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1、第一章 总 论,1.常用术语1.1 污水 人类在生活和生产活动中，要使用大量的水。水在使用过程中会受到不同程度的污染，被污染的水称为污水。污水也包括降水。按照来源不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水三类。,生活污水是人类日常生活中用过的水，包括厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出的水，来自住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中生活间，生活污水含有较多的有机物如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物和氨氮等，还含有肥皂和洗涤剂以及病原微生物菌、寄生虫卵等。这类污水需经处理后才能排入水体、灌溉农田或再利用。,工业废水在工业生产中排出的污水，来自车间和矿场。由于生产类别、工艺过程和使用原材料不同，
2、工业废水的水质繁杂多样。其中如冷却水，只受轻度污染或只是水温增高，稍做处理即可回用，它们被称为生产废水。而使用过程中受到较严重污染的水，其中大多有危害性，如含有大量有机物的；含氰化物、汞、铅、铬等有毒物质的；含合成有机化学物质的；含放射性物质的等等。另外也有物理性状十分恶劣如有臭味、有色、产生泡沫等。这些称为生产污水，大多需经适当处理后才能排放或回用。生产污水中所含有毒有害物质往往是宝贵的原料，应尽量回收利用。,降水是指在地面上流泄的雨水、冰雪融化水。这类水虽然较清洁，但径流量大，若不及时排除，会造成对人类生活、生产的巨大影响。降水一般不需处理，可直接排入水体，但初降的雨水可携带大量地面上、屋
3、顶上积存的污染物，并可能带有工厂排放出的有毒有害粉尘，污染程度较重的也要经过处理后排放。,1.2 城市污水 城市污水是指排入城市排水管道中的生活污水和城镇生活区的工业污水，实际上是混合污水，这种污水随各种污水的混合比例和工业污水中污染物质的特殊而异，这类污水也需经处理后才能排放。,城市污水组成如下（一）城市污水组成 家庭污水（粪便、杂用污水）生活污水 公共污水（公共场所污水）城市污水 医院污水（经消毒予处理）工业废水（经予处理.去除重金属等）初雨径流,1.3 生物化学需氧量（BOD）生化需氧量是指在温度、时间都一定的条件下，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中，所消耗的游离氧数量，单位为mgL
4、或kg/m3。有机物生物降解的过程，可分为两个阶段。第一阶段，有机物在好氧微生物作用下被降解，转化为CO2、H2O和NH3，在自然条件下，一般1020天可以完成。第二阶段是NH3转化为硝酸盐的硝化反应，大约需百日可以完成。在第一阶段完成后，已不影响环境卫生，因此，水体只要保,持第一阶段需要的氧，就可达到卫生要求。测定第一阶段污水降解的需氧量，需要20天，时间太长，一般都以五日为测定生化需氧量的标准，写为BOD5。而以第一阶段所需20天时间，近似地认为是全生化需氧量，写为BODu或BOD20。，生活污水的BOD5约为BODu的70，工业废水差别极大，应实地测定BOD5值。,1.4 化学需氧量（C
5、OD）COD是污水水质的重要指标之一。污水中某些有机污染物不具备被微生物降解的条件，无法用生化需氧量测定，可以用化学需氧量指标测定。用强氧化剂重铬酸钾在酸性条件下，把有机物氧化为H2O和CO2，此时所测定的耗氧量即为化学需氧量，写为COD。与生化需氧量比较，测定需时短，不受水质限制。,1.5 总有机碳（TOC）TOC是目前在国内、外开始广泛使用的表示污水被有机物污染的综合指标。它所显示的数值是污水中有机物的总含碳量。,1.6 总需氧量（TOD）由于有机物主要组成元素是C、H、O、N、S等，当被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量TOD。,1.7 溶解氧（DO
6、）溶解于水中的分子氧。一般以每升水所含氧的毫克数表示。水中溶解氧饱和含量与水温、大气压力和水的化学组成有密切关系。在一个大气压条件下，0的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14.62mgL，在20时则为9.17mgL。海水中溶解氧含量约为淡水的80%。溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的物质。溶解氧低于 4 mgL时，鱼类则难以生存。当水源被有机物污染后，由于好氧菌氧化有机物，从而,消耗了水中的溶解氧，如果不能从空气中及时补充消耗的氧，则水中溶解氧不断减少，甚至接近于零。此时厌氧菌就会大量繁殖，使有机物腐败，水产生臭气。在静止的水中，水面的氧靠扩散作用进入水层，因此，湖、塘水溶解氧含量与深度
7、成反比。在流动的水中，湍流使氧迅速进入水中，湍流越大，氧溶解于水中的速度越快。,1.8 污水中的固体废物 固体废物的组成包括有机性物质（又称为挥发性固体，习惯简写为（VS）和无机性固体。固体物质又可分为悬浮固体（SS）和溶解固体两类，二者在组成上又都包括着挥发性和固体两种。,悬浮固体（SS）是污水的重要污染指标。它包括水面的漂浮物和水中的悬浮物以及沉于底部的可沉物。悬浮固体要通过过滤法测定，滤后截留在滤纸或滤布的物质即悬浮固体。可沉物是能够通过沉淀加以分离的固体物质。可沉物用沉淀筒或量筒测定，沉淀时间取1-2小时。几乎所有污水都含有可沉物，成分复杂。主要以有机物性质形成的可沉物称为污泥，主要是
8、无机性物质的称为沉渣。,1.9 PH值 一般来说，酸性污水是PH值小于6的污水，碱性污水是PH大于9的污水。酸碱污水进入污水处理厂后，会导致活性污泥中的微生物生长受抑制，直接影响二级出水水质。酸性水还会对输送管道、设备、构筑物等均有腐蚀作用。,水的酸度是指水中所含有的能与强碱发生中和作用的物质的量。这些物质归纳起来有以下三类：第一类是能全部离解出H+的强酸，如：HCI、H2SO4等；第二类是强酸弱碱组成的盐类，如NH4CI、FeSO4等；第三类是弱酸，如：H2CO3，H2SiO3等。,酸度是用强碱的标准溶液（如 0.lmolL NaOH）滴定所测得。滴定时用甲基橙作指示剂测得的酸度称甲基橙酸度
9、，只包括第一类和第二类强酸酸度：用酚酞作指示剂测得的酸度是上述三类酸度的总和，称为总酸度，也称酚酞酸度。天然水中由于含有碳酸盐或重碳酸盐等，而使水呈碱性，故一般天然水中不含强酸酸度。当有酸度存在时，即表示水可能被酸污染。,1.10 水体自净 受污染的水体在经过一段时间后，由于物理、化学和生物的作用，水中污染物浓度降低，水体恢复到污染前的状态，称为水体自净。水体自净包括沉淀、稀释、混合等物理过程、氧化还原、分解化合、吸附凝聚等物理化学过程和生物化学过程。各种过程相互影响，同时发生并相互交织进行。,1.11 富营养化 在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体
10、，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖；水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，再变为陆地。不过这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起水体富营养化现象，可以在短时期内出现。,水体出现富营养化现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，在海中则叫赤潮。天然水体中磷和氨（特别是磷）的含量在一定程度上是浮游生物数量的控制因素。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大
11、量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质,增多，促使自养型生物旺盛生长，某些藻类的个体数量迅速增加，而藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把生物所,需的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断营养物质的来源，水体也很
12、难自净和恢复到正常状态。藻类既然源源不断地得到营养物质，一代一代繁殖下去，死亡的藻类残体沉人水底，一代一代堆积，湖泊就逐渐变浅，直至成为沼泽。水体中氮含量超过0.20.3mgL，磷含量大于0.010.02 mgL，生化需氧量大于 10mgL，PH值 79的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10 mgL时发即认为此水体已为富营养化水体。,富营养化造成水的透明度降低，阳光就难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放，而表层水面植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物（主要是鱼类）有害，造成鱼类大量死亡。富营养化
13、水体中底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病。,1.12 MLSS混合液悬浮固体 它表示1升混合液中活性污泥的毫克数（mg/L）。即每升混合液中所含干污泥（包括有机物和无机物）的总重量。通称污泥浓度。焦化污水生化处理池中的MLSS一般在2g/L以上，它与进水负荷密切相关，有机负荷愈高，则MLSS值愈大。若采用强化处理手段，其MLSS值将大幅度增加。,1.13 MLVSS-混合液挥发性悬浮固体 通常以污泥中有机物的含量来近似地代表活性污泥中的微生物量。ML
14、VSS即为污泥中的有机部分，可以认为：MLSS灰分=MLVSS。在讨论活性污泥的沉降性能时，在评价活性污泥的活性和有效性时，MLVSS具有重要意义。,1.14 SV-污泥体积 将曝气池混合均匀的混合液（一般取100mL）静置30分钟后，沉降污泥所占体积用所占混合液体积的百分数（%）表示。污泥体积SV与污泥浓度MLSS一起显示出污泥指数SVI，是生化处理装置操作管理的重要控制参数之一。通过SV值的大小和测定过程中污泥是否上浮、是否是大絮凝沉降、污泥与上澄液之间是否有明显的分界面等现象来判断污泥的质量和生化处理操作是否正常。,1.15 SVI-污泥体积指数 指曝气池固体混合液经30分钟沉淀后，1g
15、污泥固体所占污泥层的体积（以mL计）。1L混合液沉淀30min后的污泥体积SVI=混合液污泥浓度,在实际生产中，常取100mL混合液进行测定，则污泥体积指数为：沉降30min后污泥体积*10 SVI=混合液污泥浓度,SVI偏高，说明污泥可能过氧化，此时污泥细碎、松散、体积大，在二次沉定池中难以沉降。预示着活性污泥有大量流失的可能，出水水质将会恶化，习惯上把这种现象称为污泥膨胀。SVI过低，说明污泥中的无机杂质多（灰分多）、密实，此时沉降体积小，污泥缺乏活性，对污染物的生物降解能力差。一般情况下，SVI200时，沉降性不好，易膨胀。,1.16 污泥膨胀 在活性污泥通过自然沉降进行分离时，其压缩性
16、下降，沉淀性能恶化，称为污泥膨胀。其结果造成大量活性污泥在二次沉淀池随出水流失，使出水水质恶化，致使污水处理不能进行下去。造成污泥膨胀的原因有如下3点。（1）丝状菌大量繁殖而产生膨胀。丝状菌的优势增殖妨碍了污泥的压缩。典型的丝状菌是球衣细菌属。此外，芽胞杆菌属、贝氏硫细菌属、枝丝细菌层等的存在也能使污泥产生膨胀现象。但对于焦化污水由于含氮较高而很少发生丝状菌的增殖。,(2)进水负荷很低，而搅拌强度过大。此时，由于污泥的过氧化而变得细碎，最终解体，使上澄液十分混浊。(3)由厌氧发酵使污泥的比重减小而造成污泥膨胀。在构筑物的死角，污泥厌氧分解产生H2S和CO2，过度搅拌和脱氮产生的气泡等都是携带污
17、泥上浮的因素。,1.17 污泥的泥龄 活性污泥混合液悬浮物新老（旧）交替时间长短的参数。可按下式计算：混合液浓度*氧化沟溶积污泥泥龄（d）=氧化沟进水量*进水悬浮物含量,也可用氧化沟中全部污泥量与剩余污泥量之比来计算，单位是天。如活性污泥总量为5000kg，每日排泥500kg，则泥龄为10天。它说明每天污泥被更新十分之一，又说明每10天污泥量增加一倍。一般情况下，污泥负荷愈高，其泥龄愈短，即污泥更新得快；负荷愈低，则其泥龄愈长。如延时曝气与生物吸附相比，其负荷较低，则泥龄较长。,1.18 容积负荷 单位曝气池容积，在单位时间内所能去除的污染物重量。用容积负荷来评价生化装置的实际处理负荷及在相同
18、条件下的操作管理的优劣是比较简便而直观的。在焦化系统中，采用容易检测的COD容积负荷作为综合评价指标尤其如此。,1.19 污泥负荷 单位重量的悬浮固体，在单位时间内所能去除的污染物重量。常用kgBOD5/（kgMLSSd）或kgCOD/（kgMLSSd）表示。亦即BOD5SS负荷或CODSS负荷。单位时间内去BOD5的量BOD5-SS=氧化沟内混合液污泥浓度总量,单位时间内去COD的量COD-SS=氧化沟内混合液污泥浓度总量 污泥负荷显示了曝气池的处理能力和微生物所处的世代。如：BOD5SS=1.53.0kgBOD5/（kgMLSSd）对数增长期 BOD5SS=0.20.6kgBOD5/（kg
19、MLSSd）稳定生长期；BOD5SS=0.050.2kgBOD5/（kgMLSSd）衰亡生长期。,1.20 好氧生物处理 利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物分解，并从释出的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能。这是处理污水中有机物的重要方法。在好氧微生物的氧化分解过程中，污水中呈溶解状态的有机物首先透过微生物的细胞壁被微生物吸收；固体与胶体的有机物先被微生物所吸附，并在微生物所分泌的外酶作用下，分解成溶解状物质，然后再渗入到,微生物细胞内。进人细胞内的溶解状有机物，在内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如CO2、H20、NH3、NO3-、PO4 3-和SO42-等，同时
20、释放出能量，微生物就利用这部分能量作为其生命活动的能源，并将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，合成新的细胞物质，使微生物得以增殖。,为保证污水中有足够数量的微生物，以达到预期的处理效果，则应保持足够的营养物质，即污水中的有机物应有一定的浓度，实践证明，好氧生物处理中，有机物浓度（以BOD5计）一般应为100500毫升克；此外还要有足够的氮和磷，三者的比例关系是BOD5:N:P=100:5:1。若污水原水不能满足，如缺少氮或磷，则需人工适量投加。,微生物在分解有机物和合成新的细胞物质过程中，需要消耗氧。细胞生长的典型范围是每氧化1千克BOD，生长0.30.6千克细胞，而需氧量的范围是0.5
21、-0.4倍BOD去除量。因此，好氧生物处理系统，除靠自然复氧外，主要靠人工曝气或其他方式充氧。人工曝气有两个作用：一是供给微生物所需的氧，曝气过程就是将空气中的氧强制溶解到混合液中去的过程；二是搅拌作用，可使微生物在混合液中保持悬浮状态，与污水充分混合。,1.21 厌氧生物处理 是厌氧生物处理利用厌氧微生物降解污水和污泥中的有机物来净化污水的生物处理方法。在无氧条件下，厌氧细菌和兼性细菌（好氧兼厌氧）降解有机污染物，又称为厌氧消化法或厌氧发酵工艺，分解的产物主要是沼气和少量的污泥。,有机物在厌氧条件下消化降解过程可以分两个阶段。第一阶段是酸性发酵阶段。污水中的复杂有机物，在酸性腐化菌或产酸菌的
22、作用下，分解成简单的有机物，如有机酸、醇类等，以及 CO2、NH3和 H2S等无机物。由于有机酸的大量积累，污水的PH值下降到6以下。此后，由于有机酸和含氮化合物的分解，产生碳酸盐、氨、氮及少量的二氧化碳等，从而使酸性减退，PH值回升到6.66.8左右。这个过程是在酸性条件下进行的。第二阶段是碱性发酵阶段。在这个阶段，参与作用的微生物是甲烷细菌。酸性发酵阶段的代谢产物，在甲烷细菌作用下，进一步分解成污泥气，其主要成分是甲烷（CH4）、CO2及少量NH3、H2和 H2S等。由于有机酸的迅速分解，PH值上升，一般范围是6.88.0，这个过程主要是在碱性条件下进行的。,厌氧消化过程一般比好氧分解所需
23、要的时间长，有机物分解不彻底。厌氧消化所产生的气体CH4约占50%75%，CO2约占20%30%，其余是氨、氮、硫化氢等，它的发热量为50006000千卡米3，是一种很好的燃料，但带有臭味。,1.22 污泥 污水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。污泥中含有毒或有害物质，但多数污泥中还含有植物肥分及其他有用物质。因此，污泥的处理和利用是污水处理中一个十分重要的内容。污泥的性质主要是：,l）含水率很高，初次沉淀池中排出的污泥含水95%左右，二次沉淀池排出的污泥含水 9699%。含水率大，不易处理。2）污泥中含有挥发性物质和灰分
24、，前者代表污泥中所含有机杂质，后者代表所含无机杂质，都以污泥干重中所占百分比表示。,3）污泥中含有微生物，生活污水、医院污水、食品工业废水和制革工业废水等的污泥中含有大量细菌、病毒和寄生虫卵。4）污泥中含有有毒物质，如氰、汞、铬或某些难以分解的有毒有机物。污泥的处理工艺包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等以及最终处理。,1.23 水头损失 当污水从有压管路或构筑物中流过时，由于管道或构筑物局部及沿程阻力的作用，会产生一部分能量损失，此损失即称为水头损失。水头损失一般为KPa、MPa表示或用水柱高度（mH2O）表示。,1.24 扬程 它表示单位重量液体通过水泵后其能量的增加值。扬程通常指总扬
25、程，又名为总水头，常用于表示泵的特性。用字母H表示。单位是mH2O、Pa、KPa。若水的密度为=1000kgm3，则有：1mH2O=9800Pa9.8kPa。如果水泵输送的是水，单位重量的水流进水泵时所具有的能量为E1，流出水泵时所具有的能量为E2。则水泵的扬程HE2-E1,1.25 污水排放标准 现行污水排放标准有工业“三废”排放试行标准（GBJ4-73），污水综合排放标准（GB8978-1996），农用污泥中污染物控制标准（GB428484）等。我厂执行的标准是城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)中的一级B标。,1.26 污水处理 污水处理就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污
26、染物质分离去除、回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化。现代污水处理技术按原理可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法三类。,物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质。方法有：筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法等。化学处理法；利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质（包括悬浮物、溶解物及胶体等）。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。,生物化学处理法：是利用微生物的代谢作用便污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作
27、用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥。,城市污水与生产污水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组合，才能去除不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。,一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的同体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般只去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和
28、溶解状态的有机污染物质（即BOD，COD），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准的要求。,三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。三级处理是深度处理的同义语，但两者又不完全相同，三级处理常用于二级处理之后，而深度处理则以污水回收、再用为目的，在一级或二级处理后增加的处理工艺。污水再用的范围很广，从工业上的重复利用、水体的补给水源到成为生活用水等。,1.27 中水回用 中水回用是指民用建筑物或居住小区内使用后的各种排水如生活排水、冷却水及雨
29、水等经过适当处理后回用于建筑物或居住小区内，作为杂用水的供水系统。杂用水主要用来冲洗便器、冲洗汽车、绿化和浇洒道路。设置中水回用既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡水资源，又可以减少污、废水排放量，减轻水环境的污染，还可以缓解城市下水道的超负荷现象。具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。,中水系统由中水原水系统、中水处理设施和中水供水系统三部分组成。中水原水是指选作中水水源而未经处理的水。原水主要有：冷却水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等。中水系统按服务的范围分为三类：建筑中水系统、小区中水系统和城镇中水系统。,1.28 水温 水温是重要的水质指标之一。随着温度的升高，
30、氧在水中的溶解度降低，水中的化学和生物反应将相应发生变化。污水的温度过高（如高于40）或过低（如低于5）都会影响污水的生物处理。,1.29色度 城市污水由于主要污染物不同，会带有不同的颜色。色度是由污水中的悬浮固体、胶体或溶解物质组成。生活污水的颜色呈灰色.,1.30总磷(TP)是污水中各种有机磷和无机磷的总和。磷也是植物和微生物的主要营养物质，当污水排入受纳水体，使水中的磷浓度超标，会引起受纳水体的富营养化。,1.31总氮：有机氮总氮 氨氮 凯氏氮 无机氮 亚硝酸盐氮 硝酸盐氮 氮是植物和微生物的主要营养物质，当污水排入受纳水体，使水中的氮浓度超标，就会引起受纳水体的富营养化，促进各种水生生
31、物（主要是藻类）的活性，刺激它们一场繁殖，造成一系列的危害。,第二章 一级（物理）处理,污水一级处理指去除污水中的漂浮物及悬浮状态的污染物质，调节PH值，减轻污水的腐化程度和后处理工艺负荷的处理方法。一般做为污水处理的预处理手段。,1、格栅 格栅是污水处理中一种最简单的过滤设备。用一排平行的金属栅条做成的金属框架，按呈60的角度斜置在污水流过的渠道上，用以截阻大块的固体污染物质。栅条的缝隙宽度为1550mm。格栅的筛余物用人工或机械清除。格栅栅条的断面形状有矩形、圆形和带半圆的矩形。圆形断面栅条的水力条件好，水流阻力小，但刚度较差，一般多采用矩形断面的栅条。,污水流经格栅时，必须保持一定的流速
32、。流速过小时，固体污染物易沉淀在渠道中，流速过大时，固体污染物又可能嵌入栅条间隙。一般污水通过格栅的最小流速采用0.3ms，最大流速不超过1.0ms。为了防止渠道在格栅处的壅水现象，栅后的渠底应比栅前低100150毫米。进水渠在平面上也应采用渐变段，由格栅处向上游逐渐展宽，渐宽部分的展开角采用20度。用以清除格栅筛余物的机械，所占空间很小，安装运行也很简便。,2、沉砂 沉砂为从水中分离出砂、煤屑等无机颗粒。依重力分离方法，将沉砂池内的水流速控制到只能使比重大的颗粒沉降下来，而不让较轻的有机颗粒沉降，以便把无机颗粒和有机颗粒分离开，分别处置。一般沉砂池能够截留的砂粒粒径在 0.15mm以上。沉砂
33、池的型式很多，以平流沉砂池的处理效果为最好，应用最广。目前较先进的技术是曝气沉砂池，即在沉砂池一侧曝气，使污水在池内呈螺旋状流动前进，以曝气旋流速度控制砂粒的分离，当流量变化时仍能保持稳定的除砂效果。同时在曝气作用下，污水中的有机颗粒经常处于悬浮状态，也可使砂粒互相摩擦，擦掉附着在表面上的有机污染物，以利于取得较为纯净的砂粒。,3、沉淀 沉淀是运用沉淀理论去除水中悬浮物的一种技术，在给水净化和污水处理工艺中应用广泛。沉淀池的型式繁多，按池内水的流向不同可分为平流式、坚流式和辐流式三种，还有新型的加斜板或斜管的沉淀池。,1）平流式沉淀池在给水净化和污水处理中常被采用。池体平面一般呈矩形，由进水口
34、、水流部分、出水口和污泥斗组成。进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠道通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流可以均匀分布在整个池宽的横断面，沉淀池的出水口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分的池宽和深度应保证水能沿池的过水断面均匀而缓慢稳定地流过。池的长宽比一般不小于4，,池的有效水深一般不大于3米。污泥斗多设在池前部的池底以下，呈漏斗形，用以积聚水中沉淀下来的部分污泥，斗底有排泥管，定期排泥。这种沉淀池构造简单，工作性能稳定，沉淀效果好。,（2）竖流式沉淀池池体平面为圆形或方形。污
35、水设在池中心的污水管自上而下排入池中，中心出水管设伞形挡板，使污水在池中均匀分布，并沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物依重力降入池底锥形污泥斗中，澄清水在池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，池深大，池底为锥形。在污水处理中使用较多。,（3）辐流式沉淀池平面多为圆形，直径较大而池深较小，直径为20100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于l.5米。水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周边缓慢流动。悬浮物在流动中沉淀下来，并沿池底坡度向污泥斗集聚，澄清水在池周溢流出水渠。这种池处理水容量大，但占地面积大，排泥设备较复杂。,4）新型沉淀池在沉淀池中加设
36、斜板或斜管，所以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池，可以降低水中悬浮物含量，以减轻生物处理负荷，在曝气池后设二次沉淀池，可以截留并浓缩活性污泥。,4、气浮 气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。它是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，完成固液或液液分离。气浮法用于从废水中去除比重小于1的悬浮物、油类和脂肪，并可用于污泥的浓缩。,第三章 二级（生物）处理,污水经过一级处理之后，已经除去了部分悬浮物，生物化学需氧量约能去除25-40
37、%，但一般不能去除污水中呈溶解状态和呈胶体状态的有机物和氧化物、硫化物等有毒物质，因此需要进行二级处理。长期以来，主要是采用生物处理方法做为二级处理的主体工艺。主要采用活性污泥法，生物膜法和自然生物处理。,1、活性污泥法1.1 传统活性污泥法 向含有机污染物的污水中注入空气进行曝气，微生物以有机物为培养基，在有氧的条件下，在污水中形成大量微生物群体及与生物絮凝体，这种絮凝体称为活性污泥。利用这些活性污泥在污水中的凝聚、吸附、氯化、分解和沉淀等作用过程，去除污水中的有机物，使污水得到净化。以活性污泥为主体的生物化学处理法，称为活性污泥法。,活性污泥法的工艺构筑物由曝气池和二次沉淀池组成。污水经过
38、一级处理后，进入曝气池与活性污泥混合，在曝气池中注入空气进行曝气，使污水与活性污泥充分混合接触，同时供给混合液以足够的溶解氧，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二次沉淀池，在其中澄清水与活性污泥分离，部分活性污泥不断回流到曝气池，像接种一样与进人的污水混合。澄清水溢流排放，剩余的活性污泥从池中排出另做处置。,活性污泥中的微生物群体是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等多种微生物组成的。细菌是组成活性污泥和净化功能的中心，是最主要的微生物。活性污泥对有机物的降解过程可分为两个阶段。第一阶段是吸附，活性污泥吸附污水中大部分有机污染物：第二阶段，被吸附的有
39、机物被摄入细菌体内，进行代谢，对一部分进行氧化分解，以获得能量，并使有机物最终形成二氧化碳和水等稳定物质：另一部分则被合成新的细胞物质。,1.2 完全混合活性污泥系统 本系统的主要特点是应用完全混合式曝气池。污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合，可以认为池内混合液是己经处理而未经泥水分离的处理水。本系统具有下列特点：1）进入曝气池的污水很快即被池内已存在的混合液所稀释、均化，原污水在水质、水量方面的变化，对活性污泥产生的影响将降到极小的程度，正因为如此，这种工艺对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是浓度较高的工业废水。,2）污水在曝气池内分布均匀，各部位的水质相
40、同，微生物群体的组成和数量几近一致，各部位有机底物降解工况相同。3）池内需氧均匀，动力消耗低于推流式曝气池完全混合活性污泥系统的主要特点是由于有机底物的生物降解动力低，活性污泥较易产生膨胀现象。此外，其处理水水质一般低于推流式。,1.4 延时曝气活性污泥法(完全氧化活性污泥法)本工艺的主要特点是BODSS负荷非常低，曝气反应时间长，一般多在24h以上，污泥在池内长期处于内源呼吸期，剩余污泥量少且稳定，勿需再进行厌氧消化处理，因此，也可以说这种工艺是废水、污泥综合处理设备。此外，本工艺还具有处理水稳定性较高，对原污水水质、水量变化有较强的适应性，勿需设初次沉淀池等优点。本工艺的主要缺点是：曝气时
41、间长，池容大，基建费和运行费用都较高，占用较大的土地面积等。,延时曝气法只适用于处理对出水水质要求高且又不宜采用污泥处理技术的小城镇污水和工业废水，水量不宜超过 1000m3d。应当说明，从理论上来说，延时曝气活性污泥系统是不产生污泥的，但在实际上仍有剩余污泥产生，污泥主要是一些难于生物降解的微生物内源代谢的残留物，如细胞膜和细胞壁等。,1.12 氧化沟活性污泥法(循环曝气池)是活性污泥法的一种变法。与传统活性污泥法曝气池相较，氧化沟具有下列各项特征：（1）在构造方面：氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。沟深取决于曝气装置，自2m至6m。单池的进水装置比
42、较简单，只要伸入一根进水管即可，如双池以上平行工作时，则应设配水井。采用交替工作系统时，,配水井内还要设自动控制装置，以变换水流方向。出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式，以调节池内水深。采用交替工作系统时，溢流堰应能自动启闭，并与进水装置相呼应以控制沟内水流方向。（2）在水流混合方面：在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的流速平均为0.4ms，氧化沟总长为L，当L为100500m时，污水完成一个循环所需时间约为420min，如水力停留时间定为24h，则在整个停留时间内要作72360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水质是几近一,致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式
43、的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解除氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水力流动状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。,（3）在工艺方面：可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。可考虑不单设二次沉淀池，但氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置。BOD负荷低，类同活性污泥法的延时曝气系统，因此，对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄（生物固体平均停留时间）一般可达1530d，污泥产率低，且多已达到稳定的程度，勿需再进行消化处理。,氧化沟的曝气装置有横轴曝气装置（如转刷曝气器和爆气转盘等）、纵轴曝气装置（如表面机械曝气器等）、射流曝气器和提升管式曝气装置。当前国内外常用的有卡罗塞（Carrousel）氧化沟、交替工作氧化沟，二次沉淀池交替运行氧化沟，奥巴勒（Orbal）型氧化沟、曝气沉淀一体化氧化沟等。,
