污水处理名词 COD是一种常用的评价水体污染程度的综合性指标

污水处理名词COD是一种常用的评价水体污染程度的综合性指标。它是英文chemical oxygen demand的缩写，中文名称为“化学需氧量”或“化学耗氧量”，是指利用化学氧化剂（如重铬酸钾）将水中的还原性物质（如有机物）氧化分解所消耗的氧量。它反映了水体受到还原性物质污染的程度。由于有机物是水体中最常见的还原性物质，因此，COD在一定程度上反映了水体受到有机物污染的程度。COD越高，污染越严重。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源COD浓度应小于15毫克/升，一般景观用水COD浓度应小于40毫克/升。

COD的危害

COD越高，表明水体中还原性物质（如有机物）含量越高，而还原性物质可降低水体中溶解氧的含量，导致水生生物缺氧以至死亡，水质腐败变臭。另外，苯、苯酚等有机物还具有较强的毒性，会对水生生物和人体造成直接伤害。因此，我国将COD作为重点控制的水污染物指标。

COD的来源

水体中的有机物主要来源于生活污水和工业废水的排放以及动植物腐烂分解后随降雨流入水体。

COD的控制措施

一是控制源头，禁止将废弃化学试剂、废油、有机废液、高浓度有机废水等污染物排入城镇排水系统。二是提高城镇生活污水的集中处理率，将生活污水全部收集到污水管道，汇入城镇污水处理厂，处理后排放或回用，杜绝污水直接排入雨水管道以及河流、湖泊、水库等环境水体的现象。三是控制工业排放，尤其是化工、制药、纺织、食品加工等行业，要在废水排放稳定达标的基础上，进一步深化处理和回用，削减COD排放量。四是控制农村和农业污染，防止养殖废水、肥料、农药等有机物流

SS是英语（Suspended Substance）的缩写，即水质中的悬浮物。

水质中悬浮物指水样通过孔径为0.45μm的滤膜截留在滤膜上并于103～105℃ 烘干至恒重的固体物质，是衡量水体水质污染程度的重要指标之一，常用大写字母C表示水质中悬浮物含量，计量单位是mg/l。

补充，SS 亦可翻译成 suspend solid，即悬浮固体是水质的重要指标。

常出现在污水相关文献中。

UASB

UASB工作原理

基本原理

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

基本要求

有：

（1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能；

（2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度；

（3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污入污泥床内

四、UASB内的流态和污泥分布

原理分析介绍

UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产气量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液（指污泥与水）作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具有一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液，由于气体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产气量较少的情况下，有时污泥层与悬浮层有明显的界线，而在产气量较多的情况下，这个界面不明显。有关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，

但沉淀区仍然还有死区和混合区。

UASB内污泥浓度与设备的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完全混合型流态，反应区内污泥的颁，当有机负荷很高时污泥层和悬浮层分界不明显。试验表明，污水通过底部0．4－0．6m的高度，已有90％的有机物被转化。由此可见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概念。在厌氧污泥中，积累有大量高活性的厌氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。

UASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。

三个运行期

根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个运行期：

（1）接种启动期：从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3．d 左右，此运行期污泥沉降性能一般；

（2）颗粒污泥形成期：这一运行期的特点是有小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至最低时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好；

（3）颗粒污泥成熟期：这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3．d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该运行期污泥沉降性很好。

外设沉淀池防止污泥流失

在UASB内虽有气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。

设置外部沉淀池的好处是：

（1）污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期；

（2）去除悬浮物，改善出水水质；

（3）当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳

定性；

（4）回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。

UASB的设计

基本设计

UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。

UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为3－8m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部的池形。

满足要求

气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求：

1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀；

2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角；

3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h；

4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中；

5、应防止集气器内产生大量泡沫。

第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度－面积比来加以满足。

对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制；对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在国内外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到有大于10m的报道，第三代厌氧反应器除外。

污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。

特别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固——液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。在气——液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先

就考虑到：

（1）采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成；

（2）必须要有冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。

如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀——匀速、匀量。

UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。设计时可通过试验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。

UASB的启动

1、污泥的驯化

UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法加以驯化，一般需要3－6个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达1－2年。实践表明，投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化；比甲烷活性高的厌氧污泥可缩短启动期。

2、启动操作要点

（1）最好一次投加足够量的接种污泥；

（2）启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化；

（3）启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快；

（4）最初污泥负荷率一般在0.1－0.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适；

（5）污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验；

（6）可降解的COD去除率达到70—80％左右时，可以逐步增加有机容积负荷率；

（7）为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔速度不可低于1m/d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。八、UASB工艺的优缺点

UASB的主要优点是：

1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；

2、有机负荷高，水力停留时间长，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；

3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；

4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；

5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

主要缺点是：

1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；

2、污泥床内有短流现象，影响处理能力；

3、对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。

化学强化生物除磷污水处理工艺

污水处理过程中，我国的主要河流和湖泊由于受磷污染，富营养化严重，国家环保局为控制磷污染，对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物，使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在高效除磷状态；同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。这是一种高效市政污水处理工艺技术，满足了我国现阶段，为解决水体富营养化，需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。

循环间歇曝气污水处理工艺

我国经济发展水平各地相差较大，经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理，因此，怎样利用有限的资金，降低环境污染，是很多城市政府面临的问题。在污水处理方面，直到不久前，一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术，出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低３０％

左右，是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。

旋转接触氧化污水处理工艺

旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的，当污水中的有机物增加时，微生物随之增加，相反，当污水中的有机物减少时，微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。运行费用低，只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多，能够高效处理各种难降解工业污水。

污水处理工艺流程

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。

整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

重铬酸钾法

重铬酸钾法的原理是在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂、用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据用量算出水样中还原性物质消耗的氧。酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银作催化剂时，直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物

却不易被氧化，吡啶不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氧化，并且能与硫酸银作用产生沉淀。

2干扰及其消除

影响测定结果，故在回流前向水样中加入硫酸汞，使成为络合物以消除干扰。氯离子含量高于2000mg/L的样品应先作定量稀释、使含量降低至2000mg/L，再行测定。

3访法的适用范围

用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值。用0.025mol/L 浓度的重铬酸钾溶液可测定5—50mg/L的COD值，但准确度较差。

4测定过程

取水样20mL（原样或经稀释）于锥形瓶中

加入HgSO4 0.4g(消除CL离子干扰）混匀

加入0.25mol/L 重铬酸钾10mL 和沸石若干混匀接上回流装置

从冷凝管上口加入AgSO4-H2SO4 溶液30mL （催化剂）混匀

回流加热2小时

冷却30分钟

从冷凝管上口加入80mL水于反应液中

取下锥形瓶

加入铁灵试剂3滴

此时溶液应呈黄色（既过量重铬酸钾中六价铬颜色）

用0.1mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液滴定此时溶液颜色逐渐变成蓝绿色（既六价铬被亚铁试剂还原成三价铬的颜色）

继续滴定至溶液呈现红棕色停止（此时水样中重铬酸钾全部被还原亚铁离子和亚铁试剂产生红棕色）记录硫酸亚铁铵溶液的用量V1mL。

以蒸馏水为空白水样，同上法测定硫酸亚铁铵溶液的用量V0mL。

按下面公式计算CODcr值：

CODcr（O2，mL/L)=(V0-V1)*c*8*1000/V

V表示水样体积mL，c表示硫酸亚铁铵溶液浓度mol/L，8表示氧的摩尔质量g/mol，*号表示乘以

仪器

（1）回流装置：带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置（如取样量在30ml以上，采用500ml锥形瓶的全玻璃回流装置）。

（2）加热装置：电热板或变组电炉。

（3）50ml酸式滴定剂。

试剂

（1）重铬酸钾标准溶液（1/6 ＝0.2500mol／L：）称取

重铬酸钾法测定高浓度Cl-废水COD误差

[1]

预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000ml容量瓶，稀释至标线，摇匀。

（2）试亚铁灵指示液：称取 1.485g邻菲啰啉，0.695g硫酸亚铁溶于水中，稀释至100ml，贮于棕色瓶内。

（3）硫酸亚铁铵标准溶液：称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水，边搅拌边缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前用重铬酸钾标准溶液标定。

（4）硫酸－硫酸银溶液：与2500ml浓硫酸中加入25g硫酸银。放置1-2d，不时摇动使其溶解（如无2500ml容器，可在500ml浓硫酸中加入5g硫酸银）。

（5）硫酸汞：结晶或粉末。

注意事项

（1）使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mL，如取用20.00mL水样，即最高可络合2000mg/L氯离子浓度的水样。若氯离子浓度较低，亦可少加硫酸汞，保持硫酸汞：氯离子＝10:1（W／W）。如出现少量氯化汞沉淀，并不影响测定。

（2）水样去用体积可在10.00-50.00mL范围之间，但试剂用量及浓度按相应调整，可得到满意结果。

（3）对于化学需氧量小于50ml/L的水样，应该为0.0250mol/L重铬酸钾标准溶

液。回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。

（4）水样加热回流后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1／5－4／5为宜。

（5）用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检测试剂的质量和操作技术时，由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论CODCr为1.167g，所以溶解0.4251L邻苯二甲酸氢钾与重蒸馏水中，转入1000mL容量瓶，用重蒸馏水稀释至标线，使之成为500mg/L的CODcr标准溶液。用时新配。

（6）CODcr的测定结果应保留三位有效数字。

（7）每次实验时，应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定，室温较高时尤其注意其浓度的变化。

试亚铁灵指示剂如何配制，这是做COD 中用到的。看下面4.6.2

4.6.2 每日临用前必须用重铬酸钾标准溶液（4.

5.1）准确标定此溶液（4.

6.1）的浓度。

取10.0mL重铬酸钾标准溶液置于锥形瓶中，用水稀释至约100mL，加入30mL 硫酸。混匀，冷却后，加3滴（0.15mL）试亚铁灵指示剂）。用硫酸亚铁铵滴定溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色，即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量（mL）。

硫酸亚铁滴定重铬酸钾硫酸时的邻菲罗啉指示剂如何配制

称取0.7g硫酸亚铁溶于70mL水中，加两滴硫酸，加1.5g邻菲罗啉，溶解后稀释至100mL

COD试验用的是0.1mol/L硫酸亚铁铵和0.25mol/L重铬酸钾

（1）重铬酸钾标准溶液:称取预先在120°C烘1- 2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000ml容量瓶，稀释至标线，摇匀。

（2）硫酸亚铁铵标准溶液:称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000n1容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。