主要内容：
一、污水的性质及指标（基本概念、污水分类、污染源、污染类型、污染性质、水质指标） 二、污水处理基本方法 三、污水深度处理与回用 四、水处理的运行管理 五、河湖治理与生态修复
一、污水的性质及指标 1、污水的分类 按污水的来源：生活污水、工业废水、入渗地下水、截留雨水(合流制排水系统)
按废水产生工艺：生活污水、焦化废水、冶金废水、制药废水、食品废水、印染废水 2、污水的来源
点源：生活污水、工业废水、突发性事故 非点源：初期雨水、农业径流 3、污染的类型
耗氧型污染、富营养型污染、毒物型污染、感官型污染 4、污水的性质及水质指标
物理性质：色度、臭和味、固体含量（浊度）
化学性质：有机：碳水化合物、蛋白质和尿素、脂肪和油脂、酚、有机酸碱„„
无机：酸碱度、氮、磷、氯化物、非重金属无机有毒物质、重金属离子„„
指标：生化需氧量 BOD、化学需氧量 COD、总有机碳 TOC、总需氧量 TOD 生物化学需氧量BOD：表示在一定条件下（20°C），单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的氧气的数量。单位为mg（O2）/L（废水）。
化学耗氧量 COD：用化学强氧化剂，在酸性条件下，将废水中的有机物氧化成CO2和H2O所消耗氧化剂中的氧量，为化学需氧量，单位为mg/L。
可生化性指标 BOD5/COD：BOD5/COD>0.3，可以采用生化处理法；BOD5/COD=0.2-0.3，难以生化处理；BOD5/COD<0.25，不宜采用生化处理法。
总需氧量 TOD：在900℃下，以铂为催化剂，使水样汽化燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧 化所需的氧量，称为总需氧量。
总有机碳 TOC：在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量，从而确定出水样中碳元素的含量，称为总有机碳。
氮的指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素
总氮：一切含氮化合物以N计量的总称
总凯式氮：总氮中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐和硝酸盐 氨氮：有机氮化合物的分解或者直接来自含氮工业废水 NOx-N：亚硝酸盐和硝酸盐
磷的指标：含磷化合物——总磷（TP）
有机磷：包括葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸、磷肌酸等 无机磷酸盐：正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐 生物指标：大肠菌群数、大肠菌群指数（与前者互为倒数=1L）、细菌总数
生物脱氮除磷指标：BOD5/TN（即C/N）比值：生物脱氮指标，理论上C/N>=2.82，实际工程C/N>=3.5。 BOD5/P比值：生物除磷指标，一般认为该比值大于20。
5、排水体制
定义：对生活污水、工业废水和雨水所采取的不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。
类型：(1) 合流制排水系统：①直排式合流制 ②截流式合流制
(2) 分流制排水系统：①完全分流制 ②不完全分流制 ③半分流制
二、污水处理基本方法
6、去除水中污染物的基本思路、污水常见处理方法、废水水质控制
去除水中污染物的基本思路：①直接沉、截、分离 ②改变水中污染物的形态和性质 污水常见处理方法：物理法：沉淀法、过滤法、反渗透法、筛虑法、上浮法、气浮法
化学法：混凝、氧化还原、吸附、离子交换、电渗析等
生物化学法：好氧法（好氧氧化法）和厌氧法（厌氧还原法） 膜法：膜生物反应器MBR
按废水中污染物的去除方式分：分离处理（污染物从废水中分离）、转化处理（化学或生物的方法，使废水中污染物转化为无害物质，或是转化为易于分离的物质）、稀释处理
按处理的程度分： 一级、强化一级处理：
去除效果：EBOD=30% ESS=50%
功能：去除大颗粒状悬浮固体污染物质（有机物），减轻后续生物处理的负担；
调节水量、水质、水温等，有利于后续的生物处理。
主要方法：物化法——沉砂、沉淀、气浮、除油、中和、调节、加热或冷却等。
二级处理：
去除效果：EBOD =85~95% ESS=90%
功能：大量除去胶体和溶解状态的有机物，保证出水达到排放标准。 方法：各种形式的生物处理工艺。 三级处理(深度处理)：
目的：去除二级处理出水中残留的悬浮固体、有机物；脱色，杀菌；
脱氮，除磷——防止水体富营养化；深度处理以污水回收、再用为目的。
方法：物化法——超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒。
生物法——生物脱氮除磷、生物陶粒、生物活性碳、曝气生物滤池。
再生水处理：污水经过适当处理后达到一定的水质标准，满足某种使用要术的水。 7、城市污水处理的一般流程
8、城市污水物理处理方法
筛滤截留法：格栅、筛网、滤池与微滤机
重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池 离心分离法：离心机、旋流分离器
9、格栅 定义：格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。
作用：截留污水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。
分类：按照形状：平面格栅、曲面格栅、阶梯式格栅 按照格栅条的净间隙：粗格栅50-100 mm、中格栅10-40 mm、细格栅3-10 mm（一般污水处理厂设计时，至少两道格栅：泵前采用粗格栅或中格栅，泵后采用细格栅。） 清渣方式：人工清除，与水平面倾角：30º~60º，适用于小型污水处理厂； 机械清除，与水平面倾角：60º~90º，栅渣量大于0.2m3/d时，应采
用机械清渣。
10、沉淀基础理论
定义：沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。
分类（根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能）：
# 自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；||沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。||沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。
# 絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；||沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗
粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。||沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。发生在二沉池中。
# 区域沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；||颗粒的沉降受到周围其他颗
粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。||二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。
# 压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；||颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。||二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。
11、沉砂池、沉淀池 沉砂池的工作原理：以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
沉砂池的作用：从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
沉砂池的几种形式：平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池等。
沉淀池：分离悬浮固体的一种常用处理构筑物。由五部分组成：进水区、出水区、沉淀区、贮泥区、缓冲区。
沉淀池的分类：按照使用功能：初次沉淀池：生物处理法中的预处理，去除约20-30%的BOD5，55%的悬浮物； 二次沉淀池：生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分。
按照水流方向分：平流式、辐流式、竖流式。
12、污水生物处理定义、分类
定义：利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。
以对溶解氧的需求分：好氧生物处理、缺氧生物处理、厌氧生物处理 以微生物生长方式分：悬浮生长法——活性污泥法(Activated sludge) 附着生长法——生物膜法(Biofilms) 生物稳定塘
天然生物处理
土地处理系统 13、生物处理法分类
好氧生物处理 人工生物处理
厌氧生物处理
14、活性污泥法工艺流程
活性污泥法
生物膜法 传统厌氧消化
现代高效厌氧反应器
两池&两系统：曝气池和二沉池；污泥回流系统和曝气系统。 三个基本要素：有机污水、微生物、氧气。
15、活性污泥的性质
物理性质：颜色：黄褐色
比重：略大于1 （1.002∼1.006） 粒径：0.02∼0.2 mm
比表面积：20∼100 cm2/mL
含水率：99%以上 （活性污泥中固体物质仅占1%）
生化性质：活性污泥的组成M =Ma + Me + Mi+ Mii Ma—具有代谢功能的活性微生物群体；好氧细菌（异养型原核细菌、真菌、放线菌、酵母菌）、原生动物、后生动物；
Me—微生物自身氧化的残留物，即微生物（主要是细菌）内源代谢、自身
氧化的残留物（难降解有机物质）；
Mi—活性污泥吸附的污水中难为生物降解的惰性有机物（75%～85%）；
Mii—活性污泥吸附污水中的无机物（由原污水带入的）（15%～25%）
# 微生物（混合培养体）：
（1）细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分。||主要菌种有：假单胞菌属、分枝杆菌属、杆菌属、芽胞杆菌属微球菌属、假杆菌属、产碱杆菌属等
菌胶团：部分细菌形成的絮凝体状团粒——活性污泥絮凝体的主要成分。作用：具有很强的吸附氧化分解有机物的能力，防止其内的细菌被微生物吞噬和免受毒物的危害。
（2）真菌（丝状菌）：具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质和其他含氮化合物的功能丝状菌：污泥絮凝体的骨架，并使污泥具有很高的沉淀性能。但过多会引起污泥膨胀，降低沉降性能，影响出水水质。
（3）原生动物、后生动物：肉足虫（最初）→动物性鞭毛虫（而后）→游泳型纤毛虫（改善）→固着型纤毛虫（近达标水质）→后生动物（水质良好）。
16、活性污泥的增殖规律、活性污泥的净化原理
增殖规律 注意：1）间歇静态培养；2）底物是一次投加。 曲线：1) 适应期 2) 对数增殖期 3) 减速增殖期 4) 内源呼吸期（内源：驯化培养） 净化原理：有机污染物从污水中去除过程的实质就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程。这一过程的结果是污水得到净化，微生物获得能量并合成新的细胞，使活性污泥得到增长。
净化过程：①初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）：活性污泥巨大的表面积（2000～10000m2/m3活性污泥）其表面为多糖类的粘质层，污水中悬浮和胶体状态的有机物被其凝聚和吸收而得到去除。
②微生物的新陈代谢：小分子污染物直接进入微生物体内、大分子污染物水解后进入微生物体内。
17、活性污泥净化的影响因素
1、营养物质：碳源（BOD5≥100）、氮源、磷源、无机盐以及微量元素
最佳营养源 BOD5：N：P = 100：5：1
2、溶解氧：曝气池内DO大于2 mg/L，但不宜过高。 3、pH：6.5-8.5 4、水温：参与活性污泥反应的微生物多为嗜温菌 10-45℃，多数在15-35℃ 5、有毒物质：重金属离子、酚、氰等
18、活性污泥法的基本工艺参数 微生物量指标： （1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）：单位体积混合液含有的活性污泥固体物的总重量。
（2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：有机性固体。 （3）一定条件时较稳定；对于处理城市污水的活性污泥系统一般0.75~0.85。 沉降性能指标： （1）污泥沉降比（SV）：将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示。
（2）污泥容积指数（SVI）：是从曝气池出口处取出的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，单位mL/g。
SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能，对生活污水及城市污水，此值以介于70～100之间为宜。
SVI过低，说明活性污泥颗粒细小，无机物含量高，污泥活性较低。 SVI过高，说明活性污泥沉降性能欠佳，或已产生膨胀现象。 污泥活性评价指标 活性污泥的比耗氧速率 SOUR：指单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量，其单位为mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h)。
重要作用在于指示入流污水是否有太多的难降解物质，以及活性污泥是否中毒。 污泥龄(污泥停留时间) 污泥龄SRT：指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需要的时间。
式中：θc——污泥龄（生物固体平均停留时间），d；
△X——曝气池内每日增长的活性污泥量，即应排出系统外的活性污泥量，kg/d； X——反应器内活性污泥浓度，kg/m3 V——曝气池的容积
Qw——作为剩余污泥排放的污泥量，一般用m3/d表示; Xr——剩余污泥浓度，一般kg/m3表示；
Xe——排放的处理水中悬浮固体浓度，一般用kg/m3表示。
污泥龄是活性污泥法处理系统设计和运行的重要参数，它能够说明活性污泥微生物
的状况，世代时间长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁衍成优势种属。
BOD污泥负荷率、容积负荷率 （1）BOD污泥负荷率：表示的是曝气池内单位重量(kg)的活性污泥在单位时间(d)内接受的有机物量(kgBOD)。，F/M比值一般是以BOD污泥负荷率（又称BOD-SS负荷率）（Ns）表示。
式中：Q ——污水流量，一般用m3/d；
S0 ——原污水中有机物的浓度，一般用mg/L或 kgBOD/m3； V ——曝气池有效容积，一般用m3；
X ——曝气池中活性污泥浓度，一般用mg/L或kgMLSS/m3。
高BOD污泥负荷率，有机物降解速率与活性污泥增长速率加快，降低池容，水质变差；
低BOD污泥负荷率，有机物降解速率和活性污泥增长速率降低，池容加大，水质提高。 （2）BOD容积负荷率：单位曝气池容积（m3）在单位时间（d）内接受的有机物量。
污泥回流比 污泥回流比（R）：是指从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污水流量Q之比，常用％表示。
平均水力停留时间 平均水力停留时间时间（HRT）：指污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间，常以小时（h）计。
式中 V —— 曝气池容积，m3；
Q ——污水流量，m3/h。
有机物降解与微生物增殖 活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用的综合结果。
式中: ΔX——每日的污泥增长量(kgVSS/d)；= Qw·Xr
Q——每日处理废水量(m3/d)； Sa——进水BOD浓度(kgBOD/m3)； Se——出水BOD浓度(kgBOD/m3)。
有机物降解与需氧 氧在微生物代谢过程中的用途：(1)氧化分解有机物；(2)氧化分解自身的细胞物质
式中：O2——曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d;
a’——代谢每kgBOD所需的氧量，kgO2/kgBOD.d;
b’——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量，kgO2/kgVSS.d
19、活性污泥反应动力学研究
莫诺方程的假定有机物的降解速率、活性污泥微生物的增殖速率、微生物的耗氧速率与有机物浓度、微生物量等因素之间的关系。
莫诺(Monod)方程：描述微生物比增殖速率与底物浓度之间的关系
描述底物比降解速率与底物浓度之间的关系
莫诺方程的推论：(1) 在高底物浓度的条件下，即S>>Ks，零级反应，则： (2) 在低底物浓度的条件下，即S << Ks，一级反应，则: 莫诺方程在完全混合曝气池中的应用：
在稳定条件下，对有机物进行物料平衡：
劳－麦方程的假定：以微生物增殖和对有机物的利用为基础。 劳－麦（Lawrence-McCarty）方程：1) 微生物比增殖速率：
2) 单位底物利用率：
第一基本方程：
表示的是生物固体平均停留时间（ θc ）与产率（Y）、底物比利用速率（q）以及微生物的衰减速率（Kd）之间的定量关系。
第二基本方程：该模型是在莫诺特公式的基础上建立的，基本概念是有机物的比降解速率等于微生物对底物的比利用速率，即υ＝q。
表示有机物的比利用速率（降解速率）与反应器（曝气池）内微生物浓度及微生物周围有机物浓度之间的关系。
20、曝气的原理、方法与设备
曝气的主要作用：
1.充氧：向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需的氧量。 2.搅动、混合：使活性污泥在曝气池内处于搅动的悬浮状态，能够与污水充分接触。 曝气方法： 1.鼓风曝气:是将由空压机送出的压缩空气通过一系列的管道系统送到安装在曝气池池底的空气扩散装置（曝气装置），空气从那里以微小气泡的形式逸出，并在混合液中扩散，使气泡中的氧转移到混合液中去；而气泡在混合液中的强烈扩散、搅动，使混合液处于剧烈混合、搅拌状态。
2.机械曝气:是利用安装在水面上、下的叶轮高速转动，剧烈地搅动水面，产生水跃，使液面与空气接触的表面不断更新，将空气中的氧转移到混合液中。
氧传质基本原理：
1、Fick定律：扩散过程的推动力是物质在界面两侧的浓度差，被扩散的物质分子会从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散、转移。
物质的扩散速率与浓度梯度呈正比关系。
式中：vd ——物质的扩散速率，即单位时间内单位断面上通过的物质的量；
DL ——扩散系数，表示物质在某种介质中的扩散能力，主要取决于扩散物质
和介质的特性及温度；
C ——物质浓度； X ——扩散过程的长度
dC/dX ——浓度梯度，即单位长度上的浓度变化值。 2、双膜理论： （1）界面两侧的液膜和气膜处于层流状态，而外侧的气相主体和液相主体处于紊流状态；气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜进入液相主体。
（2）气相和液相主体的紊流状态使得其中物质浓度基本均匀，不存在浓度差，不存在传质阻力，气体分子从气体主体传递到液相主体，阻力仅存在于气膜和液膜中。
（3）在气膜中存在着氧的分压梯度，在液膜中存在着氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。
（4）氧转移的决定性阻力集中在液膜上，此过程为限速步骤。
结论：
式中: dM/dt ——氧传递速率，kgO2/h；
DL ——氧分子在液膜中的扩散系数，m2/h； A ——气、液两相接触界面面积，m2；
(Cs−C)/Xf ——在液膜内溶解氧的浓度梯度，kgO2/m3.m；
dC/dt ——液相主体溶解氧浓度变化速率(或氧转移速率)，kgO2/m .h； K ——液膜中氧分子传质系数，m/h； KLa ——氧总转移系数，h-1。
提高充氧速率的途径 为了提高dC/dt值，可以从两方面考虑： ①提高KLa值：
加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度；
加速气、液界面的更新，增大气、液接触面积等。 ②提高Cs值：
提高气相中的氧分压，如纯氧曝气、深井曝气等。 氧转移速率的影响因素 污水水质：表面活性物质（亲水性）影响氧总转移系数；盐类影响饱和溶解氧浓Cs 水温：水温升高，水的粘滞性下降，扩散系数提高，液膜厚度下降，KLa值增加。 氧分压：气压降低，Cs值随之下降；反之则提高。
21、曝气系统设计的一般程序、曝气设备
A．鼓风曝气系统设计的一般程序 B．机械曝气系统设计的一般程序 A B
曝气设备按曝气方式可以将其分为鼓风曝气装置和表面（机械）曝气装置两种。 衡量曝气设备的技术性能指标 氧的利用效率（EA）：是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）；
氧的转移效率（EL）：又称充氧能力，通过表面机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量（kgO2/h）；
动力效率（Ep）：每消耗1度电转移到混合液中的氧量（kgO /kw.h）。
22、活性污泥法（曝气池）的一般设计
阅读ppt务必会算 公式法设计 负荷法设计
# 厌氧生物法的设计
23、污水活性污泥处理工艺的工艺系统（非重点）
阅读ppt理解即可 1. 传统活性污泥工艺； 2. 阶段曝气活性污泥工艺； 3. 再生曝气活性污泥工艺； 4. 吸附-再生活性污泥工艺； 5. 延时曝气活性污泥工艺； 6. 高负荷活性污泥工艺； 7. 完全混合活性污泥工艺； 8. 多级活性污泥工艺； 9. 深水曝气活性污泥工艺； 10. 深井曝气活性污泥工艺； 11. 浅层曝气活性污泥工艺； 12. 纯氧曝气活性污泥工艺；
1.氧化沟工艺 2.间歇式活性污泥法工艺(SBR工艺) 3.A-B工艺 4. MBR工艺
24、污水生物脱氮除磷处理工艺 参见作业题 生物脱氮机理 在未经处理的新鲜污水中，含氮化合物存在的主要形式是：①有机氮，如蛋白质、氨基酸、尿素、氨类化合物、硝基化合物等；②氨态氮，如NH3和NH4+
首先进行氨化反应：有机胺化合物，在氨化菌的作用下，分解转化为氨态氮。 反应式为：RCHNH2COOH+O2→→RCOOH+CO2+NH3
然后进行硝化反应：氨态氮，在硝化菌的作用下，进行硝化反应，进一步分解氧化。这一反应分为两个阶段：首先亚硝化菌作用下使氨态氮转化为亚硝酸盐，其反应式为
NH4++1.5O2→→NO2-+H2O+2H+。之后，亚硝酸盐在硝化菌的作用下，进一步转化为硝酸氮，反应式为NO2-+0.5O2→→NO3-。 最后进行反硝化反应：将硝酸氮和亚硝酸氮在缺氧环境反硝化菌参与作用下，被还原为气态氮N2或N2O、NO的生物化学过程。
反应式为NO2-+3H（电子供体有机物）→→0.5N2+H2O+OH-
NO3-+5H（电子供体有机物）→→0.5N2+2H2O+OH-
缺氧反硝化：细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）
反应： NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气 碳源：原水中BOD
硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物
好氧脱碳硝化：脱碳——氧化去除COD
脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源
硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源（NH4+→NO2-→NO3-)
为什么先脱碳、后脱氮？ 硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速 ，硝化菌氧利用不足，生长缓慢。
硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或NaOH)? 硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），水pH下降； 补充碳源、升高pH。
硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？ 挂生物膜或投加悬浮填料； 定期投菌。
生物脱氮影响因素和最佳条件 ——————
生物除磷机理（图） 利用好氧微生物中聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐过量吸收作用，
然后沉淀分离而除磷。 厌氧环境中：污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厌氧的不利状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB(聚β-羟基丁酸)的形态储藏于体内。聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌氧释磷。
生物脱氮除磷工艺 A2/O工艺、改进的Bardenpho工艺、UCT工艺、SBR工艺、MSBR脱氮除磷工艺、
三沟式氧化沟、YAAO工艺、
SBR工艺：将除磷脱氮的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成。 A: 缺氧搅拌（部分好氧分解） B: DO→O，厌氧发酵，反硝化菌脱N C: 厌氧（停止搅拌），聚磷菌放P D: 曝气（硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸P） E: 停曝，静沉，撇水
生物脱氮除磷影响因素 ————
膜生物反应器（MBR） ————
25、生物膜法 定义：使细菌和菌类相关的微生物、原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成由胞外聚合物(EPS)黏结的三维膜状生物污泥。
活性污泥法、生物膜法的对比区别（重点）： 活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污泥的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统。活性污泥法是水体自净的人工强化。 生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统。生物膜法是土壤自净的人工强化。 vs
生物膜法的主要工艺：生物滤池（普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池）、生物转盘、生物接触氧化设备、生物流化床、曝气生物滤池（BAF）及派生工艺、移动床生物膜反应器（MBBR）等。
净化机理概述：污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，微生物自身得到繁衍增殖，同时污水得到净化。
生物膜形成过程：细菌适应载体表面→粘附（附着）载体表面→单层细菌的形成（胞外多糖粘附）→多层细菌的形成（细菌增殖过程，内部厌氧层，外部好氧层）→不受控制且不稳定的生物膜增长与发展（原生动物）→生物膜破损→新的生物膜重新开始形成。
生物膜处理法的主要特征： 微生物相特征：（1）参与净化反应微生物多样 （2）生物的食物链长
（3）能够存活世代时间较长的微生物 （4）分段运行与优占种属 处理工艺的特征：（1）对水质水量变动有较强适应性
（2）污泥沉降性能能良好，易于固液分离 （3）能够处理低浓度污水 （4）易于维护运行，节能
26、生物滤池 构造：滤料、池壁、池底、布水设备、排水设备。
负荷：水力负荷、BOD负荷；此外在处理工业废水时，还应考虑毒物负荷。
水力负荷：即单位面积的滤池或者单位体积的滤料每天处理的废水量。
前者叫水力表面负荷，又称平均滤率，以qF表示，单位是m3(废水)／m2(滤池)·d； 后者叫水力体积负荷，以qV表示，单位是m3(废水)／m3(滤料)·d。
BOD负荷：即单位时间供给单位体积滤料的BOD量，单位是kg(BOD5)／m3(滤料)·d。
为了达到处理的目的，BOD负荷不能超过生物膜的分解能力。据日本城市污水试验结果，BOD负荷的极限值大体是1.2kg／m3(滤料)·d。
毒物负荷：即单位滤料每天承受的毒物量，以N1表示，单位为kg(毒物)／m3 (滤料)·d 普通生物滤池和高负荷生物滤池的比较表
回流 回流多用于高负荷生物滤池的运行系统。
优点：(1)增大水力负荷、促进生物膜的脱落、防止堵塞；
(2)废水被稀释，降低了基质浓度；
(3)可向生物滤池连续接种，促进生物膜的生长； (4)提高进水的溶解氧；
(5)由于进水量增加，有可能采用水力旋转布水器； (6)防止滤池滋生蚊蝇。
缺点：(1)缩短废水在滤池中的停留时间；
(2)洒水量大，将降低生物膜吸附有机物的速度；
(3)回流水中难降解的物质会产生积累，以及冬天使池中水温降低等。
耗氧与供氧：常采用自然通风方式供氧，特殊情况下也可以采用机械通风方式供氧。
温度：当池内温度大于池外温度时，池内的气流是由下朝上；反之，气流方向由上
朝下；当池内外气温比较接近时，通风量近于零。
空气流速：废水中的溶解氧是来自流动的空气，气流速度愈大，氧的溶解速度也愈
大，供氧条件也愈好。当气流速度接近于零时，溶解氧仅靠静止空气中氧分子的扩散作用而取得，由于氧的浓度梯度逐渐减小，其溶解速度也愈来愈小，以致满足不了对氧的需求。
有机负荷：入流废水有机物浓度COD应小于400mg／L（BOD<200mg/L），否则宜
采用回流方法降低有机物浓度以保证供氧充足。
塔式生物滤池（第三代生物滤池） 优点：（1）通风优良，水力负荷高，水流紊乱程度高，污水、空气、生物膜充分接触；
（2）生物分层现象明显（利于抗冲击负荷）；
（3）常用于高浓度工业生产废水生物处理的第一阶段。 缺点：只适用于少量污水的处理，适于小型污水处理厂。
27、生物转盘
构造：转动轴、盘片、废水处理槽、驱动装置。
工作过程：在转盘旋转过程中，当盘面某部分浸没在废水中时，盘上的生物膜便对废水中的有机物进行吸附；当其暴露于空气中时，氧气就溶入盘面的水层中。这样就为微生物的生长繁殖创造了良好条件，使之在盘面形成生物膜，使废水得以净化。
28、生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池和生物滤池综合在一起的处理构筑物，兼有两者优点。
生物接触氧化池的性能特征：
(1)具有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/L； (2)生物膜具有丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳定的生态系统，污泥产量低；
(3)具有较高的氧利用率；
(4)具有较强的耐冲击负荷能力； (5)生物膜活性高；
(6)没有污泥膨胀的问题。
缺点：滤床易堵塞和更换，运行费用较高。
29、曝气生物滤池、生物流化床
曝气生物滤池：是在生物接触氧化工艺的基础上，引入饮用水处理中的过滤而产生的一种好氧废水处理工艺，突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化与过滤结合在一起，滤池后部不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。
生物流化床：按好氧或厌氧状态：好氧流化床、厌氧流化床。
按载体流化的动力来源：液流动力流化床、气流动力流化床和机械搅拌流化床。 床层的三种状态：固定床阶段、流化床阶段、液体输送阶段。 “两相流化床”：即在流化床中只有污水（液相）与载体（固相）相接触，而在单独的充氧设备内对污水进行充氧。
“三相生物流化床”：即污水（液）、载体（固）及空气（气）三相同步进入床体。依靠三相间产生强烈的混合和搅拌作用，载体之间产生强烈摩擦，使老化生物膜脱落。
30、生物膜法的一般设计
阅读ppt务必会算 补充： 高负荷生物滤池采用负荷率法 BOD－容积负荷率，每m3滤池在每日内所能接受的BOD5值，以gBOD5/（m3滤料·d）计，一般不宜高于1200 gBOD5/（m3滤料·d）。
BOD－面积负荷率，每m2滤池在每日内所能接受的BOD5值，以gBOD5（/m2滤料·d）计，一般介于1100－2000gBOD5/（m2滤料·d）。
水力负荷率，每平方米滤池表面所能接受的污水量，一般介于10－30m3/(m2·d)。
31、厌氧生物处理法及两阶段理论
定义：指在无分子氧条件下，通过厌氧微生物（含兼氧微生物）的作用，将污水中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，也称厌氧生化法。
依据DO区别：<0.5 mg/L 厌氧 0.5mg/L-2mg/L 兼性 >2mg/L 好氧 厌氧活性污泥法的性质与组成 由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒，呈灰色至黑色。有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；颗粒厌氧活性污泥的直径在0．5mm以上。
微生物的组成主要有六种：由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架
两阶段及主要功能：水解酸化、完全降解
水解酸化：不完全的厌氧消化，简称为酸发酵或酸化
有机物的降解产物主要是有机酸
为进一步进行生物处理提供生物降解的基质
完全降解：完全的厌氧消化
甲烷发酵或沼气发酵
进一步将有机酸转化为以甲烷为主的生物气 兼有降解有机物和生产气体燃料的双重功能
主要产物： 第一阶段（即水解阶段），废水及污泥中的不溶性大分子有机物如蛋白质.多糖类.脂类等经发酵细菌水解后，分别转化为氨基酸.葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有机物。
第二生化阶段（即酸化阶段），发酵细菌将小分子有机物进一步转化为以下两类简单有机物：能被甲烷细菌直接利用的有机物,如丙酸.丁酸.乳酸.乙酸等。在第二生化阶段的酸化（2）中，产氢产乙酸菌将第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。
第三生化阶段中，甲烷细菌把甲酸.乙酸.甲胺.甲醇和（CO2+H2）等基质通过不同的径路转化为甲烷，其中最主要的为乙酸。
主要的微生物：从发酵原料的物形变化来看，水解的结果使悬浮的固体态有机物溶解了，称之为\"液化\"。发酵细菌和产氢产乙酸细菌依次将水解产物转化为有机酸，使溶液显酸性，称之为\"酸化\"。甲烷细菌将乙酸等转化为甲烷和二氧化碳等气体，称之为\"气化\"。
主要特点： 优点：（1）产生的沼气可用于发电或作为能源。
（2）对营养物的需求量少：好氧方法 BOD：N：P=100：5：1，而厌氧方法为（350~500）：5：1，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。
（3）产生的污泥量少，运行费用低：繁殖慢；不需要曝气。 缺点：（1）出水的有机物浓度高于好氧处理：发酵分解有机物不完全造成。
（2）对温度变化较为敏感：工业中需要设置进水的控温装置，37℃。 （3）厌氧微生物对有毒物质较为敏感：但经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的
耐受力常常会极大地提高。
（4）初次启动过程缓慢,处理时间长：好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常
只需要7天就可以培育成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才可以培育成功
（5）处理过程中产生臭气和有色物质：臭气主要是SRB形成具有臭味的硫化
氢气体以及硫醇、氨气、有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。
32、厌氧法的影响因素 环境因素 温度：中温（30－35℃），高温（50－55℃）。温度波动控制在2－3℃为宜。 pH值：产酸细菌4.5-8.0，产甲烷菌6.6-7.4。反应器内在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范围。 生成物pH影响：产酸作用产物使有机酸的含量增加，会使pH值下降。
含氮有机物分解产物氨的增加，会引起pH值升高。
代谢过程中自然建立的缓冲平衡，挥发酸、碱度、CO2、氨氮、氢之间的平衡。
有机负荷：指容积有机负荷，消化器单位有效容积每天接受的有机物量（kgCOD/m3·d) 氧化还原电位(ORP)：高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV；中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300~-380mV。 基础因素 搅拌和混合：充分接触（泥－水，或生污泥－熟污泥）；消化气释放；防止消化液表面、热交换器表面和池壁结垢。 方式：气搅拌、液搅拌、机械搅拌
废水的营养比：厌氧法中碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜。合适的C/N为10-18:1。
污水成分：污水可生化性（BOD5/COD）：一般大于或等于0.3，可考虑生物处理。
C/N ↑，微生物N量不足，有机酸↑，HCO3－↓，缓冲能力↓，pH ↓。 C/N ↓，胺盐过渡积累，pH↑，pH8.0以上抑制甲烷菌的生长和繁殖。
营养配比：C:N=10~16:1时,有机物气化率较佳；C:N:P＝75:5:1 或BOD :N:P＝200:5:1 微量元素：厌氧生物处理中，一般不进行特殊调配，但在培养和接种阶段需要考虑。 有毒物质
微生物量 (污泥浓度)
产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物。
产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。
33、厌氧生物处理工艺设备及流程
工艺设备：
化粪池(传统消化池；普通(高速)消化池)、厌氧生物滤池AF、厌氧接触法ACP、上流式厌氧污泥床（UASB）、分段厌氧处理（消化）法、厌氧生物转盘、两相厌氧消化系统。
厌氧生物处理工艺流程
UASB反应器组成部分：（主流工艺设备）
① 进水配水系统均匀布水，且有水力搅拌作用。 ② 反应区包括污泥床区和污泥悬浮层区。有机物在这里降解，同时产生沼气。
③ 三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成。（进行气、固、液三相分离）
④ 气室也称集气罩，收集沼气。 ⑤ 出水系统均匀收集出水。 ⑥ 排泥系统和浮渣清除系统。
优点：结构紧凑、污泥床内生物量多、容积负荷高、设备简单、运行方便。
34、好氧生物处理与厌氧生物处理对比
三、污水深度处理与回用
35、生物降解性能、废水的可生化性、有机物的可生化性分级、废水可生化性的实验方法
生物降解性能：指在微生物的作用下，是某一物质改变原来的化学、物理性质，在结构上引起的变化程度。
有机物的可生化性分级：
初级生物降解——指有机物原来的化学结构发生了部分变化，改变了分子的完整性。 环境可接受的生物降解——指有机物失去了对环境危害的特性。
完全降解——在好氧条件下，有机物被完全无机化；在厌氧条件下，有机物转化为CH4、CO2等。
废水可生化性的实验方法：水质指标法BOD5/COD值或者BOD28/ThOD： BOD5/COD≥0.5 易生化处理 0.3≤BOD5/COD≤0.5 可生化处理 BOD5/COD≤0.3 难生化处理
36、地表水环境质量标准、一般城市污水水质排放要求、如何去除以达到排放标准
地表水功能区划质量标准（I~V类）
城镇污水处理厂污染物排放标准
如何去除以达到排放标准？ 常规活性污泥法的微生物同化和吸附、生物强化除磷、投加化学药剂除磷。
四、水处理的运行管理
37、活性污泥法的运行管理
启动与试运行：（1）活性污泥培养与驯化 （2）系统试运行 运行与管理：（1）曝气池常规检测项目
a、反映处理效果的指标：BOD、COD、SS等
b、反映污泥情况的指标：SV、SVI、MLSS、MLVSS、微生物镜检等 c、反映污泥营养和环境的指标：N、P、pH、DO、温度等
（2）活性污泥镜检观察 （3）溶解氧及供气量调节 （4）SV及SVI测定与调节
（5）二沉池运行管理（监测项目） 常见问题及对策：1、污泥腐化：
现象：活性污泥呈灰黑色、恶臭、产生H2S或者CH4，出水水质恶化； 原因：污泥沉积在二沉池死角且长期滞留； 对策：①消除二沉池的死角；
②加大池底坡度或者改进刮泥设备； ③安装浮渣清除设备。 2、污泥上浮，SV值异常：
现象：污泥在二沉池里呈块状上浮，且多发生在夏季； 原因：N2的生成，引起污泥上浮；
曝气过度，大量小气泡附于絮凝体上；
对策：①减少污泥在二沉池中的停留时间；
②缩短污泥龄； ③降低曝气量。 3、污泥解体： 现象：在沉淀后的上清液中含大量的悬浮微小絮体，出水透明度下降。 原因：曝气过度；
负荷下降，活性污泥自身氧化过度； 有毒物质，微生物受到抑制或者毒害； 对策：①降低曝气；
②增大负荷量；
③有毒物质局部处理。 4、泥水界面不清：
现象：污泥可以下沉，但泥水界面不清晰；
原因：高浓度有机废水的流入，微生物处于对数增长期；
污泥形成的絮体性能较差； 对策：①降低负荷；
②增大回流量以提高曝气池中的MLSS，降低F/M值。 5、污泥膨胀： （1）丝状菌性污泥膨胀：
定义：由于活性污泥絮体中丝状菌过度繁殖而导致的污泥膨胀； 原因：污泥膨胀理论 A、低F/M比引起的营养缺乏型膨胀——污泥膨胀的选择性理论； B、低溶解氧浓度引起的溶解氧缺乏型膨胀； C、高H2S浓度引起的硫细菌型膨胀。 对策：①临时控制措施：污泥助沉法 a. 改善絮凝性，投加絮凝剂如：硫酸铝等；
b. 改善沉降性和密实性，投加粘土、消石灰等；
灭菌法 a. 投加杀菌剂如氯、臭氧、过氧化氢等杀灭丝状菌； b. 投加硫酸铜等杀灭球衣菌。 ②运行调节措施：加强曝气 a. 加强曝气，提高混合液的DO值；
b. 使污泥常处于好氧状态，防止污泥腐化，加强曝气；
调节运行条件 a. 调节进水pH值；
b. 调整混合液中的营养配比； c. 适当调节污泥负荷。 ③工艺控制措施：增设生物选择器 （2）非丝状菌污泥膨胀： 粘性膨胀：降低负荷，加强曝气等。 低粘性膨胀：控制进水水质，加强工业废水的预处理。
6、泡沫： （1）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：①水冲消泡；②消泡剂
（2）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：水冲或消泡剂无效；加氯；排泥，缩短SRT
五、河湖治理与生态修复
38、水生态保护与修复的基本需求
水量型缺水、水质型缺水、富营养化、水体黑臭→→短期内改善水质解决黑臭问题，确保周边居民的和谐生活，满足水生态系统的水质要求。→→恢复河湖水系统生态功能，长期强化水生态构建和保持。
39、为什么要治河
（1）外源污染负荷太大，沿河大量生活污水通过管道进入河道，是河道污染的根源。 （2）长期污染积累的严重污染的底泥是河水污染的重要污染源，也是河水黑臭诱因。 （3）硬质护岸的渠道化河道丧失了水体自净能力。 （4）水质指标超标、富营养化严重。 （5）严重缺乏管护。
40、怎么去治河
（1）外源污染--截污与导污技术：生态沟渠、导污净化槽、导污管道、生态滤床
（2）内源污染--控制与消除底泥污染技术：底层曝气、高效改性吸附剂、微生物菌剂、水生植物修复、化学修复、高效化学絮凝剂。
（3）生态护岸技术--人工自然型护岸：牢固性、透水性、植生型。
（4）引水冲释--利用污水处理厂尾水深度净化：保障河流、湖泊的生态基流与生态水位，以及引清冲污。
（5）提升水质：水体曝气、植物浮床、微生物菌剂、吸附沉淀、飘浮植物净化 （6）生态系统修复技术（提高自净能力）：形态修复、栖息地修复、生态景观设计 （7）河道原位强化净化：利用调节池、水体曝气、活性污泥、生物膜、生物接触氧化、稳定塘、混凝沉淀等污水处理技术与原理，结合植物浮床技术，优化组合，在河道内合理设计。
41、人工湿地
定义：用人工筑成水池或沟槽，地面铺设防渗隔水层，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。
污水流动方式分类：
表面流人工湿地：污水在基质层表面以上，从池体进水端水平流向出水端。 水平潜流人工湿地：污水在基质层表面以下，从池体进水端水平流向出水端。 垂直潜流人工湿地：污水垂直通过池体中基质层的人工湿地。
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