污水处理新技术主要讲述内容绪论1.水体颗粒物总论2.聚合铝高效絮凝剂作用原理及应用3.超滤技术在水处理中的应用4.气浮法水质净化技术5.难降解有机物的特性及微生物降解作用6.提交去除难降解有机物效果的生物技术措施7.改良的活性污泥法8.厌氧生物处理法9.新兴的生物处理技术10.生物脱氮除磷技术（生物降解的动力学等）11.废水的深度处理工艺环工教指委推荐（福州大学）内容：1.氧化物工艺2.膜处理技术3.光催化氧化和反应器4.现废水处理厂站的设计1、水体颗粒物总论1.1 颗粒物的分类与特征1.2颗粒物分级与表征的现代方法2、水处理常用的仪器、设备及测试3、聚合铝高效絮凝作用原理及应用3.1 聚合铝高效凝聚絮凝作用原理3.2聚合铝合成工艺技术路线3.3聚合铝研制与发展4、超滤技术在水处理中的应用4.1 膜材料及膜种类4.2 浓差极化及膜污染4.3膜清洗5、改良活性污泥法5.1化沟活性污泥法5.2 A-B活性污泥法5.3 序批式活性污泥法5.4 序批式生物反应器的变型遇应用（ICEAS、CASS、DAT-IAT、MSBR、氧化沟型SBR）5.5 OCO法与BIOLAK法5.6料活性污泥法6、厌氧生物处理6.1 UASB6.2 内循环（IC）厌氧反应器6.3 膨胀颗粒污泥床（EGSB）6.4 折流式厌氧反应器7、新兴的生物处理技术7.1 膜-生物反应器处理工艺7.2 生物强化技术8、难降解有机物的特性及微生物的降解作用8.1 合成有机物的种类及特性8.2 人工合成有机物的去除途径和机理8.3 微生物在有机化合物生物降解中的作用9、提高去除难降解有机物效果的生物技术措施9.1 常规废水生物处理技术对难降解有机物的去除效果9.2 采用共基质条件改善难降解有机物去除效果9.3 优化污泥驯化方法提高对难生物降解有机物去除能力9.4采用厌氧预处理改善有机物的生物降解性能9.5提高常规生物处理对难降解有机物去除效果的其它措施10、新兴的生物处理技术10.1膜—生物反应器处理工艺10.2生物强化技术10.3过滤10.4吸附10.5离子交换10.6高效氧化工艺11、废水的深度处理工艺11.1概述①废水深度处理的必要性②废水深度处理的应用范围11.2.深度处理技术①二级处理后妃废水中的残余成分②深度处理技术的分类12、生物脱氮除磷技术参考教材○1《废水生物处理新技术》-----张忠祥、钱易主编，顾夏声、胡纪华审，清华大学出版社，2004年2月第一版。

○2《废水生物处理》第二版-----【美】C.P.leslie Grady,Jr Glen T.Daigger Henry C.Lim （著），张锡辉、刘勇弟译，化学工业出版社，2003年1月第一版。

○3a．《水污染控制工程》-----赵庆良，任南琪主编，化学工业出版社，2005年5月第一版。

b．《水污染控制工程》-----张希衡主编，冶金工业出版社。

○4《水体颗粒物和难降解有机物的特性与控制技术原理》-----（上册）汤鸿宵、钱易、文湘华等著；（下册）钱易，汤鸿宵，文湘华等著；中国环境科学出版社，2000年12月第一版。

○5《排水工程》（下）-----建筑工业出版社（第四版）。

○6《活性污泥生物学与反应动力学》-----张自杰、周帆主编，中国环境科学出版社。

1 水体颗粒物总论1.1颗粒物的分类和特征1.1.1 颗粒物的范畴在自然界的天然水体和水处理流程中的工艺水体都含有形形色色的颗粒物。

是指比溶解的低分子更大的各种高分子或多分子的实体。

水处理工程学家常指？1~100μm的胶体物质。

水化学家则认为包括＜0.1μm的分散胶体和高分子化合物。

水中的非水杂质，按粒度大致可分为两大类。

一类是粒度小于1nm的化合物，其分子量将大约小于1000，包括所有的小分子和高分子化合物，是经典化学的研究对象。

对于水质，它们既包括生物和人体必需的生命元素，又包括所谓微污染物，例如重金属、N、P化学品等，是水质污染的主要成分。

另一类是粒度大于1nm的杂质，统称颗粒物。

它们本身即可成为污染物，而重金属较易与微污染物相互作用成为共载体，很大程度上决定微污染物在环境中迁移转化和循环归宿。

它们是胶体和与高分子科学的研究对象，也是环境水质学的重要研究内容。

有生命的生物吸附和颗粒物除细菌、蓝绿藻等之外，近年更引起重视的是病毒，水生病毒对人体健康至为重要，近期发现，天然水体每毫升有似病毒颗粒达2.5×108个，比以前报道的大103~107倍。

1.1.2颗粒物的基本特征颗粒物与溶解的低分子相比，最大的特点是它的不均一性或多分散性。

颗粒物的多分散性和多样性有其显著的基本特征，主要有：（1）粒度分布多分散（2）形状形态多样性（3）反应活性区各异：颗粒含有各种官能团，作为与溶液中溶质或其他颗粒相互作用的反应活性点。

与低分子化合物不同，颗粒物发生反应往往只限于表面部位或局部某些基团。

这些反应虽有可能影响到其他？分成整体的存在形态。

在一定程度内部尚不致引起颗粒整体的转化。

（4）电学性质显著（5）界面效应强烈：除溶解状态时的高分子物质外，颗粒物与溶液之间存在有大量的微观界面，他们的相互作用和各种反应就发生在界面上。

（6）复合组合体系：天然水体中的颗粒物一般并不是以单纯的（单一）状态存在，而是相互结合成为某种复合体。

1.2颗粒物分级与表征的现代方法1.2.1颗粒物分级的FFF技术近年来，一种称为场流分级（Field flow fractionation）的技术是颗粒物分级方法的新进展。

这是一种类似于液体色谱的层析方法，可以多分辨的分级和分离个范围的颗粒物，气溶胶体和多分子物质。

它的检测范围可以从规范分子量为1000的分子到粒径大于50μm的颗粒。

（测量的粒径跨度在5个数量级，而质量跨度达到15个数量级）1.2.2电子显微镜电子显微镜是颗粒研究中时常应用的观测工具，它虽然主要可提供微观形态的图像，但也能反映出许多相关联的信息，例如颗粒分布、孔隙和结晶、颗粒间相互作用、凝聚和絮凝状态等等。

颗粒观测时常用的除一般立体显微镜和光学显微镜外。

电子显微镜主要有扫描显微镜（SEM）和透射显微镜（TEM）两类。

TEM一电子束透射观测样品，其分辨率可以达到一般光学显微镜的1000倍。

TEM可以提供粒度、形状、孔隙、内异相性、结晶、胶体相互作用等信息。

变压电镜（HVEM）则有更多的穿透力，其样品厚度可达到TEM的10000倍。

1.2.3颗粒物的电荷表征表面电荷是水体颗粒物的重要特征常数。

比较常用的有电动电位（ζ）和流动电位（SC）两种。

电动电位或Zeta（ζ）电位是在外加电场的推动力作用下，颗粒与周围的液体产生相对运动而形成的电位（电泳仪）流动电位或流动电流的测定概念与电动电位恰正相反。

它是在外力作用下颗粒与液体之间发生相对运动，从而形成电场并且产生的电位和电流。

1.2.4 IR与NMR光谱FTIR傅里叶变换红外光谱：这种技术对颗粒物的研究表面氧吸附位、羟基的存在与变化、配位变换过程等。

曾用于探讨吸附机理、层间键合、吸附剂变动、脱水及脱羟过程、表面离子交换等。

NMR 核磁共振：多用于水溶液悬浮颗粒表面化和太的研究。

颗粒物的分离与分级、静态和动态激光光散射、X-射线吸收光谱（XAS）不作介绍。

2 水处理中常用仪器、设备、测试2.1.背景材料、信息与能源为当代??的三大支柱。

环境科学与工程与能源、材料紧密相连，一门多学科交叉的学科，宏观上的性能测试和微观上的组成与结构表征，这两个方面构成了水质及材料的检测评价技术。

水质及材料的表征目的：成分分析、结构测定和形貌观察。

2.2 水及材料组成分析2.2.1元素分析：1.传统的化学分析技术2.原子光谱（吸收，发射，萤光）3.质谱与二次离子质谱4.核磁共振5.光电子与俄歇电子能谱2.2.2化合物组成分析1.分子吸收光谱（紫外—可见吸收光谱）2.分子发射光谱（萤光光谱）3.分子振动光谱（红外、拉曼光谱）4.气相、液相、凝胶色谱2.2.3材料形貌分析1.光学显微镜2.光学干涉仪3.激光散射谱4.扫描电子显微镜5.投射电子显微镜2.2.4材料结构分析1.扫描隧道显微镜（STM）2.X射线衍射（XRD）3.原子力显微镜（SFM）4.热分析（差热、差动、热重）2.3表征方法2.3.1 IK(infrated spectroscopy) 红外光谱分析2.3.1.1光谱：当红外光照射有机物时，物质吸收红外光区光，分子中原子振动红外光谱：所有有机化合物在红外光谱区内都有吸收，用它可以确定两个化合物是否相同，也可以确定一个新的化合物中某一特殊键或或官能团是否存在。

紫外光谱：常用来表征分子中电键的情况，特别是共轭体系等。

核磁共振谱：常用来测定有机分子中的氢原子和碳原子连接的方式和化学环境。

质谱：主要是确定分子的相对质量和组成分子的基团。

2.3.2 SEM（扫描电子显微镜）以二次电子探测器，散射电子探测器进行微观形貌观察。

分辨率：6nm~3.5nm 放大倍数：10~1.8*1052.3.2.1扫描电子显微镜1.电子光学系统2.信号检查放大系统3.图像显示记录系统4.真空系统5.电源系统2.3.2.2电子光学系统1.电子栓、电磁透镜2.扫面线圈、光栏3. ？？4. ？？2.3.2.3其他仪器分析方法①紫外、可见吸收光谱分析（UV—UIS）结构定性分析（有机物），有机物构形和构象的测定（氢键浓度，化合物相对分子质量测定等）②原子吸收光谱分析(AAS)主要定量分析③原子发射光谱分析（AES）元素定性半定量，定量分析，对于无机物分析是最好的定性，半定量分析。

④原子力显微镜(AFM)表面形貌与结构分析（接近原子分辨水平），表面原子间力与表面力学性质的测定。

⑤X射线电子能谱（XPS）表面成分分析（？专体活度分析），表面能带结构分析⑥拉曼光谱分析定性分析（有机物结构），分子结构分析，交聚物分析（结晶度，取向性，碳链结构等）3 聚合铝高效絮凝作用原理及应用3.1聚合铝高效絮凝作用机理研究表明，投加到水中的Al13O4(OH)247+聚合形态对负电荷表面颗粒的强烈的吸附/电中和作用及絮凝粘结架桥作用，是导致聚合铝高效絮凝作用的最佳凝聚形态。

因此，对以Al13聚合形态为主的聚合铝絮凝剂的高效絮凝作用，主要表现在：①？？Al13O4(OH)247+形态较稳定，已不受溶液化学条件的影响而延迟水解沉淀反应；②一旦扩散吸附作用发生，Al13聚合形态将在胶体颗粒表面发生化学结构的重排而形成更稳定的表层结构，而表层电荷或电位降低对此过程无干扰，因此对颗粒脱稳速度不会产生明显影响；③Al13聚合形态拥有最高电荷量，因而可显著地增强其电中和能力，有效地改善了颗粒有效碰撞频率，投加后可立即发生显著的电中和/吸附作用。