部分课后题答案要点

名词解释：1. BOD即生物化学需氧量或生化需氧量，在水温为20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，称为生物化学需氧量或生化需氧量。生物化学需氧量代表了第一类有机物，即可生物降解有机物的数量。通常较化学需氧量少，通常20天左右才能完成生化过程，一般以BOD5表示。2. 双膜理论在气液两相间的氧转移过程中，以下述假设为前提：(1)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与液膜而进人液相主体。(2)由于气、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。(3)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。(4)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，氧分于通过液膜是氧转移过程的控制步骤，通过液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度。具体计算公式如下： 即为双膜理论3. 微孔曝气4. 化学沉淀法5. 兼性塘6. 污泥膨胀正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99左右。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(但较清澈)，颜色也有异变，这就是“污泥膨胀”。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀；此外，超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排泥不通畅则易引起结合水性污泥膨胀。7. 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的处理方法，它兼具有这两种方法的优点。一是活性污泥法的优点：二是生物滤池的优点缺点是8. 污泥焚烧 污泥焚烧可分为两种:完全焚烧和湿式燃烧(即不完全焚烧)，完全焚烧是指污泥所含水分被完全蒸发、有机物质被完全焚烧，焚烧的最终产物是二氧化碳、水、氮气等气体和焚烧灰，称之为完全焚烧。湿式燃烧，或称湿式氧化，是指经浓缩后的污泥(含水率约96%)，在液态下加温加压、并压入压缩空气，使有机物被氧化去除，从而改变污泥结构与成分，脱水性能大大提高，湿式燃烧约有80%-90%的有机物被氧化，故又称为不完全焚烧。无论何种焚烧方式，在下列情况方可考虑采用污泥焚烧:当污泥不符合卫生要求，有毒物质含量高，不能作为农副业利用;卫生要求高，用地紧张的大、中城市;污泥自身的燃烧热值高，可以自燃并利用燃烧热量发电;与城市垃圾混合焚烧并利用燃烧热量发电。9. 生物膜在生物滤池中滤料表面所形成的膜状污泥，结构如下图所示：污水与滤料或某种载体流动接触，在经过一段时间后，后者的表面将会为一种膜状污泥即生物膜，随着生物膜逐渐成熟，其标志是:生物膜沿水流方向的分布，在其上由细菌及各种微生物组成的生态系以及其对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定的状态。从开始形成到成熟，生物膜要经历潜伏和生长两个阶段，一般的城市污水，在20左右的条件下大致需要30d左右。生物膜是高度亲水的物质，在污水不断在其表面更新的条件下，在其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面和一定深度的内部生长繁殖着大量的各种类型的微生物和微型动物，并形成有机污染物一细菌一原生动物(后生动物)的食物链。生物膜在其形成与成熟后，由于微生物不断增殖，生物膜的厚度不断增加，在增厚到一定程度后，在氧不能透人的里侧深部即将转变为厌氧状态，形成厌氧性膜。这样，生物膜便由好氧和厌氧两层组成。好氧层的厚度一般为2mm左右，有机物的降解主要是在好氧层内进行。10. 氧化沟 本质上讲，氧化沟是一个具有封闭沟渠的活性污泥曝气池，又称循环曝气池，是于50年代由荷兰的巴斯维尔Pasver)所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变法。氧化沟的平面图及流程见下图。与传统活性污泥法曝气池相较，氧化沟具有下列各项特征:(1)在构造方面的特征1氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。沟深取决于曝气装置，自2m至6m。2)单池的进水装置比较简单，只要伸入一根进水管即可，如双池以上平行工作时，则应设配水井，采用交替工作系统时，配水井内还要设自动控制装置，以变换水流方向。出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式的，以调节池内水深。采用交替工作系统时，溢流堰应能自动启闭，并与进水装置相呼应以控制沟内水流方向。(2)在水流混合方面的特征：在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。(3)在工艺方面的特征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)可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置3) BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统，对此，具有下列各项效益; A.对水温、水质、水量的变动有较强的适应性; B.污泥龄(生物固体平均停留时间)，一般可达15-30d，为传统活性污泥系统的3-6倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可能产生硝化反应。如运行得当，氧化沟能够具有反硝化脱氮的效应。 C.污泥产率低，且多已达到稳定的程度，勿需再进行消化处理。11. 剩余污泥活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质。在活件污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。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，即为“活性污泥”。一代微生物进行过一个生命周期后，自身死亡并混入活性污泥中，繁衍的新一代微生物继续处理利用可降解有机物，随着微生物群的增加，活性污泥数量增加且死亡微生物比例增大，为保持活性污泥的活性，需要排放部分活性污泥，这些活性污泥即为剩余污泥。排放剩余污泥是装置正常运行的保证，剩余污泥数量和污水中的有机物含量、微生物的世代周期等因素有关。12. 吸附架桥作用吸附架桥主要是指投加的水溶性链状高分子聚合物絮凝剂，在静电力、范德华力和氢键力等的作用下，将胶体和悬浮颗粒吸附、架桥形成一串串絮体（矾花）相互融合聚结为大絮体而沉降的过程。13. 污泥龄又称“生物固体平均停留时间”，是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，或工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值。活性污泥处理系统保持正常、稳定运行的重要条件，是必须在曝气池内保持相对稳定的悬浮固体(MLSS)量。但活性污泥反应的结果使曝气池内的活性污泥在量上有所增长，这样，每天必须从系统中排出相当于增长量的活性污泥量。此外，曝气池内微生物新细胞生成的同时，有一部分微生物老化、活件衰退，为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥，每天都应有一定数量的作为剩余污泥的污泥排出系统。每日排出系统外的活性污泥量，包括作为剩余污泥排出的和随处理水流出的，其表示式为： xQwXr+(QQw)Xe式中x曝气池内每日增长的活性污泥量，即应排出系统外的活性污泥量 Qw作为剩余污泥排放的污泥量； Xr剩余污泥浓度； Q污水流量； Xe排放处理水中的悬浮固体浓度。 曝气池内活性污泥总量(VX)与每日排放污泥量之比，称之为污泥龄，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间，又称为“生物固体平均停留时间”，即： cVX/ x 式中 c污泥龄(生物固体平均停留时间)，d14. 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。在活件污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。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，称之为“活性污泥”。正常的处理城市污水的活性污泥在外观上呈黄褐色的絮绒颗粒状，又称之为“生物絮凝体”，其颗粒尺寸取决于微生物的组成、数量、污染物质的特征以及某些外部环境因素。15. 氧垂曲线氧垂曲线通常用来指示水体中氧含量情况，是指有机物排人水体后，经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另方面，空气中的氧通过水体水面不断地溶人水中，使溶解氧逐步得到恢复。所以耗氧与复氧是同时存在的，污水排人后，DO曲线呈悬素状下垂故称为氧垂曲线； BOD5曲线呈逐步下降状，直至恢复到污水排人前的基值浓度。16. 格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水并的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被截留物质称为栅渣，栅渣含水率约为70-80，容重约为750kg/m3。19. COD即化学需氧量，测定原理是用强氧化剂(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，可简写为COD。此外，也可用高锰酸钾作为氧化剂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。化学需氧量的优点是较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅需数小时，且不受水质的限制，缺点是不能像BOD一样反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。17. SBR全称Sequencing Batch Reactor，即序批式活性污泥工艺，间歇式活性污泥系统作为活性污泥法的一种变法，是一种新的运行方式。连续式推流式曝气池，是空间上的推流，而间歇式活性污泥曝气池，在流态上虽属完全混合式，但在有机物降解方面，则是时间上的推流。在连续式推流曝气池内，有机污染物是沿着空间降解的，而间歇式活性污泥处理系统，有机污染物则是沿着时间的推移而降解的。其基本运行模式由进水、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，在每个周期里，上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。序批式活性污泥法系统还具有如下各项特征。 (1)在大多数情况下(包括工业废水处理)，无设置调节池的必要。 (2) SVI值较低，污泥易于沉淀，一般不产生污泥膨胀现象。 (3)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。 (4)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，可使本工艺过程实现全部自动化。 (5)运行管理得当，处理水水质优于连续式。问答：1. 什么条件下宜采用活性污泥法，什么条件下宜采用生物膜法？ 1)对水质、水量变动有较强的适应性 生物膜处理法的各种工艺，对流人污水水质、水量的变化都具有较强的适应性，即或有一段时间中断进水，对生物膜的净化功能也不会造成致命的影响，通水后能够较快地得到恢复，对于水量变化的适应性方面，则是活性污泥法更有优势。 2)污泥沉降性能 由生物膜上脱落下来的生物污泥，所含动物成分较多，比重较大，面且污泥颗粒个体较大，沉降性能良好，宜于固液分离。但是，如果生物膜内部形成的厌氧层过厚，在其脱落后，将有大量的非活性的细小悬浮物分散于水中，使处理水的澄清度降低。 3)处理低浓度的污水方面 活性污泥法处理系统，不适宜处理低浓度的污水，如原污水的BOD值长期低于50-60，将影响活性污泥絮凝体的形成和增长，净化功能降低，处理水水质低下。但是，生物膜处理法对低浓度污水，也能够取得较好的处理效果，运行正常可使BOD为20-30mg/L的污水，将BOD5值降至5-10。 4)能耗方面 与活性污泥处理系统相较，生物膜处理法中的各种工艺都是比较易于维护管理的，而且像生物滤池、生物转盘等工艺，还都是节省能源的，动力费用较低。去除单位重量BOD的耗电量较少。2. 什么是活性污泥的驯化？驯化的方法都有哪些？多数情况下，需要进行活性污泥的培养，如工业废水，除培养活性污泥外，还需要使活性污泥适应所处理废水的特点，这就是驯化。活性污泥的培养和驯化可归纳为异步培驯法，同步培驯法和接种培驯法数种。异步法即先培养后驯化;同步法则培养和驯化同时进行或交替进行;接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当培驯。对城市污水一般都采用同步培驯法。3. 简述板框压滤机的工作原理，画草图说明。污泥的压滤脱水经常采用板框压滤机。它的构造较简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。但不能连续运行。板框压滤机的基本构造见下图。板与框相间排列而成，在滤板的两侧覆有滤布，用压紧装置把板与框压紧，即在板与框之间构成压滤室，在板与框的上端中间相同部位开有小孔，压紧后成为一条通道，加压到2-4atm左右的污泥，由该通道进人压滤室，滤板的表面刻有沟槽，下端钻有供滤液排出的孔道，滤液在压力下，通过滤布、沿沟槽与孔道排出滤机，使污泥脱水。示意图如下：4. 工业废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方法有哪几种？废水可生化性问题的实质是判断某种废水能否采用生化处理的可能性。.常用的评价方法有以下两种：（1）参数法。常用BOD5/COD或BOD5/TOD 的值来表示。一般认为当BOD5/COD04时，此种废水的可生化性较好；当BOD5/COD02时，此种废水的可生化性较差。（2）耗氧系数法.略 .5. 水污染控制技术可分为几大类型？简要介绍重要的控制技术。污水处理技术，按原理可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法3类。 物理处理法:利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。方法有:筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法等。 化学处理法:利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质(包括悬浮的、溶解的、胶体的等)。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。 生物化学处理法:是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法(好氧氧化法)和利用厌氧微生物作用的厌氧法(厌氧还原法)。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种;后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城市污水与低浓度有机污水。6. 试述斜板沉淀池工作原理。1）教材91-92浅池理论2）根据浅池理论，如果在处理水量不变，沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，过流率或单位面积上负荷量就会减少，因而由更多的悬浮物可以沉降下来。通过在普通的沉淀池中加设斜板斜管，以增大沉淀池的沉降面积，缩短颗粒沉降深度，改善水流状态；同时因斜板斜管沉淀池具有大的湿周，较小的水力半径，使雷诺数Re大为降低，固体和液体在层流条件下分离，沉淀效率可大大提高；而且由于颗粒沉降距离缩小，沉淀时间亦大大缩短，因而大大缩小沉淀体积。7. 稳定塘有哪此类型？它们的处理机理和运行条件有何区别？稳定塘在我国曾长期习称氧化塘，又名生物塘，是经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。稳定塘有多种分类方式，根据塘水中微生物优势群体类型和塘水的溶解氧工况来划分: 1)好氧稳定塘，简称好氧塘，深度较浅，一般不超过0.5m,阳光能够透人塘底，主要由藻类供氧，全部塘水都呈好氧状态，由好氧微生物起有机污染物的降解与污水的净化作用。 2)兼性稳定塘，简称兼性塘，塘水较深，一般在1.0m以上，从塘面到一定深度0.5m左右)，阳光能够透人，藻类光合作用旺盛，溶解氧比较充足，呈好氧状态，塘底为沉淀污泥，处于厌氧状态，进行厌氧发酵，介于好氧与厌氧之间为兼性区，存活大量的兼性微生物。兼性塘的污水净化是由好氧、兼性、厌氧微生物协同完成的。 兼性稳定塘是城市污水处理最常用的一种稳定塘。 (3)厌氧稳定塘，简称厌氧塘。塘水深度一般在2.0m以上，有机负荷率高，整个塘水基本上都呈厌氧状态，在其中进行水解、产酸以及甲烷发酵等厌氧反应全过程。净化速度低，污水停留时间长。 厌氧稳定塘一般用作为高浓度有机废水的首级处理工艺，继之还设兼性塘、好氧塘甚至深度处理塘。 (4)曝气稳定塘，简称曝气塘，塘深在2.0m以上，由表面曝气器供氧，并对塘水进行搅动，在曝气条件下，藻类的生长与光合作用受到抑制。 曝气塘又可分为好氧曝气塘及兼性曝气塘两种。好氧曝气塘与活性污泥处理法中的延时曝气法相近。 除上述类型的稳定塘以外，还存在一种专门用以处理二级处理后出水的深度处理塘，这种塘的功能是进一步降低二级处理水中残余的有机污染物(BOD值、COD值)、SS、细菌以及氮、磷等植物性营养物质等。在污水处理广和接纳水体之间起到缓冲作用:深度处理塘一般采用大气复氧或藻类光合作用的供氧方式。 根据处理水的出水方式，稳定塘又可分为连续出水塘、控制出水塘与贮存塘3种类型。8. 造成丝状菌性污泥膨胀的原因有那些？并进行简要解释。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀；一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮、磷、铁等养料，溶解氧不足，水温高或pH值较低等都容易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨胀。产生膨胀的直接原因是丝状菌的形状引起的污泥密度降低，沉降难，分离难。此外，超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小、排泥不通畅等，也会引起污泥膨胀。9. 沉淀可以分为哪几个类型？活性污泥在二沉池中的沉淀属于哪个类型？沉砂池中的沉淀属于哪个类型？沉淀可分为自由沉淀(定义或原理.)、絮凝沉淀(定义或原理.)、区域沉淀或成层沉淀(定义或原理.)、压缩沉淀(定义或原理.)。活性污泥在二沉池中的沉淀属于絮凝沉淀和区域沉淀沉砂池中的沉淀属于自由沉淀10. 污泥浓缩有哪些方法，并加以比较？浓缩污泥可以用重力浓缩法，也可以用气浮浓缩法和离心浓缩法、重力浓缩法主要构筑物为重力浓缩池，设备构造简单，管理方便，运行费用低；气浮浓缩主要设施为气浮池和压缩空气系统，设备较多，操作较复杂，运行费用较高，但气浮污泥含水率一般低于重力浓缩污泥。离心浓缩则可将污泥含水率降到8085，大大缩小了污泥体积，但相比之下电耗较大。11. 请写出生物脱氮的基本原理，并画出示意图。生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括氨化、硝化和反硝化等过程。氨化：新鲜污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮，氨化反应为：硝化反应：是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。反硝化反应：是指在无氧的条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。总反应示意图为：12. 试简述生物膜法净化废水的基本原理。（1）形成生物膜：污水与滤料流动接触，经过一段时间后，滤料表面会形成一种膜状污泥即生物膜，生物膜中微生物与活性污泥大致相同，是生物处理的主体。（2）生物膜去除有机物的过程：滤料表面的生物膜分为好氧层和厌氧层，在好氧层表面是一层附着水层，这是由于生物膜的吸附作用形成的。因为附着水直接与微生物接触，其中有机物大多已被微生物所氧化，因此有机物浓度很低。在附着水外部是流动水层，即进入生物滤池的待处理废水，有机物浓度较高。有机物从流动水中通过扩散作用转移到附着水中，同时氧也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层中。生物膜中的有机物进行好氧分解，代谢产物入CO2、H2O等无机物沿相反方向排至流动水层及空气中。内部厌氧层的厌氧菌利用死亡的厌氧菌和部分有机物进行厌氧代谢，代谢产物如NH3、H2S、CH4等从水层逸出进入空气中。在生物滤池中，好氧代谢起主导作用，是有机物去除的主要过程。13. 简单论述氧转移的基本原理和影响氧转移的主要因素？1）原理:符合菲克定律(v=-D*dc/dx)，可用双膜理论(v=dc/dx /A)进行计算.P1432）影响氧转移的主要因素: 气相中氧分压梯度、液相中氧浓度梯度、气液间接触面积和接触时间、水温、污水的性质、水流的紊流程度等。 . P146-14814. 在消毒中为什么广泛采用氯作为消毒剂？近年来发现了什么问题？氯的价格低廉，消毒效果良好和使用较方便。近年来发现