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水污染控制工程作業(yè)標準答案 第一章 1． 簡述水質指標在水體污染控制、污水處理工程設計中的作用。 答：水質污染指標是評價水質污染程度、進行污水處理工程設計、反映污水處理廠處理效果、開展水污染控制的基本依據(jù)。 2．分析總固體、溶解性固體、懸浮性固體及揮發(fā)性固體指標之間的相互聯(lián)系 答：水中所有殘渣的總和稱為總固體（TS），總固體包括溶解性固體（DS）和懸浮性固體（SS）。水樣經(jīng)過濾后，濾液蒸干所得的固體即為溶解性固體（DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（SS）。固體殘渣根據(jù)揮發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（VS）和固定性固體（FS）。將固體在600℃的溫度下灼燒，揮發(fā)掉的即市是揮發(fā)性固體（VS），灼燒殘渣則是固定性固體（FS）。溶解性固體一般表示鹽類的含量，懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質含量，揮發(fā)性固體反映固體的有機成分含量。 3．生化需氧量、化學需氧量、總有機碳和總需氧量指標的含義是什么？分析這些指標之間 的聯(lián)系與區(qū)別。 答：生化需氧量（BOD）：水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量。 化學需氧量（COD）：在酸性條件下，用強氧化劑將有機物氧化為CO2、H2O所消耗的氧量。 總有機碳（TOC）：水樣中所有有機污染物的含碳量。 總需氧量（TOD）：有機物除碳外，還含有氫、氮、硫等元素，當有機物全都被氧化時，碳被氧化為二氧化碳，氫、氮及硫則被氧化為水、一氧化氮、二氧化硫等，此時需氧量稱為總需氧量。 這些指標都是用來評價水樣中有機污染物的參數(shù)。生化需氧量間接反映了水中可生物降解的有機物量?；瘜W需氧量不能表示可被微生物氧化的有機物量，此外廢水中的還原性無機物也能消耗部分氧?？傆袡C碳和總需氧量的測定都是燃燒化學法，前者測定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD的耗氧過程與BOD 的耗氧過程有本質不同，而且由于各種水樣中有機物質的成分不同，生化過程差別也大。各種水質之間TOC或TOD與BOD不存在固定關系。在水質條件基本相同的條件下，BOD與TOD或TOC之間存在一定的相關關系。 4．水體自凈有哪幾種類型？氧垂曲線的特點和使用范圍是什么？ 答：水體自凈從凈化機制來看，可分為：物理凈化、化學凈化和生物凈化。 氧垂曲線適用于一維河流和不考慮擴散的情況。 5．試論排放標準、水環(huán)境質量指標、環(huán)境容量之間的聯(lián)系。 答：環(huán)境容量是水環(huán)境質量標準指定的基本依據(jù)，水環(huán)境質量標準則是排放標準指定的依據(jù)。 6．我國現(xiàn)行的排放標準有哪幾種？各標準的使用范圍及相互關系是什么？ 答：我國現(xiàn)行的排放標準有濃度標準和總量控制標準。根據(jù)地域管理權限又可分為國家排放標準、地方排放標準、行業(yè)排放標準。 我國現(xiàn)有的國家標準和地方標準基本上都是濃度標準。 國家標準按照污水排放去向，規(guī)定了水污染物最高允許排放濃度，適用于排污單位水污染物的排放管理，以及建設項目的環(huán)境影響評價、建設項目環(huán)境保護設施設計、竣工驗收及其投產(chǎn)后的排放管理。 行業(yè)標準：根據(jù)部分行業(yè)排放廢水的特點和治理技術發(fā)展水平，國家對部分行業(yè)制定了國家行業(yè)標準。 地方標準：省、直轄市等根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展水平和管轄地水體污染空制需要，可以依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染仿治法》制定地方污水排放標準。地方標準可以增加污染物控制指標，但不能減少；可以提高對污染物排放標準的要求，但不能降低標準。 第二章 1、 試說明沉淀有哪些類型？各有何特點？討論各類型的聯(lián)系和區(qū)別。 答：自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行 沉淀, 顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中,顆粒的物理性質不變。發(fā)生在沉砂池中。 絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集 增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過程中，顆粒的質量、形狀、沉速是變化的。化學 絮凝沉淀屬于這種類型。 區(qū)域沉淀或成層沉淀：懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L 以上）；顆粒的沉降受到周圍其他顆 粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水 界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。 壓縮沉淀：懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團狀結構，互相接觸，互相支撐，下 層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池 中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。 聯(lián)系和區(qū)別：自由沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀或成層沉淀，壓縮沉淀懸浮顆粒的濃度依次增 大，顆粒間的相互影響也依次加強。 2、 設置沉砂池的目的和作用是什么？曝氣沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何區(qū)別？ 答：設置沉砂池的目的和作用：以重力或離心力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行。 平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構造簡單，工作穩(wěn)定，將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去 除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒。 曝氣沉砂池的工作原理：由曝氣以及水流的螺旋旋轉作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物得以去除。曝氣沉砂池沉砂中含有機物的量低于5%；由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分離等作用。 3、 水的沉淀法處理的基本原理是什么？試分析球形顆粒的靜水自由沉降（或上?。┑? 基本規(guī)律，影響沉降或上浮的因素是什么？ 答：基本原理：沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。 基本規(guī)律：靜水中懸浮顆粒開始沉降（或上浮）時,會受到重力、浮力、摩擦力的作用。剛開始沉降（或上浮）時，因受重力作用產(chǎn)生加速運動,經(jīng)過很短的時間后,顆粒的重力與水對其產(chǎn)生的阻力平衡時, 顆粒即等速下沉。 影響因素：顆粒密度，水流速度，池的表面積。 5、已知污水處理廠設計平均流量Q=20000M3/D，服務人口100000 人，初沉污泥量按25G、 （人 日），污泥含水率97％，請設計曝氣式沉砂池和平流式沉淀池。 解：Qmax=20000/(24*3600)=0.23M3/S=833.3M3/H 曝氣式沉砂池：總有效容積：V=60*Qmax*t=60*0.23*2=27.6m3 池斷面面積：A=Qmax/Vmin=0.23/0.08=2.88m2 池總寬度：B=A/Hmin=池長L=V/A=27.6/2.88=9.58m 所需曝氣量：q=60D*Qmax=60*0.23*0.2=2.76m3/min 平流式沉淀池： 沉淀區(qū)表面積：A=Q(max)/q=833.3/2.5=333.3m2 沉淀區(qū)有效水深:h2=q*t=2.5*1=2.5m 沉淀區(qū)有效容積：V=A*h2=333.3/3=111.1m3 沉淀池長度：L=3.6*v*t=3.6*0.0005*3600=6.48m 沉淀區(qū)總寬度：B=A/L=333.3/6.48=51.44m 沉淀池數(shù)量：n=B/b=51.44/40>1,取2 污泥區(qū)容積：V=(S*N*T)/1000=(20000*1000*4*3%)/24*1000=100m2 沉淀池總高度：H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.3+2.1=5.2m (S1=25m2 S2=1m2 h4’=0.35m h4’’=1.75m L1=1.5m L2=0.3m) 貯泥池容積：V=1/3*h4’(S1+S2+ )=3.61m3 貯泥池以上梯形部分污泥容積：V=(L1/2+L2/2)*h4’’*b=63m3 6、加壓溶氣氣浮法的基本原理是什么 ？有哪幾種基本流程與溶氣方式，各有何特點？ 答：加壓溶氣氣浮法的基本原理：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣 泡形式釋放出來。 基本流程及特點：全加壓溶氣流程，特點是將全部入流廢水進行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進入氣浮池，進行固液分離。部分加壓溶氣流程：將部分入流廢水進行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進入氣浮池，其它部分直接進入氣浮池，進行固液分離。部分回流加壓溶氣流程：將部分清液進行回流加壓，入流水則直接進入氣浮池，進行固液分離。 8．氣固比的定義是什么？如何確定適當?shù)臍夤瘫龋? 答：氣固比（а）的定義是溶解空氣量（A）與原水中懸浮固體含量（S）的比值。 氣固比選用涉及原水水質、出水要求、設備、動力等因素，對于所處理的廢水最好金國氣浮試驗來確定氣固比，無試驗資料時一般取0.005-0.06，廢水中懸浮固體濃度不高時取下限，如選用0.005-0.006；但懸浮固體較高時，可選用上限，如氣浮用語剩余污泥濃縮時氣固比一般采用0.03-0.04。 9、廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比，各有何優(yōu)缺點？ 答：氣浮法：能夠分離那些顆粒密度接近或者小于水的細小顆粒，適用于活性污泥絮體不易沉淀或易于產(chǎn)生膨脹的情況，但是產(chǎn)生微細氣泡需要能量，經(jīng)濟成本較高。 沉淀法：能夠分離那些顆粒密度大于水能沉降的顆粒，而且固液的分離一般不需要能量，但 是一般沉淀池的占地面積較大。 11．如何改進及提高沉淀或氣浮分離效果？ 答：通過采取相應的措施，增大懸浮顆粒的直徑，減小流體的黏度等都能提高沉淀或氣浮分離效果。如：通過混凝處理增大顆粒粒徑，提高水溫以減小水的黏度。另外，也可以減小氣泡直徑來提高氣浮分離效果。 第11 章 1、 簡述好氧生物和厭氧生物處理有機污水的原理和適用條件。 答：好氧生物處理：在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養(yǎng)源進行好氧代謝。這些高能位的有機物質經(jīng)過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物質穩(wěn)定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進一步處置。適用于中、低濃度的有機廢水，或者說BOD5 濃度小于500mg/L 的有機廢水。厭氧生物處理：在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩(wěn)定有機物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物，同時釋放能量。適用于有機污泥和高濃度有機廢水（一般BOD5≥2000mg/L）。 2、 某種污水在一連續(xù)進水和完全均勻混合的反應器中進行處理，反應不可逆，符合一級反應，V=KSA,K=0.15D-1,求當反應池容積為20M3，反應效率為98％時，該反應池能夠處理的污水流量為多大？ 解：設Q 為污水流量，S 為底物濃度：則Q*S=20*v=k*S*20 則:Q=20k=0.15*20=3m3/d Q(實)=Q/98%=3.06m3/d 3 簡述城鎮(zhèn)污水生物脫氮過程的基本步驟。 答：污水生物脫氮過程氮的轉化主要包括氨化、硝化和反硝化作用。 （1）氨化：微生物分解有機氮化合物產(chǎn)生氨的過程稱為氨化反應。在氨化微生物作用下，有機氮化合物在好氧或厭氧條件下分解、轉化為氨態(tài)氮。 （2）硝化反應：在亞硝化菌和硝化菌的作用下，將氨態(tài)氮轉化為亞硝酸鹽（NO2-—）和硝酸鹽（NO3-）。 （3）反硝化反應：在缺氧條件下，NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被還原為氮氣。 4．簡述生物除磷的原理。 微生物經(jīng)氨化反應分解有機氮化合物生成NH3,再在亞硝化菌和硝化菌的作用下，經(jīng)硝化反應生成（亞）硝酸鹽，最后經(jīng)反硝化反應將（亞）硝酸鹽還原為氮氣。當進水氨氮濃度較低時，同化作用也可能成為脫氮的主要途徑。 4、 簡述生物除磷的原理。 答：在厭氧－好氧交替運行的系統(tǒng)中，得用聚磷微生物具有的厭氧釋磷及好氧超量吸磷的特性，使好氧段中混合液磷的濃度大量降低，最終通過排放含有大量富磷污泥而達到從污水中除磷的目的。 第12 章 1． 活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？ 答：活性污泥是指由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水一類好氧生物的處理方法?；钚晕勰喾ㄌ幚砹鞒贪ㄆ貧獬?、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)等基本組成部分。廢水經(jīng)過預處理后，進入曝氣池與池內(nèi)的活性污泥混合成混合液，并在池內(nèi)充分曝氣，一方面使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，廢水與活性污泥充分接觸；另一方面，通過曝氣，向活性污泥供氧，保持好氧條件，保證微生物的正常生長。廢水中有機物在曝氣池內(nèi)被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液進入二次沉淀池，進行固液分離，凈化的廢水排出。大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝氣池進口，與進入曝氣池的廢水混合。 2． 常用的活性污泥法曝氣池的基本形式有哪些？ 答：推流式曝氣池：污水及回流污泥一般從池體的一端進入，水流呈推流型，底物濃度在進口端最高，沿池長逐漸降低，至池出口端最低。 完全混合式曝氣池：污水一進入曝氣反應池，在曝氣攪拌作用下立即和全池混合，曝氣池內(nèi)各點的底物濃度、微生物濃度、需氧速率完全一致。 封閉環(huán)流式反應池：結合了推流和完全混合兩種流態(tài)的特點，污水進入反應池后，在曝氣設備的作用下被快速、均勻地與反應器中混合液進行混合，混合后的水在封閉的溝渠中循環(huán)流動。封閉環(huán)流式反應池在短時間內(nèi)呈現(xiàn)推流式，而在長時間內(nèi)則呈現(xiàn)完全混合特征。序批式反應池（SBR）：屬于“注水--反應—排水”類型的反應器，在流態(tài)上屬于完全混合，但有機污染物卻是隨著反應時間的推移而被降解的。其操作流程由進水、反應、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結束構成一個周期，所有處理過程都是在同一個設有曝氣或攪拌裝置的反應器內(nèi)依次進行，混合液始終留在池中，從而不需另外設置沉淀池。 3． 活性污泥法有哪些主要運行方式？各種運行方式有何特點？ 答：傳統(tǒng)推流式：污水和回流污泥在曝氣池的前端進入，在池內(nèi)呈推流式流動至池的末端，充氧設備沿池長均勻布置，會出現(xiàn)前半段供氧不足，后半段供氧超過需要的現(xiàn)象。漸減曝氣法：漸減曝氣布置擴散器，使布氣沿程遞減，而總的空氣量有所減少，這樣可以節(jié)省能量，提高處理效率。分步曝氣：采用分點進水方式，入流污水在曝氣池中分3—4 點進入，均衡了曝氣池內(nèi)有機污染物負荷及需氧率，提高了曝氣池對水質、水量沖擊負荷的能力。 完全混合法：進入曝氣池的污水很快被池內(nèi)已存在的混合液所稀釋、均化，入流出現(xiàn)沖擊負荷時，池液的組成變化較小，即該工藝對沖擊負荷具有較強的適應能力；污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，F(xiàn)/M 值均等，各部位有機污染物降解工況相同，微生物群體的組成和數(shù)量幾近一致； 曝氣池內(nèi)混合液的需氧速率均衡。 淺層曝氣法：其特點為氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量空氣進行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。 深層曝氣法：在深井中可利用空氣作為動力，促使液流循環(huán)。并且深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa 值增大，同時氣液接觸時間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。 高負荷曝氣法：在系統(tǒng)與曝氣池構造方面與傳統(tǒng)推流式活性污泥方相同，但曝氣停留時間公1.5－3.0 小時，曝氣池活性污泥外于生長旺盛期。主要特點是有機容積負荷或污泥負荷高，但處理效果低。 克勞斯法：把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進入曝氣池，克服了高碳水化合物的污泥膨脹問題。而且消化池上清液中富有氨氮，可以供應大量碳水化合物代謝所需的氮。消化池上清液夾帶的消化污泥相對密度較大，有改善混合液沉淀性能的功效。延時曝氣法：曝氣時間很長，活性污泥在時間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放。本工藝還具有處理過程穩(wěn)定性高，對進水水質、水量變化適應性強，不需要初沉池等優(yōu)點。 接觸穩(wěn)定法：混合液的曝氣完成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。本工藝特點是污水與活性污泥在吸附池內(nèi)吸附時間較短，吸附池容積較小，再生池的容積也較小，另外其也具有一定的抗沖擊負荷能力。 氧化溝：氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，具有曝氣和攪拌兩個作用，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。 純氧曝氣法：純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。 吸附－生物降解工藝；處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負荷和pH 變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟實力進行分期建設。 序批式活性污泥法:工藝系統(tǒng)組成簡單，不設二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設備；耐沖擊負荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無需設置調(diào)節(jié)池；反應推動力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質；運行操作靈活，通過適當調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好,SVI 值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹；該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加以控制，便于自控運行，易于維護管理。 4． 解釋污泥泥齡的概念，說明它在污水處理系統(tǒng)設計和運行管理中的作用。 答：污泥泥齡即生物固體停留時間，其定義為在處理系統(tǒng)（曝氣池）中微生物的平均停留時間。在工程上，就是指反應系統(tǒng)內(nèi)微生物總量與每日排出的剩余微生物量的比值?；钚晕勰嗄帻g是活性污泥處理系統(tǒng)設計\運行的重要參數(shù)。在曝氣池設計中的活性污泥法，即是因為出水水質、曝氣池混合液污泥濃度、污泥回流比等都與污泥泥齡存在一定的數(shù)學關系，由活性污泥泥齡即可計算出曝氣池的容積。而在剩余污泥的計算中也可根據(jù)污泥泥齡直接計算每天的剩余污泥。而在活性污泥處理系統(tǒng)運行管理過程中，污泥泥齡也會影響到污泥絮凝的效果。另外污泥泥齡也有助于進步了解活性污泥法的某些機理，而且還有助于說明活性污泥中微生物的組成。 5．從氣體傳遞的雙膜理論，分析氧傳遞的主要影響因素。 答：氣體傳遞的雙膜理論的基點是認為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分子從一相進入另一相時受到了阻力。當氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣體的溶解度低，則阻力主要來自液膜。影響氧傳遞的因素主要有如下：污水水質：水中各種雜質如某些表面活性物質會在氣液界面處集中，形成一層分子膜，增加了氧傳遞的陰力，影響了氧分子的擴散。 水溫：水溫對氧的轉移影響較大，水溫上升，水的黏度降低，液膜厚度減小，擴散系數(shù)提高，反之，擴散系數(shù)降低。 氧分壓：氣相中的氧分壓直接影響到氧傳遞的速率。氣相中氧分壓增大，則傳遞速率加快，反之，則速率降低。 總的來說，氣相中氧分壓、液相中氧的濃度梯度、氣液間的接觸面積和接觸時間、水溫、污水的性質、水流的紊流程度等因素都影響著氧的轉移速率。 6．生物脫氮、除磷的環(huán)境條件要求和主要影響因素是什么？說明主要生物脫氮、除磷工藝的特點。 答：生物脫氮、除磷影響因素有：（1）環(huán)境因素，如溫度、pH、DO；（2）工藝因素，如污泥泥齡、各反應區(qū)的水力停留時間、二沉池的沉淀效果；（3）污水成分，如污水中易降解有機物濃度，BOD5與N、P的比值等。 10．二沉池的功能和構造與一般沉淀池有什么不同？在二沉池中設置斜板為什么不能取得理想效果？ 答：二沉池的功能要考慮固液分離和污泥濃縮的要求； 二沉池的構造可與污水處理廠的初沉池類似，可以采用平流式、豎流式和輻流式。但在構造上要注意以下幾點： （1）二沉池的進水部分要仔細考慮，應使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，使污泥絮凝結大。 （2）二沉池中污泥絮凝體較輕，容易被水挾走，因此要限制出流堰處的流速，可在池面設置更多的出水堰槽，使單位堰長的出水量符合規(guī)范要求，一般二沉池出水堰最大負荷不大于1.17L/(sm)。 （3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。 （4）二沉池應設置浮渣的收集、撇除、輸送和處置裝置。 斜板可以提高沉淀效能的原理主要適用于自由沉淀，但在二沉池中，沉淀形式主要屬于成層沉淀而非自由沉淀。 第十三章 1．什么是生物膜法？生物膜法有哪些特點？ 答：生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸，進行固、液相的物質交換，利用膜內(nèi)微生物將有機物氧化，使廢水獲得凈化，同時，生物膜內(nèi)的微生物不斷生長與繁殖。 生物膜法具有以下特點： （1）固著于固體表面的生物膜對廢水水質、水量的變化有較強的適應性，操作穩(wěn)定性好。 （2）不會發(fā)生污泥膨脹，運轉管理較方便。 （3）由于微生物固著于固體表面，即使增殖速度慢的微生物也能生長繁殖。 （4）因高營養(yǎng)級的微生物存在，有機物代謝時較多的轉化為能量，合成新細胞即剩余污泥量較少。 （5）多采用自然通風供氧。 （6）活性生物量難以人為控制，因而在運行方面靈活性較差。 （7）由于載體材料的比表面積小，故設備容積負荷有限，空間效率較低。 1． 生物膜法有哪幾種形式？試比較它們的特點。 答: 生物濾池：處理效果好，BOD5的去除率可達90％以上，出水 BOD5可下降到25mg/L 以下，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質穩(wěn)定。 生物轉盤：（1）不需曝氣和回流，運行時動力消耗和費用低；（2）運行管理簡單，技術要求不高；（3）工作穩(wěn)定，適應能力強；（4）適應不同濃度、不同水質的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（6）沒有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；（7）可多層立體布置；（8）一般需加開孔防護罩保護、保溫。 生物接觸氧化法：一種浸沒曝氣式生物濾池，是曝氣池和生物濾池綜合在一起的處理構筑物，兼有兩者優(yōu)點：(1)具有較高的微生物濃度，一般可達10~20g/L；(2)生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低；(3)具有較高的氧利用率； (4)具有較強的耐沖擊負荷能力； (5)生物膜活性高；(6)沒有污泥膨脹的問題。生物流化床：濾床具有巨大的表面積容積負荷高，抗沖擊負荷能力強，生物流化床每單位體積表面積比其他生物膜大，單位床體的生物量很高（10～14g/L），傳質速度快，廢水一進入床內(nèi)，很快被混合稀釋。 微生物活性強，對同類廢水，在相同處理條件下，其生物膜的呼吸速率約為活性污泥的兩倍，可見其反應速率快，微生物的活性較強。 傳質效果好，由于載體顆粒在床體內(nèi)處于劇烈運動狀態(tài)，氣－固－液界面不斷更新，因此傳質效果好，這有利于微生物隨污染物的吸附和降解，加快了生化反應速率。 2、生物濾池有幾種形式？各適用于什么具體條件？ 答：低負荷生物濾池（現(xiàn)在已經(jīng)基本上不常用）：僅在污水量小、地區(qū)比較偏僻、石料不貴的場合尚有可能使用。 高負荷生物濾池（大多采用）：適用于大部分污水處理過程，水力負荷及有機負荷都比較高。 2．試述生物膜法處理污水的基本原理？ 答：生物膜法是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁殖，并在其上形成膜狀生物污泥—生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機物，作為營養(yǎng)物質，為生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。 3．比較生物膜法和活性污泥法的優(yōu)缺點。 答：生物膜法對水質、水量變動有較強的適應性；污泥沉降性能良好，宜于固液分離，且沒有污泥膨脹現(xiàn)象；能夠處理低濃度的污水；與活性污泥處理系統(tǒng)相比，生物膜處理法中的各種工藝都是比較易于維護管理的而且像生物濾池、生物轉盤等工藝，還都是節(jié)省能源的，動力費用較低，去除單位重量BOD的耗電量較少。 4．生物膜的形成一般有哪幾個過程？與活性污泥相比有什么區(qū)別？ 答：生物膜在載體上的生長過程是這樣的：當有機廢水或活性污泥懸浮液培養(yǎng)而成的接種液流過載體時，水中的懸浮物及微生物被吸附于固體表面上，其中的微生物利用有機底物而生長繁殖，逐漸在載體表面形成一層黏液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學活性，又進一步吸附、分解廢水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的污染物。 活性污泥是懸浮生長的微生物絮體，而生鵝膜是微生物固著于載體表面生長的。 5．生物膜法有哪幾種形式？試比較它們的特點。 答：生物膜法的形式有生物濾池法、生物轉盤法、生物接觸氧化法。 8．影響生物濾池處理效率的因素有哪些？它們?nèi)绾斡绊懱幚硇Ч模? 答：影響生物濾池處理效率的因素有： （1）濾池高度：濾床上層，污水中有機物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較低級，以細菌為主，生物膜量較多，有機物去除速率較高。隨著濾床深度增加，微生物從低級趨向高級，種類逐漸增多，生物膜兩從多到少。研究表明，生物濾池的處理效率，在一定條件下是隨著濾床高度的增加而增加的，在濾床高度超過某一數(shù)值后，處理效率的提高微不足道，是不經(jīng)濟的。 （2）負荷：負荷是影響生物濾池性能的主要參數(shù)，通常分為有機負荷和水力負荷。 （3）處理水回流：回流對生物濾池性能有下述影響：①回流可提高生物濾池的濾速，它是使生物濾池由低負荷變?yōu)楦哓摵傻姆椒ㄖ虎谔岣邽V率有利于防止灰蠅和減少惡臭；③當進水缺氧、腐化、缺少營養(yǎng)元素或含有有毒有害物質時，回流可改善進水的腐化狀況，提供營養(yǎng)元素和降低毒物濃度；④進水的水質水量有波動說，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進水的作用。 （4）供氧：向生物濾池供給充足的氧是保證生物膜正常工作的必要條件，也有利于排除代謝產(chǎn)物。 8、影響生物濾池的處理效率的因素有哪些？它們是如何影響處理效果的？ 答：濾池高度：隨著濾床深度增加,微生物從低級趨向高級，種類逐漸增多,生物膜量從多到少。各層生物膜的微生物不相同,處理污水的功能和速率也隨之不同。 負荷率：在低負荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機物的傳質速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞。在高負荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停留的時間縮短，出水水質將相應下降。 回流：（1）回流可提高生物濾池的濾率，它是使生物濾池負荷率由低變高的方法之一;（2）提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭;（3）當進水缺氧、腐化、缺少營養(yǎng)元素或含有有害物質時，回流可改善進水的腐化狀況、提供營養(yǎng)元素和降低毒物質濃度；（4）進水的質和量有波動時，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進水的作用。供氧：微生物的好氧性，厭氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧氣量就制約了微生物的活性，進而影響了微生物分解有機物反應速率，進而影響了處理效果。 9．影響生物轉盤處理效率的因素有哪些？它們?nèi)绾斡绊懱幚硇Ч模? 答：影響生物轉盤處理效率的因素有：水力負荷、轉盤的轉速、級數(shù)、水溫和溶解氧等。水力負荷對出水水質和BOD5去除率有明顯的影響；生物轉盤的轉速也是影響處理效果的重要因素，包括影響溶解氧的供給，微生物與污水的接觸，污水的混合程度和傳質，過剩生物膜的脫落，從而影響有機物的去除率。 10、某工業(yè)廢水水師為600M3，BOD5 為430MG/L,經(jīng)初沉池進入高負荷生物濾池處理，要求 出水BOD5<=30MG/L,試計算高負荷生物濾池尺寸和回流比。 解：設回流稀釋后進水BOD5 為250mg/L 430Q1+30Q2=250(Q1+Q2) 回流比＝Q2/Q1=0.82 設有機負荷Lv=1.2kgBOD5/(m3*d) V=QS/(Lv*1000000) =215m3 設池深為2.5m,A=V/H=86m2 采用5 個池，則：A1=A/5=17.2m2 直徑D= =4.68m 11、某印染廠廢水量為1000m3/d,廢水平均BOD5 為170mg/L,COD 為600mg/L,試計算生物轉 盤的尺寸。 解：轉盤總面積： A=(QS)/L=(1000*170)/30=5666.7m2 轉盤盤片數(shù)： m=0.64A/D2=0.64*5666.7/1.5=2417.8 取2418 片 處理池有效長度： L=m(a+b)K=2418(25+20)1.2=130.6m 處理池有效容積： V=0.32(D+2&)(D+2&)L=0.32(1.5+2*0.25) (1.5+2*0.25)130.6=167.2m2 轉盤的轉速： 設為3.0r/min. 12、某印染廠廢水量為1500m3/d,廢水平均BOD5 為170mg/L,COD 為600mg/L，采用生物接 觸氧化池處理，要求出水BOD5<=20mg/L,COD<=250mg/L,試計算生物接觸氧化池的尺寸。 解：有效容積：V=Q(S0-Se)/L=1500(170-20)/5*1000=945m3 總面積：A=V/h=945/3=315m2 池數(shù)：N=A/A1=315/30 取11 個 池深：h=h0+h1+h2+h3=3.0+0.5+0.5++0.5=1.8m 有效停留時間：t=V/Q=945/1500=0.63d 供氣量：D=D0Q=15*1500=22500m3 第十四章 1、 穩(wěn)定塘有哪幾種主要類型，各適用于什么場合？ 答：好氧塘：好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，全部塘水內(nèi)都含有溶解氧，塘內(nèi)菌藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧微生物起凈化污水作用。適用于低有機物濃度污水。兼性塘：兼性塘的深度較大，上層是好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)（過渡區(qū)），由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進行厭氧分解。適用于富含N，P 等營養(yǎng)物質及一些難去除的有機污染物的污水。（占地面積大）厭氧塘：厭氧塘的塘深在2m 以上，有機負荷高，全部塘水均無溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時間長。適用于高溫高有機物濃度的污 水。 曝氣塘：曝氣塘采用人工曝氣供氧，塘深在2m 以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時間較短。 深度處理塘：深度處理塘又稱三級處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進水有機污染物濃度很低，一般BOD5≤30mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級處理廠的出水，提高出水水質，以滿足受納水體或回用水的水質要求。 4、在穩(wěn)定塘的設計計算時一般采用什么方法？應注意哪些問題？ 答：一般采用經(jīng)驗法。 要注意：塘的位置：穩(wěn)定塘應設在居民區(qū)下風向200m 以外，以防止塘散發(fā)的臭氣影響居民區(qū)。此外，塘不應設在距機場2km 以內(nèi)的地方，以防止鳥類（如水鷗）到塘內(nèi)覓食、聚集，對飛機航行構成危險。 防止塘體損害：為防止浪的沖刷，塘的襯砌應在設計水位上下各0.5m 以上。若需防止雨水沖刷時，塘的襯砌應做到堤頂。襯砌方法有干砌塊石、漿砌塊石和混凝土板等。在有冰凍的地區(qū)，背陰面的襯砌應注意防凍：若筑堤土為黏土時，冬季會因毛細作用吸水而凍脹，因此，在結冰水位以上位置換為非黏性土。 塘體防滲：穩(wěn)定塘的滲漏可能污染地下水源；若塘體出水再考慮回用，則塘體滲漏會造成水資源損失，因此，塘體防滲是十分重要的。但某些防滲措施的工程費用較高，選擇防滲措施時應十分謹慎。防滲方法有素土夯實、瀝青防滲襯面、膨脹土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等。 塘的進出口：進出口的形式對穩(wěn)定塘的處理效果有較大影響。設計時應注意配水、集水均勻，避免短流、溝流及混合死區(qū)。主要措施為采用多點進水和出水；進口、出口之間的直線距離盡可能大；進口、出口的方向避開當?shù)刂鲗эL向。 1、 污水土地處理系統(tǒng)中的工藝類類型有哪些？各有什么特點？ 答：慢速滲濾系統(tǒng)：慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負荷一般較低，滲流速度慢，故污水凈化效率高，出水水質優(yōu)良。 快速滲濾系統(tǒng)：快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟的污水處理與再生方法。適用于滲透性能良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面后很快下滲進入地下，并最終進入地下水層。灌水與休灌反復循環(huán)進行，使濾田表面土壤處于厭氧-好氧交替運行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機物進行分解，使污水得以凈化。 地表漫流系統(tǒng)：地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性的黏土或亞黏土，地面的最佳坡度為 2％～ 8％。廢水以噴灌法或漫灌法有控制地在地面上均勻地漫流，流向設在坡腳的集水渠，在流動過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。濕地處理系統(tǒng)：濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流動過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。地下滲濾處理系統(tǒng)：地下污水處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m 深、有良好滲透性的底層中，藉毛管浸潤和土壤滲透作用，使污水向四周擴散，通過過濾、沉淀、吸附和生物降解作用等過程使污水得到凈化。 7、人工濕地系統(tǒng)設計的主要工參數(shù)是什么？應考慮哪些問題？ 答：土地處理系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)為負荷率。常用的負荷率有水量負荷和有機負荷，有時還輔以氮負荷和磷負荷。 要考慮的問題是：土壤性質、透水性、地形、作物種類、氣候條件和廢水處理程度的要求。 1． 厭氧生物處理的基本原理是什么？ 答：廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程，也稱為厭氧消化。厭氧生物處理是一個復雜的微生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產(chǎn)酸細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌和產(chǎn)甲烷細菌的聯(lián)合作用完成。 2、厭氧發(fā)酵分為哪個階段？為什么厭氧生物處理有中溫消化和高溫消化之分？污水的厭氧 生物處理有什么優(yōu)勢，又有哪些不足之處？ 答：通常厭氧發(fā)酵分為三個階段： 第一階段為水解發(fā)酵階段：復雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡單的有機物。繼而簡單的有機物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等。 第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把第一階段中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物轉化為乙酸和氫，并有二氧化碳生成。 第三階段為產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣和二氧化碳等轉化為甲烷。厭氧生物處理可以在中溫（35℃一38℃）進行（稱中溫消化），也可在高溫（52℃一55℃）進行（稱高溫消化）。因為在厭氧生物處理過程中需考慮到各項因素對產(chǎn)甲烷菌的影響，因為產(chǎn)甲烷菌在兩個溫度段（即35℃一38℃和52℃一55℃）時，活性最高，處理的效果最好。 厭氧生物處理優(yōu)勢在于：應用范圍廣，能耗低，負荷高，剩余污泥量少，其濃縮性、脫水性良好，處理及處置簡單。另外，氮、磷營養(yǎng)需要量較少，污泥可以長期貯存，厭氧反應器可間歇性或季節(jié)性運轉。其不足之處：厭氧設備啟動和處理所需時間比好氧設備長；出水達不到要求，需進一步進行處理；處理系統(tǒng)操作控制因素較復雜；過程中產(chǎn)生的異味與氣體對空氣有一定影響。 3、 影響厭氧生物處理的主要因素有哪些？提高厭氧處理的效能主要從哪些方面考慮？ 答：影響厭氧生物處理的主要因素有如下：pH、溫度、生物固體停留時間、攪拌和混合、營養(yǎng)與C/N 比、氧化還原電位、有機負荷、厭氧活性污泥、有毒物質等。提高厭氧生物處理的效能可考慮：1 .pH 維持在6.8~7.2 之間, 2.溫度可以維持在中溫（35℃一38℃），也可以是高溫（52℃一55℃） 3.保持較長的生物固體停留時間 4.系統(tǒng)內(nèi)避免進行連續(xù)的劇烈攪拌 5.碳:氮:磷控制為200-300:5:1 為宜。 6.需控制有毒物質的濃度， 以防止有毒物質影響微生物的生存而使效果降低。 4、 試比較現(xiàn)有幾種厭氧處理方法和構筑物的優(yōu)缺點和適用條件。 答：幾種厭氧處理方法和構筑物的優(yōu)缺點和適用條件如下表： 6、某地區(qū)設計人口為80000 人，人均日污水量為100L，污泥含水率為95％，試估算完全 混合污泥消化池的有效容積。 解：設采用厭氧消化法，消化時間為0.5 天，則V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3 七、污水的化學和物理化學處理 1．化學處理的對象主要是水中的哪類雜質？它與生物處理相比有什么特點（成本、運行、管理、占地、污泥等）？ 答：化學處理的對象主要是污水中的無機或有機的（難以生物降解的）溶解物質或膠體物質。 它與生物處理法相比的特點：運行成本高，操作管理方便，占地少，污泥產(chǎn)生量多。 2.壓縮雙電層特別適用于無機鹽混凝劑所提供的簡單離子的情況。 在城鎮(zhèn)污水處理方面，過去很少采用化學混凝的方法。但近年來，化學混凝劑的品種和質量都有較大的發(fā)展，使化學混凝處理城鎮(zhèn)污水有一定的競爭力。 4．化學混凝劑在投加時為什么必須立即與處理水混合、劇烈攪拌？ 答：為使混凝劑達到優(yōu)異的混凝效果，應盡量使膠體脫穩(wěn)，并使吸附架橋作用得到充分發(fā)揮。因此，當混凝劑投放水中后，應立即進行劇烈攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質接觸，使膠粒脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠粒在相互凝聚的同時，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附架橋作用，形成大的絮凝體，使混凝過程很好地完成。 5．化學沉淀法與化學混凝法在原理上有何不同？使用的藥劑有何不同？ 答：化學沉淀是向廢水中投加某種化學物質，使與廢水中的一些離子發(fā)生反應，生成難溶的沉淀物而從水中析出，以達到降低水中溶解污染物的目的。 化學混凝則是向廢水中投加混凝劑使廢水中的細小懸浮固體和膠體脫穩(wěn)，形成大的絮體的過程。 8．用吸附法處理廢水，可以達到出水極為潔凈。那么是否對處理要求高、出水要求高的廢水，原則上都可以考慮采用吸附法？為什么？ 答：不是。由于吸附法對進水的預處理要求高，吸附劑的價格昂貴，因此在廢水處理中，吸附法主要用來去除廢水中的微量污染物，達到深度凈化的目的?；蚴菑母邼舛鹊膹U水中吸附某些物質達到資源回收和治理的目的。 1、 化學處理的對象主要是水中的哪類雜質？它與生物處理相比有什么特點（成本、運行 管理、占地、污泥等）？ 答：化學處理的對象主要是水中的無機的或有機的（難于生物降解的）溶解物質或膠體物質。 與生物處理相比：成本較高；運行管理較容易，占地較小，污泥較難脫水處理。 2、化學處理所產(chǎn)生的污泥，與生物處理相比，在數(shù)量（質量及體積）上、最后處理、處置 上有什么不同？ 答： 3、化學混凝法的原理和適用條件是什么？城鎮(zhèn)污水的處理是否可以用化學混凝法，為什 么？ 答：原理：混凝是通過向廢水中投加混凝劑(coagulant)，破壞膠體的穩(wěn)定性，通過壓縮雙電層作用、吸附架橋作用及網(wǎng)捕作用使細小懸浮顆粒和膠體微粒聚集(aggregation)成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。 適用條件：廢水中有細小懸浮顆粒和膠體微粒，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。城鎮(zhèn)污水處理不適合用化學混凝法，因為要不斷向廢水中投藥，經(jīng)常性運行費用較高，沉渣量大，且脫水較困難。 4、 化學混凝劑在投加時為什么必須立即與處理水充分混合、劇烈攪拌？ 答：廢水與混凝劑和助凝劑進行充分混合，是進行反應和混凝沉淀的前提。要立即與處理水充分混合、劇烈攪拌以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運動和紊動水流進行凝聚。 5、 化學沉淀法與化學混凝法在原理上有何不同？使用的藥劑有何不同？ 答：化學沉淀法是向廢水中投加化學物質，使與廢水中的一些離子發(fā)生反應，生成難溶的沉淀物而從水中析出，以達到降低水中溶解污染物的目的。而混凝法是通過混凝劑使小顆粒及膠體聚集成大顆粒而沉降，不一定有化學反應發(fā)生?；瘜W混凝法使用的藥劑主要是混凝效果好；對人類健康無害；價廉易得；使用方便的無機鹽類和有機高分子類混凝劑或助凝劑。而化學沉淀法主要是投加有氫氧根、硫化物、鋇鹽等能與廢水中一些離子反應生成沉淀物的化學物質。 6、氧化和還原法有何特點？是否廢水中的雜質必須是氧化劑或還原劑才能用此方法？ 答：特點是：通過氧化還原反應改變水中一些有毒有害化合物中元素的化合價以及改變化合物分子的結構，使劇毒的化合物變?yōu)槲⒍净驘o毒的化合物，使難于降解的有機物轉化為可以生物降解的有機物。廢水中的雜質不用一定是氧化劑或還原劑才能用此方法，但是投加的藥要一定是氧化劑或還原劑。 7、 物理化學處理與化學處理相比，在原理上有何不同？處理的對象有什么不同？在處理 成本和運行管理方面又有什么特點？ 27