水控专转本名解简答论述复习.doc

1 2014水污染控制工程专转本考试名词解释、简答、论述复习 （除特别注明是名词解释或论述题的题目外，其余都是简答题形式，感谢李扬凡、谢思、袁曼婧、刘娇、安宁、刘润杰、曹家林、钱意等同学的整理 ） 上篇、给水工程 第1章第3章 1、给水系统的分类有哪些？ A(1)按水源种类可以分为：地表水（江河、湖泊、蓄水库、海洋等）和地下水（浅层地下水、深层地下水、泉水等）给水系统 （2）按供水方式可以分为：自流系统（重力供水）、水泵供水系统（压力供水）和混合供水系统 （3）按使用目的可以分为：生活用水、生活给水和消防给水系统 （4）按服务对象可以分为：城市给水和工业给水系统；在工业给水中又可以分为：循环系统和复用系统 2、给水系统常由哪些工程设施组成？哪种情况下可省去其中一部分设施？ （1）取水构筑物，用以从选定的水源（包括地下水和地表水）取水 （2）水处理构筑物，是将取水构筑物的来水进行处理，以期符合用户对水质的要求，这些构筑物常常集中布置在水厂范围内 （3）泵站,用以将所需水量提升到要求的高度，可分抽取原水的一级泵站、输送清水的二级泵站和设于管网中的增压泵站等 （4）输水管渠和管网，输水管渠是将远水输送到水厂的管渠，管网则是将处理后的水输送到各个水区的全部管道 （5）调节构筑物，它包括各种类型的贮水构筑物，例如高地水池、水塔、清水池等，用以储存和调节水量。高地水池和水塔兼具有保证水压的作用。大城市通常不用水塔。中小城市或企业为了储备水量和保证水压常设置水塔。 泵站、输水管渠、管网和调节构筑物等总称输配水系统，从给水系统整体来说，他是投资最大的子系统。 大中城市用水量比较均匀，通常用水泵调节流量，多数可不设水塔。 3、由高地水库供水给城市，如按水源和供水方式考虑，应属于哪类给水系统？ 水源方式属于地表水给水系统,按供水方式属于自流给水系统。 4、影响给水系统布置的因素有哪些？ （1）城市规划的影响 （2）水源的影响 （3）地形的影响 5、设计用水量由哪些组成？ （1）综合生活用水，包括具名生活用水和公共建筑及设施用水 （2）工业企业生产用水和工作人员生活用水 （3）消防用水 （4）浇洒道路和绿地用水 2 （5）未预计水量和管网漏失水量 6、【名词解释】最高日用水量、平均日用水量、最高时用水量、平均时用水量、日变化系数、时变化系数 （1）最高日用水量：在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量 （2）平均日用水量：一年内，日用水量的平均值 （3）最高时用水量:在最高日内，用水最多的一时的用水量 （4）平均时用水量：一天内，每小时用水量的平均值 （5）日变化系数：在一年中，最高日用水量和平均日用水量的比值Kd （6）时变化系数：最高一小时用水量和平均时用水量的比值Kh 7、取用地表水源时，取水口、水处理构筑物、泵站和管网等按什么流量设计？ 取水口、水处理构筑物、一级泵站按最高日平均时流量计算。 管网中没有水塔或高地水池时，二级泵站和管网按最高日最高时流量计算，管网内设有水塔或高地水池时，二级泵站的设计流量按用水量变化曲线拟定。 8、清水池和水塔起什么作用？哪些情况下应设置水塔？ 答：(1)清水池作用：贮存并调节水量，为一、二级泵站之间供水量的差额。 (2)水塔的作用：贮存并调节水量，兼有保证水压的作用。 (3)中小城市和工业企业可以考虑设置水塔，既可缩短水泵工作时间，又可保证恒定的水压。 9、如何确定有水塔和无水塔时的清水池调节容积？ 答：有水塔时，清水池容积由一、二级泵站供水量曲线确定；无水塔时，由一级泵站供水量和用水量曲线确定。 清水池的调节容积，由一、二级泵站供水量曲线确定；水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。如果二级泵站每小时供水量等于用水量，即流量无需调节时，管网中可不设水塔，成为无水塔的管网系统。大中城市用水量比较均匀，通常用水泵调节流量，多数可不设水塔。当一级泵站和二级泵站每小时供水量相接近时，清水池的调节容积可以减小，但是为了调节二级泵站供水量和用水量之间的差额，水塔的容积将会增大。如果二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的容积越小，但清水池的容积将增加。 第14章 10、什么是水质标准中的替代参数？ 答：描述水质的参数有两类，一类仅表示水中一种成分的浓度，另一类则表示水中一组成分的浓度，称为水质的替代参数。替代参数是描述水处理过程的主要参数如色度、浊度、总溶解固体等。但由于替代参数不能精确描述水质，水处理过程也就得不到精确的描述。 11、生活饮用水卫生标准水质项目分哪些类？ 答：第一类属于感官性状方面的要求，如浊度、色度、臭和味以及肉眼可见物； 第二类是对人体健康有益但不希望过量的化学物质，如水中钠、钾、钙、铁、锌、镁、氯等 第三类是对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质，如挥发酚类、阴离子合成洗涤剂等 第四类是有毒物质，如砷、汞、镉、铬、氰化物、氯仿、苯并芘等 12、生活饮用水常规处理、预处理、深度处理的方法分别有哪些？ 答：常规处理工艺有：混凝、沉淀、过滤、消毒。预处理方法主要有：粉末活性炭吸附法、臭氧或高锰酸3 钾氧化法、生物氧化法等等。深度处理主要有以下几种方法：粒状活性炭吸附法、臭氧-粒状活性炭联用法或生物活性炭法、化学氧化法、光化学氧化法及超声波-紫外线联用法等物理化学氧化法、滤膜法等。 13、质量传递有哪三种机理？ 答：质量传递输可分为：主流传递；分子扩散传递；紊流扩散传递。 1）、主流传递：在平流池中，物质将随水流作水平迁移。物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。 2）、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话，高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最终趋于均匀分布状态，浓度梯度消失。如平流池等。 3）、在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态。水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散。 第15章 14、【论述题】何为“胶体稳定性”？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 （此题或可以换个问法：用DLVO理论（胶体双电层结构）论述胶体的稳定性） 胶体的稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散悬浮状态的特性。致使胶体颗粒稳定性的主要原因是颗粒的布朗运动、胶体颗粒间同性电荷的静电斥力和颗粒表面的水化作用。胶体稳定性分为动力学稳定和聚集性稳定两种。 可以从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系进行分析。当两个胶粒相互接近至双电层发生重叠时，就会产生静电斥力。相互接近的两胶粒能否凝聚，取决于由静电斥力产生的排斥势能量ER和范德化引力产生的吸引势能EA，二者相加即为总势能E。ER和EA均与两胶粒表面间距x有关。从上图可知，两胶粒表面间距x=oaoc时，排斥势能占优势。X=ob时，排斥势能最大，用Emax表示，称排斥能峰。当xoc时，吸引势能均占优势，xoc时，虽然两胶粒表现出相互吸引趋势，但存在着排斥能峰这一屏障，两胶粒仍无法靠近。只有xoa时，吸引势能随间距急剧增大，凝聚才会发生。要使两胶粒表面间距oa，布朗运动的动能首先要克服排斥能峰Emax才行。然而，胶粒布朗运动的动能远小于Emax，两胶粒之间的距离无法靠近到oa以内，故胶体处于分散稳定状态。 15、混凝有哪4种机理？ 混凝4机理：1、压缩双电层2、吸附电中和3、吸附架桥4、网捕卷扫 1）压缩双电层 加入电解质，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层(主要指扩散层厚度d)作用，使滑动面上的电位降低到某 k，排斥能峰就可降为零，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚作用。 2）吸附电性中和 这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低电位。 3）吸附架桥 吸附架桥作用是指高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥， 4 4）网捕-卷扫作用 是一种机械作用，当铝盐或铁盐混凝剂投量很大时，金属氢氧化物形成具有三维立体结构的水合金属氧化物的沉淀，在收缩沉降时像多孔的网一样将水中胶粒产生网捕与卷扫。 16、【论述题】论述精制硫酸铝在不同pH情况下的各水解产物的混凝机理？（此题或可以换个问法：论述精制硫酸铝（PAC）的净水机理）并用混凝机理解释过量投加混凝效果反而不好的原因。 答： 硫酸铝的净水原理是根据盐类的水解。铝离子水解生成了具有吸收杂质的氢氧化铝胶体，从而达到净水的效果。不同pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理不同。何种作用机理为主，决定于铝盐的投加量、pH、温度等。实际上，几种可能同时存在。其中，水的pH值直接影响Al3+的水解聚合反应。 pH3 简单的水合铝离子起压缩双电层作用； pH=45 多核羟基络合物起吸附电性中和作用；除色度适宜。 pH=6.57.5 氢氧化铝聚合物起吸附架桥作用；絮凝的主要作用，除浊时最佳。 在废水处理中，对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制，如投加量过大时，一开始微粒就被若干高分子链包围，而无空白部位去吸附其他的高分子链，结果造成胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱开，重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。 17、【名词解释】助凝剂、异向絮凝、同向絮凝 助凝剂：当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。作用机理为高分子物质的吸附架桥。 颗粒在水中的布朗运动;在水力或机械搅拌下所造成的流体运动。由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称“异向絮凝”。由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称“同向絮凝”。 18、混凝工艺中的混合和絮凝阶段G和GT值的控制范围（混合阶段只有G值） （此题或可以换个问法：简述混凝工艺的要求和设备） 答：在污水处理过程中，向污水投加药剂，进行污水与药剂的混合，从而使水中的胶体物质产生凝聚或絮凝，这一综合过程称为混凝过程。 混合阶段，对水流进行剧烈搅拌，时间通常不超过2min，一般G在700-1000s-1之内。 絮凝阶段，主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，故以同向絮凝为主。平均G=20-70s-1，平均GT=1x104-1x105范围内。 19.影响混凝效果的主要因素有哪些？ 答：影响混凝效果的因素比较复杂，其中包括水温、水化学特性、水中杂质性质和浓度以及水力条件等。 (1)水温影响：1.无机盐混凝剂水解释吸热反应，低温水混凝剂水解困难。2.低温水的粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳絮凝。3.水温低时，胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体凝聚。4.水温与水的pH值有关。水温低时，水的pH值提高，相应地混凝最佳pH值也将提高。 (2)水的pH值和碱度影响：高分子混凝剂的混凝效果受水的pH值影响较小。 水中悬浮物浓度的影响：从混凝动力学方程可知，水中悬浮物浓度很低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差 第16章 5 20、【名词解释】自由沉淀、拥挤沉淀 自由沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作 用，称为自由沉淀。 拥挤沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰，虽然其粒度和自由沉淀中的相同，但沉淀速率却较小，称为拥挤沉淀。 21、简述理想沉淀池的三个假设条件 答：所谓理想沉淀池，应符合以下3个假定： 1.颗粒处于自由沉淀状态。 2.水流沿着水平方向流动。 3.颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。 22、推导颗粒的截留沉速公式。 （此题也可参考排水工程下册P69的推导过程） 根据理想沉淀池的原理，设处理水量为 Q（m3/s）,沉淀池的宽度为B，水面面积为A = B*L(m2)，故颗粒在池内的沉淀时间为：t=L/v=H/uo, 沉淀池的容积为：V=Qt=HBL，因Q=V/t=HBL/t=Auo,所以 Q/A=uo=q 23、简述一下“浅池理论”。 设斜管沉淀池池长为L，池中水平流速为V，颗粒沉速为u0，在理想状态下，L/H=V/ u0。可见L与V值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成3层，每层层深为H/3，在u0与v不变的条件下，只需L/3，就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变，由于池深为H/3，则水平流速可增加至3v，仍能将沉速为u0的颗粒除去，也即处理能力提高3倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。 24、影响平流沉淀池的沉淀效果的因素有哪些？ 答：实际平流式沉淀池偏离理想沉淀池条件的主要原因有： （1）沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响。 由于如下原因引起水流短流：进水的惯性作用；出水堰产生的水流抽吸；较冷或较重的进水产生的异重流；风浪引起的短流；池内存在导流壁和刮泥设施等。 （2）凝聚作用的影响。 25、简述斜板、斜管沉淀池是如何提高颗粒去除率的？ 答：在沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。从改善沉淀池水力条件的角度来分析，由于斜板沉淀池水力半径大大减小，从而使雷诺数Re大为降低，而弗劳德数Fr则大为提高。斜管沉淀池的水力半径更小。一般讲，斜板沉淀池中的水流基本上属层流状态，而斜管沉淀池的Re多在200以下，甚至低于100。斜板沉淀池的Fr数一般为10-310-4.斜管的Fr数将更大。因此，斜板斜管沉淀池满足了水流的稳定性和层流的要求。 26、简述一下澄清池的分类与工作原理 答：澄清池基本上分为两大类：（1）泥渣悬浮型澄清池 （2）泥渣循环型澄清池 絮凝和沉淀属于两个单元过程：水中脱稳杂质通过碰撞结合成相当大的絮凝体，然而，在沉淀池内下6 沉。澄清池则将两个过程综合于一个构筑物内完成，主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。这种把泥渣层作为接触介质的过程，实际上也是絮凝过程，一般称为接触絮凝。在絮凝的同时，杂质从水中分离出来，清水在澄清池上部被收集。 第17章 27、【名词解释】滤速（滤池负荷）、强制滤速、均质滤料、等速过滤、变速过滤 答：滤速（滤池负荷）：滤速相当于滤池负荷，滤池负荷以单位时间，单位过滤面积上的过滤水量计，单位为m3/（m2*h）。 强制滤速：水厂中部分滤池因进行检修或翻砂而停运时，在总滤水量不变的情况下其它运行滤格的滤速 均质滤料：所谓“均质滤料”，并非指滤料粒径万全相同，滤料粒径仍存在一定程度的 差别，而是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均 匀一致。 等速过滤：当滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变时，称“等速过滤”。 变速过滤：滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤称“变速过滤”或“减速过滤”。 28、阐述一下过滤的机理。 两阶段理论：由迁移与附着组成。 迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力。 附着：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。 29、【论述题】反粒度过滤原理对改善过滤效果的分析 反粒度过滤就是过滤时，沿着过滤水流的方向，颗粒滤料的粒径由粗到细。这样一来，水中悬浮物在滤床中的穿透深度较大，提高了滤料层的纳污能力，减缓了滤层水头损失的增长速度，延长了滤池的工作周期。 颗粒滤料的上向流滤池接近于反粒度过滤，其过滤效果较好，运行周期长，而且可以使用待过滤水作为滤料层的反冲洗水，提高过滤工艺的产水率。 双层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，双层滤料含污能力较单层滤料高一倍。在相同滤速下，过滤周期增长；在相同过滤周期下，滤速增长。 三层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，中层采用中等密度、中等粒径滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，三层滤料不仅含污能力较高，而且保证了滤后的水质。 均质滤料是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。这种均质滤料层的含污能力显然大于上细下粗的级配滤层。 30、什么叫“负水头”？它对过滤和冲洗有何影响？如何避免滤层中“负水头”产生？ 负水头：当过滤进行到一定时刻时，从滤料表面到某一深度处的滤层的水头损失超过该深度处的水深，该深度处就出现负水头。 危害：负水头会导致水中的溶解气体大量析出并在滤层中形成气泡，致使： 1、增加滤层局部阻力，减少有效过滤面积，增加了水头损失； 7 2、空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，甚至把煤粒等轻质滤料带走。在冲洗时，空气更容易把大量的滤料随水带走。 避免滤池中出现负水头的两个方法： 1、增加砂面上的水深；2、令滤池出口位置等于或高于滤层表面。 31、【论述题】试分析大、小阻力配水系统的工作原理。 大阻力配水系统主要形式为带有干管和穿孔支管的多叉管配水系统（丰字型）。反冲洗水由干管配入各支管、然后经支管上的孔眼向外均匀配出，再穿过砾石承托层进入滤层，对滤层进行反冲洗。要使Qa尽可能接近Qc，可采取以下措施：减小孔口总面积以增大孔口阻力系数S1。增大S1就削弱了承托层、滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影响。优点：其配水均匀性好，单池面积大（可到100m2左右），基建造价低，工作可靠。 小阻力一词的含义是指配水系统中孔口阻力较小。小阻力配水系统的优缺点刚好与大阻力配水系统相反。开孔率一般在1.01.5，反冲洗水头只需1m左右。优点：不需设置反冲洗水塔或水泵，反冲洗水头小，动力费省，易于实现滤池自动化运行。不足：单池面积小（最大约50m2左右），且基建费较高。 32、简述V型滤池的特点 V型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。 其主要特点是： （1）、可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。 （2）、气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。 第18章-第22章 33、什么叫折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？ 当水中含有氨和氮化合物时，其实际需氯量满足后，加氯量增加，余氯量增加，但是后者增长缓慢，一段时间后达到峰点，此后加氯量增加，余氯量反而下降，达到折点后，随着加氯量的增加，余氯量又上升，此折点后自由性余氯出现，继续加氯消毒效果最好，即折点加氯。 水中的氨氮可在适当pH值条件下，利用氯系的氧化剂(如Cl2、NaOCl)使之氧化成氯胺(NH2Cl、NHCl2、NCl3)之后，再氧化分解成N2气体而达脱除之目的。此处理方法一般通称为折点加氯法。 原因：当余氯为化合性氯时，加氯量增加，一氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯反而逐渐减少。当所有消耗氯的物质都反应完全以后，即出现折点。折点后继续加氯，则余氯增加，此时余氯基本为游离性氯，消毒效果最好。 利弊：当原水受污染情况严重时，折点加氯可以降低水的色度、去除臭和味，降低水中有机物含量，提高混凝效果。但是氯化消毒过程中会形成三卤甲烷和卤乙酸等对人体健康具有潜在危害的卤代副产物，需要进行预处理或深度处理。 34、【名词解释】吸附容量 答：单位重量的活性炭可吸附的溶质量，即为吸附容量。 35、简述生物活性炭工艺（BAC法）。 答：是指由臭氧和活性炭吸附结合在一起的水处理方法，是饮用水深度处理的有效方法之一。该工艺能够完成生物硝化作用；可去除mg/L级浓度的溶解有机碳、三卤甲烷前体物和ng/L到ug/L级的有机物；增8 加水中溶解氧；延长活性炭再生周期。 36、简述水软化的方法。 答：目前水的软化处理主要有下面几种方法： （1）基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出，这一方法称为水的药剂软化法或沉淀软化法。 （2）基于离子交换原理，利用某些离子交换剂所具有的阳离子（Na+或H+）与水中钙、镁离子进行交换反应，达到软化目的，称为水的离子交换软化法。 （3）基于电渗析原理，利用离子交换膜的选择透过性，在外加直流电厂作用下，通过离子的迁移，在进行水的局部除盐的同时，达到软化的目的。 37、简述超滤的工作原理与特点。 答：超滤用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤膜的平均孔径介于反渗透膜与微孔膜之间。超滤与反渗透的工作方式属于同一形式，即在进水流动过程中，部分水透过膜，而大部分水沿膜面平行流动的同时，将膜表面上的截留物质带走。而微孔过滤是将全部进水挤压透过，因而膜微孔容易堵塞。超滤虽无脱盐性能，但对于去除水中的细菌、病毒、胶体、大分子等微粒相当有效，而且与反渗透相比，操作压力低，设备简单，因此超滤技术用于纯水终端处理是较为理想的处理方法。 下篇、排水工程 第1章第2章 1、【名词解释】总氮、凯氏氮、BOD、CODCr、CODMn、B/C（可生化性指标）比、自净容量 总氮：污水中含氮化合物有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮，四种含氮化合物的总量。（TN） 凯氏氮：（KN）有机氮和氨氮之和。 BOD：在水温为20C的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，成为生物化学需氧量或生化需氧量。 CODcr：用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量，即称为化学需氧量，用CODcr表示，一般简写为COD。 CODMn：用高锰酸钾作为氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量，但其氧化能力较重铬酸钾弱，测出的耗氧量也较低，故称为耗氧量，用CODMn或OC表示。 B/C（可生化性指标）比:可作为该污水是否适宜于采用生物处理的判别标准，比值越大，越容易被生物处理。 自净容量：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。水体所具备的这种能力称为水体自净能力或自净容量。 2、简述水体自净的机理。 水体自净过程非常复杂，按机理可分为3类：物理净化作用：水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发，使浓度降低，但总量不减；化学净化作用：水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合9 成、吸附凝聚（属物理化学作用）等过程，使存在形态发生变化及浓度降低，但总量不减；生物化学净化作用：水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动，使其存在形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化，浓度降低，总量减少。生物化学净化作用是水体自净的主要原因。 3、简述污水处理按处理程度的几级处理。 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。经过一级处理后的污水，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（即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，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮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，离子交换法和电渗析法等。 第3章 4、【名词解释】絮凝沉淀 也称干涉沉淀，当悬浮物质浓度约为50500mg/L时，在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快。 5、简述沉砂池的功能。 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常见的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池等。 6、简述曝气沉砂池的曝气作用。 曝气装置使池内水流作旋流运动，无机颗粒之间互相碰撞与摩擦机会增加,把表面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻时有机物旋至水流的中心部位随水带走。可使沉砂中的有机物含量低干10 %。 7、初沉池与二沉池有什么区别？P77、P180（作用、功能、处理对象、位置） 初沉池：进水的第一次沉淀处理，作为预处理构筑物设于生物处理构筑物的前面，可以起到调节池的作用，对水质有一定程度的均质效果，去除的主要对象是悬浮物质并可去除部分BOD，减缓水质变化对后续生化系统的冲击。 二沉池：二沉池位于曝气池（生化池）之后，是进行泥水分离为尾水排放做好保障和污泥回流的场所，还进行污泥浓缩，并由于水量、水质的变化，还可暂时储存污泥。 第4章 8、【名词解释】活性污泥、能含量（F/M）、MLSS、MLVSS、SV、SVI、泥龄、BOD-污泥负荷、BOD-容积负荷、氧总转移系数 活性污泥：活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生10 物群体。在微生物群体新陈代谢功能的作用下，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定的无机物质的活力。 活性污泥的能含量（F/M）：即有机物量（F）与微生物量（M）的比值（F/M）是对活性污泥微生物增值速度产生影响的主要因素，也是BOD去除速度、氧利用速度和活性污泥的凝聚、吸附性能的重要影响因素。 混合液悬浮固体浓度MLSS：又称混合液污泥浓度，它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量，即MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS：本指标所表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度，即MLVSS=Ma+Me+Mi 污泥沉降比SV：又称30min沉降率，混合液在量筒内静置30min后形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率 污泥容积指数SVI：简称污泥指数，是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积 污泥龄：曝气池内活性污泥总量（VX）与每日排放污泥量之比。 BOD-污泥负荷：表示的是曝气池内单位重量（kg）活性污泥，在单位时间（1d）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。 BOD-容积负荷：单位曝气池容积（m3），在单位时间（1d）内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。 氧总转移系数：此值表示在曝气过程中氧的总传递性，当传递过程中阻力大，则Kla值低，反之则Kla值高。 9、画活性污泥法基本流程并说明各单元的功能。 曝气池内活性污泥反应进行的结果，污水中的有机污染物得到降解、去除，污水得以净化，由于微生物的繁衍增值，活性污泥本身也得到增长。 经过活性污泥净化作用后的混合液由曝气池的另一端流出进入二次沉淀池，在这里进行固液分离，活性污泥通过沉淀与污水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中一部分作为接种污泥回流曝气池，多余的一部分则作为剩余污泥排出系统，剩余污泥与在曝气池内增长的污泥，在数量上应保持平衡，使曝气池内的污泥浓度相对地保持在一个较为恒定的范围内。 10、活性污泥主要由哪些物质组成？ 具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）微生物（主要是细菌）内源代谢、自身氧化的残留物（Me）由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质（Mi）由污水挟入的无机物质（Mii）。 11、简述活性污泥微生物生长4阶段。 第一阶段：停滞期(适应期) 本阶段是微生物培养的初期，活性污泥微生物没有增殖，微生物刚进入新的培养环境中，细胞中的酶系统开始对环境进行适应。在实际应用中活性污泥法的启动初期会遇到这一阶段。 11 第二阶段：对数增殖期 本阶段营养物质过剩，F/M值大于2.2。在这种情况下，活性污泥有很高的能量水平，特别表现在其活性很强，吸附有机物能力强，速度快，另外也因能量水平高，导致活性污泥质地松散，絮凝性能不佳。 第三阶段：减速增殖期 在本阶段活性污泥的絮凝体开始形成，活性开始减弱，凝聚、吸附和沉降性能都有所提升。大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在减速增殖期。 第四阶段：内源呼吸期 在本期中，营养物质几乎消耗殆尽，能量水平极低，絮凝体形成速率提高，这时细菌凝聚性能最强，细菌处于“饥饿状态”，吸附有机物能力显著，游离的细菌被栖息在活性污泥菌胶团表面上的原生动物所捕食，使处理水的水质显著澄清。 12、传统活性污泥法处理系统通常存在什么问题？ 曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度也高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高。 耗氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现耗氧速度高于供氧速度的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象，对此，采用渐减供氧方式，可在一定程度上解决这一问题。 对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。 13、试述奥贝尔（Orbal）氧化沟的工作原理与脱氮除磷功能。 奥贝尔氧化沟适用于污水常规二级生物处理，在去除污水中的碳源污染的同时，还能进行生物脱氮与生物除磷。其有三个同心沟道：三个沟道由于进水负荷和供氧量的不同，溶解氧浓度形成明显的梯度分布:外沟溶解氧一般接近于0mg/L，中沟溶解氧平均为1mg/L，内沟溶解氧平均为2mg/L，从而在三个沟道内形成了恒定的缺氧区和好氧区，为生物硝化和反硝化提供了条件，达到生物脱氮的目的。而发生在外沟道的“同时硝化/反硝化”作用更加强了系统的脱氮功能。另外在外沟道内由于可保持溶解氧浓度为0mg/L、硝酸盐很快被反硝化成厌氧状态，也可使微生物释放磷，之后在好氧状态下再对磷进行过量吸收，达到同时脱氮和除磷的效果。 14、序批式（SBR）工艺与传统活性污泥法相比具有什么特征？ 序批式（SBR）工艺与传统活性污泥法系统相比较，本工艺系统组成简单，勿虚设污泥回流设备，不设二次沉淀池，曝气池容积也小于传统式，建设费用与运行费用都较低，此外，序批式活性污泥法系统还具有以下特征： 在大多数情况下（包括工业废水处理），无设置调节池的必要； SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象； 通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应； 应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制； 运行管理得当，处理水水质优于传统式。 15、简述一下双膜理论。 12 在气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜，在其外侧则分别为气相主体和液相主体，两个主体均处于紊流状态。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜进入液相主体。 由于其、液两相的主体均处于紊流状态，其中物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体分子从气体主体传递到液相主体，阻力仅存在于气、液两层层流膜中。 在气膜中存在着氧的分压梯度，在液膜中存在着氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。 氧难溶于水，因此，氧转移决定性的阻力又集中在液膜上，因此，氧分子通过液膜是氧转移过程中的控制步骤，通过液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度。 16、氧转移的影响因素有哪些？ 污水水质：污水中含有各种杂质，它们对氧的转移产生一定的影响，它们将聚集在气液界面上，形成一层分子膜，阻碍氧分子的扩散转移。 水温：水温对氧转移的影响较大，水温上升，水的粘滞性降低，扩散系数提高，液膜厚度随之降低，Kla值增高，反之，则Kla值降低，水温降低有利于氧的转移。 氧分压：氧的饱和度受氧分压或气压影响，气压降低，氧的饱和度也随之降低；反之则提高。 氧的转移还与气泡的大小、液体的紊流程度和气泡与液体的接触时间有关 第5章-第6章 17、【名词解释】生物膜、污水土地处理系统 生物膜：这种处理法的实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、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。 污水土地处理系统：也属于污水自然处理范畴，就是在人工控制的条件下，将污水投配在土地上，通过土壤-植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。 18、与活性污泥法比较生物膜法的主要特征有哪些？ （1）微生物相方面的特征 参与净化反应微生物多样化 生物的食物链长 能够存活世代时间较长的微生物 分段运行与优占种属 （2）处理工艺方面的特征 对水质、水量变动有较强的适应性 污泥沉降性能良好，宜于固液分离 能够处理低浓度的污水 易于维护运行、节能 19、【论述题】试述生物接触氧化工艺的基本原理与特征 （1）在工艺方面的特征 多种型式的填料在池内形成液、固、气三相共存体系，有利于氧的转移，溶解氧充沛，适于微生物存活增殖。生物膜上微生物丰富，有能够生长氧化能力较强的球衣菌属的丝状菌，因而无污泥膨胀之13 虑。生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链。 大量丝状菌在填料表面滋生，有可能形成一个呈立体结构的密集的生物网，能够有效地提高净化效果。 生物膜表面不断地接受曝气吹脱，有利于保持生物膜的活性，抑制厌氧膜的增殖，也宜于提高氧的利用率，能保持较高浓度的活性生物量。生物接触氧化处理技术能够接受较高浓度的有机负荷率，处理效率较高，有利于缩小池容，减少占地面积。 （2）在运行方面的特征 对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义。 操作简单、运行方便、易于维护管理，勿需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇。 污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。 （3）在功能方面的特征 生物接触氧化处理技术能有效地去除有机污染物，运行得当还能够用以脱氮，可以作为三级处理技术。 20、简述稳定塘净化污水的基本原理 污水在塘中的净化过程与自然水体的自净过程相似。污水在塘内缓慢的流动、较长时间的贮留，通过在污水中存活微生物的代谢活动和包括水生植物在内的多种生物的综合作用，使有机污染物降解，污水得到净化。其净化全过程，包括好氧、兼性和厌氧3种状态。 21、简述稳定塘内的菌藻共生关系 植物性浮游生物藻类的光合成反应，就是在阳光能量的作用下的细胞增殖与放氧反应，即在其本身增殖的同时，放出氧气。 细菌代谢活动所需的O2由藻类通过光合作用提供，而其代谢产物CO2又提供给藻类用于光合反应。在稳定塘内细菌和藻类之间就是保持着这样的互相依存又互相制约的关系。 22、稳定塘对污水的净化作用有哪些方面？ （1）稀释作用 （2）沉淀和絮凝作用 （3）好氧微生物的代谢作用 （4）厌氧微生物的代谢作用 （5）浮游生物的作用 （6）水生维管束植物的作用 23、简述土地处理系统对污水的净化作用机理 （1）物理过滤（2）物理吸附与物理化学吸附（3）化学反应与化学沉淀（4）微生物代谢作用下的有机物分解 第7章-第8章 24、生物脱氮的基本原理有哪些？ 答：生物脱氮是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下的反硝化反应将硝酸盐还原成气态氮从水中去除。生物脱氮通过氨化、硝化、反硝化三个步骤完成。氨化反应：氨化作14 用是指将有机氮化合物转化为NH3-