水處理知識點（35個水處理基礎知識）

2023-05-06 18:46:34

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1、什麼叫COD（化學需氧量）？

化學需氧量（COD）是指廢水中能被氧化的物質在被化學氧化劑氧化時，所需要的氧量，以氧的毫克/升作為單位。它是目前用來測定廢水中有機物含量的一種最常用的手段。COD分析中常用的氧化劑有高錳酸鉀（錳法CODMn）和重鉻酸鉀（鉻法CODCr），現在常用重鉻酸鉀法。廢水在強酸加熱沸騰回流條件下對有機物實行氧化，用硫酸銀作催化劑時可以使大多數的有機物的氧化率提高到85-95%。如果廢水中含有較高濃度的氯根離子，應該用硫酸汞將氯離子屏蔽掉，以減少對COD的測定幹擾。

2、什麼叫BOD5（生化需氧量）？

生化需氧量也可以表徵廢水被有機物汙染的程度，最常用的為5日生化需氧量，以BOD5表示，它表示廢水在微生物存在下進行生化降解5日內所需要的氧的數量。今後我們將經常使用5日生化需氧量。

3、COD和BOD5之間有什麼關係?

有的有機物是可以被生物氧化降解的（如葡萄糖和乙醇），有的有機物只能部分被生物氧化降解（如甲醇），而有的有機物是不能被生物氧化降解的而且還具有毒性（如銀杏酚、銀杏酸、某些表面活性劑）。因此，我們可以把水中的有機物分成2個部分，即可以生化降解的有機物和不可生化降解的有機物。

通常認為COD基本上可表示水中的所有的有機物。而BOD為水中可以生物降解的有機物，因此COD與BOD的差值可以表示廢水中生物不可降解部分的有機物。

4、什麼叫B/C？B/C表示什麼意義？

B/C是BOD5與COD比值的縮寫，該比值可以表示廢水的可生化降解特性。因此，BOD5/COD值常常被作為有機物生物降解性的評價指標。

BOD5/COD

0.5

易生物降解

BOD5/COD

0.4

可生物降解

BOD5/COD

0.3

較難生物降解

BOD5/COD

0.2

較以難生物降解

5、什麼叫廢水的預處理？預處理要達到哪幾個目的？

生化處理前的處理一般都習慣地叫作預處理。由於生化法處理費用比較低、運行比較穩定，因此一般的工業廢水都採用生化法處理，廢水的治理也以生化法作為主要的處理手段。但廢水中含有某些對微生物有抑制、有毒害的有機物質，因此廢水在進入生化池之前必須進行必要的預處理，目的是將廢水中對微生物有抑制、有毒害的物質儘可能地削減或去除，以保證生化池中的微生物能正常地運行。

預處理的目的有二個：一是將廢水中對微生物有抑制有毒害、有抑制作用的物質儘可能地消減和去除或轉化為對微生物無害或有利的物質，以保證生化池中的微生物能正常運行；其二是在預處理過程中削減COD負荷，以減輕生化池的運行負擔。

6、廢水集水池是派什麼用的？

廢水集水池的作用是匯集、儲存和均衡廢水的水質水量。

各個車間的生產廢水，其排出的廢水水量和水質一般來說是不均衡的，生產時有廢水，不生產時就沒有廢水，甚至在一日之內或班產之間都可能有很大的變化，特別是精細化工行業的廢水，如果清濁廢水不分流，則工藝濃廢水與輕汙染廢水的水質水量變化很大，這種變化對廢水處理設施設備的正常操作及處理效果是很不利的，甚至是有害的。因此廢水在進入主要汙水處理系統前，都要設置一個有一定容積的廢水集水池，將廢水儲存起來並使其均質均量，以保證廢水處理設備和設施的正常運行。

7、為什麼廢水中的膠體顆粒不易自然沉降?

廢水中許多比重大於1的雜質懸浮物、大顆粒、易沉降的懸浮物都可以用自然沉降、離心等方法去除。

但比重小於1的、微小的甚至肉眼無法看到的懸浮物顆粒則很難自然沉降，如膠體顆粒是10-4～10-6mm大小的微粒，在水中非常穩定，它的沉降速度極慢，沉降1m需耕時200年。

沉降慢的原因有二個:一、膠體粒子都帶有負電荷，由於同性相斥的原因，從而阻止膠體微粒間的接觸，不能被彼此粘合，懸浮於水中。二、膠體粒子表面還有一層分子緊緊地包圍著，這層水化層也阻礙和隔絕膠體微粒之間的接觸，不能被彼此粘合，懸浮於水中。

8、怎樣使膠體顆粒沉澱?

要使膠體顆粒沉澱，就要促使膠體顆粒相互接觸，使之成為大的顆粒，亦即凝聚起來，使其比重大於1而沉澱。

採用的方法有很多種，工程上常用的技術有：凝聚法、絮凝法和混凝法。

9、什麼叫凝聚？

在廢水中投加帶正離子的混凝藥劑，大量正離子在膠體粒子之間的存在以消除膠體粒子之間的靜電排斥，從而使微粒聚結，這種通過投加正離子電解質的方法，使得膠體微粒相互聚結的過程稱為凝聚。常用地凝聚劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、明礬、氯化鐵等。

10、什麼叫絮凝？

絮凝是在廢水中加入高分子混凝藥劑，高分子混凝藥劑溶解後，會形成高分子聚合物。這種高聚物的結構是線型結構，線的一端拉著一個微小粒子，另一端拉著另一個微小粒子，在相距較遠兩個粒子之間起著粘結架橋的作用，使得微粒逐漸變大，最終形成大顆粒的絮凝體（俗稱礬花），加速顆粒沉降。常用的絮聚劑有聚丙烯醯胺（PAM）、聚鐵（PE）等。

11、什麼叫混凝？

凝聚與絮凝結合在一起使用的過程為混凝過程。混凝在實驗或工程上被經常應用，如先在水中投加硫酸亞鐵等藥劑，消除膠體粒子之間的靜電排斥，然後再投加聚丙烯醯胺（PAM），使得微粒逐漸變大，形成肉眼可見的礬花，最後產生沉降。

12、什麼叫吸附？

利用多孔性固體（如活性炭）或絮體物質（如聚鐵）將廢水中的有毒有害物質吸附在固體或絮體的表面上或微孔內，達到淨化水質的目的，這種處理方法稱作為吸附處理。吸附的對象可以是不溶性固體物質，也可以是溶解性物質。吸附處理的效率高，出水水質好，因此常作為廢水深度處理。也可在生化處理單元中引入吸附處理，以提高生化處理效率（如PACT法就是其中的一種）。

13、什麼叫廢水的生化處理？

廢水的生物化學處理是廢水處理系統中最重要的過程之一，簡稱生化處理。生化處理是利用微生物的生命活動過程將廢水中的可溶性的有機物及部分不溶性的有機物有效地去除，使水得到淨化。

14、微生物是通過何種方式將廢水中的有機汙染物分解去除掉的？

由於廢水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白質等有機物，這些無生命的有機物是微生物的食料，一部分降解、合成為細胞物質（組合代謝產物），另一部分降解氧化為水份，二氧化碳等（分解代謝產物），在此過程中廢水中的有機汙染物被微生物降解去除。

15、微生物與哪些因素有關？

微生物除了需要營養，還需要合適的環境因素，如溫度、pH值、溶解氧、滲透壓等才能生存。如果環境條件不正常，會影響微生物的生命活動，甚至發生變異或死亡。

16、微生物最適宜在什麼溫度範圍內生長繁殖？

在廢水生物處理中，微生物最適宜的溫度範圍一般為16-30℃，最高溫度在37-43℃，當溫度低於10℃時，微生物將不再生長。

在適宜的溫度範圍內，溫度每提高10℃，微生物的代謝速率會相應提高，COD的去除率也會提高10%左右；相反，溫度每降低10℃，COD的去除率會降低10%，因此在冬季時，COD的生化去除率會明顯低於其它季節。

17、微生物最適宜的pH條件應在什麼範圍？

微生物的生命活動、物質代謝與pH值有密切關係。大多數微生物對pH的適應範圍在4.5-9，而最適宜的pH值的範圍在6.5-7.5。當pH低於6.5時，真菌開始與細菌競爭，pH到4.5時，真菌在生化池內將佔完全的優勢，其結果是嚴重影響汙泥的沉降結果；當pH超過9時，微生物的代謝速度將受到阻礙。

不同的微生物對pH值的適應範圍要求是不一樣的。在好氧生物處理中，pH可在6.5-8.5之間變化；厭氧生物處理中，微生物以pH的要求比較嚴格，pH應在6.7-7.4之間。

18、什麼叫溶解氧？溶解氧與微生物的關係如何？

溶解在水體中的氧被稱溶解氧。水體中的生物與好氧微生物，它們所賴以生存的氧氣就是溶解氧。不同的微生物對溶解氧的要求是不一樣的。好氧微生物需要供給充足的溶解氧，一般來說，溶解氧應維持在3mg/L為宜，最低不應低於2mg/L；兼氧微生物要求溶解氧的範圍在0.2-2.0mg/L之間；而厭氧微生物要求溶解氧的範圍在0.2mg/L以下。

19、為什麼高濃度的含鹽廢水對微生物的影響特別大？

微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當於半滲透膜，在氯離子濃度小於等於2000mg/L時，細胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細胞壁和細胞質膜有一定的堅韌性和彈性，細胞壁可承受的滲透壓也不會大於5-6大氣壓。

但當水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細胞失水而發生質壁分離，嚴重者微生物死亡。

工程經驗數據表明：當廢水中的氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當廢水中的氯離子濃度大於8000mg/L時，會造成汙泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。

20、什麼叫好氧生化處理？什麼叫兼氧生化處理？二者有何區別？

生化處理根據微生物生長對氧環境的要求的不同，可分為好氧生化處理與缺氧生化處理兩大類，缺氧生化處理又可分為兼氧生化處理和厭氧生化處理。在好氧生化處理過程中，好氧微生物必須在大量氧的存在下生長繁殖，並降低廢水中的有機物質；而兼氧生化處理過程中，兼氧微生物只需要少量氧即可生長繁殖並對廢水中的有機物質進行降解處理，如果水中氧太多，兼氧微生物反而生長不好從而影響它對有機物質的處理效率。

兼氧微生物可適應COD濃度較高的廢水，進水COD濃度可提高到2000mg/L以上，COD去除率一般在50-80%；而好氧微生物只能適應於COD濃度較低的廢水，進水COD濃度一般控制在1000-1500mg/L以下，COD去除率一般在50-80%，兼氧生化處理和好氧生化處理的時間都不太長，一般都在12-24小時。人們利用兼氧生化和好氧生化之間的差別和相同之長，將兼氧生化處理和好氧生化處理組合起來，讓COD濃度較高的廢水先進行兼氧生化處理，再讓兼氧池的處理出水作為好氧池的進水，這樣的組合處理可以減少生化池的容積，既節省了環保投資又減少了日常的運行費用。

厭氧生化處理與兼氧生化處理的原理和作用是一樣的。厭氧生化處理與兼氧生化處理的不同之處是：厭氧微生物繁殖生長及其對有機物質降解處理的過程中不需要任何氧，而且厭氧微生物可適應更高COD濃度的廢水（4000-10000mg/L）。厭氧生化處理的缺點是生化處理時間很長，廢水在厭氧生化池內的停留時間一般需要40小時以上。

21、生物處理在廢水處理工程上有哪些應用？

生物處理在廢水處理工程上應用得最廣泛最實用的技術有二大類：一類叫做活性汙泥法，另一類叫做生物膜法。

活性汙泥法是以懸浮狀生物群體的生化代謝作用進行好氧的廢水處理形式。微生物在生長繁殖過程中可以形成表面積較大的菌膠團，它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的汙染物，並將這些物質吸收入細胞體內，在氧的參與下，將這些物質完全氧化放出能量、CO2和H2O。活性汙泥法的汙泥濃度一般在4g/L。

而在生物膜法中，微生物附著在填料的表面，形成膠質相連的生物膜。生物膜一般呈蓬鬆的絮狀結構，微孔較多，表面積很大，具有很強的吸附作用，有利於微生物進一步對這些被吸附的有機物分解和利用。在處理過程中，水的流動和空氣的攪動使生物膜表面和水不斷接觸，廢水中的有機汙染物和溶解氧為生物膜所吸附，生物膜上的微生物不斷分解這些有機物質，在氧化分解有機物質的同時，生物膜本身也不斷新陳代謝，衰老的生物膜脫落下來被處理出水從生物處理設施中帶出並在沉澱池中與水分離。生物膜法的汙泥濃度一般在6-8g/L。

為了提高汙泥濃度，進而提高處理效率，可以將活性汙泥法與生物膜法結合起來，即在活性汙泥池中添加填料，這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應器稱為複合式生物反應器，它具有很高的汙泥濃度，一般在14g/L左右。

22、生物膜法和活性汙泥法有哪些異同之處？

生物膜法和活性汙泥法是以生化處理的不同反應器形式，從外觀上看主要區別在於前者的微生物不需要填料載體，生物汙泥是懸浮的，而後者的微生物是固定在填料上的，然而它們處理廢水、淨化水質的機理是一樣的。另外，二者的生物汙泥都是好氧活性汙泥，而且汙泥的組成也具有一定的相似性。此外，生物膜法中的微生物，由於是固定在填料上的，可以形成比較穩定的生態系統，其生活能量和消耗能量不象活性汙泥法中的微生物那樣大，因此生物膜法的剩餘汙泥比活性汙泥法要少。上海信誼百路達藥業有限公司的接觸氧化池採用生物膜法，而SBR生化池採用活性汙泥法。

23、什麼叫活性汙泥?

從微生物角度來看，生化池中的汙泥是由各種各樣有生物活性的微生物組成的一個生物群體。如果把汙泥的泥粒放在顯微鏡下觀察，可以看到裡面有多種微生物---細菌、黴菌、原生動物和後生動物（如輪蟲、昆蟲的幼蟲和蠕蟲等），它們構成一條食物鏈，細菌和黴菌能分解複雜的有機化合物，獲得自身活動必需的能量並構造自身。原生動物以細菌和黴菌為食，又被後生動物所消耗，後生動物也可以直接依靠細菌生活。這種充滿微生物、具有降解有機物能力的絮狀泥粒就叫做活性汙泥。

活性汙泥除了由微生物組成之外，還含有一些無機物質和吸附在活性汙泥上不能再被生物降解的有機物（即微生物的代謝殘餘物）。活性汙泥的含水率一般在98-99%。活性汙泥象礬花一樣，具有很大的表面積，因此具有很強的吸附力和氧化分解有機物的能力。

24、怎樣評價活性汙泥法與生物膜法中的活性汙泥？

活性汙泥法與生物膜法的活性汙泥生長情況的判別和評價是不一樣的。在生物膜法中，活性汙泥生長情況的評價主要採用顯微鏡直接觀察生物相。

在活性汙泥法中，評價活性汙泥生長情況的評價除了直接用顯微鏡觀察生物相外，常用的評價指標還有：混合液懸浮固體（MLSS），混合液揮發性懸浮固體（MLVSS），汙泥沉降比（SV），汙泥沉降指數（SVI）等。

25、在用顯微鏡進行生物相觀察時，那一類微生物直接表明生化處理效果良好？

微型後生動物（如輪蟲、線蟲等）的出現則表明微生物群落生長良好，活性汙泥的生態系統比較穩定，這時候的生化處理效果最佳，這就好比能經常捕獲到大魚的河流裡，小魚小蝦生長良好的情況一樣。

26、什麼叫混合液懸浮固體（MLSS）？

混合液懸浮固體（MLSS）亦要稱為汙泥濃度，它是指單位體積生化池混合液所含幹汙泥的重量，單位為毫克/升，用來表徵活性汙泥濃度。它包括有機物和無機物兩部分。一般來說SBR生化池內MLSS值控制在2000-4000mg/L左右為宜。

27、什麼叫混合液揮發性懸浮固體（MLVSS）？

混合液揮發性懸浮固體（MLVSS）是指單位體積生化池混合液所含幹汙泥中可揮發性物質的重量，單位也是毫克/升，由於它不包括活性汙泥中的無機物，因此能較確切地代表活性汙泥中微生物的數量。

28、汙泥沉降比（SV）？

汙泥沉降比（SV）是指曝氣池內混合液在100毫升量筒中，靜止沉澱30分鐘後，沉澱汙泥與混合液之體積比（%），因此有時也用SV30來表示。一般來說生化池內的SV在20-40%之間。汙泥沉降比測定比較簡單，是評定活性汙泥的重要指標之一，它常被用於控制剩餘汙泥的排放和及時反時汙泥膨脹等異常現象。顯然，SV與汙泥濃度也有關係。

29、汙泥指數（SVI）？

汙泥指數（SVI）全稱汙泥容積指數，1克幹汙泥在溼態時所佔體積的毫升數，其計算公式如下為：

SVI＝SV*10/MLSS

SVI剔除了汙泥濃度因素的影響，更能反映活性汙泥凝聚性和沉降性，一般認為：

當60＜SVI＜100時，汙泥沉降性能好

當100＜SVI＜200時，汙泥沉降性能一般

當200＜SVI＜300時，汙泥由膨脹的趨勢

當SVI＞300時，汙泥已膨脹

30、溶解氧（DO）表示什麼?

溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，單位用mg/L表示。不同的生化處理方式對溶解氧的要求也不同，在兼氧生化過程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之間，而在SBR好氧生化過程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之間。因此，兼氧池操作時曝氣量要小，曝氣時間要短；而在SBR好氧池操作時，曝氣量和曝氣時間要大得多和長得多，而我們用的是接觸氧化，溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。

31、廢水中溶解氧的含量與哪些因素有關？

水中溶解氧的濃度可以用Henry定律來表示：當達到溶解平衡時：C=KH*P

其中：C為溶解平衡時水中氧的溶解度；P為氣相中氧的分壓；KH為Henry係數，與溫度有關；增加曝氣努力使氧的溶解接近平衡，而同時活性汙泥還會消耗水中的氧。因此廢水中實際溶解氧量與水溫、有效水深（影響壓力）、曝氣量、汙泥濃度、鹽度等因素有關。

32、在生化過程中為什麼需要經常補充廢水中的營養物？

利用生化過程去除汙染物的方法，主要是利用微生物的新陳代謝過程，而微生物的細胞合成等生命過程均需要有足夠量和種類營養物質（包括微量元素）。對於化工類廢水來說，由於生產產品的單一性，因此廢水水質的組成的成分也較為單一，缺乏微生物必要的營養物質。比如講，***公司的生產廢水中只有碳和氮而沒有磷，這種廢水無法滿足微生物新陳代謝需要，因此必須添加廢水中磷完善微生物新陳代謝的過程，促進微生物細胞的合成。這就像人在吃米飯、麵粉的同時，還要攝入足夠量的維生素一樣。