污水處理各種原理及技術總結

◆生物處理是利用微生物來吸咐、分解、氧化污水中的有機物，把不穩定的有機物降解為穩定無害的物質，從而使污水得到凈化。現代的生物處理法，按作用微生物的不同，可分好氧氧化和厭氧還原兩大類。前者廣泛用于處理城市污水和有機性工業廢水。好氧氧化應用較廣包含著很多藝種工藝和構筑物。

生物膜法（包含生物過濾池、生物轉盤）、生物接觸氧化等多種工藝和構筑物。活性污泥法和生物膜法都是人工生物處理方法。此外還有農田和池塘的天然生物處理法，即灌溉田和生物塘。生物處理成本低廉，因此是目前應用泛的污水處理方法。

◆污水處理量或BOD5去除總量：每日進入污水廠處理的總污水流量（以m3/d計），可作為污水廠處理能力的一個指標。每日去除BOD5的總量亦可作為污水廠處理能力的指標。去除BOD5總量等于處理流量與進出水BOD5差值的乘積，以kg/d或t/d為單位。

◆處理質量：二級污水處理廠以出廠的BOD5與SS值作為處理質量指標。按新制訂的污水處理廠出水排放標準，二級污水處理廠出水BOD5、SS均小于30mg/L。處理質量也可用去除率來衡量。進水濃度減出水濃度除以進水濃度即為去除率。氨氮、TP出水值或去除率也應用于處理質量指標。

◆pH表示污水的酸堿程度。它是水中氫離子濃度倒數的對數值，其范圍為0~14，pH值等于7，則水呈中性，小于7呈酸性，數值越小，其酸性越強，大于7呈堿性，數值越大，其堿性越強。污水中pH值大小對管道、水泵、閘閥和污水處理構筑物有一定的影響。以生活污水為主的污水處理廠的pH值，通常為7.2~7.8。過高或過低的pH值，均可表明有工業廢水的進入。過低的值會腐蝕管道、泵體并可能產生危害。例如污水中的硫化物會在酸性條件下，生成H2S氣體。高濃度時使操作工作頭痛、流涕、窒息甚至死亡。為此發現pH降低必須加強監測，尋找污染源，采取對策。同時，生化處理的pH允許范圍是6~10，過高或過低都可影響或破壞生物處理。

◆是指水樣在100℃溫度下，在水浴鍋上蒸發至干所余留的總固體數量。它是污水中溶解性固體和非溶解性固體的總和。它可反映出污水中固體的總濃度。通過進出水固體的分析可反映出污水處理構筑物對去除總固體的效果。

◆是指污水中能被濾器截留的固體物質數量。懸浮固體一部分在一定條件下可以沉淀。測定懸浮固體通常是用石棉濾層過濾法進行。主要設備為古氏坩鍋。當化驗設備條件不具備時，也可采用濾紙作為濾器，從總固體與溶解固體的減差來求得懸浮固體量。測定懸浮固體時，由于濾器不同，常產生較大差異。

◆該項指標是污水最基本的數據之一。測定進水和出廠水的懸浮固體，可用來反映污水通過初沉池，二沉池處理后，懸浮固體減少的情況，它是反映構筑沉淀效率的主要依據。

◆化學需氧量（簡稱COD）是指用化學方法氧化污水中有機物所需要的氧化劑的氧量。用作氧化劑，測得的結果習慣上叫做耗氧量，用OC表示。用重鉻酸鉀作氧化劑，測得的結果稱為化學需氧量以COD表示，二者的區別在于選用氧化劑的不同。以作為氧化劑，只能氧化污水中的直鏈有機化合物，而以重鉻酸鉀作為氧化劑，它的作用比前者強烈與，除直鏈有機化合物以外，它能氧化不能氧化的許多結構復雜的有機化合物。因此，同一污水COD值比OC值大得多。特別是當污水廠有大量工業廢水進入時，一般都應測得重絡酸鉀法的化學需氧量。城市污水廠的COD值一般約為400~800mg/L。

◆法的耗量值在污水廠中常被用來作為確定五日生化需氧量稀釋倍數的參考數據。

◆生化需氧量：（簡稱BOD）是指在有氧條件下，水中的微生物分解有機物時所需要的氧量。它是一種間接表示有機物污染程度的指標，有機物的生化氧化分解通常有二個階段，階段主要是含碳有機物的氧化，稱為碳化階段，約需20天才能完成。第二階段主要是含氮有機物的氧化、稱為硝化階段，約需100天才能完成。在的情況下，一般標準做法是在20℃溫度下，培養5天，進行測定，測得數據稱為五日生化需氧量。簡稱BOD5，因此BOD5表示部分含碳有機物分解的需氧量，生活污水的BOD5應約在70%左右。

◆五日生化需氧量的測定，是取原水樣或經過適當稀釋的水樣，使其含有足夠的溶解氧，以滿足五日生化需氧的要求，將此水樣分成二份，一份測得當天的溶解氧含量，而將另一份放入20℃培養箱內，培養5天后再測定其溶解含量，兩者之差乘上稀釋倍數即為BOD5。

◆BOD5測定過程中，正確選擇稀釋倍數至關重要。通常認為，選擇的稀釋倍數應使經過稀釋的水樣在20℃恒溫箱內培養5天后，它的溶解氧減少在20%~80%時較為適當。但是，有時常因BOD5的稀釋倍數掌握不當造成數值上的誤差，甚至稀釋倍數太小而得不到BOD5的數據。

◆BOD可反映污水被有機物污染的程度，污水中所含有機物越多，則消耗氧量亦越多，BOD數值也越高，反之亦然。因此它是污水水質指標中重要的一個。盡管測定BOD需時較長、數據不及時，但BOD指標帶有綜合性——綜合反映有機物總量，模擬性——模仿水體自凈。因此很難用其他指標來代替。

對于污水處理廠來說，該指標的用途為：

a.反映污水有機物濃度。如進廠污水有機物濃度，出廠污水有機物濃度。城市污水處理廠進水BOD5一般可達150~350mg/L。

b.用以表示污水處理廠的處理效果。進、出水BOD5的減差除以進水BOD5即為該廠的BOD5去除率，是重要的指標。

c.污水處理廠的去除總量與出水BOD5，表示了在污水廠總的處理能力與對水體環境的影響量。

d.用來計算處理構筑物的運轉參數，如曝氣池的污泥負荷BOD5kg（MISS）或容積負荷BOD5kg/（m3／d）。

e.反映污水處理廠運轉的技術經濟數據，如除去每kgBOD耗用電量（度），去除每kgBOD5需要的空氣量。

f.衡量污水可生化程度，當BOD5/COD大于0.3時，說明污水可以進行生化處理。小于0.3時，則難以生化處理。比值在0.5~0.6時，生化過程很容易進行。

◆由此可見，測定BOD5的用處很大，它是污水處理廠最重要的一個測定項目。但測定所需時間較長，不能及時出數據。COD的化驗反映污水中有機物被氧化劑氧化所需氧量，它的數據值接近于全部有機物的需氧量。因此它也有較大用處，而且COD測定時簡短，一般城市污水廠COD﹥BOD，如果污水中有機物種類變化較少，則COD與BOD有一定的相互關系，因此就可用當天的COD來預測BOD5值。

◆根據各城市污水處理廠的運轉數據，通常SS與BOD5在數值上大致相仿或者略為高些。如上海各污水廠的SS比BOD5在數值上平均高出50mg/L左右。

◆在進廠污水中如發現BOD5與SS成倍增長，則可能有高濃度的有機廢水流入或者糞便大量進廠。這樣將會增加處理負荷。使處理效率降低，甚至還會阻塞管道，必須追查原因，采取措施。

◆污水中有大量的含碳有機物與含氮有機物，前者以碳、氫、氧為基本元素。后者以氮、硫、磷為基本元素。含氮有機物在好氧分解過程中，最終會轉化為氨氮肥、亞硝酸鹽氮肥、硝酸鹽氮、水和二氧化碳等無機物。因此測定上述三個指標可反映污水分解過程與經處理后無機化的程度。當二級污水處理廠中只有少量亞硝酸氮出現時，該處理出水尚不能穩定，當氧量不足時，則污水中的有機氮大多數轉化為無機物，出水流入水體后是較為穩定的。一般進廠污水的氨氮值約30~70mg/L。進廠水中一般不含有亞硝酸鹽與硝酸鹽。二級污水處理廠一般不能大量除氮肥，處理程度較高時，能夠將部份氨氮轉化為硝酸鹽氮。

◆污水中磷和鉀的含量影響微生物的生長，活性污泥污處理污水要維持BOD5：N：P的比例在100：5：1以上，在城市污水廠，一般都能達到這個比例。有些工業廢水達不到這個比例，就必須向污水添加營養劑。

◆溶解氧是指溶解于水中的氧量，它與溫度、壓力、微生物的生化作用有密切關系。在一定溫度下，水中最多只能溶解一定量的氧，例如20℃時，蒸餾水的溶解氧飽和值為9.17 mg/L。

◆在污水處理中常常測定出水和曝氣池中的溶解值，根據它的大小來調節空氣供應量，了解曝氣池內的耗氧情況以判斷在各種水溫條件下，曝氣池耗氧速率。在運轉過程中，要求曝氣池內的溶解氧在1 mg/L以上，過低的溶解氧值表明曝氣池內缺氧，過高的溶解氧不但浪費能耗，且可能造成污泥松碎、老化。

◆污水處理廠出水中含有溶解氧對水體環境是有益的，在可能的條件下，應讓出水帶有些溶解氧。

◆溶解氧在水體自凈過程中是個重要參數，它可反映水體中耗氧與溶氧的平衡關系。

◆水溫，水溫對曝氣池工作有著很大的關系。一個污水廠的水溫是隨季節逐漸緩慢變化的，一天內幾乎無甚變化。如果發現一天內變化很大，則要進行檢查，查否有工業冷卻進入。全年在8~30℃范圍內，曝氣池在水溫8℃以下運行時，處理效率有所下降，BOD5去除率常低于80%。

a.污泥負荷=進入曝氣池的BOD5數量（流量×濃度）/曝氣池中MLSS總量(MLSS×池積)。

b.由于初沉池出水中的BOD5數量決定于進廠水質,一般難以調節,調節污泥負荷,減少MLSS,則提高污泥負荷,增加或減少MLSS一般通過增加或減少排泥來實現。

◆污泥負荷對處理效果,污泥增長和需氧量影響很大,必須注意掌握。一般來說，污泥負荷在0.2~0.5kg(BOD5)/(kg.d，掌握在0.3kg(BOD5)/「kg(MLSS).d」左右。

◆曝氣池單位容積每天負擔的BOD5量稱為容積負荷kg(BOD5)/（m3.d）。容積負荷表示了建造該曝氣池的經濟性。容積負荷和混合液濃度及污泥負荷有如下關系：

BV=x.B5，式中（x即MLSS）。

◆污泥泥齡=曝氣池內MLSS數量（MLSS×池積）/剩余污泥中固體量（排放量×排泥濃度）。

◆污泥泥齡是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每天排放的剩余污泥之比值，單位是d。在運行平穩時，可理解為活性污泥在曝氣中平均停留時間。

◆一般曝氣池系統的污泥泥齡約5~6d。當要達到硝化階段時，污泥泥齡需達8~12d或更高。

◆污泥泥齡和污泥負荷有相反的關系，污泥泥齡長，負荷低，反之亦然，但并不成的反比例函數關系。

◆混合液懸浮固體濃度是曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合液懸浮固體數量，單位（mg/L），它是計量曝氣池中活性污泥數量的指標，由于測定簡便，往往以它作為粗略計量活性污泥微生物量的指標。在推動流曝氣中MLSS一般為1000~4000mg/L，在合建的混合曝氣池中，空氣曝氣的MLSS根少有超過8000mg/L。這是因為MLSS過高。妨礙充氧，也使它難以在二沉池中沉降。

◆混合液揮發性懸浮固體濃度是指混合液懸浮固體中有機物的重量（通常用600℃下的燒灼減量來測定），故有人認為能較MLSS更確切地代表活性污泥微生物的數量。不過MLVSS中還包括非活性的不能降解的有機物、也不是計量MLSS的指標，對于生活污水，常在0.75左右。

◆污泥指數指曝氣池混合液經30min靜沉后，相應的1g干污泥所占的容積（以ml計）即：

SVI=混合液30min靜沉后污泥沉積（ml）/污泥干重（g）

SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50~300之間，SVI過高的污泥濃度，在相同濃度情況下測得的SVI值才有價值。另因測定容器的大小對測定的數量有一定的影響，必須統一測定容器。