高负荷生物滤池：适用于大部分污水处理过程，水力负荷及有机负荷都比较高。 6.影响生物滤池性能的主要因素
（1）滤池高度：随着滤池深度增加，微生物从低级趋向高级，种类逐渐增多，生物膜量从多到少。各层生物膜的微生物不相同，处理污水的功能和速率也随之不同。 （2）负荷率（有机负荷N和水力负荷qF或qV）在低负荷条件下，随着滤率的提高，污水中有机物的传质速率加快，生物膜量增多，滤床特别是它的表面很容易堵塞。在高负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤床中停留的时间缩短，出水水质将相应下降。
（3）回流（利用污水厂的出水和生物滤池出水稀释进水的做法称为回流，回流水量和进水量之比为回流比）i.可提高生物滤池的滤率。
ii.提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭 iii.当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有害物质时，回流可改善进水的腐化情况，提供营养元素和降低毒物浓度； iv.进水的质和量有波动时，回流有稳定和调节进水的作用。
（4）供氧 微生物的好氧性，厌氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧气量就制约了微生物的活性，进而影响了微生物分解有机物反应速率，从而影响了处理效果。 （三）生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种具有活性污泥法的生物膜法，该法在生物接触氧化池（曝气池）中充填各种填料，部分微生物以生物膜的形式附着生长在填料表面，部分微生物则悬浮生长在水体中，在生物膜的作用下，废水得到净化。 （四）生物转盘
生物转盘的主要组成部分有转动轴、转盘、废水处理槽和驱动装置等 （五）生物流化床
1.生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。 2.生物流化床的类型：两相和三相流化床
3.三相流化床：指反应器内有气、液、固三相共存的生物流化床，特点是向流化床直接充氧以代替外部充氧装置。由于气体通入具有混合效果，生物颗粒之间有剧烈摩擦，易使生物膜表层自行脱落，可以免除体外脱膜装置。 4.生物流化床的优点
（1）生物固体浓度高（10-20g/L），因此水力停留时间可大大缩小，容积负荷则相应提高到7-8kgCOD/(m3·d),基建费用也可相应减小。
（2）不存在活性污泥法中常发生的污泥膨胀问题和其他生物膜法中存在的污泥堵塞现象。 （3）能适应不同浓度范围和较大的冲击负荷。
（4）由于容积负荷和床体高度大，占地面积可大大缩小。
六、稳定塘和污水的土地处理 Lagoons
These are slow,cheap and relatively inefficient,but can be used for various types of wastewater.They rely on the interaction of sunlight,algae,microganisms,and oxygen(sometimes aerated). （一）稳定塘
1.稳定塘：稳定塘又名氧化塘或生物塘，其对污水的净化过程和自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。
2.稳定塘的分类：按塘内的微生物类型、供养方式和功能等分：好氧塘、兼氧塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘 3.好氧塘的净化机理：好氧塘内存在着细菌、藻类和原生生物的共生系统。有阳光照射时，塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，同时由于风力的搅动，塘表面还存在自然负氧，二者使水塘呈好氧状态。塘内的好氧型异氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物CO2这是藻类光合作用的碳源。
4.好氧塘内的生物种群主要有细菌、藻类、原生动物、后生动物、水蚤。 （二）污水土地处理
1.污水土地处理是在人工调控下利用土壤-微生物-植物组成的生态系统是污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时，水中的营养物质和水分得以循环利用。土地处理是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利用系统。
2.土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。
土地处理系统的净化机理：污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程，包括了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。 3.主要污染物的去除途径如下： （1）BOD的去除
大部分是在土壤表层土中去除的。土壤中大量的一样行微生物对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合成微生物细胞。 （2）磷和氮的去除
在土地处理中，磷主要是通过植物吸收，化学反应和沉淀（于土壤中的钙、铝、铁等离子形成难溶的磷酸盐），物理吸附和沉积（土壤中的粘土矿物对磷酸盐的吸附和沉积），物理化学吸附（离子交换、络合吸附）等方式被去除。去去除效果受土壤结构、阳离子交换容量、铁铝氧化物和植物对磷的吸收等因素影响。 氮只要是通过植物吸收，微生物脱氮（氨化、硝化、反硝化），挥发、渗出（氨在碱性条件下逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。其去除率受作物的类型、生长期、对氮的吸收能力，以及土地处理系统的工艺等因素影响。 （3）悬浮物质的去除
污水中的悬浮物质是依靠作物和土壤颗粒间的空隙截留、过滤去除的。 （4）病原体的去除
污水经土壤过滤后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可达92%—97% （5）重金属的去除
重金属的去吃主要是通过物理化学吸附，化学反应与沉淀等途径被去除的。
七.污水的厌氧生物处理
1.废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化为甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称厌氧消化。 2.厌氧发酵通常分为三个阶段：
第一阶段为水解发酵阶段：复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为简单的有机酸。继而简单的有机酸在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等。
第二阶段为产酸产气阶段：产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢，并有二氧化碳生成。 第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷。 厌氧生物处理可以在中温（35℃—38℃）进行（中温消化），也可在高温（52℃—55℃）进行（称高温消化）。因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响，因为产甲烷菌在两个温度段时，活性最高，处理效果最好。
3.厌氧生物处理的优缺点： 优点：（1）厌氧废水处理技术成本低、经济性好。
（2）厌氧处理不但耗能少，而且能产生大量的能源。 （3）厌氧废水处理负荷高、占地少，反应器体积小。 （4）厌氧方法可以处理高浓度的有机废水。 （5）厌氧方法产泥量少，剩余污泥脱水性能耗。
（6）厌氧方法对营养物的需求量少，其BOD：N：P为（350-500）：5:1. （7）厌氧方法的菌种（如厌氧污泥颗粒）沉降性能好，生物活性保存期长。 （8）厌氧处理系统规模灵活，可大可小，设备简单，易于操作。 缺点：（1）厌氧方法虽然负荷高、进水浓度高且有机物去除性绝对量高，但其出水COD浓度高于好氧处理，一般不能达标排放。
（2）厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要8—12周的时间，其主要原因是厌氧细菌增殖缓慢。
（3）厌氧过程常常会产生异味，包括CH4、H2S及挥发性有机物等，控制不好易给周围环境带来污染与危害。
（4）厌氧微生物对毒性物质较为敏捷，对于有毒废水性质了解不足或操作不当，在严重时可能导致反应器运行条件的恶化。
4.影响厌氧生物处理的主要因素有：pH，温度，生物固体停留时间（污泥龄）、搅拌和混合、营养与C/N比、有毒
物质等。
5.提高厌氧生物处理的效能可考虑： （1）pH维持在6.8—7.2之间
（2）温度可以维持在中温（35-38℃），也可以是高温（52—55℃） （3）保持较长的生物固体停留时间 （4）系统内避免进行连续的剧烈搅拌 （5）碳：氮：磷控制为200-300:5:1为宜
（6）需控制有毒物质的浓度，以防止有毒物质影响微生物的生存而使效果降低。
6.硫化氢的毒害作用：脱硫弧菌（属于硫酸盐还原菌）能将乳酸、丙酮酸和乙醇转化为H2、CO2和乙酸，但在含硫无机物（SO42-，SO32-）存在时，它将优先还原SO42-，SO32-，产生H2S，形成与产甲烷菌对机制的竞争。因此，当厌氧处理系统中SO42-，SO32-浓度过高时，产甲烷过程就会受到抑制。 解决方案：采用两段式工艺
7.上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。在反应器的底部有一个高浓度、高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化成CH4和CO2。由于气态产物（消化气）的搅动和气泡黏附污泥，在污泥层之上形成一个污泥悬浮层。反应器上部设有三相分离器，完成气、液、固三相分离。被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流出。由于在反应器内可以培养出大量厌氧颗粒污泥，使反应器的负荷很大。对一般的高浓度有机废水，当水温在30℃左右时，负荷率可达10～20kg COD/m3?d。
八.污水的化学与物理化学处理 Tertiary treatment
An increasing number of wastewater facilities also employ tertiary treatment may include processes to remove nutrients such as nitrogen and phosphorus,and carbon adsorption to remove chemicals.The process can be physical,biological,or chemical.
1.污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。
2.常用的化学处理方法有：化学混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法
3.化学处理的对象主要是水中的无机的或有机的（难于生物降解的）溶解物质或胶体物质。 4.与生物处理相比：成本高；运行管理较容易。占地较小，污泥较难脱水处理。 数量 质量 体积 最后处理处置 化学处理所产生的污泥 较多 各种有机无机物质 较小 生物处理所产生的污泥 较少 微生物，N、P等 较大 较麻烦，处理流程：较简单，处理流程：储存存储—浓缩—调理—调理—脱水浓缩—最—脱水—最终处置 终处置 （一）化学混凝法 1.混凝：废水中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具有可分离性的凝聚体，再加以分离除去的过程。 2.混凝原理之胶体的稳定性：
（1）胶体微粒直径为10-3—10-8mm，粒径和质量很小。 （2）颗粒受水分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动
（3）胶体微粒本身带电，同类胶体微粒带有同性电荷，彼此之间存在静电排斥力。
（4）许多水分子被吸引在胶体微粒周围，形成水化膜，阻止胶体微粒与带相反电荷的离子中和。 3.化学混凝法的原理与适用条件：
原理：混凝是通过向废水中投加混凝剂（coagulant），破坏胶体稳定性，通过压缩双电层作用，吸附架桥作用及网捕作用使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使废水得到净化。 适用条件：废水中有细小悬浮颗粒和胶体颗粒，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。 脱稳：胶粒因ζ电位降低或消除以致失去稳定性的过程
凝聚：脱稳的胶粒相互凝结
絮凝：由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程 凝聚和絮凝总称为混凝。
4.混凝剂：无机盐类混凝剂（铝盐、铁盐）
高分子混凝剂（聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺）
助凝剂：可以调节或改善混凝条件，也可以改善絮凝体结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小絮凝体变得粗大而紧密。
5.影响混凝效果的主要因素 （1）水温 水温低时，水解困难，且粘度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝，影响絮凝体的结大，进而影响后续的沉淀处理的效果 。改善的办法是投加高分子助凝剂或是用气浮法代替沉淀法作为后续处理。 （2）pH值
水的pH值对混凝的影响程度视混凝剂的品种而异。高分子混凝剂尤其是有机高分子混凝剂，混凝的效果受pH值的影响较小。
（3）水中杂质的成分、性质和浓度
如天然水中含黏土类杂质为主，需要投加的混凝剂的量较少；而污水中含有大量有机物时，需要投加较多的混凝剂才有效果，其投量可达10～103mg/L。在生产和实用上，主要靠混凝试验来选择合适的混凝剂品种和最佳投量。 （4）水力条件
混合阶段要求使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚 。不要求形成大的絮凝体。混合要求快速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟内完成。 6.化学混凝剂在投加时必须立即与处理水充分混合、剧烈搅拌
废水和混凝剂和助凝剂进行充分混合，是进行反应和混凝沉淀的前提。要立即与处理水充分混合、剧烈搅拌以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。 （二）化学沉淀法 原理 化学沉淀法 向废水中投加化学物质，使与废水中的一些离子发生反应，生成难溶的沉淀物而从水中析出，已达到降低水中溶解污染物的目的。 投加氢氧根、硫化物、钡盐等能与废水中一些离子反应生成沉淀物的化学物质。 化学混凝法 混凝法是通过混凝剂使小颗粒及胶体聚集成大颗粒而沉降，不一定有化学反应发生。 主要是混凝效果好；对人类健康无害；价廉易得；使用方便的无机盐类和有机高分子类混凝剂或助凝剂。 使用药剂 （三）氧化还原法 1.高级氧化技术：以自由羟基（·OH）作为主要氧化剂的高级氧化工艺。 2.电镀废水往往含CN-，可加氯氧化为N2和CO2（氧化法） 一般采用间歇式分批处理。处理时分两步进行。先加碱，调整pH至10以上，同时按质量浓度的计算量（CN-：Cl2=1:2.7）加氯，搅拌混合数分钟。然后调整pH到8.5，再过量按计算量（CN-：Cl2=1:4.1）的110%第二次加氯，搅拌1h以上完成反应，其反应式如下：
第一步：CN-+2OH-+Cl2→CNO-+2Cl-+H2O
第二步：2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2↑+N2↑+6Cl-+2H2O 3.高级氧化技术的特点： （1）高氧化性：·OH是一种极强的化学氧化剂，它的氧化还原电位要比普通氧化剂如氯气、过氧化氢高得多。 （2）反应速率快：反应速率常数达到108—1010L/(mol·s
（3）提高可生物降解性，减少三卤甲烷（THMs）和溴酸盐的生成：可以避免和减少用氯气氧化可能产生的三卤甲
烷以及用臭氧氧化可能产生的溴酸盐等有害化合物。 4.几种有代表性的高级氧化工艺：
1.Fenton试剂（由亚铁盐和过氧化氢组成） 2.H2O2/UV工艺
3.湿式氧化（WO）和催化湿式氧化（CWO）工艺
利用物理化学的原理和化工单元操作可以去除污水中的杂质，它的处理对象主要是污水中无机的或有机的（难于生物降解的）溶解物质或胶体物质，尤其适用于处理杂质浓度很高的污水（用于回收利用的方法）或是很低废水（用作污水的深度处理）。
（四）吸附法
1.吸附等温式：表明被吸附物的量与浓度之间的关系式 Freundlich和Langmuir吸附等温式 2.影响吸附的因素：
（1）溶质（吸附质）的性质
溶质和溶剂之间的作用力；溶质分子的大小；电离和极性。 （2）吸附剂的性质
吸附量的多少随着吸附剂表面积的增大而增加。 （3）溶液的性质
pH值，温度，共存物质
3.吸附层的穿透：吸附剂的活性中心被吸附质吸附逐渐达到饱和，使得出水水质不达标。
4.吸附剂的再生：在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂的微孔中去除，恢复它的吸附性能。
5.活性炭的高温加热再生法：
（a）干燥，把吸附饱和的活性炭加热到100~150℃，目的是将吸附在其细孔中的水分（含水率约为40％~50％）蒸发出来，同时部分低沸点的有机物也随着挥发出来。
（b）炭化，水分蒸发后，继续加温到700℃，这时，低沸点有机物全部挥发脱附。高沸点有机物由于热分解，一部分成为低沸点有机物挥发脱附，另一部分被炭化，残留在活性炭微孔中；
（c）活化，将炭化留在活性炭微孔中的残留炭通入活化气体（如水蒸汽、二氧化碳及氧）进行气化，达到重新造孔的目的。活化温度一般700~1000 ℃。 (五)离子交换法
1.常用的离子交换剂有磺化煤和离子交换树脂。
2.离子交换树脂是人工合成的高分子聚合物，由树脂本体和活性基团两个部分组成。活性基团由固定离子和活性离子组成，固定离子固定在树脂的网状骨架上，活性离子（交换离子）则依靠静电引力和固定离子结合在一起，两者电性相反，电荷相等。
特点：交换容量高；球形颗粒，水流阻力小；交换速度快；机械强度和化学稳定性好。但是成本较高。
3.离子交换树脂的的分类：按活性基团不同可分为：含有酸性基团的阳离子交换树脂，含有碱性基团的阴离子交换树脂，含有胺羧基团的螯合树脂，含有氧化还原基团的氧化还原树脂及两性树脂。 4.离子交换树脂的性能指标：
离子交换容量是树脂交换能力大小的标准，可以用重量法和容积法两种方法表示。重量法是指单位重量的干树脂中离子交换基团的数量，用mmol/g或mol/g来表示。容积法是指单位体积的湿树脂中离子交换基团的数量，用mmol/L或mol/m3树脂来表示。
全交换容量是指树脂中活性基团的总数；
工作交换容量是指在给定的工作条件下，实际所发挥的交换容量，实际应用中由于受各种因素的影响，一般工作交换容量只有总交换容量的60％~70％；
有效交换容量是指出水到达一定指标时交换树脂的交换容量。 5.离子交换的运行操作步骤 （1）交换
交换过程主要与树脂层高度、水流速度、原水浓度，树脂性能以及再生程度等因素有关。当出水中的离子浓度达到
水污染控制工程重点总结
