污水自凈原理

A. 活性污泥法的基本原理及凈化過程

基本原理：

這種技術將廢水與活性污泥（微生物）混合攪拌並曝氣，使廢水中的有機污染物分解，生物固體隨後從已處理廢水中分離，並可根據需要將部分迴流到曝氣池中。活性污泥法的原理形象說法：微生物「吃掉」了污水中的有機物，這樣污水變成了干凈的水。它本質上與自然界水體自凈過程相似，只是經過人工強化，污水凈化的效果更好。

凈化過程：

典型的活性污泥法是由曝氣池、沉澱池、污泥迴流系統和剩餘污泥排除系統組成。污水和迴流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機站送來的壓縮空氣，通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處於劇烈攪動的狀態，呈懸浮狀態。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應得以正常進行。

第一階段，污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，這是由於其巨大的比表面積和多糖類黏 性物質。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。

第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，並氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給自身的增殖繁衍。活性污泥反應進行的結果，污水中有機污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長，污水則得以凈化處理。

經過活性污泥凈化作用後的混合液進入二次沉澱池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質在這里沉澱下來與水分離，澄清後的污水作為處理水排出系統。

經過沉澱濃縮的污泥從沉澱池底部排出，其中大部分作為接種污泥迴流至曝氣池，以保證曝氣池內的懸浮固體濃度和微生物濃度；增殖的微生物從系統中排出，稱為「剩餘污泥」。事實上，污染物很大程度上從污水中轉移到了這些剩餘污泥中。

(1)污水自凈原理擴展閱讀：

活性污泥法能從污水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質，同時也能去除一部分磷素和氮素，是廢水生物處理懸浮在水中的微生物(micro-organism)的各種方法的統稱。

運行條件

1、廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物；

2、混合液含有足夠的溶解氧；

3、活性污泥在池內呈懸浮狀態；

4、活性污泥連續迴流、及時排除剩餘污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；

5、無有毒有害的物質流入。

B. 何謂自凈作用水土氣三個環境要素中哪一個的自凈作用較弱為什麼

自凈作用一般指受污染的物體經本身的作用達到凈化或無害化的現象。

水土氣三個內環境要素中土容壤的自凈作用較弱，因為水與氣都是可流動的，在流動過程中可充分接觸到使其凈化的各類物質。而土壤因為不具流動性，所以凈化速度也是最慢的。

其在污水處理中較成熟的應用為土地處理系統：
土地處理系統（land processing system）是利用土地及其中微生物和植物根系對污水（廢水）進行處理，同時又利用其中水分和肥分促進農作物、牧草或樹木生長的工程設施。屬於常年性污水處理工程，常用於中小城市污水二級污水處理之後代替高級處理。由污水的沉澱預處理、貯水塘湖、灌溉系統、地下排水等系統組成。

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C. 污水處理廠處理污水的方法和原理是什麼

廢水處理方法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三大類。

廢水中污染物多種多樣，從污染物形態分，有溶解性的、膠體狀的和懸浮狀的污染物。從化學性質分，有有機污染物和無機污染物。有機污染物從生物降解的難易程度又可分為可生物降解的有機物和不可生物降解的有機物。廢水處理即是利用各種技術措施將各種形態的污染物從廢水中分離出來，或將其分解、轉化為無害和穩定的物質，從而使廢水得以凈化的過程。根據所採用的技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理方法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三大類。

廢水處理工藝流程

由於廢水中污染物成分復雜，單一處理單元不可能去除廢水中全部污染物，常需要多個處理單元有機組合成適宜的處理工藝流程。確定廢水處理工藝的主要依據是所要達到的處理程度。而處理程度又主要取決於原廢水的性質、處理後廢水的出路以及接納處理後廢水水體的環境標准和自凈能力。

1.城市廢水的一般處理工藝流程

其主要任務是去除城市廢水中含有的懸浮物和溶解性有機物。一般處理工藝流程，根據不同的處理程度，可分為預處理、一級處理、二級處理和三級處理。

（1）預處理：主要工藝包括格柵、沉砂池，用於去除城市污水中的粗大懸浮物和比重大的無機砂粒，以保護後續處理設施正常運行並減輕負荷。

（2）一級處理：一級處理一般為物理處理，主要去除污水中的懸浮狀固體物質。懸浮物去除率為50％～70％，有機物去除率為25％左右，一般達不到排放標准。因此一級處理屬於二級處理的前處理。主要工藝為沉澱池。

（3）二級處理：二級處理為生物處理，用於大幅度去除污水中呈膠體或溶解性的有機物，有機物去除率可達90％以上，處理後出水BOD可降至20～30毫克/升，達到國家規定的污水排放標准。主要工藝有活性污泥法、生物膜法等。

（4）三級處理：在二級處理之後，用於進一步去除殘存在廢水中的有機物和氮磷，以滿足更嚴格的廢水排放要求或回用要求。採用的工藝有生物除氮脫磷法，或混凝沉澱、過濾、吸附等一些物化方法。

2.工業廢水的處理工藝流程

由於工業廢水水質成分復雜，且隨行業、生產工藝流程、原料的變化而變化，故沒有通用的工藝流程

D. 簡述生物膜的構造及其凈化廢水的原理。

生物膜法是利用附著生長於某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。
廢水中微生物沿固體（可稱載體）表面生長的生物處理方法的統稱。因微生物群體沿固體表面生長成粘膜狀，故名。廢水和生物膜接觸時，污染物從水中轉移到膜上，從而得到處理。其基本機理見水的生物處理法。
生物膜法的典型流程 流程（圖1）中的生物器可以是生物濾池、生物轉盤、曝氣生物濾池或厭氧生物濾池。前三種用於需氧生物處理過程，後一種用於厭氧過程。最早出現的生物膜法生物器是間歇砂濾池和接觸濾池（滿盛碎塊的水池）。它們的運行都是間歇的，過濾-休閑或充水-接觸-放水-休閑，構成一個工作周期。它們是污水灌溉的發展，是以土壤自凈現象為基礎的。接著就出現了連續運行的生物濾池。新型塑料問世後，又有了新的發展。
生物濾池
生物膜法中最常用的一種生物器。使用的生物載體是小塊料(如碎石塊、塑料填料)或塑料型塊，堆放或疊放成濾床，故常稱濾料。與水處理中的一般濾池不同,生物濾池的濾床暴露在空氣中,廢水灑到濾床上。布水器有多種形式,有固定式的,有移動式的。回轉式布水器使用最廣。它以兩根或多根對稱布置的水平穿孔管為主體,能繞池心旋轉。穿孔管貼近濾床表面,水從孔中流出。布水器的工作是連續的，但對局部床面的施水是間歇的，這承繼了污水灌溉間歇灌水的概念。濾床的下面有用磚或特製陶塊、混凝土塊鋪成的集水層。再下面是池底。集水層和池外相通,既排水又通風。工作時,廢水沿載體表面從上向下流過濾床，和生長在載體表面上的大量微生物和附著水密切接觸進行物質交換。污染物進入生物膜,代謝產物進入水流。出水並帶有剝落的生物膜碎屑，需用沉澱池分離。生物膜所需要的溶解氧直接或通過水流從空氣中取得。在普通生物濾池中，生物粘膜層較厚，貼近載體的部分常處在無氧狀態。生物膜法濾床的深度和濾率、濾料有關。碎石濾床的深度在一個相當長的時間內大多採用1.8～2米左右。深度如果提高,濾床表層容易堵塞積水。濾率在1～4米3/(米2·日)左右,如果提高,床面也容易積水。首先突破的是濾率的提高。水力負荷率(即濾率)提高到8～10米3/(米2·日)以上時，水流的沖刷作用使生物膜不致堵塞濾床，而且有機物（用BOD5衡量）負荷率,可從0.2公斤/(米3·日)左右提高到1公斤／（米3·日）以上。為了滿足水力負荷率的要求,來水常用迴流稀釋。為了穩定處理效率,可採用兩級串聯。這種流程革新、負荷率提高、構造不變的生物濾池稱高負荷率生物濾池。繼而發現，濾床深度從2米左右提高到8米以上時，通風改善，即使水力負荷率提高，濾床也不再堵塞，濾池工作良好，同時有機物負荷率也可以提高到1公斤／（米3·日）左右。因為這種濾池的平面直徑一般為池高的1/6～1/8左右，外形像塔，故稱塔式濾池。自塑料型塊問世後，通風、堵塞等不再成為問題，濾床深度和濾率可根據需要進行設計。
生物轉盤
是隨著塑料的普及而出現的。數十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米。有電動機和減速裝置轉動盤軸，轉速1.5～3轉/分左右，決定於盤徑，盤的周邊線速度在15米/分左右。
廢水從槽的一端流向另一端。盤軸高出水面，盤面約40％浸在水中,約60％暴露在空氣中。盤軸轉動時,盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉動而產生切應力，隨著膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流走。
同生物濾池相比，生物轉盤法中廢水和生物膜的接觸時間比較長。而且有一定的可控性。水槽常分段，轉盤常分組，既可防止短流，又有助於負荷率和出水水質的提高，因負荷率是逐級下降的。生物轉盤如果產生臭味，可以加蓋。生物轉盤一般用於水量不大時。
曝氣生物濾池
設置了塑料型塊的曝氣池。按其過程也稱生物接觸氧化法。它的工作類似活性污泥法中的曝氣池，但是不要迴流污泥，曝氣方法也不能沿用，一般採用全池氣泡曝氣,池中生物量遠高於活性污泥法,故曝氣時間可以縮短。運行較穩定，不會出現污泥膨脹問題。也有採用粒料（如砂子、活性炭）的。這時水流向上，濾床膨脹、不會堵塞。因為表面積高,生物量多,接觸又充分，曝氣時間可縮短，處理效率可提高，尚處在研究階段。
厭氧生物濾池
構造和曝氣生物濾池雷同，只是不要曝氣系統。因生物量高，和污泥消化池相比，處理時間可以大大縮短（污泥消化池的停留時間一般在10天以上），處理城市污水等濃度較低的廢水時有可能採用。

E. 水體自凈對污水處理的意義

原生生物在水體自凈和污水處理中都可以分解水中的有機物，讓其氣體化排放，版原生生物包括原生細菌權和原生動物，他們都是可以通過利用有機物來實現自己的新成代謝從而去除水中的有機物，原生生物的種類非常多，有好氧、嚴氧、兼性的，在這里就不多說了。

F. 1. 從生態系統的角度分析水體為什麼可以自凈水體自凈對污水生物處理有什麼意義，關鍵是什麼

水體自凈過程大致經歷如下幾個階段：①有機污染物排入水體後被水體稀釋，有機和無機固體物沉降至河底。②水體中好氧細菌利用溶解氧把有機物分解為簡單有機物和無機物，並用以構建自身有機體，水中溶解氧被大量消耗而急速下降以至為零，此時魚類絕跡，原生動物、輪蟲、浮游甲殼動物死亡，厭氧細菌大量繁殖，對有機物進行厭氧分解。③有機污染物在微生物代謝作用最終被礦化，生成CO2、H2O、PO43-、NH4+和H2S等，而NH4+和H2S等有可在硝化細菌和硫化細菌作用下，進一步被氧化為穩定的NO3-和SO32-。④隨著水體的自凈，有機物成為水體微生物生長繁殖的限制性因素，再加上諸如陽光照射、溫度、pH值和毒物等其他生態因子的變化，以及生物的拮抗作用，使前一階段大量繁殖的細菌死亡，溶解氧上升，水質變清，高等水生動物重新出現，水體恢復到污染前的狀態和功能，自凈過程完成。
水體自凈是廢水生物處理的基本原理所在，污水處理通過各種辦法把污水中的污染物分離出來，或使其轉化為無害的物質，從而使污水得到凈化的過程。處理污水的方法有物理法、化學法、物理化學法、生物法四種。物理法主要是通過物理作用來分離或回收污水中的懸浮物質；化學法主要是藉助化學反應的作用，來回收或去除污水中的溶解性物質；物理化學法是用物理和化學的過程來分離污水中的溶解性污染物，以及使水循環利用等；生物法是利用水中的微生物使污水中的有機污染物分解和轉化為簡單物質的過程。
大多數廢水生物處理工藝都是對水體自凈過程某些作用的加強或全部作用的加強，一些新技術的出現也和水體自凈規律的研究有著密切聯系。在污水處理中常用到一下方法活性污泥法（包含吸附作用、代謝作用、凝聚和沉降） 生物膜法 穩定塘法 厭氧處理法，這些常用的方法都是利用水體自凈的原理處理。

G. 水體自凈工作原理是什麼

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水體自自凈過程是水體受到污染後，經過復雜的過程，使污染物的濃度降低，受污染的水體部分地或完全地恢復原來狀態。從凈化機理來看可分為三類，即物理凈化作用、化學凈化作用和生物凈化作用。物理凈化是指污染物質由於稀釋、混合、沉澱、揮發使河水的污染物質降低的過程，這種過程，污染物質總量不減；化學凈化是指污染物由於氧化、還原、中和、分解合成等使河水污染物降低的過程，這種過程只是將污染物質存在的形態及濃度發生了變化，但總量不減；生物凈化是由於水中生物活動，尤其水中微生物的生命活動，使得有機污染物質氧化分解從而使得污染物質降低的過程。這一過程能使有機污染物質無機化，濃度降低，污染物總量減少，這一過程是水體自凈的主要原因。

H. 為什麼污水池養細菌能凈化那麼臟的污水

很簡單，復比如說污水如制果不處理直接排放進河裡，時間久了，也可以慢慢凈化掉，就是因為自然界中微生物降解的作用，但現在工業的污水，生活污水遠遠超過了自然界自凈能力，所以造成了現在的環境污染
而你說的污水處理，其實就是培養這些微生物，自然界中微生物數量相對比較少，但我們培養的微生物則是相當於把微生物集中起來，憑借這大量的微生物把有機污染物降解。如果說自然界中在1M3內的微生物量為1，那污水處理就是讓這1M3內的微生物量為1萬，10萬甚至更多，同樣的，處理能力也是自然界的1萬倍，10萬倍，但2者最根本的原理其實是一樣的，不需要想得太復雜

I. 污水處理廠處理污水的方法和原理是什麼

1、物理法：主要利用物理作用分離污水中的非溶解性物質，在處理過程中不改變化學性質。常用的有重力分離、離心分離、反滲透、氣浮等。物理法處理構築物較簡單、經濟，用於村鎮水體容量大、自凈能力強、污水處理程度要求不高的情況。

2、生物法：利用微生物的新陳代謝功能，將污水中呈溶解或膠體狀態的有機物分解氧化為穩定的無機物質，使污水得到凈化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法處理程度比物理法要高。

3、化學法：是利用化學反應作用來處理或回收污水的溶解物質或膠體物質的方法，多用於工業廢水。常用的有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法等。化學處理法處理效果好、費用高，多用作生化處理後的出水，作進一步的處理，提高出水水質。

(9)污水自凈原理擴展閱讀

處理技術：一級處理主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。

二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質（BOD，COD物質），去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准，懸浮物去除率達95%出水效果好。三級處理進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。

J. 簡述活性污泥法處理廢水的生物化學原理。

活性污泥法
1.流程與原理。典型的活性污泥法是由曝氣池、沉澱池、污泥迴流系統和剩餘污泥排除系統組成。污水和迴流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機站送來的壓縮空氣，通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處於劇烈攪動的狀態，呈懸浮狀態。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應得以正常進行。
第一階段，污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，是由於其巨大的表面積和多糖類黏性物質的作用。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。
第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，並氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給自身的增殖繁衍。活性污泥反應進行的結果，污水中有機污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長，污水則得以凈化處理。
經過活性污泥凈化作用後的混合液進入二次沉澱池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質在這里沉澱下來與水分離，澄清後的污水作為處理水排出系統。經過沉澱濃縮的污泥從沉澱池底部排出，其中大部分作為接種污泥迴流至曝氣池，
以保證曝氣池內的懸浮固體濃度和微生物濃度;增殖的微生物從系統中排出，稱為「剩餘污泥」。事實上，污染物很大程度上從污水中轉移到了這些剩餘污泥中。
活性污泥法的原理形象說法:微生物「吃掉」了污水中的有機物，這樣污水變成了干凈的水。它本質上與自然界水體自凈過程相似，只是經過人工強化，污水凈化的效果更好。