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. 第九章污水水質和污水出路 1.簡述水質污染指標體系在水體污染控制、污水處理工程設計中的應用。 答：污水的水質污染指標一般可分為物理指標、化學指標、生物指標。物理指標包括（1）水溫 （2）色度 （3） 臭味 （4）固體含量，化學指標包括有機指標包括(1)BOD：在水溫為20度的條件下,水中有機物被好養(yǎng)微生物分解時所需的氧量。 (2) COD：用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所消耗的氧化劑量。 (3) TOD：由于有機物的主要元素是C、H、O、N、S等。被氧化后，分別產(chǎn)生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量稱為總需氧量。 (4) TOC：表示有機物濃度的綜合指標。水樣中所有有機物的含碳量。 （5）油類污染物（6）酚類污染物（7）表面活性劑（8）有機酸堿（9）有機農(nóng)藥（10）苯類化合物 無機物及其指標包括（1）酸堿度 （2）氮、磷 （3）硫酸鹽及硫化物 （4）氯化 （5）非重金屬無機有毒物質，包括氯化物、砷化物和重金屬離子。 生物指標包括：（1）細菌總數(shù)（2）大腸菌群（3）病毒 2分析總固體、溶解性固體、懸浮固體及揮發(fā)性固體、固體性指標之間的相互關系，畫出這些指標的關系圖。 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)系和區(qū)別。 (1)BOD：在水溫為20度的條件下,水中有機物被好養(yǎng)微生物分解時所需的氧量。 (2) COD：用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所消耗的氧化劑量。 (3) TOD：由于有機物的主要元素是C、H、O、N、S等。被氧化后，分別產(chǎn)生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量稱為總需氧量。 (4) TOC：表示有機物濃度的綜合指標。水樣中所有有機物的含碳量。 它們之間的相互關系為：TOD > COD >BOD20>BOD5>OC 生物化學需氧量或生化需氧量（BOD）反映出微生物氧化有機物、直接地從衛(wèi)生學角度闡明被污染的程度。 化學需氧量COD的優(yōu)點是比較精確地表示污水中有機物的含量，測定時間僅僅需要數(shù)小時，并且不受水質的影響。而 化學需氧量COD則不能象BOD反映出微生物氧化有機物、直接地從衛(wèi)生學角度闡明被污染的程度。此外，污水中存在的還原性無機物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧，以COD表示也存在一定的誤差。 兩者的差值大致等于難生物降解的有機物量。差值越大，難生物降解的有機物含量越多，越不宜采用生物處理法。兩者的比值可作為該污水是否適宜于采用生物處理的判別標準，比值越大，越容易被生物處理。 4 水體自凈有哪幾種類型？氧垂曲線的特點和適用范圍是什么？ 答：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過物理的、化學的與生物化學的作用，使污染的濃度降低或總量減少，受污染的水體部分地或完全地恢復原狀，這種現(xiàn)象稱為水體自凈或水體凈化。包括物理凈化、化學凈化和生物凈化。物理凈化指污染物質由于稀釋、擴散、沉淀或揮發(fā)等作用使河水污染物質濃度降低的過程?；瘜W凈化指污染物質由于氧化、還原、分解等作用使河水污染物質濃度降低的過程。生物凈化指由于水中生物活動，尤其是水中微生物對有機物的氧化分解作用而引起的污染物質濃度降低的過程。 有機物排入河流后，經(jīng)微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水虧氧；另一方面，空氣中的氧通過河流水面不斷地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復。耗氧與虧氧是同時存在的， DO曲線呈懸索狀下垂，稱為氧垂直曲線。適用于一維河流和不考慮擴散的情況下。 5 試論述排放標準、水環(huán)境質量標準、環(huán)境容量之間的關系。 排放標準是指最高允許的排放濃度,污水的排放標準分為一,二,三級標準,而水環(huán)境質量標準是用來評估水體的質量和污染情況的,有地表水環(huán)境質量標準,海洋水質標準,生活飲用水衛(wèi)生標準等,環(huán)境容量則是指環(huán)境在其自凈范圍類所能容納的污染物的最大量. 排放標準是根據(jù)自然界對于污染物自凈能力而定的，和環(huán)境容量有很大關系，環(huán)境質量標準是根據(jù)純生態(tài)環(huán)境為參照，根據(jù)各地情況不同而制定的。排水標準是排到環(huán)境中的污染物濃度、速率的控制標準；環(huán)境質量標準是水環(huán)境本身要求達到的指標。水環(huán)境容量越大，環(huán)境質量標準越低，排放標準越松，反之越嚴格。各類標準一般都是以濃度來衡量的，即某一時間取樣時符合標準則認為合格達標， 而環(huán)境容量是就某一區(qū)域內(nèi)一定時間內(nèi)可以容納的污染物總量而言的，他們是兩個相對獨立的評價方法，某些時候，雖然達到了環(huán)境質量標準或是排水等標準，但可能事實上已經(jīng)超過了該區(qū)域的環(huán)境容量。 6 我國現(xiàn)行的排放標準有哪幾種？各種標準的適用范圍及相互關系是什么？ 第十章污水的物理處理 1、說明沉淀有哪幾種類型？各有何特點，并討論各種類型的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別，各適用在哪些場合？ 答：根據(jù)懸浮物質的性質、濃度及絮凝性能，沉淀可分為4種類型。 1、自由沉淀 當懸浮物濃度不高時，在沉淀的過程中，顆粒之間互不碰撞，呈單顆粒狀態(tài)，各自獨立地完成沉淀過程。適用于沉砂池中的沉淀以及懸浮物濃度較低的污水在初次沉淀池中的沉淀過程。 2、絮凝沉淀 當懸浮物濃度約為50～500mg/L時,在沉淀過程中,顆粒于顆粒之間可能互相碰撞產(chǎn)生絮凝作用,使顆粒的粒徑與質量逐漸加大,沉淀速度不斷加大。主要應用是活性污泥在二次沉淀池中的沉淀。 3、區(qū)域沉淀 當懸浮物濃度大于500mg/L時，在沉淀過程中，相鄰顆粒之間互相妨礙、干擾，沉速大的顆粒也無法超越沉速小的顆粒，各自保持相對位置不變，并在聚合力的作用下，顆粒群結合成一個整體向下沉淀。主要應用是二次沉淀池下部的沉淀過程及濃縮池開始階段。 4、壓縮、區(qū)域沉淀的繼續(xù)，即形成壓縮。顆粒間互相支承，上層顆粒在重力作用下，擠出下層顆粒的間隙水，使污泥得到濃縮。典型的例子是活性污泥在二次沉淀池的污泥斗中及濃縮池中的濃縮過程。 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與平流式沉砂池有何區(qū)別？ 答：設置沉砂池的目的是去除比重較大的無機顆粒（如泥砂，煤渣等，它們的相對密度約為2.65）。沉砂池一般設于泵站、倒虹管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損；也可設于初次沉砂池前，以減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構筑物的處理條件。 曝氣沉砂池的工作原理：曝氣沉砂池呈矩形，遲底一側i=0.1～0.5的坡度,坡向另一側的集砂槽。曝氣裝置設在集砂槽側，空氣擴散板距池底0.6～0.9m,使池內(nèi)水流作旋流運動,無機顆粒之間的互相碰撞與摩擦機會增加,把表面附著的有機物磨去。此外，由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對密度較輕的有機物旋至水流的中心部位隨水帶走。 平流沉砂池的主要缺點是沉砂中約夾雜有15%的有機物，使沉砂的后續(xù)處理增加難度。故常需配洗砂機，把排砂經(jīng)清洗后，有機物含量低于10%，稱為清潔砂，再外運。曝氣沉砂池可以克服這一缺點。 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（或浮上）的基本規(guī)律，影響沉淀或浮上的因素有哪些？ 答：水的沉淀法處理的基本原理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。 水中的懸浮顆粒，都因二種力的作用而發(fā)生運動：懸浮顆粒受到的重力，水對懸浮顆粒的浮力。重力大于浮力時，下沉；兩力相等時，相對靜止；重力小于浮力時，上浮。 為分析簡便起見，假定：①顆粒為球形；②沉淀過程中顆粒的大小、形狀、重量等不變；③顆粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其它顆粒影響。 靜水中懸浮顆粒開始沉淀時，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(即顆粒在靜水中所受到的重力Fg與水對顆粒產(chǎn)生的阻力FD相平衡)，顆粒即呈等速下沉。 影響沉淀或浮上的因素：顆粒的粒徑、密度，水的動力粘度（溫度）等。 6、加壓容器浮上法的基本原理是什么？有哪幾種基本流程和溶氣方式？各有何特點？ 答：加壓溶氣氣浮法的基本原理是空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來。 其工藝流程有全溶氣流程、部分溶氣流程和回流加壓溶氣流程3種；溶氣方式可分為水泵吸水管吸氣溶氣方式、水泵壓水管射流溶氣方式和水泵－空壓機溶氣方式。 全溶氣流程是將全部廢水進行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進入氣浮池進行固液分離，與其它兩流程相比，其電耗高，但因不另加溶氣水，所以氣浮池容積小；部分溶氣流程是將部分廢水進行加壓溶氣，其余廢水直接送入氣浮池，該流程比全溶氣流程省電，另外因部分廢水經(jīng)溶氣罐，所以溶氣罐的容積比較小，但因部分廢水加壓溶氣所能提供的空氣量較少，因此，若想提供同樣的空氣量，必須加大溶氣罐的壓力；回流加壓溶氣流程將部分出水進行回流加壓，廢水直接送入氣浮池，該法適用于含懸浮物濃度高的廢水的固液分離，但氣浮池的容積較前兩者大。 水泵吸水管吸氣溶氣方式設備簡單，不需空壓機，沒有空壓機帶來的噪聲；水泵壓水管射流溶氣方式是利用在水泵壓水管上安裝的射流器抽吸空氣，其缺點是射流器本身能量損失大一般約30％，若采用空氣內(nèi)循環(huán)和水內(nèi)循環(huán)，可以大大降低能耗，達到水泵－空壓機溶氣方式的能耗水平；水泵－空壓機溶氣方式溶解的空氣由空壓機提供，壓力水可以分別進入溶氣罐，也有將壓縮空氣管接在水泵壓入泵上一起進入溶氣罐的。 目前常用的溶氣方式是水泵－空壓機溶氣方式。 7、微氣泡與懸浮顆粒相粘附的基本條件是什么？有哪些影響因素？如何改善微氣泡與顆粒的粘附性能？ 答：微氣泡與懸浮顆粒相粘附的基本條件是水中顆粒的潤濕接觸角大于90度，即為疏水表面，易于為氣泡粘附或者水的表面張力較大，接觸即角較大，也有利于氣粒結合。 影響微氣泡與懸浮顆粒相粘附的因素有：界面張力、接觸角和體系界面自由能，氣－粒氣浮體的親水吸附和疏水吸附，泡沫的穩(wěn)定性等。 在含表面活性物質很少的廢水中加入起泡劑，可以保證氣浮操作中泡沫的穩(wěn)定性，從而增強微氣泡和顆粒的粘附性能。 8、氣固比的定義是什么？如何確定（或選用）？ 答：氣固比即溶解空氣量與原水中懸浮固體含量的比值。 氣固比的選用涉及到出水水質、設備、動力等因素。從節(jié)能考慮并達到理想的氣浮分離效果，應對所處理的廢水進行氣浮試驗來確定氣固比，如無資料或無實驗數(shù)據(jù)時，一般取用0.005～0.006，廢水懸浮固體含量高時，可選用上限，低時選用下限。剩余污泥氣浮濃縮使氣固比一般采用0.03～0.04。 9、在廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比較，各有何優(yōu)缺點？ 答：沉淀法它是利用水中懸浮顆粒的可沉淀性能在重力場的作用下，以達到固液分離的一種過程。主要去除污水中的無機物，以及某些比重較大的顆粒物質。浮上法是一種有效的固—液和液—液分離方法，特別對那些顆粒密度或接近或小于水的以及非常細小顆粒，更具有特殊優(yōu)點。與氣浮法相比較，沉淀法的優(yōu)點是這一物理過程簡便易行，設備簡單，固液分離效果良好。與沉淀法相比較氣浮法的優(yōu)點：1）氣浮時間短，一般只需要15分鐘左右，去除率高；2）對去除廢水中的纖維物質特別有效，有利于提高資源利用率，效益好；3）應用范圍廣。它們?nèi)秉c是都有局限性，單一化。 11、如何改進及提高沉淀或浮上分離效果？ 答：為了提高氣浮的分離效果，要保持水中表面活性物質的含量適度，對含有細分散親水性顆粒雜質的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時，除應用投加電解質混凝劑進行電中和方法外，還可用向水中投加浮選劑，使顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷裕蛊淠芘c氣泡粘附。 影響沉淀分離效果的因素有沿沉淀池寬度方向水流速度分布的不均勻性和紊流對去除率的影響，其中寬度方向水流速度分布的不均勻性起主要作用。所以為了提高沉淀的分離效果，在沉淀池的設計過程中，為了使水流均勻分布，應嚴格控制沉淀區(qū)長度，長寬比，長深比。 第十一章 1、簡述好氧和厭氧生物處理有機污水的原理和適用條件 1、 污水的物理處理方法和生物處理法的目的和所采用的處理設備有何不同 答：污水的物理處理方法是通過物理或機械作用去除廢水中不溶解的懸浮固體及油品。生物處理法的目的是利用微生物的代謝作用,使廢水中的有機污染物氧化降解成無害物質的方法,又叫生物化學處理法,是處理有機廢水最重要的方法。 污水的物理處理方法所采用的處理設備為格柵,篩網(wǎng),沉沙池,沉淀池,隔油池、氣浮池等構筑物，生物處理法所采用的處理設備一般為活性污泥,生物濾池,生活轉盤,氧化塘,氧化溝，厭氣消化池等。 2、 微生物新陳代謝活動的本質是什么?它包含了哪些內(nèi)容? 答：是指生物有機體從環(huán)境中將營養(yǎng)物質吸收進來，加以分解合成，同時將不需要的產(chǎn)物排泄到環(huán)境中去，從而實現(xiàn)生物體的自然更新的過程。它包括合成代謝和分解代謝，在合成代謝中，生物小分子合成生物大分子且需要從環(huán)境中獲得能量，而在分解代謝中，生物大分子分解為生物小分子，向環(huán)境中釋放能量。 3、 在生化反應過程中，酶起了什么作用？酶具有哪些特性? 答：酶可以起到催化生化反應得作用，酶具有以下特性： （1）催化高效率；（2）專屬性（3）對環(huán)境條件極為敏感，易于變異。 4、 微生物呼吸作用的本質是什么？好氧呼吸和厭氧呼吸的基本概念是什么? 答：微生物的呼吸指微生物獲取能量的生理過程。好氧呼吸是營養(yǎng)物質進入好氧微生物細胞后，在右分子氧的參與下，通過一系列氧化還原反應獲得能量的過程。厭氧呼吸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，將各種復雜有機物分解轉化為甲烷和二氧化碳等物質，從而獲得能量的過程。 5、 微生物生長曲線包含了卿些內(nèi)容?它在廢水生物處理中具有什么實際意義? 答：微生物生長曲線表示微生物在不同培養(yǎng)環(huán)境下生長情況及其生長過程。生長曲線可以劃分為四個生長時期：停滯期；對數(shù)期；靜止期和衰老期。 停滯期一般在微生物的培養(yǎng)馴化時或處理水質突然發(fā)生變化后出現(xiàn)，能適應的微生物則能夠生存，不能適應的微生物則被淘汰。停滯期的是否存在或停滯期的長短，與接種活性污泥的數(shù)量、廢水性質、生長條件等因素有關，實際當中應該控制這些條件，以縮短生產(chǎn)周期。 對數(shù)期中，微生物大量繁殖，反應速率加快，但是微生物體內(nèi)能量高，絮凝性和沉降性能均較差，則出水中有機物濃度也很高，難以取得穩(wěn)定的出水以及較高的處理效果。因此在實際當中，要對對數(shù)期進行一定控制。與對數(shù)增長期微生物對營養(yǎng)及氧的要求高相反，靜止期中微生物對營養(yǎng)及氧的要求較低，污水中有機物消耗的比較徹底，活性污泥的絮凝性能較好，有機物去除率高，處理效果好，污泥處理量小，應盡力使污泥控制在靜止期。在衰老期，底物近乎被耗盡，微生物進行內(nèi)源代謝，微生物的數(shù)量急劇減少，生長曲線顯著下降。一般在廢水處理中常控制底物量（F）與微生物(M)的比值F /M（生物負荷），使微生物處于不同的生長狀況，從而控制微生物的活性和處理效果。 6、 影響微生物的環(huán)境因素主要有哪些?為什么說在好氧生物處理中溶解氧是一個十分重要的環(huán)境因素? 答：影響微生物的環(huán)境因素主要有營養(yǎng)，溫度，pH值，溶解氧以及有毒物質。 在好氧生物處理中，如果溶解氧不足，，好氧微生物由于得不到足夠的氧，其活性會受到一定的影響，新陳代謝能力下降，同時對溶解氧要求較低的微生物將會產(chǎn)生，影響正常的生化反應過程，從而造成處理效果下降。因此說在好氧生物處理中溶解氧是一個十分重要的環(huán)境因素。 7、 什么叫生化反應動力學方程式?在廢水生物處理中，采用了哪兩個基本方程式?它們的物理意義是什么？ 答：生化反應動力學方程式是表示在一定限制條件下研究生化反應中底物或基質的濃度或消耗速度與細胞濃度或細胞生長速率及產(chǎn)物濃度或產(chǎn)物形成速率之間的關系的數(shù)學表達式。通過對它的研究，可以定量地了解在生化反應中如何正確地掌握和控制底物或基質的濃度或消耗速率，使細胞濃度或生長速率和產(chǎn)物濃度或形成速率達到可能達到的理想狀態(tài)。 在廢水生物處理中，采用了兩個基本方程式莫諾特方程式： 微生物增長速度和微生物本身的濃度、限制增長性營養(yǎng)底物（一般認為碳源和能源是限制增長的營養(yǎng)物，以最終生化需氧量，化學需氧量或總有機碳計）濃度之間的關系。 在微生物的代謝過程中，一部分底物被降解為低能化合物，為生物從中獲得能量，一部分底物用于合成新的細胞物質，使微生物體不斷增加，因此微生物的增長是底物降解的結果。此方程表示微生物的增長速度與底物的降解速度之間的關系。 8、 建立生物處理過程數(shù)學模式的實際意義是什么？在廢水生物處理中，這個基本數(shù)學模式是什么?它包含了哪些內(nèi)容? 為進一步開展生物處理系統(tǒng)的最優(yōu)化設計和運行的研究，提供新的可能性。 9、 經(jīng)過實驗得到如下一組數(shù)據(jù)，試求該反應的級數(shù)及反應速度常數(shù)κ(數(shù)值及單位)： t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ρs (mg/l) 100 77.8 50.6 47.2 36.8 28.7 22.3 .17.4 13.5 10.5 8.2 10、 已知某一線反應起始基質濃度為220mg/l，2h后的基質濃度為20 mg/l，求其反應速度常數(shù)A與反應后1h的基質濃度ρs。 第十二章 1、穩(wěn)定塘有哪幾種主要類型？各適用于什么場合/ 好氧塘的特點及適用條件 優(yōu)點： （1）投資省， （2）管理方便， （3）水力停留時間較短，降解有機物的速率很快，處理程度高。 缺點： （1）池容大，占地面積多。 （2）處理水中含有大量的藻類，需要對出水進行除藻處理。 （3）對細菌的去除效果較差。 適用條件： 適用于去除營養(yǎng)物，處理溶解性有機物； 由于處理效果較好，多用于串聯(lián)在其他穩(wěn)定塘后做進一步處理，處理二級處理后的出水。 2、試述好氧塘、兼性塘和厭氧塘凈化污水的基本原理。 答：在各種類型的氧化塘中，兼性塘是應用最為廣泛的一種。兼性塘一般深1.0~2.0m，在塘的上層，陽光能夠照射透入的部位，為好氧層，其所產(chǎn)生的各項指標的變化和各項反應與好氧塘相同，由好氧異養(yǎng)微生物對有機污染物進行氧化分解；藻類的光合作用旺盛，釋放大浪的氧。在塘底部，由沉淀的污泥和衰死的藻類和菌類形成的污泥層，在這層里由于缺氧，而進行由厭氧微生物起主導作用的厭氧發(fā)酵，為厭氧層。 好氧層與厭氧層之間，存在一個兼性層，在這里溶解氧量低，而且是時有時無，一般在白晝有溶解氧存在，而在夜間又處于厭氧狀態(tài)，在這里存活的是兼性微生物，這一類微生物既能夠利用水中游離的分子氧，也能夠在厭氧條件下，從NO3-和CO32-中攝取氧。 在兼性塘內(nèi)進行的凈化反應是比較復雜的，生物相也比較復雜。 在厭氧區(qū)與一般的厭氧發(fā)酵反應相同，是產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷3種細菌的連續(xù)作用下，相繼經(jīng)過產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷三個階段的反應。液態(tài)代謝產(chǎn)物與塘水混合，氣態(tài)產(chǎn)物則逸出水面，或在通過好氧區(qū)時為細菌分解，為藻類利用。 厭氧區(qū)也有降解BOD的功能，約有20%的BOD是在厭氧娶去除的。此外，厭氧區(qū)，通過厭氧反應發(fā)酵反應可以使污泥得到一定程度的降解，減少塘底污泥量。 在好氧區(qū)進行的各項反應與存活的生物基本同好氧塘。由于污水的停留時間長，有可能生長繁育多種種屬的微生物，其中包括世代時間較長的種屬。除有機物降解外，這里還可以進行更為復雜的反應，如硝化反應等。 3、試述各類穩(wěn)定塘的優(yōu)缺點。 4、好氧塘中溶解氧和PH值為什么會發(fā)生變化。 在好氧塘內(nèi)高效地進行著光合成反應和有機物的降解反應，溶解氧是充足的，但在一日內(nèi)是變化的，在白晝，藻類光合作用放出的氧遠遠超過藻類和細菌所需要的，塘水中氧的含量很高，可達到飽和狀態(tài)，晚間光合作用停止，由于生物呼吸所耗，水中溶解氧濃度下降，在凌晨時最低，陽光開始照射，光合作用又開始，水中溶解氧又上升；好氧塘內(nèi)pH值也是變化的，在白晝pH值上升，夜晚又下降。 5、穩(wěn)定城設計應注意哪些問題? 6、土地處理系統(tǒng)由哪兒部分組成的?試述各組成部分在處理系統(tǒng)中的作用。 7、污水土地處理有哪幾種主要類型?各適用于什么場合？ 8、試述上地處理法去除污染物的基本原理。 9、土地處理系統(tǒng)設計的主要工藝參數(shù)是什么？選用參數(shù)時應考慮哪些問題？ 第十三章 1什么是生物膜法?生物膜法具有哪些特點? 答：污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術。這種處理法的實質是細菌一類的生物和原生動物、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育，并在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物，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。 特征： 1、 微生物相方面的特征 （1） 參與凈化反應的微生物多樣化 （2） 生物的食物鏈長 （3） 能夠存活世代時間較長的微生物 （4） 分段運行和優(yōu)占種屬 2、 處理工藝方面的特征 （1） 對水質、水量變動有較強的適應性 （2） 污泥沉降性能好，宜于固液分離 （3） 能夠處理低濃度的污水 （4） 易于維護運行、節(jié)能 2試述生物膜法處理廢水的基本原理 答:原理：細菌一類的生物和原生動物、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育，并在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物，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比較生物膜法與活性污泥法的優(yōu)缺點。 普通活性污泥法工作流程 優(yōu)點:BOD和SS去除率高,可達90%-95%,適于處理要求高, 水質穩(wěn)的廢水. 缺點:對水質變化適應差;實際需氧前大后小,使前段氧少,后 段氧余;曝氣池容積負荷低,占地面積大,基建費高. 改進: 階段曝氣:克服前段氧少,后段氧余缺點,曝氣池容積減少30%. 完全混合:承受沖擊負荷強,適應工業(yè)廢水特點,可處理高濃度 有機廢水;污泥負荷高,需氧均勻,動力省;但連續(xù) 出水時,水質不理想,污泥膨脹. 延時曝氣:低負荷運行,池容積大,耗時長,積污水和污泥處理 于一體,污泥氧化徹底,脫水迅速,無臭,水質穩(wěn)定, 受低溫影響小.但池容積大,曝氣量大,部分污泥老 化.適于處理要求高,不便于污泥處理的小城鎮(zhèn)污水 和工業(yè)廢水. 初沉池 二沉池 生物濾池 出水 → 廢水 → → → 生物膜法工作流程 2.生物膜法 優(yōu)點 ★生物膜對水質,水量變化適應性強,穩(wěn)定性好; ★無污泥膨脹,運轉管理方便; ★生物膜中生物相豐富,生物種群呈一定分布; ★有高營養(yǎng)級別微生物存在,產(chǎn)能多,剩余污泥少; ★自然通風供氧,省能耗. 缺點 ★運行靈活性差,難以人為控制; ★載體比表面積小,設備容積負荷小,空間效率低; ★處理效率差,BOD去除率約80%左右,出水BOD 28mg/l(活性污泥法BOD >90%,出水14mg/l). 4生物膜法有哪幾種形式?試比較它們的優(yōu)缺點。 答：1、生物濾池 優(yōu)點：（1）處理效果好（2）運行穩(wěn)定、易于管理、節(jié)省能源 缺點：（1）占地面積大、不適于處理量大的污水； （2）濾料易于堵塞； （3）產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生 （4）噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。 2、生物轉盤 優(yōu)點： 缺點： 3、 生物接觸氧化 優(yōu)點： 缺點： 4、 生物流化床 優(yōu)點： 缺點： 5試述各種生物膜法處理構筑物的展本構造及其功能。 答：普通生物濾池 普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四個部分所組成 （1） 池體 普通生物濾池在平面上多呈方形或矩形。四周筑墻稱之為池壁，池壁具有維護濾料的作用，應當能夠承受濾料的壓力，一般多用磚石構造。池壁可構成帶孔洞的和不帶孔洞的兩種形式，有孔洞的赤壁有利于濾料內(nèi)部的通風，但在低溫季節(jié)，易受低溫的影響，使凈化功能降低。為了防止風力對池表面均勻布水的影響，池壁一般應高出濾料表面0.5～0.9m。 池體底部為池底，它的作用是支撐濾料和排除處理后的污水。 （2）濾料 濾料是生物濾池的主體，它對生物濾池的凈化功能有直接影響。 （3）布水裝置 生物濾池布水裝置的首要任務是向濾池表面均勻的散布污水。此外，還應具有：適應水量的變化；不易堵塞和易于清通以及不受風、雪的 影響等特征。 （4）排水系統(tǒng) 生物濾池的排水系統(tǒng)設于池的底部，它的作用有二：一是排除處理后的污水；二是保證濾池的良好通風。 高負荷生物濾池： 在構造上，高負荷生物濾池與普通生物濾池基本相同，但也有不同之處，其中主要有以下各項。 （1） 高負荷生物濾池在表面上多為圓形。 （2） 高負荷生物濾池多使用旋轉式的布水裝置，即旋轉布水器。 塔式生物濾池： 在構造上由塔身、濾料、布水系統(tǒng)以及通風及排水裝置所組成。 （1） 塔身 塔身主要起圍擋濾料的作用。 （2） 濾料 宜采用輕質濾料。 （3） 布水裝置 （4） 通風 一般采用自然通風 曝氣生物濾池： 設備與給水處理的快濾池相類似。池類底部設承托層，其上部則是作為濾料的填料。在承托層設置曝啟用的空氣管及空氣擴散裝置，處理水集水管兼作反沖洗水管也設置在承托層內(nèi)。 生物轉盤： 生物轉盤設備是由盤片、轉軸和驅動裝置以及接觸反應槽3部分組成。 （1） 盤片 是生物轉盤的主要部件，應具有輕質高強，耐腐蝕、耐老化、抑郁掛膜、不變形，比表面積大，易于取材、便于加工安裝等性質。 （2） 接觸反應槽 （3） 轉軸 驅動裝置，提供動力 6生物濾池有幾種形式”各適用于什么具體條件? 1、普通生物濾池。一般適于處理每日污水量不高于10003的小城鎮(zhèn)污水或有機工業(yè)廢水； 2、高負荷生物濾池。大幅提高了濾池的負荷率，其BOD容積負荷率高于普通生物濾池6——8倍，水力負荷率則高達10倍。 3、塔式生物濾池。 4、曝氣生物濾池。 7影響生物濾池處理效率的因素有哪些’它們是如何影響處理效果的? 8影響d：物轉盤處理效率的因素有哪些9它們是如何影響處理效果的? 9．某工業(yè)廢水水量為6凹m3／d，曬為43(LrI心LP經(jīng)初沉池后進入高負荷生物濾他處 理，要求出水議鞏＜30噸I‘試計蟹高負荷生物濾他尺寸利國流比c 10某工業(yè)廢水水量為10凹介／d，觀為350叫L，經(jīng)初沉池后進人塔式生物濾他處 理*要求出水觀乏30n1JL，試11算塔式生物濾他尺寸c 12某q6架廠廢水量為IMom3／d，廢水平均漢)A為170n心L．〔1)D為6叨nldL，鼓計算 生物轉盤尺，fo 12菜印柒J—廢水民為15mjMl3／d，廢水平均uoL2L為170m對1*DI]為枷叫L。采用生 物接觸氧化池處理，要求出水Doq之20叫I‘，咖＜250叫L1試計算生物接觸氧化他的 第十四章 1．活性污泥法的基本概念和基本流程是什么? 活性污泥：向生活污水中注入空氣進行曝氣，并持續(xù)一段時間后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體構成，易于沉淀分離，并使污水得到澄清，稱為活性污泥。 基本要領：經(jīng)過活性污泥凈化作用后的混合液由曝氣池的另一端流出進入二次沉淀池，在這里進行固液分離，活性污泥通過沉淀與污水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中一部分作為接種污泥回流曝氣池，多余的一部分則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。剩余污泥與 基本流程：經(jīng)初次沉淀或水解酸化裝置處理后的污水從一端進入曝氣池，與此同時，從二次沉淀池連續(xù)回流的活性污泥，作為接種污泥，也與此同步進入曝氣池。此外，從空壓機站送來的壓縮空氣，通過干管和支管的管道系統(tǒng)和鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中，其作用除向污水充氧外，還使曝氣池內(nèi)的污水、活性污泥處于劇烈攪拌的狀態(tài)。活性污泥與污水相互混合、充分接觸，是活性污泥反應得以正常進行。 2．曝氣設備的作用和分類如何，如何測定曝氣設備的性能’ 空氣擴散裝置習稱曝氣裝置，分鼓風曝氣裝置和機械曝氣裝置兩大類。 作用有1、充氧，將空氣中的氧轉移到混合液中的活性污泥絮凝體上，以供微生物呼吸；2、攪拌、混合，使曝氣池內(nèi)的混合液充分混合，接觸； 3、部分有推流作用（如氧化溝）。 曝氣裝置技術性能的主要指標有 （1）動力效率（EP），每消耗1KWh電能轉移到混合液中的氧量，以㎏O2/KWh計； （2）氧的利用效率（EA），通過鼓風曝氣轉移到混合液中的氧量，占總供氧量的百分比(%) （3）氧的轉移效率（EL），也稱充氧效率，通過機械曝氣裝置的轉動，在單位時間內(nèi)轉移到混合液中的氧量，以㎏O2/h計. 對于鼓風曝氣裝置的性能可按（1）（2）兩項指標評定，對機械曝氣裝置的性能，可按（1）（3）兩項指標來評定。 3．曝氣池有哪幾種構造和布置形式’ 推流式曝氣池：主要是多廊道組合布置； 完全混合曝氣池：主要采用合建式完全混合曝氣池，即曝氣沉淀池。 4．活性污泥法有頤些主要的運行方式，各種運行方式的特點是什么?促使各種運行方 式發(fā)展的因素是什么? 答：1.傳統(tǒng)活性污泥法 對污水處理效果好，BOD去除率可達90％適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求高的污水。發(fā)展因素：曝氣池首端有機污染物負荷高，好氧速度高。好氧速度沿池長變化，而耗氧速度難于與其吻合。在池前端可能出現(xiàn)好氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后端又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象。因此可采用逐減供氧的方式。 2．階段曝氣活性污泥法 針對傳統(tǒng)活性污泥法存在的問題，在工藝上進行改良。污水沿曝氣池的長度分散地，但均勻地進入。緩和有機污染物與需氧量的矛盾，提高曝氣池對水質、水量沖擊負荷的適應能力，減輕二沉池的負荷。 3．再生曝氣活性污泥法 從二沉池排出的回流污泥，不直接進入曝氣池，而進入再生池，待污泥在再生池中曝氣，活性恢復后再進入曝氣池?；钚晕勰嘣诙脸氐拇x功能和活性受到抑制，專設再生池，使活性污泥在再生池內(nèi)進行曝氣，使污泥充分進入內(nèi)源呼吸期的后期，其活性得到比較徹底的恢復甚至強化。從而加快活性污泥的反應進程，提高反應效果。再生池的作用是該工藝的發(fā)展因素。 4．吸附－再生曝氣活性污泥法 利用微生物“初期吸附去除”原理在再生池后設吸附池，再生池的活性污泥和污水一起進入吸附池，充分接觸30～60min，使部分懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物為活性污泥所吸附有機污染物得以去除?；旌弦喝缓筮M入二沉池，進行泥水分離，澄清水排放，污泥則從底部進入再生池，在這里進行第二階段的分解和合成代謝，活性污泥活性的恢復。有機污染物的初期吸附去除和污水、活性污泥在吸附池的接觸時間較短（30～60min）是本工藝反展的因素。 5．延時曝氣活性污泥法 BOD-SS負荷非常低，曝氣反應時間長，一般大于24h，活性污泥長期處于內(nèi)源呼吸期，剩余污泥量少且穩(wěn)定，務需再進行厭氧消化處理。適用于處理水質要求高又不宜采用污泥處理技術的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。務需污泥處理是本工藝的優(yōu)勢，水力停留時間長，池容大是它的缺點。 6．高負荷曝氣活性污泥法 BOD-SS負荷高，曝氣反應時間短，處理效果較低，BOD5的去除率不超過70％～75％。適用于處理水質要求不高的污水。 7．完全混合曝氣活性污泥法 污水與回流污泥進入曝氣池，立即與池內(nèi)混合液充分混合。本工藝對沖擊負荷有較強的適應能力；在相同的處理效果下，其負荷高于推流式曝氣池；曝氣池內(nèi)混合液的需氧速率均衡，動力消耗低于推流式曝氣池；但活性污泥易于產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象；一般情況下，其水質低于推流式曝氣池的曝氣活性污泥法。 8．深水曝氣活性污泥法 該工藝由于增大水壓，因而加快了氧的傳遞速率，提高了混合液的飽和溶解氧濃度；由于曝氣池深度大，降低了用地面積。 9．深井曝氣活性污泥法 其設計目的與深水曝氣活性污泥法相同，而且其處理功能不受氣候條件影響，適用于處理高濃度有機廢水。 10．淺層曝氣活性污泥法 理論基礎：氣泡只有在其形成與破碎的一瞬間，有著最高的氧轉移率，而與其在液體中的移動高度無關。因而有利于節(jié)省曝氣系統(tǒng)的能耗。 11．純氧曝氣活性污泥法 純氧中的含氧量為90％～95％，氧分壓純氧比空氣高4.4～4.7倍，用純氧曝氣能夠提高向混合液中的傳遞能力。它可以提高氧的利用效力；提高曝氣池的容積負荷；可以使污泥膨脹較少發(fā)生；剩余污泥量少；但動力于管理費用卻也相應增加。 5．影響活性污泥法運行的主要因素音哪些?這些因親的作用是什么?它們的內(nèi)在聯(lián) 系如何? 答：影響活性污泥法運行的主要因素有： 1、BOD－負荷和SS負荷：它是曝氣池設計和運行的主要依據(jù)，它直接影響曝氣池的池容和出水水質； 2、水力停留時間（SRT）或污泥齡： 它也是曝氣池設計和運行的主要依據(jù)，它影響曝氣池的池容和出水水質； 3、活性污泥的活性：活性污泥的吸附、聚集、降解和沉淀性能的綜合描述。它影響污泥在沉淀池的停留時間、回流污泥的濃度和再生池的設置等； 4、溶解氧（DO）： 微生物利用氧降解有機污染物、微生物自身氧化速率和外界環(huán)境向水體的充氧效果的綜合反應，它是一個綜合指標 。它是微生物保持正常生理活動的反應。 5、氧的利用率：它關系曝氣池的形式，曝氣裝置的形式； 6、回流污泥比：它直接影響回流污泥的動力消耗和混合液污泥濃度； 7、混合液污泥濃度：它直接影響曝氣池的容積和污水處理效果。 6 曝氣池設計的主要方法有哪幾種，各有什么特點？ 7 曝氣池和二沉池的作用和相互聯(lián)系是什么？ 曝氣池是去除BOD，去除SS、N、P的的處理單元，但不能使活性污泥絮凝體沉淀；二沉池是進行泥水分離和污泥部分壓縮的處理單元，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。二沉池是曝氣池出水的分離場所，是曝氣池活性污泥的來源，它的工作效果直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質和回流污泥濃度。 8 產(chǎn)生活性行泥膨脹的主要原因是什么’ 污泥膨脹主要是絲狀菌大量繁殖所引起，也有污泥中結合水異常增多導致的污泥膨脹。一般污水中的碳水化合物較多，缺乏氮、磷氧等養(yǎng)料，溶解氧不足，水溫增高或者pH值教低等都容易引起絲狀菌大量繁殖，導致污泥膨脹。此外，超負荷、泥齡過長或有機物濃度梯度小等，也會引起污泥膨脹。排泥不通則易引起結合水性污泥膨脹。 9 如果某污水廠經(jīng)常臺發(fā)生嚴重的活性污泥膨脹問題，大致可以從哪些方面著手進行 研究、分析，可U采取哪些措施加以控制? 當污泥膨脹發(fā)生后，解決的辦法可針對引起膨脹的原因采取措施。如缺氧、水溫高可加大曝氣量，或降低進水量以減輕負荷，或適當降低MLSS值，使需氧量減少等，如污泥負荷率過高，可適當提高MLSS的值，以調(diào)整負荷。必要時還可以停止進水，悶曝一段時間。如缺氮、磷、鐵養(yǎng)料，可投加消化污泥液或氮磷的成分。如pH值過低，可投加石灰等調(diào)節(jié)pH值。若污泥大量流失，可投加5——10mg/L氯化鐵，幫助凝聚，刺激菌膠團的生長；也可投加漂白粉或氯液（按干污泥的0.3%——0.6%投加），抑制四狀菌繁殖，特別能控制結合水性污泥 的膨脹。也可投加石棉粉末、硅藻土、黏土等惰性物質，降低污泥指數(shù)。污泥膨脹的原因很多，甚至有些原因還沒有認識到，以上只是一般性的處理。 為了防止污泥膨脹，首先應該加強操作管理，經(jīng)常檢測污水水質、曝氣池類溶解氧、污泥沉降比、污泥指數(shù)和進行顯微鏡觀察等，如發(fā)現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，就需立即采取措施。一般可調(diào)整、加大空氣量，即時排泥，在有可能時采取分段進水，以減輕二次沉淀池的負荷等。 10二次沉淀池的功能和構造與一般沉淀他相比有什么不剛在二次沉淀池中設置斜板或斜管為什么不能取得理想的效果? 與初沉池相比，二沉池除了進行泥水分離外，還要進行污泥濃縮和暫時貯存污泥。 也正由于二沉池要完成污泥濃縮的作用，所需要的池面積大于只進行泥水分離的初沉池面積；由于二沉池的活性污泥質輕，允許的設計水平流速要比初沉池要小，對堰的要求要更嚴格，對污泥緩沖區(qū)也有更高的規(guī)定。 在二沉池中設置斜板或斜管效果不好。原因是：活性污泥的粘度大，容易粘附在斜板或斜管上，影響沉淀效果甚至可能堵塞斜板或斜管。同時，在厭氧的條件下，經(jīng)厭氧消化產(chǎn)生的氣體上升時會干擾污泥的沉淀，并把從板（管）上脫落下來的污泥帶至水面結成污泥層。 第十五章 1試比較厭氧生物處理與好氧生物處理的優(yōu)缺點以及它們的適用條件。 2影內(nèi)厭級生物處理的主要因素有哪些，提高厭氧處理的效能主要可從哪些方面考慮 3試比較現(xiàn)有幾種厭氧處理方法和構筑物，它fr7的優(yōu)缺點和適用條件。 第十六章 l—化學處理的對象主要是水中的什么雜質?它與生物處理相比有什么特點(成本、運行 管理、占地、污泥等)? 2化學處理所產(chǎn)生的行泥，與生物處理相比．在數(shù)量(重量及體積)上、且后處理上有什 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? 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’ 6氧化還原法有何特點?是否廢水中的雜質必須是氧化劑或還原劑才能用此方法? 第十七章 1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 理成本和運行營理方面又有什么待點? 2．用吸網(wǎng)法處理廢水，可以達到使出水極為潔凈。那么，是否對處理要求高，出水要求 高的廢水，原則上都可以考虜采用吸附法?為什么? 3．電鍍車間的含鉻廢水，可以用奴化還原法．化學沉淀法和離子交換法等加以處理。那 么，在什么條件下，用離子交換法進行處理是比較合宜的? 4從水中去除某些離子(例如股鹽)，可以用離子交換法和膜分離法。您認為，當含鹽濃 度較高時，應該用離子交換法還是膜分離法，為什么’ 5有機酚的去除可U用蘋取法。那末，廢水中的天機場的去除是否可以用萃取法，為什 第十八章 1試說明污水進行深度處理的目的和意義。 2生物法脫氯的基本原理，影響因素及基本流程是什么? 3．試闡述化學法及生物法除磷的原理并對幾種常用的除田工藝進行比較。 第十九章 1．設立小型污水處理系統(tǒng)的目的和意義是什么? 2．小型污水處理設備分幾類?各有什么功能? 1．污泥的最終出路是什么?如何因地制災地考慮? 2．污泥處晝與污水處理之間的關系如何?是如何相互影內(nèi)的? 3污泥處置流程選擇和確定要考慮什么問題？和污泥的最終出路有何關系？ 答：污泥處理方案的選擇，應根據(jù)污泥的性質與數(shù)量；投資情況與運行管理費用；環(huán)境保護要求及有關法律法規(guī)；城市農(nóng)業(yè)發(fā)展情況及當?shù)氐臍夂驐l件等情況，綜合考慮后選定。 污泥的最終處置與利用，與污泥的處理工藝流程的選擇有密切的關系。不同的處理工藝的污泥，其最終的出路是不同的。 4污泥處置有哪些方法9各有什么作用? 5污泥含水串從97．5％降至94％．求污泥體積的變化。 6總生化需氧旦轉為甲烷的過程中，求每公斤總生化帚氯晝經(jīng)消化后能產(chǎn)生的甲烷量， 假設起始化古物為葡萄德。 7某城市的城市污水計60咖m3／d，其中生產(chǎn)污水40刪m1／d，生活污水20刪m3／d c 原污水懸浮物濃度為2d叫I‘l韌沉池沉淀效率為40％，經(jīng)沉淀處理后觀約刪噸Ll 用活性污泥法處理，曝氣他容積為10咖m1，MLv田為3．5dt‘IM塌為48夕L，mh去 除率為如％。韌沉污泥及剩余活性污泥采用中溫消化處理，消化溫度為33℃，污泥投配串 為6％，新鮮污泥溫度為?16℃，室外濕度為—to℃，根據(jù)上列數(shù)據(jù)設計污泥消化池。 8．汁算消化池的窖積和效能。廢水處理能力為38咖m3／d的一級處理廠，計算處理其 污泥所需的消化池尺寸。驗算容積負荷，并計算穩(wěn)定百分率和每日產(chǎn)生的氣體量。已知經(jīng)處 理的廢水干固體的去除量和總生化需氧景去除量相應為015kdml和014kdm3。假設污 泥含水量為95％左右，密度為I．02。其他相應的設計值如下： (1)反應器的水流狀態(tài)為連續(xù)流攪拌池。 (2)口c在35℃時為10do (3)廢物利用效率E＝o．80。 (4)廢物含有適量的氮和踞*供生物生長。 (5)y＝o仍kg紉胞／kREK)q，和噸；0．凹do (6)各常數(shù)適用于35℃。 9城市污水處理廠的話泥為什么要進行消化處理?有哪些措施可以加速朽泥消化過 程?什么叫投配串?它的涵義是什么’ 第二十章 l什么是污水處理廠的平面布置?主要內(nèi)容是什么? 2．進行污水處理廠的平面布置，員主要的應考慮哪些問題” 3什么是處理廠的高程布E7為什么要進行高程布量”進行處理廠的高程布置時 要應考慮哪些問題? .