水處理基本概念？

【解答】：未達(dá)到成品水（生活用水、生產(chǎn)用水或可排放廢水）的水質(zhì)要求而對原料水（原水）的加工過程。

1.加工原水為生活或工業(yè)的用水時(shí)，稱為給水處理；

2.加工廢水時(shí)，則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放（排入水體或土地）或再次使用（見廢水處置、廢水再用）。

在循環(huán)用水系統(tǒng)以及水的再生處理中，原水是廢水，成品水是用水，加工過程兼具給水處理和廢水處理的性質(zhì)。水處理還包括對處理過程中所產(chǎn)生的廢水和污泥的處理及最終處置泥處理和處置），有時(shí)還有廢氣的處理和排放問題。

水的處理方法可以概括為三種方式：

①最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質(zhì)來獲得所需要的水質(zhì)；

②通過在原水中添加新的成分，通過物理或化學(xué)反應(yīng)后來獲得所需要的水質(zhì)；

③對原水的加工不涉及去除雜質(zhì)或添加新成分的問題。

水中雜質(zhì)和處理方法水中雜質(zhì)包括挾帶的粗大物質(zhì)、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質(zhì)如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中，粗大雜質(zhì)由取水構(gòu)筑物的設(shè)施去除，不列入水處理的范圍。

廢水處理中，去除粗大的雜質(zhì)一般屬于水的預(yù)處理部分。懸浮物和膠體包括泥沙、藻類、細(xì)菌、病毒以及水中原有的和在水處理過程中所產(chǎn)生的不溶解物質(zhì)等。溶解物有無機(jī)鹽類、有機(jī)化合物和氣體。去除水中雜質(zhì)的處理方法很多，主要方法的適用范圍可以大致按雜質(zhì)的粒度來劃分。由于原水所含的雜質(zhì)和成品水可允許的雜質(zhì)在種類和濃度上差別很大，水處理過程差別也很大。

就生活用水（或城鎮(zhèn)公共給水）而論，取自高質(zhì)量水源（井水或防護(hù)良好的給水專用水庫）的原水，只需消毒即為成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致濁雜質(zhì)，然后消毒；污染較嚴(yán)重的原水，還需去除有機(jī)物等污染物；含有鐵、錳的原水（例如某些井水），需要去除鐵、錳。生活用水可以滿足一般工業(yè)用水的水質(zhì)要求，但工業(yè)用水有時(shí)需要進(jìn)一步的加工，如進(jìn)行軟化、除鹽等。

當(dāng)廢水的排放或再用的水質(zhì)要求較低時(shí)，只需用篩除和沉淀等方法去除粗大雜質(zhì)和懸浮物（常稱一級處理）；當(dāng)要求去除有機(jī)物時(shí)，一般在一級處理后采用生物處理法（常稱二級處理）和消毒；對經(jīng)過生物處理后的廢水，所進(jìn)行的處理過程統(tǒng)稱三級處理或深度處理，如當(dāng)廢水排入的水體需要防止富營養(yǎng)化所進(jìn)行的去除氮、磷過程即屬于三級處理（見水的物理化學(xué)處理法）。當(dāng)廢水作為水源時(shí)，成品水水質(zhì)要求以及相應(yīng)的加工流程隨其用途而定。理論上，現(xiàn)代的水處理技術(shù)，可以從任何劣質(zhì)水制取任何高質(zhì)量的成品水。

水處理液膜分離操作程序？

【解答】1）乳狀液型液膜的制備（膜造型）：首先將含有載體的有機(jī)溶液相與含有試劑的水溶液相快速混合攪拌，制得油包水乳狀液；再加入油溶性表面活性劑穩(wěn)定該乳狀液。為了防止液膜破裂，還需配入具有適當(dāng)粘度的有機(jī)溶液作為液膜增強(qiáng)劑，從而得到一個(gè)合適的含流動載體的乳狀液膜；

2）接觸分離：在適度攪拌下，在上述乳狀液中加入第二水相（如廢水），使其在混合接觸器中構(gòu)成由外水相（連續(xù)相）、膜相、內(nèi)水相（接受相）三重乳液分離體系，對料液（即廢水相）中給定溶質(zhì)進(jìn)行遷移分離；

3）沉降分離：在乳液分離器中對上述混合液進(jìn)行沉降澄清，把乳狀液與處理后的料液分開；

4）破乳（反乳化）：在破乳中通過加熱或者使用靜電聚結(jié)劑等手段使液膜破裂，排放出所包含的濃集物，并回收液膜組分，然后將液膜組分返回以制備乳狀液膜，供下一操作周期使用。

常用生活污水處理工業(yè)簡介？

【解答】典型的生活污水處理完整工藝如下：污水——前處理——生化法——二沉池——消毒——出水——污泥處理系統(tǒng)前處理也稱為預(yù)處理技術(shù)，常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水處理的核心是生化部分，因此我們稱污水處理工藝是特指這部分，如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厭氧和好氧）處理生活污水在目前是最經(jīng)濟(jì)、最適用的污水處理工藝，根據(jù)生活污水的水量、水質(zhì)及現(xiàn)場的條件而選擇不同的污水處理工藝對投資及運(yùn)行成本具有決定性的影響。下面就目前常用的生活污水處理工藝作一簡介。

2.1.1 氧化溝工藝

氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型式，典型的有：A：卡羅塞式；B：奧巴爾型；C：交替工作式氧化溝；D：曝氣-沉淀一體化氧化溝。

氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來越多。其主要特點(diǎn)是：進(jìn)出水裝置簡單；污水的流態(tài)可看成是完全混合式，由于池體狹長，又類似于推流式；BOD負(fù)荷低，處理水質(zhì)良好；污泥產(chǎn)率低，排泥量少；污泥齡長，具有脫氮的功能。

2.1.1.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

混合液懸浮固體濃度5000mg/l；生物固體平均停留時(shí)間，去除BOD5時(shí)，取5~8天，當(dāng)要求硝化反應(yīng)時(shí)取10~30天；水力停留時(shí)間為20、24、36、48h，根據(jù)對處理水水質(zhì)要求而定；BOD-SS負(fù)荷（Ns）為0.03~0.07kgBOD/（kgMLSS.d）；BOD容積負(fù)荷（Nv）為0.1~0.2kgBOD/（m3.d）；污泥回流比為50~150%；混合液在渠內(nèi)的流速為0.4~0.5m/s；溝底流速為0.3m/s.

但氧化溝工藝與SBR和普通活性污泥工藝比較，能耗高，且占地面積較大。

2.1.2 A/O法

即“厭氧-好氧”污水處理工藝，流程如下：

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。

該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。

生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)：

1、由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；

2、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；

3、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便。

特點(diǎn)生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點(diǎn)，但又與一般生物膜法不盡相同。一是供微生物棲附的填料全部浸在廢水中，所以生物接觸氧化池又稱淹沒式濾池。二是采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充氧，而不同于一般生物濾池靠自然通風(fēng)供氧，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料，也可稱為曝氣循環(huán)型濾池或接觸曝氣池。三是池內(nèi)廢水中還存在約2～5%的懸浮狀態(tài)活性污泥，對廢水也起凈化作用。因此生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。

生物接觸氧化法凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，在有氧的條件下，有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化。

生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜由菌膠團(tuán)、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成。在活性污泥法中，絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因素；而在生物接觸氧化池中，絲狀菌在填料空隙間呈立體結(jié)構(gòu)，大大增加了生物相與廢水的接觸表面，同時(shí)因?yàn)榻z狀菌對多數(shù)有機(jī)物具有較強(qiáng)的氧化能力，對水質(zhì)負(fù)荷變化有較大的適應(yīng)性，所以是提高凈化能力的有力因素。

處理裝置按結(jié)構(gòu)分為分流式和直接式兩類，其結(jié)構(gòu)如圖生物接觸氧化池所示

分流式的曝氣裝置在池的一側(cè)填料裝在另一側(cè)依靠泵或空氣的提升作用，使水流在填料層內(nèi)循環(huán)，給填料上的生物膜供氧。此法的優(yōu)點(diǎn)是廢水在隔間充氧，氧的供應(yīng)充分，對生物膜生長有利。缺點(diǎn)是氧的利用率較低，動力消耗較大；因?yàn)樗_刷作用較小，老化的生物膜不易脫落新陳代謝周期較長生物膜活性較小；同時(shí)還會因生物膜不易脫落而引起填料堵塞。

直接式是在氧化池填料底部直接鼓風(fēng)曝氣。生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈擾動，更新較快，保持較高的活性；同時(shí)在進(jìn)水負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，生物膜能維持一定的厚度，不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右為宜。

選用適當(dāng)?shù)奶盍弦栽黾由锬づc廢水的接觸表面積是提高生物膜凈化廢水能力的重要措施。一般采用蜂窩狀填料。蜂窩狀填料的比表面積如：

蜂窩狀填料孔徑須根據(jù)廢水水質(zhì)（BOD□即五日生化需氧量、懸浮物等的濃度）、BOD負(fù)荷、充氧條件等因素進(jìn)行選擇。在一般情況下BOD□濃度為100～300毫克/升，孔徑可選用32毫米；BOD□為50～100毫克/升可選用15～20毫米；如在50毫克/升以下，可選用10～15毫米孔徑的填料。

填料要質(zhì)量輕，強(qiáng)度好，抗氧化腐蝕性強(qiáng)，不帶來新的毒害。目前采用較多的有玻璃布、塑料等蜂窩狀填料，此外，也可采用繩索、合成纖維、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窩狀、網(wǎng)狀、斜波紋板等。

生物接觸氧化法的BOD負(fù)荷與廢水的基質(zhì)濃度有關(guān)，對低BOD濃度（50～300毫克/升）廢水每日每立方米的填料采用2～5千克（BOD□），廢水停留時(shí)間為0.5～1.5小時(shí)，氧化池內(nèi)耗氧量約1～3毫克/升。由于氧化池內(nèi)生物量較大，處理負(fù)荷高，可控制溶解氧量較高，一般要求氧化池出水中剩余溶解氧為2～3毫克/升。

為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，并提高污水的可生化性，在生物接觸氧化池前加厭氧水解調(diào)節(jié)池，將厭氧工藝控制在水解酸化階段，旨在利用厭氧條件下多種產(chǎn)酸菌的胞外酶分解水中長鏈有機(jī)物，產(chǎn)生有機(jī)酸、醇等，廢水中的有機(jī)物水解酸化后，可生化性得到了提高，利于發(fā)揮后續(xù)好氧工藝的生物降解性能，使整個(gè)工藝能節(jié)能運(yùn)行并使出水優(yōu)良。

2.1.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

A：厭氧水解池采用上升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的形式，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為2~4小時(shí)。

厭氧池下部為污泥床區(qū)，污泥床厚度通?？刂圃?~1.2M之間，進(jìn)水系統(tǒng)可采用脈沖進(jìn)水中阻力布水系統(tǒng)，底部設(shè)布水溝，保留污泥不沉積底部，呈懸浮狀態(tài)。

污泥床平均濃度為30~35g/l則污泥負(fù)荷為0.35~0.30kgCODcr/kg（ss）。d.

B：生物接觸氧化工藝是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內(nèi)設(shè)有填料，微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮生長于水中，因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點(diǎn)。曝氣系統(tǒng)可采用鼓風(fēng)或射流曝氧增氧系統(tǒng)（設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮投資及運(yùn)行成本）。為培養(yǎng)微生物的不同的優(yōu)勢菌種，將接觸氧化池分為兩格是行之有效的。第一格有效水力停留時(shí)間為2.5小時(shí)，有機(jī)負(fù)荷為1.15kgBOD5/m3.d.第二格有效水力停留時(shí)間為1.5小時(shí)，有機(jī)負(fù)荷0.768kgBOD5/m3.d.

2.1.2.2 A/O法優(yōu)點(diǎn)在于：

體積負(fù)荷高，停留時(shí)間短，節(jié)約占地面積；

生物活性高；

有較高的微生物濃度；

污泥產(chǎn)量低；

出水水質(zhì)好且穩(wěn)定；

動力消耗低；

不產(chǎn)生污泥膨脹；

掛膜方便，可間歇運(yùn)行；

工藝運(yùn)行簡單，操作方便，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

目前存在的問題主要是池內(nèi)填料間的生物膜有時(shí)會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，尚待改進(jìn)。研究的方向是針對不同的進(jìn)水負(fù)荷控制曝氣強(qiáng)度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形狀、尺寸和材質(zhì)合適的填料。

2.1.3 SBR法

序批式活性污泥法（SBR-SequencingBatchReactor）是早在1914年就由英國學(xué)者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初，美國NatreDame大學(xué)的R.Irvine教授采用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模對SBR工藝進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國環(huán)保局（EPA）的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產(chǎn)了世界上第一個(gè)SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時(shí)序來運(yùn)行的，一個(gè)操作過程分五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。

由于SBR在運(yùn)行過程中，各階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。對于SBR反應(yīng)器來說，只是時(shí)序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。

前處理——SBR反應(yīng)器——過濾——出水——污泥處置

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：理論上SBR反應(yīng)器的容積負(fù)荷有一個(gè)較在的范圍，為0.1~1.3kgBOD5/m3.d，但為安全計(jì)，一般取低值，如0.1kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反應(yīng)時(shí)的水位，最低水位是指排放工序結(jié)束時(shí)的水位，最低水位必須保證在排水在此水位時(shí)，沉淀污泥不隨上清液而流失。

SBR工藝的主要特點(diǎn)有：出水水質(zhì)較好；不產(chǎn)生污泥膨脹；除磷脫氮效果好。

其缺點(diǎn)是池容和設(shè)備利用率低，占地面積較大、運(yùn)行管理復(fù)雜，自控水平要求高。

2.1.4 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池是90年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家廣為流行。該工藝具有去除SS、COD．BOD．硝化、脫氮、除磷、去除AOX（有害物質(zhì)）的作用其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池（二沉池），其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。

曝氣生物濾池，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填（濾）料，在填料下鼓氣，是具有活性污泥特點(diǎn)的生物膜法。曝氣生物濾池（BAF）70年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。

2.1.4.1 BAF工藝的優(yōu)點(diǎn)：

1、總體投資省，包括機(jī)械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土建和征地費(fèi)；

2、占地面積小，通常為常規(guī)處理工藝占地面積的80%，廠區(qū)布置緊湊，美觀；

3、處理出水質(zhì)量好，可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；

4、工藝流程短，氧的傳輸效率高，供氧動力消耗低，處理單位污水的電耗低；

5、過濾速度高，處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝；

缺點(diǎn)：曝氣生物濾池運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，尤其是填料的反洗與更換，從而導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用也較高。

2.1.5 MBR工藝

膜-生物反應(yīng)器工藝（MBR工藝）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。因此，膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前最有前途的廢水處理新技術(shù)之一。

中空纖維膜組件置于MBR中，污水浸沒膜組件，通過自吸泵的抽吸，利用膜絲內(nèi)腔的抽吸負(fù)壓來運(yùn)行。膜組件材質(zhì)為聚乙烯。膜組件公稱孔徑為0.4μm，是懸浮固體、膠體等的有效屏障；中空纖維膜絲較細(xì)，有較好的柔韌性，能保持較長的壽命，即使有膜絲破損的現(xiàn)象發(fā)生，由于膜絲內(nèi)徑僅為270μm，可被污泥迅速阻住，對處理水質(zhì)完全沒有影響。

鼓風(fēng)機(jī)曝氣，在提供微生物生長所必須的溶解氧之外，還使上升的氣泡及其產(chǎn)生的紊動水流清洗膜絲表面，阻止污泥聚集，保持膜通量穩(wěn)定，設(shè)計(jì)氣水比為20∶1.MBR中產(chǎn)生的剩余污泥由氣提泵定量提升至污泥濃縮池，污泥在其中濃縮，并使污泥減容，上清液回流至調(diào)節(jié)池，MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。

前處理——反硝化池——MBR池——出水——污泥處置

2.1.5.1 MBR的技術(shù)優(yōu)勢：

1.出水水質(zhì)好

2.工藝參數(shù)易于控制，能實(shí)現(xiàn)HRT與SRT的完全分離

3.設(shè)備緊湊，省掉二沉池，占地少

4.剩余污泥產(chǎn)量少

5.有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長和繁殖

6.克服了常規(guī)活性污泥法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端

7.系統(tǒng)可采用PLC控制，易于實(shí)現(xiàn)全程自動化

MBR工藝的缺點(diǎn)：MBR工藝造價(jià)相對較高，為普通污水處理工藝的1.5-2.0倍。國產(chǎn)膜片質(zhì)量較差、使用時(shí)間較短，進(jìn)口膜片價(jià)格過高，運(yùn)行維護(hù)及更換費(fèi)用較高。