产酸菌

乙酸           乙酸菌         有机酸，醇，醛, H2 CO2

气化：    甲烷菌  72%                        甲烷菌  28%

CH4                                CH4

与好氧处理法比较，有以下优点：

• 应用范围广。好氧法因供氧限制一般只适应于中、低浓度有机污水的处理，而厌氧法既适用于高浓度，又适用于中、低浓度的污水处理。有些有机物对好氧生物处理法来说是难溶解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。
• 能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。
• 容积负荷高。通常好氧法的容积负荷为2—4KgBOD/(m3·d),而厌氧法为2—30 KgBOD/(m3·d)甚至以上。
• 剩余污泥量少，且其浓缩性，脱水性良好。好氧法每去除1KgCOD将产生0.4—0.6Kg生物污泥，而厌氧法去除1KgCOD只产生0.02—0.1Kg生物污泥，相当于好氧法的5%-20%。同时，厌氧生物污泥在卫生学和化学上都是稳定的。因此，污泥处理和处置简单、运行费用低，这些污泥甚至可作为肥料、饲料或饵料利用。
• 氨、磷营养需要量较少。好氧法一般要求BOD:N:P为100:5:1,而厌氧法的BOD:N:P为100:2.5:0.5 ，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。
• 厌氧处理过程中有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。
• 厌氧污泥可以常去贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好氧反应器相比，在停止运行一段时间后，厌氧反应器能较迅速恢复正常运转。

但是，厌氧处理法也存在下列缺点：

• 厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧处理的启动时间比好氧长。
• 经处理后的水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后需要串联好氧处理。

5．污水深度处理技术

污水的深度处理，又称三级处理，是进一步处理污水中氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等过程。（水体富营养化的原因和影响需要掌握）

5.1 污水深度处理单元技术

5.2 污水的生物脱氮

污水生物处理中氮的转化过程包括氨化、同化、硝化和反硝化。

氨化作用：是指污水中蛋白质和氨基酸为主要形式存在的有机氮在微生物的水解酶和脱氨基酶的作用下转化为氨氮的过程。

同化作用：是污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被微生物利用，合成细胞组织成分的过程。按细胞干重计算，微生物细胞中氮的含量约为12.5%。

硝化作用：

影响因素有：（1）温度：20°-30°，（2）BOD5不能太高，过高会使异养菌迅速繁殖，对硝化菌不利，降低硝化反应速率。（3）泥龄：应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。（4）DO:2mg/L比较合适。（5）PH:7-8.

反硝化作用：反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮
(NO2-)还原为氮气的过程。反应如下：（以甲醇为外加碳源）

影响因素：(1)T:5-40° （2）BOD5/TKN >3-5 (3)PH:6.5-7.5

5.3 污水的生物除磷

生物除磷过程可以简述如下：

在厌氧区发生以下作用：

• 通过水解作用，在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，厌氧细菌将溶解性BOD转化为VFA(低分子有机物)
• 除磷菌吸收厌氧区产生的或者来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，转化成细胞内源贮存物（HB/PHV，PHB即聚β羟基丁酸，PHV即聚β羟基戊酸）。这一生化过程所需的能量来源于细胞内聚合磷的水解，并导致磷酸盐的释放。

在好氧区发生以下作用：

• 聚磷菌从污水中超量摄取磷，并贮存于细胞中形成磷的过量储存，从而将磷从污水中去除。这一生化过程所需的能量由在厌氧过程中细胞内存储的PHB/PHV的氧化代谢产生。
• 合成新的贮磷菌细胞，产生富含磷的生物污泥。

影响因素：

（1）厌氧状态下放磷越多，合成的PHB越多，则好氧条件下合成的聚磷量越多，除磷效果也越好。

（2）硝酸盐对厌氧放磷不利，利于反硝化菌的增长，从而和聚磷菌争夺碳源，抑制其生长和放磷。

（3）温度对放磷影响显著，当温度从10°上升到30°时，微生物放磷速率可提高5倍。

5.4 生物脱氮除磷的几种工艺 （UCT A-A-0 Bardenpho工艺等）详见课本（08面试题）

6.污水回用

由于污水回用和净化的技术水平不断提高，城市污水几乎可以回用于任何用途，归纳起来，主要集中在以下几个方面：

• 农业灌溉 包括各种作物的灌溉，牧场和果园的灌溉以及育苗和防止霜冻目的的灌溉。
• 景观绿化用水 用于公园、高尔夫球场以及各种绿地的浇灌，绿化带及各种观赏植物的浇灌以及育苗和防止霜冻目的的灌溉。
• 市政用水 用于冲洗厕所、汽车、道路等，作为消防用水、大型建筑物空调用水。
• 工业用水 作工业冷却水、锅炉补充水、工艺过程用水，用于冲洗设备和厂房地面。
•  环境目的用水 作地表径流补充水，沼泽、湿地补充水，景观娱乐用水。
• 地下水回注用水 防止海水入侵，补充地下饮用水层或非引用水层水量不足，防止地下水位下降所导致的地面下降。
• 其他用途 用作养鱼和培育水产品用水、人工造雪用水、建筑施工用水、粉尘控制用水、牲畜喂养用水等。

（三）  大气污染控制工程

1. 大气污染问题

1.1 酸雨问题

1.1.1定义： PH低于5.6的降水，现泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。致酸前体物为SO₂ ，NOx .

1.1.2、危害：

1）、使淡水湖泊、河流酸化，湖水中鱼类减少

2）、影响土壤特性

3）、影响森林生长

4）、腐蚀建筑材料及金属结构

5）、影响人体健康

1.1.3、措施：即控制致酸前体物的排放

①对原煤进行洗选加工，减少煤炭中的含硫量

②优先开发和使用各种低硫燃料

③改进燃烧技术，减少SO₂ NOx的产生量

④采用烟气脱硫装置，脱出SO₂ NOx

⑤改进汽车发动机技术，按章尾气净化装置，减少氮氧化物得排放

⑥清洁煤技术

1.2 温室效应  [08年面试题]

1.2.1温室效应机理: 地球的温度是由太阳辐射找照到地球表面的速率和地球将红外辐射散发到空间的速率决定的。大气中得水蒸气，CO2和其他微量气体，如甲烷，臭氧，氟利昂等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减得通过，但他们可以吸收地球得长波辐射，并反射回地球，减少能量净排放，具有温室效应。

1.2.2、危害:

1)、雪盖和冰川面积减少

2）、海平面上升

3）、降水格局发生变化

4）、气候灾害事件

5）、影响人类健康

6）、影响农业和自然生态系统

1.2.3、应对措施与策略：

控制气候变化得主要途径-制定适当得能源发展战略，逐步控制温室气体得排放量，增加吸收量，并采取必要得适应气候变化得措施。

1）.控制温室气体排放：改变能源结构，控制化石燃料使用量，增加核能和再生能源使用比例，提高能源转换效率和能源使用效率，降低单位产品能源消耗，减少森林植被破坏，控制水田和垃圾填埋场排放甲烷等

2）.增加温室气体吸收，植树造林，采用固碳技术

3）.适应气候变化得措施：培养新的农作物品种，调整农业生产结构，规划和建设防止海岸

1.3 臭氧层破坏

臭氧层具有较强的吸收紫外线的功能，可以吸收太阳紫外线中对生物有害的部分UV-B。因此，有效地阻挡了来自太阳紫外线的侵袭，使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。

1.3.1危害

1）、对人类健康的影响

2）、对陆生生态的影响

3）、对水生生态的影响

4）、对城市空气质量和建筑材料的影响

5）、改变大气结构

1.3.2、应对措施

1）、开发消耗臭氧层物质的代替技术。如开发非氟利昂类型得代替物质和方法：水清洗技术，氨制冷技术。

2）、制定淘汰消耗臭氧层物质的措施。

1.4 汽车尾气

汽车有害排放物主要有CO、HC、NOx、臭气（醛类化合物）、微粒以及由HC和NO生成的光化学烟雾等6大类，物质成分达140多种。

1).CO  一氧化碳和人体红细胞中的血红蛋白有很强的亲和力，亲和后生成碳氧血C  红蛋白，从而削弱血液中各组织输送氧的能力，造成人体内部缺氧，危害中枢神经系统。

2）HC  排放中的碳氢化合物是燃料中没有燃烧或不完全燃烧的HC及部分成分被分解的产物组成的，其中含有饱和烃、不饱和烃、芳烃及部分含氧化合物，成分复杂。HC与NOx在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的二次污染物—光化学烟雾。这种有毒的光化学烟雾可使人呼吸困难、眼红、喉痛、并会使农作物受到损害。

3）NOx  燃烧过程中NOx的生成方式有三种，热力型NOx，瞬时型NOx，燃料型NOx。NOx是光化学反应的直接参与者，同时可对人和生物造成危害。

4）SOx  汽车内燃机尾气中硫氧化物的主要成分为SO2,它是造成酸雨的主要物质，它已成为当前世界性环境污染的主要问题之一，SO2可氧化生成硫酸雾和硫酸盐成为大气的二次污染物，并继续与环境中的其他污染物相互作用造成严重污染事件。

5）CO2  由于工业的发展，矿物燃料用量的增加，而能大量吸收CO2的森林遭到破坏，导致大气中CO2的浓度大幅度增加。由于CO2对红外辐射的吸收而形成温室效应会使全球气温上升，南北极冰层溶化，海平面上升等，使人类和动植物赖以生存的生态环境遭到破坏，因此控制CO2的排放上升为汽车排放研究的重要课题。

6）悬浮颗粒  汽油车排放的微粒物主要包括铅化物、硫酸盐和低分子物质。这些物质对人体健康造成危害。

7）光化学烟雾

1.5 室内空气污染  [07复试题目]

造成室内空气污染的物质通常分为物理性污染、化学性污染和生物性污染，这三类污染物常常相互关联，共同存在。主要有以下几种对人体健康造成影响室内污染物

1）氡  是一种无色、无臭、无味的惰性放射性致癌气体。

2）生物污染  包括细菌、真菌和过滤性病毒，来源于死的或活的有机体，可经由人体、动物、空气、泥土和植物的残余物传播。

3）可吸入颗粒物(PM10)  大气颗粒物中直径小于10um的颗粒。因其细小而不受人的鼻腔阻挡，可以直入人肺的深处并存留在肺的深处，不易被排出体外，是大气颗粒物中对人体健康威胁最大的一类。

4）无机气体污染物  包括CO、CO2、SO2、NOx、H2S、NH3等

5）挥发性有机污染物  在所有室内空气污染物中，有机化合物是空气污染物的主要成分，而其中挥发性有机污染物（VOCs）更是主要考虑对象。

6）甲醛   

2.大气污染控制的主要技术

2.1洁净燃烧技术

洁净燃烧技术是指在减少燃烧过程污染物排放与提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和排放污染控制等所有技术的总称， 主要是指洁净煤技术和低NOX生成燃料技术。垃圾焚烧及污染控制技术也属于洁净燃烧技术。

洁净燃烧技术包括以下几个方面：

• 先进的燃煤技术，包括整体煤气化联合循环发电、循环硫化床燃烧、低NOX燃烧技术、改进燃烧方式和直接燃煤热机等。
• 燃煤脱硫、脱氮技术，如先进的煤炭浮选技术，型煤固硫技术、烟气处理技术、先进的焦炭生产技术等。
• 煤炭加工成洁净能源技术，包括浮选、温和气化、煤炭直接液化、煤炭联合燃烧电池和煤的热解等。
• 提高煤炭及粉煤灰的利用率。

2.2 烟气的排放

烟气的排放就是通过高烟囱把含有污染物的烟气直接排入大气，使污染物向更大的范围和更远的区域扩散、稀释。净化达标的烟气通过烟囱排入大气中，利用大气的自净作用进一步地降低地面空气中污染物的浓度。

虽然高烟囱排放并不是控制大气污染的根本性办法，不应提倡，但考虑我国的实际情况，高烟囱排放技术仍在不少的行业中继续使用。

2.3 颗粒污染物控制技术 （各种除尘器的机理见大气课本上详细介绍：是重点）

颗粒污染物是我国大气污染的主要污染物之一，因此，颗粒污染物净化技术就显得十分重要。

•  机械式除尘器  利用重力、惯性力或离心力的作用将尘粒从气体中分离的装置称为机械式除尘器，包括重力除尘器、惯性除尘器或旋风除尘器等。[08年面试题中涉及旋风除尘器]
•  湿式除尘器  湿式除尘器是利用洗涤水或其他液体与含尘气态接触实现分离捕集粉尘粒子的装置。虽然具有较高的除尘效率，但由于排出的污泥要进行处理，否则会造成二次污染，且在净化过程有腐蚀性气体时，易造成设备和管道的腐蚀及堵塞等问题，现已很少采用。