2013排水工程课后习题汇总.docx

排水工程第四章1、 填空题1、活性污泥法有多种处理系统，如传统活性污泥法、阶段曝气法、再生曝气法、吸附-再生法、延时曝气法。2、活性污泥法对营养物质的需求如下，BOD5：N：P=100:5:1。3、活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段（期）适应期、对数增殖期、减速增殖期、衰亡期。4、活性污泥系统中，原生动物和后生动物的出现，其数量和种类在一定程度上还能预示和指示出水水质，因此也常称其为“指示性微生物”。5、活性污泥法处理系统运行中的异常情况：污泥膨胀、污泥腐化、污泥上浮。6、活性污泥由四部分物质组成：1，Ma、2，Me、3，Mi、4，Mii。2、 名词解释1、污泥沉降比 混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。又称30min沉降率2、 MLVSS 混合液中活性污泥有机性固体物质部分的浓度。3、 氧转移效率 (EA) 通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）。又称氧的利用率。4、 BOD 污泥负荷率（标明公式，单位） 曝气池内单位重量（kg）的活性污泥，在单位时间（d）内接受的有机物量（kgBOD）。 一般用kgBOD/（kgMLSSd）表示。5、 污泥容积指数（标明单位及计算公式） 从曝气池出口取出的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。简称污泥指数。6、 MLSS 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质量。又称混合液污泥浓度。7、 活性污泥的比耗氧速率（标明单位） 单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量。单位为mgO2/（gMLVSSh）或mgO2/（gMLSSh）。8、 泥龄（标明单位） 在曝气池内，微生物从其生成到排出的平均停留时间，也就是曝气池内的微生物全部更新一次所需要的时间。又称固体平均停留时间（SRT）、生物固体平均停留时间（BSRT）、细胞平均停留时间（MCRT）。9、 污泥回流比 从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污水流量Q之比。常用%表示。10、 BOD容积负荷率 （标明单位） 单位曝气池容积（m3），在单位时间（d）内接受的有机物量。11、 污泥解体 由于运行不当或是污水中存在有毒物质，导致处理水质浑浊，污泥絮凝体微细化，处理效果变坏等现象。12、 污泥膨胀 当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少，颜色有异变的现象。13、 污泥上浮 由于泥龄过长，硝化进程较高，子啊沉淀池底部产生反硝化，硝酸盐的氧被利用，氮呈气体脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。14、 氧垂曲线 在河流的自净过程中，水中溶解氧随着河流沿程（或时间）的变化。三、问答题1、什么是活性污泥法？活性污泥法正常运行必须具备哪些条件？（钱佳明）答：活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。向生活污水中注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水。这样，在持续一段时间后，在污水中即形成一种黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化，澄清。这种絮凝体就是活性污泥，这种技术就是活性污泥法。 活性污泥法正常运行要有适宜的营养元素比，溶解氧，pH，水温及无有毒物质等。2、试指出污泥沉降比、污泥浓度、污泥容积指数在活性污泥法运行中的重要意义。（顾大众） 答：污泥沉降比能够反应曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。有一定的实用价值，是活性污泥处理系统重要的运行参数，也是评定活性污泥数量和质量的重要指标。 污泥浓度可表示混合液内活性污泥的相对值。 污泥容积指数(SVI)能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能。SVI过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性能不好，并且已有产生污泥膨胀现象的可能。SVI可帮助确定污泥回流量、污泥回流比。3、试讨论影响活性污泥法运行的主要环境因素。 （邱培莹）答：营养物质平衡： C:N:P=100：5:1 溶解氧含量：2-4mg/L PH值：6.5-8.5 水温：15-35 有毒物质含量不超标4、衡量曝气设备效能的指标有哪些？什么叫充氧能力？什么叫氧转移效率？（张瑞）答：衡量曝气设备效能的主要指标有：动力效率（EP）、氧转移效率（EA）、充氧能力（EL）充氧能力：通过机械曝气装置的转动，在单位时间内转移到混合液中的氧量，以kgO2/h计。 氧转移效率：通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比，又称氧的利用率。5、列出8种活性污泥工艺及其主要优点和缺点，每种系统应在什么时候使用？答：P123P1286、为什么多点进水活性污泥法的处理能力比普通污泥法高？答：P124 （阶段曝气活性污泥法的效果，三条）7、说明吸附再生法的工艺特点和适用条件？答：P125-126 （吸附再生活性污泥法系统）8、什么是污泥膨胀？什么情况下易发生污泥膨胀？P197 （污泥膨胀）9.如果从活性污泥曝气池中取混合液500mL盛于500mL量筒内,半小时后的沉淀量为150mL,试计算污泥沉降比.若曝气池污泥浓度为3000mg/L,求污泥指数.依计算结果,你认为曝气池运行是否正常?解: 污泥沉降比为： 污泥指数为： SVI在70100范围内，污泥沉降性能较好，曝气池运行正常。10.某厂拟采用吸附再生活性污泥法处理含酚废水,废水设计流量为150m/h,曝气池进水的挥发酚浓度为200mg/L,20五天生化需氧量为300mg/L,试根据下列设计参数,计算曝气池基本尺寸于空气用量:曝气池容积负荷（以有机物去除量为基础）:(1)挥发酚1.2kg/(md);(2)20五天生化需氧量1.7kg/(md).曝气池吸附部分与再生部分容积比为2:3,曝气池吸附部分污泥浓度为3g/L,空气用量为40m/m废水,挥发酚去除率为90%,生化需氧去除率为90%.解:一天污水量 VD=150m3h24h=3600m3=3.6106L 总挥发酚 MF=VD200mgL=3.6106L200mgL=7.2108mg 总BOD5 MBOD=3.6106L300mgL=1.08109mg 去除的酚 MF=MF90%=648kg 去除的BOD5 MBOD=MBOD90%=972kg 依据酚的容积 VF=6481.2=540m3 依据BOD的容积 VBOD=9721.7=571.76m3 取V1=575m,作为曝气池容积.吸附池V2=230m,再生池V3=345m. 空气用量 Vg=150m3h40m3m3=6000m3h 吸附池尺寸4610，再生池4615 (高宽长)11、请给出莫诺方程（Monod），并图示莫诺方程与其关系曲线，并说明底物浓度过低时的反应特征。 微生物的比增值速率； max微生物的最大比增值速率KS饱和常数，也称半速常数；S反应器内的基质常数，mg/L底物浓度过低时的反应特征为：在低底物浓度时，S KS,分母中，与 S 相比，KS可以忽略不计；此时，微生物的比增值速率 （或底物的比降解速率 v）与底物浓度无关，呈零级反应；与活性污泥浓度（生物量）有关，呈一级反应。随着底物浓度逐步增加，微生物增长速度和底物浓度呈 v=vmaxS/Ks+S，即不成正比关系，此时 0n1 呈混合反应区的生化反应。12、SBR 工艺在去除有机物时的 5 个运行操作步骤，SBR 工艺的主要特点。答：SBR 工艺运行步骤：进水、反应、沉淀、排水、闲置。 SBR 工艺特点：一般不设调节池；SVI 值较低，不产生污泥膨胀；可以进行脱氮除磷；省略二沉池、不用污泥回流。 经典 SBR 反应器的优点：1、工艺流程简单，基建与运行费用低；2、自动化程度高，管理方便；3、生化推动力高，反应效率高，出水水质好；4、沉淀效果好；5、可以防止污泥膨胀；6、可以除磷脱氮等等；7、耐冲击负荷。13、氧化沟与传统活性污泥相比具有哪些 ? 答：（1）构造方面 1）氧化沟一般呈环形沟渠装，总长可达几十米甚至几百米，可以形成很好的缺氧、好氧交替，脱氮除磷效果好。 2）池体构造简单，一体化程度高 （2）水流混合方面 流态呈局部混合，整体推流状态，既有利于活性污泥的生物凝聚作用，又可以形成良好的富氧、缺氧分区，取得脱氮效果。 （3）工艺方面 1）可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度 2）可考虑不单设二沉池，使氧化沟与二沉池合建，可省去污泥回流装置 3）BOD负荷低，对水温、水质、水量变动有较强的适应性；污泥龄长，可以存活硝酸菌，具有脱氮效果；污泥产率低，且多已达到稳定程度，无需再进行消化处理。14、论述活性污泥法中丝状菌污泥膨胀的概念、特点、危害和评价指标。 答：概念：丝状菌污染膨胀是指丝状菌大量繁殖引起的污泥膨胀现象 特点：污泥SVI增高，污泥不易沉降，污泥结构松散和体积膨胀，并且含水率上升 危害：出水水质不达标；污泥流失 评价指标：水质、DO、SV、SVI等。15、某城镇污水量Q=30000 m3/d，原污水经初次沉淀池处理后BOD5值Sa200mg/L，要求处理水BOD5为Se20 mg/L，去除率90，求定鼓风曝气时的供气量。 有关参数为：混合液活性污泥( 挥发性 ) Xv2000mg/L；曝气池出口处溶解氧浓度C=2mg/L；计算水温25，有关设计的各项系数：a0.5；b0.1；0.8；0.9；1；EA18。Cs(20)=9.17mg/L;Cs(25)=8.4mg/L。经计算曝气池有效容积V=10000 m3，空气扩散装置安设在水下4米(H=4m)。答：R=O2=aQSr+bVXV =0.530000(200-20)/1000+0.1100002000/1000=4700 Kg/dCsb=Cs(Pb/(2.026105)+Ot/42)Pb=P+9.81000H=1.013105+980004=1.41105PaOt=21(1-EA)/79+21(1-EA)100%=17.9%Cs(20)=9.17mg/LCs(25)=8.4mg/LCsb(25)=9.43mg/LR0(25)=RCs(20)/(Csb(25）-C =47009.17/0.8/(0.919.43-2)/1.0245=308.4KgO2/hGs=R0/(0.3EA)=5711m3/h第五章1、 名词解释1、 生物膜法它是一种活性污泥呈膜状生物污泥的污水好氧生物处理技术，其实质是使细菌和细菌类一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥生物膜。2、 生物转盘 是生物膜法的一种，特点是其载体是转盘，微生物在转盘上生长繁殖形成生物膜，并通过外力的驱动使转盘转动，实现好氧厌氧更换以及促进膜的脱落更新。3、生物转盘容积面积比（G）又称液量面积比，它是接触氧化槽的实际容积V（m3）与转盘盘片全部表面A（m2）之比值。2、 问答题1、普通生物滤池、高负荷生物滤池、两级生物滤池各适用于什么具体情况？答：普通生物滤池处理每日污水量不高于1000m3的小城镇污水或有机性工业废水； 高负荷生物滤池处理BOD5值低于200mg/L的进水； 两级生物滤池当原污水浓度较高或对处理水水质要求高的情况。2、在考虑生物滤池的设计中，什么情况下必须采用回流？采用回流后水力负荷、有机负荷、有机物去除率应如何计算？答：（1）高负荷生物滤池的进水BOD5值高于200mg/L时必须采用回流； （2）采用回流后 水力负荷q=Q/A=(1+R)Q/A; 有机负荷=Sa/V= 有机物去除率=3、已知：污水量Q为2000m3/d（以生活污水为主）；进水BOD5为150mg/L；出水BOD520mg/L；污水冬季平均温度16。试进行生物转盘设计计算。解：对处理要求达到的BOD5去除率 =（150-20）/150*100%=87%确定BOD面积负荷率 查图得NA=14gBOD5/(m2d）确定水力负荷率 查图得Ng=140L/(m2d)=0.14m3/(m2d)转盘计算（1）盘片总面积 按BOD面积负荷率计算 A=2000*150/14=21429m2 按水力负荷率计算 A=2000/0.14=14286m2 取21429m2计算（2）盘片总片数。采用直径为3.5m的盘片 M=（21429*0.636）/3.52=1112.5=1113（3）按7台转盘考虑，每台盘片数为159，即m取160片 每台转盘按单轴4级考虑，首级转盘50片，二级40片，三四级各35片（4） 接触氧化槽的有效长度。盘片间距d取25mm，采用硬聚氯乙烯盘片 L=160*（25+4）*1.2=5.6m（5） 接触氧化槽的有效容积，采用半圆形接触氧化槽。r取200mm，r/D为0.08， 系数取0.294与0.355的中间值，即0.314，取值200mm V=0.314*(2.5+2*0.2)2*(5.6-150*0.004)=13.20m（6） 确定转盘的最低旋转速度 nmin=6.37/2.5*（0.9-1/80）=2.26r/min 合乎要求（7） 污水在接触氧化槽内停留时间 T=13.2*7/2000*24=1.1h4、为什么高负荷生物滤池应该采用连续布水的旋转布水器？答：（1）水量大 （2）多为圆形结构 （3）可以及时冲走过厚和老化的生物膜，促进生物更新，防止滤池堵塞5、试指出生物接触氧化法的特点。在国内使用情况怎样？答：（1）在工艺方面特征： 1）使用多种形式填料，适于微生物存活增值，在生物膜上能形成稳定的生态系统与生物链。 2）填料表面全被生物膜所布满，能够有效提高净化效果。 3）生物膜表面不断地接受曝气吹脱。 （2）在运营方面： 1）对冲击负荷有较强适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果。 2）操作简单，运行方便，易于维护管理，不需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇 3）污泥生成量少，污泥颗粒较大，已与沉淀。 （3）在功能方面：生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，在有效去除有机物的情况下还可以脱氮。 我国使用情况：我国从70年代引进生物接触氧化处理技术，除生活污水和城市污水外，还应用于石油化工、农药、印染、纺织、轻工造纸、食品加工和发酵酿造等工业废水处理。6、某工厂排出含酚废水，水量为200m3/h，含酚浓度为200mg/L。曾进行生物滤池小型试验，试验滤池 的直径为15cm,滤料层厚度为2.0m，滤料采用40-60mm粒径的炉渣。当采用水力负荷为12m3/ m2d，并控制进水浓度为150mg/L，酚的去除率为90%时，试设计生物滤池。解法一:水力负荷为12m3/ m2d，即高负荷生物滤池，又，进水浓度比原含酚废水含酚浓度低，可见原污水用处理水回流稀释。滤料的粒径以5cm计，每m3滤料上的活性生物膜量平均值为：（3.2+0.8）/2=2kg/m3O2=1.46*(1.2*0.9)+0.18*2=1.94 kg/(m3滤料*d)(1) Se=200*(1-90%)=20mg/L滤料层厚度为2.0m取2.5，Sa=2.5Se=2.5*20=50mg/L回流稀释倍数（n）:n=5？按水力负荷计算：滤池面积：A=2400滤池体积：V=D*A=2.0*2400=4800 m3采用8座滤池。每座滤池表面面积：每座滤池直径：=20m即采用直径为20m，高为2.0m的高负荷生物滤池8座。解法二：原浓度为200mg/L，实际进水浓度为150mg/L，故要有出水回流。进水浓度为150mg/L，去除率为90%，故出水浓度为15mg/L。根据回流中的物料守恒可知： ，代入数据得： 得：，取：，回流比根据水力负荷计算生物滤池表面积：滤池若为圆形，则直径：滤料层厚度为2.0m，滤料采用40-60mm粒径的滤渣。（2）旋转布水器的计算和设计：旋转布水器直径q=200 m3/h=0.056 m3/s 取管中流速v=0.8m/s布水横管管径=75mm出水孔口数m=235个出水孔口直径d一般介于1015mm之间，不得小于10mm，取12mm每个出流孔口距滤池中心距离r按下式计算：r=RR布水器半径，mm;i从池中心算起，每个出流孔口在布水横管上的排列顺序布水横管取4根。旋转布水器旋转周数：=0.05周/min沿程阻力=5.36m出水孔口局部阻力=0.78m布水横管的流速恢复水头=501.76m布水器工作水头H=507.9m实际采用的水头应比上述计算值增加50%100%即H=（1+100%）H=2*507.9=1015.8m7、生物膜法污水处理系统，在微生物相方面和处理工艺方面有哪些特征？答：(1)微生物相方面的特征 参与净化反应的微生物多样化 食物链长 能够存活世代周期较长的微生物 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； 沉降性能良好，易于固液分离； 能够处理低浓度污水； 易于维护运行，运行费用少。8、生物接触氧化法在工艺、功能及运行方面的主要特征有哪些？答：