污水处理工、水污染控制工程综合试题及答案

污水处理工、水污染控制工程综合试题及答案一、选择题1.下列污染物中，（）不属于第一类污染物。A.总铬B.总铜C.总汞D.总镉答案：B。第一类污染物是指能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响者，包括总汞、烷基汞、总镉、总铬等，总铜不属于第一类污染物。2.城市污水处理厂，沉淀池采用较多的形式是（）。A.平流式沉淀池B.竖流式沉淀池C.辐流式沉淀池D.斜板（管）沉淀池答案：C。辐流式沉淀池适用于大型污水处理厂，在城市污水处理厂中应用较多。平流式沉淀池常用于小型污水处理厂和工业废水处理；竖流式沉淀池适用于小型污水处理厂；斜板（管）沉淀池一般作为二次沉淀池。3.活性污泥法中，曝气池混合液中污泥的浓度常用（）来表示。A.MLSSB.MLVSSC.SVID.RSS答案：A。MLSS（混合液悬浮固体浓度）是指曝气池混合液中悬浮固体的浓度，用来表示活性污泥的浓度；MLVSS（混合液挥发性悬浮固体浓度）是指MLSS中的有机物含量；SVI（污泥体积指数）是衡量活性污泥沉降性能的指标；RSS一般不是活性污泥法中常用的表示污泥浓度的指标。4.在生物膜法中，微生物固着生长在滤料或某些载体上，形成（）的生物膜。A.厌氧B.好氧C.厌氧好氧厌氧D.好氧厌氧好氧答案：C。在生物膜法中，生物膜分为三层，从外到内依次为好氧层、兼性层和厌氧层，即呈现厌氧好氧厌氧的结构。5.污水的化学处理方法不包括（）。A.中和法B.化学沉淀法C.气浮法D.氧化还原法答案：C。气浮法是一种物理处理方法，通过向水中通入空气，使水中细小悬浮颗粒附着在气泡上，随气泡上浮到水面而去除。中和法、化学沉淀法、氧化还原法都属于污水的化学处理方法。二、填空题1.按污水来源分类，污水可分为生活污水、工业废水和降水。生活污水是人们日常生活中产生的污水；工业废水是工业生产过程中产生的废水；降水包括雨水、雪水等。2.污水处理的基本方法可分为物理法、化学法和生物法。物理法主要是通过物理作用分离污水中的污染物，如重力分离、筛滤等；化学法是利用化学反应去除污水中的污染物，如中和、氧化还原等；生物法是利用微生物的代谢作用去除污水中的有机物。3.格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅，按格栅栅条的间隙可分为粗格栅、中格栅和细格栅。平面格栅应用较为广泛，曲面格栅适用于水流较急的场合。粗格栅栅条间隙一般为50100mm，中格栅栅条间隙一般为1040mm，细格栅栅条间隙一般为310mm。4.沉淀池按工艺布置不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池，前者设在生物处理构筑物之前，后者设在生物处理构筑物之后。初次沉淀池主要去除污水中的悬浮固体和部分有机物；二次沉淀池主要用于分离生物处理出水中的活性污泥，使处理水达标排放。5.活性污泥法中，常见的曝气方法有鼓风曝气、机械曝气和鼓风机械联合曝气。鼓风曝气是通过风机将空气送入曝气池中；机械曝气是利用叶轮等设备将空气中的氧转移到水中；鼓风机械联合曝气结合了两者的优点。三、名词解释1.BOD（生化需氧量）生化需氧量是指在一定条件下，微生物分解存在于水中的可生化降解有机物所进行的生物化学反应过程中所消耗的溶解氧的数量。它反映了水中可生物降解有机物的含量，是衡量污水中有机物污染程度的重要指标之一。一般以20℃培养5天所消耗的溶解氧量来表示，记为BOD₅。2.COD（化学需氧量）化学需氧量是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的毫克/升来表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度，水中的还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，因此COD也是衡量污水中有机物污染的重要指标，常用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾。3.污泥龄污泥龄是指活性污泥在曝气池内的平均停留时间，它是活性污泥处理系统设计和运行的重要参数。污泥龄等于曝气池中活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比，单位为天。污泥龄的长短对活性污泥的性质、处理效果和污泥的沉降性能等有重要影响。4.SBR（序批式活性污泥法）序批式活性污泥法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的操作过程包括进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段，这五个阶段在同一反应池中周期性地循环进行。SBR工艺具有工艺流程简单、处理效果好、耐冲击负荷能力强等优点。5.生物膜生物膜是指微生物群体附着在固体载体表面形成的一层黏膜状物。在生物膜法污水处理工艺中，污水流经载体表面时，污水中的微生物在载体表面生长繁殖，逐渐形成由细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等组成的生物膜。生物膜通过吸附和分解污水中的有机物来达到净化污水的目的。四、简答题1.简述格栅的作用和分类。格栅的作用主要是截留污水中较大的悬浮物或漂浮物，防止这些杂物堵塞水泵或管道，保护后续处理设备的正常运行。它是污水处理厂的第一道预处理设施。格栅的分类如下：按形状可分为平面格栅和曲面格栅。平面格栅结构简单，应用广泛；曲面格栅能连续自动截留清除污物，适用于水流较急的场合。按格栅栅条的间隙可分为粗格栅（栅条间隙一般为50100mm）、中格栅（栅条间隙一般为1040mm）和细格栅（栅条间隙一般为310mm）。粗格栅主要用于去除污水中较大的漂浮物和悬浮物；中格栅用于进一步去除较小的悬浮物；细格栅则用于截留更细小的杂物。按清渣方式可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅。人工清渣格栅适用于小型污水处理厂或间歇运行的污水泵站，其优点是设备简单、成本低；机械清渣格栅适用于大中型污水处理厂，具有清渣效率高、劳动强度低等优点。2.简述沉淀的类型及各自的特点。沉淀主要分为以下四种类型：自由沉淀自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到重力和水流阻力的作用，独自完成沉淀过程。其特点是颗粒的沉淀轨迹为直线，沉淀过程中颗粒的形状、大小和密度等不发生变化。例如，在初沉池中，悬浮物的沉淀多属于自由沉淀。絮凝沉淀絮凝沉淀是指颗粒在沉淀过程中，相互碰撞并结合成较大的絮体，其沉降速度随絮体的增大而加快。在絮凝沉淀过程中，颗粒的形状、大小和密度等会不断发生变化。例如，在化学混凝沉淀中，水中的胶体颗粒在混凝剂的作用下形成絮体，然后进行沉淀，就属于絮凝沉淀。区域沉淀区域沉淀又称成层沉淀，是指当水中的悬浮颗粒浓度较高时，颗粒之间会相互拥挤，形成一个整体，以同一速度下沉，颗粒之间的相对位置保持不变。在沉淀过程中，会形成清晰的泥水界面。例如，在二次沉淀池后期和污泥浓缩池中，常发生区域沉淀。压缩沉淀压缩沉淀是指当悬浮颗粒浓度很高，颗粒之间相互挤压，上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出来，使污泥得到压缩。压缩沉淀通常发生在污泥处理的污泥浓缩池底部和污泥消化池中。3.简述活性污泥法的基本原理和主要组成部分。活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的微生物，在有氧的条件下，将污水中的有机物分解为二氧化碳和水等无机物，同时微生物自身也得到增殖。微生物以污水中的有机物为营养源，通过新陈代谢作用将有机物氧化分解，从而达到净化污水的目的。活性污泥法的主要组成部分包括：曝气池：曝气池是活性污泥法的核心处理单元，污水和活性污泥在曝气池中充分混合，并在曝气的作用下，保证溶解氧的供应，为微生物的生长和代谢提供适宜的环境。曝气系统：曝气系统的作用是向曝气池中充入空气，提供微生物代谢所需的氧气，同时起到搅拌混合的作用，使活性污泥和污水充分接触。常见的曝气系统有鼓风曝气和机械曝气等。二次沉淀池：二次沉淀池主要用于分离曝气池出水中的活性污泥，使处理水达标排放，同时将沉淀下来的活性污泥部分回流到曝气池中，维持曝气池中活性污泥的浓度。污泥回流系统：污泥回流系统将二次沉淀池中沉淀的活性污泥回流到曝气池中，以保持曝气池中活性污泥的浓度相对稳定，保证处理效果。回流污泥量是活性污泥法运行中的重要参数之一。剩余污泥排放系统：随着活性污泥的增殖，需要定期排放剩余污泥，以控制污泥龄和保证活性污泥的活性。剩余污泥经过处理后最终进行处置。4.简述生物膜法的特点。与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：微生物相方面生物膜中微生物种类丰富，包括细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等，形成了复杂的生态系统。不同类型的微生物分布在生物膜的不同层次，有利于对不同类型污染物的去除。生物膜中存在世代时间较长的微生物，如硝化细菌等，因此生物膜法具有较强的硝化能力，能较好地去除污水中的氨氮。工艺方面生物膜法不需要污泥回流系统，运行管理相对简单。对水质、水量的变化有较强的适应性，即使在水质、水量波动较大的情况下，仍能保持较好的处理效果。生物膜法的处理构筑物一般占地面积较小，尤其是一些新型的生物膜处理工艺，如生物滤池、生物转盘等，结构紧凑，节省空间。处理效果方面生物膜法能够有效去除污水中的有机物和悬浮物，处理后的水质较为稳定。同时，由于生物膜的存在，对一些难降解有机物也有较好的去除效果。生物膜法产生的污泥量相对较少，且污泥的沉降性能较好，易于处理和处置，减少了污泥处理的费用和难度。5.简述污水的深度处理工艺及作用。污水的深度处理是指在一级、二级处理的基础上，进一步去除污水中残留的污染物，以满足特定的回用或排放要求。常见的深度处理工艺及作用如下：过滤过滤是深度处理中常用的工艺，它通过滤料层去除污水中的细小悬浮物和胶体物质。常用的滤料有石英砂、无烟煤、活性炭等。过滤可降低出水的浊度，改善水质的外观和口感，为后续的消毒等工艺创造良好的条件。吸附吸附是利用吸附剂的多孔性和较大的比表面积，吸附污水中的有机物、重金属离子、色素等污染物。常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等。活性炭吸附对去除水中的异味、色度、有机物和重金属等有很好的效果，能提高水质的安全性和口感。消毒消毒是为了杀灭污水中的病原微生物，防止疾病的传播。常用的消毒方法有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。氯消毒是最常用的消毒方法，具有消毒效果好、成本低等优点；紫外线消毒具有杀菌速度快、无有害副产物等优点，但不能持续杀菌；臭氧消毒具有强氧化性，能有效杀灭细菌、病毒等，同时还能去除水中的异味和色度。膜分离技术膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。微滤主要用于去除水中的悬浮颗粒、细菌等；超滤可截留大分子有机物和胶体物质；纳滤能去除水中的二价和多价离子以及一部分小分子有机物；反渗透则可以几乎完全去除水中的溶解性盐类、有机物和微生物等。膜分离技术具有分离效率高、占地面积小等优点，常用于污水的回用处理。脱氮除磷在一些对氮、磷排放要求较高的场合，需要进行深度脱氮除磷。脱氮工艺主要有生物脱氮和化学脱氮，生物脱氮通过硝化和反硝化作用将氨氮转化为氮气；化学脱氮则通过化学沉淀等方法去除氮。除磷工艺有生物除磷和化学除磷，生物除磷是利用聚磷菌在厌氧和好氧条件下的摄磷和释磷作用来去除磷；化学除磷则是向污水中投加化学药剂，使磷与药剂反应生成沉淀而去除。五、计算题1.某污水处理厂日处理污水量为50000m³/d，原水BOD₅浓度为200mg/L，处理后出水BOD₅浓度为20mg/L，求该污水处理厂每日去除的BOD₅总量（单位：kg/d）。首先，计算每日去除的BOD₅浓度差：Δ然后，根据日处理污水量计算每日去除的BOD₅总量：M其中，Q=50000M所以，该污水处理厂每日去除的BOD₅总量为9000kg/d。2.已知某曝气池的有效容积为V=3000m³，混合液悬浮固体浓度MLSS=3000mg/L，每日排放的剩余污泥量为Qₛ=150m³，剩余污泥浓度为Cₛ=5000mg/L，求该曝气池的污泥龄。首先，计算曝气池中活性污泥总量：M将V=3000，M然后，计算每日排放的剩余污泥量所含的污泥量：=将=150，==最后，计算污泥龄：=所以，该曝气池的污泥龄为12天。3.某污水流量Q=1000m³/d，悬浮物SS浓度为200mg/L，经初次沉淀池后，SS的去除率为60%，求初次沉淀池每日去除的SS量（单位：kg/d）。首先，计算原污水中SS的含量：=将Q=1000/=然后，根据去除率计算去除的SS量：=将=200=所以，初次沉淀池每日去除的SS量为120kg/d。六、论述题1.论述活性污泥法运行过程中可能出现的问题及解决措施。污泥膨胀问题在活性污泥法运行过程中，污泥膨胀是较为常见且严重的问题。污泥膨胀表现为污泥的沉降性能恶化，污泥指数SVI升高，污泥不易沉淀，导致出水水质变差。丝状菌膨胀：丝状菌在活性污泥中过度生长，导致污泥结构松散，不易沉淀。其原因可能是污水中含有大量的溶解性有机物，特别是低分子糖类和有机酸；曝气池溶解氧不足；PH值过低等。解决措施包括调整曝气量，保证曝气池溶解氧在合适的范围内（一般为2mg/L左右）；控制污泥负荷，避免过高的污泥负荷；调整污水的PH值至中性偏碱；投加化学药剂，如氯、臭氧等抑制丝状菌的生长。非丝状菌膨胀：主要是由于污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。常见原因是污水中含有有毒有害物质，使污泥的凝聚性能变差；污泥龄过长等。解决措施有去除污水中的有毒有害物质；适当缩短污泥龄，控制活性污泥的生长周期；投加絮凝剂，提高污泥的凝聚性。污泥上浮问题污泥上浮会导致出水水质下降，主要有以下几种情况及解决措施：反硝化作用引起的污泥上浮：在二次沉淀池中，由于污泥停留时间过长，硝化作用产生的硝酸盐在缺氧条件下被反硝化细菌还原为氮气，氮气附着在污泥上，使污泥上浮。解决措施是减少污泥在二次沉淀池的停留时间，及时排泥；增加曝气量，减少硝酸盐的产生。污泥腐败引起的污泥上浮：当二次沉淀池内的污泥停留时间过长，污泥会发生腐败，产生硫化氢等气体，导致污泥上浮。解决措施是缩短污泥在二次沉淀池的停留时间，加快排泥速度；检查曝气池和二次沉淀池的运行状况，防止曝气不足和污泥回流不畅。污泥中毒引起的污泥上浮：污水中含有有毒有害物质会使污泥中的微生物中毒死亡，导致污泥上浮。解决措施是排查污水来源，去除污水中的有毒有害物质；投加营养物质，恢复活性污泥的活性。泡沫问题曝气池中可能会出现大量泡沫，影响处理效果和美观。化学泡沫：主要是由于污水中含有表面活性剂等化学物质，在曝气的作用下产生泡沫。解决措施是投加消泡剂，如硅油、聚醚等；调整污水的水质，去除污水中的表面活性剂；改变曝气方式，减少泡沫的产生。生物泡沫：生物泡沫是由丝状微生物在曝气池中大量生长引起的，一般呈现棕色。解决措施是增加排泥量，降低污泥龄，抑制丝状微生物的生长；投加化学药剂，如漂白粉等杀灭丝状微生物；调整曝气池的运行参数，改善活性污泥的生长环境。曝气过度问题曝气过度会导致活性污泥的结构被破坏，微生物的代谢速率过快，污泥老化，同时也会增加能耗。解决措施是通过在线监测溶解氧浓度，调整曝气设备的运行参数，使曝气池内的溶解氧保持在合适的范围内；合理控制曝气时间，避免不必要的曝气；优化曝气系统的设计，提高曝气效率。2.论述生物膜法和活性污泥法的优缺点及适用范围。生物膜法优点微生物相多样化：生物膜中存在各种不同类型的微生物，包括细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等，形成了复杂的生态系统。不同微生物在不同层次的生物膜中生长，有利于对不同类型污染物的去除，特别是对一些难降解有机物有较好的处理效果。适应水质水量变化能力强：生物膜法对水质、水量的变化具有较强的适应性。当进水水质和水量发生波动时，生物膜中的微生物能够通过自身的调节机制适应变化，保持相对稳定的处理效果。污泥产量少：生物膜法产生的污泥量相对较少，且污泥的沉降性能较好，易于处理和处置。这减少了污泥处理的费用和难度，降低了运行成本。占地面积小：一些生物膜处理工艺，如生物滤池、生物转盘等，结构紧凑，处理构筑物的占地面积较小，适合在土地资源有限的地区应用。缺点初期投资大：生物膜法的处理设备和构筑物一般较为复杂，需要较高的初期投资。例如，生物滤池需要设置滤料层、布水系统和排水系统等，增加了建设成本。易堵塞：在生物膜法中，生物膜的生长会使滤料层或填料表面的孔隙逐渐减小，容易造成堵塞。特别是在高负荷运行或水质较差的情况下，堵塞问题更为突出，需要定期进行反冲洗等维护操作。处理效果受温度影响较大：生物膜法中微生物的代谢活动受温度影响较大，在低温条件下，微生物的活性会降低，导致处理效果下降。因此，在寒冷地区应用生物膜法时，需要采取一定的保温措施。适用范围生物膜法适用于处理中、低浓