污水處理培訓(xùn)文件

1、95/95污 水 處理培訓(xùn)資料編制：集團(tuán)企業(yè)治理進(jìn)展部二零一三年七月第一章：基礎(chǔ)理論一、污水和污水處理的定義： 污水：定義1：通常指受一定污染的、來(lái)自生活和生產(chǎn)的廢棄水。污水要緊有 HYPERLINK /view/638151.htm t _blank 生活污水，工業(yè)廢水和初期雨水。污水的要緊污染物有 HYPERLINK /view/91398.htm t _blank 病原體污染物， 耗氧污染物，植物營(yíng)養(yǎng)物，有毒污染物等。定義2：水中某些物質(zhì)含量異常升高，同時(shí)可能對(duì) HYPERLINK /view/10382.htm t _blank 生態(tài)構(gòu)成危害的 HYPERLINK /view/1500

2、61.htm t _blank 水體。污水處理：定義1：用各種方法將污水中所含的污染物分離出來(lái)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物，從而使污水得到凈化的過(guò)程。定義2：采取物理的、化學(xué)的或生物的處理方法對(duì)污水進(jìn)行凈化的措施。二、污水中所含的污染物1、固體污染物：包括懸浮物、膠體狀雜質(zhì)、溶解性雜質(zhì)。1.1懸浮物：水中呈懸浮狀態(tài)的物質(zhì)稱為懸浮物，是指粒徑大于100NM的雜質(zhì)。這種懸浮物的存在，造成水質(zhì)顯著混濁。其中密度較大的顆粒多數(shù)是泥砂類的無(wú)機(jī)物，以懸浮狀態(tài)存在于水中，經(jīng)靜置會(huì)自行沉降。密度較小的顆粒多數(shù)為動(dòng)植物腐敗而產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)，浮在水面上。懸浮物還包括浮游生物（如藍(lán)藻類、硅藻類）及微生物及菌泥。密度與水相近且

3、細(xì)度較小的顆粒，常在水中漂動(dòng)，靜置也難于沉降，造成水質(zhì)混濁。1.2膠體狀雜質(zhì)：水中固體污染物粒徑介于1-10NM之間的雜質(zhì)，稱為膠體狀雜質(zhì)。膠體雜質(zhì)多數(shù)是黏土性有機(jī)膠體和高分子有機(jī)物的膠體。高分子有機(jī)物膠體的分子量專門(mén)大，一般是水中的植物殘骸通過(guò)腐爛降解的產(chǎn)物，如腐殖酸、腐殖質(zhì)、多聚醣等。黏土性無(wú)機(jī)膠體是造成水質(zhì)混濁的要緊緣故。膠體狀雜質(zhì)具有兩種特性，一是單位容積膠粒的總表面積專門(mén)大，往往吸附大量離子而帶有電性，使膠體團(tuán)粒之間產(chǎn)生電性排斥力而不能互相集聚在一起，顆粒無(wú)法自行增大下沉，因此始終穩(wěn)定在膠體狀態(tài)。二是當(dāng)光線照耀到膠體將被散射，而導(dǎo)致水體呈渾濁現(xiàn)象。1.3溶解性雜質(zhì)：水中固體污染物粒徑

4、小于1NM的物質(zhì)，要緊是一些低分子的化合物，這種雜質(zhì)可不能使水變渾濁。就像食鹽、食糖、蘋(píng)果酸溶于水中，水卻仍然是透明的。廢水水質(zhì)分析中，把固體污染物分為兩類：凡能透過(guò)濾膜（孔徑0.45微米）的稱為溶解固體（以DS表示）；凡不能透過(guò)的稱為懸浮物（以SS表示）；而將這兩項(xiàng)指標(biāo)的合量稱為總固形物（以TS表示）。當(dāng)水被固體懸浮物污染，再大量排入自然界水體，將造成水體外觀惡化、混濁度升高、水的顏色改變。水中溶解固形物的濃度大，造成PH值變化或鹽分增加。2、需氧污染物廢水中凡能通過(guò)生物化學(xué)或化學(xué)作用而消耗水中溶解氧的物質(zhì)，統(tǒng)稱為需氧污染物。絕大數(shù)的需氧污染物是有機(jī)物質(zhì)，無(wú)機(jī)物質(zhì)要緊有Fe、Fe2+、S2-

5、、CN-等。因而在一般情況下，需氧污染物專指有機(jī)物。由于有機(jī)物種類繁多，現(xiàn)有的分析技術(shù)難以將各種工業(yè)廢水中的有機(jī)物加以全面定性與定量。在水質(zhì)表征中采納以下幾個(gè)綜合水質(zhì)污染指標(biāo)來(lái)描述。2.1生化需氧量：在有氧的條件下，由于微生物新陳代謝的活動(dòng)，降解有機(jī)物質(zhì)所需的氧量，稱為生化需氧量（BOD）。以單位體積廢水所消耗的氧量（mg/L）來(lái)表示。有機(jī)物生化需氧量過(guò)程與溫度、生化培養(yǎng)時(shí)刻的關(guān)。在一定范圍內(nèi)水溫越高，微生物活力越強(qiáng)，有機(jī)物因降解而消耗越快，需氧也越多；時(shí)刻越長(zhǎng)，微生物降解有機(jī)物的數(shù)量越大，深度越深，需氧也越多。多數(shù)國(guó)家規(guī)定20，5天生化培養(yǎng)測(cè)定的BOD5，作為衡量廢水的有機(jī)物濃度指標(biāo)。BOD

6、5差不多上能反映可被微生物氧化降解的有機(jī)物的量，較為直觀地講明了廢水被有機(jī)物污染的狀況與危害程度。但仍然存在一些缺點(diǎn)：當(dāng)廢水中含大量難生物降解的物質(zhì)時(shí)，測(cè)定誤差較大；每次測(cè)定需要5天，不能迅速及時(shí)指導(dǎo)實(shí)際工作；廢水中存在抑制微生物生長(zhǎng)生殖的物質(zhì)，或所含有機(jī)物不是微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)時(shí)，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性專門(mén)差。2.2化學(xué)需氧量：化學(xué)需氧量（COD）是指在酸性介質(zhì)中，用強(qiáng)化劑將有機(jī)物氧化為CO2、H2O所消耗的氧量。氧化劑可采納重鉻酸鉀或高錳酸鉀。COD能在較短的時(shí)刻內(nèi)精確測(cè)出，較為直觀地講明了廢水被有機(jī)物和無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)污染的狀況與危害程度，但無(wú)法講明廢水中可被微生物氧化降解的有機(jī)物污染的狀況。

7、假如廢水中各成份比例相對(duì)穩(wěn)定，COD與BOD間將有較固定的比例關(guān)系。而B(niǎo)OD5/COD的比值可作為廢水是否采納生化法處理的一個(gè)重要衡量指標(biāo)。比值越大，越容易被生化處理，效果也越好。BOD5/COD比值大于0.3就可采納生化處理，生活污水的這項(xiàng)比值在0.5以上，講明生活污水專門(mén)容易被生化降解，因此有些工業(yè)廢水進(jìn)行生化處理，常把生活污水配入工業(yè)廢水，以提高BOD5/COD比值，使之更適宜于生化處理。2.3總需氧量：有機(jī)物中所含要緊元素有C、H、O、N、S等，如經(jīng)高溫燃燒，將分不生成CO2、H2O、NO2、SO2等，燃燒過(guò)程所消耗的總氧量稱為總需氧量（TOD）。TOD的數(shù)值一般比COD數(shù)值大。3、油

8、類污染物：要緊是石油類和動(dòng)植物油類有機(jī)化合物。水體含油達(dá)0.01mg/L即可使魚(yú)肉帶有專門(mén)氣味而不能食用。油類污染物在水面上形成油膜，隔絕大氣與水面，破壞了水體的復(fù)氧條件，破壞正常的充氧環(huán)境，導(dǎo)致水體缺氧。4、有毒污染物：廢水中能對(duì)生物體引起毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)差不多上有毒污染物。廢水中有毒污染物分為：無(wú)機(jī)化學(xué)毒物、有機(jī)化學(xué)毒物和放射性物質(zhì)三類。4.1無(wú)機(jī)化學(xué)毒物：包括金屬和非金屬及其化合物兩類。金屬毒物要緊是汞、銅鋁、鉛、鎳等元素的離子或化合物。非金屬毒物要緊有砷、硒、氰、氟、亞硝酸根等。4.2有機(jī)化學(xué)毒物：要緊是指酚、苯、硝基物、有機(jī)農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、合成洗滌劑等人工合成化合物。4.3放射性毒

9、物：是指具有放射性核素的物質(zhì)。5、生物污染物：是指廢水中的致病毒性微生物。它包括致病細(xì)菌、病蟲(chóng)卵、病毒和有毒藻類。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，以細(xì)菌總數(shù)和總大腸菌群數(shù)，作為衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)。后者反映水體受動(dòng)物糞便污染的狀況。6、酸、堿污染物：要緊是指廢水中含有酸性污染物或堿性污染物，有些地區(qū)酸雨也會(huì)使廢水含有這類污染物。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中以PH值來(lái)表示酸堿污染的存在。7、營(yíng)養(yǎng)性污染物：廢水中所含的氮、磷是植物和微生物的要緊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。要緊引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。8、感官性污染物：廢水中能引起渾濁、泡沫、惡臭、色變等現(xiàn)象的物質(zhì)，雖無(wú)嚴(yán)峻危害，但能引起人們感觀上的不適，統(tǒng)稱為感官污染物。9、熱污染：假如廢水水溫較高，直接排入水體，會(huì)造

10、成水體的熱污染。凡因廢水溫度過(guò)高對(duì)受納水體造成的危害，稱為熱污染。三、污水處理工藝方法污水中所含有的污染物，就其存在的形式可分為溶解性的和不溶解性的兩大類。溶解性的污染物可分為分子態(tài)、離子態(tài)和膠體態(tài)的三種；不溶解性的污染物又可分為漂移在水中的大顆粒物質(zhì)、懸浮在水中的容易沉降下的物質(zhì)和懸浮在水中不容易沉降的物質(zhì)。這些形態(tài)不同的污染物質(zhì)在去除時(shí)難易程度相差較大，同時(shí)所采納的方法也不相同。比如，漂移在水中的大顆粒物質(zhì)容易被去除，通常采作簡(jiǎn)單的格柵或篩網(wǎng)過(guò)濾就能夠完成；而分子態(tài)的溶解性污染物質(zhì)最難被去除，它往往需要通過(guò)化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)、或物理化學(xué)反應(yīng)才能被去除。在設(shè)計(jì)污水處理工藝時(shí)，通常采取由易到難

11、的順序，依次將不同形態(tài)的污染物質(zhì)進(jìn)行去除。一種形態(tài)的污染物質(zhì)通常需要一種去除方法來(lái)完成，能夠完成一種去除功能的裝置在整個(gè)處理工藝中被稱作處理單元。污水處理工藝流程是由多個(gè)處理單元按照下列步驟串聯(lián)起來(lái)的。第一步 去除漂移在水中的大顆粒物質(zhì)第二步 去除懸浮在水中的容易沉降下來(lái)的物質(zhì)第三步 去除懸浮在水中而不容易沉降的物質(zhì)第四步 去除水中的膠體態(tài)污染物質(zhì)第五步 去除水中的分子態(tài)、離子態(tài)污染物質(zhì)這些方法要緊包括物理處理、化學(xué)處理及生物處理三大類。1、物理處理法物理處理法是最差不多最常用的一類處理單元技術(shù)，常用作污水的一級(jí)治理或預(yù)處理。常用作化學(xué)處理法、生物處理法的預(yù)處理方法，甚至成為這些方法不可分割的

12、一個(gè)組成部分，也可單獨(dú)應(yīng)用。物理處理法要緊是用來(lái)分離或回收廢水中的懸浮物質(zhì)，它在處理的過(guò)程中不改變污染物質(zhì)的組成和化學(xué)性質(zhì)。常用的物理處理方法有：沉降與氣浮、隔截與過(guò)濾，離心分離和蒸發(fā)濃縮等。一般情況下，物理處理法所需要的投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，故常被優(yōu)先考慮或采納。然而，關(guān)于大多數(shù)的工業(yè)廢水來(lái)講，單純依靠物理方法凈化，往往不能達(dá)到理想的處理結(jié)果還需與其它的治理方法配合使用。污水物理處理的差不多原理過(guò)濾分離法：將污水通過(guò)一帶孔隙的過(guò)濾裝置或介質(zhì)，大于孔隙尺寸的懸浮物顆粒物質(zhì)被截留在介質(zhì)的表面，從而使廢水得到凈化。通過(guò)一定時(shí)刻的使用后，過(guò)水的阻力增加，就必須采取一定的措施，如通常人工或機(jī)械或反沖洗將

13、截留物從過(guò)濾介質(zhì)上除去。重力分離法：利用廢水中懸浮物質(zhì)與水的性質(zhì)不同，在重力作用下實(shí)現(xiàn)分離的過(guò)程。當(dāng)懸物物的比重大于1時(shí)，就下沉，稱之為沉降或沉淀。在沉淀過(guò)程中，懸浮物顆粒形態(tài)大小不變的，稱為自由沉淀；若懸浮物的顆粒形狀大小不斷地增大，則稱為絮凝沉淀。當(dāng)懸浮物的比重小于1時(shí)，就上浮，稱之重力浮選。然而，關(guān)于呈乳化狀態(tài)或比重接近于1時(shí)的懸浮性物質(zhì)，難以自然沉降或上浮，必須依靠通入空氣或進(jìn)行機(jī)械攪拌，以開(kāi)成大量氣泡，將乳化微粒粘附而帶到水面，與水進(jìn)行分離，這種強(qiáng)制上浮又稱做氣浮或浮選。離心分離法：高速旋轉(zhuǎn)的物體能產(chǎn)生離心力，利用離心力的作用可將懸浮性物質(zhì)從廢水中分離出來(lái)。含有懸浮物或乳化油的廢水高

14、速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于懸浮顆粒、乳化油等和水的質(zhì)量不同，因而會(huì)受到大小不等的離心力作用。質(zhì)量大的懸浮性固體顆粒，受到較大的離心力作用，被甩到了外側(cè)；而質(zhì)量小的水受到離心力作用也較小，便被留在內(nèi)圈，利用不同的排出口將其分不引出，便可實(shí)現(xiàn)固與液分離的目的。離心分離時(shí)，由于離心力對(duì)懸浮顆?；蛉榛偷淖饔眠h(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了重力和壓力的作用，因此對(duì)懸浮物顆粒或乳化油的澄清也大大的強(qiáng)化了。蒸發(fā)與結(jié)晶法：蒸發(fā)是依靠加熱使溶液中的溶劑（如水等）汽化，溶液得到濃縮的過(guò)程；結(jié)晶是利用過(guò)飽和溶液的不穩(wěn)定原理，將廢水中過(guò)剩的溶解物質(zhì)以結(jié)晶形式析出，再將母液分離出來(lái)就得到了純凈的產(chǎn)品。在廢水處理中常利用結(jié)晶的方法，回收有用物質(zhì)或去除污

15、染物達(dá)到凈化的目的。2、化學(xué)處理法要緊是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)分離或回收廢水中的膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì)等污染物，以達(dá)到回收有用物質(zhì)、降低廢水中的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些有機(jī)物的目的。這種處理方法既可使污染物質(zhì)與水分離，也能夠改變污染物的性質(zhì)，因此能夠達(dá)到比簡(jiǎn)單物理處理方法更高的凈化程度。常用的化學(xué)處理方法有：化學(xué)沉淀與混凝法、中和法、氧化還原法等。由于化學(xué)處理法學(xué)常需采納化學(xué)藥劑或材料，故處理費(fèi)用較高，運(yùn)行治理的要求也較嚴(yán)格。通常，化學(xué)處理法還需與物理處理法配合起來(lái)使用。如化學(xué)法處理之前，往往需要用沉淀和過(guò)濾等手段作為前處理；在某些場(chǎng)合下，又需要采納沉淀、浮選和過(guò)濾等物理處理手段作為化學(xué)處理法的后

16、處理等?；瘜W(xué)處理的差不多原理廢水的化學(xué)處理要緊應(yīng)用投加化學(xué)藥劑與廢水中的污染物發(fā)生反應(yīng)或電荷作用，以沉淀、上浮或分解為氣體等使污染物達(dá)到凈化。因此廢水中污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面電荷差異特性與使用的藥劑相差甚大。廢水的化學(xué)處理差不多原理如下。中和法：廢水中加入酸或堿進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水的酸堿度（PH）使其呈中性或接近中性或適宜于下步處理的PH范圍?；瘜W(xué)混凝和沉淀法：向廢水中投加某種化學(xué)藥劑（常稱之為混凝劑），使水中難以沉淀的膠體狀懸浮顆?；蛉闋钗廴疚镔|(zhì)失去穩(wěn)定后，由于互相碰撞以及附聚或聚合，搭接而形成較大的顆?；蛐鯛钗铮瑥亩子谧匀幌鲁粱蛏细《怀?。可除低廢水的濁度、色度，除去多種高分子物質(zhì)

17、、有機(jī)物、某些重金屬毒物放放射性物質(zhì)等，因此在工業(yè)廢水的處理中得到廣泛應(yīng)用。向廢水中投加稱之為淀淀劑的某種化學(xué)物質(zhì)，使其和水中的某些溶解性污染物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成溶度積小的難溶天水的化合物，如將鹽類等到沉淀下來(lái)，然后再分離出去，從而降低了溶解性污染物質(zhì)的濃度。氧化還原法：廢水中某些有毒有害的溶解性污染物質(zhì)，可在氧化還原反應(yīng)過(guò)程中被氧化或還原，轉(zhuǎn)化成無(wú)毒無(wú)害的新物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成可從水中分離出來(lái)的氣體或固體，從而達(dá)到凈化處理的目的，這種方法便稱為氧化還原法。3、物理化學(xué)處理法在工業(yè)廢水的回收治理過(guò)程中，利用經(jīng)常遇到的污染性物質(zhì)由一相轉(zhuǎn)移到另一相的過(guò)程，即傳質(zhì)過(guò)程來(lái)分離廢水中的溶解性物質(zhì)，回收其中的有用成

18、份，以使廢水得到深度治理。尤其當(dāng)需要從廢水中回收某種特定的物質(zhì)時(shí)，或當(dāng)工業(yè)廢水有毒、有害，且不易被微生物降解時(shí)，采納物理化學(xué)處理方法最為相宜。常用的物理化學(xué)處理法有：吸附法、萃取法、電解法和膜分離方法等。由于在果汁廢水處理中較少用到，這些方法在此不做詳細(xì)介紹。4、生物處理廢水生物處理是指利用微生物的代謝作用去除廢水中有機(jī)污染物的一種方法。其差不多原理為在廢水構(gòu)筑物中，通過(guò)微生物酶的作用，將廢水中的污染物分解。在好氧條件下污染物最終被分解成CO2、H2O和各種無(wú)機(jī)酸鹽；在厭氧條件下污染物最終形成CH4、CO2、H2S、N2、H2和H2O以及有機(jī)酸和醇等。要緊以分散的懸浮污泥如活性污泥、厭氧顆粒污

19、泥和生物膜的形式存在。4.1好氧生物處理廢水好氧生物處理是向裝有好氧微生物的容器或構(gòu)筑物中不斷地供給足夠量的氧的條件下，利用好氧微生物分解廢水中的污染物質(zhì)。一般是通過(guò)機(jī)械設(shè)備往曝氣中連續(xù)不斷地充入空氣，亦可采納采納氧氣發(fā)生設(shè)備提供純氧，并使氧溶解于廢水中，這種過(guò)程稱為曝氣，處理廢水的構(gòu)筑物稱為曝氣池。曝氣的過(guò)程除供氧外，還起攪拌混合作用，保持活性污泥在混合液中呈懸浮狀態(tài)，同時(shí)增加微生物（以活性污泥或生物膜形式存在）與基質(zhì)污染物的碰撞幾率，使其與廢水充分接觸混合。好氧生物處理曝氣方式要緊有：鼓風(fēng)曝氣、表面加速曝氣和射流曝氣。由于好氧生物處理運(yùn)行費(fèi)用要緊為電耗，所有提高曝氣過(guò)程空氣中氧的利用率，增

20、加單位電耗充氧量一直是曝氣設(shè)備和技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。好氧處理要緊方法有：活性污泥法、SBR、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物濾池、氧化溝、氧化塘等。好氧生物處理要緊適用于COD1500mg/L以下廢水的處理。4.2厭氧生物處理厭氧生物處理法具有節(jié)能、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、能產(chǎn)生沼氣等特點(diǎn)，因而在處理高濃度有機(jī)廢水中被普遍采納。厭氧處理廢水是在無(wú)氧的條件下進(jìn)行的，是由厭氧微生物作用的結(jié)果。厭氧微生物在生命活動(dòng)過(guò)程中不需要氧，有氧還會(huì)抑制或殺死這些微生物。這類微生物要緊分兩大類群，即發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸菌）和產(chǎn)甲烷菌。廢水中的這些有機(jī)物在這些微生物聯(lián)合作用下，通過(guò)酸性發(fā)酵時(shí)期和產(chǎn)甲烷時(shí)期，最終被轉(zhuǎn)化成CH4、CO2等氣

21、體，同時(shí)使廢水得到凈化。酸性發(fā)酵時(shí)期是指微生物在分解有機(jī)物過(guò)程中產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，要緊是揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和醇，使發(fā)酵環(huán)境中PH下降，呈現(xiàn)酸性。產(chǎn)甲烷時(shí)期是指微生物在這一時(shí)期中，分解第一時(shí)期產(chǎn)生的有機(jī)酸和醇，通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CH4、CO2、H2S等，使發(fā)酵環(huán)境中PH值上升，現(xiàn)在，水中的PH值可提高至7-8。參與第二時(shí)期的細(xì)菌為嚴(yán)格厭氧菌，要緊是產(chǎn)甲烷菌。因產(chǎn)甲烷細(xì)菌代謝速度專門(mén)慢，故第二時(shí)期需要較長(zhǎng)時(shí)刻。厭氧生物處理可直接接納COD大于2000mg/L的高濃度有機(jī)廢水，而這種高濃度廢水若采納好氧生物處理法必須稀釋幾倍甚至幾十倍，致使廢水中處理的運(yùn)行費(fèi)專門(mén)高。但厭氧法處理后的出水COD和BO

22、D5仍專門(mén)高，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，因而，欲達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)常接好氧處理工藝，果汁廢水常用接觸氧化法。近年來(lái)的研究和實(shí)踐表明，處理高濃度有機(jī)廢水，先采納厭氧法處理，使廢水中的COD和BOD5大幅度降低，然后再用好氧法進(jìn)行處理，可取得比較好的效果。5、廢水生物處理差不多過(guò)程廢水生物處理過(guò)程可歸納為四個(gè)連續(xù)進(jìn)行的時(shí)期，即絮凝作用（在生物膜法中稱為掛膜）、吸附作用、氧化作用和沉淀作用。下面以好氧法為例講明這四個(gè)時(shí)期。5.1、絮凝作用在廢水生物處理中，細(xì)菌常以絮凝體開(kāi)式存在。廢水進(jìn)入生物反應(yīng)池后，廢水中的產(chǎn)莢膜細(xì)菌可分泌出粘液性物質(zhì)，并相互粘連形成菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)又粘連在一起，絮凝成活性污泥和粘附

23、在載體上形成生物膜。因此，活性污泥或生物膜是微生物群體（包括細(xì)菌、真菌、放線菌、原生動(dòng)物等）存在的形式，并在廢水生物處理中具有重大的生態(tài)學(xué)意義。5.2、吸附作用吸附作用是發(fā)生在微小粒子表面的一種物理化學(xué)的作用過(guò)程。微生物個(gè)體專門(mén)小，同時(shí)細(xì)菌也具有膠體粒子所具有的許多特性，如細(xì)菌表面一般帶有負(fù)電荷，而廢水中有機(jī)物顆粒常帶有正電荷，因此它們之間有專門(mén)大的吸引作用。活性污泥的有面積介于2000-10000m2/m3，其表面附有的粘性物質(zhì)對(duì)廢水中的有機(jī)物顆粒、膠體物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附能力，而對(duì)溶解性有機(jī)物有吸附能力專門(mén)小。關(guān)于懸浮固體和膠體含量較高的廢水，吸附作用可使廢水中有有機(jī)物含量減少70%-80%左

24、右。5.3、氧化作用氧化作用是發(fā)生在微生物體內(nèi)的一種生物化學(xué)的代謝過(guò)程。被活性污泥和生物膜吸附的大分子有機(jī)物質(zhì)，在微生物胞外酶的作用下，水解為可溶性的有機(jī)小分了物質(zhì)，然合透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)。這些被汲取到細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)一系列生化反應(yīng)途徑，被氧化為無(wú)機(jī)物CO2和H2O等，并釋放能量；與此同時(shí)，微生物利用氧化過(guò)程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物和呼吸作用釋放的能量，合成細(xì)胞物質(zhì)。在此過(guò)程中微生物不斷生殖，有機(jī)物也就不斷地被氧化分解。5.4、沉淀作用廢水中有機(jī)物質(zhì)在活性污泥或生物膜的氧化分解作用下無(wú)機(jī)化后，處理后水往往排至自然水體中，這就要求排放前必須通過(guò)泥水分離?；钚晕勰啵夭?/p>

25、是生物膜具有良好的沉降性能，使泥水分離，澄清水排走，污泥沉降至池底，這是廢水生化處理必須通過(guò)的步驟，也是特不重要的步驟。若活性污泥或脫落的生物膜不能泥水分離，則這兩種生物處理技術(shù)不可能實(shí)現(xiàn)。若泥水不經(jīng)分離或分離效果不行，由于活性污泥本身是有機(jī)體，進(jìn)入自然水體后將造成二次污染。依照廢水生物處理中微生物對(duì)氧的要求，可把廢水生物處理分為好氧處理和厭氧處理兩大類型。依照微生物存在的狀態(tài)分為活性污泥法、生物膜法及自然處理技術(shù)。但不論是何種處理工藝，污染物均有三個(gè)去向：微生物的增長(zhǎng)和細(xì)胞物質(zhì)積存；產(chǎn)生代謝產(chǎn)物和能量；殘存物質(zhì)。廢水生物處理對(duì)微生物的要求要緊有：能夠代謝廢水中的有機(jī)物；能與處理后的水完全分離

26、（這對(duì)厭氧生物處理更為重要，因?yàn)樗仁潜ＷC出水水質(zhì)，又是使處理能持續(xù)下去的必要條件）。同一種有機(jī)污染物在好氧和厭氧條件下轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)不同。共同點(diǎn)：微生物以有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)合成代謝組成細(xì)胞物質(zhì)，通過(guò)分解代謝產(chǎn)生能量和代謝產(chǎn)物。不同點(diǎn)：轉(zhuǎn)化條件不同，好氧轉(zhuǎn)化在有氧的條件下進(jìn)行，厭氧轉(zhuǎn)化在無(wú)氧或缺氧的條件下進(jìn)行；有機(jī)污染物的降解途徑不同；代謝過(guò)程中的最終電子受體（受氫體）不同，好氧轉(zhuǎn)化的受氫體是分子氧，厭氧轉(zhuǎn)化的受氫體是代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)物（如小分子有機(jī)酸、醇）或含氧的無(wú)機(jī)物（如、CO32-）；代謝的終產(chǎn)物不同，好氧轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物為最終的氧化產(chǎn)物（如CO2、H2O、NO2-、SO42-等），厭

27、氧轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物為小分子有機(jī)物或相應(yīng)的還原產(chǎn)物（如有機(jī)酸、醇、N2、NH3、H2S、CH4等）；物質(zhì)代謝的速度不同，好氧代謝速率高于厭氧代謝；細(xì)胞生長(zhǎng)速率不同，好氧轉(zhuǎn)化過(guò)程積存的細(xì)胞物質(zhì)質(zhì)量高于厭氧轉(zhuǎn)化過(guò)程。四、生物處理過(guò)程環(huán)境條件的阻礙因素在廢水生物處理過(guò)程中物理、化學(xué)和生物因素會(huì)阻礙分解污染物的微生物種群、數(shù)量、活性、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化速率和生物降解產(chǎn)物等。為使生物處理系統(tǒng)中微生物生態(tài)系統(tǒng)最大地發(fā)揮效率，弄清各種因素對(duì)廢水生物處理的阻礙，對(duì)如何優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)中微生物種群，提高廢水處理效率十分重要。1、物理化學(xué)因子對(duì)生物處理系統(tǒng)的阻礙每個(gè)微生物菌株對(duì)阻礙生長(zhǎng)和活動(dòng)的生態(tài)因素（如溫度、PH、鹽分等）均有耐

28、受范圍，有耐受上限和耐受下限。假如某一環(huán)境中有幾種降解微生物，就比在同一環(huán)境中只有一種降解微生物的耐受范圍要寬。但假如環(huán)境條件超出系統(tǒng)中所有微生物的耐受范圍，降解作用就可不能發(fā)生。、溫度在生化反應(yīng)上，溫度支配著酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、微生物生長(zhǎng)速度以及化合物的溶解度等。溫度對(duì)微生物的生理活動(dòng)的阻礙要緊反映在兩個(gè)方面：一是隨著溫度在一定范圍內(nèi)升高，細(xì)胞中的生物化學(xué)反應(yīng)加快，增殖速率也加快；二是細(xì)胞組成物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等對(duì)溫度專門(mén)敏感，假如溫度大幅度升高并超過(guò)一定限度，會(huì)使微生物組織遭到不可逆破壞，因而對(duì)操縱污染物的降解轉(zhuǎn)化著關(guān)鍵作用。不同種類的微生物對(duì)溫度的適應(yīng)能力有專門(mén)大差不，生物處理中應(yīng)用的微生物

29、依照處理目標(biāo)、工藝的不同種類也不同。各類厭氧菌的溫度范圍見(jiàn)下表：表1 各類厭氧菌的溫度范圍細(xì)菌種類生長(zhǎng)的溫度范圍/（）最適溫度/（）低溫菌103020中溫菌30403538高溫菌50605153盡管產(chǎn)甲烷菌可按生存的溫度范圍分為三類，但大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌最適宜溫度為3540之間。一般在大多數(shù)厭氧反應(yīng)器中，都差不多符合溫度每增加10，反應(yīng)速度增加一倍的規(guī)律。一般來(lái)講，好氧生物處理在5下速率專門(mén)低，微生物差不多處理于休眠狀態(tài)；通常溫度范圍為1535；最適宜溫度為2030。、PH大多數(shù)微生物強(qiáng)酸強(qiáng)堿都會(huì)抑制其生物活性，通常在PH4-9范圍內(nèi)微生物生長(zhǎng)最好。一般細(xì)菌和放線菌更喜愛(ài)中性或微堿性環(huán)境，酸性條件

30、下有利于霉菌及酵母菌的生長(zhǎng)。在極端酸性條件或堿性條件下微生物活性降低；在合適的PH值條件下微生物性增高，生物降解趨向加快。表2為了般微生物生長(zhǎng)的PH范圍，從中可見(jiàn)，以細(xì)菌為主體的廢水生物處理系統(tǒng)，PH6.57.5較適宜。表2 一般微生物生長(zhǎng)的PH范圍微生物最低PH值最適PH值最高PH值細(xì)菌356.57.5810酵母菌234.55.578霉菌134.55.578、鹽分鹽分比較高時(shí)可能會(huì)阻礙微生物的活動(dòng)。有些廢水中的鹽分較高，抑制了微生物的活動(dòng)，造成抑制某些降解有機(jī)物的微生物種群的生長(zhǎng)，從而抑制生物降解過(guò)程。、壓力有些油類污染物的密度比海水大，會(huì)沉積到海底。海底屬于高靜水壓和低溫環(huán)境，在如此的環(huán)境

31、中微生物活性專門(mén)低，有機(jī)物的降解十分緩慢。在平常的污水處理工作專門(mén)少出現(xiàn)此類情況，要緊針對(duì)的海洋污染。2、養(yǎng)分供應(yīng)對(duì)生物處理系統(tǒng)的阻礙、碳源碳源對(duì)細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)十分重要。對(duì)廢水處理來(lái)講，微生物的碳源來(lái)源于有機(jī)污染物，但這些有機(jī)污染物的碳源能否供給處理系統(tǒng)的微生物利用，與污染物的化合物特征有關(guān)。通常，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分子量小的化合物比結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分子量大的化合物易降解，聚合物和復(fù)合物較難生物降解。、氮和磷及其它營(yíng)養(yǎng)元素微生物生長(zhǎng)除需要碳源外，還需要一些營(yíng)養(yǎng)元素，如氮、磷、硫、鎂等。假如環(huán)境中這些營(yíng)養(yǎng)成分一種或幾種供應(yīng)不足，微生物降解污染物的過(guò)程則會(huì)受到抑制。好氧處理中碳、氮、磷操縱為100：5：1為宜

32、；厭氧處理中碳、氮、磷操縱為200300：5：1為宜，厭氧比好氧值要大，要緊為厭氧微生物對(duì)碳等營(yíng)養(yǎng)的利用率較好，而好氧微生物低有關(guān)。五、厭氧消化過(guò)程的操縱5.1厭氧消化過(guò)程的酸堿平衡及PH操縱PH值是阻礙厭氧消化過(guò)程的重要因素，許多研究結(jié)果和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，厭氧消化要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的PH范圍，一般來(lái)講，關(guān)于以產(chǎn)甲烷為要緊目的的厭氧過(guò)程，為6.57.5。假如生長(zhǎng)環(huán)境的PH值過(guò)高（大于8.0）或過(guò)低（小于6.0），產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)代謝和生殖率就會(huì)受到抑制，并進(jìn)而對(duì)整個(gè)厭氧消化過(guò)程產(chǎn)生嚴(yán)峻的不利阻礙。這是因?yàn)樵趨捬躞w系中，其他非產(chǎn)甲烷菌如發(fā)酵細(xì)菌等對(duì)PH值的變化不如產(chǎn)甲烷菌敏感，在PH發(fā)生變化時(shí)，這些

33、細(xì)菌受到的阻礙較小，它們能接著將進(jìn)水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為脂肪酸類，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)酸的積存、酸堿平衡失調(diào)，使產(chǎn)甲烷菌的活性受到更大的抑制，最終導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行失敗。因此，在厭氧生物處理過(guò)程中，應(yīng)特不注意反應(yīng)器內(nèi)PH的操縱，一般應(yīng)維持在產(chǎn)甲烷菌的最適范圍內(nèi)，即6.57.5（最佳6.87.2）之間。為了維持如此的PH值，在利用厭氧工藝處理某些工業(yè)廢水時(shí)，有時(shí)就需要投加堿或酸來(lái)調(diào)節(jié)和操縱反應(yīng)器內(nèi)的PH值。5.1.1厭氧微生物的適宜PH值不同的厭氧微生物類群的適宜PH范圍實(shí)際上各不相同。 產(chǎn)酸細(xì)菌能適應(yīng)的PH較寬，一般來(lái)講，其最適宜的PH值是在6.57.5之間，現(xiàn)在，其生化反應(yīng)的能力最強(qiáng)。然而，PH略低于6

34、.5或高于7.5時(shí)，產(chǎn)酸細(xì)菌仍有較強(qiáng)的生化反應(yīng)能力。為甲烷細(xì)菌所能適應(yīng)的PH范圍較窄，一般認(rèn)為其最適PH范圍為6.87.2，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)PH值在6.57.5之間，產(chǎn)甲烷菌均有較強(qiáng)的活性。5.1.2厭氧消化體系中的酸堿平衡厭氧消化體系中的PH值是由體系中的酸堿平衡所操縱的，因此專門(mén)必要對(duì)厭氧消化體系中的酸堿平衡進(jìn)行分析和研究。依照對(duì)厭氧消化體系中的成分的分析，可知，與酸堿平衡有關(guān)的要緊物質(zhì)有脂肪酸、氨氮、H2S、CO2等。、脂肪酸的產(chǎn)生與消耗盡管脂肪酸用為厭氧第一時(shí)期產(chǎn)酸細(xì)菌的產(chǎn)物，但假如絕大多數(shù)的脂肪酸都能在后續(xù)的產(chǎn)甲烷時(shí)期被消耗掉，而在出水中僅剩下極少量的VAF，則可不能對(duì)厭氧緩沖體系產(chǎn)

35、生專門(mén)大的阻礙。然而，當(dāng)反應(yīng)器超負(fù)荷運(yùn)行和受不良條件的沖擊，由于產(chǎn)酸細(xì)菌的生長(zhǎng)較快且對(duì)環(huán)境條件的變化不太敏感，則會(huì)造成VAF的積存，現(xiàn)在，厭氧體系的PH值就會(huì)下降。、氨的產(chǎn)生與消耗在厭氧菌消化過(guò)程中氨的產(chǎn)生要緊有以下幾個(gè)來(lái)源：甲胺的甲烷化，氨基酸和蛋白質(zhì)的發(fā)酵，其它含氮有機(jī)物的降解等。降解的終產(chǎn)物差不多上以NH3-N的形式存在。而游離氨是厭氧緩沖體系中的一種致堿物質(zhì)，因此，含氮有機(jī)物的降解，將會(huì)導(dǎo)致厭氧體系中堿度的增加。5.1.3厭氧生物處理過(guò)程中PH值的操縱技術(shù)為了保持厭氧反應(yīng)器中的PH值穩(wěn)定在適宜的范圍內(nèi)，就必須采取一定的措施對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)和操縱。在實(shí)際運(yùn)行中，要緊通過(guò)以下幾種

36、方法來(lái)調(diào)節(jié)和操縱厭氧反應(yīng)器的PH值。、投加致堿或致酸物質(zhì)在進(jìn)水中或直接在反應(yīng)器中加入致酸或致堿物質(zhì)，是最直接的調(diào)控厭氧反應(yīng)器內(nèi)PH值的方法。實(shí)際運(yùn)行中所用的致堿物質(zhì)要緊有碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉及氫氧化鈣等。這種方法要消耗化學(xué)藥品，從而增加了運(yùn)行費(fèi)用。而且，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員來(lái)講，應(yīng)在廢水中加入多少致堿物質(zhì)不行掌握。、穩(wěn)定培養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)世代較長(zhǎng)，培養(yǎng)數(shù)量多且性狀好的產(chǎn)甲烷菌是厭氧調(diào)試的最終目標(biāo)。在培養(yǎng)過(guò)程投加必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，特不是氮元素，一方面能加快產(chǎn)甲烷菌的增殖，加快消耗厭氧第一時(shí)期生成的VAF，不致于造成VAF的積存，引起PH下降；另一方面生成的游離氨能增加厭氧緩沖體系中的一種致堿

37、物質(zhì)。、出水回流一般情況下，厭氧反應(yīng)器的出水堿度會(huì)高于進(jìn)水堿度，因此可采納出水回流的方法來(lái)操縱反應(yīng)器內(nèi)的PH值，同時(shí)出水回流還可起到稀釋作用。采納回流法操縱反應(yīng)器內(nèi)PH值，回流比一般應(yīng)操縱在520之間。、出水吹脫CO2回流出水中的CO2是要緊的酸性物質(zhì)，把出水中的CO2經(jīng)吹脫去除后再回流，是一種更好的調(diào)控厭氧反應(yīng)器內(nèi)PH值的方法。但在采納該方法時(shí)，由于一般均采納空氣進(jìn)行吹脫，因此回流液中會(huì)含有一定的溶解氧，也會(huì)對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行產(chǎn)生一定的不利阻礙。5.2溫度對(duì)厭氧生物處理的阻礙溫度是阻礙厭氧生物處理工藝的重要因素，它的阻礙要緊表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：溫度要緊是通過(guò)對(duì)厭氧微生物細(xì)胞內(nèi)的某些酶的活性的阻礙

38、微生物的生長(zhǎng)速率和微生物對(duì)基質(zhì)的代謝速率，如此就會(huì)阻礙到廢水厭氧生物處理工藝中污泥的產(chǎn)量、有機(jī)物的去除速率、反應(yīng)器所能達(dá)到的處理負(fù)荷；溫度還會(huì)阻礙有機(jī)物在生化反應(yīng)中的流向和某些中間產(chǎn)物的形成以及各種物質(zhì)在水中的溶解度，因而可能會(huì)阻礙到沼氣的產(chǎn)量和成分等；另外溫度還可能會(huì)阻礙剩余污泥的成分和性狀；在廢水厭氧生物處理裝置和設(shè)備的運(yùn)行中，要維持一定的反應(yīng)溫度又與能耗成本有關(guān)。、溫度突變對(duì)厭氧消化的阻礙厭氧微生物對(duì)反應(yīng)溫度的突變十分敏感，溫度突降會(huì)對(duì)其生物活性產(chǎn)生顯著的阻礙，降溫幅度越大，低溫時(shí)刻越長(zhǎng)，產(chǎn)氣的下降就更嚴(yán)峻，升溫后產(chǎn)氣量的恢復(fù)更困難。一般認(rèn)為，厭氧生物處理系統(tǒng)每日的溫度波動(dòng)以不大于23為

39、佳。、厭氧生物處理反應(yīng)溫度的選擇與操縱從前已述能夠看出，反應(yīng)溫度關(guān)于厭氧生物處理工藝是十分重要的參數(shù)，在設(shè)計(jì)和運(yùn)行厭氧生物反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器溫度的選擇就顯得十分關(guān)鍵。但反應(yīng)器溫度的選擇不能僅僅考慮處理效果，為了維持合適的反應(yīng)溫度所需要消耗的能量也是我們必須考慮的問(wèn)題。高溫厭氧消化能達(dá)到的處理負(fù)荷高，處理效果好，但為了維持較高的反應(yīng)器溫度所需要消耗的能量也相對(duì)較高，因此，只有在原廢水溫度較高（如4870）或者在有大量廢熱能夠利用的條件下才能夠選用。目前絕大多數(shù)人數(shù)運(yùn)行的厭氧反應(yīng)器差不多上在中溫條件下運(yùn)行，如此既能夠獲得較穩(wěn)定、高效的處理效果，同時(shí)為了維持反應(yīng)器溫度所需要消耗的能量還能夠同意。厭氧反

40、應(yīng)器溫度操縱要緊有以下幾種方式：直接在厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行溫度的操縱，立即蒸汽管直接安裝到厭氧反應(yīng)器內(nèi)部，再通過(guò)溫度傳感器保證反應(yīng)器內(nèi)部的溫度一直處于所需要的溫度范圍之內(nèi)；通常只對(duì)厭氧反應(yīng)器本身進(jìn)行保溫處理，或者采納鋼混結(jié)構(gòu)將構(gòu)筑物半埋地設(shè)計(jì)，而將加熱放在進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器之前的調(diào)節(jié)池中，立即蒸汽管直接安裝在調(diào)節(jié)池中，將其中廢水的溫度加熱略高于所需要的溫度，然后通過(guò)進(jìn)水泵將加熱后的廢水泵入?yún)捬醴磻?yīng)器；采納熱交換器對(duì)進(jìn)水進(jìn)行間接加熱。5.3厭氧消化過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)厭氧廢水處理過(guò)程是由細(xì)菌來(lái)完成的，因此細(xì)菌必須維持在良好的狀態(tài)，否則細(xì)菌最終會(huì)從反應(yīng)器中流失。為此廢水中必須含有足夠量的細(xì)菌用以合成自身細(xì)胞物

41、質(zhì)的化合物。細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成是了解其營(yíng)養(yǎng)需求的基礎(chǔ)。一般認(rèn)為，產(chǎn)甲烷細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分子式與一般細(xì)菌一樣能夠用C5H7O2N來(lái)表示，這講明為甲烷細(xì)菌對(duì)生物細(xì)胞中差不多元素C、H、O、N的需求與一般細(xì)菌細(xì)胞沒(méi)有什么差不。但除C、H、O、N以外，產(chǎn)甲烷細(xì)菌的化學(xué)組成卻具有其自身的專門(mén)性，如表3能夠看出，產(chǎn)甲烷菌的要緊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有氮、磷、鉀和硫，生長(zhǎng)所必須的少量元素有鈣、鎂、鐵，微量金屬元素有鎳、鈷、鉬、鋅、錳、銅等。 表3 產(chǎn)甲烷細(xì)菌的化學(xué)組成 單位：g/kg干細(xì)胞元素含量元素含量元素含量氮65鎂3鋅0.06磷15鐵1.5錳0.02鉀10鎳0.10銅0.01硫10鈷0.075鈣4鉬0.06以上所討論的要

42、緊是厭氧污泥中的產(chǎn)甲烷菌的營(yíng)養(yǎng)組成情況，然而，厭氧污泥中除了產(chǎn)甲烷細(xì)菌以處還有多種非產(chǎn)甲烷菌，如水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌、產(chǎn)乙酸細(xì)菌、硫酸鹽還原菌等。但一般來(lái)講，厭氧生物處理系統(tǒng)中，產(chǎn)甲烷細(xì)菌是其中最關(guān)鍵的一種細(xì)菌，因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌本身世代周期專門(mén)長(zhǎng)，生長(zhǎng)緩慢，對(duì)環(huán)境條件的要求專門(mén)高，關(guān)于環(huán)境條件的微小變化專門(mén)敏感，而且在整個(gè)厭氧系統(tǒng)中，產(chǎn)甲烷菌處在食物鏈的最后，假如產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)不行，其活性不能得到充分發(fā)揮，就會(huì)引起整個(gè)厭氧消化過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。因此，在討論厭氧消化過(guò)程中的微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，要緊關(guān)懷的確實(shí)是產(chǎn)甲烷細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)要求。在利用厭氧生物處理工藝處理廢水時(shí)，能夠依照一表中各種元素的含量，利用下列公式來(lái)估

43、算出所需要的營(yíng)養(yǎng)物的濃度：=CODBDYcell1.14 （mg/L）式中所需最低營(yíng)養(yǎng)元素的濃度（mg/L） CODBD進(jìn)水中可生物降解的COD濃度（g/L）Y污泥產(chǎn)率系數(shù)（gVSS/g CODBD） cell該元素在細(xì)胞中的含量（mg/g干細(xì)胞）那個(gè)地點(diǎn)的泥泥產(chǎn)率系數(shù)Y，與廢水是否差不多酸化有關(guān)，關(guān)于未酸化的廢水，Y值可取0.15；關(guān)于差不多完全酸化的廢水，則可取0.03。計(jì)算結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還應(yīng)擴(kuò)大至兩倍，保證在厭氧系統(tǒng)中有足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。厭氧微生物對(duì)氮、磷的需求。同樣的，在討論厭氧微生物對(duì)氮、磷的需求時(shí)，要緊討論確實(shí)是產(chǎn)甲烷細(xì)菌的需求。所有產(chǎn)甲烷細(xì)菌均能利用NH4+作為氮源，它們利用有機(jī)

44、氮源的能力較弱，因此，即使在環(huán)境中有氨基酸或肽等有機(jī)氮存在時(shí)，也必須經(jīng)氨化細(xì)菌將這些有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮后，才能保證產(chǎn)甲烷細(xì)菌的正常生長(zhǎng)。不同的厭氧生物處理系統(tǒng)，其中厭氧污泥的凈細(xì)胞合成量大約為其去除有機(jī)物量的2.5%5%，而前已述及產(chǎn)甲烷細(xì)菌的經(jīng)驗(yàn)式C5H7O2N來(lái)表示，則每去除1000kgCOD對(duì)氮的需要量約為36kg，或者，每產(chǎn)生60m3甲烷約需氮0.51.0kg。針對(duì)不同的廢水，也能夠按上公式來(lái)計(jì)算，如一個(gè)濃度為4000mg/L的廢水，其CODBD占COD的80%，則其中氮元素最低濃度應(yīng)為（假定完全酸化的廢水）：N=40.80.03651.14=7.1mg/L上述結(jié)果再乘以2，可知該廢水的

45、氮含量應(yīng)補(bǔ)充到14.2 mg/L。一般來(lái)講，在厭氧生物反應(yīng)器中氨氮濃度必須大于4070 mg/L，否則會(huì)減少生物體內(nèi)活性。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)氨氮濃度為12 mg/L，乙酸利用速率只有其最大值的54%，這講明，氨氮不僅是厭氧微生物生長(zhǎng)必須的差不多氮源，而且還對(duì)促進(jìn)厭氧污泥的活性具有重要的作用。磷也是厭氧微生物所必需的常量元素之一。一般認(rèn)為，厭氧微生物對(duì)磷的需要量是其對(duì)氮的需要量的1/71/5。在磷缺乏時(shí)，厭氧細(xì)菌細(xì)胞的增殖速率會(huì)受到明顯阻礙而降低，但產(chǎn)甲烷過(guò)程仍能正常進(jìn)行。因此，能夠利用磷的濃度來(lái)操縱整個(gè)厭氧反應(yīng)器的剩余污泥的產(chǎn)量。在厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行過(guò)程中，能夠采納如下的運(yùn)行策略，即在反應(yīng)器的啟動(dòng)過(guò)程中

46、，能夠采納相對(duì)較高濃度的氮和磷以刺激細(xì)菌的增殖，加速獲得足夠的活性厭氧污泥；而在正常的運(yùn)行過(guò)程中，則將進(jìn)水中的磷濃度操縱在較低的水平，以減少細(xì)菌細(xì)胞的合成，降低剩余污泥的產(chǎn)量。一般，關(guān)于差不多未酸化的廢水，即當(dāng)Y0.15時(shí)，CODBD：N：P可取大約350：5：1或C：N：P=130：5：1。關(guān)于差不多上完全酸化的廢水，Y0.15時(shí)，CODBD：N：P可取大約1000：5：1或C：N：P=330：5：1。關(guān)于部分酸化的廢水，則可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合進(jìn)推算。5.4厭氧消化過(guò)程中的抑制物質(zhì)許多工業(yè)廢水中常常會(huì)含有一種或幾種對(duì)厭氧微生物（特不是為甲烷細(xì)菌）產(chǎn)生抑制作用的化學(xué)物質(zhì)，這些抑制物質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致

47、厭氧污泥活性的下降，甚至?xí)?dǎo)致厭氧污泥中幾大類間的平衡關(guān)系被破壞，最終導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行的失敗。抑制程度通常能夠用兩種指標(biāo)來(lái)表達(dá)，一種指標(biāo)是用某種濃度下某種抑制性物質(zhì)使厭氧污泥下降的百分率；另一種指標(biāo)是，使厭氧污泥產(chǎn)甲烷活性下降50%時(shí)的抑制物的濃度，記做IC50值。某種物質(zhì)的IC50值越小，就講明該物質(zhì)對(duì)產(chǎn)甲烷過(guò)程的抑制性（或毒性）越大。5.4.1無(wú)機(jī)抑制性物質(zhì)無(wú)機(jī)抑制性物質(zhì)要緊包括：氧氣及其他最子受體、氨氮、硫化物及硫酸鹽、無(wú)機(jī)鹽類、重金屬等。氧及其它電子受體在利用厭氧工藝處理低濃度污水時(shí)，通常會(huì)遇到溶解氧的阻礙的問(wèn)題。由于產(chǎn)甲烷菌通常被認(rèn)為是嚴(yán)格厭氧菌，因此進(jìn)水中溶解氧的存在會(huì)抑制為甲烷菌的

48、活性。但在UASB或EGSB反應(yīng)器中由于顆粒污泥的形成以及大量兼性菌的存在，提高了其內(nèi)部的厭氧污泥對(duì)溶解氧的抵抗能力。氨氮專門(mén)多廢水中都含有較高濃度的氨氮，也有一些廢水本身可能含有較低濃度的氨氮，但含有較高濃度的有機(jī)氮如蛋白質(zhì)和氨基酸等，在厭氧處理的過(guò)程中，會(huì)被轉(zhuǎn)化為氨氮。一般在水處理中所謂的氨氮是指以離子形式存在的氨（NH4+）和非離子形式存在的游離氨（NH3）的總和。一般，氨氮的毒性要緊是由游離氨引起的，因此氨氮在廢水中的存在形式對(duì)其毒生的大小有專門(mén)大阻礙，也因此廢水的PH值對(duì)氨氮毒性的大小有直接的阻礙，因?yàn)镻H值對(duì)游離氨在氨氮中所占比例有專門(mén)大阻礙，當(dāng)PH值為7.0時(shí)，游離氨僅占氨氮的1

49、%；而PH值上升到8.0時(shí)，其比例能夠提高10倍。一般認(rèn)為，氨氮濃度在50200mg/L時(shí)，對(duì)厭氧反應(yīng)器消化液中的微生物有機(jī)激化作用，在15003000mg/L則有明顯的抑制作用。氨氮的毒性是可逆的，即當(dāng)氨氮被去除或稀釋到一定程度以下后，產(chǎn)甲烷活性仍可恢復(fù)。硫化物及硫酸鹽許多工業(yè)廢水中含有無(wú)機(jī)形式存在的硫，如硫酸鹽和來(lái)硫酸鹽，在厭氧處理過(guò)程中，這些含硫化合物會(huì)被微生物還原為硫化氫。硫化氫的毒性由其非離子形式引起，取游離硫化氫（H2S），PH值對(duì)游離的硫化氫在總硫化物中的比例有專門(mén)大阻礙。在PH7.0以下時(shí)，游離硫化氫所占比例較大，而當(dāng)PH值在7.0-8.0的范圍內(nèi)，游離硫化氫比例隨PH值升高迅

50、速下降。游離硫化氫對(duì)顆粒污泥的IC50值大約為250mg/L，而對(duì)絮狀污泥的IC50值僅為50mg/L。無(wú)機(jī)鹽類一般來(lái)講，無(wú)機(jī)鹽類只在濃度特不高時(shí)才會(huì)引起毒性。在處理某些含有高濃度無(wú)機(jī)鹽的工業(yè)廢水時(shí)，應(yīng)對(duì)鹽類引起的毒性作用加以考慮。重金屬重金屬離子會(huì)對(duì)厭氧體系產(chǎn)生抑制作用，且濃度越高，抑制作用越大。5.4.2天然有機(jī)抑制性物質(zhì)在天然抑制有機(jī)化合物中也有專門(mén)多物質(zhì)對(duì)厭氧污泥的產(chǎn)甲烷活性具有專門(mén)強(qiáng)的抑制作用，其中有些正是我們希望厭氧污泥對(duì)其進(jìn)行降解的物質(zhì)。揮發(fā)性脂肪酸（VAF）VAF的毒性取決于PH值，因?yàn)橹挥杏坞x的VAF是有毒性的。假如厭氧反應(yīng)器的PH值較低，則游離的VAF所占比例就會(huì)較高，進(jìn)而

51、導(dǎo)致產(chǎn)甲烷細(xì)菌受到較嚴(yán)峻的抑制；相反，在PH值為7.0時(shí)或略高時(shí)，VAF是相對(duì)無(wú)毒的。長(zhǎng)鏈脂肪酸脂類物質(zhì)5.4.3人工合成有機(jī)抑制性物質(zhì)隨著化工工業(yè)中人工合成有機(jī)物的日益增多，進(jìn)入環(huán)境的有機(jī)物種類也日益復(fù)雜，有時(shí)我們將人為制造的、在自然環(huán)境中難于發(fā)覺(jué)的有機(jī)化合物稱為生物異型化合物，這些物質(zhì)常常會(huì)對(duì)厭氧微生物產(chǎn)生抑制作用。典型的有鹵代有機(jī)物、不飽和烴、甲基化合物、洗滌劑、抗生素等。它們也是在達(dá)到一定濃度才對(duì)厭氧起抑制作用。六、果汁生產(chǎn)工藝和污染物產(chǎn)生情況分析6.1濃縮果汁加工業(yè)的要緊生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介濃縮果汁生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品和工藝盡管不完全一致，然而差不多工藝是相似的，不管生產(chǎn)果汁或梨汁依舊其它品種，差

52、不多工藝圖1所示。果汁生產(chǎn)的工藝要緊包括以下步驟：原料的清洗與預(yù)處理、原料破裂和壓榨提汁、酶處理、澄清、過(guò)濾、吸附濃縮、殺菌，最后進(jìn)行罐裝。清洗水再生加堿水圖1 果汁生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)再生漂洗水排放蒸發(fā)冷凝聚水（利用）蒸汽蒸汽成品外運(yùn)冷藏庫(kù)灌裝機(jī)成品間后巴氏殺菌冷卻水蒸發(fā)器清汁罐樹(shù)脂罐濁液排放果汁果渣外運(yùn)水（凈化池爛果洗果排放水超濾中間罐前巴氏殺菌酶解澄清篩分榨機(jī)破裂三級(jí)洗滌揀選洗滌果池原料果、原料的清洗與預(yù)處理清洗水再生加堿水圖1 果汁生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)再生漂洗水排放蒸發(fā)冷凝聚水（利用）蒸汽蒸汽成品外運(yùn)冷藏庫(kù)灌裝機(jī)成品間后巴氏殺菌冷卻水蒸發(fā)器清汁罐樹(shù)脂罐濁液排放果汁果渣外運(yùn)水（凈化池

53、爛果洗果排放水超濾中間罐前巴氏殺菌酶解澄清篩分榨機(jī)破裂三級(jí)洗滌揀選洗滌果池原料果原料首先要進(jìn)行清洗，清洗用水是果汁生產(chǎn)用水的最要緊部分，此工序要緊產(chǎn)生含有機(jī)物的洗果廢水，多為果品碎屑、爛果肉、泥砂等，SS含量高。、原料破裂和壓榨提汁工藝榨汁前先行破裂能夠提高出汁率。壓榨是通過(guò)擠壓力將液相從液固兩相混合物中分離出來(lái)的一種單元操作。此工序會(huì)產(chǎn)生果渣。、酶處理工藝在果汁加工技術(shù)中，應(yīng)用最多的是果膠酶。其作用是增加出汁率同時(shí)也利于果汁澄清，以便果汁中懸浮的粒子能用沉降、過(guò)濾或離心的方法分離。、澄清、過(guò)濾工藝果汁加工工藝適用酶技術(shù)和膜分離技術(shù)相結(jié)合，以獲得澄清果汁。目前多采納超濾技術(shù)。超濾膜能夠截留壓榨

54、的果汁中多數(shù)大分子物質(zhì)，使糖類、有機(jī)酸和水等小分子成分透過(guò)膜而得到水果清汁。截留的罐底物是大分子有機(jī)物質(zhì)，其COD濃度值專門(mén)高，排入水體后，使廢水的處理難度增大。、吸附與離子交換工藝果汁加工用活性炭過(guò)濾或樹(shù)脂吸附色度、農(nóng)殘和霉菌等，現(xiàn)多采納樹(shù)脂吸附。 在吸附工序，間歇地排放樹(shù)脂再生漂洗廢水。廢水含難降解的高濃度有機(jī)物和酸、堿以及消毒劑。濃縮工藝原果汁的含水量通常在80%85%以上，需要通過(guò)濃縮，使水分從水果原汁中分離出來(lái)提高果汁的化學(xué)穩(wěn)定性，便于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。蒸發(fā)濃縮是要緊的水果原汁濃縮工藝。在此過(guò)程中產(chǎn)生4倍以上濃縮原汁的蒸發(fā)冷凝水，導(dǎo)致排水量高于用水量。蒸發(fā)冷凝水含香精等有機(jī)酸、醇和酯類物質(zhì)

55、，COD濃度較高。殺菌工藝和CIP清洗在果汁加工過(guò)程中一般采納“巴氏殺菌”，殺死果汁中的致病菌、產(chǎn)毒菌、腐敗菌，并破壞果汁中的酶使果汁在儲(chǔ)藏期內(nèi)不變質(zhì)。生產(chǎn)線還要定期進(jìn)行CIP清洗，間歇性的排放含有機(jī)物的酸、堿廢水。6.2濃縮果汁加工業(yè)廢水的特征果汁廢水是由酸、堿、消毒劑和高分子有機(jī)物組成的高濃度有機(jī)廢水。要緊產(chǎn)于洗果、生產(chǎn)線清洗（設(shè)備、地面的沖洗、CIP清洗及樹(shù)脂再清洗）、罐底物排放、蒸發(fā)冷凝水、反滲透濃水排放和鍋爐房排水（軟化處理鹽水、水收塵排水）、車(chē)間生活污水。其要緊特點(diǎn)是水量和水質(zhì)波動(dòng)大、廢水有一定的溫度、N和P含量偏低、廢水SS含量較高，多為果品碎屑、泥砂等。其中造成水量波動(dòng)的緣故有

56、以下幾點(diǎn)：進(jìn)廠原料果的品質(zhì)好壞，直接阻礙到用水量的大小和排放廢水的污染物濃度；當(dāng)設(shè)備進(jìn)行集中清洗時(shí)污水量比正常生產(chǎn)時(shí)的水量高出一倍甚至更多；生產(chǎn)和排水具有間歇和周期性，各工序排水有時(shí)刻段，當(dāng)果池?fù)Q水時(shí)所排廢水水量和水質(zhì)波動(dòng)相當(dāng)大。同時(shí)，果汁企業(yè)的排水量高于取水量，這是由于清汁到濃縮果汁過(guò)程有蒸發(fā)冷凝水的產(chǎn)生，其產(chǎn)生量為濃縮果汁產(chǎn)量的44.5倍。造成水質(zhì)波動(dòng)的緣故有以下幾點(diǎn)：由于生產(chǎn)線要定期進(jìn)行CIP清洗、樹(shù)脂再生和漂洗，間歇性地排放酸、堿廢水，使廢水的PH值在213之間波動(dòng)，CIP清洗的樹(shù)脂再生水初排放時(shí)的濃度特不高，而且要持續(xù)23小時(shí)，對(duì)廢水的PH值阻礙特不大，COD濃度也會(huì)在1001000

57、0mg/L之間波動(dòng)；在超濾工序，提糖后在罐底物排放時(shí)COD濃度高達(dá)100000mg/L，40t/h線的罐底物每天要排大約30m3/d，相當(dāng)于排入水體的COD量約3000kg/d；在吸附工序，間歇排放的樹(shù)脂再生廢水，一開(kāi)始是含高濃度和難降解的有機(jī)物的酸、堿廢水，以后為漂洗水，酸、堿和有機(jī)物含量逐漸減少，有周期順序但無(wú)時(shí)刻規(guī)律，酸、堿液的排放和消毒劑量大的廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)則會(huì)抑制微生物的生化處理過(guò)程。樹(shù)脂再生后期和生產(chǎn)線清洗后期，還有殺菌消毒液的排放，含量過(guò)氧化氫或次氯酸鈉等強(qiáng)氧化劑的廢水消毒劑殘留對(duì)后續(xù)生化處理的微生物阻礙極大；濃縮果汁廢水所含的蘋(píng)果多酚等高分子有機(jī)物較難降解，色度較難去除，

58、氮、磷比例偏低。以上這些因素均造成廢水處理難度的增加。第二章：果汁廢水處理工藝簡(jiǎn)介及操作治理一、工藝流程二、各單元作用及治理方法1、格柵1.1作用用以截流大塊的呈懸浮物、漂移物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，對(duì)后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機(jī)組具有愛(ài)護(hù)作用的處理設(shè)備。1.2治理方法（1）柵渣要及時(shí)運(yùn)走處理掉，柵渣堆放處應(yīng)經(jīng)常清洗，以防止腐敗產(chǎn)生惡臭。（2）定期清理格柵池底的沉淀物。（3）定期清理柵條上的附著物。（4）嚴(yán)禁向格柵池內(nèi)扔垃圾（包括塑料袋、煙盒、煙頭、木頭、尼龍袋、擦設(shè)備用的布條）。2、初沉池（或沉砂池）2.1設(shè)計(jì)初沉池的緣故（1）污水中含微溶于水的懸浮顆粒和膠體物質(zhì)。（2）廢水中含泥砂等懸浮物。（

59、3）沉淀確實(shí)是利用重力作用將比重大的懸浮顆粒從水中去除的操作。（4）排泥方式有重力排泥和機(jī)械排泥。2.2設(shè)計(jì)初沉池作用（1）作為化學(xué)處理與生物處理的預(yù)處理。（2）用于化學(xué)處理后，分離化學(xué)沉淀物。2.3 初沉池治理方法（1）巡視池面，發(fā)覺(jué)有漂移物（如：塑料袋、糖果紙、繩頭、石灰渣、亞鐵漂移物）要及時(shí)清理。（2）每班都要排泥，每班至少排泥一次，每次許多于兩個(gè)小時(shí)。也能夠依照處理的污水量來(lái)操縱排泥量的多少，保持池面沒(méi)有大量氣泡上浮。（3）要定期清理溢流堰槽溝內(nèi)和槽溝外的漂移物和沉淀物。3、微濾機(jī)3.1設(shè)計(jì)微濾機(jī)的必要性由于果汁廢水含有大量的果屑、果渣等細(xì)小的懸浮物，這些物質(zhì)比重較輕，懸浮在水體專門(mén)難

60、沉降，采納機(jī)械過(guò)濾方法能專門(mén)好的加以去除。3.2作用機(jī)械過(guò)濾方法截留細(xì)小的、比重較輕的果屑、果渣等懸浮物。3.3治理方法（1）定期清理截留下來(lái)的雜物。（2）每一小時(shí)至少對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次巡視檢查。（3）如發(fā)生異常情況應(yīng)及時(shí)發(fā)覺(jué)，并按下緊急停車(chē)按鈕，切斷電源，并報(bào)告生產(chǎn)部，組織人員查明情況，排除故障。4、調(diào)節(jié)池4.1 設(shè)置調(diào)節(jié)池緣故果汁廢水水質(zhì)、水量存在專門(mén)大波動(dòng)，生產(chǎn)和排水具有間歇和周期性。關(guān)于設(shè)計(jì)的廢水處理設(shè)備，它所承受的處理廢水水量和水質(zhì)應(yīng)該是比較均勻的，最好是能維持穩(wěn)定狀態(tài)，只有如此才能確保設(shè)備在穩(wěn)定條件下工作。4.2 調(diào)節(jié)池目的（1）水量調(diào)節(jié)。（2）水質(zhì)調(diào)節(jié)。（3）調(diào)節(jié)水溫。（4）部分水解