污水处理培训教材

污水处理培训教材一 基本概念1pH氢离子浓度指数的数值俗称“pH值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离子浓度的常用对数的负值。如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001克，它的氢离子浓度指数就是5。氢离子浓度指数一般在0-14之间，当它为7时溶液呈中性，小于7时呈酸性，值越小，酸性越强；大于7时呈碱性，值越大，碱性越强。通常pH值是一个介于0和14之间的数，当pH7的时候，溶液呈碱性，当pH=7的时候，溶液呈中性，但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下，pH=7可能并不代表溶液呈中性，这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K（100）的温度下，pH=6为中性溶液。2.酸度：一般把中和100克试样中的酸性物质需要的OH-的物质的量n（OH-）用毫摩尔作单位的数值称为酸度。从本质上来看，用样品中的质量摩尔浓度b（H+）表达更为明确。SI单位为：摩尔/千克。3.碱度：碱度是指水中吸收质子的能力，水中碱度的形成主要是由于重碳酸盐、碳酸盐及氢氧化物的存在，硼酸盐、磷酸盐和硅酸盐也会产生一些碱度。此外还有有机碱等。4.浊度：浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。浊度可用比浊法或散射光法进行测定。我国一般采用比浊法测定，将水样和用高岭土配制的浊度标准溶液进行比较测浊度不高，并规定一升蒸馏水中含有1毫克二氧化硅为一个浊度单位。对不同的测定方法或采用的标准物不同，所得到的浊度测定值不一定一致。浊度的高低一般不能直接说明水质的污染程度，但由人类生活和工业生活污水造成的浊度增高，表明水质变坏。5化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）：是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。6. BOD（Biochemical Oxygen Demand的简写）：生化需氧量或生化耗氧量。表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。它说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其单位ppm成毫克/升表示。其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。为了使检测资料有可比性，一般规定一个时间周期，在这段时间内，在一定温度下用水样培养微生物，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，记做BOD5。数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。生化需氧量的计算方式如下： BOD（mg / L）=（D1-D2） / P 其中D1：稀释后水样之初始溶氧（mg / L）， D2：稀释后水样经 20 恒温培养箱培养 5 天之溶氧（mg / L）， P=【水样体积（mL）】 / 【稀释后水样之最终体积（mL）】； 生化需氧量和化学需氧量的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物所难以分解的。微生物难以分解的有机污染物对环境造成的危害更大。7. SV：污泥沉降比（SV）是指曝气池混合液在1000ml量筒中，静置沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液之体积比（%）。 因为污泥沉降30分钟后，一般可达到或接近最大密度，所以普遍以此时间作为该指标测定的标准时间。也可以15分钟为准。8. MLSS混合液悬浮固体：是指单位体积污泥含有的干固体重量，或干固体占污泥重量的百分比。用重量法测定，以g / L 或mg / L 表示。该指标也称为悬浮物浓度（MLSS）。9. MLVSS-混合液挥发性悬浮固体浓度(mixed liquor volatile suspended solids)的简写。本想指标所表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度。相对于MLSS而言，在表示活性污泥活性部分数量上，本项指标在精度方面进了一步。10. 污泥回流比。 其中Q：进水流量，m3/h，Qr：回流流量，m3/h11. HRT 水力停留时间。 （h）其中V：曝气池体积，m3 Q：进水流量，m3/h12. 污泥负荷。 ; Q：进水流量，m3/hCi：进水COD浓度mg/lBi：进水BOD浓度mg/LMLSS：污泥浓度 mg/LV：曝气池体积，m313. 容积负荷： ; Q：进水流量，m3/hCi：进水COD浓度mg/lBi：进水BOD浓度mg/LV：曝气池体积，m314. 污泥龄。（h 或 d）是指在曝气池中工作着的活性污泥与每日排放的剩余污泥量之比值，系统稳定运行时，剩余污泥量也就新增长的污泥量，因此，污泥龄也是新增长的污泥在曝气池中平均停留时间，或者是污泥增长一倍平均所需要的时间。15F/M： 营养物或者有机物与微生物的比值（F/M），是活性污泥增长速率，有机物去除速率，氧利用速率、污泥的凝聚吸附性能等的重要因素。实际应用上，其是以BOD-污泥负荷率表示的。活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间以后，污水即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是活性污泥。 工艺介绍一调节池高浓度废水调节池：V=11*6*4.5(m3)，有效容积为253 m3，为半地下混凝土结构 。储存一车间来苯乙酸回收母液和树脂再生废水，水力停留时间为24小时，原液如未经苯乙酸回收，COD约为60000mg/L左右，经回收后可达2500030000mg/L。低浓度废水调节池：V=10*6*3.5（m3），目前主要为生产真空泵循环水等其他废水，水量不足时可加消防水，温度不够时可开启冷凝水。水力停留时间为12小时，有效容积为180 m3，地下混凝土结构。作用：调节池可以克服污水排放的不均匀性，均衡调节污水的水质、水量、水温的变化，储存盈余、补充短缺，使生物处理设施的进水量均匀，从而降低污水的不一致性对生物处理设施的冲击性影响。同是，酸性废水和碱性污水还可以在调节池内互相进行中和调节。同时，若结合曝气可以防止水中悬浮物的沉积及出现厌氧情况，还可使污水中的BOD5值下降，减轻曝气池负荷。混合方式： 本站使用空气搅拌，在池底设穿孔管，压缩空气通过穿孔管对池内水流产生搅拌作用。二 微电解：本站所用微电解罐：V=D1.0*2.5 m3，所用填料为38mm，含炭约为2%4%铁屑，水流方向为自下而上，一般情况下一用一备。HRT由进水量不同而不同。1基本原理：微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。该法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有“以废治废”的意义，使得该工艺技术自诞生开始，即在美、苏、日等国家引起广泛重视，已有很多的专利，并取得了一些实用性的成果。该工艺是在20世纪7O年代应用到废水治理中的，而我国从2O世纪8O年代开始这一领域的研究，也已有不少文献报导。特别是近几年来，进展较快，在印染废水、电镀废水、石油化工废水及含砷含氰废水的治理方面相继有研究报导，有的已投入实际运行。微电解反应器内的填料主要有两种：一种为单纯的铁刨花；另一种为铸铁屑与惰性碳颗粒(如石墨、活性碳、焦炭等)的混台填允体。两种填料均具有微电解反应所需的基本元素：Fe和C。低电位的Fe与高电位的C在废水中产生电位差，具有一定导电性的废水充当电解质，形成无数的原电池，产生电极反应和由此所引起的一系列作用，改变废水中污染物的性质，从而达到废水处理的目的。11电极反应阳极（Fe）：阴极（C）：当有O2时：由上述反应的标准电极电位E0可知，酸性充氧条件下电极反应的E0最大，有O2存在得情况下电极反应进行得最快，该反应不断消耗废水中的H +，使其pH值上升。因此，pH低、酸度大时，氧的电极电位提高，微电池的电位差加大，促进了电极反应的进行。这从理论上解释了酸性废水微电解反应效果较好的原因。12 氧化还原反应1.2.1 铁的还原作用铁是活泼金属，在酸性条件下可使一些重金属离子和有机物还原为还原态， 铁的还原作用使废水中重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解为小分子无色物质，具有脱色作用，同时提高了废水的可生化性。1.2.2 氢的氧化还原作用电极反应中得到的新生态氢具有较大的活性。能与废水中许多组分发生氧化还原作用，破坏发色、助色基团的结构，使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化台物还原为胺基化合物，达到脱色的目的。一般地，H是在Fe2+的共同作用下将偶氮键打断、将硝基还原为胺基。1.3 电化学附集当铁与碳化铁或其间形成一个小的原电池，将在其周围产生一个电场，许多废水中存在着稳定的胶体如印染废水，当这些胶体处于电场下时将产生电泳作用而被附集。1.4 物理吸附在弱酸性溶液中，铁屑丰富的比表面积显出较高的表面活性，能吸附多种金属离子，能促进金属的去除，同时铁屑中的微碳粒对金属的吸附作用也是不可忽视的。而且铸铁是一种多孔性的物质，其表面具有较强的活性，能吸附废水中的有机污染物，净化废水，特别是加入烟道灰等物质时，其很大的比表面积和微晶表面上含有大量不饱和键和含氧活性基团，在相当宽的pH值范围内对染料分子都有吸附作用。1.5 铁的混凝沉淀在酸性条件下，用铁屑处理废水时，会产生Fe2+和Fe3+ 。Fe2+和Fe3+是很好的絮凝剂，把溶液pH调至碱性且有O2存在时，会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝剂，发生絮凝沉淀。生成的Fe(OH)3 是胶体絮凝剂，它的吸附能力高于一般药剂水解得到的Fe(OH)3吸附能力。这样，废水中原有的悬浮物，通过微电池反应产生的不溶物和构成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。1.6 铁离子的沉淀作用在电池反应的产物中，Fe2+和Fe3+也将和一些无机物发生反应生成沉淀物而去除这些无机物，以减少其对后续生化工段的毒害性。如S2-、CN-等将生成FeS、Fe3Fe(CN)62、Fe4Fe(CN)63等沉淀而被去除。2 工艺影响因素及设计参数影响微电解工艺处理废水效果的因素有许多，如pH值、停留时间、处理负荷、铁屑粒径、铁碳比、通气量等。这些因素的变化都会影响工艺的效果，有些可能还会影响到反应的机理。2.1 pH值通常pH值是一个比较关键的因素，它直接影响了铁屑对废水的处理效果，而且在pH值范围不同时，其反应的机理及产物的形式都大不相同。一般低pH值时，因有大量的H+，而会使反应快速地进行，但也不是pH值越低越好，因为pH值的降低会改变产物的存在形式，如破坏反应后生成的絮体，而产生有色的Fe2+使处理效果变差。而pH值在中性或碱性条件下，许多实际运行表明进行得不理想或根本不反应。因此，一般控制在pH值为偏酸性条件下，当然这也因根据实际废水性质而改变。2.2 停留时间停留时间也是工艺设计的一个主要影响因素，停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短。停留时间越长，氧化还原等作用也进行得越彻底，但由于停留时间过长，会使铁的消耗量增加，从而使溶出的Fe2+ 大量增加，并氧化成为Fe3+，造成色度的增加及后续处理的种种问题。所以停留时间并非越长越好，而且对各种不同的废水，因其成分不同，其停留时间也不一样。建议设计参数：染料废水停留时间为30min；硝基苯废水停留时间为4060min；制罐废水停留时间为71Oh；制药生产废水停留时间为4h；含油废水停留时间为3040min。停留时间还取决于进水的初始pH值，进水的初始pH值低时，则停留时间可以相对取得短一点；相反，进水的初始pH值高时，停留时间也应相对的长一点。停留时间还反映了铁屑用量，停留时间长也就是说单位废水的铁屑用量大。两个参数可以相互校核，共同控制。2.3 Fe/C比加入碳是为了组成宏观电池，当铁中碳屑量低时，增加碳屑，可使体系中的原电池数量增多，提高对有机物等的去除效果。但当碳屑过量时，反而抑制了原电池的电极反应，更多表现为吸附，所以Fe/C比也应有一个适当值，且加入的碳的种类可以为活性炭或焦炭，碳种类对有机物等去除率影响不大，因此按经济因素考虑应选焦炭为最佳，具体设计参数为Fe/C (体积比)=11.5。2.4 铁屑粒度的影响铁屑粒度越小，单位重量铁屑中所含的铁屑颗粒越多，使电极反应中絮凝过程增加，利于提高去除率。另一方面铁屑粒度越小，颗粒的比表面积越大。微电池数也增加，颗粒间的接触更加紧密，延长了过柱时间，也提高了去除率。但粒度越小，使单位时间处理的水量太小，且易产生堵塞、结块等不利影响，故一般的粒度以6080目为佳。2.5 通气量对铁屑进行曝气利于氧化某些物质，如三价砷等，也增加了对铁屑的搅动，减少了结块的可能性，且进行摩擦后，利于去除铁屑表面沉积的钝化膜，且可以增加出水的絮凝效果，但曝气量过大也影响水与铁屑的接触时间，使去除率降低。在中性条件下，通过曝气，一方面提供更充足的氧气，促进阳极反应的进行。另一方面也起到搅拌、振荡的作用，减弱浓差极化，加速电极反应的进行，并且通过向体系加入催化剂改进阴极的电极性能，提高其电化学活性来促进电极反应的进行，已取得了显著效果。2.6 铁屑活化时间由于铁屑表面存在有氧化膜钝层，因此在使用之前应对铁屑表面进行活化。研究表明，用稀盐酸进行活化时，当进行20min后，反应的K值基本已经稳定，故活化时间可以以20min为宜。2.7 温度温度的升高可使还原反应加快，但是加快最大的是反应初期，且由于维持一定的温度需要保温等措拖，一般的工业应用不予以考虑，均在常温下进行反应。2.8 铁粉品种一般使用的铁屑有铸铁屑和钢铁屑两种。铸铁屑含碳量高，处理效果好，但材料来源不易，絮体易破碎，强度低，易压碎结块；钢铁屑含碳量稍低而效果差，但材料易得。在流动水体中，能与废水接触均匀，不易短流或结块，表面钝化物也易被带走，自然更新力强，且增大停留时间，效果也能接近铸铁屑。马业英等人研究了磁性铸铁粉处理含铬电镀废水，取得了极佳的净化效果。磁性铸铁粉主要强化了铸铁粉表面的微电池作用，同时也加速了铁粉表面和溶液中的氧化还原速度，也能加速絮体的沉降过程。三 ABR池：工艺流程图：混凝池ABR1ABR2ABR3ABR4厌氧沉淀池高浓度水低浓度水ABR池V=15.4*4*7 m3，有效容积为370 m3，半地下混凝土结构。HRT为14.8小时，分为四小格。1、2格之间底部相通，2、3之间顶部溢流，3、4之间底部相通，2、4格内装有填料TL-200.。ABR较之其它厌氧反应器，特点是：反应器内置竖向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室 ，每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床（USB）系统 ，其中的污泥可以是以颗粒化形式或者以絮状形式存在，水流由导流板引导上下折流前进，逐个通过反应室内的污泥床层，进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除。1.生化反应方程式：厌氧反应过程是对复杂物质（ 指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段：1.1 水解阶段被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。1.2 发酵阶段小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。1.3 产酸阶段上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。1.4 产甲烷阶段在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。a、水解阶段含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。b、发酵酸化阶段包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以 及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。c、产乙酸阶段含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以 及氢气和二氧化碳形成乙酸。d、产甲烷阶段包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程，如虚线所示。2. 工艺控制指标：2.1 pH值控制在6.87.52.1.1 最佳pH值不是指进水pH值，而是指厌氧反应池中。2.1.2 产酸菌pH范围为5.58.5，产甲烷pH范围为6.67.52.1.3反应器内，一般控制在6.57.8，最佳为6.87.22.1.4含有大量溶解性碳水化合物的废水进入反应器后会产生乙酸，使pH值下降，经过酸化的废水进入反应器，使pH值上升，含有大量蛋白质或者氨基酸的废水。由于氨基酸的形成 ，pH将会略有上升。2.2 温度：2.2.1 一般采用中温（2540）：细菌种类多，易培养与驯化。活性高。2.2.2 允许波动范围为（1.52.0）3. 缓冲体系概念与作用：反应器混合液若含有弱酸弱碱盐物质，则成一缓冲体系，能使批H值不会出现急剧增加或者降低，为使反应器具备良好的抗冲击作用，应保持碱度在2000mg/L以上。4. 硫酸根危害原理：硫酸根和氢受体作用下释出硫离子，硫酸盐浓度超过5000mg/L时，就有抑制作用，且1mol硫酸根还原时用去8mol氢离子，至少产生2molCH4，1mol亚硫酸根还原时用去6mol氢离子，减少1.5molCH4，低浓度硫是细菌生长所需要的元素，可促进消化过程，硫直接与重金属络合形成硫化物沉淀，有利于重金属去除，但若重金属离子较少，则消化液中过多的H2S将释放到空气中，降低空气质量并腐蚀设备，降低CH4产量。硫酸盐的存在将促进硫酸盐还原菌的作用，而硫酸菌与产甲烷菌会有一定程度的竞争，使产甲烷菌作用受到抑制。5. 异常情况判断及处理：四好氧池：1工艺流程图厌氧沉淀池A段好氧A沉淀池B段好氧B沉淀池池絮凝池污泥储池A段好氧池：V=15.4*6*6 m3，有效容积为460m3，HRT为12.2小时。COD日平均进料负荷2.7kgCOD/ m3*d，去除负荷1.35 kgCOD/ m3*d 。底部通曝气管，池内无填料，前端分隔两小池，水流进来时，部分水流向A反应池，部分经过吸附池到达A沉淀池，然后由污泥回流泵回流至A反应池进行解吸。A段好氧池负荷高，耐负荷冲击能力大，能对B段好氧池起到保护作用。B段好氧池：V=13.3*15.4*6 m3,有效容积为1100 m3，HRT为29小时，COD日平均进料负荷1 kgCOD/ m3*d，去除负荷kgCOD/ m3*d。底部通曝气管，池内装填料ZV200-100，以保证好氧反应所需生物量。有前后段，在北面底部相通。2生化反应方程式活性污泥微生物以污水中各种有机物作为营养，在有氧的情况下，将其中一部分有机称合成新的细胞物质（原生质），对另一部分有机物则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成CO2和H2O等稳定物质。在新细胞合成与微生物增长的过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也在进行氧化分解，并供应能量。3控制指标：A段：控制DO约0.7mg/L，回流比50%100%左右，沉降比4060%。B段：控制DO在24mg/L，回流比50%100%，沉降比2040%。4异常情况判断及处理4.1 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。4.2 污泥上浮：现象：污泥沉淀3060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。4.3 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。4.4 泥水界面不明显：原因：高浓度有机废水的流入，使微生物处于对数增长期；污泥形成的絮体性能较差；对策：降低负荷；增大回流量以提高曝气池中的MLSS，降低F/M值。4.5 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。4.5.1 因丝状菌异常增殖而导致的丝状菌性膨胀；主要是由于丝状菌异常增殖而引起的，主要的丝状菌有：球衣菌属、贝氏硫细菌、以及正常活性污泥中的某些丝状菌如芽孢杆菌属等、某些霉菌；4.5.1.1 污泥膨胀理论：(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；(3) 高H2S浓度引起的硫细菌型膨胀。 2) 污泥膨胀的选择性理论：4.5.1.2 污泥膨胀的对策A 临时控制措施：(l) 污泥助沉法： 改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝剂如：硫酸铝等； 改善、提高活性污泥的沉降性、密实性，投加粘土、消石灰等； (2) 灭菌法： 杀灭丝状菌，如投加氯、臭氧、过氧化氢等的药剂； 投加硫酸铜，可控制有球衣菌引起的膨胀。B 工艺运行调节措施：(1) 加强曝气： 加强曝气，提高混合液的DO值； 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；(2) 调节运行条件： 调整进水pH值； 调整混合液中的营养物质； 如有可能，可考虑调节水温丝状菌膨胀多发生在20C以上； 调整污泥负荷，当超过0.35kgBOD/kgMLSS.d时，易发生丝状菌膨胀。C 永久性控制措施：对现有设施进行改造，或新厂设计时就加以考虑，从工艺运行上确保污泥膨胀不会发生；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。 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530min，多采用20min）的选择非常重要；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；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。 4.5.2 因粘性物质大量积累而导致的非丝状菌性膨胀。4.5.2.1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： 进水中溶解性有机物浓度高，F/M值太高； 氮、磷缺乏，或溶解氧不足； 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； 这些物质中含有很多氢氧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。4.5.2.2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。4.6 泡沫 主要有两种，即化学泡沫和生物泡沫 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。 生物泡沫 生物泡沫成因：诺卡氏菌属的一类丝状菌引起；呈褐色问题：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SRT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五. 浅层气浮5.1原理： 是一种固液和液液分离的方法。具体过程：通入空气产生微细气泡SS附着在气泡上上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒5.1.1界面张力和润湿接触角 任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力 气浮的情况涉及：气、水、固三种介质，每两个之间都存在界面张力。 三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。通过润湿周边作水、粒界面张力作用线和水、气界面张力作用线，二作用线的交角称为润湿接触角。见图133和134。90， 疏水性,易于气浮0越大，推动力越大，越易气浮。(1) 0, COS-1, = 0 不能气浮 90, COS1, 90, 水气 易气浮疏水吸附 180 =2水气 最易被气浮 (2) 同时, COS （气粒水粒）/水气 （由图13-4） 水气增加，增大, 有利于气浮 如石油废水, 表面活性物质含量少, 水气大,乳化油粒疏水性强，直接气浮效果好。 而煤气洗涤水中的乳化焦油，由于水中表面活性物质含量多，水气小，直接气浮效果差。 对于亲水性颗粒的气浮，表面需改性为疏水性 投加浮选剂 浮选剂：松香油、煤油、脂肪酸，起连接颗粒和气泡之间作用。 5.1.3气泡的稳定性 气浮中要求气泡具有一定的分散度和稳定性。气泡粒径在100m左右为好。 洁净水中：气泡常达不到气浮要求的细小分散度洁净水表面张力大，气泡有自动降低自由能的倾向，即气泡合并。稳定性不好。缺乏表面活性物质的保护，气泡易破灭，不稳定。 即使悬浮物已附着在气泡上也易重新脱落会水中 加入起泡剂（一种表面活性物质），保护气泡的稳定性。见图135 对于有机污染物含量不多的废水在进行气浮时，气泡的稳定性可能成为重要的影响因素。适当的表面活性剂是必要的。 但表面活性物质过多太多 水气降低，同时 此时，尽管气泡稳定， 污染粒子严重乳化 但颗粒气泡附着不好 如何控制最佳的投加量？ 影响三个因素：稳定性、表面张力、乳化效果 5.1.4乳化现象与脱乳 疏水性颗粒易气浮，但多数情况下并不好，主要是由于乳化现象。以油粒为例： 表面活性物质存在：非极性端吸附在油粒，极性端则伸向水中乳化油 （图136）电离后带电双电层现象稳定体系 废水中含有亲水性固体粉末（固体乳化剂），如粉砂、粘土等（10m,隔油池） 乳化油（10m,一般0.1-2m气浮）溶解性 造纸厂白水回收纤维：时间短，SS去除率90以上，COD去除率80，浮渣浓度5。 染色废水等 毛纺工业洗毛废水羊毛脂及洗涤剂 浓缩污泥（效果比沉淀法高）5.3.2 给水：高含藻水源的净化：武汉东湖水厂，气浮替代沉淀，藻类去除率达80以上。低温、低浊水的净化：沈阳市自来水厂。对受污染水体的净化：对水体产生曝气，减轻嗅味与色度。 优点：处理能力比沉淀池高，气浮污泥浓度高，可以同时去除多种污染物（表面活性剂、嗅味物质等） 缺点：耗电、维修六混凝6.1 水的混凝机理与过程6.1.1铝盐在水中的化学反应 铝盐最有代表的是硫酸铝Al2(SO4)318H2O，溶于水后，立即离解铝离子，通常是以Al(H2O)63+存在。在水中，会发生下列过程。1水解过程 配位水分子发生水解： Al(H2O)63+Al(OH)(H2O)52+ H+ 其结果是：价数降低，pH降低，最终产生Al(OH)3沉淀2缩聚反应 OH发生架桥，产生高价聚合离子（多核羟基络合物） 其结果是：电荷升高，聚合度增大 同时多核羟基络合物还会继续水解。 因此，产物包括：未水解的水合铝离子，单核羟基络合物，多核羟基络合物，氢氧化铝沉淀 各种产物的比例多少与水解条件（水温、pH、铝盐投加量）有关。6.1.2混凝机理 水的混凝现象比较复杂。至今尚未有统一认识。 凝聚（Coagulation）、絮凝（Flocculation ） 混凝：包括两者 1压缩双电层根据DLVO理论，加入电解质对胶体进行脱稳。电解质加入与反离子同电荷离子压缩双电层z电位稳定性凝聚z电位0，等电状态，实际上混凝不需要z电位0，只要使Emax=0即可，此时的z电位称为临界电位。示例：河川到海洋的出口处，由于海水中电解质的混凝作用，胶体脱稳凝聚，易形成三角洲。 叔采哈代法则可以适用，即：凝聚能力离子价数6 但该理论不能解释：1）混凝剂投加过多，混凝效果反而下降； 2）与胶粒带同样电号的聚合物或高分子混凝效果好。这些都与胶粒的吸附力有关，绝非只来源于静电力，还来源于范得华力、氢键及共价键力（多出现在有聚合离子或高分子物质存在时）。2吸附-电性中和 这种现象在水处理中出现的较多。 指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低z电位。这一点与第1条机理不同。 在铝盐混凝剂的过程中，水解的多核羟基络合物主要起吸附电性中和作用。在水处理中由水合的Al3+产生的单纯的压缩双电层作用甚微。3吸附架桥 指高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥 高分子投量过少，不足以形成吸附架桥，但投加过多，会出现“胶体保护”现象。4网捕或卷扫 金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕 小胶粒与大矾花发生接触凝聚 澄清池中发生的现象根据以上机理，可以解释在不同pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理。 pH1，下沉 比重1，上浮沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒给水处理混凝沉淀，高浊预沉废水处理沉砂池（去除无机物） 初沉池（去除悬浮有机物） 二沉池（活性污泥与水分离）7.1.2分类 自由沉淀：离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变 （沉砂池、初沉池前期） 絮凝沉淀：絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加 （初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀） 拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层（高浊水、二沉池、污泥浓缩池） 压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。7.2 沉淀池7.2.1分类：平流式；竖流式；辐流式；斜流式。7.2.2平流式沉淀池进水区、沉淀区、存泥区、出水区1构造1）进水区 流量均匀分布 可采用配水孔或者缝 给水中，通常采用穿孔花墙 v4, L/H10水流速度的控制也很重要适宜范围：10-25 mm/s（给水） 57mm/s（污水）3）出水区出水均匀。通常采用：溢流堰（施工难） 三角堰（对出水影响不大） 淹没孔口（容易找平） 控制单位堰长的出水量： 给水：500 m3/(m d) 初沉：v，下沉 v, 沉不下来根据沉淀实验得u0-u设；v设u设沉淀去除率1p0无沉淀资料时，对于生活污水，v设1.5- 3 m/h, T设1 2.0 h由v设A=Q/v设 注意：A的算法 直径f由T设Hv设T设f/H3，使水流接近竖流，f10m注意：中心管的流速不宜太大，16mm 适用于大水量，但占地大，机械维修，配水条件差 由于水流速度由大小 颗粒沉降轨道是曲线。 计算：由q设AQ/q设 Hu设T设u设:1.5-3m/h; T设:1.5-2.5h2向心幅流式 周边进水中心进水：进水断面大，进水易均匀 周边进水周边出水 向心式的表面负荷可提高约1倍。7.2.5斜板（管）沉淀池1原理沉淀效率ui/Q/A 在原体积不变时，较少H，加大A，可以提高沉淀效率或提高Q 浅层理论 1904年 Hazen 提出 1945年 Camp认为池浅为好 1955年 多层沉淀池产生（Fr和Re可以同时满足） 1959年 日本开始应用斜板 1972年中国汉阳正式应用断面形状：圆形、矩形、方形、多边形除园性以外，其余断面均可同相邻断面共用一条边。水力半径 Rd/3 -斜板 Rd/3 -斜管斜管比斜板的水力条件更好。材质： 轻质，无毒纸质蜂窝、薄塑料板（硬聚氯乙烯、聚丙烯）2构造1）异向流异向流基本参数： q60度，L1-1.2m 板间距 50150mm 清水区 0.5-1.0 m 布水区 0.5-1.0 m u0=0.2-0.4 mm/s, v3 mm/s Q设hu0（A斜A原） h：0.6-0.8，斜板效率系数；A斜：斜板在水平面的投影面积2）同向流水流促进泥的下滑，斜角可减少到3040度沉淀效果提高，但构造比较复杂，使用少 Q设hu0（A斜A原）3）横向流 使用少，结构和平流式沉淀池较接近，易于改造，但水流条件差（Re大），难支撑 Q设hu0A斜3优缺点 优点：沉淀面积增大，水深降低，产水量增加 q911m3/(m2 h) 平流式q2 m3/(m2 h) 层流状态Re500 缺点：停留时间短（几分钟），缓冲能力差 对混凝要求高 耗材，有时堵，常用于给水处理，和污水隔油池本厂所用为竖流式及竖流加斜板。八. 带式浓缩压滤一体机8.1操作规程8.1作业准备8.1.1 开机前做好准备工作，主机、辅机是否一切正常。8.1.2 检查连接螺丝是否松动。8.1.3 检查电气接线、压力表是否安全可靠，电源电压是否正常。8.1.4 检查与带式压滤机连接的管道、阀门有无泄漏。8.1.5 配制絮凝剂，首先使药剂充分溶解后，加水稀释至浓度为千分之一备用（具体浓度要根据污泥种类做小样试验而定，此浓度是对聚丙稀铣胺）。8.1.6 检查滤带是否清洗干净，是否有杂物，滤带是张紧到工作压力，清洗系统工作是否正常，刮泥板的位置是否正确。8.2启动作业8.2.1 打开空压机，使气压为0.5Mpa，张紧滤带，打开主机电机（浓缩一体机要同时打开浓缩转筒电机）。8.2.2打开主机及浓缩转筒电机电源，使主机转速由零转开始慢慢地调至所需的运行速度。 8.2.3 调节转速机手轮使转速达到所需线速度。8.2.4 打开污泥泵，同时启动加药泵使污泥能达到预期的絮凝效果即可。8.2.5 打开清洗水泵及阀门，使清洗装置运行，如清洗效果不好，则需加大水压，一般水压4kgf/cm2。8.3关机作业关机顺序：关闭污泥泵及加药泵 关闭清洗水泵 关闭主机及