环境工程水污染技术控制基础知识

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• 水污染防治技术
  • 物理化学处理法
    • 去除水中较大悬浮物的去除
      • 离心:离心机、旋流分流器
        • 压力式旋流分流器：沿切线方向进入水力旋流器的水流沿器壁向下旋转运动，产生涡流，较大的颗粒甩向器壁，并因重力向下滑动，较小的颗粒较小的颗粒向下后因为二次涡流运动至顶部，然后由清水管排出
        • 重力式水力旋流器：废水沿切线方向进入池内，造成旋流，与压力式水力旋流器相比，这种旋流器直径要大得多，离心力作用弱，分离效果主要由重力决定
        • 离心机：分为高中低速离心机，中低速多用于污泥脱水和浓缩，高速常用于水中乳化油的分离
      • 筛滤截留：格栅、筛网、微滤机
        • 格栅：由一组金属栅条制成，截留效果取决于栅条之间的缝隙宽度和水的性质，清理栅渣的方式有机械清渣和人工清渣
        • 筛网：主要应用于稍小的杂物，可以选用不同孔径的筛网，小于0.1mm孔径的筛网也可以用作最终处理的工具
        • 微滤机：一种截留细小悬浮物的筛网过滤器，占地面积小，过滤能力大，操作方便，可去除藻类或者浮游生物，也可以用于最终处理
      • 重力沉降：沉砂池
        • 平流沉砂池:最常用，结构简单、工作稳定，效果好。水流部分是一个加深的明渠，两侧设有闸板以及控制水流，池底设有1~2个贮砂池
        • 曝气沉砂池：是一个圆形池，污水由中心管进入池后自下向上流动，沙粒借重力沉入池底
        • 竖流沉砂池：是一个长方形渠道，一侧通入空气使水流螺旋状向前流动，使有机沙粒处于悬浮状，并使沙粒相互摩擦，去除 沙粒表面有机物去除COD，同时启到预曝气作用
    • 水中悬浮物以及胶体物质的去除
      • 沉淀
        • 沉淀基础理论
          • 自由沉降：颗粒呈离散状，只受到重力和推力作用，二者平衡时，将以等速下沉。为沉砂池以及初沉池的初期沉降。
          • 絮凝沉降：沉降过程中颗粒互相黏结，尺寸质量和沉速愈加增大，多出现于混凝沉淀池和初沉池后期以及二沉池初期以及中期。
          • 拥挤沉降：颗粒在水中浓度较大，下沉过程中彼此干扰，但是相对位置不变，整体成层下降，从而清水以及浑水将形成清晰界面。通常出现于高浊度水沉降和二沉池后期。
          • 压缩沉降：颗粒在水中浓度很高时，上层颗粒因重力作用在下层颗粒上，将下层颗粒的水压出界面，使颗粒压缩。这种沉淀往往发生在污泥浓缩池或沉淀池底部的污泥斗中。
        • 理想沉淀池
          • 沉淀池中各个断面皆为平均水速，水体颗粒分布均匀，悬浮物落在底部之后不再浮起
        • 普通沉淀池
          • 平流沉淀池：是最早和最常见的沉淀池模式，尤其是较大流量的水处理厂内。整体呈长方形，水流缓慢平稳流过，悬浮物逐渐沉底。上清液从出水堰流出。底部坡度为0.01~0.02，下部设污泥斗及刮泥机，从单独排泥管排泥。
          • 竖流沉淀池：平面形状一般为圆形或者长方形，水流由中心管下方入池，通过反射板向上流动，水中颗粒在重力作用下沉降到污泥斗。清水由清水堰流出，污泥沉降在污泥斗中。
          • 辐流沉淀池：直径较大，池深较浅，适合于大型污水厂。在中心进水式，水由中心管管壁的小孔流出，向周围辐射流动。水断面逐渐增大，水速逐渐减小。污泥颗粒呈曲线下降进入污泥斗。多采用机械清泥的方式，刮泥机每小时2~4周。
          • 斜管沉淀池
            • 浅池沉降：在保持沉降速度不变的情况下，池深越浅，沉降效率越高。将深度横向转变为长度。
            • 构造：根据水流和污泥流方向，分为同向流和异相流以及侧向流。其中以异相流使用最广，为水向上，泥向下，倾角60。斜管通常长1~1.2m，垂直距离80~120mm为宜。沉淀效果好，效率高，但是因为池深太浅容易返泥，同时斜管上容易生长藻类或杂物。
          • 浓悬浮液沉淀池：用于高浊度污水的处理或者二沉池后期以及污泥浓缩池后期，构造与一般沉淀池相同，但是运行上需要连续排泥。
      • 混凝
        • 混凝机理
          • 包括混凝和絮凝两个部分，混凝实质使胶体脱稳形成微絮粒。絮凝是指微絮粒通过吸附、卷带和架桥作用形成絮凝体。
            • 压缩双电层：水中与胶粒上的反离子和胶粒吸附的反粒子发生交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数减少，使扩散层的厚度减小。
            • 吸附电中和：胶粒表面对于异号离子有强烈吸附作用，中和了部分或者全部电荷，减小了静电斥力，因而易于颗粒相互吸附。
            • 吸附架桥：如果投加的化学药剂能够吸附链状高分子，或者两个同号胶粒吸附在同一粒子上，胶粒就能联结聚团成絮体。
            • 网捕作用：投加金属药剂后，金属离子与水中胶粒结合形成晶体沉淀物，或者在晶体析出过程中网捕水中胶粒形成沉降。
        • 混凝药剂
          • 混凝剂
            • 铝盐铁盐
            • 有机高分子
          • 助凝剂
      • 澄清
        • 完成混合、反应、絮凝三个阶段
          • 机械加速澄清池：通过机械搅拌完成混合，泥渣循环以及混凝过程。效率高，效果好对于水量变化适应性强。
          • 水力循环澄清池：无需机械搅拌，操作简单运行方便。锥底角度大，排泥方便。反应时间短，运行不稳定，不适合大水量。
          • 悬浮澄清池：通过原水与矾花悬浮层接触，发生接触絮凝的过程，使水中的悬浮物得到去除。
          • 脉冲澄清池：进水通过配水井和脉冲装置控制下间歇进水，脉冲作用使悬浮层稳定，加强了离子之间的碰撞，改善了絮凝效果。
      • 过滤
        • 过滤机理
          • 阻力截留：原水自上而下经过滤层，粒径较大的颗粒首先被截留在滤料的缝隙中，从而缝隙越来越小，截污能力越来越强，然后逐渐形成一层滤膜，并起到主要过滤作用。
          • 重力沉降：原水通过滤料层时，巨大的表面提供了有效的沉降面积，从而相当于无数个微小的沉淀池，悬浮物在此沉降。
          • 接触絮凝：滤料层有巨大的表面积，具有物理吸附的作用。此外，砂砾在水中呈负电荷，可以吸附正电荷的金属离子从而形成胶体，完成絮凝作用。
        • 普通快滤池结构
          • 滤料和垫层
          • 过滤时的水头损失
          • 过滤速度，池表面积
          • 反冲洗
          • 配水系统
        • 虹吸滤池：通过虹吸作用完成进水和排水，是快滤池的一种形式，可以利用滤池本身进行反冲洗。运行成本低，但是池深较大，不适合大型水厂。
        • 重力式无阀滤池：通过虹吸作用吸水，运行全自动，滤池总高较高，出水要用一部分澄清液反冲洗 。
        • 压力滤池:滤池是密闭钢制容器，在压力下工作，进水用泵直接打入，滤水后压高，可直接送到用水装置或水塔中。
      • 气浮
        • 气浮理论基础
          • 利用高密度微小气泡带走黏附在水中的细小物质。
          • 添加浮选药剂可将亲水性物质转换成疏水性物质，疏水性和二者接触角有关，角度越大疏水性越高。
        • 气浮设备
          • 加压溶气气浮：使空气加压条件下溶解于水，然后通过降压到常压的方式将水中空气以微小气泡的形式释放出来，带走小型颗粒物。
          • 叶轮气浮：叶轮高速在盖板下旋转形成负压，从空气管吸入空气，进入水中的空气随着循环水流充分搅拌，形成细小的气泡随挡板上升，完成气浮。
          • 曝气气浮：将压缩空气直接打入气浮池底部的扩散板或微孔管、穿孔管中使之形成细小的气泡用作气浮。
          • 射流气浮:将水从喷嘴中高速射出，连同空气一同卷入射流器喉管和扩散器，使空气与水充分结合并减压使之形成细小气泡在气浮池内进行气浮。
    • 水中溶解物质的去除
      • 水的软化和除盐
        • 加热软化：利用高温将碳酸盐转化成溶解度更小的物质生成沉淀。
        • 药剂软化：借助化学药剂将钙、镁等盐类转化成沉淀。
        • 离子交换：利用离子交换剂置换出水中的钙、镁离子。
      • 离子交换法
        • 离子交换剂
          • 离子交换树脂
          • 磺化煤
        • 离子交换树脂性质
          • 有效PH范围：强酸强碱交换树脂交换能力基本与PH无关，弱酸性交换树脂在碱性环境下交换能力较强，反之亦然。
          • 交换容量：定量描述离子交换能力的大小。
          • 交联度：交联度高，密度较大，孔隙率较低，扩散速率较低，对较大半径的离子交换能力小，比较稳定，不易破裂。水处理中使用的交换树脂交换率为7%~10%。
          • 交换势：交换反应是1可逆反应，交换反应的平衡常数大小表明了交换势的大小。
        • 离子交换基本工艺
          • 交换
          • 反洗
          • 再生
          • 清洗
      • 吸附法
        • 吸附类型
          • 物理吸附
          • 化学吸附
        • 吸附剂
          • 常用活性炭，磺化煤，沸石，木炭等。
      • 膜分离法
        • 电渗析
          • 原理：在直流电场的作用下，利用离子交换膜对水中阴阳离子的选择透过性，使溶质分离。
          • 应用：处理效果与含盐度成正比，不适合处理浓度较高的废水。主要用于苦咸水除盐。
        • 反渗透
          • 原理：利用一种将盐水和淡水分开且只允许水通过的半透膜，淡水通过半透膜进入盐水部分，二者高度差为盐水的渗透压。给盐水部分施压，当压力大于渗透压时候，盐水部分的水会流向淡水部分，则为反渗透现象，
          • 设备：常用有管式，螺旋式，空心纤维与板式。
        • 超滤
          • 原理：与反渗透相似，依靠压力和膜进行工作，膜孔较大。
          • 用途：一般用来分离分子质量超过500的物质。
    • 水中有害微生物的去除
      • 氯消毒
        • 与水或者与水中的某些物质作用，生成以HOCl为主的杀毒物质。
        • 总氯量减去需氯量为余氯量，余氯可以完成水处理的持续杀毒，余氯量应该符合国家标准。
      • 臭氧消毒
        • 优势：杀菌效率高，可以深入细胞内部完成杀菌，不受水中氨氮和PH的影响，可以完全去除水中的酚类物质和一些金属离子。
        • 缺点：建设投资大，耗电量高，臭氧在水中不稳定，容易分解，无法进行持续的消毒，需要边生产边使用，无法储存。
      • 其他消毒
        • 物理消毒
          • 加热消毒：只适合小水量，耗费燃料。
          • 紫外线消毒：消毒效率高，，不影响水中成分，易于操作管理。但是处理深度较浅，无持续杀菌能力，耗电大，水中悬浮物会影响杀菌质量。
        • 化学消毒
          • 重金属杀毒：凝固微生物的蛋白质进行杀毒。
          • 其他方式：利用卤素原子，都有杀毒效果，但是成本较高。
    • 其他物理化学处理方法
      • 中和法
        • 酸碱废水中和
        • 药剂中和法
        • 过滤中和
      • 氧化还原法
        • 化学氧化法
          • 空气氧化法
          • 氯氧化法
          • 臭氧氧化法
          • 光氧化法
        • 化学还原法
          • 硫酸亚铁—石灰法除铬
          • 化学还原法除汞
          • 化学还原法脱氯
      • 化学沉淀法
        • 氢氧化物沉淀法
        • 硫化物沉淀法
        • 钡盐沉淀法
      • 电化学法
        • 电化学氧化：通过阳极氧化反应或者生成的某种反应物破坏污染物。主要用于处理水中的氰，酚及各种有机物。
        • 电化学还原：相当于还原剂，使水中重金属还原并沉淀于阴极。
        • 电化学凝聚：由于铁或者铝制金属极易溶解，经水解聚合反应形成活性聚凝体，产生吸附性。
        • 电化学气浮：经电解，废水中析出气体，使细小悬浮物产生气浮作用。
      • 溶剂萃取法
        • 基本原理：将与水不相溶且密度小于水的特定有机溶剂与水接触，使原本水中的某组分从水中转移到溶剂中。
        • 影响因素
          • 两相接触比
          • 萃取剂浓度
          • 水相PH值
        • 萃取剂的选择
          • 无毒，稳定性好，不溶于水，密度小于水，闪点高，易溶于有机溶剂
          • 有较大的分配系数
          • 价格适中，易于购买
      • 吹脱：让废水与空气充分接触，使水中易挥发物通过气液面向空气扩散的工程。
      • 汽提：利用蒸馏作用使水中的挥发性污染物会发，从而达到分离目的。
      • 蒸发：在低于水沸点的情况下汽化，往往可以作为浓缩富集的环节
      • 结晶：某种含盐类废水经过蒸发浓缩达到过饱和状态，使沿在溶液中结晶析出的过程，也是溶解的逆过程。
  • 生物化学处理法
    • 好氧悬浮系统处理技术
      • 活性污泥法
        • 基本原理：向水中不断注入空气，维持水中足够的溶解氧，则污水中将会产生由微生物构成的细小絮体，这种絮体易于沉淀，可以让污水澄清，称之为活性污泥。
        • 影响因素
          • 溶解氧：氧气是微生物生存的必要条件，供氧不足会妨碍微生物的代谢，会造成丝状菌等耐低溶解氧量的微生物大量滋长。混合液溶解氧浓度2mg/l左右为宜。
          • 营养物：微生物生长必须一定量营养物，直接影响污泥的增长，有机物的分解耗氧量和沉降性能。一般活性污泥法BOD5负荷率在0.3kg（kg·d）左右，高负荷活性污泥法在2kg（kg·d）。一般对氮，磷比值：BOD:N:P=100:5:1.
          • 其他：温度，物质的毒性等。
        • 评价指标
          • 混合液悬浮固体（MLSS：曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮物固体数量。）
          • 混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：混合液悬浮固体中有机物的数量。MLVSS:MLSS一般恒定在0.65~0.85左右。城市生活污水下，此比值约为0.75。
          • 污泥沉降比（SV%）：指曝气池混合液在1L量筒静置30分钟后，沉淀污泥占混合液的百分比。
          • 污泥指数（SVI）：指曝气池出口处混合液经30min后，1克干污泥所占的容积。
          • 污泥龄：至曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放剩余污泥量的比值。
        • 生物过程动力
          • 完全混合式
          • 推流式
        • 曝气方式方法
          • 曝气机理：将空气中的氧混入废水，保证溶氧的同时使废水中的活性污泥呈悬浮状态。
          • 曝气方法
            • 鼓风曝气
            • 机械曝气
            • 鼓风与机械并用曝气
          • 曝气池类型
            • 推流式曝气
            • 完全混合式曝气
            • 循环混合式曝气
        • 运维管理
          • 普通活性污泥法
            • 结构：池体为长方形，推流式，污水的吸附和氧化在一个曝气池内完成，进口处有机污泥浓度高，逐渐减小。
            • 优点：有机物去除率高，，适用于处理程度要求高且进水稳定的废水，
            • 缺点：不能适应冲击负荷。耗氧量前大后小，如果保证前部分充足，则后端则会过剩，造成浪费。由于曝气时间长，所以基建费用和占地面积大。
          • 阶段曝气法
            • 进水：污水沿池长分段多点进入，使有机物负荷更加均匀。，所以对氧气的需求也更加均匀。
            • 特点：为了克服普通活性污泥发第二个缺点而发展，微生物在有机物分布均匀的情况下可以较好发挥分解能力。并且出流污泥浓度更低，利于二沉池运行。
            • 应用：适用于大型曝气池疾高浓度有机废水的处理。
          • 完全混合法
            • 特点：进入曝气池的污水立刻与池内原有的混合液完全混合，得到稀释，所以能够较好应对冲击负荷。也因此，池内的有机物和生物群落十分均匀，便于将其完全控制在良好的工作条件下。
            • 加速曝气法
              • 特点与优点：利用对数增长阶段的微生物处理。此阶段微生物活性强，分解有机物快，提高了曝气池的处理能力。
              • 缺点：微生物活力强的同时凝聚性差，处理效果不如普通活性污泥法。
            • 延时曝气法
              • 特点与优点：管理方便，处理效果稳定。微生物在内源代谢阶段，去除污染物的同时氧化了合成的细胞物质，基本没有污泥外排，省去了污泥处理的设施。
              • 优点：管理方便，处理效果稳定。
              • 缺点：池容大，曝气时间长，基建费和动力费较高。
          • 生物吸附法
            • 特点：污水和活性污泥接触0.5~1h，使污泥吸附大部分有机物后，在二沉池中进行分离，分离出来的回流污泥在在生吃内曝气2~3h，进行生物代谢，恢复活性后再回到吸附池。
            • 优点：需要的总容积比普通活性污泥发小很多，而且空气量不增加，可以大大降低建筑费用。
            • 缺点：处理效果稍差，不适于含溶解性有机物多的废水。
        • 设计基础
          • 曝气池容积参数
            • 污泥龄
            • 有机负荷
          • 曝气系统
            • 扩散器的选择和布置
            • 空气管的布置和管径的确定
            • 鼓风机和气压机的规格和台数
          • 二次沉淀池
            • 泥水分离
            • 污泥浓缩
      • 氧化塘
        • 好氧氧化塘
          • 特点：塘深一般在0.3~0.5m，阳光能直透塘底，存在藻类-细菌-原生动物的共生系统。
          • 影响因素
            • 有机负荷
            • 混合程度
            • PH
            • 营养物
            • 阳光
            • 温度
        • 兼性塘
          • 特点：水深一般为1.5~2.5m，塘内好氧反应与厌氧反应并行，上层为好氧层，与好氧塘相同，下层为厌氧层·。阳光不能透到塘底，由厌氧菌主导发酵反应。
          • 功能：进行硝化反应，除氮除COD和难降解的有机物，是运用最广泛的氧化塘。
        • 曝气氧化塘
          • 特点：主要依靠塘面的人工曝气设备供氧，使微生物呈悬浮状态，机理与活性污泥法类似，但是并不回流。
          • 好氧曝气氧化塘：曝气强度大，塘水全部保持好氧条件，微生物处于悬浮状态。
          • 兼性曝气塘：曝气混合只存在于上部，池底呈厌氧状态，完成污泥的发酵，水力停留一般3~8天。
        • 水生生物氧化塘
          • 养鱼氧化塘
            • 特点：具有鱼类良好的生存条件，水中溶解氧充足。形成一条藻类-浮游动物-鱼类这一生物链，污水被净化的同时鱼类也能得以生长。
            • 结构：采用多级串联的形式：前两级培养藻类，净化水中的BOD，第三级用前两级的藻类培养水生动物，第四级为养鱼塘。若是接纳一级处理水，一般深度为1~1.5米，接纳二级处理水深度为1.5~3m。
          • 水生植物氧化塘
            • 特点：利用水生植物来提高氧化塘的净化效率。
            • 结构：塘内一般水深为0.2~1m，污水停留时间一般1~3天。
    • 好氧附着系统处理技术
      • 生物膜法
        • 生物膜构造：污水与滤料等载体长期接触，在载体表面会逐渐形成生物膜，生物膜主要由细菌的菌胶团和大量真菌菌丝组成。生物膜上逐渐出现大量菌落，生物种类繁多，类型丰富，食物链长而复杂。生物膜是高度亲水物质，外侧附着水层。有机物由外到内，逐步扩散，从流动层到附着水层到生物膜。生物膜外部为好氧层，内部为厌氧层。
        • 降解机理：空气中的氧溶解于流动层中，然后逐渐传导至生物膜，供微生物呼吸作用，而微生物的代谢则是反方向传导，进入流动水层排出。随着好氧层不断有机物的降解，生物膜不断变厚，内部厌氧层进入内源呼吸阶段，附着在载体的能力减弱，生物膜在外部水源剪切力的作用下脱落，然后开始新生物膜的生成，从而保持生物膜的活性。
      • 生物滤池
        • 普通生物滤池
          • 结构：多为长方形，底部为布水系统，滤料是生物滤池的主体部分，需要较大的表面积及孔隙率一般采用碎石，卵石等为滤料。分成工作层和承托层。：
          • 特点：对BOD 去除率较高，一般在95%以上。工作稳定易于管理，但是占地大，滤料容易堵塞，影响周围环境。
        • 高负荷生物滤池
          • 结构：结构多为圆形，采用旋转布水，使布水均匀。
          • 特点：BOD负荷为普滤池的6~8倍，处理能力大幅度提高，水力大可以更好的促进生物膜的更新，防止滤料堵塞，但是处理效果不如普滤池。
        • 塔式生物滤池
          • 结构：：一般高达8~24m，直径1~4m。由于滤池高如塔，使池内部形成拔风状态，加强了通风。滤池负荷比高负荷滤池更高，生物膜更新更快。
          • 特点：水从上而下流动，有机物逐渐降低，导致了微生物群落的繁育差异，大多采用旋转布水器。占地面积小，对水质水量的适应力强，，产生污泥量小，但是一次投入较大，非常适合与处理城市污水。
      • 生物转盘
        • 构造：由盘片，接触反应槽，转轴和驱动装置等部分组成。盘片成组串联在转轴上，转轴制成在半圆反应槽支座上，距槽中水面10~25出门。转盘约40%没于水中。
        • 工作原理：污水顺盘片间隙流动，盘片在转轴下缓慢运动，污水中的有机物被转盘上的生物膜吸附，当盘片离开水时，生物膜暴露在空气之中，使氧气不断溶解在生物膜中，完成吸附-氧化的过程。同时老旧的生物膜在水力作用下脱落，完成生物膜更新。
        • 布置形式：一般分为单级单轴，单级多轴和多级多轴。在所有条件不变的情况下，多级串联可以提高水中的溶解氧和出水水质。
      • 生物接触氧化法
        • 原理：在运行中设置填料作为生物膜的载体，经过充氧的废水以一定流速通过填料与生物膜接触，利用生物膜和悬浮污泥来处理废水。
        • 构造：由池体，填料，布水装置和曝气系统等几部分组成，分为分流式和直流式。分流式是将废水的充氧与填料接触分在两个隔室。直流式则是充氧和接触在一个隔室，水流冲击较大，不易堵塞，生物膜更新快。
        • 装置设计：BOD进水浓度控制在100~300mg/L，浓度大时用回流水稀释，污水停留时间为2~4h。池中溶解氧浓度维持在2.5~3.5mg/lL。填料总高度一般取3m，每格生物接触氧化池面积不宜大于25平米，以保证布水布气均匀。
        • 生物流化床：借助流体使表面生长着微生物的固体颗粒呈流化状态，同时去除和降解有机污染物的生物处理技术。
    • 厌氧生物处理技术
      • 厌氧生物处理机理
        • 酸性消化阶段：前期分解碳水化合物，产生大量的有机酸溶液PH值开始下降，成为酸性发酵期。随着碳水化合物的减少，有机酸及含氮有机物开始分解。生成捷星物质，PH开始上升。
        • 碱性消化阶段：酸性消化后期，PH开始回升，甲烷菌一段时间适应后开始分解有机酸，使溶液PH上升，产气量增加。甲烷菌对于环境的要求很严格，适宜的范围是6.8~7.8。
        • 影响因素
          • 温度
          • 酸碱度
          • 负荷
          • 碳氮比
          • 有毒物质
      • 普通消化池
        • 设备构造
          • 传统消化池：没有搅拌，有机物和微生物不能充分接触，所以效率低。产酸菌大多在浮渣层，甲烷菌在污泥层。
          • 高速消化池：由钢筋混凝土建成的拱顶圆池，池径几米到三四十米，柱体通常为池径的一半。底部呈锥形，易于排泥，顶盖由固定和浮动两种类型，。有搅拌，常用压缩污泥气搅拌方式。
        • 运行管理：消化池顶密封，不可透入空气，应在污泥气管最低处设凝结水管，以保证污泥气管通畅。定期清除消化池中的浮渣和沉沙污泥水也应经常从池中排出。
      • 厌氧接触法
        • 工艺流程：污水经调节池进入厌氧消化池，经搅拌后污水与厌氧微生物充分反应，气体经气水分离后进入储气罐，污水流入沉淀池进行泥水分离，然后相继排出。
        • 特点:提高了消化池中的污泥浓度，增长了甲烷菌在池中的停留时间，提高了处理效率，有较大的耐冲击负荷能力。
      • 升流式厌氧污泥床法
        • 工艺流程：污水自反应器底部进入，依次通过高浓度污泥床，，污水中有机物在此分解，转化为消化气。再由于消化气的搅动，使二者充分接触。然后流入三相分离器分离气液固，随后分别排出。
        • 特点：混合由上升水流和消化气搅动完成，不需要搅拌装置，能适应负荷冲击和温度及PH的变化。
      • 厌氧生物滤池
        • 构造：类似一般生物滤池，主体以滤料组成，但是池体密封。污水向上通过滤层时，微生物吸附污水中的有机物并分解呈甲烷和二氧化碳。
        • 特点：处理能力较高，不需要泥水分离，操作方便，但是易堵塞，需要定期冲洗。
      • 厌氧膨胀床和流化床
        • 结构：床内装有一定量的细颗粒载体，厌氧细菌组成的生物膜附着在载体上。
        • 特点：当水流经床体，载体会膨胀，生物体的生长和有机物厌氧产生的消化气使床体进一步膨胀转变为膨胀床。二者皆具有良好的传质能力，细菌具有很高的活性，设备处理效率高。
      • 厌氧生物转盘
        • 结构：与好氧转盘相似，但是盘体全部没入水中，可以不转动。
        • 特点：适合处理高浓度的有机废水。
      • 厌氧塘
        • 结构：塘深一般超过2.5吗，塘表面往往形成浮渣层，使水塘维持厌氧状态并且保持温度，塘内生长厌氧细菌，污水下部进入塘内与厌氧菌反应。
        • 特点：适合处理高浓度高温度的有机废水，但是去除率不高，一般很少单独使用，多作为前处理单元。
  • 污泥处理
    • 污泥性质
      • 污泥的分类与特征
        • 分类
          • 污泥
          • 泥渣
        • 特征
          • 含有机物多，性质不稳定
          • 颗粒较细，密度接近
          • 含水率高，不容易脱水
          • 易用管道运输
          • 有肥效
          • 含病毒病虫，医学上不安全
      • 性质指标
        • 污泥含水率
        • 污泥脱水性能
    • 浓缩处理
      • 重力浓缩
        • 面积:通过固体通量确定
        • 深度：由浓缩区和澄清区的高度决定，澄清区高度不宜小于2~3m，浓缩区应由计算决定。
        • 分类
          • 间歇式浓缩池：截面一般是圆形或者方形，污泥的排入和排出都是间歇进行，每次新污泥流入，都需要放掉上清液，腾出池容。为适应不同浓缩污泥层的高度，需要在不同高度上设置上清液的排出。
          • 连续式浓缩池：可以连续进泥出泥，一般采用圆形竖流或者辐流沉淀池的形式，辐流式设有刮泥设备，污泥用刮泥机集中到池中心，然后用排泥管排出，
      • 气浮浓缩
        • 原理：依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。
        • 特点：污泥停留时间较短，同等条件下，池容积比重力浓缩池小，由于通入了空气，所以可以比较有效的避免污泥腐化发臭。
      • 其他浓缩
        • 离心浓缩：利用污泥中固液密度不同，用离心机进行浓缩。
        • 微滤机浓缩：污泥经过混凝处理后，利用微滤机进行浓缩脱水等。
    • 脱水处理
      • 自然干化
        • 原理：利用自然力，如太阳能，风能等，使污泥干化。
        • 结构：一般采用污泥干化床，如果土壤透水性差，可铺薄层的碎石和砂砾，并设排水暗管依靠下渗和蒸发降低污泥的含水量。
      • 机械脱水
        • 过滤法：将湿污泥用滤层过滤，使水分渗过滤层，脱水污泥被截留在滤层上。
        • 离心法：借助固液密度的不同，达到泥水分离的效果，一般在3000r/min甚至更高。
      • 造粒脱水
        • 结构：主体是钢板制成的卧式筒状物，分为造粒部，脱水部和压密部，绕水平轴缓慢转动。
        • 运行流程：加高分子混凝剂后污泥先进入造粒部，在污泥自身钟丽霞絮凝压缩，分层滚成泥丸，接着泥丸和水进入脱水部，水从斜缝流出，最后进入密压部进一步脱水，形成大泥丸，被退出筒体。
    • 稳定化处理
      • 氯气氧化法：在密闭容器中投加大量氯气，主要作用是消毒。
      • 热处理法：高温加热，杀死微生物以稳定污泥，改善污泥的脱水性能。
  • 废水深度处理
    • 脱氮处理
      • 生物脱氮
        • 脱氮机理：在好氧条件，硝化菌和亚硝化菌的作用下，氨氮转化为硝酸根离子，然后经过厌氧条件和反硝化菌作用下转化为氮气，逸散完成脱氮，
        • 脱氮技术
          • 可采取曝气氧化硝化—反硝化两段工艺流程，适合BOD和总氮比值小于3的废水。
          • 含碳有机物氧化-硝化-反硝化三段工艺流程，适合BOD和总氮比值大于5的废水。
      • 物理化学脱氮
        • 空气吹脱技术：对于单纯含氨氮的废水，可采用吹脱技术，通过曝气法去除水中溶解气体。由于氨氮易挥发，所以可以实现，温度升高，吹脱效率也随之升高，
        • 折点氯氧化法：通过水中的氯与氨氮发生氧化还原反应，使水中的氨氮转化成氮气脱离。
    • 除磷处理
      • 生物除磷：在好氧生物处理的过程中，部分磷元素作为微生物的养分被固定，转化为固态后被除去。但是效率为吸收氮的1/5，效率不高，所以需要组合处理。
      • 化学除磷：向含磷废水中投加石灰乳沉淀除磷，当PH达到9.5，可以去除水中绝大部分的磷。此外，向水中投加铝盐或者铁盐也可以有效除磷。
      • 组合型除磷：一般在废水一级处理中投药，也可采用在曝气池或者二沉池前面投药，或采用多点投药的方式，使磷沉淀由于一次或者二次沉淀池中。投药量以废水中金属离子和磷的摩尔比在1~3为宜。
    • 废水最终处置
      • 废水土地处理系统
        • 处理机理
          • 土壤作用：土壤对有机物产生较强的吸附作用，同时土壤中蕴含着较丰富的微生物群落，可以很好的吸收分解有机物，达到净化的作用。
          • 植物作用：农作物可以吸收污水中大量的氮和磷，与有机营养物，使污水得到净化。
        • 影响因素
          • 公共卫生
          • 气候条件
        • 处理类型
          • 污水灌溉田
          • 快速渗滤
          • 地表漫流
      • 废水江河处置
        • 中小河流处理
          • 传统岸口排放式：如果处理水质才，易产生臭味，水体有泡沫。
          • 水下单口排放，如果大水量，也可采用水下排水扩散排放。
        • 排江处理
          • 传统岸口排放
          • 水下扩散器排放
      • 废水排海处置
        • 污水稀释扩散
        • 输水管
        • 扩散器