水污染控制工程 題庫及答案

活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)廢水一類好氧生物的處理方法?；钚晕勰嗍侵赣杉?xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無 機(jī)物質(zhì)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。水的社會循環(huán)：人類社會從各種天然水體中取用大量水，使用后成為生活污水和工業(yè)廢水， 它們最終流入天然水體，這樣，水在人類社會中構(gòu)成了一個循環(huán)體系，稱為。電滲析：是在直流電場的作用下，利用陰。陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性， 而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過程。膜分離法：是把一種特殊的半透膜將溶液隔開，使溶液中的某種溶質(zhì)或者溶劑滲透出來，從 而達(dá)到分離溶質(zhì)的目的污泥齡：曝氣池內(nèi)活性污泥總量（VX）與每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝氣池內(nèi)的 平均停留時間污泥負(fù)荷率：指的是單位活性污泥（微生物）量在單位時間內(nèi)所能承受的有機(jī)物量。污泥濃度：指曝氣池中單位體積混合液所含有的活性污泥固體的總重量，常用MLSS表示。污泥沉降比SV：指混合液在量筒中靜置30min后所形成的沉淀污泥的容積占原混合液總?cè)?積的百分?jǐn)?shù)。污泥體積指數(shù)SVI：簡稱污泥指數(shù)，在曝氣池出口處的混合液，經(jīng)30min靜置后，每g干 污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積（以mL計）。SVI=SV/MLSS污泥膨脹：指污泥結(jié)構(gòu)極度松散，體積增大、上浮，難于沉降分離影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象，主 要是由絲狀菌和球衣菌引起的BOD污泥負(fù)荷：曝氣池內(nèi)單位重量（kg）活性污泥，在單位時間（1d）內(nèi)能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物量（BOD） kgBOD/（kgMLSS.d）污泥回流比：從二沉池返回到曝氣池的回流污泥量與污水流量之比R=Q"Q 污泥回流的目的：1，保持曝氣池中的污泥濃度恒定 2，污泥的回流給曝氣池進(jìn)行了一次攪 拌，使污泥與污水的接觸更充分，提高處理效率 曝氣時間：污水進(jìn)入曝氣池后，在曝氣池中的平均停留時間 t=V/Q 濾層膨脹率是膨脹后所增加的厚度與膨脹前厚度之比防止污染和公害的設(shè)施，必須和主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)，簡稱''三同時 原則。物理處理法：包括篩慮截留法（篩網(wǎng)，格柵，過濾等），重力分離法（沉砂池，沉淀池，隔 油池，氣浮池等），離心分離法（旋流分離器，離心機(jī)等），吸附法（活性炭，硅膠等）等 主要去除污水中的漂浮物和懸浮物。化學(xué)處理法：中和法（PH的調(diào)節(jié)），化學(xué)沉淀法（如去除Hg,Ca,Pb,Cu,Zn,Cr, SO4,PO4 等離子），氧化還原法（如加氯，臭氧等氧化劑）物理化學(xué)法：混凝法（聚合氯化鋁PAC）,離子交換法（離子交換樹脂），萃取法，膜析法 （電滲析，反滲透等）生物處理法：污水的生物處理是微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陳代謝功能，對 污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。 生物處理主要分為活性污泥法和生物膜法。生物膜法的特點(diǎn)是（ 1）固著于固體表面的生物膜對廢水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性， 操作穩(wěn)定性好。（ 2）不會發(fā)生污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)物代 謝時較多的轉(zhuǎn)化為能量，合成新細(xì)胞即剩余污泥量較少。（5）多采用自然通風(fēng)供氧。（6） 活性生物量難以人為控制，因而在運(yùn)行方面靈活性較差。7）由于載體材料的比表面積小， 故設(shè)備容積負(fù)荷有限，空間效率較低。厭氧生物處理的基本原理是：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 性微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。厭氧發(fā)酵分為三個連續(xù)的階段，即為水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。格柵的水頭損失達(dá)到1015厘米時就該清撈。篩網(wǎng)過濾器的類型很多，有旋轉(zhuǎn)式、振動式、轉(zhuǎn)鼓式等。沉淀池的形式按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式、輻流式和斜流式四種。電滲析所需能量與受處理水的鹽度成正比關(guān)系。超濾一般用來分離分子量大于500的物質(zhì)。在好氧生物處理系統(tǒng)中的微生物主要是細(xì)菌，其它還有藻類、原生動物和高等微型動物。 細(xì)菌是穩(wěn)定有機(jī)廢水的主要微生物，是好氧生物處理中最重要的。在廢水好氧生物處理過程中，去除含碳有機(jī)物起主要作用的是異氧菌，數(shù)量最多的也是異 氧菌。影響好氧生物處理的因素主要是溫度、pH、營養(yǎng)物、供氧、毒物和有機(jī)物性質(zhì)等。生物膜反應(yīng)器可分為生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化池等。生物濾池一般可分為三種：普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式牛物濾油?；钚晕勰喾ㄌ幚硐到y(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件：污水中有足夠的可溶性降解有機(jī)物；混合液中 含有足夠的溶解氧；活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)；活性污泥連續(xù)回流；及時排除剩余污 泥；沒有對微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入影響微生物生理活動的因素：營養(yǎng)物質(zhì)（平衡），溶解氧（含量）， PH 值，水溫，有毒物 質(zhì)，有機(jī)物的負(fù)荷在活性污泥處理系統(tǒng)中，人工強(qiáng)化、控制技術(shù)是至關(guān)重要的,各項(xiàng)目標(biāo)：被處理的原污水的水質(zhì)、水量得到控制，使其能夠使用活性污泥處理系統(tǒng)的要求；作為活性污泥微生物量，在 系統(tǒng)中保持?jǐn)?shù)量一定，并相對穩(wěn)定，具有活性的活性污泥量；在混合液中保持能夠滿足微生 物需要的溶解氧濃度；在曝氣池內(nèi)，活性污泥、有機(jī)污染物、溶解氧三者能夠充分接觸，以 強(qiáng)化傳質(zhì)過程活性污泥凈化反應(yīng)過程：1、初期吸附去除：在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，在污水開始于活性污泥接 觸后的較短時間內(nèi)，污水中的有機(jī)物即被大量去除，出現(xiàn)很高的BOD去除率，這種初期高 速去除現(xiàn)象是有物理吸附和生物吸附交織在一起的吸附作用所致。活性污泥具有很強(qiáng)的吸附 能力?；钚晕勰嘤兄艽蟮谋砻娣e（介于200010000m2/m3）,在表面上富集著大量的微生 物，在其外部覆蓋著多糖類的粘質(zhì)層。當(dāng)其與污水接觸時，污水呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污 染物即被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除，這一現(xiàn)象就是“出去吸附去除”，這一過程進(jìn)行 較快，能夠在30min內(nèi)完成，污水BOD去除率可達(dá)70% 2、微生物的代謝：存活在曝氣 池內(nèi)的活性污泥微生物，不斷地從周圍的環(huán)境中攝取污水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)加以攝 取、吸收。污水中的有機(jī)污染物，首先被吸附在有大量微生物棲息的活性污泥表面，并與微 生物細(xì)胞表面接觸，在微生物透膜酶的催化作用下，透過細(xì)胞壁進(jìn)入微生物細(xì)胞體內(nèi)，小分 子的有機(jī)物能夠直接透過細(xì)胞壁進(jìn)入微生物體內(nèi)，而入淀粉、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物，則必 須在細(xì)胞外酶-水解酶的作用下，被水解為小分子后再為微生物攝入細(xì)胞體內(nèi)。被攝入細(xì)胞 體內(nèi)的有機(jī)污染物，在各種胞內(nèi)酶，如脫氫酶等的催化作用下，微生物對其進(jìn)行代謝反應(yīng)傳統(tǒng)活性污泥法特點(diǎn):吸附-減速增長-內(nèi)源呼吸，BOD降解曲線是呈緩慢下降曲線；內(nèi)沖 擊負(fù)荷能力差（尤其對有毒或高濃度工業(yè)廢水）；不易污泥膨脹；供氧與需氧不平衡；處理 效果好優(yōu)點(diǎn)：處理效果好：BOD去除率可達(dá)99%以上；適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的 污水問題：為了避免池首端形成厭氧狀態(tài)，不宜采用過高的有機(jī)負(fù)荷，因而池容積較大，占地面 積較大；耗氧速度沿池長是變化的，池前段：耗氧速度供氧速度；池末端：可能出現(xiàn)供氧 速度需氧速度；對進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運(yùn)行效果易受水質(zhì)水量變化影響延時曝氣特點(diǎn)：BOD-SS負(fù)荷非常低，曝氣時間長，一般多在24h以上，污泥不需厭氧消化 處理，因此，也可以說這種工藝是污水、污泥綜合處理設(shè)備。處理水穩(wěn)定性高，對原污水水 質(zhì)、水量變化有較強(qiáng)適應(yīng)性，無需設(shè)初次沉淀池缺點(diǎn)：曝氣時間長，池容大，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用都較高，占用較大土地面積等 適用于：處理水質(zhì)要求高且不宜采用污泥處理技術(shù)的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水，水量不宜超過1000m3/d氧化溝特點(diǎn)：氧化溝中形成富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以脫氮除磷；池型較大，占地面積較大，多 在室外，動力效率低，能耗高；負(fù)荷地，處理效果好，產(chǎn)泥量少；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，工藝 流程簡單，構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便；常不設(shè)初沉池，也可不單設(shè)二沉池其曝氣裝置功能：供氧；保證其活性污泥呈懸浮狀態(tài)，使污水、空氣和污泥三者充分混合與 接觸；推動水流一定的流速沿池長流動，保持氧化溝的凈化功能曝氣作用：充氧-生化反應(yīng)；攪拌，使水，氣，液三相良好接觸提高氧的利用率；維持液體 的足夠速度以使水中固體物懸浮雙膜理論：氣液兩相接觸面存在層流的氣膜和液膜；氣液兩相紊流不存在濃度差；阻力主要 在氣液影響氧轉(zhuǎn)移速率的主要因素：廢水水質(zhì)，水溫，氣壓等空氣擴(kuò)散器在曝氣池內(nèi)的作用： 1、充氧：將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中的活性污泥絮體上， 以供應(yīng)微生物呼吸的需要2、攪拌與混合：是曝氣池中的混合液處于劇烈的混合狀態(tài)，使活 性污泥、溶解氧、污水中的有機(jī)物三者充分接觸3、防止活性污泥在曝氣池內(nèi)沉淀生物的脫氮除磷 生物脫氮:氨化反應(yīng)：微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過程稱為氨化反應(yīng)。在氨化微生物 的作用下，有機(jī)氮化合物可以在好氧或厭氧條件下分解，轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化反應(yīng)：在亞硝 化菌和硝化菌的作用下，將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽N02-，和硝酸鹽N03-的過程稱為硝化 反應(yīng)。反硝化反應(yīng)：在缺氧條件下，N02-和N03-在反硝化菌的作用下被還原為氮?dú)獾倪^程 稱為反硝化。同化作用：生物處理過程中，污水中的一部分氮（氨氮或有機(jī)氮）被同化成微 生物細(xì)胞的組成成分，并以剩余活性污泥的形式得以從污水中去除的過程稱為同化作用。生物除磷：利用聚磷菌一類的微生物，能夠過量地，在數(shù)量上超過其生理需要，從外部環(huán)境 攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)貯存在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從污水中除 磷的效果。好氧吸收：adp+h3po4+能量-ATP+H2O厭氧釋放：（D0=0,N03=0）試說明沉淀有哪些類型？各有何特點(diǎn)？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(dú)進(jìn)行 沉淀, 顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中,顆粒的物理性質(zhì)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(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W(xué)絮凝沉 淀屬于這種類型。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(tuán)狀結(jié)構(gòu)，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(qiáng)。試述生物膜法處理污水的基本原理:生物膜法是使細(xì)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(jī)物，作為營養(yǎng)物質(zhì)，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。設(shè)置沉砂池的目的是什么？曝氣沉砂池的工作原理與平流式沉砂池有何區(qū)別？ 答：沉砂池的設(shè)置目的是去除污水中泥砂、煤渣等相對密度較大的無機(jī)顆粒，以免影響后續(xù) 處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，將進(jìn)入沉砂池的污水流速控 制在只能使相對密度大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)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(jī)顆粒。曝氣沉砂池的工作原理：由曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn) 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(jī)污染物得以去除。曝氣沉砂池沉砂中含有機(jī)物的量低于5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備， 它還具有預(yù)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簡述好氧和厭氧生物處理有機(jī)污水的原理和使用條件。答：污水生物處理是利用自然界中廣泛分布的個體微小、代謝營養(yǎng)類型多樣、適應(yīng)能力強(qiáng)的 微生物的新陳代謝作用，對污水進(jìn)行凈化的處理方法。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(jī)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(jī)污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營養(yǎng)源進(jìn)行好氧代謝。這些高能位的 有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級釋放能量，最終以低能位的無機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來，達(dá)到 無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處置。適用于中、低濃度的有機(jī)廢水，或者說 B0D5濃度小于500mg/L的有機(jī)廢水。厭氧生物處理：在沒有游離氧存在的條件下，兼性 細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復(fù)雜的有機(jī)化 合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單的化合物，同時釋放能量。適用于有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水（一 般 BOD5>2000mg/L）o比較生物膜法和活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：生物膜法對水質(zhì)、水量變動有較強(qiáng)的適應(yīng)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(hù)管理的而且像生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等工藝，還都是節(jié)省能源的， 動力費(fèi)用較低，去除單位重量BOD的耗電量較少?；钚晕勰喾ㄏ到y(tǒng)中，二次沉淀池起什么作用？在設(shè)計中有些什么要求？ 答：活性污泥法系統(tǒng)中，二次沉淀池的作用在于（1）泥水分離作用；（2）對污泥起一定 的濃縮作用以保證曝氣池對污泥量需要。故根據(jù)沉淀速度確定的沉降面積和為滿足一定的濃 縮作用確定面積后，選擇其中大者作為設(shè)計沉淀面積，以保證對二者需要。從氣體傳遞的雙膜理論，分析氧傳遞的主要影響因素。答：影響氧傳遞速率的主要因素為氣相中氧分壓、液相中氧的濃度梯度、氣液之間的接觸面 積和接觸時間、水溫、污水的性質(zhì)、水流的紊亂程度等。（1）廢水水質(zhì)：污水中含有各種雜質(zhì)，對氧的傳遞會產(chǎn)生一定的影響。其中主要是溶解性 有機(jī)物，特別是某些表面活性物質(zhì)，他們會在氣液界面處集中，形成一層分子膜，增加氧傳 遞的阻力，影響氧分子的擴(kuò)散。（2）水溫：水溫對氧傳遞影響較大，水溫上升，水的餓黏 度降低，液膜厚度減小，擴(kuò)散系數(shù)提高，KLa值增高；反之，則KLa值降低。水溫對溶解氧 飽和度Cs值也會產(chǎn)生影響。隨著溫度的增加，KLa值增大，Cs值降低，液相中氧的濃度梯度 有所減小。因此，水溫對氧轉(zhuǎn)移有兩種相反的影響，但并不是完全抵消，總的來說，水溫降 低有利于氧的轉(zhuǎn)移。（3）氧分壓：Cs值除了受到污水中溶解鹽及溫度的影響外，自然還受 到氧分壓或氣壓的影響，氣壓降低，Cs值也隨之下降；反之則提高。某污水處理廠每日新鮮污泥量為2268Kg，含水率965%,污泥投配率5%。計算厭氧消 化池容積。解：污泥體積 V'=2268/ （10.965） 1000 = 64.8 （m3/d）V=V'/（Px100）=64.8x100/5 = 1296 m3要某活性污泥曝氣池混和液濃度MLSS=2500mg/Lo取該混和液100mL于量筒中，靜 置30min時測得污泥容積為30mL。求該活性污泥的SVI及含水率。（活性污泥的密度 為 1g/mL）解：（1） 100mL混和液對應(yīng)的污泥容積為30mL則1L混和液對應(yīng)的污泥容積為300mL又 1L混合液中含泥2500mg=2.5g故 SVI=300/2.5 = 120mL/g 干泥(2) 1mL該活性污泥含干泥 1/SVI=1/120=0.008g因活性污泥密度為1g/mL,故1mL活性污泥質(zhì)量為1g則含水率為(10.008) /1x100%=99.2%活性污泥曝氣池的MLSS=3g/L,混合液在1000mL量筒中經(jīng)30min沉淀的污泥容積為 200mL,計算污泥沉降比，污泥指數(shù)、所需的回流比及回流污泥濃度。解：(1) SV= 200/1000x100% = 20%(2) SVI=(SV%x10)/MLSS=(20x10)/3 = 66.7mL/g 干泥(3) Xr= 106/SVI = 106/66.7 = 15000 (mg/L)(4) 因 X (1+r)=Xrxr即 3 (1 + r)=15xrr=0.25=25%某城市生活污水采用活性污泥法處理，廢水量25000m3/d,曝氣池容積V=8000m3,進(jìn) 水BOD5為300mg/L, BOD5去除率為90%，曝氣池混合液固體濃度3000mg/L,其中 揮發(fā)性懸浮固體占 75。求：污泥負(fù)荷率 Fw, 污泥齡,每日剩余污泥量,每日需氧量。生活污水有關(guān)參數(shù)如下：a=060 b=007 A=0.45 B=014解：(1) X=3000mg/l=3g/l Xv=0.75X=2.25g/lFw=L0Q/VXv=(300x103x2500) / (8000x2.25)=0.42 (KgBOD5/MLSS.d)(2) E=(L0Le)/L0 90% = (300Le)/300Le=30mg/Lu=QLr/XvV=25000x(30030) x10-3/2.25x8000=0.375(KgBOD5/KgMLVSS.d)1/9c=au b , 1/Q=0.07,1/9c=0.1552=6.45 (d)(3) 剩余污泥 DX=1/9cx (Xvv)=2790 (KgVsSS/d)對應(yīng)的 MLSS 量為 2790/0.75=3720Kg/d(4) O2/QLr=AB/u O2/25000(30030) x103=0.450.14/0.375O2/6750=0.823, O2=5557(Kg/d)已知活性污泥曝氣池進(jìn)水水量Q=2400m3/d,進(jìn)水BOD5為180mg/L,出水BOD5為 40mg/L,混合液濃度 MLVSS=1800mg/L,曝氣池容積 V=500m3, a=065, b =0.096d-i，求剩余污泥量DX并據(jù)此計算總充氧量R。解：(1) u=QLr/XvV=2400x(18040) /(1800x500)=0.37 (KgBOD5/KgMLVSS.d)1/9c=au b =0.0961/9c=0.14459c=6.92 (d)剩余污泥 DX=Xvv/8c=0.1445x1800x10_3X500=130 (KgVSS/d)(2) R=QLr/0.681.42, DX=2400 (18040) 10-3/0.68-1.42x130R=309.5 (KgO2/d