与需氧速率之间的矛盾,有利于降低能耗;b.废水分段注入,提高了曝气池对冲击负荷的适应能力。(4)吸附—再生活性污泥法(A-B法):又称生物吸附法或接触稳定法主要特点将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程——吸附、代谢稳定,分别在各自的反应器内进行。主要优点:a.废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短,吸附池容积较小再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥,因此,再生池的容积也是小的。吸附池与再生池容积之和仍低于传统法曝气池的容积,建筑费用较低;b.具有一定的承受冲击负荷的能力,当吸附池的活性污泥遭到破坏时,可由再生池的污泥予以补充。主要缺点:对废水的处理效果低于传统法,此外,对溶解性有机含量较高的废水,处理效果更差。(5)延时活性污泥法(氧化沟):完全氧化活性污泥法主要特点:a.有机负荷率非常低,污泥持续处于内源代谢状态,剩余污泥少且稳定,勿需再进行处理;b.处理出水水质稳定性较好,对废水冲击负荷有较强的适应性;c.在某些情况下,可以不设初次沉淀池。主要缺点:池容大、曝气时间长,建设费用和运行费用都较高,而且占地大。一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水,水量一般在1000m3/d以下。氧化沟的特点:氧化沟构造形式多样;氧化沟曝气设备的多样性;曝气强度可调节;对预处理、二沉池和污泥处理进行工艺简化(6)高负荷活性污泥法(7)纯氧曝气活性污泥法、(8)浅层低压曝气活性污泥法、(9)深水曝气活性污泥法、(10)深井曝气活性污泥法(11)SBR法:SBR与传统活性污泥对比:传统活性污泥法曝气池,在液态上属空间的推流,在有机物的降解上也是空间的推流,有机物是沿着空间而降解的。间歇式活性污泥法曝气池,在流态上属完全混合型,而在有机物降解方面,却是时间上的推流,有机基质含量是随着时间的进展而降解的。32.活性污泥的培养与驯化:同步驯化:培养和驯化同时进行或交替进行异步驯化:异步驯化法—先培养后驯化;使细菌增殖到足够数量再用工业废水驯化接种驯化:利用其他污水厂的剩余污泥,再进行培驯33.日常管理:污泥性状、营养状况及环境条件、处理效果、经济性&&&&&&&&&&&&34.异常现象与控制措施:(1)污泥膨胀:是指活性污泥质量变轻、膨大,沉降性能恶化,在二沉池中不能正常沉淀下来,SVI异常增高,可达400以上A:因丝状菌异常增殖而导致的丝状菌性膨胀;污泥膨胀原因:①低F/M比(即低基质浓度)引起的营养缺乏型膨胀;②低溶解氧浓度引起的溶解氧缺乏型膨胀(0.6mg/L);③高H2S浓度引起的硫细菌型膨胀。污泥膨胀的对策①临时控制措施:a.污泥助沉法:1)改善、提高活性污泥的絮凝性,投加絮凝剂如:硫酸铝等;2)改善、提高活性污泥的沉降性、密实性,投加粘土、消石灰等;b.灭菌法:1)杀灭丝状菌,如投加氯、臭氧、过氧化氢等的药剂;2)投加硫酸铜,可控制有球衣菌引起的膨胀。②工艺运行调节措施:a.加强曝气:1)加强曝气,提高混合液的DO值;2)使污泥常处于好氧状态,防止污泥腐化,加强预曝气或再生性曝气;b.调节运行条件:1)调整进水pH值;2)调整混合液中的营养物质;3)如有可能,可考虑调节水温——丝状菌膨胀多发生在20℃以上;4)调整污泥负荷。③永久性控制措施:在工艺中增加一个生物选择器,该法主要针对低基质浓度下引起的营养缺乏型污泥膨胀,其出发点就是造成曝气池中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌,应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度增殖,从而控制污泥膨胀。a.好氧选择器:在曝气池之前增加一个具有推流特点的预曝气池,其停留时间(HRT为5~30min,多采用20min)的选择非常重要;b.缺氧选择器:高的基质浓度;菌胶团细菌在缺氧条件下(但有NO3?)有比丝状菌高得多的基质利用率和硝酸盐还原率;c.厌氧选择器:其作用机制与缺氧选择器相似,即在厌氧条件下,丝状菌具有较低的多聚磷酸盐的释放速度而受到抑制。B:因粘性物质大量积累而导致的非丝状菌性膨胀。(1)高粘性污泥膨胀:现象:废水净化效果良好,但污泥难于沉淀,污泥颗粒大量随出水流失;原因:①进水中溶解性有机物浓度高,F/M值太高;②氮、磷缺乏,或溶解氧不足;③细菌将大量有机物吸入体内,不能及时降解,分泌过量的凝胶状的多糖类物质;④这些物质中含有很多羟基而具有很高的亲水性,导致污泥中含有很高的结合水,使泥水分离困难。对策:降低负荷,调整工况,加强曝气等。&&&&&&&&&&&&(2)低粘性污泥膨胀:原因:进水中含有毒性物质,使污泥中毒,使细菌不能分泌出足够的粘性物质,从而不能有效形成絮凝体,导致泥水分离困难;对策:控制进水水质,加强上游工业废水的预处理。(2)污泥解体现象:在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体,出水透明度下降;原因:污泥解体;曝气过度;负荷下降,活性污泥自身氧化过度;对策:减少曝气;增大负荷量。(3)污泥腐化现象:活性污泥呈灰黑色、污泥发生厌氧反应,污泥中出现硫细菌,出水水质恶化;原因:1)负荷量增高;2)曝气不足;3)工业废水的流入等;对策:1)控制负荷量;2)增大曝气量;3)切断或控制工业废水的流入。(4)污泥上浮现象:污泥沉淀30?60分钟后呈层状上浮,多发生在夏季;原因:硝化作用导致在二沉池中被还原成N2,引起污泥上浮;对策:1)减少污泥在二沉池的HRT;2)减少曝气量。(5)泡沫问题主要有两种,即化学泡沫和生物①化学泡沫成因:洗涤剂或工业用表面活性物质等引起,呈乳白色控制对策:水冲消泡;消泡剂②生物泡沫成因:诺卡氏菌属的一类丝状菌引起;呈褐色;(根本原因:诺卡氏菌在较高温、富油脂类物质的环境中易于繁殖)问题:可能致病;卫生、环境;影响曝气控制对策:水冲或消泡剂无效;加氯;排泥,缩短SRT35.与活性污泥法相比,生物膜法具有以下特点:①固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性,操作稳定性好。②不会发生污泥膨胀,运转管理较方便。③由于微生物固着于固体表面,即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中,世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池,因此,生物膜中的生物相更为丰富,且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。④因高营养级的微生物存在,有机物代谢时较多的转移为能量,合成熟细胞即剩余污泥量较少。⑤采用自然通风供氧。⑥活性生物难以人为控制,因而在运行方面灵活性较差。⑦由于载体材料的比表面积小,故设备容积负荷有限,空间效率较低。36.生物膜法分类:填充式(生物滤池)、浸渍式(生物转盘、接触氧化、生物流化床)37.生物膜的形成及特点生物膜在载体上的生长过程是这样的:当有机废水或由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相表面上,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粘液状的生物膜,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。生物膜是高亲水物质,在污水不断在其表面更新的条件下,在其外侧总存在着一层附着水层。同时,膜又是微生物高度集中的物质,在膜的表面和一定深度的内部繁殖着大量的各类微生物和微型动物,并形成:有机物-细菌-原生动物(后生动物)的食物链。&&&&&&&&&&&&在填充式生物膜法设备中,常采用自然通风或强制自然通风供氧。氧透入生物膜的深度取决于它在膜中的扩散系数、固液界面处氧的浓度和膜内微生物的氧利用率。38.微生物相方面的特征:参与净化反应微生物多样化;生物的食物链长;能够存活世代时间较长的微生物;分段运行与优占种属39.处理工艺方面的特征对水质、水量变动有较强的适应性;污泥沉降性能良好,宜于固液分离;能够处理低浓度的污水40.生物滤池概述:生物滤池是以土壤自净原理为依据,在污水灌溉的实践基础上,经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。41.生物滤池构造-----池体、滤料、布水装置、排水系统滤料:要求:1)质坚,高强,耐腐蚀,抗冰冻;2)较高的比表面积;3)较大的空隙4)就地取材,便于运输42.生物滤池的分类及比较普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、曝气生物滤池43.生物滤池性能的影响因素:(1)负荷:生物滤池的负荷是反映生物滤池工作性能以及设计的关键参数,它分有机负荷与水力负荷两种。有机负荷(N)从本质上反映了生物滤池的处理能力,常以BOD5计量,单位为kgBOD5/(m3·d)。水力负荷,即单位面积或滤床容积每日处理的废水量,前者又称水力表面负荷(qf),单位为m3/(m2.d),m/d,或故又称为滤率;后者又称为水力容积负荷(qv)单位为m3/(m3·,d)。(2)处理水回流:对高负荷生物滤池与塔式生物滤池,常采用处理水回流这一措施。回流有下述优点:①不论原废水的流量如何波动,滤池都可得到连续投配的废水,因而其工作较稳定;②可以使进水保持新鲜而减少臭味;③用细菌连续接种滤池;④除去失去活性的生物膜,因而降低膜的厚度并抑制滤池蝇的孳生;⑤均衡滤池负荷,提高滤池效率;⑥当原废水缺少营养元素或含有有毒物质时,回流可补充营养物质,稀释和降低有毒有害物质的浓度,缓解其有害程度。缺点:缩短T;降低进水浓度,减缓生化反应速度,同时,使难降解的物质产生积累,在冬天降低水温。(3)供氧:生物滤池中微生物所需的氧通常是依靠自然通风提供。(4)滤床的比表面积和空隙率滤床的比表面积大,生物膜量大,净化效果好;空隙率大,通风效果好,不易阻塞,净化效果好。(5)滤床的高度滤床的上层和下层,生物膜量和微生物的种类不同。滤床的高度大,去除效果好,但去除率逐步下降。44.生物转盘净化原理:废水处于半静止状态,而微生物则在转动的盘面上;转盘40%的面&&&&&&&&&&&&积浸没在废水中,盘面低速转动;盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关,一般0.1~0.5mm。生物转盘的主要特征:①节能,即运行费用较低;②生物量多,净化率高,适应性强,出水水质较好;③生物膜上生物的食物链长,污泥产量少,为活性污泥法的1/2左右;④维护管理简单,功能稳定可靠,无灰蝇;⑤受气候影响较大,顶部需要覆盖,有时需要保暖;⑥所需的场地面积一般较大,建设投资较高。45.生物转盘的主要组成单元有:盘片、接触反应槽、转轴与驱动装置等。46.生物接触氧化法:生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺;又称为淹没式生物滤池。47.生物接触氧化法主要特点:①生物接触氧化池内的生物固体浓度(10~20g/L)高于活性污泥法和生物滤池,具有较高的容积负荷(可达3.0~6.0kgBOD5/m3.d);②不需要污泥回流,无污泥膨胀问题,运行管理简单;③对水量水质的波动有较强的适应能力;④污泥产量略低于活性污泥法。48.生物接触氧化池的构造组成:池体、填料、布水系统和曝气系统等根据曝气装置与填料的相对位置,分为两大类:①曝气装置与填料分设(分流式)②曝:气装置直接安设在填料底部(直流式)49.生物接触氧化池的计算与设计一般原则:一般采用有机负荷法进行设计;有机负荷最好通过试验确定,一般处理城市废水时可采用1.0~1.8kgBOD5/m3.d;废水在池中的水力停留时间不应小于1.0h(按填料体积计算)进水;BOD5浓度过高时,应考虑出水回流;启动调试:启动调试时须培养生物膜,其方式类似活性污泥的培养,可间歇或连续进水;注意营养平衡(C、N、P)、pH值、抑制物浓度等;应对生物膜的生长情况经常观察,并及时调整运行条件。日常运行管理:一般应控制溶解氧浓度为2.5~3.5mg/l;避免过大的冲击负荷;防止填料堵塞:1)加强前处理,降低进水中的悬浮固体浓度;2)增大曝气强度,以增强接触氧化池内的紊流;3)采取出水回流,以增加水流上升流速,以便冲刷生物膜。50.生物流化床:优点及存在的问题:1)生物固体浓度高(10~20g/L),因此容积负荷较高(7~8kgBOD5/m3.d以上),水力停留时间可大大缩短,基建费用较小;2)无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞;3)能适应不同浓度范围的废水,能适应较大的冲击负荷;4)由于容积负荷和床体高度较大,占地面积较小;5)实际生产运行的经验较少,对于床体内的流动特征尚无合适的模型描述,在进行放大设计时有一定的不确定性。51.生物流化床的工艺类型&&&&&&&&&&&&根据供氧方式、脱膜方式及床体结构等的不同,可分为两相生物流化床和三相生物流化床。52.生物流化床的构造主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等。53.厌氧生物处理过程及其特征:三阶段理论认为,厌氧消化过程分为:第一阶段:水解、发酵阶段;第二阶段:产氢、产乙酸阶段;第三阶段:产甲烷阶段。54.厌氧消化微生物:发酵细菌、产氢产乙酸细菌、产甲烷细菌55.厌氧消化影响因素:温度、pH值、氧化还原电位(绝对的厌氧环境是产甲烷菌进行正常活动的基本条件,可以用氧化还原电位表示厌氧反应器中含氧浓度。、营养(BOD:N:P=)200~400:5:1)、有机负荷、有毒物质、搅拌和混合(搅拌措施能显著地提高消化的效率,将有搅拌的传统消化器称为高效消化器)。搅拌的方法有:(1)机械搅拌器搅拌法;(2)消化液循环搅拌法;(3)沼气循环搅拌法等。沼气循环搅拌,还有利于使沼气中的CO2作为产甲烷的底物被细菌利用,提高甲烷的产量。56.厌氧消化技术发展历史过程大致可分为三个时期。(1)第一阶段,从1881年法国莫拉斯(Mouras)建造自动净化器至20世纪20年代,是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段。此阶段的特点:在处理废水的同时也处理废水所产生的污泥。(2)第二阶段,处理污泥为主,厌氧消化(3)第三阶段:先进、高效的厌氧消化反应器,处理污水57.厌氧消化池分类:(1)消化池的分类形状分:圆柱形、椭圆形和龟甲形,我国常用的是圆柱形。消化池顶结构:固定盖消化池、浮动盖消化池。运行方式的不同:传统消化池(又称低速消化池)、高速消化池。需要氧与否:厌氧消化和好氧消化(2)消化池的构造消化池由池顶、池底和池体三部分组成,常用钢筋混凝土筑造。池顶构造有固定盖和浮动盖两种。58.厌氧接触法的工艺流程和特点与普通厌氧消化法相比较,厌氧接触法具有以下特点:①消化池污泥浓度高。一般为5~10gVSS/L,耐冲击能力强。②消化池有机容积负荷较高。中温消化时,COD容积负荷一般为1~6kgCOD/(m3·d),COD去除率为70~80%;BOD5容积负荷为0.5~2.5kgBOD5/(m3·d),BOD5去除率为80~90%。③出水水质较好。出水COD、BOD5和悬浮物浓度都较低。④增设沉淀池、污泥回流系统(回流比2~3Q)和真空脱气设备,流程较复杂。⑤适合于处理悬浮物浓度、有机物浓度均高的废水,废水COD浓度一般不低于3000mg/L,悬浮物浓度可达到50000mg/L。59.厌氧接触法的主要问题:难以固液分离①消化池排出的混合液难于在沉淀中进行固液分离;②从消化池排出的污泥仍具有产甲烷活性。60.提高沉淀池中混合液的固液分离的效果,目前采用以下几种方法:&&&&&&&&&&&&①真空脱气:在消化池和沉淀池之间设真空脱气器,脱除混合液中的沼气,脱气器的真空度约为4900Pa(500mm水柱),但此法不能抑制厌氧微生物在沉淀池中继续产气;②降温:在沉淀池之前设热交换器,对混合液进行急剧冷却处置,使其温度从35℃下降到15℃,这样能够抑制污泥在沉淀过程中继续产气,有利于混合液的固液分离。③混凝:向混合液投加混凝剂。如先投加氢氧化钠,再投氯化铁。④过滤:用超过滤器代替沉淀池,以提高固液分离效果。61.UASB反应器的特征是在反应器:上部设置气、固、液三相分离器,下部为污泥悬浮层区和污泥床区,废水从反应器底部流入,向上升流至反&&&&应器顶部流出,由于混合液在沉淀区进行固液分离,污泥可自行回流到污泥床区,这使污泥床区可保持很高的污泥浓度。一个很大特点是能在反应器内实现污泥颗粒化。62.构造UASB反应器主要由下列几部分组成:(1)进水配水系统;(2)反应区;(3)三相分离器;(4)出水系统;(5)气室;(6)浮渣清除系统;(7)排泥系统63.根据不同的处理对象,UASB反应器构造主要可分为两种。(1)开敞式UASB反应器;(2)封闭式UASB反应器。64.厌氧消化过程动力学无回流的完全混合反应器;有回流的完全混合反应器65.厌氧消化中沼气产量的估算:以糖类、脂类和蛋白质等有机物经过厌氧消化能转化为甲烷和二氧化碳等气体,统称为沼气。产生沼气的数量和成份决定于被消化的有机物的化学组成。66.生物脱氮的原理:氨化:无论在好氧还是厌氧条件下,中性、碱性还是酸性环境中都能进行,只是作用的微生物不同、作用的强弱不同。活性污泥和生物膜系统内能够比较完全地完成氨化反应硝化:硝化菌为化能自养菌,广泛存活在土壤中.从CO2获取C源,从无机物的氧化中获取能量.硝化菌生存需要的环境条件:①好氧条件,并保持一定的碱度;②混合液中有机物含量不应过高,BOD5应在15—20mg/L以下;③硝化反应的适宜温度是20—30℃,15℃以下时,硝化反应速度下降,5℃时完全停止;④硝化菌在反应器内的停留时间,即生物固体平均停留时间(污泥龄)(θc)N,必须大于其最小的世代时间(θc)minN,否则将使硝化菌从系统中流失殆尽;⑤除重金属外,对硝化反应产生抑制作用的物质还有:高浓度的NH4-N、高浓度的NO-X-N、高浓度的有机基质以及络合阳离子等。反硝化:反硝化菌为异养型兼性厌氧菌在厌氧条件下,以NO3--N为电子受体,以有机碳为电子供体.反硝化菌生存需要的环境条件:①碳源;②对反硝化反应最适宜的pH值是6.5-7.5;③溶解氧应控制在0.5mg/L以下;④反硝化反应的最适宜温度是20-40℃,低于15℃反硝化反应速率降低。在冬季低温季节,可采用如下措施:提高生物固体平均停留时间;降低负荷;提高废水的水力停留时间。67.脱氮新理论:&&&&&&&&&&&&短程硝化反硝化:关键点:对于反硝化菌,NO3—N,NO2—N都可做电子受体,控制硝化反应停止在亚硝化阶段研究结果:控制较高的温度(25~35℃),较低的溶解氧和较高的pH值和极短的污泥龄条件厌氧氨氧化:基本原理:在厌氧条件下,以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体,将氨氮氧化成氮气,或者说利用氨作为电子供体,将亚硝酸盐或硝酸盐还原成氮气.亚硝酸型完全自养脱氮:基本原理:先将氨氮部分氧化成亚硝酸盐氮,控制NH4+与NO2-比例为1:1,然后通过厌氧氨氧化作为反硝化实现脱氮的目的68.生物脱氮工艺:(1)活性污泥法脱氮传统工艺(三级)、两级生物脱氮工艺活性污泥法脱氮传统工艺特点:优点:氨化、硝化、反硝化反应分别在各自的反应器内进行,各自回流污泥,反应进行速度快且彻底缺点:处理设备多,造价高,管理麻烦.两级生物脱氮工艺:BOD去除和硝化两个反应过程放在一起(2)A1/O工艺脱氮率一般在85%以下,欲提高脱氮率,必须加大内循环比(RN),导致:一是运行费用增高;二是内循环液带入大量的溶解氧,影响反硝化进程.69.生物脱氮工艺影响因素与主要参数:①水力停留时间(t);②回流比(R);③生物固体平均停留时间(活泥龄)(θc);④混合液悬浮固体浓度(MLSS);⑤负荷率氮负荷率也是影响本工艺脱氮效果的重要参数。负荷高会使其转化率不完全,影响脱氮效果。生物脱氮—有浓度界限70.生物除磷原理(厌氧放磷、好氧吸收磷)及工艺:(1)厌氧释放磷的过程厌氧条件下,分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的基质进入细胞合成聚β-羟基丁酸盐(PHB),同时释放出PO43(2)好氧吸磷过程聚磷菌在好氧或缺氧条件下,分解机体内的聚β-羟基丁酸盐和外源基质,产生质子驱动力,将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸,将过剩PO43-的聚合成细胞贮存物—多聚磷酸盐。生物除磷过程的影响因素:(1)溶解氧;(2)污泥龄;(3)温度与PH值;(4)BOD5负荷;(5)硝酸氮和亚硝酸氨Phostrip工艺:该工艺特征:(1)生物除磷和化学除磷结合,效果良好,出水含磷低于1mg/L;(2)污泥回流经过除磷池,污泥中含磷约2.1%~7.1%,较高。(3)石灰用量21~31.8mgCa(OH)2/m3污水,比较低。(4)SVI100,污泥易沉淀,浓缩,脱水,肥分高,污泥不膨胀。(5)可以根据BOD/P的比值来灵活调节回流污泥与混凝污泥量的比例;(6)流程复杂,运行管理麻烦,投加石灰乳运行费用有所提高。建设费用也高。(7)沉淀池(Ⅰ)底部可能形成缺氧状态,产生释放磷的现象。应及时排泥或回流。A2/O工艺:厌氧-好氧除磷工艺特征:&&&&&&&&&&&&(1)反应器内停留时间短,一般3h~6h;(2)曝气池内污泥浓度一般在mg/L之间;(3)BOD去除率与一般的活性污泥法相同,磷的去除率较好,处理出水一般含磷低于1.0mg/L,去除率大致76%左右。(4)沉淀污泥含磷4%左右,污泥肥效好。(5)混合液SVI≤100,易沉淀,不膨胀。71.Bardenpho工艺:优点:各项反应都反复进行二次以上,各反应单元都有其首要功能,并兼行二、三项功能。本工艺脱氮、除磷效果良好。缺点:工艺复杂,反应器单元多,运行繁琐,成本高72.A/A/O工艺:优点:①比较简单的同步脱氮除磷工艺;总水力停留时间少于其他同类工艺②厌氧(缺氧)好氧交替运行、不宜丝状菌增殖繁衍,无污泥膨胀之虑③厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌,以不提高溶解氧含量为度,运行费用低。缺点:①脱氮效果难提高,内循环流量以2Q为限,不宜提高②污泥增长受到一定的限度,除磷效果亦不易提高③对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧,应降低污泥的停留时间,防止产生厌氧状态和释放磷的现象出现,但溶解氧含量也不宜过高,以防止循环液对缺氧反应器的干扰73.污泥的来源及性质污泥的主要来源:栅渣:格栅或滤网,呈垃圾状,量少浮渣:上浮渣和气浮池,可能多含油脂等,量少沉砂池沉渣:沉砂池,比重较大的无机颗粒,量少初沉污泥:初沉池,以无机物为主,数量较大,易腐化发臭,可能含有虫卵和病变菌,是污泥处理的主要对象二沉污泥:沉池,剩余的活性污泥,有机物质,含水率高,易腐化发臭,难脱水,是污泥处理的主要对象腐殖污泥:来自生物膜法后的二沉池的污泥化学污泥:经化学处理后,除含有原废水中的悬浮物外,还含有化学药剂所产生的沉淀物,易于脱水与压实表征指标:含水率与含固率:通常:含水率85%,污泥呈流状65~85%,污泥呈塑态;小于65%,呈固态。挥发性固体:即VSS,通常用于表示污泥中的有机物的量;有机物含量越高,污泥的稳定性就越差。挥发性固体近似等于有机物含量,灰分表示无机物含量污泥的相对密度:污泥重量与同体积的水重量的比值有机物的相对密度一般等于1,无机物相对密度约为2.5~2.65。确定污泥相对密度和污泥中干固体相对密度,对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理,都有实用价值有毒有害物质:对于城市污水处理厂,污泥含有一定量的N(4%)、P(2.5%)和K(0.5%),有一定肥效;同时,污泥含有病菌、病毒、寄生虫卵等,在施用之前应进行必要的处理&&&&&&&&74.污泥的调理&&&&&&&&&&&&化学调理:(1)调理剂一、无机调理剂:适用于真空过滤和板框压滤①最有效、最便宜的是铁盐;②铝盐:Al2(SO4)2·18H2O、AlCl3、Al(OH)2·Cl、聚合氯化铝(PAC);③铁盐常和石灰联用:在pH12时,可提供Ca(OH)2絮凝体二、有机调理剂:阳粒子型聚丙烯酰胺等(2)调理剂投加量的确定(3)调理效果的影响因素①污泥性质;②调理剂的品种;③投加量;④环境条件:水温,pH值⑤调理剂的投加顺序;⑥污泥与调理剂的混合;热调理:加热破坏污泥胶体结构,降低固体和水的亲合力,同时消毒、杀菌。淘洗:使污泥中某些组分转移到液体中去。淘洗可降低碱度,降低可溶性无机组份,废水重新处理。75.影响污泥的浓缩和脱水性能的因素主要是颗粒的大小、表面电荷水合的程度以及颗粒间的相互作用调理的目的:改善脱水性能途径:①脱稳、凝聚;②改善污泥颗粒间的结构76.污泥中所含水分分类(4类)①颗粒间的空隙水,70%;②毛细水,20%;③污泥颗粒表面吸附水;④颗粒内部水(包括细胞内部水)77.污泥浓缩的方法:重力浓缩:一、间歇式污泥浓缩池:浓缩池在不同深度上都设置了上清液排除管,排除上清液,腾出容积,在投入待浓缩的污泥二、连续式污泥浓缩池:中心进泥管连续进泥,浓缩污泥通过刮泥机排除,澄清水有溢流堰流出气浮浓缩:适用于密度接近于1、疏水的污泥,或易发生膨胀的污泥离心浓缩:优点:效率高、需时短、占地少,同时工作场所卫生条件好缺点:为达到好的浓缩效果,需要加入助凝剂;同时电耗量大78.污泥脱水:真空过滤、压滤(板框、带式)、离心法79.污泥的利用与最终处置:一、农业上应用:有机肥料、通过堆肥实现二、建筑材料:制砖、制造纤维板三、污泥气利用:产生的污泥气可以用作燃料四、填埋:填埋场应符合一定的设计规范,还要经过环境影响评价五、投海:沿海地区实施、投海点选择一定要适当、不能使海区受到污染80.稳定塘分类:好氧:特点——深度浅,一般不超过0.5m,阳光能进入塘底,主要由藻类供氧,全塘处于好氧状态,好氧微生物降解有机物兼氧:特点:较深,一般在1.0m以上,塘深小于0.5m,好氧状态兼性区——介于好氧与厌氧之间;塘底——沉淀污泥,厌氧状态,厌氧发酵净化作用——好氧,兼性,厌氧微生物共同完成厌氧:特点:塘深>2.0m,整个塘基本上都是厌氧状态,有机负荷率高,净化速度低,停&&&&&&&&&&&&留时间长,一般为高浓度有机废水的前级处理工艺,后接其他处理工艺。曝气:分为好氧曝气塘和兼氧曝气塘特点:h2.0m以上,由表曝机供氧,并对塘水搅动,在曝气条件下,藻类的生长与光合作用受到抑制深度处理塘:二级处理后用,进一步降低有机物、氮磷等,靠大气复氧和藻类光合作用供氧。根据处理水出水方式分:①连续出水;②控制出水塘;③贮存塘:只进不出,靠蒸发和渗透81.净化机理主要生物:细菌、藻类、微型动物、水生植物及其他水生动物。污水的净化过程:物理、化学、生物。影响因素:温度、光照、混合、营养物质、预处理82.污水土地处理系统净化机理:物理过滤、物理吸附与物理化学吸附、化学反应与化学沉淀、微生物代谢作用主要工艺:1、慢速渗滤,2、快速渗滤,3、地表漫流,4、湿地处理系统83.废水的分类:(1)固体污染物:悬浮物、浊度;(2)需氧污染物:能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质:生化需氧量BOD:在有氧的条件下,微生物降解有机物所需的氧量;化学需氧量COD:在酸性条件下,用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量;总需氧量TOD:高温燃烧后,所消耗的氧量;总有机碳TOC:废水中的总碳量。(3)营养性污染物:N、P是植物和微生物的主要营养物质;(4)酸碱污染物:主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来,以PH来反应;(5)有毒污染物:废水中能引起生物毒性反应的化学物质;(6)油类污染物:石油类、动植物油;(7)生物污染物:致病性微生物,包括致病细菌、病虫卵和病毒;(8)感官性污染物:能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质,虽无严重危害,但能引起人们感官上的极度不快;(9)热污染:废水温度过高而引起的危害。84.污水综合排放标准(GB)污染物的分类第一类污染物:能在环境和动植物体内积蓄,对人类健康生产长远的影响。必须在车间和车间处理设施排放口出取样。第二类污染物:长远影响小于第一类,规定的取样点在排污单位的排放口,其最高允许排放浓度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向,分别执行一、二、三级标准。85.废水处理方法综述废水按处理原理的分类:物理法、化学法、物理化学法和生物化学法按处理程度的分类:一级处理:主要去除SS和漂浮物质,通过中和和均衡等预处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。二级处理:去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,主要采用生物处理法,处理水可以达标排放。三级处理:对难降解的有机物、磷、氮等营养物质进一步处理。采用混凝、过滤、离子交&&&&&&&&&&&&换、反渗透、超滤、消毒等。86.反应器的形式:间歇反应器、推流反应器、连续流反应器、任意流反应器、填料床、流化床87.水量调节线内调节:全部流量流过调节池;对废水成份和流量大幅度调节线外调节:只有超过日平均流量的那一部分才进入调节池,对废水的变化起轻微的缓冲作用。88.水质调节利用外加动力:(如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环)而进行的强制调节,它设备较简单,效果好,但运行费用高。利用差流调节:使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合,基本没有运行费,但设备结构复杂。89.筛滤的设备:格栅:分类:按大小分粗、中、细三类;按面分平面、曲面两类。尺寸计算:1.格栅的间隙数n由下式确定:Qmaxsin?n?Qmax—最大设计流量,bhvα—格栅安置的倾角,度,一般为60°~70°;h—栅前水深,m;v—过栅流速,m/s,最大设计流量时为0.8~1.0m/s,平均设计流量时为0.3m/s。b—栅条净间隙,m,粗格栅b=50~100mm,中格栅b=10~40mm,细格栅b=3~10mm。当栅条的间隙数为n时,则栅条的数目应为n-1。2.格栅的建筑宽度B由下式决定:B=S(n-1)+bn(m)3.通过格栅的水头损失h1由下式决定:2v4.栅后槽的总高度由下式决定:h1?k?sin?H=h+h1+h2,h2栅前渠道超高,一般取0.3m2g5.栅槽总长度计算公式:L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tgα6.每日栅渣量计算:筛网(分类):K总?1000装置种类:振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、微滤机等。根据具体情况选定。细筛网:给水取水口,防止鱼类进入捞毛机:纺织、制革废水转盘式微滤机:给水除藻,造纸废水纸浆回收90.中和方法酸性废水的中和方法:与碱性废水相互中和、药剂中和(分干法和湿法两种)及过滤中和(分普通中和滤池、升流式滤池和滚筒式)三种。碱性废水的中和方法:与酸性废水相互中和、药剂中和91.胶体的特性和类型(疏水和亲水)光学性质:高度的分散性和多相不均匀性特征——丁达尔效应力学性质:布郎运动—线度小于4×10-6m的粒子在分散介质中呈现不停息的、无规则的热运动状态。既是不能自由沉淀原因,也是可能碰撞结成较大粒子沉淀的原因表面性能:比表面积大,强烈的吸附能力和水化作用&&&&W?Q&&&&max&&&&&&&&W1?86400&&&&&&&&&&&&动电现象:在外加电位差的作用下而引起的胶体溶液系统内固相与液相间产生的相对位移;电泳—胶体微粒带电;电渗—在多孔塞或毛细管中的水带有正电荷;胶体微粒可能带负电也可能带正电,产生排斥力,不能聚合的原因。天然水中胶体多带负电92.胶体的结构:双电层结构(电位离子层和反离子层):粒子的中心是胶核,它由数百乃至数千个分散相固体物质分子组成。胶核表面分子电离而带有电荷。静电吸引力的作用,势必吸引了溶液中的异号离子(反离子)到微粒周围—反离子层。93.胶体的混凝机理压缩双电层:电解质加入-与反离子同电荷离子↑-压缩双电层-ξ电位↓-凝聚,港湾处沉积现象;吸附电中和:异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚;吸附架桥:指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下,通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连;沉淀物网捕:水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时作为晶核或下降过程中吸附物质所网捕,小胶粒与大矾花发生接触凝聚。94.混凝剂与助凝剂凝聚—胶体被压缩双电层而脱稳的过程;絮凝—胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大颗粒絮体的过程;混凝—包括凝聚与絮凝两种过程95.混凝剂的分类无机:硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁、高分子混凝剂有机:聚丙烯酰胺、苛性淀粉、水溶性脲树脂、多乙胺助凝剂:pH调整剂:废水pH不符合工艺要求,或投加混凝剂后pH值变化较大,需投加pH调整剂;石灰、硫酸、氢氧化钠絮体结构改良剂:当生成絮体小、松散且易碎时,可投加絮体结构改良剂以改善絮体的结构,增加粒径、密度、强度。如活性硅酸、粘土等氧化剂:当废水中有机物含量高时,易起泡沫,使絮体不易沉降。此时可投加氯气、次氯酸钠、臭氧等氧化剂来破坏有机物,以提高混凝效果。96.影响混凝的因素废水水质:浊度、pH、水温和共存杂质;混凝剂:种类、投加量、投加顺序水力条件:混合和反应阶段,搅拌强度、搅拌时间97.混凝设备混凝工艺流程的组成:药剂投加(湿法和干法:多用湿法)、混合、反应及沉淀分离98.沉淀的分类:自由沉淀(沉砂池中发生)、絮凝沉淀(一次沉淀池)、成层沉淀(二次沉淀池)、压缩沉淀(污泥浓缩池)99.沉淀与上浮是利用水中悬浮颗粒与水的比重差进行分离的基本方法。100.自由沉淀:Stokes公式:对于层流,Re1时g(?)&&&&u?&&&&s&&&&&&&&&&&&&&&&24&&&&&&&&Re&&&&&&&&?&&&&&&&&u?d&&&&&&&&18?&&&&&&&&d&&&&&&&&2&&&&&&&&Re101.理想沉淀池&&&&&&&&?&&&&&&&&&&&&颗粒在理想沉淀池的沉淀效率与表面负荷有关,而与其它因素(如水深、池长、水平流速、沉淀时间)无关102.沉淀池的分类按使用功能分:初次沉淀池;二次沉淀池;按水流方向分:平流式、竖流式、辐流式103.隔油池油在水中的存在状态:浮油、分散油、乳化油和溶解油隔油池的种类:平流式隔油池、斜板式隔油池104.气浮池气浮分离的必要条件:向水中提供足够量的微细气泡,尺寸15-30μm;使目的物呈悬浮态或具有疏水性,附着气泡上升加压溶气气浮的三种类型:全部进水溶气、部分进水溶气、部分处理水溶气悬浮物与气泡的附着(界面张力和湿润接触角,界面能W=σS)①当颗粒完全被水湿润时,θ→0,cosθ→1,△W→0,颗粒与气泡不能粘附,不能用气浮处理;②0°θ90°0△WσLG气浮效果不够好;③90°θ180°,△WσLG气浮效果较好,易气浮④θ→180°,△W=2σLG,最易气浮。105.快滤池的构造:排水槽、滤料层、垫料层和配水系统106.滤料有效粒径d10:有效粒径—通过10%滤料质量的筛孔直径,d10—表示小颗粒的直径,起主要过滤作用。d80:表示通过80%滤料质量的筛孔直径,即滤料中粗颗粒的代表粒径。不均匀系数K80=d80/d10:反应滤料颗粒大小的差别程度。滤层的含污能力和过滤效果取决于粒径和滤层厚度两因素—L/de,值越大,去除率越高。排列:滤料沿水流方向由粗到细。107.配水系统作用:均匀收集滤后水,均匀分配反冲洗水如何保证配水系统反冲洗水的均匀(滤池反冲洗水水头损失分析,大阻力配水系统和小阻力配水系统)①尽可能增大配水系统中布水孔眼的阻力,即减小孔眼尺寸,使s2s1+s3+s4,使分子分母值接近(比值大于0.95)——大阻力配水系统—形式:“丰”字型大阻力配水系统②尽可能减小s1的数值,使水从进口流到末端的水头损失可以忽略不计,s1s2+s3+s4,,也可使qA≈qB——小阻力配水系统。形式:进水空间+滤砖滤头108.过滤机理迁移过程:筛滤—比滤层孔隙大的颗粒被机械筛分,截留滤料表面拦截—随流线流动的小颗粒,在流线汇聚处与滤料表面接触。惯性—惯性冲击脱离流线碰撞到滤料表面沉淀—滤层中每个小孔隙起着浅层沉淀池的作用。布朗运动—微小颗粒,扩散到滤料表面水力作用—不均匀流场,颗粒受到不平衡力的作用附着过程:&&&&&&&&&&&&接触凝聚—投加凝聚剂,未形成絮体时过滤,接触凝聚静电引力—悬浮颗粒与滤料颗粒带异电,相互吸引吸附—悬浮颗粒有很强的吸附趋势,也可能通过架桥实现分子引力—在颗粒附着时起重要作用脱落过程:反冲洗时,截留颗粒从滤料层中冲刷脱落109。过滤效率的影响因素滤料的影响:粒度、形状、孔隙率、厚度、表面性质悬浮物的影响:粒度、形状、密度、浓度、温度、表面性质110.滤池反冲洗:膨胀率、反冲洗强度、反冲洗时间、反冲洗水头、反冲洗水的供应和排除、空气冲洗、表面冲洗111.常见故障与对策:1.气阻;2.结泥球;3.跑砂;4.水生物繁殖112.氧化还原原理:氧化还原电位,E0↑,氧化能力↑113.化学氧化法常用氧化剂:氧、氯、臭氧、高锰酸钾、二氧化氯各种氧化方法应用举例:一氧化剂处理对象:CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等离子种类:氧、氯、臭氧、高锰酸钾、二氧化氯二、空气氧化过程:把空气鼓入废水中,利用空气中氧气氧化废水中的污染物三、湿式氧化定义:在较高的温度和压力下,用空气中的氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性无机物的方法四、臭氧氧化臭氧的性质:氧的同素异构体,常温常压下是一种具有鱼腥味的淡紫色气体。沸点-112.5℃;密度2.144kg/m3。不稳定性—在常温下自行分解为氧气放热五、氯氧化常用:液氯、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯114.化学还原法常用还原剂:某些电极电位较低的金属,铁屑、锌粉应用举例:应用一:还原除铬-把Cr6+还原成毒性较低的Cr3+应用二:还原法除汞115.吸附基本理论引起吸附的原因:溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力、溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力吸附类型:物理吸附、化学吸附和离子交换吸附吸附等温式:Langmuir等温式、B.E.T.等温式、Freundlich等温式116.影响吸附的因素:吸附剂结构:比表面积、孔结构、表面化学性质吸附质的性质:溶解度、极性、分子量、溶质浓度操作条件:温度、PH、接触时间吸附动力学:膜扩散、内扩散、吸附117.吸附剂及其再生:加热再生、药剂再生、化学氧化再生、湿式氧化再生、生物再生&&&&&&&&&&&&118.吸附工艺:间歇、固定床、移动床、流化床119.离子交换树脂:组成:单体(能聚合成高分子化合物的低分子有机物,是离子交换树脂的主要成分,所以也称为母体。、交联剂(能在线性结构分子缩聚时起架桥作用,而使分子中基团相互键)合成不溶的网状体结构的物质。常用的交联剂是二乙烯苯)、交换基团(连接在单体上的具有活性离子(可交换离子)的基团。)分类:阳离子、阴离子,凝胶型和大孔型性能:选择性、交换容量120.离子交换基本原理离子交换过程(5步):速度控制步骤(1)边界水膜内的扩散—溶液中离子(2)交联网孔内的扩散—溶液中离子(3)离子交换反应(4)交联网孔内的扩散---交换下的离子(5)边界水膜内的扩散---交换下的离子①和⑤称为液膜扩散步骤;②和④称为树脂颗粒内扩散③交换反应步骤交换速率比扩散要快得多,因此扩散过程控制交换速度。影响离子交换速度的因素:(1)树脂交联度越大,网孔越小,孔隙度越小,则内扩散越慢。(2)树脂颗粒越小,内扩散距离缩短和液膜扩散的表面积增大,使扩散速度越快。(3)溶液离子浓度:浓度越大,扩散速度越快。(4)提高水温,有利扩散(5)搅拌或流速提高,液膜变薄,速度加快(6)被交换离子的电荷数或水合离子半径越大,内孔扩散速度越慢。试验证明:阳离子每增加一个电荷,其扩散速度就减慢到约为原来的1/10121.离子交换工艺离子交换系统及其应用1.钠离子交换软化:(1)交换过程;(2)水质变化;(3)再生过程2.强酸性H离子交换脱碱软化系统;3.强酸性H-Na离子交换脱碱软化系统;4.水的离子交换除盐5废水处理中应用:含铬废水处理;电镀漂洗水处理122.离子交换设备:固定床、移动床和流动床123.膜分离法概念:利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称,溶剂透过膜的过程称为渗透,溶质透过膜的过程称为渗析。常用膜分离方法:电渗析、反渗透、超滤。作用机理:膜孔径的大小为模型来解释,实质上,它与膜的传质过程的物理化学条件,以及膜与分离物之间的作用有关。膜分离的特征:①膜分离过程不发生相变,因此能量转化高.②膜分离过程在常温下进行,特别适用于对热敏性物料,如对果汁、酶、药物等的分离、分级和浓缩;③装置简单,操作容易,以控制、维修,且分离效率高&&&&&&&&&&&&几种主要膜分离法的特点&&&&方法电渗析推动力电位差压力差2-10Mpa压力差0.1-1.0MPa筛率及表面作用传递机理电解质离子选择性透过反渗透溶剂的扩散透过物及大小溶解性无机物0.μm水、溶剂0.μm水、盐低分子有机物0.0004-10μm低分子物质、离渗析浓度差溶质扩散子0.μm液膜化学反应和浓度差反应促进和扩散杂质(电解质离子)溶剂,分子量1000溶剂(非电解质)非对称膜,离子交换膜截留物非电解质大分子物溶质、盐(SS、非对称膜或复大分子、离子)胶体大分子不溶解的有机物合膜膜类型离子交换膜&&&&&&&&超滤&&&&&&&&非对称膜&&&&&&&&液膜&&&&&&&&124.电渗析的原理与过程:阴膜只让阴离子穿过;阳膜只让阳离子穿过,电极两侧会发生氧化还原反应125.离子交换膜分类:(1)按膜体结构分类:异相膜、均相膜、半均相膜(2)按活性基团分类:阳离子交换膜、阴离子交换膜、特种膜(3)按材料性质分:有机离子交换膜、无机离子交换膜性能:选择透过性与膜电位(膜对离子选择透过性的优劣,离子在膜中的迁移数和膜的选择透过度来表示)离子交换膜的选择性通过机理:双电层理论、Donnan膜平衡理论电渗析器的构造:1主要部件:离子交换膜、隔板、电极、夹紧装置2电渗析器组装:膜对、膜堆、级、段、台、系列3附属设备:整流器、水质检测、水量计量、升压升泵、预处理装置、进出水管路、酸洗设施等操作控制:1电能消耗;2电流密度控制:(1)浓差极化:电流密度过大所致;(2)极限电流密度在临界极化状态下,离子在膜中的迁移量等于离子在溶液中的电迁移量与浓差扩散迁移量之和;3流速与压力确定浓差极化:离子在膜中的迁移数大于溶液中的迁移数,膜两侧产生浓度梯度,电流强度越大,浓度梯度越大。电流提高到相当程度,c’值趋于零,淡水侧的边界层中就会发生水分子电离,这种情况称为浓差极化,此时的电流密度称为极限电流密度。126.反渗透概念:在溶液一侧施加大与渗透压的压力,则溶液中的水就会透过半透膜,流向淡水一侧,使溶液浓度增加,这种作用称为反渗透必备条件:高选择性和高透水性的半透膜;操作压力必须高于溶液的渗透压反渗透膜:一些特性:方向性、选择透过性、压密效应、膜的水解作用和生物分解作用反渗透装置及工艺:1.板框式装置:类似压滤机;2.管式装置;3.螺旋式装置;4.中空纤维&&&&&&&&&&&&装置。1作为一种分离、浓缩和提纯方法:常见流程有一级、一级多段、多级、循环2工艺常数:(1)净化水质与回收率、(2)工作压力、(3)膜的透盐量浓差极化:水不断透过膜,引起膜表面附近的溶液浓度升高,从而在膜的高压一侧溶液中,从膜表面到主体溶液之间形成一个浓度梯度,引起溶质从浓的部分向淡的部分扩散的现象膜污染及清洗:污染原因:①原水中的亲水性悬浮物,在水透过时,被膜吸附;--浮游悬浮质和有机胶体;②原水中本来处于非饱和状态的溶质,在水透过膜后浓度提高变成过饱和状态,在膜上析出;—碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐类。③浓差极化使溶质在膜上析出清洗方法:物理清洗:淡水冲洗膜表面,原水代替淡水,空气淡水混合化学冲洗:采用化学冲洗剂,出厂说明书中有详细配方。127.超滤原理:超滤过程的本质是一种筛滤过程,膜表面的空隙大小是主要的控制因素,溶质能否被膜孔截留取决于溶质粒子的大小、形状、柔韧性以及操作条件等,而与膜的化学性质关系不大。超滤与反渗透的区别:超滤与反渗透类似,依靠压力和膜进行工作原理上:反渗透法是一种借助压力促使水分子反向渗透以浓缩溶液或废水的方法。超滤与反渗透相似,但超滤的微孔孔径比反渗透膜大。超滤的过程不是单纯的机械截留、物理筛分,而是存在以下三种作用:①膜表面孔径筛分作用②膜孔阻塞阻滞作用③膜表面积膜孔对杂质的吸附作用,一般认为是筛分作用。超滤膜的通量高,具有能耗低的特点。设备运行方面:(1)反渗透膜孔径2-3nm以下,操作压力2-7MPa,主要分离对象1nm以下的无机离子及小分子。(2)超滤膜5nm-100nm,操作压力0.1-1.0MPa,主要分离对象为分子量300-300000的大分子及细菌、病毒、胶体等微粒。128.气浮原理及气固比的意义,设计部分加压溶气气浮工艺流程图,台湾某厂及沈阳袜厂废水水质完全相似,能否采用相同参数,为什么?答:气浮原理:利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附废水中的污染物,使其视密度小于水,而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。气固比G/S的意义是空气析出量G与原水中悬浮固体量S的比值,对气浮的影响很大。台湾某厂及沈阳袜厂废水水质完全相似,也不能采用相同的参数。这是因为气固比的值不仅与废水的水质有关,还与废水的水量、加压溶气的水量、溶气罐的结构、压力等有关。针对不同的废水,气浮特性不同,合适的气固比G/S值应由实验确定。129.化学混凝处理的对象主要是水中的什么杂质?城市污水处理是否可用化学混凝法,为什么?答:化学混凝的处理对象主要是水中的胶体和细小悬浮物。因为混凝就是在废水中加预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性,使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成可分离的絮凝体,再分离去除。城市污水处理过程可采用化学混凝法。因为只要是粒度在1nm-100um之间的悬浮液和胶体溶液就可以采用混凝处理。粒度在0.1-1nm之间的真溶液不能采用化学混凝处理。城市污水中含有胶体物质和细小悬浮物,因此可以用化学混凝。130.平流式沉淀池(推流式)、水质调节池(完全混合式)、水质水量调节池(完全混合式)、混凝反应池(完全混合式)、普通快滤池(完全混合式)、固定床吸附柱(推流式)&&&&&&&&&&&&&&&&

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