绪论
一、主要处理方法
（1）物理处理法：
格栅、沉淀、离心、气浮等等——水中的漂浮物、悬浮物以及颗粒物质。
（2）物化处理法：
混凝、吸附、萃取、膜分离、离子交换等等——处理对象因方法而异
（3）化学处理法：
离子交换、消毒、中和、化学沉淀、氧化还原等——除去水中的溶解性或胶体性的物质。（4）生物处理法：
溶解、胶体态有机物
二、生物处理法
（一）代谢过程
1.新陈代谢：微生物不断从从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应，
在体内不断进行物质转化和交换过程
2.分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量，有机物转化为稳定物质
3.合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成分，机体制造自身
（微生物的细胞物质）
（二）方法
1.利用微生物氧化分解有机物这一功能，并强化这一过程，去除废水中胶体和溶解性有机
物的方法
2.生物处理的主要作用者是微生物，根据反应中氧气的需求，可把细菌分为好氧菌、兼性
菌和厌氧菌。
3. A、好氧生物处理法（如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等）
（1）好氧生物处理指有分子氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物为无机物，使其稳定、无害化的处理方法。
（2）处理对象：以胶体或溶解态存在的有机物。
（3）适用范围：中、低浓度有机废水，或BOD5小于500mg/L的有机废水。
（4）特点：反应速度较快，所需反应时间较短，故处理构筑物容积小，处理过程散发臭气较少
（5）主要有：活性污泥法、生物膜法、氧化塘、污水灌溉
B、厌氧生物处理法
（1）在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
（2）厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。
（3）特点：
①由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。
②剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等优点。
③其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。为维持较高的
反应速度，需维持较高的温度，就要消耗能源。
第一章活性污泥法
活性污泥法是自然界水体自净的人工强化方法，是一种以活性污泥为主体，依靠在曝气池内呈悬浮、流动状态的活性污泥的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中有机物的方法。
一、活性污泥法的基本原理
（一）活性污泥法的基本概念与流程
1.活性污泥：向生活污水注入空气进行曝气，持续一段时间以后，污水中即生成一种褐色絮
凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，
并使污水得到澄清，这种絮凝体就是“活性污泥”。
2.基本流程：（进水）初沉池→曝气池→二沉池（出水）→部分污泥回流，剩余污泥处理（1）作用：活性污泥反应器——曝气池核心【曝气与空气扩散系统】
曝气与空气扩散系统充氧、搅拌
二次沉淀池固液分离
污泥回流系统补充微生物
（2）活性污泥需要有氧化、分解有机物的能力，良好的凝聚沉降性能（不能让丝状菌大量繁殖）
（二）活性污泥的形态与组成
1.活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质，是栖息着具有强大生命力的微生物群体。
在微生物群体新陈代谢功能的作用下，活性污泥具有将有机污染物转化为稳定的无机物质的活力，故称之为“活性污泥”。
2.正常的活性污泥在外观上呈絮绒颗粒状，又称之为“生物絮凝体”
特征：（1）具有较大的表面积
（2）含水率很高（99%以上），呈流态化，比重有差异，1.002-1.006之间
（3）固体物质仅占1%以下，由有机与无机两部分组成
[城市污水的活性污泥，有机成分占75%-85%，无机成分占15%-25%]（4）略带土壤的气味，颜色根据污水水质不同而不同
3.组成：活性污泥固体物质由四部分组成
（1）Ma——活性污泥微生物群体；※
（2）Me——活性污泥代谢产物；
（3）Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物；
（4）Mii——活性污泥吸附的无机物。
（三）活性污泥微生物及其作用
1.参与废水生物处理的生物种类：
细菌（原核生物，单细胞体型最微小的一种）【异养型为主】
真菌（真核生物，单细胞：酵母菌、多细胞：霉菌）
原生动物（单细胞真核生物）
后生动物（多细胞构成的生物体）
2.细菌：是活性污泥净化功能最主要、最活跃的成分，含量一般在107～108个/mL。（1）主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等
（2）特征：①绝大多数是好氧和兼性异养型细菌（自养菌×）；
②在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；
③具有很高的增殖速率，世代时间仅为20-30分钟；
（3）存在方式【活性污泥絮凝体：大量的菌胶团+少量丝状菌】
①菌胶团细菌：细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜(细菌分
泌的多糖类物质)包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团※作用：A、有很强的氧化分解有机物的能力
B、保护作用，不易被原生动物吞噬，免受毒物影响
C、有很好的絮凝沉降性能
②游离性细菌：指单个存在于水体中的细菌（会影响水质）（原生动物吞噬）
③丝状细菌：通常丝状菌交叉穿织在菌胶团之间，形成活性污泥絮凝体骨架
作用：A、有很强的氧化、分解有机物的能力，起着一定的净化作用
B、若其数量超过菌胶团细菌，使污泥絮凝体沉降性能变差，严重时引起污泥
膨胀，造成出水水质下降
3.真菌：构造复杂，种类繁多，活性污泥系统中的真菌主要是微小的霉菌或寄生的丝状菌，
具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能，但大量繁殖会导致
污泥膨胀。
4.原生动物：在活性污泥中大约为103个/ml，有肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫等三类，主要摄
食有机物及游离的细菌，起到进一步净化水质的作用。
（1）原生动物在种属和数量上是随处理水的水质和细菌的状态变化而改变的
（2）其出现的顺序反应了处理水质的好坏（有机物的去除）
①最初是肉足虫【系统初运行，未成熟污泥】；
②继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫（草履虫、肾形虫、豆形虫等）【污泥形状不好】；
③当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫，等枝虫，独缩虫，聚缩虫，盖纤虫等
【成熟污泥，水质好】。
（3）通过镜检观察出现在活性污泥中的原生动物，并辨别认定其种属，据此能够判断处理水质的优劣，因此，将原生动物称之为活性污泥系统中的指示性生物。
5.后生动物：多细胞构成，主要指轮虫，捕食菌胶团和原生动物，在活性污泥系统中不经常
出现，仅在处理水质很好的完全氧化型的活性污泥系统中出现，是水质非常稳定的标志。
6.增长与递变模式
7.活性污泥微生物群体的食物链
总结：
（1）活性污泥中的有机物、细菌、真菌、原生动物与后生动物组成了小型的相对稳定的生态系统和食物链。
（2）净化污水的第一承担者－－细菌※
①菌胶团细菌－－构成活性污泥絮凝体的主要成分，有很强的吸附、氧化分解有机物能
力。也可防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响，沉降性好。
②丝状菌－－形成活性污泥的骨架，增强沉降性，保持高的净化效率，但是大量会引起
污泥膨胀。
（3）净化污水的第二承担者－－原生动物※
①指示性动物－－原生动物，通过显微镜镜检是对活性污泥质量评价的重要手段之一。
②固着型纤毛虫是水质良好的标志
（四）活性污泥微生物的增值规律
1活性污泥微生物降解污水中有机污染物，同时微生物相应进行增殖。
（用增殖曲线表示规律）
将活性污泥微生物在污水中接种，并在温度适宜、溶解氧充足的条件下进行培养，按时取样检测，即可得出微生物数量与培养时间之间具有一定规律性的增值曲线。
（间歇培养、底物一次性投加）
2.活性污泥的能量含量（F/M）（F：有机物M：微生物量）
活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增殖。
3.根据微生物的生长速度，整个曲线分为四个阶段：
适应期、对数增长期、减速增长期、内源呼吸期。
（1）适应期
①定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的有机物污染物等的短暂的适应过程；
长短取决于污水的主要成分和微生物对它的适应。时间较短5~15min
②活性污泥微生物的变化：
A、数量基本没有变化
B、菌体体积增大
C、酶系统相应调整，不分裂，但个体增大（不裂变）
D、新的变异；
③水质指标基本无变化。
（2）对数增殖期
①F/M值高(>2.2) (kgBOD/kgVSS.d)，有机物丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；
②微生物的增值速率与基质浓度无关，仅由微生物本身特有的最小世代时间所控制，即只
受微生物自身生理机能的限制；
③微生物以最高速率对有机物进行摄取，以最高速率增殖，合成新细胞；
④活性污泥具有高的能量水平，微生物的活动能力很强（游离单体），污泥质地松散，不
易形成较好的絮凝体，沉淀性能不佳；（以游离态形式存在，凝聚性能差）
⑤活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；
⑥一般不采用此阶段作为运行工况。（但也有，如高负荷活性污泥法）
（3）减速增长期（0.1< F/M <2.2）
①F/M值下降到一定水平后，有机物的浓度成为微生物增殖的控制因素；
②微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为一级反应；
③有机底物的降解速率也开始下降；
④微生物的增殖速率在逐渐下降，直至最终下降为零，但活性污泥的量仍持续增长并最终
达到最高；
⑤絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；
⑥出水水质有较大改善，且整个系统运行稳定；
⑦大多数污水厂曝气池的运行工况。（减速增长期末端）
（4）内源呼吸期（F/M <0.1）
①当混合液中营养物继续降低，F/M值达到最小并维持一常数时，污泥微生物即进入内源
呼吸期，此时内源呼吸速率首次超过了合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；（微生物被降解）
②污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；
③一般不采用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。
4.活性污泥增殖规律的应用
1）活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；
2）不同增殖期的活性污泥，性能不同，出水水质也不同；
（要利用活性污泥净化污水，必须发挥其吸附性、降解性、凝聚沉降性，但对数增值期凝聚沉降性差、内源呼吸期降解太慢，只有减速增值期的末端同时具备较好的降解性、沉降性、供氧条件也容易满足。因此传统活性污泥法系统（普通曝气池）将反应条件控制在减速增长期末端。）
3）通过调整F/M值，可调控曝气池的运行工况，以达到所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；
4）活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不同。
（五）活性污泥净化污水的过程
1.在活性污泥处理系统中，有机污染物从污水中去除过程的实质就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄食、代谢与利用的过程。这一过程的结果是污水得到净化，微生物获得能量并合成新的细胞，使活性污泥得到增长。有物理、化学、物理化学以及生物化学等反应过程所组成。
2.BOD去除过程大致分为两个阶段（水泥混合曝气后BOD变化值）
3.初期：吸附去除
（1）污水中有机物与活性污泥接触较短时间（5-10min）内被大量去除，BOD去除率达70%，废水中的大量金属离子被活性污泥通过吸附去除；
（2）吸附速度主要取决于微生物的活性程度（内源呼吸期吸附活性最强），反应器内水力扩
散程度与水动力学规律；
（3）被吸附在微生物细胞表面的有机物，再经过数小时的曝气后，才能够相继地被摄入微生物细胞内，因此，被“初期吸附去除”的有机物的数量是有一定限度的。
（4）BOD5浓度在5～15min内急剧下降是活性较强的活性污泥对污水中有机物吸附的结果。
（5）随后略微升起是由于胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机物（淀粉、蛋白质等大分子有机物）水解成为溶解性小分子后，部分有机物又进入污水中使BOD5 浓度上升。
此时，污水中存活着大量的游离细菌，也进一步促使BOD5浓度上升。
（6）随着反应的持续进行，有机物浓度下降，活性污泥微生物进入减速增殖期和内源呼吸期，BOD5浓度又缓慢下降。
4.后期：氧化分解
（1）被摄入细胞体内的有机物，在各种胞内酶，如脱氢酶、氧化酶等的催化作用下，微生物对其进行代谢反应。
（2）反应方程式
①氧化分解过程是微生物为了获得合成细胞和维持其生命活动等所需的能量，将吸附的有
机物进行分解：
C X H Y O Z +（X+0.25Y-0.5Z）O2→XCO2+0.5YH2O+能量
②同化合成过程是微生物利用氧化所获得的能量，将有机物合成新的细胞物质：
nC X H Y O Z+nNH3+（X+0.25Y-0.5Z-5）O2+能量→（C5H7NO2）n+n（X-5）CO2+0.5n（Y-4）H2O
③内源呼吸过程是当废水中的有机物很少时，微生物就会氧化体内蓄积的有机物和自身细
胞物质来获得维持生命所需的能量：【（C5H7NO2）n是微生物细胞组织化学式】
（C5H7NO2）n+5O2→nNH3+5nCO2+2nH2O+ 能量
（3）麦金尼研究：（微生物三项代谢活动之间的数量关系）
分解代谢（1/3）→无机物+能量
可降解有机物+氧气无机物+能量（80%）
合成代谢（2/3）→新细胞物质
内源呼吸（20%）→残留物质（六）环境因素对活性污泥微生物的影响
1.水温、pH值、营养物质、溶解氧、有毒物质
2.营养物质
（1）碳源：对碳源需求最大
（2）氮源：氮源可来自N2、NH3、NO3-等无机氮化物，或来自有机含氮物（尿素、硫酸铵）（3）磷源：（磷酸钾、磷酸钠等）
（4）其他营养：硫、钠、钾、钙、镁、铁等，需要量很小
一般的，废水中的BOD5最少不应低于100mg/L，有机物含量低，增加碳源；
对于生活污水来说，BOD5：N：P=100：5：1，具体根据污泥负荷和泥龄判断。
【细菌：C5H7O2N 霉菌：C10H17O6N 原生动物：C7H14O3N】
3.溶解氧
（1）对混合液中的游离细菌来说，溶解氧保持在0.3mg/L
（2）若使曝气池内的微生物保持正常的生理活动，曝气混合液的溶解氧浓度一般宜保持在不低于2mg/L的程度（以曝气池出口处为准）
（3）在进口区，有机物相对集中，浓度高，耗氧速率高，溶解氧浓度很难保持在2mg/L，会有所降低，但不低于1mg/L
（4）曝气池内溶解氧不宜过高，溶解氧过高，过量耗能，在经济上不适宜
4.pH值
（1）具体影响
①引起细胞膜电荷的变化，从而影响对微生物对营养物质的吸收
②影响代谢过程中酶活性
③改变生长环境中营养物质的可给性
④pH值的变化能改变有害物质的毒性
⑤高浓度的氢离子可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性
（2）活性污泥微生物最适宜的pH范围是6.5-8.5，但活性污泥微生物经驯化后，对酸碱度的适应范围可进一步扩大，当污水（特别是工业废水）的pH值过高或过低时，应考虑设调节池，使污水的pH值调节到适宜范围后再进入曝气池。
5.温度
（1）微生物的最适温度是指在这一温度条件下，微生物的生理活动强劲、旺盛，表现在增殖方面则是裂殖速率快，时代时间短。（大肠杆菌：37-40℃）
（2）活性污泥微生物多属嗜温菌，适宜温度介于15-30℃，一般认为活性污泥处理厂能运行的最高和最低温度值分别在35℃和15℃
（3）寒冷地区考虑保温措施，同时可提高混合液中活性污泥浓度，降低BOD负荷率以及延长曝气时间等，高温考虑降温
6.有毒物质
（1）对微生物有毒害作用或抑制作用的物质很多，如重金属、氰化物、H2S等无机物质；
酚、醇、醛、染料等有机化合物
（2）毒性机理
①重金属离子（铅、镉、铬、铁、铜、锌等）对微生物产生毒害作用，与细胞中的蛋白
质结合，使其变性或沉淀
②酚类化合物对菌体细胞膜有损害作用，并使菌体蛋白凝固
③酚的许多衍生物有很强的杀菌功能
④甲醛能与蛋白质的氨基相结合，使蛋白质变性
（3）当有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害与抑制作用显露出来，称为有毒物质极限允许浓度。
二、活性污泥的性能指标及其有关参数
（一）绪论
1.（1）活性污泥的性能指标：
①混合液中活性污泥微生物量的指标；
②活性污泥沉降性与浓缩性的指标：
③活性污泥的活性评价指标
（2）活性污泥法的设计与运行参数
2.为使得系统正常运行，需要控制：
1)被处理的原污水的水质、水量得到控制,使其能够适应活性污泥处理系统的要求。
2)在系统中应保持一定数量的具有活性的活性污泥。
3)在混合液中保持能够满足微生物需要的溶解氧浓度。
4)在曝气池内,活性污泥、有机污染物、溶解氧三者能够充分接触,以强化传质过程。
（二）活性污泥的性能指标
1.活性污泥的性能决定着净化效果的好坏，在吸附阶段要求污泥颗粒松散、表面积大、易于吸附有机物；在泥水分离阶段，则希望污泥有好的凝聚和沉降性能。
2.表示活性污泥微生物量的指标
（1）混合液悬浮固体浓度(X)（MLSS）(mg/L)
①定义：废水和活性污泥混合液体的悬浮固体浓度即在曝气池单位容积混合液内所含有
的活性污泥固体物的总质量，用来间接计量活性污泥微生物量。
②MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
1）Ma——活性污泥微生物群体；
2）Me——活性污泥代谢产物；
3）Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物；
4）Mii——活性污泥吸附的无机物。
③混合液悬浮固体浓度(污泥浓度）
污泥浓度（mg/L）=（W2–W1）÷L
W1 ——过滤前，滤纸+ 称量瓶重量，mg；
W2 ——过滤后，滤纸+ 称量瓶重量，mg。
（2）混合液挥发性悬浮固体浓度(mg/L)（Xv）（MLVSS）
①定义：混合液悬浮固体中的有机物量。
②MLVSS=Ma+Me+Mi
（3）两者比较
①在条件一定时，f=MLVSS/MLSS （较稳定）
【对于处理城市污水的活性污泥系统，一般情况下f取0.75】
②MLSS表示悬浮固体物质总量，
MLVSS挥发性固体成分表示有机物含量；
MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。
③MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示
微生物的量。（更确切）
④对于普通活性污泥法，曝气池内污泥浓度常控制在3～4g/L。
3.表示活性污泥沉降性与浓缩性能的指标
（1）污泥沉降比(SV)
①定义：又称30min沉降比，混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥容积占混合
液容积的百分比（％）。
【30min可完成絮凝、成层沉淀过程，进入压缩沉降】
②功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量、剩余
污泥的排放时间和及时发现早期的污泥膨胀。
即当污泥沉降比超过正常运行的范围时，就排放一部分污泥，以免曝气池由于污泥多，耗氧快而造成缺氧情况，影响处理效果。但有时污泥沉降比大，是由于污泥的凝聚、沉降性能差，因此长期不能下沉，这是曝气池的工作不够正常的表现，这时就应该结合污泥指数等指标查明原因，采取措施。
③正常范围：15～30%
（2）污泥容积指数(SVI)【更好】
①曝气池出口处混合液经30分钟静置后，1g干污泥所形成的污泥体积，( mL/g)
②公式：
③功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能。
其值过低，说明泥粒密实，无机成分多；
其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；
④一般范围： 70~150 mL/g （处理城市污水时）
150左右的污泥要观察其中的微生物,一般来讲,SVI 大于200的污泥可以确定膨胀
（3）三者之间关系
污泥浓度（MLSS ）（mg/L ）=（W2–W1）÷L
污泥沉降比（SV ）（%）= V ÷1000×100%
污泥指数（SVI ）（ml/g ）= SV(%)×10 / MLSS
式中： V —— 1L 试样在1L 量筒中，静止30分钟沉淀后污泥所占的体积，ml ； W1 —— 过滤前，滤纸 + 称量瓶重量，mg ；
W2 —— 过滤后，滤纸 + 称量瓶重量，mg 。
3.活性污泥的活性评价指标
（1）活性污泥的比耗氧速率（SOUR ）
①定义：单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量，mgO2/(gMLVSS ·h)。 ②影响因素：DO 浓度，污泥龄，有机物浓度及其组成，温度等，测量温度一般控制在20℃。 ③一般活性污泥的SOUR 值： 8~20 mgO2/(gMLVSS ·h)
（三）活性污泥法的设计与运行参数
1.BOD 污泥负荷（Ns ）与BOD 容积负荷率（Nv ）
（1）BOD 污泥负荷（Ns ）
①定义：指单位时间内，单位质量的活性污泥在单位时间内能够接受，并将其降解到预定 程度的有机污染物量，kg （BOD ）/kg （MLSS ）·d 。
②污泥负荷也可称为食物与微生物比值，即F/M ，工程上用BOD -污泥负荷（Ns ）。Ns 过 高会引起污泥膨胀，一般Ns 取值在0.3d -1～0.5d -1之间。
③二者区别
F —指BOD 、COD （有机物或营养物） Sa ——进水BOD ，mg/L
M —— 污泥，一般以MLVSS 表示 Se ——出水BOD ，mg/L
Q ——污水流量，m3/d X ——MLSS ，mg/L
V ——曝气池容积，m3 Sr ——去除BOD ，mg/L
Ns ——BOD -污泥负荷 Nrs ——BOD -污泥去除负荷
（2）BOD 容积负荷率（Nv ）
①定义：指单位曝气池容积，在单位时间内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染 物量（BOD ），kg （BOD ）/m3·d 。
②公式
10-3→X N N s v =
③功能：污泥负荷是影响活性污泥增长速率、有机物去除速率、氧的利用速率以及污泥吸
附凝聚性能的重要因素。欲得到良好的处理效果，应很好地控制BOD 负荷。在曝气系统运行中，有时会出现污泥指数增高和污泥膨胀的现象，原因主要与污泥负荷有关，另外，在处理工业废水时，还与水质特性有关。 Ns ： <0.1 (kg/kgMLSS.d)为低负荷区 （内源呼吸期）
【完全氧化，很少用】
0.2~0.5 (kg/kgMLSS.d)为一般负荷区
（减速增殖末期）【大多数工厂】
0.5~1.5 (kg/kgMLSS.d)为污泥膨胀区，
（减速增殖期中期，一般不取）
1.5~
2.3(kg/kgMLSS.d)为高负荷区 。
（对数增殖期、减速增殖期初期）【工业废水】
（3）污泥容积系数（SVI ）与污泥负荷的相关关系
①污泥负荷过低时，可因两种情况引起SVI 升高：
一是营养物不足时，比表面积大的丝状菌生长快、占主要优势，造成SVI 升高； 二是形成菌胶团的细胞外多糖基质被细菌作为营养消耗，絮粒小，SVI 升高。 ②污泥负荷过高时，
微生物营养非常丰富，游离菌生长有利，菌胶团细菌趋于解絮成单体游离菌，以增加 比表面，也会使SVI 升高。
③避免BOD 污泥负荷介于0.5-1.5kg/(kgMLSS ∙d)
2.污泥龄θc （或污泥停留时间SRT ）
（1）每日排出系统外的活性污泥量
△X=Q W Xr+（Q -Q W ）Xe
（2） 活性污泥微生物在曝气池内每日净增殖量ΔX （kg/d ）
①定义：是微生物合成反应和内源代谢的综合结果
②公式：
bVX aQS X r -=∆ e a r S S S -= v d e a v VX K )S S (YQ X --=∆
a ——污泥产率（污泥转换率）
Sr ——污水中被降解、去除的有机污染物的浓度（BOD ），kg/m3
X ——曝气池混合液的活性污泥浓度，MLSS,kg/m3
b ——自身氧化率（衰减系数），d －1
Sa ——原水中有机污染物的浓度（BOD ），kg/m3
Se ——出水中有机污染物的浓度（BOD ），kg/m3
Y —— 污泥产率系数；
Kd ——微生物自身氧化率（衰减系数），d -1； 对于生活污水：Kd ＝0.05～0.1 Xv ——MLVSS
a 、
b 一般在工程设计与运行中应用，并以MLSS 为基准考虑
Y 、Kd 一般在科研和学术探讨上应用，且以MLVSS 为计算基准
⎩⎨⎧⇒=⇒=07.0)1.0~05.0(075.0~07.0)k (b 5.04.0)65.0~5.0(73.0~49.0)Y (a d 城市污水：～城市污水：对于生活污水：
（3）污泥龄θc 【生物固体停留时间SRT 】 ①定义：指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系 统内的微生物全部更新一次所需要的时间。从工程来说，在稳定的条件下，就 是曝气池内活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比。
②公式：X
VX △=c θ Θc ——污泥龄（生物固体平均停留时间）（d ）
△X ——曝气池内每日增长的活性污泥量，即应排出系统外的活性污泥量（kg/d ） X ——反应器内活性污泥浓度（kg/m 3）
③r
e r )(c X Q VX X Q Q X Q VX W W W ≈-+=θ 'r 10r 6
SVI
X =（Xr 是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函数）（r’一般取1.2左右） （4）污泥龄的意义
污泥龄是活性污泥法处理系统设计和运行的重要参数，它能够说明活性污泥微生物的状 况，世代时间长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁衍成优势种属。
因为不同泥龄代表不同微生物的组成，泥龄越长，微生物世代长，则微生物增殖慢，但其个体大，池容积大，效率低 ；反之，增长速度快，个体小，出水水质相对差。泥龄长短与工艺组合密切相关。一般θc 为3-10天。为较好的除去可溶性有机物应采用较小的θc ，为使污泥有较好的沉降性应采用中等大小的θc ，为减少污泥排放量应采用较长的θc 。 污水处理就是通过控制泥龄或排泥，优选或驯化微生物的组合，实现污染物的降解和转化。
（5）活性污泥微生物净增殖（也是剩余污泥量）的基本方程式
v d e a v VX K )S S (YQ X --=∆→d rs c K YN θ-=v 1/d v c K VX S S Q Y θ--=)(1b a
→计算污泥龄或确定Y 、Kd
3.污泥回流比R
（1）定义：指二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR 与污水流量Q 之比，常用%表示
（2）公式：Q
Q R R = 曝气池内混合液污泥浓度X 与污泥回流比R 和回流污泥浓度Xr 关系：X
X X R -=r ※（3）①SVI 一定，随着R 的增大，X 增大
②R 一定，SVI 增大，X 减小
③X 一定，SVI 增大，R 增大
4.曝气时间t （或水力停留时间HRT ）
（1）定义：污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间，也称平均水力停留时间（HRT ）
常以小时（h ）计
（2）公式：Q
V t V ——曝气池容积，m 3 Q ——污水流量，m 3/h
（四）
较高的污泥负荷，将加快有机污染物降解速度和活性污泥增长速度，曝气池容积减小，较经济，但处理水水质未必能够达到要求
较低的污泥负荷，将降低有机污染物降解速度和污泥增长速度，曝气池容积增大，建设费用增加，但处理水质有所改善
三、活性污泥法的运行方式
（一）概论
1.活性污泥法基本流程
经过预处理的污水进入一个有曝气装置的容器或构筑物，活性污泥就在这种装置中将废水中BOD 降解了，并产生新的活性污泥。当BOD 降到一定程度时，混合液一齐流入二次沉淀池，进行固液分离，上清液排放，沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池中，一部分作为剩
余污泥而排放。污泥除了具有氧化和分解污染物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能。
2.构成活性污泥法有3个基本要素
①引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；
②废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；
③DO ，没有充足的DO ，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
【通过曝气可以实现充氧与混合两个目的】
（二）传统活性污泥法（中低浓度有机废水）
1.流程
（1）预处理后的污水从曝气池首端进入池内，与二沉池回流的污泥同步注入
（2）污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端然后进入二沉池
（F/M 下降）
（3）在二沉池处理后的污水与活性污泥分离，剩余污泥排出系统，回流污泥回流至曝气池
2.有机物在曝气池内的降解，经历了吸附和代谢的完整过程，活性污泥经历了一个从池首端 的增长速率较快到池末端的增长速率很慢到内源呼吸期的过程。
3.有机物浓度随池长逐渐降低，需氧速率也逐渐降低。在池首端和前段混合液中的溶解氧浓 度较低，甚至可能是不足的，沿池长逐渐增高，在池末端溶解氧含量含量一般能在2mg/L
【定常供氧，前期不足，后期浪费】
4.优点
处理效果好，BOD 5去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水，对污水的处理程度比较灵活，根据需要适当调整
5.问题
（1）曝气池首端的有机物负荷高，耗氧速率也高，因此，为避免溶解氧不足的问题，进水有机物负荷不宜过高
（2）耗氧速率沿池长是变化的，供氧速率难以与其吻合、适应，在池前段供氧不足，后端溶解氧过剩
（3）曝气池容积大，占用的土地多，基建费用高
（4）对进水水质、水量变化的适应性较低，易污泥膨胀
【耐冲击负荷能力：曝气池对进水水质的适应能力】
6.普通活性污泥法的设计参数
污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d) 0.2-0.4 容积负荷(kgBOD5/m3.d) 0.3-0.6污泥龄c(d) 5-15 MLSS (mg/l) 1500-3000 MLVSS (mg/l) 1200-2400 回流比(%) 25-50
曝气时间HRT (h) 4-8 BOD5去除率(%) 85-95
（三）渐减曝气活性污泥法
对普通法的一种改进方法。将供氧量沿着废水推进方向渐渐减少，克服了供氧与需氧的不平衡，从而与同方向逐渐减少的有机物浓度和需氧量相对应。
（四）阶段曝气活性污泥法/分段进水
1.特点：
①在一定程度上缩小了耗氧和充氧的差距，降低能耗
②提高耐冲击负荷能力
③活性污泥浓度沿池长逐步降低
（五）再生曝气活性污泥法
1.①二沉池底部的污泥因缺氧活性受到一定抑制。
②再生曝气法设置一再生池，使污泥充分进入内源呼吸期的后期，提高活性。
③再生池不另行设置，而是将曝气池的一段设置成再生池
④其余按照传统活性污泥法运行，BOD去除率90%以上。
（六）吸附-再生活性污泥法/生物吸附活性污泥法
1.特点
活性污泥对有机物降解的两个过程（吸附、代谢稳定）分别在各自的反应器内进行
2.合建式吸附-再生活性污泥法工艺特点：
①吸附池接触时间较短（30-60min），可缩小吸附池容积；
②再生池仅对回流污泥曝气（剩余污泥不必再生），故节约曝气量，池容小；再生池容积
大于吸附池。总池容积低于传统活性污泥法。
③随负荷变化的适应性强，此法还利于避免丝状菌大量繁殖和污泥膨胀。
④缺点：去除率比普通法低，剩余污泥量多，不宜处理溶解性有机物较多的污水。
3.
（七）完全混合活性污泥法
1.传统活性污泥法缺点：
供氧需氧不均衡、微生物生长处于不稳定状态、易发生污泥膨胀现象
2.流程
（1）入流废水与回流污泥在曝气池中和原有池液迅速混合
（2）污水在曝气池内分布均匀，各部位的水质相同，微生物群体的组成和数量几乎一致，各部位有机物降解工况相同，通过对F/M值的调整，可将整个曝气池工况控制在良好状态
3.完全混合活性污泥法处理系统和推流式活性污泥法相比：
①池内各部分微生物种类和数量基本相同
②耐冲击负荷能力强。进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液所稀释、均化。
③污泥负荷率高于推流式活性污泥法。因为，各部位的浓度都相同，因此，有可能通过对
F/M的调整，是整个池内处于高效状态。
④需氧速率相同，动力消耗低于推流式活性污泥法。
⑤完全混合活性污泥法容易发生污泥膨胀现象，因为，池内对微生物的降解动力低。
⑥完全混合活性污泥法处理水质略差于推流式活性污泥法。
（八）延时曝气活性污泥法（完全氧化活性污泥法）
1.延时曝气活性污泥法为长时间曝气的活性污泥法，一般曝气反应时间在24h以上。低负荷，去除率高、污泥量少，处理效果稳定。流态多为完全混合式。缺点是占地面积大、曝气量大。
2.特点：
1）曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量少且稳定，池容大；污
泥龄长达20-30d
2）Ns非常小，只有0.05～0.10 kgBOD/kgMLSS·d；
3）出水水质好，对原污水有较强的适应能力，无需设初沉池，适合于小城镇污水和工业
废水处理（Q≤4000m3/d）。污泥不需进行厌氧消化处理；
4）基建费和运行费较高。
（九）高负荷活性污泥法系统
1.也称短时曝气活性污泥法或不完全处理活性污泥法
2.特点：
1）曝气时间短（1.5～3.0h）。Ns高（1.5～3.0kgBOD/kgMLSS·d），ηBOD<（70～75）%。2）池容小，出水水质不好
（十）深层曝气法
1. 曝气池水深达7m以上均属于深层曝气池。
2.主要特点：
1）曝气池内水很深，水压增大，提高了混合液的饱和溶解氧浓度，从而加快了氧传入液相的速度，有利于活性污泥微生物的增殖和对有机物的降解；
2）由于曝气池朝竖向深度发展，使得池子平面面积减少，降低了占用的土地面积。
3.方法：深水中层曝气法、深水底层曝气法、深井曝气法
4. 深层曝气
（1）一般深水曝气池直径约1~6m，水深约10～20m。深井曝气法深度为50～150m，节省了用地面积。
（2）在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。
（3）深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有一定的变化。
（4）深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。
（5）当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下水。
（十一）浅层曝气活性污泥法
1.浅层曝气法的理论基础：气泡在形成和破裂的瞬间氧传递速率最大，在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可获得较高的氧传递速率。
2.浅层曝气系统曝气池的空气扩散装置多为由穿孔管制成的曝气栅，设置在曝气池的一侧，扩散器放置在水面以下0.6~0.8m为宜。
3.浅层曝气曝气池水深3~4m，以浅者为好。浅层池适用于中小型规模的污水厂。与一般曝气相比，空气量增大，风压仅为一般曝气的1/3~1/4，因此电耗下降。
4.由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。
（十二）纯氧曝气活性污泥法
1.优点：
1）氧利用率可达80~90%，而鼓风曝气系统仅为10%左右；
2）曝气池内混合液的MLSS值可达4000~8000mg/L，提高了曝气池容积负荷；
3）曝气池混合液的SVI值较低，一般都低于100，污泥膨胀现象较少发生；
4）产生的剩余污泥量少。
2.缺点：
1）纯氧发生器装置复杂，易出现故障，运行管理麻烦；
2）装置需密闭，结构要求高
（十三）具体各种工艺的设计与参数，具体总结如下：
a、BOD负荷：一般BOD污泥负荷0.2～0.4，延时曝气法低（<0.1），高负荷活性污泥法
BOD污泥负荷>1.5，；而对特殊的深井曝气和纯氧曝气因氧的传质改善，可以把BOD 荷设计在0.5～1.5之间。
b、泥龄：对一般的活性污泥法工艺以及深井曝气和纯氧曝气工艺，其泥龄一般在5～15d，
多数6～8d；高负荷活性污泥法泥龄2.5d以下；而延时曝气则一般在20d以上。
c、曝气池混合液浓度（X）：一般在3000mg/L左右。延时曝气、合建式完全混合活性污
泥法以及深井曝气略高。
d、污泥回流比：一般在100％以下，多数在50％左右；而延时曝气、合建式完全混合活
性污泥法回流比在100％以上。
e、曝气时间：一般在8h以下，多数为4～6h。但延时曝气一般在20h以上；高负荷工艺
以及深井曝气工艺曝气时间很短。
四、曝气的原理、方法与设备
（一）概述
1.曝气装置的作用:
（1）向曝气池供给微生物增长及分解有机污染物所必需的氧气
（2）进行混合搅拌，使活性污泥与有机污染物质充分接触
2.曝气系统总体上可分为鼓风曝气和机械曝气2大类。
（二）曝气的理论基础－双模理论
1.原理
(1) 在气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和
液膜，在其外侧则分别为气相主体和液相主体，两个主体均
处于紊流状态。
【气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜与液膜而进入液相主体】
(2) 由于气液两相的主体均处于紊流状态，其中物质浓度基本上是均匀的，
不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体分子从气相主体传递到液相主
体，阻力仅存在于气、液两层层流膜中。
【膜厚度由相应气液流速决定】
(3)在气膜中存在着氧的分压梯度，在液膜中存在着氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力
①在气膜中，氧分子的传递动力很小，气相主体与界面之间的氧的分压差值p－pi很低，
一般认为p≈pi。这样，界面处的溶解氧浓度值Cs，是在氧分压为p条件下的溶解氧的饱和浓度值。
②如果气相主体中的分压为一个大气压，则p就是大气压中的氧分压(约为1个大气压的
1/5)。
(4)氧难溶于水，并且氧转移决定性的阻力又集中在液膜上，因此，氧分子通过液膜的转移 速度是氧转移过程的控制速度
2.公式：气体传递速率
()C C A K dt dm s l -=
dm/dt ——氧的传递速率，g/h ； Kl ——液膜部分氧的扩散系数，m/h ；
A ——气液界面接触面积，m2； Cs ——液相中氧的饱和浓度，mg/L ；
C ——液相内氧的实际浓度，mg/L 。
由于dm ＝V ·dC (V 为液体的体积)，则前式可改写为：()C C V A K dt dC s l -=
()C C K dt dC s La -=※※※
dC/dt ——液相中氧的变化速率，mg/(L ·h)；
KLa —氧总转移系数，1/h, 当氧转移阻力较大时，KLa 较小，而阻力较小时，则KLa 较大。 Cs ——液相内氧的饱和浓度，mg/L ；
C ——液相内氧的实际浓度，mg/L 。
V A
K K l La ⋅= 1/Kla ，h 表示曝气池中溶解氧浓度从C 提高到Cs 所需的时间。
在曝气充氧中，为了提高氧转移速率，可以从两个方面着手：
1）提高KLa 值：可通过加强液体的湍流运动、减小液膜厚度和快速更换气、水界面，以及 使曝气气泡细小，增大气、水接触面积等来达到；
2）提高Cs 值：可通过加大气相中的氧分压，如采用纯氧曝气、深水曝气等达到。
2112log 13.2C C C C t t K s s
La --⋅-=
（三）氧转移的影响因素
1.水质
（1）影响因素
①由于污水中存在着溶解性有机物，特别是某些表面活性剂，如短链脂肪酸和乙醇等，这
类物质的分子属两性分子，它们将聚集在气、液界面上，阻碍氧分子的扩散转移。由于 它们增加了氧转移过程的阻力，因此，造成了KLa 值的下降。因此，引入小于1的α修 正系数，α一般取0.8-0.85。
②氧在水中的饱和度也受水质的影响，主要是含盐量的影响，因此引入小于1的系数β以 修正污水中含盐量对氧饱和度的影响，β一般取0.9-0.97。
（2）公式 2.水温
（1）水温高，液体粘滞度降低，扩散度增加，氧转移系数增加，其关系为 :
KLa (t)＝KLa (20)×1.024t －20
)()(s 清水污水C C s =β)(K )(La 清水污水La K =α
KLa (t)——温度为t 时的氧转移系数； KLa (20)——温度为20℃时的氧转移系数； t ——计算温度，℃； 1.024——温度系数。
（2）氧饱和度也受温度影响。水温升，Cs 下降。这时KLa 值虽增大，但液相中氧的浓度梯 度却减小，因此，水温对氧的转移有两种相反的影响，但并不完全抵消，而是水温低 将有利于氧的转移。
3.氧分压
（1）Cs 值受氧分压或气压的影响。气压↓，Cs ↓，反之则提高。在当地气压不是一个标准 大气压时，C 值应乘以如下修正系数：ρ——压力修正系数
（2）曝气装置出口处：
H
p b ⨯⨯+⨯=35108.910013.1
水面上：1个大气压，Cs 随气泡的上升降低，气泡中的氧含量也降低
（3）曝气池整体
（4）泡从曝气池逸出时氧的百分数（％）
EA ——扩散装置（扩散器）的氧的转移效率，一般为6～12％
1-EA ——气泡中未被转移的氧的百分数
21（1-EA ）——气泡中未被转移的氧量
79+21（1-EA
）——气泡离开池面的空气量
（5）对于鼓风曝气池
4.其他
（1）氧的转移系数，还与气泡的大小、液体的紊动程度和气泡与液体的接触时间有关。
（2）气泡尺寸小，则接触界面A 较大，将提高KLa 值，有利于氧的转移；但气泡小，则不 利于紊动，对氧转移也有不利影响。
（3）紊动程度大，接触时间长(水层深)，则KLa 值大，反之则小。
（4）计算：
①实际条件下转移到曝气池混合液的总氧量的计算：
3
5108.910013.1⨯⨯+⨯=H P b 式中，
②转移到曝气池的总氧量R为：
③标准条件下总需氧量R0(水温20摄氏度，一个标准大气压，脱氧清水测试）
（四）曝气的方法与设备
【1】绪论
1.通常采用鼓风曝气、机械曝气，以及两者联合使用的鼓风-机械混合曝气，某些情况下也采用射流曝气。
2.方式
（1）鼓风曝气：将压缩空气通过管道系统送入池内的散气设备，以气泡形式分散进入混合液。
（2）机械曝气：利用装设在曝气池内的叶轮的转动，剧烈地搅动水面，使液体循环流动，不断更新液面并产生强烈水跃，从而使空气中的氧与水滴或水气的界面充
分接触，转入液相中去。
（3）射流曝气：利用水射流泵将空气吸入，使空气与水充分混合并溶解的曝气方式。
3.曝气器性能的主要指标：
（1）动力效率（Ep）：消耗单位电能转移到混合液中的氧量。（kgO2/KW•h）
（2）氧的利用率（EA）或氧的转移效率：通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量占总氧量的百分比。
（3）充氧能力(EL)：通过机械曝气装置的转动，在单位时间内转移到混合液中的氧量，表示一台机械曝气装置的充氧能力。（kgO2/h）
评定鼓风Ep, EA；评定机械Ep, EL
【二】扩散器
1.鼓风曝气由空气净化器，鼓风机，空气输配管系统和浸没于混合液中的扩散器组成；
关键部件是扩散器
2.作用：空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。
3.类型
①（微）小气泡扩散器②中气泡扩散器③大气泡扩散器
④水力剪切型空气扩散装置⑤水力冲击型空气扩散装置
4.（微）小气泡扩散器
（1）扩散板
①是用多孔性材料制成的薄板，有陶土制、塑料制或其他材料制成的，其形状可做成方形
或长方形，方形扩散板尺寸通常为300×300×（25－40)mm，扩散板安装在池底一侧的预留槽上，空气由竖管进入槽内，然后通过扩散板进入混合液。
②特点：扩散板的通气率一般为l－1.5m3/m2·min，气泡小(直径在2mm以下)，氧利用率
约10％以上，常见Ea=15%-25%.充氧动力效率约为2kgO2/kWh。
③缺点是板的孔隙小、空气通过时压力损失大、容易堵塞。
（2）扩散管
①扩散管是由陶质多孔管组成，其内径44－75mm，壁厚6－14mm，长60Omm，每l0根
为一组，通气率为12－15m3/根·h。
②目前用软管代替陶质多孔管
（3）膜片式微孔空气扩散器
①曝气器的气体扩散装置采用微孔合成橡胶膜片，膜片上开有150－200m的同心圆布置
的5000个自闭式孔眼。
②优点：不堵塞，可以省去空气滤清装置。
③当充气时空气通过布气管道，并通过底座上的孔眼进入膜片和底座之间，在空气的压力
作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的。
5.中气泡扩散器
（1）穿孔管的孔眼直径为3～5mm，孔口气体流速不小于10m/s，以防堵塞，其特点是氧利用率低约4%-6%，但空气压力损失较小约1kgO2/kWh ；常用于浅层曝气池
（2）莎纶管以多孔金属管为骨架，管外缠绕莎纶绳。金属管上开有许多小孔，压缩空气从小孔溢出后，从绳缝中以气泡形式挤入混合液。
（3）网状膜扩散器
①采用网状膜代替曝气盘用的各种曝气板材，网很薄，网上的孔径笔直，滤水透气效果均
优于微孔板材，不易发生堵塞
②网膜采用聚醋酸纤维制成，网状膜曝气器采用底部供气，空气经分配器第一次切割后均
匀分布到气室内，高速气流经切割分配到网状膜的各个部位受到阻挡，然后通过特质网膜微孔的第二次切割形成微小气泡（直径2-3mm），均匀分布扩散到水中
③不易堵塞，氧利用率12-15%
6.大气泡扩散器
（1）常用的是曝气竖管，直径为15mm左右，底口敞开;
（2）特点:气泡大(直径3mm以上)，分布不匀，氧利用率低，不易堵塞。
7.射流曝气器
（1）常称为射流曝气器，气泡直径在100μm左右，射流曝气器通过混合液的高速射流，（2）将鼓风机引入的空气切割粉碎为微细气泡，与混合液充分接触混合，促进氧的传递。
【三】鼓风机
1.罗茨鼓风机
适用于中小型污水厂，最常用单机风量80m3/min左右；风压0.5Mpa的最稳定，采用较多。但噪声大，必须采取消音、隔音措施。
2.离心式鼓风机
噪音小，效率高，适用于大中型污水厂。这是一种叶片式气体压缩机。
【四】机械曝气
1.机械曝气是用安装于曝气池表面的曝气机来实现的,通过剧烈地搅动水面，使空气中的氧溶解于水中。通常，曝气机兼有搅拌和充氧作用，使系统接近完全混合型。
2.按传动轴的安装方向，机械曝气器分为竖式（纵轴）和卧式（横轴）两类。
（1）竖轴式机械曝气装置----叶轮式
①竖式(立轴式)表面曝气机械（mechanical surface aerator）的成套设备有多种形式，其机
水质工程学下册习题及答案 水质工程学下册习题及答案 水质工程学是研究水体污染控制和水质改善的学科，它涉及到水体的化学、物理和生物方面的知识。下面将介绍一些水质工程学下册的习题及答案，希望对学习水质工程学的同学有所帮助。 一、选择题 1. 水体中常见的有机污染物是指： A. 悬浮物 B. 溶解物 C. 水中生物 D. 有机物 答案：D. 有机物 2. 下列哪种物质对水体有氧生物的生长有抑制作用？ A. 溶解氧 B. 悬浮物 C. 氨氮 D. 高温 答案：C. 氨氮 3. 下列哪种物质是造成水体富营养化的主要原因？ A. 悬浮物 B. 有机物 C. 氨氮
D. 磷酸盐 答案：D. 磷酸盐 4. 下列哪种物质是造成水体腐败的主要原因？ A. 悬浮物 B. 有机物 C. 氨氮 D. 磷酸盐 答案：B. 有机物 5. 下列哪种物质对水体有毒作用？ A. 溶解氧 B. 悬浮物 C. 氨氮 D. 重金属 答案：D. 重金属 二、填空题 1. 水体中的溶解氧主要来源于________。 答案：大气和光合作用。 2. 水体中的氨氮主要来源于________。 答案：有机物的分解。 3. 水体中的磷酸盐主要来源于________。 答案：农田和城市排放的废水。 4. 水体中的有机物主要来源于________。
答案：工业废水和生活污水。 5. 水体中的重金属主要来源于________。 答案：工业废水和矿山排放。 三、简答题 1. 请简要介绍一下水体富营养化的原因及其对水环境的影响。 答案：水体富营养化是指水体中的营养物质（如磷酸盐和氮）过多导致水体中 藻类过度繁殖的现象。其主要原因是农田和城市排放的废水中含有大量的营养 物质，进入水体后促进了藻类的生长。水体富营养化会导致水中溶解氧的减少，造成水体缺氧，影响水生生物的生存。同时，过度繁殖的藻类会消耗大量的氧气，导致水体中的氧气含量下降，对水生生物造成危害。 2. 请简要介绍一下水体污染的治理方法。 答案：水体污染的治理方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方 法主要是通过过滤、沉淀、吸附等方式去除水中的悬浮物和颗粒物；化学方法 主要是通过添加化学药剂，如氯化铁、聚合氯化铝等，使污染物沉淀或凝结， 从而去除水中的有机物和重金属离子；生物方法主要是利用生物体对污染物进 行降解和转化，如利用微生物降解有机物、利用水生植物吸收磷酸盐等。此外，还可以采用生态修复的方法，通过调整水体的生态系统结构和功能，恢复水体 的自净能力。 以上是水质工程学下册的一些习题及答案，希望对学习水质工程学的同学有所 帮助。水质工程学是一个综合性的学科，需要掌握一定的化学、物理和生物方 面的知识。通过不断学习和实践，我们可以更好地理解和应用水质工程学的知识，为保护和改善水环境做出贡献。
水污染控制工程下册重点知识点 第九章污水水质和污水出路 1、污水类型:生活污水、工业废水、初期雨水、城镇污水 2、物理指标:温度、色度、嗅和味(异臭:S和N化合物、挥发性有机物、氯气、总固体(溶解性固体DS、悬浮固体SS)固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体VS、固定性固体FS 3、有机物指标:BOD、COD、TOC、TOD (燃烧化学氧化反应) 4、无机物指标:PH (6-9)、植物营养元素、重金属、无机性非金属有害物（总砷、含硫化合物、氰化物） 5、生物指标:细菌总数、大肠菌数、病毒 6、自净作用:物理、化学、生物 7、混合过程:竖向混合阶段、横向混合阶段、断面充分混合后阶段(POP下降) 8、根据BOD5与DO曲线，可以把该河划分为清洁水区、污染恶化区、恢复区、清洁水区 9、污水排放标准：浓度标准、总量控制标准、国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准 10、一级处理:主要去除 SS 、 COD 、 BOD 11、二级处理:去除有机物(90%) 12、三级处理:去除 N 、 P ,色度 第十章污水的物理处理
1、污水的物理处理法去除对象主要是污水中的漂浮物和悬浮物，采用的主要方法有：筛滤截留法、重力分离法、离心分离法 2、格栅作用:截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物 3、格栅设计的主要参数:确定栅条间隙宽度 4、按格栅形状，可分为平面格栅、曲面格栅 5、曲面格栅:固定曲面格栅、旋转鼓式格栅 6、清渣方式:人工清渣(过水面积不小于灌渠有效面积的2倍)机械清渣(1.2倍) 7、工业废水根据水质确定是否有沉砂池 8、水流适当流速:0.4-0.9 污水通过格栅:0.6-1 最大 1.2-1.4 9、在典型的污水处理厂中沉淀法可用于下列几个方面：污水处理系统的预处理、污水的初级处理、生物处理后的固液分离、污泥处理阶段的污泥浓缩 10、沉淀类型:自由沉淀(水中悬浮固体浓度不高) 、絮凝沉淀(悬浮颗粒浓度不高(活性污泥二沉池中间)、区域沉淀(悬浮颗粒浓度高，二沉池下部、重力浓缩开始) 、压缩沉淀(高浓度悬浮颗粒，污泥浓缩、重力浓缩) 11、斯托克斯公式u=(P 固-P gd2/18μ 12、水温上升,黏度减小、沉速增大 13、理想沉淀池:进口区、沉淀区、出口区、缓冲区、污泥区 14、沉淀池工作原理:利用水中悬浮颗粒可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用
绪论 一、主要处理方法 （1）物理处理法： 格栅、沉淀、离心、气浮等等——水中的漂浮物、悬浮物以及颗粒物质。 （2）物化处理法： 混凝、吸附、萃取、膜分离、离子交换等等——处理对象因方法而异 （3）化学处理法： 离子交换、消毒、中和、化学沉淀、氧化还原等——除去水中的溶解性或胶体性的物质。（4）生物处理法： 溶解、胶体态有机物 二、生物处理法 （一）代谢过程 1.新陈代谢：微生物不断从从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应， 在体内不断进行物质转化和交换过程 2.分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量，有机物转化为稳定物质 3.合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成分，机体制造自身 （微生物的细胞物质） （二）方法 1.利用微生物氧化分解有机物这一功能，并强化这一过程，去除废水中胶体和溶解性有机 物的方法 2.生物处理的主要作用者是微生物，根据反应中氧气的需求，可把细菌分为好氧菌、兼性 菌和厌氧菌。 3. A、好氧生物处理法（如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等） （1）好氧生物处理指有分子氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物为无机物，使其稳定、无害化的处理方法。 （2）处理对象：以胶体或溶解态存在的有机物。 （3）适用范围：中、低浓度有机废水，或BOD5小于500mg/L的有机废水。 （4）特点：反应速度较快，所需反应时间较短，故处理构筑物容积小，处理过程散发臭气较少 （5）主要有：活性污泥法、生物膜法、氧化塘、污水灌溉 B、厌氧生物处理法 （1）在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。 （2）厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。 （3）特点： ①由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。 ②剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等优点。 ③其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。为维持较高的 反应速度，需维持较高的温度，就要消耗能源。
●课程教学目的 本课程是环境工程专业必修的主要专业课之一，以讲授水处理单元操作为主，目的是使学生对水、废水与污染物的性质、来源、水质标准及控制水污染的基本途径和治理方法有较全面深入的了解，初步掌握水污染治理技术。 ●教学任务 本课程的任务是讲授水处理方法的基本知识，配合实验、学习、课程设计、毕业专题等教学环节，最终使学生掌握水处理的基本理论与工程技术，为进行水处理工程设计、科学研究和运行管理打下基础。 ●教学内容的结构 一、理论教学 第一篇水质与水处理概论 第 1 章水质与水质标准 1.1 天然水中杂质的种类与性质 1.2 水体的污染和自净 1.3 饮用水水质与健康 1.4 用水水质标准 1.5 污水的排放标准 第 2 章水的处理方法概论 2.1 主要单元处理方法 2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用 2.3 水处理工艺流程 第二篇物理、化学及物理化学处理工艺原理 第 3 章凝聚和絮凝 3.1 胶体的稳定性 3.2 混凝原理 3.3 混凝剂 3.4 混凝动力学 3.5 混凝过程 3.6 混凝设施 3.7 混凝试验 第 4 章沉淀 4.1 杂质颗粒在静水中的沉淀 4.2 平流式沉淀池 4.3 斜板、斜管沉淀池 4.4 澄清池 4.5 水中造粒 4.6 浓缩 4.7 气浮 第 5 章过滤 5.1 慢滤池与快滤池 5.2 颗粒滤料 5.3 快滤池的运行 5.4 过滤理论 5.5 滤层的反冲洗
5.6 几种常见的滤池 第 6 章吸附 6.1 吸附概述 6.2 活性炭吸附 6.3 活性炭吸附的应用 6.4 活性炭的再生 6.5 水处理中的其它吸附剂 第 7 章氧化还原与消毒 7.1 概述 7.2 氯氧化与消毒 7.3 臭氧氧化与消毒 7.4 其他氧化与消毒方法 7.5 高级氧化概述 第 8 章离子交换 8.1 离子交换概述 8.2 离子交换反应 8.3 离子交换装置及运行操作 8.4 离子交换的应用 第 9 章膜滤技术 9.1 概述 9.2 微滤和超滤 9.3 反渗透和纳滤 9.4 电渗析 9.5 膜滤技术在水处理中的应用 第 10 章水的冷却 (自学部分) 10.1 水的冷却原理 10.2 冷却的热力学问题 10.3 冷却水的水质与水处理 第 11 章腐蚀与结垢 (自学部分) 11.1 腐蚀类型与过程 11.2 影响腐蚀的因素与腐蚀形式 11.3 水质稳定指数 11.4 水质稳定处理 第 12 章其它处理方法 (自学部分) 12.1 中和 12.2 化学沉淀 12.3 电解 12.4 吹脱、汽提法 12.5 萃取法 第三篇生物处理理论与应用 第 13 章活性污泥法 13.1 活性污泥法的理论基础 13.2 活性污泥的性能指标及其有关参数 13.3 活性污泥反应动力学及其应用
《水质工程学》课程知识要点 1.设计供水量应根据下列各种用水确定：综合生活用水、工业企业生产用水和工作人员生活用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水、未预见用水量及管网漏失水量。 2、通向加氯(氨)间的给水管道，应保证不间断供水，并尽量保持管道内水压的稳定。 3.药剂仓库的固定储备量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的7-15天用量计算，其周转储备量应根据当地具体条件确定。 4、水和氯应充分混合。其接触时间不应小于30min。 5.设计沉淀池和澄清池时应考虑均匀的配水和集水。 6、地下水除铁曝气氧化法的工艺：原水曝气-氧化-过滤。 7.设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为0.5-0.6 m/s,末端流速一般宜为0.2-0.3m/s。 8、三层滤料滤池宜采用中阻力配水系统。 9.异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于1.0 m；底部配水区高度不宜小1.5m。 10、平流沉淀池的每格宽度(或导流墙间距)，一般宜为3-8m，最大不超过15m，长度与宽度之比不得小于4；长度与深度之比不得小于10。 11.快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统，大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为0.20%-0.28%。 12、凝聚剂的投配方式为湿投时，凝聚剂的溶解应按用药量大小、凝聚剂性质，选用水力、机械或压缩空气等搅拌方式。 13.地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用接触氧化法。 14、工业企业生产用水系统的选择，应从全局出发，考虑水资源的节约利用和水体的保护，并应采用复用或循环系统。 15、反渗透法：在膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。 16、混凝剂：为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的药剂。 17、饱和指数：用以定性地预测水中碳酸钙沉淀或溶解倾向性的指数，用水的实际PH值减去其在碳酸钙处于平衡条件下理论计算的PH值之差来表示。 18、径流系数：径流量与降雨量的比值称径流系数，其值常小于1。 19、机械搅拌澄清池：利用机械的提升和搅拌作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分离沉淀的构筑物。 20、硝化：在消化细菌的作用下，氨态氮进行分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在亚消化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸氮，然后亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氮。 21、虹吸滤池：一种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水互相连通，反冲洗水由未进行冲洗的其余滤格的滤后水供给。过滤方式为等滤速、变水位运行。 22、如何衡量平流式沉淀的水力条件?在工程实践中为获得较好的水力条件，采用什么措施最为有效? 以雷诺数Re和弗劳德数Fr来衡量平流式沉淀池的水力条件。通常应降低Re、提高Fr。工程实践中为获得较好的水力条件，有效的措施是减少水力半径。池中采用纵向分格及斜板、斜管沉淀池。 23、什么叫“负水头”?它对过滤和冲洗有和何影响?如何避免滤层中“负水头”产生? 负水头是指滤层截留了大量杂质以致砂而以下某一深度处的水头损失超过该处水深。负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊。气囊对过滤有破坏作用，一是减少了过滤面积;二是气囊的上升可能将部分细滤料和轻质滤料带出，破坏滤层结构。避免出现负水头的方法可以采用增加砂而上的水深，或令滤池出口位置等于或高于滤层表而。 24、影响混凝效果的主要因素有哪些? （1）混凝剂的种类和投量（2）水力条件和作用时间（3）水温影响（4）水的PH值和碱度影响（5）水中悬浮物浓度影响（6）水中杂质影响 25、斜管沉淀池的理论根据是什么?为什么斜管倾角通常采用60°? 斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀而积,又可以利用斜管解决排泥问题。斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为60°最好。 26、进水管U形存水弯有何作用? 进水管设置U形存水弯的作用，是防止滤池冲洗时，空气通过进水管进入虹吸管从而破坏虹吸。当滤池反冲洗时，如果进水管停止进水，U形存水弯即相当于一根测压管，存水弯中的水位将在虹吸管与进水管连接三通的标高以下。这说明此处有强烈的抽吸作用。如果不设U形存水弯，无论进水管停止进水或继续进水，都会将空气吸入虹吸管。 27、什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多? 统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等用水。分质给水，可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网,将不同水质的水供给各类用户，也可以是不同水源，例如地表水经简单沉淀。分压给水，因水压要求不同而分系统给水，有同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压管网，以节约能量消耗。目前应用最多的是统一给水系统。
1. 污水中污染物分，哪几类？污水中可生物降解有机物的降解分为哪几个阶段？ 答：污染物按性质分有污染物和无机污染物，按形态可分为悬浮状态与溶解状态。可生物降解的有机物的降解分为两个阶段：（一）碳氧化阶段即含碳的有机物在异氧菌的作用下被氧化为CO 2，H 2O ，含N 有机物被氧化为NH 3；（二）硝化阶段，既在自氧菌作用下，NH 3被氧化为NO 2—和H 2O ，然后NO 2—被氧化为NO 3—。 2. 何谓沉淀池的表面负荷？它的物理意义是什么？沉淀池在深度方向与宽度方向的水流速度分布不均匀对悬浮物的去除率有何影响？答：表面负荷即：A Q ，即单位时间内通过沉淀池单位面积的流量。物理意义：又称表面负荷或溢流率，它的数值等于颗粒沉速μ0，若需要去除 的颗粒沉速μ0确定后，则表面负荷q 也就确定，又因为平流理想沉淀池去除率仅决定于表面负荷q 及沉速μt 。 深度方向：对悬浮物去除率无影响。密度方向：是影响悬浮物去除率的主要影响因素。 3. 何谓吸附等温线？常见的吸附等温线有哪几种类型？吸附等温式有哪几种类型？吸附等温式有哪几种形式？答：在温度一定的条件下，吸附量随制服质平衡浓度的提高而增加，把吸附量随吸附质平衡浓度而变化的曲线称为吸附等温线常见有两种：吸附等温式：（1）郎谬公式： b c ab q 1111+ ?= （a ，b 是常数）（2）BET 公式? ?? ?? ?--=S S C C B H C C BCq q )1()(0 （B 是常数）（3）弗兰德利希经验式：C n K q n KC q lg 1lg lg 1+==或 4. 生物脱氮的过程有哪几个阶段？目前最常用的生物脱氮工艺流程是哪一种？ 答：生物脱氮的过程：（1）氨化反应：有机氮化合物在氨化菌作用下，分解为氨态氮；（2）硝化反应：在硝化菌的作用下，氨态氮先在亚硝酸菌作用下转化为亚硝酸氮，继之在硝酸菌作用下转化为硝酸氮；（3）反硝化：NO 3—N 和NO 2—N 在反硝化菌的作用下，被还原为N 2，另一部分通过同化反硝化最终合成有机氨化合物。目前常用的工艺流程是A —O 工艺，既前置反硝化脱氮系统。 5. 分别举出含氰废水、含铬废水、含酚废水的两种处理方法？答：含氰废水的去除方法：碱性氯化法、臭氧法 含铬废水的去除方法：药剂氧化法、Ba 2+盐沉淀法含酚废水的去除方法：臭氧法和电解法 1、何谓水环境容量？它包括哪几部分？答：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物负荷量，又称水体纳污能力。它包括差值容量与同化容量。 2、根据斯托克斯公式，影响自由沉淀颗粒速度U 有哪些影响因素？ 答：a 、影响沉速U 的决定因素是ρg -ρy ，当ρg <ρy 时U 为负，颗粒上浮；ρg >ρy 时U 为正，颗粒下沉；ρg =ρy 时颗粒在水中随机。b 、流速U 与颗粒直径d 2成正比。c 、U 与液体粘滞度μ成反比。 3、用石灰石对硫酸废水进行过滤中和时应注意什么问题？目前最常用的石灰石过滤中和是哪种形式？它有何优点？答：由于硫酸钙在水中的溶解度很小，此盐不仅形成沉淀，而且当硫酸浓度很高时，在药剂表面会产生硫酸钙的覆盖层，影响和阻止中和反应的继续进行，所以应控制废水的极限浓度，目前常用的是恒滤速升流膨胀中和滤池，优点是操作简单，出水pH 值比较稳定，沉渣量少。 4、吸附工艺中，何谓吸附带与穿透曲线？静态吸附时，当吸附剂与吸附质达到吸附平衡时（此时吸附剂未饱和），再往废水中投加吸附质，请问吸附平衡是否被打破？吸附剂吸附量是否有变化？答：吸附带是指正在发生吸附作用的那段填充层。以通水时间t （或出水量Q ）为横坐标，以出水中吸附质浓度C 为纵坐标所绘制的曲线称为穿透曲线。静态吸附时，当吸附剂与吸附质达到吸附平衡时（此时吸附剂未饱和），再往废水中投加吸附质，吸附平衡将被打破，吸附剂吸附量增加。 5、卡门过滤方程式的物理意义是什么？ 答：卡门公式描述了在压力一定的条件下过滤时，滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的干固体重量与滤饼阻力的关系。 1. 利用低基质浓度下基质降解的生化反应动力学方程式，推导出完全混合曝气池稳定条件下的基质降解关系式？（8分） 在稳定条件下，对系统中有机底物进行物料平衡，有下式：0)(0 =++-+dt dc v Se RQ Q RQSe Q S （1）经整理后：dt ds v Se S Q -=-)(0 （2）在稳定条件下，各质点的有机底物降解速度是一个常数：xSe K dt ds 2=即： （3） 将（3）代入（2）得：Se K xt Se S xv Se S Q 2 00)(=-=- （4）Se Ks xSe V dt ds +=-max Θ 代入（2） 得 Se Ks Se V xt Se S xv Se S Q +=-=-max 00)( 以BOD 去除量为基础的BOD —污泥去除负荷 Se Ks Se V Se K xt Se S Nrs +==-=max 20 对（4）整理：xt K S Se 2011+= xt K xt K S S S 22001e +=-=∴η有机物降解率
有机物污染指标：bodcodtodtocthod。 污水的生物性质及指标：大肠菌群数和大肠菌群指数；病毒；细菌总数。 格栅：按形状：平面格栅曲面格栅。按清渣方式：人工清除格栅机械清除格栅。按栅条净间隙：粗格栅(50~100mm)中格栅(16~40mm)细格栅(3~10mm)。 沉砂池：按水流方向的不同：平流式竖流式旋流式。按池型可分为平流式沉砂池竖流式沉砂池曝气沉砂池旋流式沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。其优点是：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。按生物除磷设计的污水处理厂，为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。旋流式沉砂池近年来日益广泛使用，是利用机械力控制流态与流速，加速颗粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点 沉淀池：分类：平流式竖流式辐流式。分区：进水区沉淀区缓冲区污泥区出水区 活性污泥的形态与组成：一般为黄色或褐色。含水率很高，一般在99%以上，其比重介 于1.002-1.006之间。每毫升活性污泥表面积介于20-100cm2。活性污泥的组成：2.微生物自身氧化的残留物(Me)3.污水挟入的并被微生物所吸附的有机物质（含难为细菌降解的惰性有机物）(Mi)4.由污水挟入的无机物质(Mii)1.具有代谢功能活性的微生物群体(Ma) 活性污泥微生物的增殖规律：在T适宜、DO充足，不存在抑制物质的条件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取决于有机物量（F）与微生物量（M）的比值（F/M）。四个阶段：适应期对数增殖期减衰增殖期内源呼吸期又称衰亡期 活性污泥工艺系统的影响因素：1.营氧物质5.有毒物质4.温度3.pH值2.溶解氧 pH值对微生物的生命活动影响很大，主要作用在于：引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收；影响代谢过程中酶的活性；改变生长环境中营养物质的可给性。pH值的变化还能改变有害物质的毒性。高浓度的氢离子还可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。不同种属的微生物生理活动适宜的pH值，都有一定的范围。实践经验表明，活性污泥微生物最适宜的pH值范围是6.5～8.5。但活性污泥微生物经驯化后，对酸碱度的适应范围可进一步扩大。当污水（特别是工业废水）的pH值过高或过低时，应考虑设调节池 活性污泥的性能指标：1.混合液中活性污泥微生物量的指标：(1).混合液悬浮固体浓度MLSS：又称混合液污泥浓度，它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量MLSS＝Ma＋Me ＋Mi+ Mii(2).混合液挥发性悬浮固体浓度：MLVSS。MLVSS与MLSS 的比值以?表示，在一般情况下，?值比较固定，对生活污水和以生活污水为主体的城市污水，?值为0.75左右，或用75%表示MLVSS＝Ma＋Me ＋Mi。2. 活性污泥的沉降性能及评价指标：（1）污泥沉降比SV)又称30min沉降率。混合液在量筒内静沉30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合容积的百分率，以%表示。（2）污泥容积指数SVI)简称污泥指数。本项指标的物理意义是从曝气池出口处取出的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。 污泥龄：它指在曝气池内，微生物从其生成到排出的平均停留时间，也就是曝气池内的微生物全部更新一次所需要的时间。 BOD污泥负荷率所表示的是曝气池内单位重量（kg）的活性污泥，在单位时间（d）内接受的有机物量（kgBOD）。BOD容积负荷率为单位曝气池容积（m3），在单位时间（d）内接受的有机物量。 生物固体平均停留时间：劳伦斯-麦卡蒂进一步强调了“污泥龄”这一参数的重要性，并进一步指出污泥龄就是微生物在活性污泥系统中的平均停留时间，并建议将其易名为“生物固体平均停留时间”或“细胞平均停留时间”，这里仍以θc表示。 活性污泥的两种产率系数（合成产率系数Y与表观产率系数Yobs）与值的关系：产率系数是活性污泥微生物摄取、利用、代谢单位重量有机物ΔS而使自身增殖的重量ΔX的分数，一般用Y表示。Y值所表示的是微生物增殖总量的系数，不包括由于微生物内源呼吸作用而使其本身质量消亡的那一部分，所以这个产率系数也称之为合成产率系数。由于微生物的内源呼吸、自身氧化作用，实际上测定的产率系数要低于Y值，即所谓的表观产率系数(Yobs)表示。经过推导、整理，Y、Yobs及值之间的关系用下列公式 二沉池作用：1澄清，通过泥水分离产生清洁出水2浓缩，提供提供浓缩和回流活性污泥 3污泥储存，根据水量水质变化暂时贮存活性污泥 活性污泥法处理系统运行中的异常情况：1．污泥膨胀2．污泥解体3．污泥腐化4．污泥上浮5．泡沫问题6．异常生物相 SBR间歇式活性污泥法的作原理1. 进水阶段2. 反应阶段3. 沉淀阶段4. 排水阶段5. 闲置阶段 SBR工艺特征：1. 集有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器—间歇曝气池。不需要污泥回流及其设备和动力消耗，不设二次沉淀池。2. 工艺流程简单，基建与运行费用低；生化反应推动力大，速率快、效率高，出水水质好。3. 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，耐冲击负荷能力较强，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。2. 间歇式活性污泥法处理系统的工艺特征：4. 按非限制曝气方式运行时，不易产生污泥膨胀，是防止污泥膨胀的最好工艺。5. 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， 选择器：用于防止与控制丝状菌型污泥膨胀的活性污泥处理工艺。在曝气池前加一个水力停留时间很短的小反应器，全部污水和回流污泥进入选择器，形成高负荷区。这种有机物浓度较高的环境有利于菌胶团菌的优先生长而抑制丝状菌的过量生长，从而改善了污泥的沉降性能。 曝气的主要作用：⑴充氧，向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需的氧量。⑵搅动、混合，使活性污泥在曝气池内处于搅动的悬浮状态，能够与污水充分接触 循环活性污泥工艺系统（CASS工艺系统）主要特点：1. 反应器前端设生物选择器，并将主反应区的污泥回流至生物选择器，这一特征是和其他间歇式活性污泥法工艺的重要区别之一。2.它为絮状菌创造合适的生长条件并选择出丝状细菌，具有防止活性污泥膨胀，增强系统运行稳定性的功能。3. CASS工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好。4.由于污泥回流比较低（20％）以及无需搅拌能耗，故节省大量能耗。氧化沟工作原理与特征：(1) 在构造方面的特征1）氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。沟深取决于曝氧装置，自2m至6m。2）单池的进水装置比较简单，只要伸入一根进水管即可，如双池以上平行工作时，则应设配水井，采用交替工作系统时，配水井内要设自动控制装置，以改变水流方向。出水堰一般采用溢流堰式，宜于采用可升降的，以调节池内水深。 (2) 在水流混合方面的特征在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。2）污水在沟内的流速在0.3~0.5m/s。(3) 在工艺方面的特征1)可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；2)可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟与二次沉淀池合建（如交替工作氧化沟），可省去污泥回流装置；3)BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统，具有如下效益：?对水温、水质、水量的变化有较强的适应性；?污泥龄一般可达15~30d，为CAS的3~6倍，可以存活繁殖世代时间长的微生物，如硝化菌。?污泥产率低，多已达稳定的程度，勿需消化处理。 奥贝尔(Orbal)氧化沟系统的特点：1. 奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。2. 曝气设备均采用曝气转盘。曝气盘上有大量的楔形突出物，增加了推进混合和充氧效率，水深可达 3.5m~4.5m。3. 圆形或椭圆形的平面形状，比长渠道的氧化沟更能利用水流的惯性，可节省推动水流的能耗 奥贝尔(Orbal)氧化沟系统的适用范围：1. 一般适用于20万m3/d以下规模的城市污水处理厂，尤其推荐应用于中小规模的城市污水处理厂。2. 当城市污水中工业废水比例较高时，奥贝尔氧化沟较其他类型氧化沟有更好的适应性。3. 进水方式灵活。暴雨期间，进水可以超越外沟道，直接进入中沟道或内沟道，由外沟道保留大部分活性污泥，利于系统的恢复。 T型氧化沟工艺特征：容积较大在曝气状态下循环流速较高；运行灵活；使用卧式转刷曝气器；其污水配水井内设3个自动控制进水宴，根据要求交替向氧化沟配水；剩余污泥从中设氧化沟排除 MBR工艺系统特点：1.处理效果好，对水量水质变化具有很大的适应性；2.剩余污泥量少、污泥膨胀几率降低；3.可高效去除氨氮及难降解有机物；4.占地面积小，不受应用场合限制；5.运行控制趋于灵活，能够实现智能化控制；6.可用于传统工艺升级改造。 厌氧生物处理是在无氧、无硝酸盐存在的条件下，由兼性微生物及专性厌氧微生物的作用，将复杂的有机物分解成无机物，最终产物是CH4、CO2以及少量的H2S、NH3、H2等。 厌氧消化三阶段：水解发酵阶段、产酸脱氢阶段、产甲烷阶段。 氨化作用：RCHNH 2COOH +O 2 →NH3+ CO2+ RCOOH 有机氮化合物在氨化菌的作用下，分解、转化为氨氮，这一过程称为“氨化反应”。 硝化作用：(1) 硝化过程氨氮首先由亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)氧化为亚硝酸氮，继而亚硝酸氮再由硝化杆菌(Nitrobacter)氧化为硝酸氮。这两种细菌统称为硝化细菌。 氨氮的细菌氧化过程为：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+?G0(W) =-270kJ/molNH4+-N 亚硝酸氮的细菌氧化过程为：NO2- +0.5O2 →NO3-?G0(W)=-80kJ/molNO2--N 总反应为：NH4++ 2O2→NO3-+ H2O+2H+ 环境因素对硝化反应的影响：1.温度，2.溶解氧，3碱度和PH值，4.C/N比，5.有毒物质反硝化作用：反硝化作用是由一群异养型微生物完成的生物化学过程。在缺氧（不存在分子态游离溶解氧）条件下，将亚硝酸氮和硝酸氮还原成气态氮(N2)或N2O、NO。 生物反硝化可以用如下反应方程式表示：NO2-+ 3H(电子供体-有机物）→0.5N2↑+H2O+OH- NO3-+3H(电子供体-有机物）→0.5N2↑+2H2O +OH- 反硝化的简化生物化学反应式如下：NO3-→NO2-→NH2OH→有机物（同化反硝化） NO3-→NO2-→N2O→N2（异化反硝化） 环境因素对硝化反应的影响：1.温度，2.溶解氧，3碱度和PH值，4.碳源有机物，5.C/N 比，6.有毒物质 生物除磷的环境因素：1）厌氧/好氧条件的交替2）硝酸盐和易降解有机物3）污泥龄4）温度与pH 5）BOD5 / TP A-A-O法同步脱氮除磷工艺：A-A-O工艺 生物膜由好氧和厌氧两层组成。生物膜处理工艺中的生物膜就是周期性的生长—脱落—生长而保持其稳定有效的对废水中有机物的氧化降解功能的。 生物膜成熟的标志是：生物膜沿水流方向分布，在其上由细菌及各种微生物组成的生态系统及其对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定的状态。在20℃左右的条件下大致需要20~30d左右的时间。 BAF曝气生物滤池的优点：1.占地面积小，基建投资省。2.出水水质较好。3.氧的传输效率很高，曝气量小，供氧动力消耗低。4.抗冲击负荷能力强，耐低温。5.易挂膜，启动快。曝气生物滤池的主要缺点是：1.对进水的SS要求较高；2.水头损失较大，水的总提升高度较大；3.在反冲洗操作中，短时间内水力负荷较大，反冲水直接回流入初沉池会对初沉池造成较大的冲击负荷；4.产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性差。 稳定塘是人工适当修整或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能。 稳定塘具有以下优点：1.能够充分利用废河道、沼泽地、山谷、河漫滩等地形，建设投资省，基建投资约为常规污水处理厂的1/2~1/3；2.运行维护简单，管理维护人员少。运行和维护单价仅为常规二级处理厂的1/3~1/5；3.能实现污水资源化。种植水生植物、养鱼、养鸭等的生态塘，其可观的经济收入不仅能支付运行费用，还有赢余；4.美化环境，形成生态景观；5.污泥产生量少，仅为活性污泥法的1/10；6.适应能力和抗冲击负荷能力强，能承受水质和水量大范围的波动 污水消毒的作用：城市污水经过二级处理后细菌含量大幅减少但绝对值任然大并存在病原菌的可能，因此在排放水提前或者农田灌溉时应进行消毒处理特别是城市地处上游或者水源区夏季等都要连续消毒。 污泥厌氧消化的分类：厌氧消化发和厌氧活性消化法 其三阶段：水解发酵产酸脱氢产甲烷 IC反应器的工艺特征：1.负荷率高；2.自发进行污泥回流内循环；3.引入分级系统；4.抗冲击负荷能力强
一些小知识点 ●水质预处理三大方法：格栅，筛网，调节池（p49） ●滤池：分为单层和多层；滤料密度沿滤池从上到下逐渐增大，滤料粒径逐渐 减小 ●快滤池配水系统的作用：使冲洗均匀分布在滤池断面上（?） ●大阻力配水系统:通过系统的水头损失一般大于3m;主要形式为带有干管和 穿孔支管的“丰”字形配水系统;小阻力配水系统:通过系统的水头损失小于0.5m，有格概、平板孔式和滤头配水系统。大阻力配水系统水头损失与小阻力配水系统相比，水头损失大，但配、集水均匀性要好。考虑到压力过滤出水水压一般较高，可以满足反冲洗压力的要求，所以推荐压力过滤器采用大阻力配水。重力过滤器出水压头低,不能直接用来反洗，需设反冲洗水塔，从节能和节省投资角度考虑推荐小阻力配水。 ●沉淀池：按池中水流方向，分为平流、斜流、竖流、辐射流沉淀池 ●混凝的作用：去除胶体粒子和微小悬浮物絮凝：“矾花”通过吸附、卷带、 架桥等作用形成颗粒较大絮凝体的过程。 ●压力溶气气浮工艺流程：全流程溶气气浮法、部分溶气气浮法、回流式溶气 气浮法 ●对于废水中细分散亲水性颗粒，若用气浮法除之，需加浮选剂（表面活性剂）●胶体ξ电位/电动电位：胶粒与扩散层之间有一个电位差。影响ζ电位的因 素：与胶粒所带电荷数和扩散层厚度有关 总电位(ψ电位)：胶核表面的电位离子形成的电位。 ●混凝机理：（1）电中和与压缩双电层作用（2）共沉淀作用(3) 吸附架桥作用 或桥连作用(4) 去溶剂化作用 ●混凝过程中的水力条件：搅拌强度/水流速度逐渐降低 ●化学沉淀的方法有：氢氧化物、卤化物、硫化物、碳酸盐、有机试剂沉淀法●酸碱中和法处理废水，应先考虑回收利用。（当水中酸/碱浓度大于4-5%时）●活性炭再生方法物理：加热再生、吸附再生、蒸汽吹脱化学：氧化法 （臭氧氧化再生、湿式氧化再生、电解氧化再生、生物氧化再生等） ●吸附剂对吸附质的吸附效果衡量：速度、吸附量 ●（固定床）离子交换运行的操作步骤：包括交换、反洗、再生和正洗四个过 程。
第九章 1、污水的类型与特征：生活污水，工业废水，初期雨水，城镇污水。 2、污水污染指标：物理性质、化学性质、生物性质三类。 物理性质：温度：氧在水中的饱和溶解度随水温升高而减少，较高的水温又加速好氧反应，可导致水体缺氧与水质恶化；色度：表色：悬浮性物质。真色：溶解性物质；嗅和味；固体物质：TS=SS+DS TS=VS+FS 化学性质： ●有机物指标： BOD：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。mg/L 间接反映了水中可生物降解的有机物量。生活污水5日生化需氧量约为第一阶段生化需氧量的70%左右。 COD：化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂的量，mg/L TOD/TOC：两者的测定都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以氧表示，后者以碳表示。TOD/TOC>4 说明水中有S,P存在 TOD/TOC<2.67 说明水中有NO3-, NO2-存在 ●无机物： pH：一般要求处理后污水的pH在6-9之间。 富营养化：湖泊中植物营养元素含量增加，导致水生植物和藻类的大量繁殖，藻类过度繁殖造成水中溶解氧的急剧变化，一定时间内使水体处于严重缺氧的状态，从而严重影响鱼类的生存。N、P、蓝藻。 P：0.02mg/L N:0.2mg/L 生物：细菌总数：37℃ 24h ；大肠菌群：易检测。 3．水体自净作用：河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。 净化机制：物理净化、化学净化、生物净化 污水排入河流的混合过程：竖向混合阶段、横向混合阶段、段面充分混合阶段。 当难以生物降解的持久性污染物随污水稳态排入河流后，经过混合过程到达充分混合段时，污染物浓度可由质量守恒定律得出河流完全混合模式：c= (c w Q w+c h Q h)/(Q w+Q h) 4、氧垂曲线：书本P9。 5、水环境质量标准:书本P11。 第十章 1、通过物理方面的重力或机械力作用使城镇污水水质发生变化的处理过程称为污水的物理处理。主要方法有：筛滤截留法；重力分离法；离心分离法。 2、格栅：格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及其相关装臵组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。 3、倾斜安装的作用：增加格栅栅除表面积；便于清渣；防止水头损失过大。 4、格栅作用：截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物、配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常进行。 5、格栅种类：按栅条净间隙，可分为粗格栅、中格栅、细格栅。按格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅。 6、按清渣方式，可分为人工清渣和机械清渣两种。每天的栅渣量大于0.2m3时，为改善劳动和卫生条件，都应采用机械清渣方法。 7、格栅栅条的断面形状有圆形、矩形、方形或其他流线形，圆形或按流线修圆的断面水力条件较方形好。目前多采用断面形式为矩形的栅条。 8、格栅的设计计算：书本P23 9、筛网：杂质为纤维，纸浆；场地有限，可用筛网代替初沉池。 10、沉淀类型：自由沉淀；絮凝沉淀；区域沉淀；成层沉淀。 11、自由沉淀理论基础：式10-11 P29.即为球状颗粒自由沉淀的沉速公式，也称斯托克斯公式。该式表明，颗粒沉速与下列因素有关：P29 .
水质工程学Ⅱ Water Quality EngineeringⅡ 课程编号：0730502B 学时：40 学分：2.5 开课学期：第6学期 课程性质：专业必修 选课对象：给排水科学与工程专业 先修课程：高等数学、水力学、水泵与水泵站、水分析化学、水处理生物学、给水排水管网系统、水质工程学Ⅰ等课程。 后续课程：水工艺设备基础、水处理工程实验、污水处理课程设计 内容概要：介绍水质及有关水质标准和污水排放标准，水体污染与自净规律，污水的物理处理原理及一级污水处理工艺设计、生物处理理论、污水二级生物处理工艺设计、好氧曝气系统工艺设计、活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、自然生物处理法工艺设计、污水深度处理、再生水处理方法、污水脱氮除磷技术、污泥处理原理与污泥处理系统设计等、城市污水处理工艺设计计算方法、污水厂规划与设计。本课程的主要任务是培养学生掌握污水水处理及再生水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握水处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作奠定必要的理论和应用基础。培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。为将来从事本专业的水工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。 建议选用教材：《水质工程》. 范瑾初，金兆丰主编. 北京：中国建筑工业出版社，2009。主要参考资料：《水质工程学》. 李圭白，张杰主编. 北京：中国建筑工业出版社，2005；《排水工程》（第四版），张自杰主编，北京：中国建筑工业出版社，2001； 《室外排水设计规范》，（GB50014-2006）中国计划出版社； 《给水排水设计手册》（第5册）中国建筑工业出版社。 一、课程目的与任务 1.本课程为给排水科学与工程专业必修课程，是给排水科学与工程专业的主干课程之一。 2.本课程与培养目标的关系是：本课程设置适应本专业的培养目标，本课程可以实现培养要求中水质控制知识领域中污水处理工艺设计所需知识和能力要求。 3.课程主要讲述的内容为：水处理基本原理，基本理论，全面系统地了解水在社会循环
水质工程学 水质工程学是一门涉及水的相关研究的学科。它是以环境水质营造、水资源保护和污染治理为主要内容的综合性科学，以最大限度地改善水环境质量，满足水资源和环境保护需求为目标。 水质工程学研究包括水质基础理论、水质分析技术、海水水质改良理论、水质污染控制理论、水环境生态工程理论、水质安全设施维护等方面。它是以环境安全为目的的一门重要学科，是水环境保护的领域。 水质工程学的研究重点是综合分析和研究环境水质危害因素及 其生态效应，研究不能源影响水环境质量的原因，评价水环境保护与可持续发展措施。 水质工程学是一门综合性科学，它基于自然环境污染物的污染机理，主要以水质的综合控制为手段，以改善水环境质量为目标，它关注污染危害因素、污染源及其综合处理、水质指标的测定及检测技术、水质的改善技术、水质的保护技术、水环境生态技术等方面的研究。 水质工程学的研究是建立完善水环境保护体系、实施水资源可持续利用和完善水环境质量管理的基础。它涉及政策性、经济性和技术性知识，是环境水质保护的重要组成部分。 水质工程学的研究涉及生态保护、过程控制、环境监测、水质改善等多领域，已经成为水质科学、污染控制、河流生态工程、水土保持和水环境管理等学科的基础性研究，为改善水环境，保护水资源和推进可持续发展提供了重要的技术支持。
《水质工程学》还与水资源开发、水土保持建设、水质安全保障等技术活动紧密联系，是研究水质变化和污染控制的重要研究领域。它的实践活动，既可以是水质污染的防治控制，也可以是水质恢复和新型水质改良技术的研究。 水质工程学的发展，既有继承、创新又有发展，推动水质问题的解决。其重点是建立水质评价标准，构建水环境综合管理体系，实施全面水质监测，加强水质污染防治，针对水质污染源及其排放特征，探讨污染物在水体环境中的迁移转化及其影响规律，推进水质恢复及改良技术，构建水质污染控制与恢复的综合战略，改善水环境质量，满足社会经济发展和环境保护的需求。 水质工程学的发展还可以为政府部门提供重要的技术支持，实施水质标准和监管措施，研究建立有关水质保护和可持续利用的有效政策、方案和法律。 总之，水质工程学是一门研究水环境质量保护、综合分析搞排污事件对水质的影响、监控水质的改善技术、实施水质标准的科学。它不仅能够提供有效的科学技术支持，而且还可以为水环境保护提供重要的政策建议。
名词解释 1、生物化学需氧量（生化需氧量）BOD ：在水温为20°C 的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活 活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。2、用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化CO2和H2O 所消耗的氧量，用CODcr 表示，一般写为COD 。 3、水体污染：指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学及微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。 4、水体自净：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的及生物化学作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全的恢复原状 5、水环境容量：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物的负荷量，又称为水体纳污能力。5、表面负荷：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，称为表面负荷或溢流率，用q 表示（m/s,m/h,32/(.)m m h ）。表面负荷的数值等于颗粒沉速0u 。q 的范围：初沉池1.5~3.032/(.)m m h ，二沉池生物膜法1.0~2.032/(.)m m h ，活性污泥法1.0~1.532/(.)m m h 。6、钟式沉砂池：利用机械力控制水流流态与流速，利用驱动装置通过转动轴带动转盘叶片旋转，依靠向心力使重的砂沉入池底部。由吸砂泵通过排砂管装置将沉淀于池底的沉砂吸排出池外，并使用机物随水流带走。7、活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水。这样，在持续一段时间后，在污水中即将形成一种呈黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。8、污泥沉降比SV ，混合液在量筒内静置30min 后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。9、污泥容积指数SVI 。物理意义是在曝气池出口处的混合液在经过30min 静沉后每g 干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL 计。公式SVI=SV/MLSS 10、混合液悬浮固体浓度MLSS ，又称为混合液污泥浓度，表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量。MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 11、混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS ，表示混合液活性污泥中的有机性固体物质的部分的浓度。MLVSS= Ma+Me+Mi ，（其中，活性污泥起作用的是Ma ） 12、BOD-污泥负荷s N ，所表示的是曝气池内单位重量（kg ）活性污泥，在单位时间（1d ）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD ）。 a S QS F N M XV ==, [kgBOD/(kgMLSS ·d)],其中Q —污水流量3m /d ，a S — 原污水中有机污染物BOD 的浓度mg/L ， V —曝气池容积3m ，X —混合液悬浮固体MLSS 浓度，mg/L 。13、负荷值-容积负荷v N ：单位曝气池容积（3m ），在单位时间（1天）内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD ）。a v QS N V =，kgBOD/（3m 曝气池·d ），v s N N X = 13、氧转移效率 (EA)：通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比14、活性污泥的比耗氧速率：单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量，单位为mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h )16、污泥龄c θ：曝气池内活性污泥总量（VX ）与每日排放污泥之比，称为污泥龄c θ，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间，又称为生物固体平均停留时间，c W r VX VX X Q X θ==∆ (d) 17、剩余污泥量：Xr 值是从二次沉淀池底部流出，回流曝气池的污泥浓度，剩余污泥浓度也同此值。它是活性污泥特性和二次沉淀池沉淀效果的函数，可以通过下式求其近似值： 6max 10()r X SVI =