分解为简单的有机物。继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。 第二阶段为产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢，并有二氧化碳生成。 第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷。

厌氧生物处理可以在中温（35℃一38℃）进行（称中温消化），也可在高温（52℃一55℃）进行（称高温消化）。因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响，因为产甲烷菌在两个温度段（即35℃一38℃和52℃一55℃）时，活性最高，处理的效果最好。

厌氧生物处理优势在于：应用范围广，能耗低，负荷高，剩余污泥量少，其浓缩性、脱水性良好，处理及处置简单。另外，氮、磷营养需要量较少，污泥可以长期贮存，厌氧反应器可间歇性或季节性运转。其不足之处：厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；出水达不到要求，需进一步进行处理；处理系统操作控制因素较复杂；过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。

3.影响厌氧生物处理的主要因素有如下：pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。 提高厌氧生物处理的效能可考虑：1 .pH维持在6.8~7.2之间, 2.温度可以维持在中温（35℃一38℃），也可以是高温（52℃一55℃） 3.保持较长的生物固体停留时间 4.系统内避免进行连续的剧烈搅拌 5.碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜。 6.需控制有毒物质的浓度，以防止有毒物质影响微生物的生存而使效果降低。 4.几种厌氧处理方法和构筑物的优缺点和适用条件如下表：

方法或反应器 适用条件 优点 缺点 反应时间长，池容积大；污泥易随水流带走 在一个消化池内进行酸设备简单 化，甲烷化和固液分离。传统消化法 适用于小型，低投入系统。 微生物固着生长在滤料设备简单，能承受较高负底部易发生堵塞，厌氧生物滤表面，适用于悬浮固体荷，出水悬浮固体低，能填料费用较贵 池 量低的污水 耗小 厌氧接触法 用沉淀池分离污泥并进能承受较高负荷，有一定负荷高时污泥会

行回流，消化池中进行抗冲坝子负荷能力，运行流失，设备较多，适当搅拦，池内呈完全较稳定，不受进水悬浮固操作要求较高 混合，能适应高有机物体的影响；出水悬浮固体浓度和高悬浮固体的污低 水 上流式厌氧消化和固液分离在一个负荷高；总容积小，能耗如设计不善，污泥污泥床反应池内，微生物量很高，低，不需搅拌 会大量消失，池的器 适用于高负荷污水 构造复杂 酸化和甲烷化在两个反能承受较高负荷，耐冲设备较多，运行操两相厌氧处应器进行，两个反应器击，运行稳定 作较复杂 理法 可以采用不同反应温度

5.设采用厌氧消化法，消化时间为0.5天，则V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3

6.其特点如下：

（1）为产酸菌、产甲烷菌分别提供各自最佳的生长繁殖条件，在各自反应器能够得到最高的反应速率

（2）酸化反应器有一定的缓冲作用，缓解冲击负荷对后续的产甲烷反应器的影响

（3）酸化反应器反应进程快，水力停留时间短，COD浓度可去除20%—25%，能够大大减轻产甲烷反应器的负荷 （4）负荷高，反应器容积小基建费用低

第十六章 污水的化学和物理化学处理

一、填空题

1．混凝所处理的对象主要是水中的（ ）和（ ）。 2．影响混凝效果的主要因素有（ ）（ ）和（ ）。

3．化学混凝的设备包括：混凝剂的溶解配置和投加设备、混合设备和反应设备。常用的混合方式是（ ）（ ）和（ ）。反应设备有（ ）和（ ）两大类。 4．混凝过程可分为（ ）和（ ）两个阶段。 5．按照作用机理，吸附可分为（ ）和（ ）。 6．活性炭的再生方法主要有（ ）和（ ）。

7．离子交换运行操作包括（ ）（ ）（ ）和（ ）四个步骤。 二、名词解释 1．絮凝、凝聚、混凝

2．ζ电位、总电位、压缩双电层 3．等电电位、临界电位 4．吸附等温式

5．全交换容量、工作交换容量 6．交联度 7．膜析法 三、简答题

1．试叙述脱稳和凝聚的原理。

2．混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌的要求有何不同？为什么？

3．混凝药剂的选用应遵循哪些原则？

4．铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理过程中发挥哪三种作用？ 5．什么叫助凝剂？助凝剂按投加的目的划分为哪几类？ 6．离子交换树脂的分类。

7．请描述电渗析过程，并比较其与离子交换树脂在离子交换过程中作用的异同。

答案：

一、填空题

1．微小悬浮固体，胶体杂质 2．水温，水质，水利条件

3．水泵混合，隔板混合，机械混合。水力搅拌，机械搅拌 4．混合，反应 5．物理吸附，化学吸附 6．加热再生法，化学再生法 7．交换，反洗，再生，清洗 二、名词解释

1．混凝：絮凝——从工艺上看，是指絮粒通过吸附、交联、网捕，聚结为大絮体沉降的过程。凝聚——从作用机理来看，是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。混凝——凝聚和絮凝统称为混凝。

2．ζ电位、总电位：滑动面与溶液之间的电位叫做ζ电位；胶核表面的电位离

子与溶液之间的电位差叫做总电位或φ电位；压缩双电层是指在胶体分散系中投加能产生高价反离子的活性电解质，通过增大溶液中的反离子强度来减小扩散层厚度，从而使ζ电位降低的过程。该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中，从而使扩散层减簿。

3．等电电位、临界电位：当大量离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时，ζ电位为零，称为等电电位；当ζ电位降至某一程度而使胶体颗粒之间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能是，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的ζ电位称为临界电位。

4．吸附等温式：一定吸附剂所吸附物质的数量与此物质的性质及其浓度和温度有关。表明被吸附物的量与浓度之间的关系式称为吸附等温式。

5．全交换容量、工作交换容量：一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量叫做全交换容量；树脂在给定工作条件下实际的交换能力叫做工作交换容量。

6．交联度：又称交联指数。表征高分子链的交联程度。通常用交联密度或两个相邻交联点之间的数均分子量或每立方厘米交联点的摩尔数来表示。 7．膜析法：膜析法是利用天然或人工合成膜以外界能量或化学电位差作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。 三、简答题

1．试叙述脱稳和凝聚的原理

答：胶体颗粒的脱稳：要使胶体颗粒沉降就必须破坏胶体的稳定性，促使胶体颗粒互相接触，成为较大的颗粒，关键在于减少胶体的带电量。这可以通过压缩扩散层厚度，降低ζ电位来达到。这个过程就叫做胶体颗粒的脱稳作用。

不用的化学试剂能使胶体以不同的方式脱稳，脱稳的机理有：1）压缩双电层：胶体的稳定性取决于静电斥力力与范德华力何者占主导地位，当距离很近时，范德华力占优势，合力为引力，两个颗粒可以互相吸住，胶体脱稳。当距离较远时，库仑力占优势，合力为斥力，颗粒间相互排斥，胶体将保持稳定。

2）吸附电中和作用：胶体表面对异号离子，异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，中和了部分或全部电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而相互吸附。

3）吸附架桥作用：如果投加的化学剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物或两个同号胶粒吸附在同一个异号胶粒上，胶粒间就能联结，团结成絮凝体而被除去。

4）网捕作用：向水中投加含金属离子的化学药剂后，由于金属的水解和聚合，会以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物，或在这种沉淀物中从水中