污水处理一级反应动力学

⑴ 如何提高污水处理到满负荷

污水的处理负荷一般是指污水处理系统对于进入的污水能够稳定达标的前提下，内所处理的污水量，或污染容物的总量。
譬如某污水厂设计2000m3/d，进水COD1000mg/L，而实际上来水是1000m3，来水COD2000多，如果处理出水稳定达标，也可以说该系统已达到了满负荷。
当然这个满负荷是相对的，设计人员设计说明上会提一下污水处理单元中微生物的有机负荷是多少，池内微生物的浓度是多少，如果你在运行中，通过管理，提高了池内的生物量，提高了它的处理能力，也完全可以超负荷运转。
一般的设计指标都是运行比较稳定的参数，再高或者低一些，也未尝不可。
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在负荷的提高过程中，逐渐提高生物量，以及单元去除能力，逐渐增加处理污水量，这个过程就是调试的过程。这个调试的指标是出水水质合格，出水稳定，就可以慢慢增加污水负荷，直到满负荷运转。

⑵ 浮选技术在含油污水处理的应用进展进程

1浮选法的分类及浮选净化含油污水的常用方法
在污水净化中，根据水中形成气泡的方式和气泡大小。可将浮选法分为4种类型，即溶气气浮法，诱导气浮法、电解气浮法和化学气浮法。其中常用的方法有如下几种：加压溶气气浮法、叶轮式气浮法和喷射式气浮法。
1.1溶气浮选法
溶气浮选法可分为全流加压式、回流式、部分原水式和压气式4种，全流加压式溶气浮选法的溶气量大，所需浮选池的容积小，在油田污水处理中应用较广泛；回流式溶气浮选法是部分净化的水回流到溶气罐加压溶气，然后与来液一起进浮选池，因此，可在原水需要预先混凝和原水含油量比较高的情况下使用；部分原水式溶气浮选法与全流加压式溶气浮选法类似，比较适合处理含油量较低的油田污水；压气式溶气浮选法是通过多孔圆盘、多孔板或一种特殊的喷嘴，把气体压人液体中的，比其它几种溶气浮选工艺的停留时间短。
1.2叶轮浮选法
叶轮气浮法是依靠高速旋转的叶轮来产生微小的气泡。气泡是被机械混合到含油污水中形成的，停留时间短，除油率高，造价低，适应来水含油量的变化。WEMCO公司生产的叶轮浮选机已被广泛应用，运行效果良好。国内的一些大油田，如辽河油田、胜利油田、新疆油田等相继引进了这种浮选机[2]。但是，叶轮浮选机存在着制造、维修麻烦，能耗较高。为了克服此浮选机的缺点，出现了射流浮选装置。
1.3射流浮选法
射流浮选法是利用喷射泵的原理，采用污水或净化水为喷射流体，当水从喷嘴高速喷出时，在喷嘴的吸入室形成负压，气体被吸人吸入室，水高速通过混合段时，携带的气体被剪切成微细气泡；在浮选室，气泡上浮，并附着在油珠和固体颗粒上，将其带至水面。液气射流泵代替了旋转叶轮，这样可用一个水泵提供动力，大大节省了能耗，仅相当于叶轮浮选的二分之一产生气泡直径小，且制造安装、维修方便，操作安全，具有很大的研究和应用前景。但到目前为止，国内在射流浮选装置方面还没有系统的研究。
2浮选法净化含油污水中各种因素的影响
影响除油效果的因素有很多，如所用气体的气泡尺寸、油滴尺寸、污水的矿化度oH值、表面活性剂和进口含油浓度等，在这些因素中有的是在设计浮选装置时确定的，有的则为待处理水的特性。其中气泡直径、气体浓度和油珠直径是影响浮选除油效率的主要因素。在浮选分离室内，水中悬浮颗粒能被气泡夹带上浮分离，要满足以下条件：
①粒与气泡有机会碰撞接触，且当接近到一定距离时，各自所具有的能量足以克服因表面电荷而形成的能垒，两者才有可能进一步靠拢；
②互相靠拢的颗粒与气泡，必须能挤破两者之间的水膜，颗粒才有可能进人气泡；
③进人气泡的颗粒其大部分体积必须能粘附在气泡内，颗粒才能随气泡一起浮升。
含油污水中由于油滴与气泡表面均带负电荷而在其周围形成双电层，只有当二者所具有的能量能克服由双电层所培卜形成的能垒，二者接近时才能实际接触而形成有效碰撞。其有效碰撞强度由絮体表面的疏水性、气泡大小及水力条件决定。絮体表面的疏水性越强、气泡越小，其粘附率越高。阳离子型、具有破乳和起泡作用的复合制剂，可以起到压缩双电层，增大细小油滴絮凝聚结能力，与配镇穗油滴表面具有很大亲和力，减少气泡直径，增大气泡密度的作用。
3浮选技术处理含油污水的研究进展及展望
3.1浮选装置的研究进展
随着对浮选过程和机理研究的深入，原浮选装置存在的问题也越来越明显，因而改善浮选装置的处理效果就成为研究的中心问题，如浮选池的结构已由方型改为圆形减少了死角、采用溢流堰板排除浮渣而去掉机械刮泥机构。近年来除了改进原有的浮选装置提高除油率外，还研究了一些新型装置——浮选柱处理含油污水。
石油大学冯鹏邦等用浮选柱处理含油污水，在实验装置上研究了其结构参数和操作参数对浮选性能的影响，研究结果表明：浮选柱是一种具有高效、节能等优点的含油污水处理装置，除油率在90%左右，处理1m3污水能耗为0.11kw/h，比从国外引旅运进的WEMCO充气浮选机能耗低50%，成本仅为WEMCO浮选机的1／5，2台浮选柱的处理能力与1台WEMCO浮选机相当。
Rainder用浮选柱回收乳状液中的油，试验结果表明：对给定的送液量，随送液量浓度的增加，油回收率下降，但产品里的油浓度增加；随气体流量增加，油回收率增加；随表面活性剂的增加，油回收率下降。
XuqingGu设计了一种新型的多级环流浮选柱，减轻了浮选中的雾沫夹带和返混问题，与常规浮选柱相比，分离效率显著提高。
北京科技大学浮选柱研究组研制的适用于高效处理微细粒矿浆的LHJ型浮选柱用于处理胜利油田采出液废水，结果表明：其除油、除杂效率达97%左右。新型短柱体LHJ浮选柱的特点是：①粒子和气泡的碰撞是在下导管中进行的，分离过程在柱体内进行，实现了紊流碰撞矿化，静态分离的良好条件；②采用水射流技术，使矿浆与气体混合得更充分，动力学损失减少，下导管内吸气量增加；③使用了平衡管，使下导管完全充满，充分地利用了下导管的有效高度；④下导管内液面平稳，吸气量稳定，生产操作控制简易可靠，是一种有发展前途的高效除油设备。有含油污水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
3.2浮选中配套药剂的研究进展
浮选处理中所采用的药剂包括混凝剂和浮选剂，它们直接影响着浮选处理的水质。Richard.G、Luthry等人在溶气浮选法处理炼油厂乳化油的试验中发现，在所有的阴离子型、阳离子型和非离子型的絮凝剂中，阳离子型絮凝剂WT2640的处理效果最佳。该絮凝剂是一种液态的共聚物，具有较高的正电荷，其中含有75%的PDADMA(聚乙M烯M甲基胺)，在对两种混凝形式的浮选试验中发现，浮选前加人有机絮凝剂，可大大地改善浮选效果。杨旭等对叶轮浮选机用浮选剂进行了研究，由阳离子聚合物和表面活性剂(润湿反转剂、气泡剂)复配后，其絮凝能力强、絮粒与气泡粘附力强、油水分离速度快。去浊率达到90%左右。
用于处理含油污水的絮凝剂和浮选剂配套药剂的发展趋势是：由单一的无机混凝剂、有机絮凝剂发展为复合型或复配型的制剂，一次完成破乳、混凝。絮凝及浮选等环节。
3.3浮选机的浮选机理研究进展
在浮选机理的研究中，探讨了浮选过程各种因素对处理效果的影响，为合理地改进浮选处理工艺。确定正确的设计方法提供了理论依据。C.W.Burkhardt”‘在研究叶轮浮选的反应机理时发现，在其它条件不变时，油的浓度随时间的变化，可用一级反应动力学方程式来表达。对于单级叶轮浮选，其表达式为：
dc/dt=-kc即lnc0/ct=kt
式中：C—污染物的浓度，mg／L；
C0—t＝0时污染物的浓度，mg／L；
Ct—t＝0时污染物的浓度，mg／L；
k—速度常数，h-1；
t一系统总的有效停留时间，h。
实际上使用的是多级叶轮浮选，一般为四级叶轮浮选，它的表达式为：
/c0=(1 kt/4)-1
式中：—四级叶轮浮选最终出水的污染物含量，mg／L
Niel.J.M.Van.ham等人在研究利用多孔板和单孔板分布器的诱导浮选法处理含油乳化液的试验中发现，油的去除率也可成功地用一级反应动力学模型来表示，其速度常数为2～60h-1，宫原敏郎等人研究结果也认为可用一级动力学模型来表示。
然而，对于诱导式叶轮浮选机，利用上式拟合所得的油浓度与实测所得油浓度相差很大，许多点超过工程允许误差范围，模型不太合适，所以，在建立动力学模型时应考虑无法脱除的那部分油的影响。石油大学郑远扬在对诱导式叶轮浮选机理研究的基础上，提出了一个修正模型，即：
dc/dt=-k(c-cl)
式中：CL一脱油极限浓度，即浮选分离无法脱除的溶解油和微滴分散油浓度，mg／L；
k—浮选速度常数,h-1
对于间歇式诱导式叶轮浮选机
C=(C0-Cl)exp(-kt)＋Cl
3.4浮选技术在油田含油污水处理中的应用展望
由于油田含油污水的含油量不同，外观上也不相同，油越多，颜色越深。原油以颗粒状态不稳定地存在于污水中，形成水包油的状态，总的含油量在2000-5000mg/L。含油污水中的油以五种状态存在，其中浮油(直径大于100μm)占总含油量的30%左右，它很容易从污水中分离出来；分散油(直径在10-100μm)约占含油量的63%，它也可以依靠重力从污水中分离出来，但分离速度较慢；乳化油(直径在0.1-10μm)约占4%，它的分散度较高，很难靠重力进行油水分离；溶解油、油湿固体含量甚微。目前，含油污水已经成为油田注水的主要水源，针对这种水质并通过对浮选技术理论的分析，可以肯定浮选技术在油田含油污水处理中有广泛的应用前景。
①在污水处理流程中应用浮选技术，可以提高污水的处理效果，使处理后的水质达到油层注水水质的标准。
②用浮选技术部分或全部代替自然除油、斜板除油和混凝除油技术，可简化污水处理流程，减少污水处理费用。浮选技术用于处理分散油滴粒径较小、原油比重大、乳化严重的含油污水时，具有明显的优势。
③应该强调的是浮选技术的好坏，取决于所用浮选设备及所用的配套药剂。因此应加强研制开发成本低、结构简单、占地面积小、操作维修方便的高效浮选除油设备及配套药剂的开发。由于新型浮选柱的特点，它有望在含油污水处理中发挥更大的作用。根据含油污水水质的差异，有针对性的开发适应性强、高效、复配性好、多功能、价廉的药剂仍将是研究者们的一个主要目标。
④为提高处理水的水质，油田污水浮选处理工艺还要与其它污水处理方法结合采用。

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⑶ 污水处理工艺设计工程师的分级和具备哪些知识及能力

（1）一级工，要有一个认真（认真非常关键，否则绝对不是一个好设计师）负责回的态度，要有一般工科最答好是化工、环保类的基础知识；
（2）二级工（在上一级的水平上，下同），要掌握各类水处理技术的知识，特别是常用技术；
（3）三级工，了解各种污水处理设备的基本性能；
（4）四级工；熟练掌握各种水力学生物动力学的计算方法；
（5）五级工，了解各种基本材料和药剂的特点，精通各类水处理设备的构造；
（6）六级工，了解电气、自控、机械、化验等有关知识；
（7）七级工，能够将各类知识融会贯通，善于专研，学会与人进行交流，有较好的文学功底；
（8）八级工，有较高的生活兴趣，有自己的业余爱好，乐于助人，从哲学的角度分析和处理各种问题

⑷ 在污水处理过程中氨氮浓度过高会对硝化菌有抑制作用。请各位专家指点迷津，说说它的抑制机理。在此感激不

本人认为主要是硝化细菌对氨氮的耐受度问题，在硝化过程中，氨氮被转化为硝酸氮，氨氮对于硝化细菌来说是一种养分，但是超过一定的度就不行了，从文献上来看你所要找得很贴切的答案比如说反应动力学、细胞生理学上的研究没有找到。基本都是在用大于100MG/L，就会抑制反应这个事实。等待高手出现...

⑸ 污水处理在什么情况下会发生污泥解体有什么指示菌种吗

废水生物处理是利用有关微生物的代谢过程，是对废水中有机物进行降解或转化的过程。微生物在降解有机物的同时其本身也得到了增殖。污泥膨胀有两种类型，一是由于活性污泥中大量丝状菌的繁殖而引起的污泥丝状菌膨胀，二是由于菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质（如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等形成的多类糖）而引起的非丝状菌性膨胀。

污泥丝状菌膨胀可根据丝状微生物对环境条件和基质种类要求的不同而划分为五类类型：

（1）低基质浓度型；

（2）低溶解氧浓度型；

（3）营养缺乏型；

（4）高硫化物型；

（5）pH不平衡型。

在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上。发生污泥膨胀时，主要有以下特征：

（1）二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g；

（2）回流污泥浓度下降；

（3）二沉池中污泥层增高。

污泥膨胀相关理论：

（1）A/V假说：当混合液中基质收到限制或控制时，由于比表面积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团，因而菌胶团受到抑制，丝状菌大量繁殖；

（2）动力选择性理论：以微生物生长动力学为基础，根据不同种类微生物具有不同的最大比生长速率和饱和常数，分析丝状菌与菌胶团的竞争情况；

（3）饥饿假说：将活性污泥中微生物分为三类，第一类是菌胶团细菌，第二类是具有高基质亲和力但生长缓慢的耐饥饿丝状菌，第三类是对溶解氧有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长丝状菌；

（4）存储选择理论：在底物风度的状态下，非丝状菌具有贮存底物的能力，而被贮存物质在底物匮乏时能够被代谢产生能量或合成蛋白质。但是一些丝状菌也具有底物贮存能力，底物贮存能力不能完全用来解释污泥膨胀机理；

（5）氮氧化氮假说：CASEY提出低负荷生物脱氮除磷工艺的污泥膨胀假说，如果缺氧区的反硝化不充分，导致好氧区存在亚硝酸氮，那中间产物NO、N2O就会抑制菌胶团的好氧细胞色素，进而抑制其好氧情况下的基质利用，相反一些丝状菌只能将硝酸氮还原为亚硝酸氮，因此不会在反硝化条件下胞内积累NO和N2O，丝状菌就不会在好氧段被抑制，因而更具竞争优势。亚硝酸与SVI有一定的正相关性。沉淀性能良好的污泥粒径分布较广，且以球菌为主，膨胀污泥的粒径大都在10μm以内，污泥较为细碎。

影响污泥膨胀的因子：

1、温度

低温有利于丝状菌生长，Daigger等人发现10℃容易导致丝状菌性污泥膨胀，而污水温度提高到22℃则不容易产生污泥膨胀现象；

2、pH 值

活性污泥微生物适宜pH范围为6.5~8.5，pH小于6时，菌胶团活性减弱，生长受到抑制，但丝状菌能大量繁殖，取代菌胶团成为优势种群，污泥的沉降性能明显变差并发生污泥膨胀。pH值低于4.5时，真菌完全占优势。

3、DO

低DO是引起丝状菌污泥膨胀的主要原因之一，若DO成为限制因子，菌胶团生长受抑制，而丝状菌因具有巨大的比表面积，更易获得溶解氧进行生长繁殖，在竞争中处于优势地位。具有低Ks的丝状菌在低基质浓度下，具有比菌胶团高的比生长速率，这可以解释基质限制、溶解氧限制和营养物质限制引起的污泥膨胀现象。只要溶解氧成为限制，任何负荷下都会发生污泥膨胀。污水处理中DO控制在2左右，太高太低都容易引起污泥膨胀。

4、F/M

低负荷情况下，由于丝状菌具有巨大的比表面积，低Ks，其对碳源有较强的亲和力，优先利用碳源，造成竞争优势。低F/M经常出现在完全混合式曝气池、大回流比的氧化沟（如卡鲁萨尔氧化沟）、沿程分散进水曝气池中；低负荷容易引发丝状菌污泥膨胀，高负荷容易引发污泥粘性膨胀。负荷分布不均，好氧区一直处于低负荷运行状态易造成丝状菌大量增殖。

Li等人对膜生物反应器内污泥负荷参数的影响研究表明，当F/M<0.2kg/kg.d时，容易引发污泥膨胀；Pan和Su等人将污水通过好氧选择器进入膜生物反应器，将F/M调整到0.4kg/kgd，有效的控制了污泥膨胀；而Laitinen和Luonis等人则是利用缺氧选择器，加强反硝化除磷作用，有效解决了污泥膨胀。

高有机负荷下，反应器内底物充裕，在这种情况中菌胶团比丝状菌具有更强的吸附与存贮营养物质的能力，能够充分利用高浓度的底物迅速增殖，具有较高的比生长速率，抑制了丝状菌的生长，但是如果DO浓度不够，在0.5mg/L以下，菌胶团在低溶氧的条件下增殖受到抑制，而丝状菌由于其具有更大的比表面积，即使在低溶氧的条件下也能获得氧，其增殖速率明显高于菌胶团，发生高负荷低DO下的污泥膨胀；低负荷下由于长时间缺少足够的营养物质，菌胶团生长受到抑制，而丝状菌具有较大的比表面积，其菌丝会从菌胶团中伸展出来以增加其摄取营养的表面积。

由于研究者的研究背景和研究条件不尽相同，研究结果也很不一致尤其是关于有机负荷与污泥膨胀关系的说法也比较混乱。高低有机负荷都可能引起污泥膨胀，Ford和Eckenfeilder等人发现高低负荷下都可能发生污泥膨胀，Palm等人认为根据负荷不同，在任何DO浓度条件下都可能发生膨胀，Chudoba等人认为即使对于推流式曝气池，虽然沿吃长方向存在着高的浓度梯度，但在高负荷下也会发生污泥膨胀。

5、N、P营养物质

通常认为污水中BOD5：N:P=100:5:1为微生物的适宜比例。N、P含量不均衡的废水，会引发丝状菌与非丝状菌膨胀，丝状菌膨胀：有研究发现在缺N的情况下，由于丝状菌具有巨大的比表面积，低Ks，其对N、P等营养物质有较强的亲和力，优先利用营养物质，造成竞争优势；非丝状菌污泥膨胀：BOD5/N为100:3时，菌胶团未能有充分的N完成代谢，于是把有机物以高亲水性的多糖胞外聚合物（EPS）的形式贮存在胞外。因此要降低进水C/N比。

6、微量元素

完全混合活性污泥法会助长丝状菌的过量生长，这可用痕量金属缺乏症理论分析。由于丝状菌具有比菌胶团更大的比表面积，其在痕量金属含量不足时比后者具有更大的对痕量金属的吸附能力，从而抑制了菌胶团的生长。

7、有毒物质

当有毒工业废水进入污水厂时，活性污泥中的微生物要出现中毒现象，Novak在对非丝状菌膨胀的研究中发现，菌胶团吸收污水中的有毒物质后，粘性物质分泌减少，生理活动出现异常，可能引起污泥膨胀。

污泥膨胀解决办法：

1、应急措施：

（1）增加絮凝剂，如投加硅藻土、粘土、厌氧污泥、金属盐类、混凝剂，如投加铁盐（氯化亚铁5~50mg/L）、铝盐（矾土10~100mg/L）。

（2）采用消毒氧化剂，如采用回流污泥加氯措施，投加量一般为2~10kgCl2/1000kg干污泥，既可控制曝气池污泥膨胀也可对二级处理出水消毒，同时使控制污泥膨胀所需要的加氯量最少。铜离子浓度在0.75mg/L时或食盐浓度为4g/L时对抑制丝状菌污泥膨胀效果良好。但是此法治标不治本。

2、改变工艺

（1）设置选择器，选择器是曝气池之前或前段设定的高有机负荷区（接触区），为菌胶团细菌提供高浓度的可吸收的溶解底物，以提高其摄取和贮存能力，使其在与丝状菌的竞争中处于优势。

（2）此外改变反应器形式，如将完全混合曝气池改为推流式曝气池，连续进水改为间歇进水。丝状菌几乎都不能在完全无分子氧的环境中吸收底物，这使得通过脱氮和除磷过程而利用底物的功能菌迅速增殖，所以A/O和A/A/O系统能有效控制丝状菌污泥膨胀。在A2/O工艺中，厌氧、缺氧区不利于丝状菌增殖，如果在好氧段能旁流一部分进水提供碳源，则丝状菌在整个系统中都处于不利状况。

（3）工艺运行调控：由于污水腐化产生的膨胀，可以对消化污水预曝气，沉淀池中污泥应及时刮除；N、P缺乏的污水，可及时投加尿素、铵盐、化肥或与生活污水混合，使BOD5:N:P=100:5:1左右；缺氮时可从污泥消化池往曝气池投加高含氮污泥上清液；低溶解氧可以增加供氧，采用表面转刷曝气的氧化沟，欲提高DO，可通过提高出水堰的高度，以提高转刷的吃水深度的方法，强化转刷的曝气能力；低负荷导致的污泥膨胀，可以适当提高F/M；高负荷污泥膨胀，可射流曝气剪切丝状菌，射流高的传质效率提供充足的溶解氧。增加水力剪切力：通过曝气时产生的强水力剪切作用使蓬松污泥自聚、密实，同时使絮团表面不稳定的丝状菌脱落。

（4）在完全混合曝气池中负荷0.1~0.5kgBOD5/(kgMLSSd)都发生膨胀，而推流式中污泥负荷大于0.5kgBOD5/(kgMLSSd)才发生膨胀，而间歇式反应器内没有发现膨胀现象；变化的水力负荷造成SVI上升，具体分析为高负荷、低溶解氧刺激了丝状菌的生长，且丝状菌生长的不可逆性，造成污泥膨胀，特别是当有机物浓度剧增时极易引起污泥膨胀；污泥有机负荷为0.5kg/kgd，并且DO在2mg/L时，可以有效的控制丝状菌的生长。

（5）低负荷引起污泥膨胀的恢复：加大污泥负荷，利用在高底物浓度的环境条件下，菌胶团的贮存能力与最大比生长速率均比丝状菌的高这一特点，在反应器中创造出有利于菌胶团生长繁殖的生态环境，使其取代丝状菌逐渐成为污泥中的优势菌种，从而使发生膨胀的污泥逐渐恢复正常。

（6）增大污泥回流量有利于提高菌胶团细菌摄取有机物的能力并且增大与丝状菌的竞争力度，抑制丝状菌的膨胀。丝状菌的生长速率小于非丝状菌，长SRT有利于丝状菌的生长，因而增加排泥量，可以有效排除池内过多丝状菌。并且长泥龄情况下，发生污泥老化，老化的污泥活性不够，竞争不过丝状菌，会使丝状菌在竞争中处于优势地位。

3、污泥膨胀自然消除的原因：污泥膨胀导致污泥的大量流失，使MLSS浓度降低，其结果是在其它条件不变时，有机负荷提高，DO上升，OUR减小，这都有利于抑制丝状菌的增殖。

其他污泥膨胀原因：

1、一般认为悬浮固体少而溶解性和易降解的有机物较多，特别是含低分子量的烃类、糖类和有机酸等容易发生丝状菌膨胀，例如啤酒、食品、乳品、造纸废水；丝状菌对高分子物质的水解能力弱，较难吸收不溶性物质，对低分子有机物可直接作为能源加以利用，最有代表性的丝状菌是球衣菌属，它能将葡萄糖、蔗糖、乳糖等糖类物质直接利用，当废水中含有可溶性有机物多时，易诱发丝状菌膨胀，而不溶性有机物作为去除对象的废水则不易产生污泥膨胀。Van等发现葡萄糖、乙酸盐这些低分子可溶性有机物容易引起污泥膨胀，而大分子淀粉不易引起污泥膨胀；

2、腐化的污水，还有大量硫化氢的污水，污水在下水管和初沉池等贮存设施中，停留时间过长，发生早起消化，使pH下降，产生利于丝状菌摄取的低分子溶解性有机物和硫化氢，引起硫代谢丝状菌。但是硫化氢大部分是厌氧发酵中的副产物，而厌氧发酵会产生大量小分子有机酸，这些是污泥膨胀的主要原因；

3、一些厌氧装置虽然出水含有大量硫化氢，但是挥发性有机酸浓度很低时也不会发生污泥膨胀，当挥发性有机酸达到一定浓度时，其中主要的低分子有机酸（乙酸、丙酸）易于降解，因此造成耗氧速率的增加，引起DO限制膨胀。

详情请参考：《污泥膨胀原因和解决办法》

http://tyh.1.blog.163.com/blog/static/7414591020145173347324/

⑹ AO工艺，氧化沟工艺，SBR工艺的优缺点对比

SBR 工艺和氧化沟工艺都比较适合于中小型污水厂，如果设计管理的好，都可以取得比较好的除磷脱氮效果。但是这两种工艺又各有优缺点，分别适用于不同的情况，在选定方案时需要仔细分析。

从基建投资看，SBR 工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。

1) SBR 工艺由于采用合建式，不需要设置二沉地，同时由于采用微孔曝气，可以采用的水深一般为4～6m，比一般氧化沟的水深(3 ～4m) 要深，因此在同样的负荷条件下，SBR 工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用比较高，对SBR 工艺有利。

2) 进水BOD浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对SBR 有利。

3) SBR 工艺中一个周期的沉淀时间是由活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素确定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间的和基本上是固定的，一般都不应小于2 小时，因此每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的容积利用系数降低。对于污泥稳定要求不高的污水厂，选择 SBR 工艺不利。( 合建式氧化沟工艺也有这个缺点) 。

4) SBR 工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR 的沉淀效率更高，出水水质更好。

5) SBR 工艺和交替式氧化沟需要频繁地开停进水阀门，曝气设备，滗水器等，因此对自控设备的要求比较高，目前某些国产设备的质量尚不过关，如果考虑进口，自控系统所占的投资比例将增加而且将增大维修费用。

6) 在一些水量非常小的小城镇，夜间几乎没有污水产生，这时候SBR 工艺和交替式氧化沟工艺有优越性，曝气设备可以白天运转，夜间停止运行。

7) 从运营费用看，SBR 工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR 工艺是合建式，不用污泥回流( 有的少量回流) ，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR 工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比 SBR工艺大些，运营费要高些。

8) 在寒冷的气候条件下，因为表面曝气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，而污水的温度降低对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，所以在寒冷地区采用氧化沟工艺需要采取一些特殊措施，如将氧化沟加盖，而这些措施都使氧化沟工艺在和其它工艺竞争中处于不利的地位。
9）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。
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。从外，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％

⑺ 去关于污水处理厂处理的实践报告3000个字

环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明，为实现经济的持续稳定的发展，必须解决好发展与环境保护的矛盾。随着我国社会和经济的高速发展，城市环境污染特别是水污染的问题日趋严重。城镇生活污水的排放量逐年增加，2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，比上年增加1.5%。其中工业废水排放量207.2亿吨，比上年增加2.3%；城镇生活污水排放量232.3亿吨，比上年增加0.9%，其中仅有10%得到处理。[1]生活污水中含有较高的氮、磷等营养物质,未经处理直接排入江河湖海,是导致水域富营养化污染的主要原因。2002年监测数据显示,辽河、海河水系污染严重，劣V类水体占60%以上；淮河干流水质以III-V类水体为主，支流及省界河段水质仍然较差；黄河水系总体水质较差，干流水质以III-IV类水体为主，支流污染普通严重；松花江水系以III-IV类水体为主；珠江水系水质总体良好，以II类水体为主；长江干流及主要一级支流水质良好，以II类水体为主。由于“污染性”造成的水资源短缺，已成为严重制约我国社会经济持续发展的突出问题，丞待解决。目前我国水污染控制的重点已从以工业点源为主，逐步转变为以城市污水污染为主的控制。根据预测 [2]，到2010年我国城市污水排放总量为1050亿m3，城市污水处理率要达到50%，预计需新建污水处理厂1000余座，而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是污水处理工艺和技术的选择，因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺，具有十分重要的现实意义。
二、生活污水处理工艺研究和应用领域共同关注的问题
长期以来，城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程，具有处理能力高，出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题，且不能去除氮、磷等无机营养物质。对于我国这样一个资源不足、人口众多的发展中国家，从可持续发展的角度来看，并不适合中国国情。由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制，使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来，目前在城市生活污水处理研究和应用领域，普遍存在的问题有：
（1）采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；工艺设备不能满足高效低耗的要求。
（2）随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。
（3）目前城市污水的处理多以集中处理为主，庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资，因此建设大型的污水处理厂，集中处理生活污水，从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此，如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展。已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题，就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
三、生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究发展
在污水生物处理的发展和应用中，活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高，耐冲击负荷性能好，产泥量低，占地面积少，便于运行管理等优点，在处理中极具竞争力。
1．生物膜法净化污水机理
污水中有机污染物质种类繁多，成分复杂。但对于生活污水来说，其有机成分归纳起来主要包括：蛋白质（40%-60%），碳水化合物（25%-50%）和油脂（10%），此外还含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物，由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。
生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和一这深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物，形成由有机污染物 →细菌→原生动物（后生动物）组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有：假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属，原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现，且主要为线虫。污水在流过载体表面时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态，当生物膜逐渐增厚，厌氧层的厚度超过好氧层时，会导致生物膜的脱落，而新的生物膜又会在载体表面重新生成，通过生物膜的周期更新，以维持生物膜反应器的正常运行。
生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，载体填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
通过人工强化作用将生物膜引入到污水处理反应器中，便形成了生物膜反应器。近年来，物物膜反应器发展迅速，由单一到复合，有好氧也有厌氧，逐步形成了一套较完整的生物处理系统。
填料是生物膜技术的核心之一，它的性能对废水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。
2、厌氧生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究进展
（1）、复杂物料的厌氧降解阶段
在废水的厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。对复杂物料的厌氧过程的叙述，有助于我们了解这一过程的基本内容。所谓复杂物料，即指那些高分子的有机物，这些有机物在废水中以悬浮物或胶体形式存在。
复杂物料的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。
水解阶段：高分子有机物因相对分子质量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一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。
发酵（或酸化）阶段：在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写作VFA）、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
产乙酸阶段：在此阶段，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。
产甲烷阶段：这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
在以上阶段里，还包含着以下这些过程：a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解；b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化；c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和 氧化碳形成乙酸；d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外，当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解可以利用图来表述（见图1）
（2）厌氧生物膜法处理工艺的应用研究进展
a、厌氧滤器（AF）
厌氧滤器是60年代末由美国McCarty 等在Coulter等研究基础上发展并确立的第一个高速厌氧反应器。传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgCOD/（m3?d）以下。而在AF发明之前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgCOD/（m3?d）以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15 kgCOD/（m3?d）。[4]因此AF的发展大大提高了厌氧反应器的处理速率，使反应器容积大大减少。
AF作为高速厌氧反应器地位的确立，还在于它采用了生物固定化的技术，使污泥在反应器内的停留时间（SRT）极大地延长。McCarty发现在保持同样处理效果时，SRT的提高可以大大缩短废水的水力停留时间（HRT），从而减少反应器容积，或在相同反应器容积时增加处理的水量。这种采用生物固定化延长SRT，并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。
SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度，在AF内，厌氧污泥的浓度可以达到10-20gVSS/L。AF内厌氧污泥的保留由两种方式完成：其一是细菌在AF内固定的填料表面（也包括反应器内壁）形成生物膜；其二是在填料之间细菌形成聚集体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是AF具有高速反应性能的生物学基础，在一定的污泥比产甲烷活性下，厌氧反应器的负荷与污泥浓度成正比。同时，AF内形成的厌氧污泥较之厌氧接触工艺的污泥密度大、沉淀性能好，因而其出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。由于AF内可自行保留高浓度的污泥，也不需要污泥的回流。
在AF内，由于填料是固定的，废水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷，废水组成在不同反应器高度逐渐变化。因此微生物种群的分布也呈现规律性。在底部（进水处），发酵菌和产酸菌占有最大的比重，随反应器高度上升，产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。细菌的种类与废水的成分有关，在已酸化的废水中，发酵与产酸菌不会有太大的浓度。
细菌在反应器内分布的另一特征是反应器进水处（例如上流式AF的内部）细菌由于得到营养最多因而污泥浓度最高，污泥的浓度随高度迅速减少。
污泥的这种分布特征赋予AF一些工艺上的特点。首先，AF内废水中有机物的去除主要在AF底部进行（指上流式AF），据Young和Dahab报道[4]， AF反应器在1m以上COD的去除率几乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以内去除的。因此研究者认为在一定的容积负荷下,浅的AF反应器比深的反应器能有更好的处理效率。其次,由于反应器底部污泥浓度特别大，因此容易引起反应器的堵塞。堵塞问题是影响AF应用的最主要问题之一。据报道,上流式AF底部污泥浓度可高达60g/L。厌氧污泥在AF内的有规律分布还使得反应器对有毒物质的适应能力较强,可以生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化,加之厌氧生物膜形成各种菌群的良好共生体系,因此在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。例如在处理三氯甲烷和甲醛废水中,发现AF反应器内的污泥产生了良好的适应性,这些有毒物质的去除效果和允许的进液浓度逐渐上升。AF同时也具有较大的抗冲击负荷能力。一般认为在相同的温度条件下，AF的负荷可高出厌氧接触工艺2~3倍，同时会有较高的COD去除率。
AF在应用上的问题除了堵塞和由局部堵塞引起的沟流以外，另一个问题是它需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。由于以上问题，国外生产规模的AF系统应用也不是很多。据Le-ttinga在1993年估计，国外生产规模的AF系统大约仅有30~40个。[4]
作为升流式厌氧滤池的革新技术——厌氧膜床（S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB）,采用较大颗粒及孔隙率的填料代替传统的小粒径填料，有效地解决了反应器的堵塞问题。厌氧膜床具有如下特点：
有效克服了厌氧滤池易堵塞和出水水质差的缺点；
生物固体浓度高，因此可获得较高的有机负荷；
在厌氧膜床内微生物通过附着在填料表面形成生物膜，以及悬浮于填料孔隙间形成细菌聚集体，因此在厌氧膜床内可以保持较高的生物量。因此可缩短水力停留时间，耐冲击负荷能力较强；
启动时间短，停止运行后再启动也较容易；
不需要回流污泥，运行管理方便；
在水量和负荷有较大变化的情况下，耐冲击性较好。
b、厌氧流化床反应器（AFBR）
在流化床系统中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。
流化床反应器的主要特点可归纳如下：
流态化能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触；
由于颗粒与流体相对运动速度高，液膜扩散阻力小，且由于形成的生物膜较薄，传质作用强，因此生物化学过程进行较快，允许废水在反应器内有较短的水力停留时间；
克服了厌氧滤器堵塞和沟流问题；
高的反应器容积负荷可减少反应器体积，同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器，因此可以减少占地面积。
但是，厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题。其一，为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失，必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度，但这几乎是难以做到的，因此稳定的流态化也难以保证。[5]其次，一些较新的研究认为流化床反应器需要有单独的预酸化反应器。同时，为取得高的上流速度以保证流态化，流化床反应器需要大量的回流水，这样导致能耗加大，成本上升。由于以上原因，流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。有人认为它在今后应用的前景也不大。[5]
c、厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）
厌氧附着膜膨胀床（Anaerobic Attached Film Expanded Bed）是Jewell等人在1974年研究和开发出来的一种污水处理工艺。与生物流化床相比，区别在于载体的膨胀程度。以填料层高度计，膨胀床的膨胀率约为10%~20%，此时颗粒间仍保持互相接触，而流化床则为20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通过对比厌氧膨胀床、滴滤池和活性污泥法等工艺的经济性，发现对于小型污水处理厂而言，厌氧膨胀床后续滴滤池的设计是最为经济的选择，能耗量少，污泥产率量低。但目前此工艺仍主要停留在小试和中试研究阶段。
综上所述，采用厌氧生物膜反应器为主体的厌氧处理技术，作为生活污水处理的核心方法，在技术上已经成熟，并且较之其它方法有独到的一些优势。但是，厌氧方法在浓缩营养物（氮和磷）方面效果不大，同时它仅能除去部分病源微生物。此外，残存的BOD、悬浮物或还原性物质可能影响到出水的质量。所以厌氧生物膜反应器要成为完整的环境治理技术，合适的后处理手段必不可少。
3、好氧生物膜法处理技术——生物接触氧化
生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。早在20世纪30年代，已在美国出现生产型装置。当时的生物接触氧化池，填料的材质是砂石、竹木制品和金属制品，主要用于处理低浓度、低有机负荷的污水，它克服了活性污泥法在处理此类污水时，因污泥流失而不能维持正常运行的缺点，并取得了较好的效果。进入70年代，随着大孔径、高比表面积的蜂窝直管填料和立体波纹塑料填料的出现，使生物接触氧化法的应用范围得到拓宽，它不仅可用于处理生活污水，而且可用于处理高浓度有机废水和有毒有害工业废水，与其他生物处理方法相比，展现出了优越性，我国在70年代开始对生物接触氧化法进行了研究，第一座生产性试验装置用于处理城市污水，在处理效果、动力消耗、经济效益和管理维护等方面都明显优于活性污泥法。与活性污泥法比较，生物接触氧化具有以下主要优点：①生物接触化法以填料作为载体，供生物群栖息生长，形成稳定的生态体系，有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/l；氧的利用率高，可达10%。具有较高的耐冲击负荷能力和对环境变化的适应能力，剩余污泥量少。②生物接触氧化法可以充分利用丝状菌的强氧化能力且不产生污泥膨胀。并且不需要象活性污泥法那样采用污泥回流以调整污泥量和溶解氧浓度，易于管理和操作。随着十余年的大量实践，对氧化池结构形式、填料的品种和安装方式、供气装置的种类和布置形式等方面进行了不断创新、不断优化。目前，生物接触氧化技术已经广泛应用处理生活污水、生活杂用水和不同有机物浓度的工业废水。
填料是微生物栖息的场所、生物膜的载体。填料的表面生长生物膜，生物膜的新陈代谢过程使污水得利净化。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的效果和经济上的合理性，因而填料的选择是生物接触氧化技术的关键。
填料的特性取决于填料的材质和结构形式。填料的材质应具有分子结构稳定、抗老化、耐腐蚀和生物稳定性好等特性。填料的结构形式应具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。填料之间的空隙在外力作用下可发生变化，有利于剥落的生物膜及时排出填料区，以及填料的体积应具有可压缩性，并在复原后不发生变形，便于运输和安装。
固定化载体的发展
（1）固定式填料
固定式填料以蜂窝状及波纹状填料为代表，多用玻璃钢、各种薄形塑料片构成。新近有陶土直接烧结生产的陶瓷蜂窝填料，孔形为六角形，孔径在20~100mm之间。由于比表面积小，生物膜量小，表面光滑，生物膜易脱落，填料横向不流通，造成布气不均匀，易堵塞以至无法正常运转，且造价较高，近年来，此类填料已逐渐淘汰。
（2）悬挂式填料
悬挂式填料包括软性、半软性及组合填料、软性填料，理论比表面积大,空隙率>90%，挂膜快，空隙的可变性使之不易堵塞，而且造价低，组装方便，出水稳定，处理效果较好,COD和BOD5去除率达80%以上。但废水浓度高或水中悬浮物较大时，填料丝会结团，大大减少了实际利用的比表面积，且易发生断丝、中心绳断裂等情况，影响使用寿命，其寿命一般为1~2年。半软性填料，具有较强的气泡切割性能和再行布水布气的能力、挂膜脱膜效果较好、不堵塞；COD和BOD去除率在70-80%。使用寿命较软性填料长。但其理论比表面积较小（87-93m2/m3）生物膜总量不足影响污水处理效果，且造价偏高。
组合式填料，是鉴于软性、半软性存在的上述缺点并吸取软性填料比表面积大、易挂膜和半软性填料不结团，气泡切割性能好而设计的新型填料，在填料中央设计半软性部件支撑着外围的软性纤维束，其平面有如盾形，故又称盾式填料。其比表面积1000~2500 m2/m3，空隙率98%-99%，具有挂膜快，生物总量大，不结团等优点。污水处理能力优于软性、半软性填料，在正常水力负荷条件下COD去除率70%-85%，BOD5去除率达80%~90%，与之类似的还有灯笼式（或龙式）和YDT弹性立体填料。
（3）分散式填料
分散式填料包括堆积式、悬浮式填料，种类繁多。特点是无需固定和悬挂，只需将之放置于处理装置之中，使用方便，更换简单。北京晓清环保公司的多孔球形悬浮填料和北京桑德公司的SNP无剩余污泥悬浮填料等，具有充氧性能好，挂膜快，使用寿命长等优点。江西萍乡佳能环保工程公司新近开发的堆积式填料—球形轻质陶料，填料粒径2~4 mm，有巨大的比表面积，使反应器中单位体积内可保持较高的生物量，而且填料上的生物膜较薄，其活性相对较高，具有完全符合曝气生物滤池填料的国际性能标准，在法国承建的我国大连马栏河污水处理厂使用，这是我国新型填料开发的一项重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工艺在生活污水处理中的应用
城市污水经厌氧处理后，在现有的技术条件下，要达到二级出水标准，需要相当长的停留时间，结果使厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势，但在基建投资上却失去了竞争力。因此从微生物和化学角度讲，厌氧处理仅仅提供了一种预处理，它一般需要后处理方能满足新的污水排放标准。印度和南美国家在积极推广应用厌氧生活污水处理技术的同时，普遍意识到由于厌氧处理后氮和磷基本上没有去除，因此对厌氧出水进一步处理很有必要。缺乏合适的后处理技术，是导致厌氧生物处理技术在生活污水处理领域应用缓慢的主要原因之一。虽然已有的小试实验结果表明，两级厌氧系统组合可以获得良好的处理效果。但目前，在实际生产中，应用最为广泛的仍然是厌氧与好氧组合系统。在印度，氧化塘是最常用的后处理方法。经厌氧、氧化塘两级处理后的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分别为87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水处理工程中，以及哥伦比亚Bucarmanga镇的160000人生活污水处理工程中，后处理均采用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厌氧生活污水处理工程中，后处理方法比较多样化，二沉池＋氯消毒、淹没滤池＋二沉池＋氯消毒、氧化沟等，最后直接排入城市污水管网或用于农灌。在日本，城镇生活污水一般采用厌氧消化＋好氧活性污泥法联合处理、厌氧滤池＋好氧滤池以及厌氧滤池＋接触氧化法组合处理。并且最新研制的具有脱氮除磷功能的高级型JOHKASO小型家用生活污水净化器系统，广泛应用于分散处理生活污水方面。[7]厌氧和好氧生物处理技术的组合能够有效的去除大部分有机和无机污染物。厌氧生物专家G·Lettinga教授断言厌氧处理生物技术如果有合适的后处理方法相配合，可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段，这一模式较之于传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力，尤其适合发展中国家的情况。[8]
厌氧-好氧组合处理工艺，充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势，成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。在国外，由上流式厌氧污泥床反应器（UASB）和好氧生物膜反应器组成的厌氧—好氧组合处理工艺一直是研究的重点，[9，10，11]并针对组合工艺的硝化/反硝化性能和动力学机理展开了较为深入的研究。[12，13]近年来，Ricardo Franci Goncalves等[14，15]进行的小试和中试的研究结果表明，采用UASB和淹没式曝气生物滤池（BF）组合工艺处理生活污水，两段HRT分别为6h和0.17h时系统对CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上，并且该组合系统相对单一的UASB污水处理系统而言，有更好的稳定出水水质的作用。当BF段的污泥回流至UASB段时，厌氧反应器内有机物甲烷化的能力提高，使产气量增加、剩余污泥量减少，可以减少甚至省去污泥浓缩池和消化池。
由于以UASB为主体的厌氧-好氧组合处理工艺,受温度的影响较大,特别是在低温条件下,系统的性能不能得到充分的发挥。Igor Bodik等[16]通过中试试验研究了厌氧折流板生物滤池反应器和淹没式曝气生物滤池组合工艺低温下处理生活污水时的脱氮性能。系统经过一年的运行，在厌氧段和好氧段的水力停留时间分别为15 h和4h的条件下，即使环境温度低于10℃（平均气温5.9℃），对CODcr、BOD5和SS的去除率仍达80%左右。低温使硝化的活性受到一定的影响，温度在4.5-23℃范围内，TKN的去除率在46.4-87.3%间变化,并且该系统也具有一定的反硝化功能，为低温环境下生活污水的脱氮处理提供了参考。

⑻ 环保专业一讲义：活性污泥法的动力学基础

2.1.5活性污泥法的动力学基础
活性污泥法动力学研究的目的是：定量地研究微生物在一定条件下对有机污染物的降解速率，使污水处理在比较理想的条件下，达到处理效率，并且使得工艺设计和运行管理更加合理。此外，通过动力学研究，明确有机物代谢和降解的内在规律，以便人们能够主动地对污水生物处理的生化反应速度进行控制，以达到处理的要求。
本书主要介绍了莫诺德方程和以此为基础建立的劳伦斯－麦卡蒂方程。
1、莫诺德方程
该方程是莫诺德在1942年用纯种微生物在单
一无毒性的有机底物的培养基上进行的微生物增殖速率和底物浓度之间的关系研究试验中得到的，并提出了与描述酶促反应速度与有机底物关系式类似的微生物增殖速率和底物浓度关系式，此后，他人进行的混合微生物群体组成的活性污泥对多种有机底物的微生物增殖试验，也取得了与莫诺德提出关系相似的结果，这说明莫诺德方程是适合活性污泥过程的。
要熟悉莫诺德方程的推导及推论，熟悉莫诺德方程中各常数的求解。
2、劳伦斯－麦卡蒂方程
劳伦斯－麦卡蒂基本方程是根据莫诺德方程建立的动力学关系式，仍是基于微生物的增殖和有机物的降解过程。该方程强调污泥龄（即细胞停留时间）的重要性，由于污泥龄可以通过控制污泥的排放量进行调节，因此，劳伦斯－麦卡蒂基本方程在实际应用中的可操作性强。另外，由劳伦斯－麦卡蒂基本方程衍生的其他关系式可以确定曝气池出水有机物浓度、曝气池微生物与污泥龄的关系浓度，确定污泥龄与污泥回流比的关系，确定有机物在高浓度与低浓度时的降解关系，确定活性污泥表观产率与污泥产率的关系等等。
2.1.6活性污泥法的净化机理、过程及影响因素
1、净化机理及过程
⑴活性污泥中的微生物在酶的催化作用下，利用污水中的有机物和氧，将有机物氧化为水和二氧化碳，达到去除水中有机污染物的目的。
⑵净化过程
活性污泥去除污水中有机物的过程一般分为三个阶段：
①初期的吸附去除阶段
在该阶段，污水和污泥在刚开始接触的5～10min内就出现了很高的BOD去除率，通常30min内完成污水中的有机物被大量去除，这主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附作用共同作用的结果。
活性污泥法初期的吸附去除的主要特点包括以下几点：
a.初期的吸附去除完成时间短，去除量大；b.去除的有机物对象主要是胶体和悬浮性有机物；c.活性污泥的性质与初期的吸附去除关系密切，一般处于内源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力强，而氧化过度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好；d.初期吸附有机物的效果与生物反应池的混合及传质效果密切相关；e.被吸附的有机物没有从根本上被矿化，通过数小时的曝气后，在胞外酶的作用下，被分解为小分子有机物后才可能被微生物酶转化。
②代谢阶段
活性污泥吸附了污水中呈非溶解状态的大分子有机物后，被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有机物，与污水中溶解性的有机物一起进入微生物细胞内被降解和转化，一部分有机物质进行分解代谢，氧化为二氧化碳和水，并获得合成新细胞所需的能量，另一部分物质进行合成代谢，形成新的细胞物质。
③活性污泥絮体的分离沉淀
无论分解还是代谢，都能去除有机污染物，但是产物却不同，分解代谢的产物是二氧化碳和水，而合成代谢的产物则是新的细胞，并以剩余污泥的方式排出活性污泥系统。
沉淀是混合液中固相活性污泥颗粒同废水分离的过程。固液分离的好坏，直接影响出水水质。如果处理水挟带生物体，出水BOD和SS将增大。所以，活性污泥法的处理效率，同其他生物处理方法一样，应包括二次沉淀池的效率，即用曝气池及二沉池的总效率表示，除了重力沉淀外，也可用气浮法进行固液分离。
2、二次沉淀池及工艺参数
污泥的分离沉淀是在二次沉淀池中进行的，二沉池可以与曝气池分建或合建。分建式二沉池的类型有竖流式、平流式和辐流式，大中型城市污水处理厂中二沉池一般采用圆形辐流式沉淀池。
二沉池是生物处理工艺中最后一个工艺单元，沉淀效果对出水水质的影响非常大，主要有两个作用：从曝气池混合液中分离出符合设计要求的澄清水，浓缩回流污泥；其关键的两个工艺参数是表面水力负荷和固体负荷。表面水力负荷是流过每平方米沉淀池表面积的污水量，是直接与污泥沉降性能相关的参数；固体负荷是指单位时间内单位二沉池面积所能浓缩的混合液悬浮固体量，是二沉池污泥浓缩能力的指标，对于一定的活性污泥而言，二沉池固体负荷越小污泥浓缩效果越好。应该掌握各负荷的设计参数，对于分建式沉淀池，表面水力负荷为0.6～1.5 m3/m2h，而合建式二沉池的表面水力负荷宜为0.5～1.0 m3/m2h，对于固体负荷来说，传统活性污泥法二沉池的固体负荷应≤150 kg/m2d。
3、活性污泥净化污水的影响因素
活性污泥法中的微生物的生长受周围环境条件影响非常大，营养物质、pH值、温度、溶解氧的含量以及某些有毒物质等极大地影响着好氧生物处理系统的运行及净化功能。
⑴营养物质
污水中各种营养物质的量及比例影响着微生物的生长、繁殖，从而影响好氧生物处理系统的处理效果。细菌所需的营养元素分为两种：主要生物元素和次要生物元素。主要生物元素主要有C、O、H、S、N、P、K、Mg、Ca、Fe等，大多数生物元素都占0.5%以上；次要元素主要有Zn、Mn、Na、Cl、Cu、B、Ni、Mo和Co等。
在污水的生物处理中，营养物质的平衡是非常重要的，上述主要元素和次要元素都必须满足要求，而且比例必须适当，任何一种缺乏或比例失调都会影响微生物的代谢作用，影响活性污泥的正常功能发挥，从而影响污水的生物处理效果。由于生活污水的营养源充足，因此对工业废水进行处理时，可以考虑将生活污水和工业废水合并处理，可以提高处理效率，并且能降低处理费用。
⑵溶解氧的含量
溶解氧（即DO）是影响好氧生物处理系统运行的主要因素之一。在污水好氧生物处理过程中，为了维持好氧微生物的代谢需求，需要向曝气池补充氧气，保证曝气池混合液中溶解氧浓度不小于2mg/L。
当溶解氧的浓度不足时，轻则使好氧微生物的活性受到影响，新陈代谢能力减弱，出水中有机物浓度升高，反应器处理效率下降，若溶解氧严重不足时，厌氧微生物将会大量繁殖，反应器处理效率明显下降，影响出水的水质。因此，为使反应器内有足够的溶解氧，从外部供给，一般应该以2～4 mg/L为宜此时其沉降、絮凝效果好。
⑶pH值
由于pH值的改变可能会引起细胞膜电荷的变化，从而影响微生物对营养物质的吸收和微生物代谢过程中酶的活性，会改变营养物质的供给性和有害物质的毒性，而且不利的pH值条件不仅影响微生物的生长，还会影响微生物的形态，所以，在生物处理系统中，pH值的大幅度改变会影响反应器的处理效率。
通常生活污水中含有一些缓冲物质，能够对pH值的变化起到一定的缓冲作用，但这一缓冲作用是有限的，尤其是工业废水，缓冲物质含量较少，而且pH值变化幅度较大，当超过微生物生长的pH值范围时，必须通过调节装置对pH值进行调整，所以，在反应器的设计与运行时应重点考虑这个问题。
⑷污水的温度
温度对好氧生物处理系统的影响是多方面的，水温的改变，会影响在生物体内所进行的许多生化反应，因而影响生物的代谢活动，另外，污水中温度的改变可引起其他环境因子的变化，从而影响微生物的生命活动，参与活性污泥生物处理过程的微生物多为嗜温菌，适宜的温度范围为10~45℃，通常设计的活性污泥法的温度范围为10~30℃。
⑸有毒物质
许多有毒物质对活性污泥微生物具有一定的影响，例如，重金属离子对微生物产生毒性作用，它们可以和细胞中的蛋白质结合，使蛋白质变性或沉淀；有些有毒的有机物能促使菌体蛋白凝固，并能对某些酶系统进行抑制，破坏细胞的正常代谢，另外，有的有机物本身的杀菌能力很强。
4、活性污泥法的基本工艺参数
主要有负荷（包括污泥负荷和容积负荷）、水力停留时间、污泥龄、污泥回流比等。