含氟废水处理工程技术服务方案

 

 

 

 

招标编号：****

投标单位名称：****

授权代表：****

投标日期：****

 

 

一、项目优化后初步设计总说明、图纸及关键问题解决方案等

一、概念

1、废弃外排的水：在社会水资源循环中，丧失其使用价值的废水，着重强调了被丢弃的状态。

2、水体受到污染，被称为污水，其特性显著地呈现出不洁的状态。

二、分类

废水的分类依据包括：生活废水、工业废水、初期雨水以及城镇污水

按污染物的化学类别分：有机废水、无机废水

按毒物的种类分：含酚废水、含汞废水

根据生产工艺的不同类别划分：焦化废水、冶金废水、制药废水、食品工业废水以及印染废水

冷却废水等

三、污水的出路

1、排放水体2、灌溉农田 3、水产养殖 4、重复利用

四、污水的危害

1、危害人体健康；2、影响工农业生产；3、影响景观环境；4、影响渔业资源；

5、破坏生态平衡。

2污染物与污染指标

一、主要污染物

固体废弃物、氧气消耗性污染物质、有害环境污染物、营养富集物、生物学活性污染源、视觉与嗅觉刺激性污染

主要包括酸性废水、碱性废水、油性污染物、热能污染物以及各类其他污染物等

二、污染物性质

按化学物质分：有机物、无机物

按物理形态大小分：悬浮物、胶体、溶解性

三、污染指标

1、物理性质参数：包括温度、色度、嗅觉评估与味道鉴定，以及固态物质含量

固体成分概览： - 总固体含量(Total Solids, TS) - 溶解性固体物质(Dissolved Solids, DS) - 悬浮固体物质(Suspended Solids, SS) - 挥发性固体(Volatile Solids, VS)

固体性固体(FS)

2、化学性指标

(1)有机物：BOD、COD、CODMn简称OC、TOC、TOD、油类污染物、酚类污染物

通常生活污水的。BOD5和COD的比值是衡量废水可生化性的一项重要指标，比值愈高，可生化性愈好，一般认为，该值BOD5/COD大于0.3即宜进行生化处理。

在初始阶段（碳化过程）中，有机物质经过氧化分解转化为了CO2、H2O和NH3。

在硝化阶段的进程中，氨（NH3）通过氧化作用转化为硝酸根离子（NO3-）和亚硝酸根离子（NO2-）。BOD5的含量占BOD20的70%。

(2)无机物构成要素：植物生长所需的矿物质元素、pH值与碱度分析、以及重金属元素的影响

含氮化合物 关于氮的几个指标：

有机氮：主要指蛋白质和尿素。

TN:一切含氮化合物以N计量的总称。

TKN:TN指标中的有机氮和氨氮含量，但不包括亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的测定值。

氨氮的来源主要包括有机氮化合物的降解过程，以及直接源自含有氮的工业废水排放。

NOx-N:亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。

含磷化合物

有机磷 有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等

含磷化合物

以下是各类磷化合物的分类： 1. 正磷酸盐（PO4³⁻） 2. 磷酸氢盐（HPO4²⁻） 3. 磷酸二氢盐（H2PO4⁻）

偏磷酸盐(PO3-)

磷的多元酸盐种类包括：焦磷酸（化学式P2O74-）、三磷酸（化学式P3O105-）以及三磷酸氢盐（化学式HP3O92-）

3、生物性指标

(1)水质中的细菌总数指标象征着水体有机污染的严重性和细菌污染的状况，通常以每毫升水中的细菌数量计数。

饮用水：个/mL;医院排水：个/mL

(2)指示水样受粪便污染程度的指标是大肠菌群数值，它暗示了肠道病原体可能存在，通常以每升水中的大肠菌群计数（CFU/mL）表示。

饮用水：个/L;城市排水：个/L;游泳池：个/L

河流的自净作用

现象描述：河流污染物随水流向下游迁移，其浓度呈现自然衰减的进程。

按净化机制分类：

物理净化一稀释、扩散、沉淀；

化学净化一氧化、还原、分解

生物净化一水中微生物氧化分解有机物

水体污染过程中的氧垂特征：随着污染物的影响，水体中的溶解氧含量逐渐减少，直至达到一个临界阈值，随后开始缓慢恢复。

3废水水质

一、生活污水

COD=400-500mg/l, BOD5=200-300mg/1; N=40mg/l; P=10mg/ISS=200mg/l;

二、工业废水

废水类型一：啤酒废水的化学需氧量(COD)范围在2000-3500毫克/升；废水类型二：酒精废水的COD值则显著较高，约为3-6万毫克/升。

废水概况：味精废水的化学需氧量(COD)范围为6-10万毫克/升，而造纸黑液的COD浓度则在10-15万毫克/升之间。

4废水水质控制标准

一、地表水环境质量标准

水体分类：

I类 主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ该类别主要适用于一级集中式生活饮用水水源地保护区、珍贵鱼类的专属保护区以及鱼虾繁衍的重要区域。

III类水质主要适用于二级集中式生活饮用水水源地保护区，以及一般鱼类保护区和游泳区域。

IV类水体主要适用于一般工业活动区域以及对人类非直接接触的娱乐用水区域

V类水体主要适用于农业灌溉区域以及对景观标准要求一般的区域。

二、污水排放标准

1、浓度标准

2、总量控制标准

3、中国执行的主要环境排放标准，例如《污水综合排放标准》等

4、行业排放标准

5、地方排放标准

污水综合排放标准

I类（13项）：涉及长期人体健康，必须坚持无任何稀释，严格执行高标准要求。

II类（26项）：其影响主要为长期性，对排放源区域及新设与现有设施，实施区别化的标准规范。

仍按排放区域不同执行不同的标准。

5废水处理方法和污泥处理方法概述

1、按作用原理分

(1)污水处理中的物理法：利用物理手段对悬浮在污水中的主要污染物进行分离。

①1. 格栅拦截法 2. 筛网过滤技术 3. 砂石过滤装置 4. 压力过滤器应用

②沉淀法（重力分离）——沉砂池、沉淀池、隔油池

③气浮法——加压溶气气浮

④反渗透法（半渗透膜）

(2)废水处理技术中的化学法与物理化学法：通过运用特定的化学反应，促使废水中污染物的特性或存在形式得以转化，从而实现从水体的有效去除。

①混凝

②中和法（处理酸碱废水）

③氧化还原

④电解法（如处理含铬、氰等废水）

⑤吸附法（如脱色，除臭，含砷、汞等）

⑥电渗析法

⑦离子交换

⑧萃取

⑨汽提（吹脱）

(3)生物处理技术：借助微生物的新陈代谢能力，实现对污水中溶解性及胶体形式污染物的高效分解，转化为无害化合物的过程。

①活性污泥法与生物膜法：两种主要的好氧生物处理技术

②厌氧生物处理法；

③自然条件下生物处理法。

2、按处理程度分

(1)一级预处理：旨在消除悬浮状态的固态污染物，这一阶段也可称为初级净化过程。

(2)二级处理：针对胶体或溶解态污染物的去除，即通常所说的生物处理，这部分工艺被称为常规处理环节。

(3)深度处理(高级处理)：主要包括氮、磷等营养物质的去除，以及难降解有机物的处置，旨在实现出水的回收利用，进一步提升处理效果。

BOD去除率(%) SS去除率(%) N(%) P(%)一级处理25-40 50-70二级处理75-95(20-30mg/L)              75-95              25-55              10-30三级处理                            50-95              94

二、污泥处理

该污泥成分丰富，包含丰富的水分、有机物质、营养元素，以及繁多的微生物，包括细菌和寄生虫。

处理方法：

(1)以下是水处理的主要阶段： 1. 浓缩阶段：将含水率降至95%至98%的高效水平； 2. 脱水步骤：进一步降低含水率，目标区间为65%至85%； 3. 干化过程：严格控制，确保含水率降至40%以下，甚至更低。

(2)稳定处理（好氧、厌氧消化等）

(3)最终处置（填地、投海、焚烧等）

(4)综合利用

6废水处理系统

一、城市生活污水处理典型工艺流程

城市污水的主要构成源自日常生活，其核心处理目标聚焦于有机污染物的消除，通常通过BOD5和COD的测定来评估。鉴于城市污水中有机物的生物降解性，生物处理手段被视为首选策略。

2.5.1章节的城市二级污水处理厂典型工艺流程示意图形象

城市生活污水处理典型工艺流图（见下图）

二、工业废水处理

工业废水中包含多种类型，例如印染废水、化工废水、造纸废水及农药废水等，其水质和水量波动性较大，缺乏统一的标准化处理方案，这与城市生活污水的情况形成对比，后者的水质和水量相对稳定，具备较为典型的处理流程。

一般大多以生物处理为主；

但常有前处理——调节、气浮除油、中和等；

后续处理流程包括混凝、过滤以及活性炭吸附等环节。

当前关注的核心议题：难降解有机工业废水的处理技术，包括农药废水、造纸废水及染料废水等的治理策略。

啤酒废水处理典型工艺流程

制药废水处理的基本工艺流程

制革废水处理工艺流程

糖蜜酒精废水处理工艺流程图

柠檬酸废水处理典型流程

造纸废水处理工艺流程

第二章废水的物理处理

§1废水的均化

一、废水的均化目的

旨在优化设备的工作环境，确保其处于高效稳定的运行状态，同时，通过缩减设备体积，有效降低了运营成本。

二、均量（水量调节）

该设施乃是一座具备变水位功能的储存池，水源凭借重力流入，而需抽水设备排出，旨在储备多余的水量以弥补可能的不足。

生产周期T内废水总量WT(m3)

式中：qi——ti时段内废水的平均流量，m3/h;

ti——时段，h。

在周期T内废水平均流量Q(m3/h)

QWT/T

三、均质（水质均和）

在设计中，既要确保池体拥有足够的容量，还需保证各时段注入的废水能充分实现混匀。

混合方式：

水泵搅拌混合

1、用动力混合 气搅拌混合

机械搅拌混合

2、用水力混合

普通水质调节池

物料转移关系：初始物料量C1QT与初始库存C0V等于最终产出物料量C2QT与消耗掉的物料C2V之和

式中：Q——取样间隔时间内的平均流量；

C1：调节池在采样间隔时段内的污物浓度变化

T——取样间隔时间；

C0——取样间隔开始时调节池内污物浓度；

C2：调节池出水在取样间隔结束时的污物浓度监控

V——调节池容积。

若在一段采样周期内水体出水浓度C2保持恒定，其相应的数学表达式为：

计算公式为：(C1乘以C0的温度系数与C0的体积分数之和)除以(总温度与总体积分数之和)

而调节池容积V=Q平均×t停留。

2格栅和筛网

一、格栅

1、格栅的作用

旨在拦截废水中的粗大悬浮物和漂浮物，从而减轻后续处理设施的运行负担，防止水泵和管道因杂物堵塞而受影响。

2、安装位置

格栅设施通常设置于污水处理厂各处理构筑物入口前端，或者位于泵站的预处理区域。

3、格栅分类

A型：条状物位于框架外平面的网格设计为PGABLe5。类型B：条纹置于内侧平面网格，分类如下：  (1) 按照几何形态划分： - 粗糙网格：栅条间距e范围为50~100毫米 - 中等网格：栅条间距e为10~40毫米  (2) 依据栅条净间隙e进行分类： - 细致网格：栅条间距e在3~10毫米之间

(3)按清渣方式来分

4、设计参数

过栅流速：

栅前渠道内流速：

栅前倾角：，90°

水头损失一般为：

栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关

栅条间隙e

:渣/103m3污水

:渣污水

栅渣含水率，容重960kg/m3

当栅渣量日，则应采用机械清渣

二、筛网

1、筛网的作用

消除纺织、造纸、制革及洗毛等行业废水中富含的微细纤维悬浮污染物

2、装置类型

我们提供多种筛选解决方案，包括转筒筛、振动筛以及水力驱动的旋流筛，后者凭借水力作用实现自旋操作。

废弃物栅渣的处理方法包括：填埋处置、焚烧分解、堆肥化利用，或者经过粉碎后再回归废水系统。

3沉淀过程（沉淀处理）

①砂粒 沉砂池

②化学沉淀

③混凝絮体→ 沉淀池

④生物污泥

⑤污泥浓缩 →浓缩池

二、沉淀类型

自由沉淀 絮凝沉淀 层状沉淀 压缩沉淀

三、沉砂池

1、沉砂池作用

(1)去除污水中比重较大的无机物颗粒物

(2)减轻磨损

(3)减轻沉淀池的负荷

2、沉砂池的主要类型

(1)平流式沉砂池

(2)曝气沉砂池

(3)钟式（旋流）沉砂池

(4)多尔沉砂池

3、平流式沉砂池

平流式沉砂池，以其卓越的截流性能、稳定的运行状态、简洁的构造以及方便的泥砂排出，成为最常见的沉淀池类型。其构造特色在于：水流区域实质上是一个深度和宽度经过优化的敞开渠道，两端并未设置闸门，以自然调控水流流量。

4、曝气沉砂池

(1)工作特点

普通沉砂池的一个显著不足在于其拦截的沉砂中混入了部分有机物质。对于裹挟着有机物的砂砾，其拦截效率显得并不理想，且沉积物易产生腐败并散发出异味，处理起来颇具挑战性。

曝气沉砂池有效解决了先前的问题，其特性表现为沉砂中的有机物含量低至5%以下，且在常规条件下可长时间储存而不易发生腐烂现象。

(2)曝气的作用

①通过水力旋流技术，砂粒得以有效与有机物分离，产生的沉渣因其稳定性不易发生腐化现象。

②执行预曝气过程以增强溶解氧含量，促使部分有机物氧化，从而有效防止污水在厌氧条件下产生恶臭气味，实现脱臭目标。

(4)设计参数

①最大垂直旋转速度范围为0.25至0.30米每秒，水平运动速度范围为0.08至0.12米每秒。

②停留时间：

③有效水深

④宽深比，长宽比约为5

5、钟式（旋流）沉砂池

钟式沉砂池，起源于1984年英国的创新设计，其工作原理是通过调控机械力，优化水流特性和流速，从而促进砂粒的高效沉淀，并确保有机物质随水流得以有效清除。通过精确调整转速，能够实现最理想的沉砂效能。

6、多尔沉砂池

1984年美国提出，沉砂被旋转刮痧机刮到排砂坑，用往复齿耙把有机物洗掉，洗下来的有机物随污水一起回流到沉砂池，沉砂池有机物含量，最大设计流速为0.3m/s。

4上浮过程（浮上法）

过程描述：在重力的作用下，当污染物质因其与水之间的天然密度差异而自动上升至水面，这一现象被称为"自然上浮"，如油类污染物的清除即遵循此原理。

气浮技术定义：通过废水中的微小气泡作为载体，促使废水中疏水性悬浮颗粒吸附于其表面，随之上升至水面形成泡沫层，从而实现颗粒的分离与去除，这一过程即为气浮现象。

一、自然上浮过程

1、概述

(1)处理目标专门针对密度小于1的含油废水。

(2)废水的主要源头源自石油开采与精炼、煤化工、石油化工以及轻工业等生产活动所排放的富含油脂的废水。

(3)油在废水中存在的状态

①可浮油——直径（微米），易浮于水面。

②乳化油——呈乳化状态浮于水中，不能上浮，直径。

③溶解油——溶解于污水中。

(4)油品对环境的危害

①形成一层分子膜，污染水质；

②水中溶解氧O2含量下降；

③在微生物降解油的过程中，伴随有CO2的生成与H2CO3的形成，导致pH值下降以及浊度上升。

④对于农业灌溉，其水质标准规定必须达到含油量50ppm的指标，方可进行灌溉作业。

⑤对于该物质，不具备生物降解条件，其适宜进行生物处理的含油量范围为30-50毫克/升。

(5)油品自然上浮法分离设备

设备——隔油池；

隔油池结构形式——①普通平流式隔油池，

②斜板隔油池。

2、隔油池

(1)平流式隔油池

污水从池一端流入，从另一端流出，比重小于1的浮油上浮，水面设集油管，可去除油珠不低于。

(2)斜板隔油池

根据浅池理论，池内设斜板，间距20-50mm,水流向下流

动，油珠向上浮动，异向分离，泥渣滑向池底，可去除油珠，停留时间短。

二、气浮过程

(一)气浮的基本原理

1、基本概念

通过向水中注入空气，生成高度分散的微小气泡，有时还需加入混凝剂或浮选剂，促使水中的悬浮颗粒与气泡黏附，利用气泡的浮力（其密度小于1）带动它们上升至水面，从而形成浮渣得以分离，实现了固液或液液的有效分离过程。

2、实现气浮分离的必要条件

①必须向水中提供足够数量的微细气泡（气泡理想尺寸为;

②必须使悬浮物呈悬浮状态；

③确保气泡与悬浮物之间实现有效的粘附连接，使其能够黏附在气泡上并伴随其上升。

3、悬浮颗粒与气泡粘附的原理

水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润，该颗粒属亲水性；如不易被水湿润，属疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来解释。在气、液、固三相接触时，固、液界面张力线和气、液张力线之间的夹角称为湿润接触角以0表示。为了便于讨论，液、气、固体颗粒三相分别用1,2,3表示。如图所示，如为亲水性颗粒，不易与气泡粘附，为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。

当气、液、固三相相互接触之际，其对应的界面张力始终处于平衡状态。用符号表示为：

式中：o1.3——液、固界面张力；

1.2——液、气界面张力；

——气、固界面张力；

0——接触角。

水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为，而粘附后则减为,界面能减少的数值为：02.3

得； 

当，即颗粒完全被水湿润，，，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理；

当，颗粒完全不被水湿润，，，颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理；

另外，当1.2值极小并且AW值也相对较小的情况下，这不利于气泡与颗粒之间的有效粘附。

4、投加化学药剂对气浮效果的促进作用

(1)投加表面活性剂维持泡沫的稳定性

(2)利用混凝剂脱稳

具体以油滴为例，表面活性剂的非极性端吸附至油滴表面，其极性端则延伸入水环境中。在水中，极性端发生电离，导致油滴周围形成一层带负电的包裹，形成了双电层结构，这增加了油滴的负电势。这种现象不仅妨碍了油滴之间的合并，还对气泡与油滴的结合产生影响。因此，在实施气浮操作前，通常需要预先处理以破坏乳化稳定体系，实现脱稳和破乳的过程。

(3)投加浮选剂改变颗粒表面性质

(二)气浮的分类与特点

根据气泡产生的方式气浮法分为：

(1)电解气浮法；

(2)散气气浮法：

①扩散板曝气气浮；

②叶轮气浮。

(3)溶气气浮法：

①溶气真空气浮；

②加压溶气气浮：

A全溶气流程；B部分溶气流程；C回流加压溶气流程。

1、电解气浮法

(1)工作原理

在废水处理过程中，阳极与阴极产生的微小氢气和氧气气泡促使污染物颗粒或絮凝体，通过絮凝作用得以吸附并上浮至液面，形成明显的泡沫层。随后，通过有效刮除泡沫，实现了对污染物质的有效分离和去除。

2H+2eH 

电解气浮法产生的气泡尺寸远小于溶气法和散气法。除了用于固液分离外，电解气浮法还有降低COD、氧化、脱色和杀菌的作用。对废水负荷变化适应性强，产生污尼量小，占地少，不产生噪音。

2、散气气浮法

(1)微孔曝气气浮法

该方法依赖于微孔陶瓷及微孔塑料板管，将压缩空气转化为水中的气泡分散效应，实现气浮技术的应用。

此法简单

尽管操作简便，但产生的气泡直径范围较大，可达到1至10毫米，这导致气浮效果并不理想。

(2)剪切气泡气浮法

该方法通过引导空气至高速旋转的叶轮，借助叶轮产生的负压吸入空气。废水则经由固定在叶轮盖板上的微孔导入，进一步在叶轮的强烈搅拌与导向叶片协同作用下，空气被细化为细密气泡。

3、溶气气浮法

依据气泡在不同压力条件下释放，溶气气浮法可分为各类类别。

真空气浮技术采用溶气过程：在常压或增压条件下，空气融入水体，随后在负压环境中实现气体释放析出。

压力溶气浮选技术：通过将空气在高压条件下溶解于水中，然后在常压环境下释放出来。

(1)溶气真空气浮

该方法的优势体现在以下几个方面：首先，气泡成功生成；其次，气泡能有效地附着在微粒表面；最后，实现了气泡与微粒的絮凝结合。

在稳定的环境中，凝体表现出良好的上浮特性，絮状物极少遭受破坏，实现了气浮效应的高效维持。

过程能耗小。

其局限性主要体现在容纳气体的能力有限，对于含有悬浮物的流体处理可能存在不适用性。

废水处理过程中，负压操作使得气浮技术得以实施，同时对刮渣机等设备提出了特定要求。

由于密封设计，气浮池内部构造显得尤为复杂，从而对日常维护与运行构成一定的挑战。

难，故此法应用较少。

(2)加压溶气气浮

①工作原理

通过施加压力促使空气溶解于水中，形成过饱和状态。随后，压力恢复至常压，导致空气析出并以微小气泡的形式逸入水中，实现了气浮过程。这种方法产生的气泡细小，从而带来卓越的处理效果，并被广泛应用。

②加压溶气气浮工艺流程

以下是三种常见的溶气流程设计： 1. 全溶气流程 2. 部分溶气流程 3. 回流加压溶气流程——这是一种对气体在压力提升下融入水系统的详细设计

①溶气方式

a、采用水泵吸水管上吸入空气；

b、在水泵加压管上设置射流器吸入空气；

c、采用空气压缩机供气。

②空气饱和设备：

加压泵：

溶入空气量V=KTP(L/m3水)

式中：P——空气所受的绝对压力(Pa)

KT——溶解常数，

设计空气量水)

③设备要求：对于溶气水的减压释放过程，微气泡的直径应控制在20至100微米范围内。

●减压阀（截止阀）

阀门间的流量各异，引发了气泡融合的现象，同时阀芯、阀杆及螺栓的稳定性易于受到影响，存在松动的风险。

●专用释放器

TS型溶气释放器,释放溶气量的99%

在0.2兆帕以下的低压环境下，TJ型溶气释放器展现出卓越的净水性能。

TV型溶气释放器气泡微细20-40um

(4)气浮池

平流式气浮池

池体浅显的结构优势显著，体现在成本效益高、构建简易且便于维护；然而，其不足之处在于分离区域的容积利用效率不高。

●竖流式气浮池

其优势在于，接触区域位于池体中心，水流由中心向四周均匀扩散，从而具备优于平流式的水力特性。

缺点是构造复杂。

(5)平流式矩形气浮池的设计

设计参数：

●H有效=2.0-2.5m; ;

建议停留时间为10至20分钟；L/B比值范围为1:1至1.5之间。

●U上升（接触区下端）=20mm/s;

U上升（接触区上端）=5-10mm/s;

t停留;

隔板角度600；

隔板直段高度300-500mm。

分离区U的下限速度为1-3毫米每秒，此值包括溶气水的回流流量影响。

三、气浮法在废水处理中的应用

1、气浮法在石油化工废水处理中的应用

石油化工废水中，气浮法的应用具有显著的重要角色。通常，处理流程首先经过调节池和隔油设施，随后进行气浮操作。因此，气浮法在生物处理环节中扮演着预处理的关键步骤。

2、造纸厂白水处理

3、染色废水处理

4、取代二沉池进行泥水分离

5、污泥浓缩处理

第三章：废水的有效好氧生物处理 - 活性污泥法详解

1废水生物处理概述

一、废水生物处理的目的和地位

1、废水生物处理的目的

①处理并消除废水中无法自沉的胶体悬浮固体物质

②稳定和去除废水中的有机物；

③去除营养元素氮和磷。

2、废水生物处理的地位

①其显著特色体现在：兼容众多可降解污染物，投资经济，操作简易，且运行成本低廉。

②涵盖广泛的应用场景：包括工业废水与生活污水的处理，水质净化任务，以及环境修复工作

③城市生活污水占比高达90%，工业污水的比例亦不低于60%。

④以二级处理为主，也可用预处理

二、废水生物处理的基本原理

1、好氧生物处理

好氧氧化进程分为两个阶段：首先进行有机物的降解，继而完成原生质的生成。

C  能量

新微生物的生成源于原生质对NH3的同化合成过程。

 酸和能量

原生质的分解（内源呼吸）：

酸C3H3NO2+5O2 能量

图7-1有机物的好氧分解过程

2 厌 氧 生 物 分 解

图7-2有机物厌氧分解图式

3、好氧生物处理与厌氧生物处理的区别

(1)1. 各类功能性微生物群体的作用各异 2. 产生的代谢产物种类繁多 3. 反应速率呈现出多样性

通过好氧分解过程，氧气作为氢的接受者，促使有机物质转化得以高效进行。

厌氧生物降解过程：在无需氧气的条件下进行，氧气不作为氢的受体，其分解速率较慢，效率相对较低，且反应周期较长，副产物生成较多。

(4)对环境条件要求不同

好氧生物处理要求充足供氧，对其它环境条件要求不太严格；厌氧生物处理要求绝对厌氧环境，对其它环境条件（如pH值，温度等）要求甚严，一般要求有机物浓度。

三、废水生物处理方法分类（略）

2活性污泥法基本原理

1912年，英国科学家Clark与Cage在废水处理领域的研究中观察到，通过持续曝气，不仅废水质量有所提升，还产生了具有净化作用的沉淀物，即活性污泥。随后，Arden与Lackett的研究揭示了一个意外的发现：若实验器皿清洗不彻底，残留物似乎对处理效果起到了意想不到的促进作用，促使他们发现了活性微生物群落，即活性污泥。这一重要进展催生了1916年英国首座基于活性污泥法的污水处理厂的建立。

一、活性污泥基本概念与流程

1、活性污泥

经过一段时间的通风处理，污水会产生并形成一种主要由众多微生物群落构成的易于沉降的絮状物。

2、基本工艺流程

图7-3普通活性污泥法处理系统

活性污泥法的基本流程

活性污泥法的基本组成

①反应主体：活性污泥与有机物在曝气池中实现充分接触，通过吸附作用和氧化分解过程有效处理有机污染物。

②二沉池的主要功能包括： 1. 实施泥水分离，确保出水水质达标； 2. 确保回流污泥，以保持曝气池内适宜的污泥浓度。

③1. 保氧池内污泥浓度的维持：通过污泥回流系统实现；2. 调节回流比，从而调控曝气池的工作状态。

④有机物去除的重要途径：剩余污泥排放系统; 保障系统稳定运营的关键环节。

⑤1. 溶解氧供应：确保充足的供氧；2. 搅拌与混合功能：实现有效的介质混合

活性污泥系统有效运行的基本条件是

①废水中含有足够的可溶性易降解有机物；

②混合液含有足够的溶解氧；

③活性污泥在池内呈悬浮状态；

④确保活性污泥连续回流并有效排放剩余污泥，以维持混合液中适宜的活性污泥浓度。

⑤无有毒有害的物质流入。

二、活性污泥的特点与组成

1、特点

(1)黄褐色的生物絮凝体，即活性污泥，呈现出絮状颗粒形态。

(2)颗粒小：

(3)表面积大：;污泥

(4)含水率高：99%。

(5)密度：一般为。

2、组成

(1)Ma——活性污泥微生物；

(2)Me——活性污泥代谢产物；

(3)活性污泥对难降解惰性有机物的吸附特性研究

(4)Mii——活性污泥吸附的无机物。

构成总量的大部分，有机物占比约为75%至85%，而无机物则占15%至25%之间。

3、活性污泥中的微生物

(1)微生物群落主要由异养型原核细菌构成，其数量密集，每毫升可达10^7至10^8个，且具备形成菌胶团的特性。

(2)真菌：主要是霉菌、一般呈丝状；

(3)原生动物主要包括肉足虫、鞭毛虫与纤毛虫等代表性种类。

(4)后生动物：如轮虫、线虫。

4、活性污泥的增殖规律及其应用

(1)活性污泥的增殖曲线

①初期阶段：此阶段主要表现为对新环境的适应，通常数量保持稳定，而个体形态可能发生转变。

②在对数增长阶段：微生物群体繁茂（FM值较高），营养物质充足，氧气利用率达到峰值，微生物增殖与有机物分解的速率均显著提升。此时，污泥表现出活跃的生命力，结构松散，但因其有机物摄取相对有限，导致沉淀性能减弱。

③进入减速增长阶段：微生物数量（FM）趋于稳定，有机物存量对增殖产生制约作用，微生物增殖与有机物降解速率相应降低。此时，由于污泥沉降性能优良，污水处理出水效果显著提升。

④在内源呼吸阶段：微生物活动处于相对较低水平（FM值最低），絮凝体形成稳定，沉降性能优良，导致污泥生成量呈现减少趋势，进而出水水质表现出良好状态。

活性污泥增殖规律的应用：

①F/M值在很大程度上决定了活性污泥的增长状态。

②根据不同增值阶段的特性，活性污泥的性能呈现出差异，随之带来的出水水质也随之变化。

③通过精细调节FM值，能够优化曝气池的工作状态，实现各异的出水水质目标，并适应不同类型活性污泥的需求。

④根据不同的运行模式，活性污泥法在增值曲线中的位置有所差异。

三、活性污泥净化废水的机理与过程

1、初期去除与吸附作用

在短时间内实现高效的BOD去除，通常情况下，30分钟内即可达到约70%的去除率。

机理特征表现为：混合液的比表面积极其可观，范围在2000-10000平方米每立方米，且含有丰富的多糖类粘质层作为其结构支撑。

2、微生物的代谢

污染物的氧化分解；污染物转化为细胞物质；细胞物质自身代谢

3、絮凝体的形成与凝聚沉降

生物絮体构建原理概览：据现有理解，生物絮体的形成仰赖细菌内源性代谢产物分泌的聚合物作为微生物间的粘合剂。理想的状况下，微生物的数量与内源性聚合物分泌量需达到均衡，这样才能催生高质量的生物絮团。若微生物增殖速率过快，聚合物未能有效结合新产生的微生物，将阻碍絮体的稳定构建。反之，如果水体中有机物浓度不足，过多的聚合物会被微生物作为营养物质消耗，同样不利于絮体的形成进程。

四、活性污泥的性能指标（评价方法）

1、微生物生态观测（活性污泥中的详细微生物群落分析，包括钟虫与轮虫的分布与活动研究）

2、悬浮固体浓度（MLSS）：混合液中的测定值

混合液悬浮固体（MLSS）由可溶性有机物(Ma)、溶解性无机物(Me)、颗粒态有机物(Mi)以及微生物细胞(Mii)组成，其浓度单位分别为毫克每升(mg/l)和克每立方米(g/m³)。

混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)

当条件恒定时，MLVSS与MLSS的比例相对稳定，对于城市污水而言，其典型值通常在0.75至0.85之间。

一般活性污泥法中，MLSS浓度一般为。

3、SV：污泥沉降比

该方法是通过在量筒中静置曝气池混合液30分钟，测定沉淀污泥与原始混合液的体积比，通常以百分比形式表示。这一指标能够定量反映污泥的数量及其凝聚和沉降特性，对于调整排泥量以及尽早识别污泥膨胀现象具有重要意义。常规情况下，该值应维持在20%至30%范围内。

4、污泥体积指数(SVI)

经过30分钟在曝气池出口的静置沉淀后，每克干污泥所对应的沉降污泥体积，其计量单位为毫升每克。

能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，

泥粒特征表现为SVI值偏低，这象征着颗粒细小、致密且富含无机物质，其沉降性能优良，然而吸附特性相对较弱。

当SVI值异常升高时，反映出沉降效果的不足，即便具备出色的吸附特性，也无法有效地实施泥水分离，预示着可能出现或已现膨胀现象。

一般认为：

污泥的沉降性能好

污泥的沉降性能一般

污泥的沉降性能不好

正常情况下，城市污水SVI值在之间。

探究活性污泥净化过程中的关键影响因素与主要设计与运行参数