水污染控制工程第一习题答案下册.doc

1、水污染控制工程第三版习题答案第 11 章 1、 简述好氧生物和厌氧生物处理有机污水的原理和适用条件。答：好氧生物处理：在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。适用于中、低浓度的有机废水，或者说 BOD5 浓度小于 500mg/L 的有机废水。厌氧生物处理：在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌

2、氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。适用于有机污泥和高浓度有机废水（一般 BOD52000mg/L）。 2、 某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器中进行处理，反应不可逆，符合一级反应，V=KSA,K=0.15D-1,求当反应池容积为 20M3，反应效率为 98时，该反应池能够处理的污水流量为多大？解：一级反应: v=ds/dtln s = ln s0 kt当反应效率为 0.98 时，有 s = 0.02 s0 ， 并带入 k =0.15 D-1 ，有t = （1/k）* ln (s0/s) = 26.08 dQ = V / t = 20 / 26.

3、08 = 0.77 m3/d3 简述城镇污水生物脱氮过程的基本步骤。答：微生物经氨化反应分解有机氮化合物生成 NH3,再在亚硝化菌和硝化菌的作用下，经硝化反应生成（亚）硝酸盐，最后经反硝化反应将（亚）硝酸盐还原为氮气。当进水氨氮浓度较低时，同化作用也可能成为脱氮的主要途径。4、 简述生物除磷的原理。答：在厌氧好氧交替运行的系统中，得用聚磷微生物具有的厌氧释磷及好氧超量吸磷的特性，使好氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。第十二章活性污泥法1 活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？答：活性污泥是指由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的

4、污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。活性污泥法处理流程具体流程见下图：2 常用的活性污泥法曝气池的基本形式有哪些？答：推流式曝气池：污水及回流污泥一般从池体的一端进入，水流呈推流型，底物浓度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池出口端最低。完全混合式曝气池：污水一进入曝气反应池，在曝气搅拌作用下立即和全池混合，曝气池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率完全一致。封闭环流式反应池：结合了推流和完全混合两种流态的特点，污水进入反应池后，在曝气设备的作用下被快速、均匀地与反应器中混合液进行混合，混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。封闭环流式反应池在短时间内呈现推

5、流式，而在长时间内则呈现完全混合特征。序批式反应池（SBR）：属于“注水-反应排水”类型的反应器，在流态上属于完全混合，但有机污染物却是随着反应时间的推移而被降解的。其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另外设置沉淀池。3 活性污泥法有哪些主要运行方式？各种运行方式有何特点？答：传统推流式：污水和回流污泥在曝气池的前端进入，在池内呈推流式流动至池的末端，充氧设备沿池长均匀布置，会出现前半段供氧不足，后半段供氧超过需要的现象。渐减曝气法：渐减曝气布置扩散

6、器，使布气沿程递减，而总的空气量有所减少，这样可以节省能量，提高处理效率。分步曝气：采用分点进水方式，入流污水在曝气池中分 34 点进入，均衡了曝气池内有机污染物负荷及需氧率，提高了曝气池对水质、水量冲击负荷的能力。完全混合法：进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液所稀释、均化，入流出现冲击负荷时，池液的组成变化较小，即该工艺对冲击负荷具有较强的适应能力；污水在曝气池内分布均匀，F/M 值均等，各部位有机污染物降解工况相同，微生物群体的组成和数量几近一致；曝气池内混合液的需氧速率均衡。浅层曝气法：其特点为气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的

7、氧传递速率。深层曝气法：在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。并且深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使 KLa 值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。高负荷曝气法：在系统与曝气池构造方面与传统推流式活性污泥方相同，但曝气停留时间公 1.53.0 小时，曝气池活性污泥外于生长旺盛期。主要特点是有机容积负荷或污泥负荷高，但处理效果低。克劳斯法：把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题。而且消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的

8、功效。延时曝气法：曝气时间很长，活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。本工艺还具有处理过程稳定性高，对进水水质、水量变化适应性强，不需要初沉池等优点。接触稳定法：混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。本工艺特点是污水与活性污泥在吸附池内吸附时间较短，吸附池容积较小，再生池的容积也较小，另外其也具有一定的抗冲击负荷能力。氧化沟：氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，使活性污泥呈悬浮状态。纯氧曝气法：纯氧代替空气，可以提高生物处

9、理的速度。在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。吸附生物降解工艺；处理效果稳定，具有抗冲击负荷和 pH 变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。序批式活性污泥法:工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好,SVI 值较低,能有效地防止丝状菌膨胀；该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制

10、，便于自控运行，易于维护管理。4 解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。答：污泥泥龄即生物固体停留时间，其定义为在处理系统（曝气池）中微生物的平均停留时间。在工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。活性污泥泥龄是活性污泥处理系统设计、运行的重要参数。在曝气池设计中的活性污泥法，即是因为出水水质、曝气池混合液污泥浓度、污泥回流比等都与污泥泥龄存在一定的数学关系，由活性污泥泥龄即可计算出曝气池的容积。而在剩余污泥的计算中也可根据污泥泥龄直接计算每天的剩余污泥。而在活性污泥处理系统运行管理过程中，污泥泥龄也会影响到污泥絮凝的效果。另外污泥泥龄也有助

11、于进步了解活性污泥法的某些机理，而且还有助于说明活性污泥中微生物的组成。5从气体传递的双膜理论，分析氧传递的主要影响因素。答：气体传递的双膜理论的基点是认为在气液界面存在着二层膜（即气膜和液膜）这一物理现象。这两层薄膜使气体分子从一相进入另一相时受到了阻力。当气体分子从气相向液相传递时，若气体的溶解度低，则阻力主要来自液膜。影响氧传递的因素主要有如下：污水水质：水中各种杂质如某些表面活性物质会在气液界面处集中，形成一层分子膜，增加了氧传递的阴力，影响了氧分子的扩散。水温：水温对氧的转移影响较大，水温上升，水的黏度降低，液膜厚度减小，扩散系数提高，反之，扩散系数降低。氧分压：气相中的氧分压直接影

12、响到氧传递的速率。气相中氧分压增大，则传递速率加快，反之，则速率降低。总的来说，气相中氧分压、液相中氧的浓度梯度、气液间的接触面积和接触时间、水温、污水的性质、水流的紊流程度等因素都影响着氧的转移速率。10 二沉池的功能和构造与一般沉淀池有什么不同？在二沉池中设置斜板为什么不能取得理想的效果？第十三章 生物膜法1 什么是生物膜法?生物膜法具有哪些特点?答：污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物

13、质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。特点：1、 微生物相方面的特点（1） 参与净化反应的微生物多样化（2） 生物的食物链长（3） 能够存活世代时间较长的微生物（4） 分段运行和优占种属2、 处理工艺方面的特点（1） 对水质、水量变动有较强的适应性（2） 污泥沉降性能好，宜于固液分离（3） 能够处理低浓度的污水（4） 易于维护运行、节能2 试述生物膜法处理废水的基本原理答:原理：细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄

14、取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。3 比较生物膜法与活性污泥法的优缺点。普通活性污泥法工作流程优点:BOD 和 SS 去除率高,可达 90%-95%,适于处理要求高,水质稳的废水.缺点:对水质变化适应差;实际需氧前大后小,使前段氧少,后段氧余;曝气池容积负荷低,占地面积大,基建费高.改进:阶段曝气:克服前段氧少,后段氧余缺点,曝气池容积减少 30%.完全混合:承受冲击负荷强,适应工业废水特点,可处理高浓度有机废水;污泥负荷高,需氧均匀,动力省;但连续出水时,水质不理想,污泥膨胀.延时曝气:低负荷运行,池容积大,耗时长,积污水和污泥处理于一体,污泥氧化彻底,脱水迅速,无臭,水质稳定,受

15、低温影响小.但池容积大,曝气量大,部分污泥老化.适于处理要求高,不便于污泥处理的小城镇污水和工业废水.废水 初沉池 二沉池 生物滤池 出水生物膜法工作流程2.生物膜法优点生物膜对水质,水量变化适应性强,稳定性好;无污泥膨胀,运转管理方便;生物膜中生物相丰富,生物种群呈一定分布; 有高营养级别微生物存在,产能多,剩余污泥少;自然通风供氧,省能耗.缺点运行灵活性差,难以人为控制;载体比表面积小,设备容积负荷小,空间效率低;处理效率差,BOD 去除率约 80%左右,出水 BOD 28mg/l(活性污泥法 BOD 90%,出水 14mg/l).5、生物膜法有哪几种形式？试比较它们的特点。答: 生物滤池

16、：处理效果好，BOD 5的去除率可达 90以上，出水 BOD 5可下降到 25mg/L以下，硝酸盐含量在 10mg/L 左右，出水水质稳定。生物转盘：（1）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低；（2）运行管理简单，技术要求不高；（3）工作稳定，适应能力强；（4）适应不同浓度、不同水质的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；（6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题；（7）可多层立体布置；（8）一般需加开孔防护罩保护、保温。生物接触氧化法：一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池和生物滤池综合在一起的处理构筑物，兼有两者优点：(1)具有较高的微生物浓度，一般可达 1020g/L；(2)生物膜具有

17、丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳定的生态系统，污泥产量低；(3)具有较高的氧利用率；(4)具有较强的耐冲击负荷能力； (5)生物膜活性高；(6)没有污泥膨胀的问题。生物流化床：滤床具有巨大的表面积容积负荷高，抗冲击负荷能力强，生物流化床每单位体积表面积比其他生物膜大，单位床体的生物量很高（1014g/L），传质速度快，废水一进入床内，很快被混合稀释。 微生物活性强，对同类废水，在相同处理条件下，其生物膜的呼吸速率约为活性污泥的两倍，可见其反应速率快，微生物的活性较强。 传质效果好，由于载体颗粒在床体内处于剧烈运动状态，气固液界面不断更新，因此传质效果好，这有利于微生物随污染物的吸附和降解

18、，加快了生化反应速率。6 试述各种生物膜法处理构筑物的展本构造及其功能。答：普通生物滤池普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统等四个部分所组成（1） 池体 普通生物滤池在平面上多呈方形或矩形。四周筑墙称之为池壁，池壁具有维护滤料的作用，应当能够承受滤料的压力，一般多用砖石构造。池壁可构成带孔洞的和不带孔洞的两种形式，有孔洞的赤壁有利于滤料内部的通风，但在低温季节，易受低温的影响，使净化功能降低。为了防止风力对池表面均匀布水的影响，池壁一般应高出滤料表面 0.50.9m。池体底部为池底，它的作用是支撑滤料和排除处理后的污水。（2）滤料 滤料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响

19、。（3）布水装置 生物滤池布水装置的首要任务是向滤池表面均匀的散布污水。此外，还应具有：适应水量的变化；不易堵塞和易于清通以及不受风、雪的 影响等特征。（4）排水系统 生物滤池的排水系统设于池的底部，它的作用有二：一是排除处理后的污水；二是保证滤池的良好通风。高负荷生物滤池：在构造上，高负荷生物滤池与普通生物滤池基本相同，但也有不同之处，其中主要有以下各项。（1） 高负荷生物滤池在表面上多为圆形。（2） 高负荷生物滤池多使用旋转式的布水装置，即旋转布水器。塔式生物滤池：在构造上由塔身、滤料、布水系统以及通风及排水装置所组成。（1） 塔身 塔身主要起围挡滤料的作用。（2） 滤料 宜采用轻质滤料。

20、（3） 布水装置（4） 通风 一般采用自然通风曝气生物滤池：设备与给水处理的快滤池相类似。池类底部设承托层，其上部则是作为滤料的填料。在承托层设置曝启用的空气管及空气扩散装置，处理水集水管兼作反冲洗水管也设置在承托层内。生物转盘：生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽 3 部分组成。（1） 盘片 是生物转盘的主要部件，应具有轻质高强，耐腐蚀、耐老化、抑郁挂膜、不变形，比表面积大，易于取材、便于加工安装等性质。（2） 接触反应槽（3） 转动中心轴(4) 驱动装置，提供动力7、生物滤池有几种形式？各适用于什么具体条件？答：低负荷生物滤池（现在已经基本上不常用）：仅在污水量小、地区比较偏

21、僻、石料不贵的场合尚有可能使用。高负荷生物滤池（大多采用）：适用于大部分污水处理过程，水力负荷及有机负荷都比较高。3、塔式生物滤池。4、曝气生物滤池。8、影响生物滤池的处理效率的因素有哪些？它们是如何影响处理效果的？答：滤池高度：随着滤床深度增加,微生物从低级趋向高级，种类逐渐增多,生物膜量从多到少。各层生物膜的微生物不相同,处理污水的功能和速率也随之不同。负荷率：在低负荷条件下，随着滤率的提高，污水中有机物的传质速率加快，生物膜量增多，滤床特别是它的表面很容易堵塞。在高负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤床中停留的时间缩短，出水水质将相应下降。回流：（1）回流可提高生物滤池的滤率，它是使

22、生物滤池负荷率由低变高的方法之一;（2）提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭;（3）当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有害物质时，回流可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；（4）进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。供氧：微生物的好氧性，厌氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧气量就制约了微生物的活性，进而影响了微生物分解有机物反应速率，进而影响了处理效果。第十四章 稳定塘和污水的土地处理1、 稳定塘有哪几种主要类型，各适用于什么场合？答：好氧塘：好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用

23、。适用于低有机物浓度污水。兼性塘：兼性塘的深度较大，上层是好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化污水作用；中层的溶解氧逐渐减少，称兼性区（过渡区），由兼性微生物起净化作用；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。适用于富含 N，P 等营养物质及一些难去除的有机污染物的污水。（占地面积大）厌氧塘：厌氧塘的塘深在 2m 以上，有机负荷高，全部塘水均无溶解氧，呈厌氧状态，由厌氧微生物起净化作用，净化速度慢，污水在塘内停留时间长。适用于高温高有机物浓度的污水。曝气塘：曝气塘采用人工曝气供氧，塘深在 2m 以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起净化作用

24、，污水停留时间较短。深度处理塘：深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘，属于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低，一般 BOD530mg/L。常用于处理传统二级处理厂的出水，提高出水水质，以满足受纳水体或回用水的水质要求。2、试述好氧塘、兼性塘和厌氧塘净化污水的基本原理及优缺点。答：在各种类型的氧化塘中，兼性塘是应用最为广泛的一种。兼性塘一般深 1.02.0m，在塘的上层，阳光能够照射透入的部位，为好氧层，其所产生的各项指标的变化和各项反应与好氧塘相同，由好氧异养微生物对有机污染物进行氧化分解；藻类的光合作用旺盛，释放大浪的氧。在塘底部，由沉淀的污泥和衰死的藻类和菌类形成的污泥层，在这层里由于缺氧，而进

25、行由厌氧微生物起主导作用的厌氧发酵，为厌氧层。好氧层与厌氧层之间，存在一个兼性层，在这里溶解氧量低，而且是时有时无，一般在白昼有溶解氧存在，而在夜间又处于厌氧状态，在这里存活的是兼性微生物，这一类微生物既能够利用水中游离的分子氧，也能够在厌氧条件下，从 NO3-和 CO32-中摄取氧。在兼性塘内进行的净化反应是比较复杂的，生物相也比较复杂。在厌氧区与一般的厌氧发酵反应相同，是产酸、产氢产乙酸和产甲烷 3 种细菌的连续作用下，相继经过产酸、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段的反应。液态代谢产物与塘水混合，气态产物则逸出水面，或在通过好氧区时为细菌分解，为藻类利用。厌氧区也有降解 BOD 的功能，约有 20%的 BOD 是在厌氧娶去除的。此外，厌氧区，通过厌氧反应发酵反应可以使污泥得到一定程度的降解，减少塘底污泥量。在好氧区进行的各项反应与存活的生物基本同好氧塘。由于污水的停留时间长，有可能生长繁育多种种属的微生物，其中包括世代时间较长的种属。除有机物降解外，这里还可以进行更为复杂的反应，如硝化反应等。3、好氧塘中溶解氧和 PH 值为什么会发生变化。