目录

一、固液分离技术 3

沉砂池 3

沉淀池 3

平流式 4

竖流式 4

辐流式 4

堰流 7

隔油器 9

隔油池 10

气浮 12

二、活性污泥法 13

SBR序批式活性污泥法 17

CASS工艺 18

AO工艺 22

A2O 22

氧化沟 23

三、生物膜法 27

生物滤池 28

生物转盘 29

曝气生物滤池 29

厌氧生物滤池 29

生物膜的形成 30

生物膜的成熟 30

生物膜的更新与脱落 30

生物膜法的运行原则 31

生物滤池 32

生物转盘 34

曝气生物滤池 35

生物接触氧化池 39

生物流化床 40

四、厌氧生物处理法 42

厌氧消化 42

水解酸化 45

UASB上流式厌氧污泥床 49

IC反应器 51

五、化学法 54

混凝 54

微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。 54

影响凝聚效果的主要因素： 54

六、物理化学分离技术 57

离子交换法1 57

吸附法 57

一、固液分离技术

沉砂池

定义英文：grit chamber名词解释：利用自然沉降作用，去除水中砂粒或其他比重较大的无机颗粒的构筑物。[1]

2简介

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。

设计原则

沉砂池设计中，必需按照下列原则：

（1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。

2）设计流量应按分期建设考虑：

a) 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

b)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；

c) 合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

（3） 沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65吨/立方米，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每10万立方米污水沉砂量为30立方米计算，其含水率为60%，容量为1500kg/立方米。

（5）贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。

（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m 。

（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

4形式

沉砂池有平流式、曝气式、旋流式和多尔四种形式。由于曝气沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点，故多采用曝气沉砂池。曝气沉砂池是在平流沉砂池的侧墙上设置一排空气扩散器。使污水产生横向流动。形成螺旋形的旋转状态。其构造特点在于进水装置、出水装置、沉淀区、曝气系统和排泥装置组成。曝气沉砂池的水流部分是一个长形渠道，在池壁一侧的整个长度距池底0.6~0.9m 高度处设有空气扩散装置，并设有集砂槽，池底设有i=01~0.5 的坡度，以保证砂砾能够滑入。曝气沉砂池可以克服平流沉砂池中沉砂夹杂15%有机物，使沉砂后续处理难度增加的缺点。多尔沉砂池上部为方形，底部为圆形，其沉砂机理与平流式沉砂池类似。通常以表面水力负荷为设计参数，采用的池深很浅，通常池深<0.9 m。进水经过整流器均匀分配进入沉砂池，然后通过溢流堰出水。砂粒在中心驱动的刮砂机作用下刮入集砂坑，由螺旋洗砂机排出同时被分离的有机物。 多尔沉砂池在国内尚未了解到有用户，有关的资料介绍也并不多

沉淀池

沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。 考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素，假设颗粒的沉速以等加速改变，并设起始沉速为零。结合考虑管内的流速分部，则斜管长度为：-d*tgθ式中a为颗粒沉速变化的加速度，即a=du/dt上诉三种方法，各有不足之处。

定义

名词解释：利用重力作用沉淀去除水中悬浮物的一种构筑物。[1]

分类概述

平流式

由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，

  沉淀池

或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。

特点

1． 平流式沉淀池的构造及工作特点

为带行车式刮泥机的平流式沉淀池。

  斜管沉淀池

为使入流污水均匀与稳定的进入沉淀池，进水区应有整流措施。入流处的挡板，一般高出池水水面0.1—0.15m，挡板的浸没深度应不少于0.25m，一般用0.5～1.0m，挡板距进水口0.5～1.0m。

平流式沉淀池的出流装置。

出水堰不仅可控制沉淀池内的水面高度，而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。沉淀池应沿整个出流堰的单位长度溢流量相等，对于初沉池一般为250m3/m·d，二沉池为130～250m3/m·d。锯齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调节装置，使出口堰口尽可能水平。

堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。挡板应当高出水面0.1～0.15m，浸没在水面下0.3～0.4m，距出水口处0.25～0.5m。

多斗式沉淀池，可以不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰，保证沉泥的浓度。在池的宽度方向污泥斗一般不多于两排。

2． 平流式沉淀池的设计

沉淀池功能设计的内容包括沉淀池的只数、沉淀区的尺寸和污泥区尺寸等。

竖流式

池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。

辐流式

池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20～100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。

新型

近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。

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污水中悬浮物含量，减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，还有在二级处理后设置的化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。

水平管

水平管沉淀池是目前最接近“哈真”浅层理论的沉淀池，它将沉淀管水平放置，原水平行流动，悬浮物垂直分离，具有沉淀和分离功能。安装时可将预制的“水平管”模块组装为水平管沉淀池。水平管沉淀分离装置分成若干层，由此增加了沉淀面积，减小了悬浮物的沉降距离，缩短了悬浮物沉淀时间；水平管单元的垂直断面形状为菱形，管底侧向设有排泥狭缝，沉泥顺侧底下滑，再通过排泥狭缝滑入下面的水平管沉淀单元，悬浮物通过水平管及时与水分离，水走水道、泥走泥道，改善了悬浮物可逆沉淀的排泥条件，并避免了悬浮物堵塞管道和跑矾现象的发生。配备不停水自动冲洗系统，解决在水平管壁面上的沉泥附着积累问题。

注意事项

沉淀池池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一

  废水沉淀池

前端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可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。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。池的长宽比一般不小于4，池的有效水深一般不超过3米。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。

为避免短流，

一是在设计中尽量采取一些措施（如采用适宜的进水分配装置，以消除进口射流，使水流均匀分布在沉淀池的过水断面上，降低紊流并防止污泥区附近的流速过大，采用指形出水槽以延长出流堰的长度；沉淀池加盖或设置隔墙，以降低池水受风力和光照升温的影响；高浓度水经过预沉，以减少进水悬浮固体浓度高产生的异重流等）；

二是加强运行管理，在沉淀池投产前应严格检查出水堰是否平直，发现问题，要及时修理。在运行中，浮渣可能堵塞部分溢流堰口，致使整个出流堰的单位长度溢流量不等而产生水流抽吸，操作人员应及时清理堰口上的浮渣；用塑料加工的锯齿形三角堰因时间关系，可能发生变形，管理人员应及时维修或更换，以保证出流均匀，减少短流。通过采取上述措施，可使沉淀池的短流现象降低到最小限度。

对于已经在斜板和斜管上生长的藻类，可用高压力水冲洗，往往一经冲洗即可去除附着的藻类。活性污泥处理系统的二次沉淀池是该系统的重要组成部分。二次沉淀池的运转是否正常，直接关系到处理系统的出水水质和回流污泥的浓度，对整个系统的净化效果产生重大影响。二次沉淀池运行管理较为复杂，其运行过程中常见问题及防止措施参见“活性污泥法处理系统的运行管理”。

4作用

沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机成分较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。

斜板、斜管沉淀池

斜板、斜管统称为浅池沉淀池，是建立在浅池沉淀原理基础上的。

设有一理想沉淀池，池窖V，表面积A，池长L，宽=B，高=H，处理水量Q，停留时间t，沉降速度U0。则V=Qt，H=Uot，Q=Uot/H=U0A

由浅池沉淀原理可知：沉淀效率仅为沉淀池表面积的函数，而与水深无关。当沉淀池容积为定值时，池子越浅则A值越大，沉淀效率越高。所以，如果将沉淀池按高度分隔为n层，即分隔为n个高度为h=H/n的浅层沉降单元，在Q不变的条件下，颗粒的沉降深度由H减小到H/n，则沉淀池中可被完全除去的颗粒沉速范围由原来的u U0扩大到u U0/n ，沉速u0的颗粒中能被除去的分率也由u/U0增大到nu/U0，从而使该沉淀池悬浮颗粒去除率比原来增大了n倍。显然，分隔的浅层数越多，去除率也相应提高。将这一原理可制成斜板或斜管沉淀池。

（如图所示）

斜管onclick=“g(沉淀池)； 沉淀池设计原理了创造理想的层流条件，提高去除率，需要控制雷偌数Re=，斜管由于湿周p长，故Re可控制在200以下。远小于层流界限500。又从佛劳德数Fr=可知，由于P

  高效沉淀池

长，W小，Fr数可达10.3-10.4。

异向流斜管onclick=g(沉淀池>沉淀池的水力计算可归纳为如下三种：

2.1分离粒径法：

可分离颗粒的粒径dp可表示为：

若用可分离颗粒沉速us来表示，则：

式中：Q—onclick=g(沉淀池)>沉淀池流量

A—斜管区水面面积

Af—斜管总投影面积

K—颗粒粒径与沉速的变换系数

V—斜管中的水流速度

L—颗粒沉降需要的长度

d—斜管的垂直高度

θ—斜管倾角

2.2 特性系数法

按照沉淀最不理的端面所求得的可分离沉速usc与us关系为：usc=us，s为一常数。S值被称为斜管的特性参数，虽断面形状而定。

考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素，假设颗粒的沉速以等加速改变，并设起始沉速为零。结合考虑管内的流速分部，则斜管长度为颗粒沉速变化的加速度，即上诉三种方法，各有不足之处，在还没有更完善的斜

  平流沉淀池

管沉淀池计算方法之前，认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。斜管沉淀池的流态

计

对斜管沉淀池进行设计需要以下参数：

截留速度

斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池

由于其进水分配和出水收集不容易保证均匀。而设计时宜选用指标低于规模较小的斜管沉淀池。在异向流斜管沉淀池设计中，截留速度一般为0.15-0.40mm/s。

管径与管距

国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行，一般用内切直径作为管径用于给水处理的异向流斜管沉淀池的管径为25-35mm。

斜管长度

斜管长度一般不宜小于50cm，斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。

倾角

异向流倾角需要保持45-600

上升流速或表面符合率

异向流流速8.3-14mm/s。

雷偌数（Re）

一般平流式沉淀池中的雷偌数（Re）常在104上，而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加，水力半径降低，而雷偌数（Re）明显减少，以致完全有条件控制在层流条件下（Re数小于500）。

佛劳德数

在平流式沉淀池中，Fr值大致为10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高，Fr数一般在10-3-10-4 的范围内，因而水流稳定性明显增加。

6使用管理

沉淀池运行管理的基本要求是保证各项设备安全完好，及时调控各项运行控制参数，保证出水水质达到规定的指标。为此，应着重作好以下几方面工作。

避免短流

进入沉淀池的水流，在池中停留的时间通常并不相同，一部分水的停留时间小于设计停留时间，很快流出

  柳钢旋流沉淀池

池外；另一部分则停留时间大于设计停留时间，这种停留时间不相同的现象叫短流。短流使一部分水的停留时间缩短，得不到充分沉淀，降低了沉淀效率；另一部分水的停留时间可能很长，甚至出现水流基本停滞不动的死水区，减少了沉淀池的有效容积。总之短流是影响沉淀池出水水质的主要原因之一。形成短流现象的原因很多，如进入沉淀池的流速过高；出水堰的单位堰长流量过大；沉淀池进水区和出水区距离过近；沉淀池水面受大风影响；池水受到阳光照射引起水温的变化；进水和池内水的密度差；以及沉淀池内存在的柱子、导流壁和刮泥设施等，均可形成短流形象。

加混凝剂

当沉淀池用于混凝工艺的液固分离时，正确投加混凝剂是沉淀池运行管理的关键之一。要做到正确投加混凝剂，必须掌握进水质和水量的变化。以饮用水净化为例，一般要求2-4小时测定一次原水的浊度、pH值、水温、碱度。在水质频繁季节，要求1-2小时进行一次测定，以了解进水泵房开停状况，根据水质水量的变化及时调整投药量。特别要防止断药事故的发生，因为即使短时期停止加药了也会导致出水水质的恶化。

及时排泥

及时排泥是沉淀池运行管理中极为重要的工作。污水处理中的沉淀池中所含污泥量较多，有绝大部分为有机物，如不及时排泥，就会产生厌氧发酵，致使污泥上浮，不仅破坏了沉淀池的正常工作，而且使出水质恶化，如出水中溶解性BOD值上升；pH值下降等。初次沉淀的池排泥周期一般不宜超过2日，二次沉淀池排泥周期一般不宜超过2小时，当排泥不彻底时应停池（放空）采用人工冲洗的方法清泥。机械排泥的沉淀池要加强排泥设备的维护管理，一旦机械排泥设备发生故障，应及时修理，以避免池底积泥过度，影响出水水质。

防止藻类

在给水处理中的沉淀池，当原水藻类含量较高时，会导致藻类在池中滋生，尤其是在气温较高的地区，沉淀池中加装斜管时，这种现象可能更为突出。藻类滋生虽不会严重影响沉淀池的运转，但对出水的水质不利。防止措施是：在原水中加氯，以抑止藻类生长。采用三氯化铁混凝剂亦对藻类有抑制作用

堰流

明渠缓流溢过建筑在渠道中的障碍物的流动。障碍物称为堰，在工程中，障碍物为坝、桥涵、溢流设备等，它们使上游水位壅高，对堰流起侧向收缩和底坎约束的作用。明渠急流流过障碍物，产生不同于堰流的水力现象。当流经侧收缩段时，发生冲击波。 堰流主要研究水流流经堰的流量 Q与其他特征量的关系。表示堰流特征量，除流量外，尚有：堰宽b，即水流漫过堰顶宽度；堰顶水深H，即堰上游水位在堰顶上的最大超高；堰壁厚度δ和它的剖面形状；下游水深h及下游水位高出底坎的高度

堰的基本类型

根据堰流的水力特点，可按堰顶厚度与堰前水头的比值，将堰划分为三种基本类型：

1。薄壁堰 比值小于0.67。水流越过堰顶时，堰顶厚度不影响水流的特性。根据堰上的形状，有矩形堰、三角堰和梯形堰等。

2。实用断面堰 比值介于0.67与2.5之间。堰顶厚度影响水舌的形状。它的纵剖面可以是曲线，也可以是折线形。

3。宽顶堰 比值介于10与2.5之间。堰顶厚度对水流的影响比较明显。

堰流的特点是可以忽略沿程水头损失。

2堰的分类

根据堰壁的相对厚度δ/H的大小分为：薄壁堰(δ/H<0.67)、实用断面堰(0.67<δ/H<2.5)和宽顶堰(2.5<δ/H<10)。按上游渠宽对过堰水流的收缩作用分为:上游渠宽B大于堰宽b的有侧收缩堰,B=b时的无侧收缩堰。按下游水位对过堰水流的淹没作用分为：自由堰流和淹没堰流。当一定流量流经堰时，若下游水位较低（墹<0)，下游水位不影响上游水位，称为自由堰流；若下游水位较高(墹>0)，下游水位影响上游水位，称为淹没堰流。

3关于流量计算

堰流流量公式为

  公式或

  堰流

式中H0=H+v02/2ɡ；m为堰流流量系数,与堰的进口尺寸和δ/H有关，一般分别按薄壁堰、实用断面堰和宽顶堰通过实验求得经验公式或数据；m0为计及趋近流速水头v02/2ɡ的流量系数；ε为侧收缩系数，与引水渠及堰的尺寸有关,亦由实验求得，当无侧收缩时，ε=1；σ为淹没系数，一般分别按薄壁堰、实用断面堰和宽顶堰由实验求出σ与墹/H0的关系,当为自由堰流时，σ=1；ɡ为重力加速度。 　薄壁堰 　主要用作量测流量的设备，在距离堰壁上游三倍以上水头的地方测出水头H,可直接计算流量。堰口为矩形的无侧收缩自由薄壁堰的流量公式为　 　堰口为直角三角形的流量公式为

  公式

Q=1.4H2.5

适用范围为H1≥2H，B≥(3～4)H。

4实用断面堰

主要作为蓄水挡水构筑物的溢流坝和净水构筑物的溢流设备，用途较广，形式多样。低溢流堰的堰身断面常为折线形；而用混凝土修筑的中、高溢流堰的堰身则做成适合水流情况的曲线形。 流量系数m，根据堰顶剖面外形而采取不同值。沿用较广的克-奥曲线型剖面，适用于H1/H≥3～5的高堰,流量系数m=0.49。美国WES标准剖面,其设计水头的流量系数m=0.502。实验流量计算也要考虑上游收缩和下游淹没条件。

5宽顶堰

在工程中是很常见的，如小桥涵过水构筑物，当闸门全开时的节制闸、分洪闸等均是。

当满足墹=h－h1<0.8H0时为自由式宽顶堰。无侧收缩自由式宽顶堰的流量系数m为H1/H的经验函数关系，直角进口H1/H>3时,m=0.32；H1/H<3时,m=0.32+0.01

  堰流

隔油器

所谓隔油器，就是将含油废水中的杂质、油、水分离的一种专用设备。

2分类

隔油器按材质可分为： 不锈钢隔油器、碳钢防腐隔油器、碳钢喷塑隔油器。

按安装方式可分为：地上式隔油器、地埋式隔油器、吊装式隔油器。

按进水方式可分为：明沟式隔油器、管道式隔油器。　

按有无动力可分为：普通隔油器、自动隔油器。

按排油方式可分为：刮油隔油器、液压隔油器

3执行标准

隔油器的各项技术参数指标均按照国家标准《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）中第4.8.2条设计。

4主要原理

含油废水在重力的作用下，借助油水比重差，采用自然上浮法分离去除废水中的可浮油与部分细分散油。 其内部分为三个隔档，提高了油水分离功能，应用导流分离原理以及紊流变层流的辩证关系，使废水流经油水分离器的过程中，流速降低，通过增加过水断面从而降低流速（≤0.005m/s），增加废水的水力停留时间，并使整个过水断面能够匀速流过。出水区的构造也充分考虑了水流均匀性问题以及防臭防虹吸等措施。实践证明，该产品可将粒径60um以上的可浮油去除90%以上，外排废水中动植物油的含量低于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的三级标准（100mg/L）。

产品特点

隔油器整体特点：全封闭结构，无臭无异味残渣拦截易清理。高效多级油水分离技术-聚合浮力排油，免维护设计结构紧凑、设计简洁、技术可靠辅热技术保障多不饱和油脂常温下的凝固现象设备一体化设计，紊流系数小，分离更高效。操作简单、维护费用低油污回收，节能减排自动排油，流体力学结构设计固液分离区与重力分离区一体化设隔油器重力除油区一类50-60% 一级除油区二级紊流抑制设计结构去除粒径30毫米以上 水温设计温度5度以上 低于5摄氏度采用辅热技术紊流系数小，水流条件好隔油器聚合除油区25-35%（核心技术） 二级聚合除油区介质采用亲油、耐油、疏水去除粒径-10微米以上污水提升器 污水排放设备 无阀污水排放设备 无阀污水压力排放设备 双面釉钢板水箱 隔油器 油水分离器 污水强排设备/装置 污水强制排放设备/装置 高效污水压力排放设备

5适用范围

隔油器广泛应用于大型综合商场、办公写字楼、学校、军队、各类宾馆、饭店、高级招待所及营业性餐厅所属厨房排水管隔油清污之用，是厨房必备的隔油设备，以及车库排水管隔油的理想设备。除此之外工业涂装废水等含油废水有也运用。

6结构形式

隔油器结构原理: 隔油器主要由流入口、杂物箱、隔板、箱板、盖板、流出口及排水口罩等结构组成，大致可分为截流分离区和净化排水区两大功能区。 截流分离区主要是将含油污水中的固体杂物（菜渣等）截流除去，并利用重力分离法将油、污泥、和水逐步分离；净化排水区则将处理后的中水进一步沉淀分离，最后经排水口罩过滤排出，从而实现对含油污水的高度净化

隔油池

隔油池（oil separator）是利用油与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物。石油工业和石油化学工业在生产过程中排出含大量油品的废水；煤的焦化和气化工业排出含高浓度焦油的废水；毛纺工业和肉品工业等排出含有较多油脂的废水。这些含油废水如排入水体会造成污染，灌溉农田会堵塞土壤孔隙，有害作物生长。如对废水中的油品加以回收利用，则不仅可避免对环境的污染，又能获得可观的经济收益

悬浮状态  

废水中油品比重一般比水小,多以三种状态存在:①悬浮状态:油品颗粒较大，油珠直径0.1毫米以上，漂浮水面，易于从水中分离。在石油工业中，这类油品约占废水含油量的60～80%。②乳化状态：油品的分散粒径小,油珠直径在0.1毫米以下，呈乳化状态，不易从水中上浮分离。这类油品约占废水油含量的10～15%。③溶解状态：石油在水中溶解度极小，溶于水的油品占废水含油量的0.2～0.5%。隔油池主要用于分离去除废水中悬浮状态的油品，而乳化油品则要用上浮或混凝沉淀法去除

处理原理

  利用隔油池与沉淀池处理废水的基本原理相同，都是利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式，含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动，在流动中油品上浮水面，由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀下来的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的废水则溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化油及其他污染物。

隔油池多用钢筋混凝土筑造,也有用砖石砌筑的 在矩形平面上，沿水流方向分为2～4格，每格宽度一般不超过6米，以便布水均匀。有效水深不超过2米，隔油池的长度一般比每一格的宽度大 4倍以上。隔油池多用链带式的

  刮油机和刮泥机分别刮除浮油和池底污泥。一般每格安装一组刮油机和刮泥机，设一个污泥斗。若每格中间加设档板，挡板两侧都安装刮油机和刮泥机，并设污泥斗,则称为两段式隔油池(见图[两段式隔油池] ),可以提高除油效率，但设备增多，能耗增高。若在隔油池内加设若干斜板，也可以提高除油效率，但建设投资较高。在寒冷地区，为防止冬季油品凝固，可在集油管底部设蒸汽管加热。隔油池一般都要加盖，并在盖板下设蒸汽管，以便保温，防止隔油池起火和油品挥发，并可防止灰沙进入。

隔油是自然浮上分离装置,常用的隔油池有:平流式隔油池(API油分离器),平行板式隔油池(PPI油分离器)和倾斜板式隔油池(CPI油分离器).隔油池的出水油含量一般小于50 mg/L

性能比较

API,PPI和CPI隔油池性能比较

项 目 API型 PPI型 CPI型

除油效率 / % 60 ~ 70 70 ~ 80 70 ~ 80

处理量相同时的占地面积 1 1/2 1/3 ~ 1/4

可能除去的最小油滴直径 /μm 100 ~ 150 60 60

最小油滴的浮上速度 /(mm·s-1) 0.9 0.2 0.2

5方式分类

主要是分自动隔油器和重力式隔油池，但是摆放方式和材质不同分为，地埋式玻璃钢隔油池。和地上的玻璃钢隔油池，还有就是不锈钢隔油池 [1]。还有钢筋混凝土结构的

6设计依据

1、食堂及餐厅的含油污水，应经除油装置后方许排入污水管道。

2、污水流量应按设计秒流量计算。

3、含食用油污水在池内的流速不得大于0.005m/s。

4、含食用油污水在池水的停留时间为2~10min。

5、人工除油的隔油池内存油部分的容积不得小于该池有效容积的25%。

6、隔油池应设活动盖板。进水管应考虑有清通的可能。

7、隔油池出水管管底至池底的深度[2]，不得小于0.6m。

7安装说明

隔油池产品需直接安装在含有污水、油水流经的通道上，把污水出口对准油水分离器带格栏的进口即可，与其他设备可用管道连接。

  隔油池安装示意图[3]

安装时必须将油水分离器（隔油池）调整到水平位置。

第一次使用前应把设备注满自来水，调节水位调节管，使水位调节管的顶部与溢油槽上边缘处于同一水平面进水管的位置应与杂物分离箱保持一定的距离，以方便将杂物分离箱取出为宜。

通入含油废水，再次调节水位调节管，直到排油管只排油不排水即可。

如果排油管位置过低，可将设备盖板打开，用工具将油取出。

放油时，先将放油阀打开，放掉底部一部分水，然后收集废油。

调节管调好后，请不要随意乱动，否则将影响出水水质

气浮

定义

气浮是气浮机的一种简称，也可以作为一种专有名词使用，即水处理中的气浮法，是在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。

2简介

使悬浮物附着气泡而上升到水面，从而分离水和悬浮物的水处理方法。

  气浮

也有使水中表面活性剂附着在气泡表面上浮，从而与水分离，称为泡沫气浮法。气浮法使用的设备，包括完成分离过程的气浮池和产生气泡的附属设备。水处理中，气浮法可用于沉淀法不适用的场合，以分离比重接近于水和难以沉淀的悬浮物，例如油脂、纤维、藻类等，也可用以浓缩活性污泥。

3原理

悬浮物表面有亲水和憎水之分。憎水性颗粒表面容易附着气泡，因而可用气浮法。亲水性颗粒用适当的化学药品处理后可以转为憎水性。水处理中的气浮法，常用混凝剂使胶体颗粒结成为絮体，絮体具有网络结构，容易截留气泡，从而提高气浮效率。再者，水中如有表面活性剂（如洗涤剂）可形成泡沫，也有附着悬浮颗粒一起上升的作用。

4气泡产生方法

产生微气泡的方法，常用的有曝气气浮法和溶气气浮法两种。

另外还有 电解法为不常用。

电解法

电解法是向污水中通入5~10V的直流电，从而产生微小气泡，但由于电耗大电极板极易结垢，所以主要用于中小规模的工业废水处理。

曝气气浮法

曝气气浮法又称分散空气法，是在气浮池的底部设置微孔扩散板或扩散管，压缩空气从板面或管面以微小气泡形式逸出于水中。也有在池底处安装叶轮，轮轴垂直于水面，而压缩空气通到叶轮下方，借叶轮高速转动时的搅拌作用，将大气泡切割成为小气泡。

溶气气浮法

溶解在水中的气体，在水面气压降低时就可以从水中逸出。有两种方法：①使气浮池上的空间呈为真空状态，处在常压下的水流进池后即释出微气泡，称真空溶气法；②空气加压溶入水中达到饱和，溶气水流减压进入气浮池时即释出微气泡，称加压溶气法。后者较为常用。加压溶气水可以是所处理水的全部或一部分，也可以是气浮池出水的回流水，回流水量占所处理水量的百分比称回流比，是影响气浮效率的重要因素，须由试验确定。加压溶气法的设备有加压泵、溶气罐和空气压缩机等。溶气罐为承压钢筒，内部常设置导流板或放置填料。溶气罐出水通过减压阀或释放器进入气浮池。

5气浮池

池面通常为长方形，平底或锥底。出水管位置略高于池底。水面设刮泥机和集泥槽。因为附有气泡的颗粒上浮速度很快，所以气浮池容积较小，水流逗留时间仅十余分钟。

6悬浮物的附着

废水中悬浮物与气泡附着的方式基本有三种：①气泡在颗粒表面析出；②气泡与颗粒吸附；③絮体中裹挟气泡。

气泡能否与悬浮颗粒发生有效附着主要取决于颗粒的表面性质，若是表面疏水性的颗粒宜使用气浮法

二、活性污泥法

废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。因悬浮的微生物群体呈泥花状态(floc)，故名。一般指需氧活性污泥过程(Aerobic Wastewater Process)。

1基本介绍

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，

活性污泥法

经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。

activated sludge process 污水生物处理的一种方

活性污泥法

法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。

影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益)的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行。

基本组成

① 曝气池：反应主体

② 二沉池： 1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。

活性污泥法

③ 回流系统： 1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。

④ 剩余污泥排放系统： 1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。

⑤ 供氧系统:主要由供氧曝气风机和专用曝气器构成向曝气池内提供足够的溶解氧.

3影响因素

a. BOD负荷率（F/M）也称有机负荷率，以NS表示）；

b. 水温；

c. pH值；

d. 溶解氧；

e. 营养平衡；

f. 有毒物质。

4方法设计

除普通活性污泥法外，还有多点进水、吸附再生、延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本流程有所不同，废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性污泥法中，只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。 其余的废水分2～3次在离首端有一定距离的2～3个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥法(图2)只是多点进水过程（图3）的变形,几个废水入口只用最后一个，后者即变成前者。

方法类型的发展是以过程的机理为依据的。参与过程的主要物质有：有机物、微生物和溶解氧(空气)。前两者是主要的，溶解氧只要维持一定的浓度。

在整个过程中，需氧量是不同的。起始有机物浓度高，微生物繁殖迅速，需氧量大。随着有机物的逐渐下降，需氧量也逐渐减少。在普通活性污泥法中，曝气池的供氧是均匀的。这显然是不合理的。改进的办法有两种。一种是从曝气方法着眼，把均匀的曝气改为渐降曝气。另一种就是多点进水的办法。但是多点进水不仅降低需氧量的变化幅度，而且改变了有机物与微生物的相对量。

有机物与微生物之比称污泥负荷率(F:M)。它影响过程的代谢深度和污泥的沉降性能，也影响运行的稳定性和基建费用。污泥负荷率低些，过程的运行比较容易，处理效率比较稳定，剩余污泥量比较少，但基本建设和运行费用一般要高些。普通活性污泥法的负荷率常在0.15～0.3公斤BOD/公斤污泥之间。高负荷率活性污泥法采用1以上,回流污泥量和空气量可以大大减少,节省费用,但是BOD去除率降低到60～70%，因此也称为变型活性污泥法。用于只需要中等处理程度的场合。延时曝气活性污泥法则相反，负荷率常小于0.1,曝气时间超过24小时，代谢深入，剩余污泥量少，无需频繁排泥,工作稳定,管理简便，常用于流量很小的场合。

在实践中，人们发现污染物转移到污泥上去的效率很快,而代谢速率较慢。处理城市污水时，往往不到1小时就把废水BOD降低90%左右。但是如果把这些污泥回流到曝气池，却不能再现这样的能力（见曝气），从而创造了吸附再生法。活性污泥的再生实质上是给微生物以足够的时间来消化转移来的有机物。因此，有人把它改名为接触稳定法。

曝气池 　是所有活性污泥法的心脏，其作用是搅拌混合液使泥、水充分接触和向微生物供氧。搅拌有两种方式，一种是使同时进曝气池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免发生短路现象。曝气池采用长条形就是以保证同时入池的泥和水都同时出池(图4),使同时入池的废水有相同的曝气时间。另一种搅拌方式是使进入池子的泥和水立即与全池的混合液充分混合，达到混合液的水质均匀,有可能使微生物的生长处在最佳的生活环境中,使过程处在最好的条件下运行。还有一种环形曝气长槽，深度较浅，混合液在槽中以较高的流速回流。这种曝气槽的曝气时间接近24小时，特称氧化槽或氧化沟。实际上是延时曝气活性污泥法的一种曝气池。

除按要求设计几何形状外，曝气方法和设备也是很重要的。曝气方法有气泡曝气法（又称鼓风曝气法）和表面曝气法（也称机械曝气法）两种。20世纪70年代末问世的深井曝气也是一种气泡曝气，以增加气泡与混合液的接触时间来提高曝气效率。

在表面曝气法中借设在液面的曝气器使池液回流，并使液面剧烈波动与空气密切接触交换气体。曝气器一般是各种立式叶轮，也有采用卧式旋刷或旋桨的。环形曝气槽都采用卧式曝气器。

为加快氧的溶解，70年代开始出现了“纯氧”曝气，以含氧浓度极高的空气替代一般空气。大多采用表面曝气法。

运行 　主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝气池的活性污泥浓度（称混合液悬浮固体），是可以调节的，也就是活性污泥量和负荷率是可以调节的，运行时应根据具体情况注意调节。活性污泥法污水厂容易出现污泥膨胀，即污泥含水量极高，不易沉降。这将造成污泥随水流出沉淀池，破坏水质，同时，污泥的流失使曝气池中污泥减少，整个过程逐渐失效。在发现污泥有膨胀趋势时，应即分析原因，采取措施。

运行条件

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 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；

⑤ 无有毒有害的物质流入。

6基本流程

典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。

活性污泥法

污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。

第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积

和多糖类黏 性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。

活性污泥法

第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供

给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以

繁衍增长，污水则得以净化处理。

经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀

活性污泥法

池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好

SBR序批式活性污泥法

SBR法和序批式活性污泥法是同义词，已合并。

序批式活性污泥法

环境工程专业名词，如下定义来自中华人民共和国环境保护标准《环境工程 名词术语》（HJ2016-2012）。

英文：sequencing batch reactor activated sludge process（缩写SBR）

中文定义：在同一反应池（器）中，按时间顺序由进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序组成的活性污泥污水处理方法，简称SBR法。　[1]　

SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。

特点：在大多数情况下（包括工业废水处理），无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制；运行管理得当，处理水水质优于连续式；加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。

背景：近年来序列间歇式活性污泥法（SBR）处理养猪场废水越来越受到关注，该工艺相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击，运行方式灵活，由于是静止沉淀，因此出水效果好、厌（缺）氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高，有很好的脱氮除磷效果。且有通过氧化还原电位实时控制SBR反应进程的报道，进一步提高了对氮磷的去除效果、节约了能源和投资。

设计注意事项：

1 SBR适用于建设规模为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类的污水处理厂和中、小型废水处理站，适合于间歇排放工业废水的处理。

2 SBR反应池的数量不宜少于2个。

3 SBR反应池的设计参数包括周期数、充水比、需氧量、污泥负荷、产泥量、污泥浓度、污泥龄等。

4 SBR以脱氮为主要目标时，宜选用低污泥负荷、低充水比；以除磷为主要目标时，宜选用高污泥负荷、高充水比。

5 SBR的设计应符合HJ 577-2010和相关工艺类工程技术规范的规定。

CASS工艺

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水

简介

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺。该工艺最早在国外应用，为了更好地将其引进，开发出适合我国国情的新型污水处理新工艺，有关科研机构在实验室进行了整套系统的模拟试验，分别探讨了CASS工艺处理常温生活污水、低温生活污水、制药和化工等工业废水的机理和特点以及水处理过程中脱氮除磷的效果，获得了宝贵的设计参数和对工艺运行的指导性经验。将研究成果成功地应用于处理生活污水及不同种工业废水的工程实践中，取得了良好的经济、社会和环境效益。并开发的CASS工艺与ICEAS工艺相比，负荷可提高1-2倍，节省占地和工程投资近30%。[

具体内容

结构原理

2.1 CASS基本结构是：在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。

2.2 CASS原理：:在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。

  cass原理图

CASS法工作原理如右图所示：在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。

四个阶段

3.1曝气阶段

由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3--N。

3.2 沉淀阶段

此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。

3.3 滗水阶段

沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。

3.4 闲置阶段

闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段

技术特征

4.1 连续进水，间断排水

传统SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在实际运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。

4.2 运行上的时序性

CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。

4.3 运行过程的非稳态性

每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易程度等有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。

4.4 溶解氧周期性变化，浓度梯度高

CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言，CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。

3优势

主要优点

5.1 工艺流程简单，占地面积小，投资较低

CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。

5.2 生化反应推动力大

CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。

5.3 沉淀效果好

CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。

5.4 运行灵活，抗冲击能力强

CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6信的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2－3信时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。

当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。

5.5 不易发生污泥膨胀

污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。

由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。

5.6 适用范围广，适合分期建设

CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。

对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，可以在反应地的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式；由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，可同样复制CASS反应池，因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。

5.7 剩余污泥量小，性质稳定

传统活性污泥法的泥龄仅2－7天，而CASS法泥龄为25-30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD产生0.2～0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必须经稳定化后才能处置。

经济性

实践证明，CASS工艺日处理水量小则几百立方米，大则几十万立方米，只要设计合理，与其它方法相比具有一定的经济优势。它比传统活性污泥法节省投资20%-30%，节省土地30%以上。当需采用多种工艺串联使用时，如在CASS工艺后有其它处理工艺时，通常要增加中间水池和提升设备,将影响整体的经济优势，此时，要进行详细的技术经济比较，以确定采用CASS工艺还是其它好氧处理工艺。

由于CASS工艺的曝气是间断的，利于氧的转移，曝气时间还可根据水质、水量变化灵活调整，均为降低运行成本创造了条件。总体而言，CASS工艺的运行费用比传统活性污泥法稍低。

CASS法的特点与SBR相比，CASS法的优点是-其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行;而SBR进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上池子交替使用。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。 CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为3/4，所以，CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。

4注意事项

6.1 水量平衡

工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥CASS反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。当水量波动较大时，应考虑设置调节池。

6.2 控制方式的选择

CASS工艺的日益广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中的应用。CASS工艺的特点是程序工作制，可根据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。整套控制系统可采用现场可编程控制（PLC）与微机集中控制相结合，同时为了保证 CASS工艺的正常运行，所有设备采用手动/自动两种操作方式，后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者供日常工作使用。

6.3 曝气方式的选择

CASS工艺可选择多种曝气方式，但在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器等。采用微孔曝气时应采用强度高的橡胶曝气盘或管，当停止曝气时，微孔闭合，曝气时开启，不易造成微孔堵塞。此外，由于CASS工艺自身的特点，选用水下曝气机还可根据其运行周期和DO等情况适当开启不同的台数，达到在满足废水要求的前提下节约能耗的目的。

6.4 排水方式的选择

CASS工艺的排水要求与SBR相同，当前，常用的设备为旋转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随水排出。

CASS工艺沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排出，不能扰动沉淀在池底的污泥层，同时，还应防止水面的漂浮物随水流排出，影响出水水质。当前，常见的排水方式有固定式排水装置如沿水池不同深度设置出水管，从上到下依次开启，优点是排水设备简单、投资少，缺点是开启阀门多、排水管中会积存部分污泥，造成初期出水水质差。浮动式排水装置和旋转式排水装置虽然价格高，但排水均匀、排水量可调、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随出水排出，因此，这两种排水装置当前应用较多，尤其旋转式排水装置，又称滗水器，以操作灵活、运行稳定性高等优点受到设计人员和用户的青睐。

6.5 需要注意的其它问题

①　冬季或低温对CASS工艺的影响及控制

2 排水比的确定

3 ③　雨季对池内水位的影响及控制

4 ④　排泥时机及泥龄控制

5 ⑤　预反应区的大小及反应池的长宽比

6 ⑥　间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题

AO工艺

AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。

A/O法脱氮工艺的特点

（a） 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

（b） 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；

（c） 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；

（d） A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态

2A/O法脱氮工艺的优点

1 系统简单，运行费低，占地小；

②以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用；

2 好氧池在后，可进一步去除有机物；

3 缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷；

⑤反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗。

A/O法存在的问题

1.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；

2、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。此外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%

3、 影响因素 水力停留时间 （硝化>6h ，反硝化3000mg/L）污泥龄（ >30d ）N/MLSS负荷率（ <0.03 ）进水总氮浓度（ <30mg/L）

A2O

定义

A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的二级污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。

该法是20世纪70年代，由美国的一些专家在AO法脱氮工艺基础上开发的。工艺流程

  A2O工艺流程

各反应器功能

1、厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；

2、缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；

3、好氧反应器——曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。

4、沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。[1]

工艺特点

1、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺；

2、在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；

3、污泥含磷高，具有较高肥效；

4、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；

存在的待解决问题：

1、除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是P/BOD值高时更甚；

2、脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；3、进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。

氧化沟

氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。

1954年荷兰建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂，其原型为一个环状跑道式的斜坡池壁的间歇运行反应池，白天用作曝气池，晚上用作沉淀池，其生化需氧量(BOD)去除率可达97%，由于其结构简单，处理效果好，从而引起了世界各国广泛的兴趣和关注。

氧化沟(Oxidation Ditch)污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。不仅各国环境保护机构非常重视，而且世界卫生组织（WHO）也非常重视。在美国已建成的污水处理厂有几百座，欧洲已有上千座。在我国，氧化沟技术的研究和工程实践始于上一世纪70年代，氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。

2发展过程

氧化沟工艺自诞生以来，其发展过程可分为四个阶段：

第一代氧化沟

Pasveer氧化沟当时用来处理村镇的污水，服务人口只有340人。这是一种间歇流的处理厂，它把常规处理系统的四个主要内容合并在一个沟中完成，白天进水曝气，夜间用作沉淀池，BOD5的去除率达到97%左右。

采用卧式表面曝气机曝气及推流，每隔一段时间，Pasveer氧化沟的曝气机就需停下来，使沟内的污泥沉淀，排出处理后的出水。第一代氧化沟沟深1～2.5m，为了达到连续运行，Pasveer氧化沟发展的多种形式，设置了二沉池。这一阶段的氧化沟主要是延时曝气系统。

第二代氧化沟

氧化沟因其简易、运行管理方便等优点，自60年代以来其数量和规模不断增长和扩大，处理能力已从300人口当量发展到目前的1000万人口当量。处理对象也从处理生活污水发展到既能处理城市污水又能处理工业废水。这期间，有相当多的工业废水也相继采用氧化沟技术进行处理的工程范例。

新一代氧化沟由于采用直径1米的曝气刷（Mammoth Rotor系由Passavant公司生产）和立式曝气器（DHV公司），使氧化沟的沟深逐步扩大。使用Mammoth Rotor沟深可达3.5m，沟宽可达20m。而使用立式曝气器的氧化沟，后来称为Carrousel氧化沟，沟深可达4.5m。这一阶段的氧化沟考虑到了硝化和反硝化（Simultaneous Nitrification/Denitrification）。

第三代氧化沟

随着氧化沟技术的发展，人们从不同的角度对氧化沟作了深入细致的研究，出现了许多种新型的氧化沟，如：

·DHV公司的Carrousel 2000型、Carrousel Dlenit型、DHV—EIMCO Carrousel氧化沟

·丹麦Kruger公司的双沟、三沟式氧化沟

·德国Passavant公司使用Mammoth Rotor的深型氧化沟

·美国Envirex公司的Orbal多环型氧化沟

这一阶段的氧化沟进一步考虑到了利用氧化沟进行除磷脱氮处理，许多新的概念被提出来，产生了许多新的设计方法。在这一时期，氧化沟出现不只是延时曝气低负荷系统，还出现了所谓“高负荷氧化沟”、“要求硝化的氧化沟”、“要求硝化反硝化及除磷的氧化沟”及“要求污泥稳定的氧化沟”等，还有许多的新的沟型出现。

第四代的氧化沟

80年代初期，美国最早提出将二沉淀池直接设置在氧化沟中的一体氧化沟概念，在短短的十几年中，这一概念在实际中得到迅速发展和应用，并显示出极为广阔的前景。所谓一体化氧化沟，就是充分利用氧化沟较大的容积和水面，在不影响氧化沟正常运行的情况下，通过改进氧化沟部分区域的结构或在沟内设置一定的装置，使污水分离过程在氧化沟内完成。美国环境保护局将这一技术称之谓革新即可选择的（I/A）技术。

一体化氧化沟由于其中沉淀区结构形式及运行方式不同，有多种型式，例如：

1）带沟内分离器的一体化氧化沟（BMTS式）

2）船形一体化氧化沟

3）侧沟或中心岛式一体化氧化沟（中国）

4）交替曝气式氧化沟

3设计参数

根据美国环保局（EPA）2000年发布的设计指导参数中，氧化沟的平均速度要达到0.25m/s-0.35m/s，以保持氧化沟中活性污泥处于悬浮状态。另还有功率参数。

氧化沟流程图

4技术展望

氧化沟自从Pasveer氧化沟1954年出现以来，就是依靠其简便的方式处理污水而得到不断发展的。氧化沟应用多年，经久不衰，而且取得相当多的突破，例如：1968年出现了Carrousel氧化沟，1970年出现了Orbal氧化沟，1993年出现了Carrousel 2000型氧化沟，1998年出现了Carrousel 1000型氧化沟，而且还在不断发展，1999年又出现了Carrousel 3000型氧化沟，80年代初出现了一体化氧化沟等。

究其原因，可以这样说，氧化沟技术发展的强势在于氧化沟的环流，由于这种环流，是造成氧化沟长久不衰的内在原因，外在原因则是其具有多功能性、污泥稳定、出水水质好和易于管理。氧化沟有别于其它活性污泥的主要特征是环形池型，或者说只要保持沟渠首尾相接，水流循环流动，选用的特定设计参数、沟型和运行方式，就会给运行者和设计者带来极大方便，其灵活性和适应性也非常强，有进一步研究、发展和应用的广阔空间。

5技术特点

氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：

水力停留时间：10－40小时；

污泥龄：一般大于20天；

有机负荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；

容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；

活性污泥浓度：2500－4500mg/l；

沟内平均流速：0.3－0.5m/s。

氧化沟的技术特点：

氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。

氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。

氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：

1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好地被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内有较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。

2) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说是完全混合的，而液体流动却又保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。

3) 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。

4) 氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%－30%。

另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。

传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。

6缺陷

尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。

1、 污泥膨胀问题

当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。

针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀[11]。

2、 泡沫问题

由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入。

3、 污泥上浮问题

当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。

发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件。

4、 流速不均及污泥沉积问题

在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~ 530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。

加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率。

另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。

5、导致有较多的大肠杆菌散发到空气中，引发了毒黄瓜的事件。

6、对于BOD较小的水质完全没有处理能力

三、生物膜法

与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法。主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。生物膜法（biomembrance process）生物膜法又称固定膜法。

●是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，是土壤自净过程的人工化和强化

●主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物

●主要类别：生物滤池¾¾普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等

生物转盘法

生物接触氧化法

好氧生物流化床法等。

具体介绍

综述

生物膜法[1]是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。

废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法。

生物膜法的典型流程 　流程（图1）中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池。新型塑料问世后，又有了新的发展。

生物滤池

生物膜法中最常用的一种生物器。使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称滤料。与水处理中的一般滤池不同，生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。布水器有多种形式，有固定式的,有移动式的。回转式布水器使用最广。它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体，能绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。布水器的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。再下面是池底。集水层和池外相通，既排水又通风。工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床，和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。污染物进入生物膜，代谢产物进入水流。出水并带有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。在普通生物滤池中，生物粘膜层较厚，贴近载体的部分常处在无氧状态。

生物膜法

滤床的深度和滤率、滤料有关。碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用1.8～2米左右。深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。滤率在1～4米3/(米2·日)左右，如果提高,床面也容易积水。首先突破的是滤率的提高。水力负荷率(即滤率)提高到8～10米3/(米2·日)以上时，水流的冲刷作用使生物膜不致堵塞滤床，而且有机物（用BOD5衡量）负荷率，可从0.2公斤/(米3·日)左右提高到1公斤/（米3·日）以上。为了满足水力负荷率的要求,来水常用回流稀释。为了稳定处理效率，可采用两级串联。这种流程革新、负荷率提高、构造不变的生物滤池称高负荷率生物滤池。继而发现，滤床深度从2米左右提高到8米以上时，通风改善，即使水力负荷率提高，滤床也不再堵塞，滤池工作良好，同时有机物负荷率也可以提高到1公斤/（米3·日）左右。因为这种滤池的平面直径一般为池高的1/6～1/8左右，外形像塔，故称塔式滤池。自塑料型块问世后，通风、堵塞等不再成为问题，滤床深度和滤率可根据需要进行设计。

生物转盘

是随着塑料的普及而出现的。数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米。有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。

废水从槽的一端流向另一端。盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。

同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长。而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生臭味，可以加盖。生物转盘一般用于水量不大时。

曝气生物滤池

设置了塑料型块的曝气池。按其过程也称生物接触氧化法。它的工作类似活性污泥法中的曝气池，但是不要回流污泥，曝气方法也不能沿用，一般采用全池气泡曝气，池中生物量远高于活性污泥法,故曝气时间可以缩短。运行较稳定，不会出现污泥膨胀问题。也有采用粒料（如砂子、活性炭）的。这时水流向上，滤床膨胀、不会堵塞。因为表面积高，生物量多,接触又充分，曝气时间可缩短，处理效率可提高，尚处在研究阶段。

厌氧生物滤池

构造和曝气生物滤池雷同，只是不要曝气系统。因生物量高，和污泥消化池相比，处理时间可以大大缩短（污泥消化池的停留时间一般在10天以上），处理城市污水等浓度较低的废水时有可能采用。

3介绍

生物膜的形成

●前提条件：起支撑作用的载体物——填料或称滤料

●营养物质——有机物、N、P以及其它

●接种微生物

生物膜工艺流程

生物膜的形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。

生物膜的成熟

在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。

对于城市污水，在20°C条件下，生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右。

结构：见图5—1

性质：高度亲水，存在着附着水层

微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链

生物膜的更新与脱落

厌氧膜的出现过程：

①生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态

② 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成

③好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。

厌氧膜的加厚过程：

① 厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏

②气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力

③ 成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。

生物膜的更新：

①老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来

② 新生生物膜的净化功能较强。

生物膜法的运行原则

①减缓生物膜的老化进程

② 控制厌氧膜的厚度

③加快好氧膜的更新

④ 尽量控制使生物膜不集中脱落。

4特点

（1）对水量、水质、水温变动适应性强；（2）处理效果好并具良好硝化功能；（3）污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；（4）动力费用省。

a.采用生物膜法中的曝气生物滤池及生物接触氧化池对秀峰工业城污水处理站污水有较好的处理效果，BOD 5，CODcr及悬浮物去除率一般在80%以上.曝气生物滤池的处理效果比生物接触氧化池稍好。

b.曝气生物滤池中生物膜量及微生物量明显高于生物接触氧化池，其中污泥质量浓度高1倍左右、微生物密度高1—2个数量级。[2]

5基本特征

在污水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体（一般称填料），在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧(充氧装置由水处理曝气风机及曝气器组成)的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜随之增厚。当生物膜增长到一定厚度时，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复始，使

生物膜法

污水得到净化。

微生物在填料表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一层薄薄的水层，水层中的有机物已经被生物膜氧化分解，故水层中的有机物浓度浓度比进水要低得多，当废水从生物膜表面流过时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水层中去，并进一步被生物膜所吸附，同时，空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。

生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解和机体本身进行新陈代谢，因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层转移到流动的废水中或空气中去。这样一来，出水的有机物含量减少，废水得到了净化。

在小规模分散型污水处理中大量使用生物膜污水处理工艺，比使用活性污泥工艺更有优势，具体体现在：①微生物相方面，各种生物膜工艺中参与净化反应的微生物多样化，微生物的食物链较长，世代时间较长的微生物易于存活，在分段运行中每段都能够形成优势菌种;② 在处理工艺上，各种生物膜工艺对水质水量变化均有较强的适应性，污泥沉降性能良好、易于固液分离，能够处理低浓度的污水，易于维护、节能。[2]

主要形式

按生物膜与废水的接触方式分为：

填充式和浸渍式两种

填充式包括生物滤池和生物转盘

浸渍式包括接触氧化法和生物流化床

生物滤池

名词解释

biological filter, trickling filter 　由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。

生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。

构造

1、滤料的要求

（1）比表面要大（2）孔率高（3）质材强度高（4）稳定（5）价廉

2、池壁的功能

构筑物主体，起支撑作用。

3、池底 通风系统、排泥系统、支承渗水结构

4 、布水系统 旋转布水器

性能特点：

1）生物滤池的处理效果非常好，在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。

2）不产生二次污染。

3）微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂。因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至2周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果，几天内恢复最佳的处理效果。

4）生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。

5）运行采用全自动控制，非常稳定，无须人工操作。易损部件少，维护管理非常简单，基本可以实现无人管理，工人只需巡视是否有机器发生故障。

6）生物滤池的池体采用组装式，便于运输和安装；在增加处理容量时只需添加组件，易于实施；也便于气 源分散条件下的分别处理。

7）此类过滤形式的生物滤池能耗非常低，在运行半年之后滤池的压力损失也只有500Pa左右。

2工艺流程

1、主要去除污水中含碳有机物时，宜采用单级碳氧化曝气生物滤池；

2、要求去除污水中含碳有机物并完成氨氮的硝化时，可采用单级碳氧化曝气生物滤池，

适当降低负荷；也可以采用碳氧化滤池和硝化曝气滤池的两级串联工艺；

3、当进水碳源充足且出水水质对总氮要求高时，宜采用前置反硝化滤池+硝化滤池组合工艺；

4、当进水的总氮浓度高、碳源不足而出水有对总氮要求严格时，可采用後置硝化工艺，并补充碳源；或采用前置反硝化滤池并外加碳源，前置反硝化滤池的硝化液回流率可具体根据设计NO3-N去除率以及进水碳氮比确定，外加碳源的投加量需经计算后确定。

3设计参数

、碳氧化滤池与硝化滤池的出水中的溶解氧宜控制为3.0~4.0mg/L。

2、滤速增加对碳氧化不利，部分非溶解性有机物为降解就排出，推荐6m/h。

3、但在一定的容积负荷范围内，滤速增加不但不会降低曝气生物滤池的去除率，还会增加硝化反硝化效率。主要原因有三：一、高滤速增强了滤池内部的传质效率，使得空气、污水、生物之间有更多的接触机会；二、高滤速下，生物膜更新较快，增强了生物的活性。三、低速下，滤料容易堵塞，使得反冲洗的周期缩短，而频繁的反冲洗对繁殖速度较慢的硝化细菌即为不利。

4、滤池主要用於碳氧化时，当要求出水的BOD5=10~20mg/L，容积负荷推荐采用3.5~5.0kgBOD5/(m‧d)，当要求出水的BOD5=5~10mg/L，容积负荷推荐采用2.5~3.2kgBOD5/(m‧d)。

5、滤池主要用於碳氧化和硝化时，容积负荷建议BOD5≦3.0 kgBOD5/(m‧d)，研究表明，当BOD5容积负荷大於该值时，氨氮的去除收到抑制，当BOD5≧4.0 kgBOD5/(m‧d)，氨氮去除收到明显抑制。

6、出水CODcr在60mg/L，进水负荷应该在4.0~5.0 kgCODcr/(m‧d)，当CODcr≦50mg/L，进水负荷应该控制在3.0 kgCODcr/(m‧d)以下。

7、滤池有硝化和反硝化脱氮要求时，需要核算硝化和反硝化的容积负荷。建议容积负荷分别小於2.0 kgNH3-N/(m‧d)和5.0 kgNO3-N/(m‧d)，推荐采用0.3~0.8 kgNH3-N/(m‧d)和0.8~4.0 kgNO3-N/(m‧d)。

8、当需要脱氮，且碳源不足时，可将反硝化池置於硝化池之前，将硝化池部分出水回流到反硝化池，做成前置反硝化。有如下优点：a、利用污水中的有机物作为碳源，减少外加碳源。b、有机质在反硝化池中去除，确保了碳氧化/硝化池中的硝化能力。c、系统的曝气量相对较少。d、污泥量较少。对於BOD5充足且需脱氮的生活污水，从运行成本考虑前置反硝化工艺优势明显。

9、后置反硝化工艺更适合用在以下场所：a、BOD5含量明显偏低的废水(工业废水比重高)。b、用於污水厂改造升级，之前未考虑硝化指标，出水BOD5偏低，但氨氮较高。

10、为避免除碳对硝化的影响，後置反硝化应在预处理阶段，除去一部分的BOD5，C/N池设计滤速6~10m/h为宜，硝化负荷应满足：进水BOD5≧60mg/L，约为0.3kgNH3-N/(m‧d)，当BOD5=20~50mg/L，约为0.6kgNH3-N/(m‧d)，当BOD5≦20mg/L，约为1.0kgNH3-N/(m‧d)，若以甲醇为外加碳源，则DN投加量为3.3 kgCH4O/ kgNO3-N。

11、设计推荐反硝化负荷0.4~0.5 kgNO3-N/(m‧d)，滤速≧10m/h，最好进水BOD5/NO3-N≧6，通常DN池对BOD5的去除率≦60%，对CODcr的去除率≦70%，剩馀的CODcr会进入硝化反应器，为确保N池的硝化能力(大於0.5kgNH3-N/(m‧d))，CODcr的负荷≦2.0kgCODcr/(m‧d)

生物转盘

概述

rotating biological disk 　由水槽和部分浸没于污水中的旋转盘体组成的生物处理构筑物。盘体表面上生长的微生物膜反复地接触槽中污水和空气中的氧，使污水获得净化。

生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种，是污水灌溉和土地处理的人工强化，这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥－－－生物膜。污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。在气动生物转盘中，微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给。转盘表面覆有空气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转盘转动，当转盘离开污水时，转盘表面上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。

生物转盘工艺

生物转盘工艺是污水灌溉和土地处理的人工强化，这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥－－－生物膜。污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。在气动生物转盘中，微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给。转盘表面覆有空气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转盘转动，当转盘离开污水时，转盘表面上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。

生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器，可以说是随着塑料的普及而出现的。反应器由水槽和一组圆盘构成：数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米，有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。废水从槽的一端流向另一端，盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。 生物转盘一般用于水量不大时。同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长，而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生臭味，可以加盖。

生物转盘应用实例

废水生物处理新工艺中一体化废水处理装置

一体化废水处理装置是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效废水处理装置。整个装置分为以下几个处理单元：

1、初沉池 废水通过提升泵将调节池废水提升至SW装置内，首先进入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，使废水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来，同时也可夹带去除一部分有机物。为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥，装置采用了活动斜板。初沉池底部与缺氧区隔开，避免缺氧池混合液的搅动，影响初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内，在此空间内，初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并经潜水搅拌机充分混合，完成反硝化过程，硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元—生物转盘 夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。旋转生物处理单元是装置的核心部分，采用了独特的复合生化技术，能在低能耗条件下高效降解污染物。整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成，每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成，每个生物转子内部由多级生物叶轮构成，每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。在传动装置的驱动下，三个生物转子同步旋转，空气（氧气）通过生物转子端面的气水孔进入，与废水混合，经氧气、废水、微生物三相接触和传质，实现含碳有机物的降解和含氮有机物的硝化过程。同时，旋转的生物叶片被废水冲刷，老化的生物膜脱落，新的生物膜形成，从而达到生物系统不断更新的过程。 硝化后的废水经水力转子提升至中间分配水槽，分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池废水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀，澄清后的处理出水进入下一个单元。沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池，另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运

曝气生物滤池

简介

曝气生物滤池

Biological Aerated Filter

  原理示意图

曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。

该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用。曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。

2工艺特点

1 一次性投资比传统方法低1/4；②占用面积为常规工艺的1/10～1/5，运行费低1/5；③进水要求悬浮物50～60mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用水解酸化池；④填料多为页岩陶粒，直径5mm，层高1.5～2m；⑤水往下、气往上的逆向流可不设二沉池。

曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。

曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用少的特点。

3工艺原理

BIOSTYR工艺

BIOSTYR是法国OTV公司的注册水处理工艺技术，由于采用新型轻质悬浮填料--BIOSTYRENE（主要成分是聚苯乙烯，且比重小于1g/cm3）而得名。下面以去除BOD、SS并具有硝化脱氮功能的反应器为例说明其工艺结构与基本原理。

BIOSTYR工艺是一种上流生物滤池，是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理革新工艺，工艺成熟高效。

污水通过滤料层，水体含有的污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的生物降解转化，同时，溶解状态的有机物和特定物质也被去除，所产生的污泥保留在过滤层中，而只让净化的水通过，这样可在一个密闭反应器中达到完全的生物处理而不需在下游设置二沉池进行污泥沉降。

滤池底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为2.5～3.5m，为防止滤料流失，滤床上方设置装有滤头的混凝土挡板，滤头可从板面拆下，不用排空滤床，方便维修。挡

上部空间用作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定。

该区内设有回流泵用于将滤池出水泵至配水廊道，继而回流到滤池底部实现反硝化，在不需要反硝化的工艺中没有该回流系统。填料层底部与滤池底部的空间留作反冲洗再生时填料膨胀之用。

滤池供气系统分两套管路，置于填料层内的工艺空气管用于工艺曝气(主要由曝气风机提供增氧曝气)，并将填料层分为上下两个区：上部为好氧区，下部为缺氧区。根据不同的原水水质、处理目的和要求，填料层的高度不同，好氧区、厌氧区所占比例也相应变化；滤池底部的空气管路是反冲洗空气管。

该工艺具有如下特点：

上流滤池，底部渠道进配水，顶部出水；

滤料比重小于1；

穿孔管曝气，节省设备投资和维护费；

滤头在滤池的顶部，与处理后水接触，易于维护；

重力反冲洗，无须反冲洗水泵；

工艺空气和反冲洗用气共用鼓风机；

曝气管可布置在滤层中部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能；

Biofor工艺

Biofor（生物过滤氧化反应池）是得利满水务继滴滤池、Biodrof干式过滤系统之后的专为污水处理厂设计的第三代生物膜反应池。

与其它类型的生物过滤工艺相比，Biofor主要具有下列特性：

1 向上流生物过滤

进水自滤池底部流向顶部，上流过滤在滤池的整个高度上持续提供正压条件，与下向流过滤相比提供了许多优势。

2 使用特制的过滤及生物膜支持煤介：Biolite生物滤料

确保获得较高的生物膜浓度和较大的截留能力，并加长了运行周期。

3 高性能曝气

Biofor采用了特制的曝气头：它不仅能高效的供氧，而且节约能源、使用安全、易于操作和维护。

4 流体完全均匀的分布

空气和水流为同向流。Biofor生物滤池的滤板配有25UB33e滤头，该滤头的防阻塞设计通过均匀的配水使过滤效果优化。

BIOSMEDI工艺

上海市政院邹伟国等开发了一种名为BIOSMEDI的曝气生物滤池，它采用脉冲反冲洗、气水同向流的形式，可用于微污染源水预处理或污水深度处理。

BIOSMEDI生物滤池是上海市政工程设计研究院针对微污染原水开发的一种新型生物滤池，该滤池以轻质颗粒滤料为过滤介质，滤料比重较小，一般约在0.1左右，粒径的大小为4～5mm左右，比重及粒径的大小可根据实际需要选择确定，这种滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜（300～500元/立方米）、化学稳定性好等一系列优点。

BIOSMEDI生物滤池原理：

滤池上部采用钢筋混凝土板（板上采用倒滤头出气和水）抵制滤料的浮力及运行的阻力。在滤层下部，用混凝土板或钢板分隔在滤层下部形成气囊，在反冲洗时下部形成空气室。

原水从进水阀进入气室，通过中空管进入滤层，在滤料阻力的作用下使滤池进水均匀，空气布气管安装在滤层下部，空气通过穿孔布气管进行布气，经过滤层去除水中的有机物、氨氮后，出水经倒滤头进入上部清水区域排出。

滤池反冲洗采用脉冲冲洗的方法，首先关闭进水阀及曝气管，打开滤池下部的反冲洗气管，在滤层下部形成一段气垫层，当气垫层达到一定高度后，此时瞬时把气垫层中的空气通过阀门或虹吸的方法迅速排空，此时滤层中从上到下冲洗的水流量瞬时忽然加大，导致滤料层忽然向下膨胀，脉冲几次后，可以把附着在滤料上的悬浮物质脱落，再打开排泥阀，利用生物滤池的出水进行水漂洗，可有效地达到清洁滤料的目的。

具有以下优点：

1、 较小的滤层阻力；采用气水同向流，避免了气水逆向流时水流速度和气流速度的相对抵消而造成能量的浪费，另外，滤料粒径较均匀，大大增加滤层的孔隙率，减少滤池运行时的水头损失。

2、 价格低、性能优的滤料；滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜（一般价格低于500元/立方米）、化学稳定性好；滤料比表面积大，有利于氧气的传质，大大提高了充氧效率，布气可采用穿孔管布气即可，节省工程投资。

3、 独特的脉冲反冲洗形式；传统的水反冲、气水反冲均难以奏效，该滤池采用独特的脉冲反冲洗方式，不需要专门的反冲洗水泵及鼓风机，是一种高效、低能耗的反冲洗形式。

4应用范围

曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的、甚至不可替代的功能。

在低温污水中，西宁第二污水处理厂由于冬季最低水温约6℃，为了解决硝化问题，在可行性研究报告报告中就推荐了曝气生物滤池+A2/O处理工艺。

在广东新会4万立方米/吨污水处理厂（BOT特许权项目）项目中，首次应用于国内生活污水处理工程中并获得成功，其工艺为水解+二级曝气生物滤池（设CN池与N池二级），该项目已经投产运行。

在难降解有机物处理中，青岛啤酒（徐州金波）有限公司废水处理工程中，再用了水解酸化+曝气生物滤池处理工艺，从运行上看，选用的工艺是满足要求的。

在中水回用中，大连马栏河污水处理厂工程，采用的是法国得利满A3D+BIOFOR工艺技术，出水水质达到三级标准，日处理污水12万吨，其中4万吨出水可回用于城市绿化，建筑施工，工业等。

山西临汾中水回用工程中，二级处理的出水作为水源，为了解决其氨氮这一指标，该工程采用曝气生物滤池作为预处理单元。

在国内，猪场粪便污水处理工程，印染废水处理工程，肠衣加工废水处理工程，淀粉废水处理工程等中都有应用。

5发展前景

世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产，随后在欧洲各国得到广泛应用。美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺，日本、韩国和中国台湾也先后引进了此项技术。世界上较大的环保公司如法国得利满公司、德国菲力普穆勒公司、法国VEOLIA公司均把它作为拳头产品在全世界推广。在中国内地，曝气生物滤池正处于推广阶段。大连市马栏河污水处理厂是我国第一个采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂（由东北市政院设计），广东新会东郊污水处理厂采用了水解——曝气生物滤池污水处理工艺（由中冶马院设计）。 我国一部分工业废水的处理也采用了此项技术。国内许多科研设计单位对曝气生物滤池也进行了试验研究。随着曝气生物滤池在世界范围内不断推广和普及，很多学者在其结构形式、功能、启动和滤料等方面进行了具体的研究，取得了很多成果。

问题前景

作为一种崭新的水处理工艺——曝气生物滤池正处在推广之中。根据研究和应用情况，今后仍有很多问题有待研究：

生物膜的特点及其快速启动的方式；生物氧化功能和过滤功能之间的相互关系；反冲洗过程中生物膜的脱落规律；进一步拓宽曝气生物滤池的应用范围，研究其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理问题中如何与其他工艺相结合。

曝气生物滤池中核心介质――滤料的研究也会促进该工艺在中国的应用的范围，BIOSTYR、Biofor两种工艺功能比较强大，但在中国大范围的应用仍存在问题，如专利问题，再有它们从投资上都比较大，这也阻碍了这两种工艺在中国的大范围的应用。

所以特种滤料的的研究与生产的国产化将是曝气生物滤池在国内大范围的应用的关键。

6运行要求

预处理

为了使曝气生物滤池能有较长的运行周期,减少反冲次数降低能耗,运用BAF 的工艺都需对进水进行预处理,否则原水中的大量杂质和SS 将进入曝气滤池,将会堵塞曝气、布水系统,给系统的运行带来严重的后果。尤其是滤池用于二级处理时,往往需投加药剂才能达到这一要求,药剂的使用不仅增加了运行费用,部分药剂还将降低碱度,进而影响反硝化,这是运用BAF 工艺时需要考虑的问题。[1]

除P脱N

在生物除P 技术中,将脱N 和除P 相结合的系统对除P 不利,因为除P 脱N 本身是一对不可调和的矛盾,如DO 太低除P 率会下降,硝化反应受到限制,污泥沉降性能差,如DO 太高,则由于回流厌氧区DO 增加,反硝化受到限制,同时NO3- N 的浓度高可影响厌氧区P 的释放。因为,P 的释放最好为厌氧环境,如果有NO3- N 存在就表明只能为兼氧环境。

从BAF 运行工艺看，完全用生物除P 是很难达到排放标准的。用生物除P 就失去了生物滤池高负荷的特点,造成投资过大,因此最好用加FeCl3 药剂的方法除P ,而生物滤池由于耐水力冲击负荷,可使处理后的水超量回流,并在运行中加化学药剂,将化学处理和生物处理同时应用于系统中,达到除P 脱N 目的,使化学药剂用量相对减少,从而降低运行费用

生物接触氧化池

结构包括池体，填料，布水装置，曝气装置。工作原理为：在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。

2设计参数

1、生物接触氧化池每个(格)平面形状宜采用矩形，沿水流方向池长不宜大于10m。其长宽比宜采用1：2~1：1，有效面积不宜大于100m²。

2、生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中，构造层宜采用0.6~1.2m，填料层高宜采用2.5~3.5m，稳水层高宜采用0.4~0.5m，超高不宜小于0.5m。

3、生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.3~0.5m，至池底的距离宜不小于0.4m。

4 、生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。

5、当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于5m；水平误差每根不宜大于±2mm，全池不宜大于±3mm，且应有调节气量和方便维修的设施。

6、生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2-3L/（s·m）。

7、生物接触氧化池底部应有放空设施。

8 、当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时，应有消除泡沫措施，比如使用消泡剂或者喷淋方式。

9 、生物接触氧化池应有检测溶解氧的设施。

3填料

1、 生物接触氧化池的填料应采用对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能好、机械强度大、经久耐用、价格低廉的材料。

2 、当采用炉渣等粒状填料时，填料层下部0.5m高度范围内的填料粒径宜采用50~80mm，其上部填料粒径宜采用20~50mm（常用炉渣填料的理化性能见附录B）

3 、当采用蜂窝填料时，孔径宜采用25~30mm。材料宜为玻璃钢、聚氯乙烯等。

4 、不同类型的填料可组合应用。

5、推荐填料上的污泥浓度与负荷

生物流化床

什么是生物流化床

生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。构筑物中填料的表面积超过3300m2/m3填料，填料上生长的生物膜很少脱落，可省去二次沉淀池。床中混合液悬浮固体浓度达8000-40000mg/L，氧的利用率超过90%，根据半生产性试验结果，当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除率均大于90%，此时填料粒径为1mm，膨胀率为100%，BOD负荷16.6kg(BOD5)/( m3·d)。生物流化床工艺效率高、占地少、投资省，在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚、制药等工业废水处理。

2膜生物流化床工艺

膜生物流化床工艺（简称MBFB）用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床

MBFB工艺流程图

和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。

膜生物流化床工艺以生物流化床为基础，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，简称PAC)为载体，结合膜生物反应器工艺(Membrane bioreactor,简称MBR)的固液分离技术，使反应器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分离作用为一体，使水体中难以降解的小分子有机物与在曝气条件下处于流化状态的活性炭粉末进行充分地传质、混合，被吸附、富集在活性炭表面，使活性炭表面形成局部污染物浓缩区域；粉末活性炭同时也为微生物繁殖提供了特殊的表面，其多孔的表面吸附了大量微生物菌群，特别是以目标污染物为代谢底物的微生物菌群；同时，粉末活性碳对水体中溶解氧有很强的吸附能力，在高溶解氧条件下，微生物对富集在活性炭表面小分子有机物进行氧化分解，然后利用陶瓷膜分离系统将水和吸附了有机物的粉末活性炭等悬浮颗粒分开，通过错流过滤，进一步净化污水，使其达到中水回用标准。研究表明，MBFB能有效除去微污染水体中氨氮、COD和其它难降解小分子有毒有机物等。

MBFB机理

在MBFB反应系统中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成为生物活性碳（BAC）,使PAC不仅存在着对小分子有机污染物的吸附和富集作用，还存在着PAC对微生物的吸附和保护作用、PAC对溶解氧的吸附作用、在局部高污染物浓度和高溶解氧条件下微生物对小分子有机物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高强度流化、混合、传质、剪切作用下，实现对微污染小分子有机物的高效分解。

1、PAC对小分子有机物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高浓度区，有利于微生物生长和对微污染小分子有机物的分解作用；

2、PAC对微生物的吸附和保护作用；

3、PAC对溶解氧吸附作用，随着活性炭颗粒直径变小，比表面积增加，PAC对溶解氧的吸附作用越来越强；

4、微生物对小分子有机物的分解作用，MBFB工艺通过PAC对微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通过PAC对微生物的保护作用，使微生物能有效利用微量的有机污染物为底物，以溶解氧为电子受体，分解微污染水体中有机物，实现水质深度净化；

5、PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜对吸附的有机物具有氧化分解作用，可通过生物降解恢复活性炭吸附能力，实现PAC的生物再生，在MBFB系统中，高强度的三相传质、混合、紊流、剪切和活性炭颗粒之间的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不断脱落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。

MBFB特点

1、活性炭粉长期使用，勿需更换或再生；

2、三相传质混合，反应效率高；

3、载体不流失；

4、载体流化性能好；

5、氧的转移效率高；

6、污染物高度富集，生物量大；

7、对微污染水处理效果好。

MBFB核心—无机陶瓷膜

美国西雅图环境科技公司研发的涤饵DECLEAN无机陶瓷膜系统，是在普通陶瓷膜研究的基础上，通过高科技改造，减少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了无机陶瓷膜在水处理中应用的两个最大障碍（价格昂贵、膜通量小），使无机陶瓷膜应用于水处理成为可能

四、厌氧生物处理法

厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子化合物，进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法，分为酸性消化和碱性消化两个阶段。在酸性消化阶段。由产酸菌分泌的外酶作用，使大分子有机物变成简单的有机酸和醇类、醛类氨、二氧化碳等；在碱性消化阶段，酸性消化的代谢产物在甲烷细菌作用下进一步分解成甲烷、二氧化碳等构成的生物气体。这种处理方法主要用于对高浓度的有机废水和粪便污水等处理。

整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利

厌氧消化

有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程，因氧是在空气缺乏的条件下从有机物中移出而生成CO2的。无论是酸性发酵，还是沼气发酵，参与生化反应的氧都是来自于水、有机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐。

在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。

厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源，残余物可作肥料。厌氧消化开始用于废物处理，现在厌氧消化已应用于多个领域，如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力、并且已建立了大规模的厌氧消化工厂。

2厌氧消化的生化阶段

第Ⅰ阶段 水解产酸阶段

污水中不溶性大分子有机物，如多糖、淀粉、纤维素、烃类（烷、烯、炔等）水解，主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸；紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺，多肽等（所以有的书又把水解产酸分为二个阶段）。

第Ⅱ阶段 厌氧发酵产气阶段

第Ⅰ阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等小分子有机物在产甲烷菌的作用下，通过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷。所以在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大，仅在产气阶段由于构成COD或BOD的有机物多以CO2和H2的形式逸出，才使废水中COD、BOD明显下降。

在酸化阶段，发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第1类小分子有机物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第2类为不能被甲烷菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，不完全厌氧消化或发酵到此结束。如果继续全厌氧过程，则产氢、产乙酸菌将第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。

第Ⅲ阶段 产甲烷阶段

产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸。

厌氧消化的发酵条件控制

营养与环境条件

厌氧要求有机物浓度较高，一般大于1000mg/L以上。所以厌氧适于处理高浓度有机废水和污泥处理。和好氧生物处理一样，厌氧处理也要求供给全面的营养，但好氧细菌增殖快，有机物有50～60%用于细菌增殖，故对N、P要求高；而厌氧增殖慢，BOD仅有5～10%用于合成菌体，对N、P要求低。

COD∶N∶P=200∶5∶1或C∶N=12～16

（好氧COD∶N∶P=100∶5∶1）

厌氧过程对环境条件要求比较严格：

Ⅰ、氧化还原电位（φE）与温度

氧的溶入和氧化态、氧化剂的存在：Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-、PO43-、H+会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。

高温消化——500～600mv，50～55℃

中温消化——300～380mv，30～38℃

产酸菌对氧还—还电位要求不甚严格+100～－100mv

产甲烷菌对氧还—还电位要求严格<－350mv

Ⅱ、pH及碱度

pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统中产生的CO2分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH=7.2～7.4，有机负荷太大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物有机酸的积累使pH下降，抑制甲烷菌的生理机能，使气化速率锐减，所以原液pH=6～8，发酵过程有机酸浓度不超过3000mg/L为佳（以乙酸计）。

HCO3-及NH3是形成厌氧处理系统碱度的主要原因，高的碱度具有较强的缓冲能力，一般要求碱度2000mg/L以上，NH3浓度50～200mg/L为佳。

Ⅲ、毒物——凡对厌氧处理过程起抑制和毒害作用的物质都可称为毒物，无机酸浓度不应使消化液pH<6.8；不应高于1500mg/L，其它阴离子浓度参见 P148表9-2。

工艺操作条件

Ⅰ、生物量——大小以污泥浓度表示，一般介于10～30gvss/L之间，为防止反应器中污泥流失，可采用装入填料介质使细菌附着挂膜，调节水流速度或污泥回流量。

Ⅱ、负荷率——表示消化装置处理能力的一个参数，负荷率有三种表示方法：

①容积负荷率——反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量kg/m3·d。

②污泥负荷率——反应器内单位重的污泥在单位时间内接纳的有机物量kg/kg·d。

③投配率——每天向单位有效容积投加的材料的体积m3/m3·d。

投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为d（天），投配率池可用百分率表示。

负荷率的影响：

①当有机物负荷率很高时，营养充分，代谢产物有机酸产量很大，超过甲烷菌的吸收利用能力，有机酸积累pH下降，是低效不稳定状态。

②负荷率适中，产酸细菌代谢产物中的有机物（有机酸）基本上能被甲烷菌及时利用，并转化为沼气，残存有机酸量仅为几百毫克/升。pH=7～7.5，呈弱碱性，是高效稳定发酵状态。

③当有机负荷率小，供给养料不足，产酸量偏少，pH>7.5是碱性发酵状态，是低效发酵状态。

Ⅲ、温度控制——发酵要求较高的温度，每去除8000mg/L的COD所产沼气，能使水温升高10℃，一般工艺设计中温消化30～35℃。

Ⅳ、pH的控制——当液料pH<6.5或高于8.0，则要调整液料pH。

pH<6.8～7，应减少有机负荷率，

pH<6.5，应停止加料，必要时加入石灰中和

水解酸化

技术简介

水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。

水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。

水解酸化池

酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。

从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。

2结构

酸化水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质；同时，生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，污泥液态化，重新回到污水处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。由于水解酸化的污泥龄较长（一般15～20天）。若采用水解酸化池代替常规的初沉池，除达到截留污水中悬浮物的目的外，还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能[1]

处理过程

厌氧生化处理的概述

废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。

厌氧生化处理过程：高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。

1、水解阶段

水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。

2、发酵（或酸化）阶段

发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。

3、产乙酸阶段

在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。

4、甲烷阶段

这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

水解酸化分析

高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。

酸化阶段，上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。

总结

水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单元的原因。

两点普遍认同的作用：

1、提高废水可生化性：能将大分子有机物转化为小分子。

2、去除废水中的COD：既然是异养型微生物细菌，那么就必须从环境中汲取养分，所以必定有部分有机物降解合成自身细胞。

4设计计算

水解（酸化）池设计计算

1、有效池容V可以根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解（酸化）池内水力停留时间需根据污水的有机物种类（水解的速度情况）、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定。

2、池截面面积根据污水在池内的上升流速计算。对于水解酸化反应器,为了保持其处理的高效率,必须保持池内足够多的活性污泥,同时要使进入反应器的废水尽量快地与活性污泥混合,增加活性污泥与进水有机物的接触好。上升流速需要保证污泥不沉积，同时又不能使活性污泥流失，所以保持合适的上升流速是必要的。

3、反应池布水系统设计。水解酸化反应器良好运行的重要条件之一是保障污泥与废水之间的充分接触，为了布水均匀与克服死区，水解酸化池底部按多槽布水区设计，并且反应器底部进水布水 系统应该尽可能地布水均匀。

水解酸化池的布水系统形式有多种，布水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足以下原则。

（1）、确保各单位面积的进水量基本相同，以防止发生短路现象；

（2）、尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；

（3）、易观察到进水管的堵塞，并当堵塞发生后很容易被清除。

5设计参数

对于设计来说较难掌控的是水解酸化池的停留时间，因为废水的种类不同，所含的有机物水解速度不同，所以停留时间自然不会相同。这就需要对所做的工程总结经验数据，或者通过做实验确定。对于水解酸化工艺本人并没有什么实际经验，从理论来看，觉得可以放大停留时间，保证水解时间，让其适当过渡到厌氧后两个阶段。

本文的设计计算部分摘录了《水解（酸化）反应器在工程应用中的研究与展望》—中山市环境科学研究所论文的内容，另外该论文里有介绍了水解（酸化）反应器的类型及其在工程应用中的效果，其常规设计的两个参数如下：

1、停留时间：一般为2.5-4.5h，考虑综合情况。

水解酸化设计图[2]

2、池内上升流速：一般控制在0.8-1.8 m/h 较合适。

水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。如果后级接入UASB工艺，可以大大提高UASB的容积负荷，提高去除效率。水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。但是COD在表象上是不一定有变化的，这要根据你在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这也就是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。水解工艺并不是简单的，设计时要考虑污水中有机物的性质，确定水解的工艺设计，水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺（UASB或接触氧化）。

有人提到水解后COD不降反升，可能有以下原因：一是复杂有机物在COD检测中不能显示出来，但是水解后就可能显示COD；另一种可能是调试时，运行参数控制不准确，造成水解菌胶团上升随出水流失；再一可能是没有考虑有机物的生物毒性浓度和系统的生物忍耐性，造成菌种中毒流失，流失的菌胶团在出水检测中显示COD增高，这就要求调试时加强生物相的观察和记录对比。

6稳定性

水解酸化池抗冲击负荷能力强，在进水COD为1000mg/l时，仍能保证出水在200mg/l，能起到非常好的缓冲作用；水解酸化池水力停留时间短，土建费用较低，而且运行费用低，无任何电耗，污泥水解率高，减少脱水机运行时间，降低能耗，因此水解酸化池的稳定性和经济性要远远超过其他预处理工艺。

污泥沉积

运行一段时间后发现曝气池前段水解酸化池发生污泥沉积在池内，最严重时甚至整个池内全是污泥，并有部分死泥上浮。经分析发现主要原因是水解酸化池潜水搅拌机功率太小，再加上污泥回流量过大，池内介质密度太大，潜水搅拌机无法使整池泥水混合物翻滚起来，导致发生污泥沉积现象。

通过降低水解酸化池污泥回流量至10%以下，能基本解决污泥沉积问题，但系统除磷效率和水解酸化功能明显降低，最好的解决办法是把潜水搅拌器更换为大功率潜水搅拌器]。

8机理分析

一般认为，污水进入水解酸化池后进行充分的氨化作用，水解池出水氨氮比进水有所增加。而根据某水务某污水处理厂实际运行情况，水解酸化池水力停留时间在4.4h，污泥龄在6d左右，水解酸化池氨氮平均去除率达到42.34%，凯氏氮去除率为40.1%，总氮去除率为37.92%；具体分析原因：去除氨氮一般以同化作用、硝化反硝化作用实现，同化作用去除一般较少，通过计算去除率仅在10%左右，而一般硝化反硝化的条件也不具备，如溶解氧、水力停留时间等因素；因此必然存在另一种形式的去除氨氮的反应存在，初步分析可能存在厌氧氨氧化的现象，但需进一步的分析与研究。

9操作规程

一般厌氧发酵过程可分为四个阶段，即水解阶段、酸化阶段、酸衰退阶段和甲烷化阶段。而在水解酸化池中把反应过程控制在水解与酸化两个阶段。在水解阶段，组合填料可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质。在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开，此阶段的主要微生物是水解—酸化细菌。

　　废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造了有利条件。组合填料在设置水解酸化池可以提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，减轻好氧系统的有机负荷，使整个系统的能耗相比于单独使用好氧系统大为降低。

　　水解酸化池的处理效果增强措施：

　　a、水解酸化池底部安装有大阻力布水系统，利用二沉池的回流污泥搅动水解酸化池底部的污泥，使其处于悬浮状态并且与进入的废水充分混合，从而提高了水解酸化池的处理效果，减轻后续好氧处理的负荷。二沉池的污泥回流水解酸化池，可以增加水解酸化池内的污泥浓度、提高处理效果，同时使污泥得到消化，减少了剩余污泥的排放量、降低污泥处理费用，从而减少了运行费用。

　　b、在水解酸化池内安装弹性填料，对搅动的废水进行水力切割，使悬浮状态的污泥与水充分混合。为水解酸化菌的生长提供有利条件。

　　c、水解酸化池底部还装有排泥管道系统，是由UASB厌氧反应器排泥系统改进而成，可以保证水解酸化池长期稳定的运行。

　　为保证设施的稳定运行，必须保证均匀进水！根据车间的日产生污水量，分次分阶段的从调节池提升至水解酸化池。

　　污泥回流量控制在总污泥量为池容的1/3即可

UASB上流式厌氧污泥床

简介

上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）。由荷兰Lettinga教授于1977年发明。

污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。

因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。

反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。

UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。

2工作原理

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

3构造

uasb构造和原理示意图

构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。反应器主要由下列几个部分组成。

进水配水系统

其主要功能是：

1.将进入反应器的原废水均匀地分配到反应器整个横断面，并均匀上升；

2.起到水力搅拌的作用。

这都是反应器高效运行的关键环节。

反应区

是UASB的主要部位，包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层。废水从污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断放出。微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在颗粒污泥层的上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。

三相分离器

由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体（沼气）、固体（污泥）和液体（废水）等三相进行分离。沼气进入气室，污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。

三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。

气室

也称集气罩，其功能是收集产生的沼气，并将其导出气室送往沼气柜。

处理水排出系统

功能是将沉淀区水面上的处理水，均匀地加以收集，并将其排出反应器。

此外，在反应器内根据需要还要设置排泥系统和浮渣清除系统。

4特点

与其他类型的厌氧反应器相较有下述优点：

1. 污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L；

2. 容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m³.d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/(m³.d)，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。

3. 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

5设计

主要内容有：①根据水质特点、水量大小、去除率等选定池型，确定主要尺寸；②设计进水、配水和出水系统；③选定三相分离器的型式，沼气回收设备。

设计参数应通过试验确定，无条件试验时可参考经验参数进行设计

IC反应器

概念

IC（internal circulation）反应器是新一代高效厌氧反应器，废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。

2简介

随着国家对环保的日益重视，公司在废水末端处理方面也进行了大量的资金投入，如在造纸二部和板纸公司废水厌氧处理技术的应用足以证明。废水的厌氧处理技术以其运行成本低、节约能源、污泥易于处理等优点在废水处理中正发挥着越来越大的作用。

UASB与IC在运行上最大的差别表现在抗冲击负荷方面，IC可以通过内循环自动稀释进水，有效保证了第一反应室的进水浓度的稳定性。其次是它仅需要较短的停留时间，对可生化性好的废水的确是优点。大家同意因为IC运行稳定，抗冲击负荷效果好，容积负荷高，投资省等许多优于UASB的优点，是否就应该因此而放弃再选有UASB了呢？

IC缺点尤其在污水可生化性不是太好的情况下，由于水力停留时间比较短去除率远没有UASB高，增加了好氧的负担。另外，IC由于气体内循环，特别是对进水水质不太稳定的厂，导致IC出水水量极不稳定，出水水质也相对不稳定，有时可能还会出现短暂不出水现象，对后序处理工艺是有影响的。UASB比IC突出优点就是去除率高，出水水质相对稳定。但IC优点还是很多的，特别是对于高SS进水，比UASB有明显优势，由于IC上升流速很大，SS不会在反应器内大量积累，污泥可以保持较高活性。对于有毒废水也是如此！

IC运行温度的设计完全和UASB一样，在调试运行上和UASB区别不大，只是在刚进水调试时尽可能采用水力负荷高些，然后逐步交互提升水力、有机负荷，尽可能在负荷提升过程中保证第一反应室上升流速大于10m/小时，但最大水力负荷最好控制在20m/小时以下，这样即保证第一反应室污泥床的传质效果，也避免污泥流失．冬季进水管道及反应器最好保保温，因为厌氧菌对温度波动特敏感，对负荷波动适应要相对好的多．其实IC的调试比UASB要好调的多，能调试好UASB的，应该调试好IC没有太大问题．不是应为上升流速大，会不好控制而延长调试周期．IC它对进水水质的要求仅是相对稳定就行，它要求高的上升流速仅是满足第一反应室污泥床处于膨化状态，加大传质效果，IC的高度较高，你不必太担心会有污泥流失，因为内部它有两层三相分离，更何况第一反应室产气量较大，绝大部分沼气被第一反应室分离收集提升到顶部的气水分离气包进行气与泥水的分离．第二反应室气量少泥水更易分离沉降．若接种颗粒污泥基本一个月便可达到设计负荷是没有问题的，絮状污泥可能需三到五个

工作原理

它相似由2层UASB反应器串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。

混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。

第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。

气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。

第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。

沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。

从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层三相分离器来实现SRT>HRT，获得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。

4优点

IC 反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。

（1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。

（2）节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为4—8），所以占地面积少。

（3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000—3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2—3 倍；处理高浓度废水（COD=10000—15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10—20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

（4）抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20—25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。

（5）具有缓冲pH值的能力：内循环流量相当于第1 厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH值起缓冲作用，使反应器内pH值保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量。

（6）内部自动循环，不必外加动力：普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC 反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。

（7）出水稳定性好：利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier[6]在1994年证明，反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应进行稳定。

（8）启动周期短：IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1～2个月，而普通UASB启动周期长达4～6个月[7]。

（9）沼气利用价值高：反应器产生的生物气纯度高，CH4为70%～80%，CO2为20%～30%，其它有机物为1%～5%，可作为燃料加以利用

IC 反应器当前在造纸行业应用较多的是用各类废纸作原料的造纸企业，处理的目的包括实现一般的达标排放，通过治理后的废水回用，从而达到节水和治污的双重目的。

5适用范围

IC厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器，为第三代厌氧反应器的代表类型(UASB为第二代厌氧反应器的代表类型)，与第二代厌氧反应器相比，它具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000-15000mg/1时的高浓度有机废水;第二代UASB反应器一般容积负荷为5-8kgCOD/m3;第三代AIC厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgCOD/m3。IC厌氧反应器适用于有机高浓度废水，如，玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、土豆加工废水、酒精废水

五、化学法

混凝

1混凝现象

微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。

影响凝聚效果的主要因素：

（1）水温：水温对混凝效果有明显的影响。

（2）pH：对混凝的影响程度，视混凝剂的品种而异。

（3）水中杂质的成分、性质和浓度。

（4）水力条件。[1]

2混凝絮凝

混凝

混凝是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒，从水中沉淀下来的过程。

影响混凝效果的主要因素：

（1）水温：水温对混凝效果有明显的影响。

（2）pH：对混凝的影响程度，视混凝剂的品种而异。

（3）水中杂质的成分、性质和浓度。

（4）水力条件。[1]

絮凝

絮凝是指由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结的过程；脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。

混凝机理：（1）双电层压缩机理 当向溶液中投入加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减小。当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，ζ电位降低，因此它们互相排斥的力就减小了，胶粒得以迅速凝聚。（2）吸附电中和作用机理 吸附电中和作用指胶粒表面对带异号电荷的部分有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易 与其他颗粒接近而互相吸附。（3）吸附架桥作用原理 吸附架桥作用主要是指高分子物质与胶粒相互吸附，但胶粒与胶粒本身并不直接接触，而使胶粒凝聚为大的絮凝体。（4）沉淀物网捕机理 当金属盐或金属氧化物和氢氧化物作混凝剂，投加量大得足以迅速形成金属氧化物或金属碳酸盐沉淀物时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物带正电荷时，沉淀速度可因溶液中存在阳离子而加快，此外，水中胶粒本身可作为这些金属氢氧化物沉淀物形成的核心，所以混凝剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属混凝剂投加量越少。

3废水处理

是废水化学处理法之一种。通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，以净化废水的方法。混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称。前者系因投加电解质，使胶粒电动电势降低或消除，以致胶体颗粒失去稳定性，脱稳胶粒相互聚结而产生；后者系由高分子物质吸附搭桥，使胶体颗粒相互聚结而产生。混凝剂可归纳为两类；①无机盐类，有铝盐（硫酸铝、硫酸铝钾、铝酸钾等）、铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁等）和碳酸镁等；②高分子物质，有聚合氯化铝，聚丙烯酰胺等。处理时，向废水中加入混凝剂，消除或降低水中胶体颗粒间的相互排斥力，使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成较大颗粒或絮凝体，进而从水中分离出来。影响混凝效果的因素有：水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等。

4混凝药剂

硫酸铝

硫酸铝含有不同数量的结晶水：Al2(SO4)3·18H2O?其中n=6、10、14、16、8和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性室温时溶解度大致是50%?pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。硫酸铝使用便利，混凝效果较好不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难形成的絮体较松散。

硫酸铝在我国使用最为普遍大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量可分为精制和粗制两种。硫酸铝易溶于水可干式或湿式投加。湿式投加时一般采用10—20%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄?约在5.5—8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异，对于软水pH值在5.7—6.6，中等硬度的水为6.6—7.2，硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH值以下既浪费了药剂，又使处理后的水发混。[2]

三氯化铁

三氯化铁(FeCl3·6H2O)是一种常用的混凝剂，是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随温度上升而增加，形成的矾花，沉淀性能好，处理低温水或低浊水效果比铝盐好。我国供应的三氯化铁有无水物、结晶水物和液体。液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材(不锈钢的泵轴运转几星期也即腐蚀，用钛制泵轴有较好的耐腐性能)。三氯化铁加入水后与天然水中碱度起反应，形成氢氧化铁胶体. 　三氯化铁的优点是形成的矾花比重大，易沉降，低温、低浊时仍有较好效果，适宜的pH值范围也较宽，缺点是溶液具有强腐蚀性，处理后的水的色度比用铝盐高。

硫酸亚铁

硫酸亚铁（FeS04·7H20）是半透明绿色结晶体，俗称绿矾，易于溶水，在水温20℃时溶解度为21%。

硫酸亚铁通常是生产其他化工产品的副产品，价格低廉，但应检测其重金属含量，保证其在最大投量时处理后水中重金属含量不超过国家有关水质标准的限量。

固体硫酸亚铁需溶解投加，一般配置成10%左右的重量百分比浓度使用。

当硫酸亚铁投加到水中时，离解出的二价铁离子只能生成简单的单核络合物，因此，不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留于水中的Fe2+会使处理后的水带色，当水中色度较高时，Fe2+与水中有色物质反应，将生成颜色更深的不易沉淀的物质(但可用三价铁盐除色)。根据以上所述，使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁，然后再起混凝作用。通常情况下，可采用调节pH值、加入氯、曝气等方法使二价铁快速氧化。[3]

当水的pH值在8.0以上时，加入的亚铁盐的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+ ，当原水的pH值较低时，可将硫酸亚铁与石灰、碱性条件下活化的活化硅酸等碱性药剂一起使用，可以促进二价铁离子氧化。当原水pH值较低而且溶解氧不足时，可通过加氯来氧化二价铁：

6FeSO4+3Cl2=2Fe(SO4)3+2FeCl3

根据以上反应式，理论上硫酸亚铁与氯生物的投量之比约为8:1，但实际生产中，为使亚铁氧化迅速充分氧化，可根据实际情况略增加氯的投加量。

当水的pH值<8.0时，则可加入石灰去除水中CO2，石灰用量可按下式估算：

[CaO]=0.37a+1.27CO2 (1.18)

式中 a——FeSO4的投加量(毫克/升)；CO2——水中CO2的含量(毫克/升)。

当水中没有足够溶解氧时，则可加氯或漂白粉予以氧化，理论上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。

铁盐使用时，水的pH值的适用范围较宽，在5.0—11间。

碳酸镁

铝盐与铁盐作为混凝剂加入水中形成絮体随水中杂质一起沉淀于池底，作为污泥要进行适当处理以免造成污染。大水厂产生的污泥量甚大，因此不少人曾尝试用硫酸回收污泥中的有效铝、铁，但回收物中常有大量铁、锰和有机色度，以致不适宜再作混凝剂。

碳酸镁在水中产生Mg(0H)2胶体和铝盐、铁盐产生的A1(OH)3与Fe(OH)3胶体类似，可以起到澄清水的作用。石灰苏打法软化水站的污泥中除碳酸钙外，尚有氢氧化镁，利用二氧化碳气可以溶解污泥中的氢氧化镁，从而回收碳酸镁

六、物理化学分离技术

离子交换法1

定义

离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。[1]

2原理

离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。

阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。

3纯化方法

若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。而微生物可附着在树脂上，并以树脂作为培养基，使得微生物可快速生长并产生热源。因此，需配合其他的纯化方法设计使用

吸附法

吸附法(活性炭)

吸附是一种固体表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。

　　常用的固体吸附剂有焦炭和活性炭等，其中应用最为广泛的是活性炭。

　　活性炭对对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、乙醚、煤油、汽油、苯乙烯、氯乙烯等物质都有吸附功能

污水处理各工艺名词解释