《水污染控制工程》下冊(cè)第三版習(xí)題答案

#易生物降解有機(jī)質(zhì)。有機(jī)物濃度及可利用性：碳源的性質(zhì)對(duì)吸放磷及其速率影響極大，傳統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)很難反映有機(jī)物組成和性質(zhì)，ASM模型對(duì)其進(jìn)一步劃分為：1987年發(fā)展的ASM1:CODtot=SS+SI+XS+XI1995年發(fā)展的ASM2:溶解性與顆粒性：SA+SF+SI+XS+XIS表示溶解性組分，X表示顆粒性組分；下標(biāo)S溶解性，1惰性，A發(fā)酵產(chǎn)物，F(xiàn)可發(fā)酵的易生物降解的。污泥齡：污泥齡影響著污泥排放量及污泥含磷量，污泥齡越長，污泥含磷量越低，去除單位質(zhì)量的磷須同時(shí)耗用更多的BOD。Rensink和Ermel研究了污泥齡對(duì)除磷的影響，結(jié)果表明：SRT=30d時(shí)，除磷效果40%；SRT=17d時(shí)，除磷效果50%;SRT=5d天時(shí)，除磷效果87%。同時(shí)脫氮除磷系統(tǒng)應(yīng)處理好泥齡的矛盾。pH:與常規(guī)生物處理相同，生物除磷系統(tǒng)合適的pH為中性和微堿性，不合適時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)。溫度：在適宜溫度范圍內(nèi)，溫度越高釋磷速度越快；溫度低時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長厭氧區(qū)的停留時(shí)間或投加外源VFA。其他：影響系統(tǒng)除磷效果的還有污泥沉降性能和剩余污泥處置方法等。(一丨生物灘確工藝牛物除磷工藝的厳基本流程為AP/O匚藝，而Phoslrip工藝為生物除磷與化學(xué)除磷的結(jié)合。kAp/0工藝丄藝是由厭氧區(qū)和好氧區(qū)組成的同時(shí)去餘污水中有桃污染物及磷的處理系統(tǒng).其流程如圖12-40所示°為了便微生物在好氧池中易于吸收磷.溶解氧應(yīng)維持在2mg/L以上，pH應(yīng)控制之間&磷的去除率還取抉于進(jìn)水中的易降解COD含塑廠股用巧與磷揪度之比表示.據(jù)報(bào)道，如果比值大于101出氷中磷的濃度可降至1m附匚左右。由于微生物吸收磷足町逆的過程?過長的曝氣時(shí)間及污泥在沉淀池中檢時(shí)間停留都有可能造成隣的釋放。B0D去除］吸收踴丿B0D去除］吸收踴丿圖12-40Ar/0除碑工藝就程2”Phostrip除磷工藝Ph卯存帀除礁工藝過程將生物除磷和化學(xué)除磷結(jié)合在一起，在回流污泥過程中増?jiān)O(shè)廉氧釋磷池和上清液的化學(xué)沉淀處理系統(tǒng)+稱為旁路(圖12-41)0部分富含磷的回流污泥送至厭氧釋磷池，釋磷后的污泥再回到曝氣池迸行有機(jī)物降解和磷的吸收，用石灰或其他化學(xué)藥劑對(duì)釋磷上淸液進(jìn)行沉謔處理。Phosuip除磷效率不像苴他生物除磷系統(tǒng)那樣聶E水的易降解E0D濃度的影響，業(yè)理效果穩(wěn)定.如何計(jì)算脫氮、除磷系統(tǒng)的曝氣池容積、曝氣池需氧量和剩余污泥量？如何計(jì)算生物脫氮系統(tǒng)反硝化池的容積？仔細(xì)分析污水中COD的組成，并說明它們?cè)谖鬯幚硐到y(tǒng)中的去除途徑。答：污水中COD的組成如下圖。其中可生物降解的大多數(shù)被微生物降解；不可生物降解的溶解態(tài)COD隨出水流走，顆粒態(tài)COD進(jìn)入剩余污泥?？侰OD可生物降解COD顆粒態(tài)COD溶解性COD不可生物降解COD易生物降解（溶解態(tài)）

可生物降解的溶解態(tài)化學(xué)需氧量

慢速生物降解（顆粒態(tài)）

可生物降解的顆粒態(tài)化學(xué)需氧量

不可生物降解的顆粒態(tài)化學(xué)需氧量

不可生物降解的溶解態(tài)化學(xué)需氧量二沉池的功能和構(gòu)造與一般沉淀池有什么不同？在二沉池中設(shè)置斜板為什么不能取得理想的效果？答：活性污泥法中的二沉池在功能上要同時(shí)滿足澄清和污泥濃縮兩個(gè)方面的要求，他的工作效果將直接影響系統(tǒng)的和回流污泥濃度，二沉池中發(fā)生的沉淀為絮凝沉淀和壓縮沉淀，和一般沉淀池中發(fā)生的沉淀不同，故結(jié)構(gòu)也不同。二沉池的構(gòu)造可與污水處理廠的初沉池類似，可以采用平流式、豎流式和輻流式。但在構(gòu)造上要注意以下幾點(diǎn)：（1）二沉池的進(jìn)水部分要仔細(xì)考慮，應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，使污泥絮凝結(jié)大。（2）二沉池中污泥絮凝體較輕，容易被水挾走，因此要限制出流堰處的流速，可在池面設(shè)置更多的出水堰槽，使單位堰長的出水量符合規(guī)范要求，一般二沉池出水堰最大負(fù)荷不大于1.17L/（s?m）。3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。4）二沉池應(yīng)設(shè)置浮渣的收集、撇除、輸送和處置裝置。在二沉池中沉淀形式主要是成層沉淀而非自由沉淀，在二沉池中設(shè)置斜板后，實(shí)踐上可以適當(dāng)提高池子的澄清能力，這是由于斜板的設(shè)置可以改善布水的有效性和提高斜板間的弗勞德數(shù)，而不屬于淺池理論原理。而且假設(shè)斜板既增加了二沉池基建投資，且會(huì)由于斜板上積存污泥，造成運(yùn)行上的麻煩。第十三章生物膜法什么是生物膜法?生物膜法具有哪些特點(diǎn)?答：污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術(shù)。這種處理法的實(shí)質(zhì)是細(xì)菌一類的生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長繁育，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)污染物，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。特點(diǎn)：1、微生物相方面的特點(diǎn)（1）參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化（2）生物的食物鏈長（3）能夠存活世代時(shí)間較長的微生物（4）分段運(yùn)行和優(yōu)占種屬2、處理工藝方面的特點(diǎn)（1）對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性（2）污泥沉降性能好，宜于固液分離（3）能夠處理低濃度的污水（4）易于維護(hù)運(yùn)行、節(jié)能試述生物膜法處理廢水的基本原理答:原理：細(xì)菌一類的生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長繁育，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)污染物，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。3比較生物膜法與活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)。普通活性污泥法工作流程優(yōu)點(diǎn)：BOD和SS去除率高，可達(dá)90%-95%,適于處理要求高，水質(zhì)穩(wěn)的廢水.缺點(diǎn):對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)差;實(shí)際需氧前大后小,使前段氧少,后段氧余;曝氣池容積負(fù)荷低,占地面積大,基建費(fèi)高.改進(jìn)：階段曝氣：克服前段氧少,后段氧余缺點(diǎn),曝氣池容積減少30%.完全混合：承受沖擊負(fù)荷強(qiáng),適應(yīng)工業(yè)廢水特點(diǎn),可處理高濃度有機(jī)廢水;污泥負(fù)荷高,需氧均勻,動(dòng)力省;但連續(xù)出水時(shí),水質(zhì)不理想,污泥膨脹.延時(shí)曝氣：低負(fù)荷運(yùn)行,池容積大,耗時(shí)長,積污水和污泥處理于一體,污泥氧化徹底,脫水迅速,無臭,水質(zhì)穩(wěn)定,受低溫影響小.但池容積大,曝氣量大,部分污泥老化.適于處理要求高,不便于污泥處理的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水.廢水T初沉池T二沉池T生物濾池T出水生物膜法工作流程生物膜法優(yōu)點(diǎn)★生物膜對(duì)水質(zhì)，水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好;★無污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便;★生物膜中生物相豐富,生物種群呈一定分布;★有高營養(yǎng)級(jí)別微生物存在,產(chǎn)能多,剩余污泥少;★自然通風(fēng)供氧，省能耗.缺點(diǎn)★運(yùn)行靈活性差，難以人為控制;★載體比表面積小，設(shè)備容積負(fù)荷小，空間效率低;★處理效率差，BOD去除率約80%左右，出水BOD28mg/l（活性污泥法BOD>90%，出水14mg/l）.生物膜的形成一般有哪幾個(gè)過程？與活性污泥相比有什么區(qū)別？1潛伏期或適應(yīng)期微生物在經(jīng)歷不可逆附著過程后，開始逐漸適應(yīng)生存環(huán)境，并在載體表面逐漸形成小的，分散的微生物。這些初始菌落首先在載體表面不規(guī)則處形成。這一階段的持續(xù)時(shí)間取決于進(jìn)水第五濃度以及載體表面特性。在實(shí)際生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，要控制這一階段是很困難的。2對(duì)數(shù)期或動(dòng)力學(xué)增長期在適應(yīng)期形成的分散菌落開始迅速增長，逐漸覆蓋載體表面。生物膜厚度可以達(dá)到幾十|im。多聚糖及蛋白質(zhì)產(chǎn)率增加，大量消耗溶解氧，后期氧成為限制因素，此階段結(jié)束時(shí)，生物膜反應(yīng)器的出水底物濃度基本達(dá)到穩(wěn)定值，這個(gè)階段決定了生物膜反應(yīng)器內(nèi)底物的去除效率及生物膜自身增長代謝的功能。線性增長期生物膜在載體表面以恒速率增長，出水底物濃度不隨生物量的積累而顯著變化；其好氧速率保持不變；此階段生物膜總量的積累主要源于非活性物質(zhì)。此時(shí)生物膜活性生物量所占比例很小，且隨生物膜總量的增長呈下降趨勢(shì)。原因是：可剩余有效載體表面飽和；禁錮作用明顯，有毒或抑制性物質(zhì)的積累。這個(gè)階段對(duì)底物的去除沒有明顯的貢獻(xiàn)，但在流化床反應(yīng)器內(nèi)，這個(gè)階段可以改變生物顆粒的體積特性。減數(shù)增長期由于生存環(huán)境質(zhì)量的改變以及誰理學(xué)的作用，出現(xiàn)了生物膜增長速率變慢，這一階段是生物膜在某一質(zhì)量和膜厚上達(dá)到的穩(wěn)定的過渡期。此時(shí)生物膜對(duì)水力學(xué)剪切作用極為敏感。生物膜結(jié)構(gòu)疏松，出水中懸浮物的濃度明顯增高，末期，生物膜質(zhì)量及厚度都趨于穩(wěn)定，運(yùn)行系統(tǒng)也接近穩(wěn)定。生物膜穩(wěn)定期生物膜新生細(xì)胞與由于各種物理力所造成的生物膜損失達(dá)到平衡。次階段，生物膜相及液相均已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在生物膜反應(yīng)器運(yùn)行中，生物膜穩(wěn)定期的維持一直認(rèn)為是過程穩(wěn)定性的必要保證，而在三相流化床等生物反應(yīng)器中，在高底物濃度、高剪切力作用下，這一階段時(shí)間很短，甚至不出現(xiàn)。脫落期隨著生物膜的成熟，部分生物膜發(fā)生脫落。生物膜內(nèi)微生物自身氧化、內(nèi)部厭氧層過厚以及生物膜與載體表面間相互作用等因素可加速生物膜脫落。另外，某些物理作用也可以導(dǎo)致生物膜脫落。此階段中，出水懸浮物濃度增高，直接影響出水水質(zhì)；底物降解過程受到影響，其結(jié)果是底物去除率降低，而我們?cè)谶\(yùn)行生物膜反應(yīng)器的時(shí)候應(yīng)該盡量避免生物膜同時(shí)大量脫落。5生物膜法有哪幾種形式？試比較它們的特點(diǎn)。答：生物濾池：處理效果好，BOD的去除率可達(dá)90%以上，出水B0D可下降到25mg/L55以下，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定。生物轉(zhuǎn)盤：（1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；（2）運(yùn)行管理簡單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)；（4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（6）沒有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；（7）可多層立體布置；（8）一般需加開孔防護(hù)罩保護(hù)、保溫。生物接觸氧化法：一種浸沒曝氣式生物濾池，是曝氣池和生物濾池綜合在一起的處理構(gòu)筑物，兼有兩者優(yōu)點(diǎn)：（1）具有較高的微生物濃度，一般可達(dá)10~20g/L;（2）生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低；（3）具有較高的氧利用率；（4）具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力；（5）生物膜活性高；（6）沒有污泥膨脹的問題。生物流化床：濾床具有巨大的表面積容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，生物流化床每單位體積表面積比其他生物膜大，單位床體的生物量很高（10?14g/L），傳質(zhì)速度快，廢水一進(jìn)入床內(nèi)，很快被混合稀釋。微生物活性強(qiáng)，對(duì)同類廢水，在相同處理?xiàng)l件下，其生物膜的呼吸速率約為活性污泥的兩倍，可見其反應(yīng)速率快，微生物的活性較強(qiáng)。傳質(zhì)效果好，由于載體顆粒在床體內(nèi)處于劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，氣－固－液界面不斷更新，因此傳質(zhì)效果好，這有利于微生物隨污染物的吸附和降解，加快了生化反應(yīng)速率。答：1、生物濾池優(yōu)點(diǎn)：（1）處理效果好（2）運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理、節(jié)省能源缺點(diǎn)：（1）占地面積大、不適于處理量大的污水；（2）濾料易于堵塞；（3）產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生（4）噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。2、生物轉(zhuǎn)盤優(yōu)點(diǎn)：（1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；（2）運(yùn)行管理簡單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)；（4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（6）沒有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；（7）可多層立體布置；缺點(diǎn)：（1）占地面積大（2）散發(fā)臭氣（3）寒冷地區(qū)需加保溫裝置。3、生物接觸氧化優(yōu)點(diǎn)：（1）具有較高的微生物濃度，一般可達(dá)10~20g/L;（2）生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低;（3）具有較高的氧利用率;（4）具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力;（5）生物膜活性高;（6）沒有污泥膨脹的問題。缺點(diǎn)：濾床易堵塞和更換，運(yùn)行費(fèi)用較高。4、生物流化床優(yōu)點(diǎn)：（1）容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)（2）微生物活性高（3）傳質(zhì)效果好缺點(diǎn)：設(shè)備磨損較固定床嚴(yán)重生產(chǎn)運(yùn)行過程中設(shè)備堵塞，曝氣方法、進(jìn)水配水系統(tǒng)選用及生物顆粒流失等問題。6試述各種生物膜法處理構(gòu)筑物的展本構(gòu)造及其功能。答：普通生物濾池普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四個(gè)部分所組成（1）池體普通生物濾池在平面上多呈方形或矩形。四周筑墻稱之為池壁，池壁具有維護(hù)濾料的作用，應(yīng)當(dāng)能夠承受濾料的壓力，一般多用磚石構(gòu)造。池壁可構(gòu)成帶孔洞的和不帶孔洞的兩種形式，有孔洞的赤壁有利于濾料內(nèi)部的通風(fēng)，但在低溫季節(jié)，易受低溫的影響，使凈化功能降低。為了防止風(fēng)力對(duì)池表面均勻布水的影響，池壁一般應(yīng)高出濾料表面0.5?0.9m。池體底部為池底，它的作用是支撐濾料和排除處理后的污水。（2）濾料濾料是生物濾池的主體，它對(duì)生物濾池的凈化功能有直接影響。（3）布水裝置生物濾池布水裝置的首要任務(wù)是向?yàn)V池表面均勻的散布污水。此外，還應(yīng)具有：適應(yīng)水量的變化；不易堵塞和易于清通以及不受風(fēng)、雪的影響等特征。（4）排水系統(tǒng)生物濾池的排水系統(tǒng)設(shè)于池的底部，它的作用有二：一是排除處理后的污水；二是保證濾池的良好通風(fēng)。高負(fù)荷生物濾池：在構(gòu)造上，高負(fù)荷生物濾池與普通生物濾池基本相同，但也有不同之處，其中主要有以下各項(xiàng)。（1）高負(fù)荷生物濾池在表面上多為圓形。（2）高負(fù)荷生物濾池多使用旋轉(zhuǎn)式的布水裝置，即旋轉(zhuǎn)布水器。塔式生物濾池：在構(gòu)造上由塔身、濾料、布水系統(tǒng)以及通風(fēng)及排水裝置所組成。1）塔身塔身主要起圍擋濾料的作用。2）濾料宜采用輕質(zhì)濾料。3）布水裝置4）通風(fēng)一般采用自然通風(fēng)曝氣生物濾池：設(shè)備與給水處理的快濾池相類似。池類底部設(shè)承托層，其上部則是作為濾料的填料。在承托層設(shè)置曝啟用的空氣管及空氣擴(kuò)散裝置，處理水集水管兼作反沖洗水管也設(shè)置在承托層內(nèi)。生物轉(zhuǎn)盤：生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備是由盤片、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)裝置以及接觸反應(yīng)槽3部分組成。（1）盤片是生物轉(zhuǎn)盤的主要部件，應(yīng)具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐腐蝕、耐老化、抑郁掛膜不變形，比表面積大，易于取材、便于加工安裝等性質(zhì)。（2）接觸反應(yīng)槽（3）轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置，提供動(dòng)力7、生物濾池有幾種形式？各適用于什么具體條件？答：低負(fù)荷生物濾池（現(xiàn)在已經(jīng)基本上不常用）：僅在污水量小、地區(qū)比較偏僻、石料不貴的場(chǎng)合尚有可能使用。高負(fù)荷生物濾池（大多采用）：適用于大部分污水處理過程，水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都比較高。8、影響生物濾池的處理效率的因素有哪些？它們是如何影響處理效果的？答：濾池高度：隨著濾床深度增加,微生物從低級(jí)趨向高級(jí)，種類逐漸增多,生物膜量從多到少。各層生物膜的微生物不相同,處理污水的功能和速率也隨之不同。負(fù)荷率：在低負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機(jī)物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞。在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停留的時(shí)間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。回流：（1）回流可提高生物濾池的濾率，它是使生物濾池負(fù)荷率由低變高的方法之一;（2）提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭;（3）當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營養(yǎng)元素或含有有害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水的腐化狀況、提供營養(yǎng)元素和降低毒物質(zhì)濃度；（4）進(jìn)水的質(zhì)和量有波動(dòng)時(shí)，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)水的作用。供氧：微生物的好氧性，厭氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧氣量就制約了微生物的活性，進(jìn)而影響了微生物分解有機(jī)物反應(yīng)速率，進(jìn)而影響了處理效果。9影響生物轉(zhuǎn)盤處理效率的因素有哪些？它們是如何影響處理效果的?答：（1）水力負(fù)荷（2）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、級(jí)數(shù)（3）水溫（4）溶解氧10、某工業(yè)廢水水師為600M3,B0D5為430MG/L，經(jīng)初沉池進(jìn)入高負(fù)荷生物濾池處理，要求出水B0D5<=30MG/L,試計(jì)算高負(fù)荷生物濾池尺寸和回流比。解：設(shè)回流稀釋后進(jìn)水BOD5為250mg/L430Q1+30Q2=250（Q1+Q2）回流比=Q2/Q1二0.82設(shè)有機(jī)負(fù)荷Lv=1.2kgBOD5/（m3*d）V=QS/（Lv*1000000）=215m3設(shè)池深為2.5m,A二V/H=86m2采用5個(gè)池，則：A1=A/5=17.2m2直徑D二=4.68m11>某印染廠廢水量為1000m3/d,廢水平均BOD5為170mg/L,C0D為600mg/L,試計(jì)算生物轉(zhuǎn)盤的尺寸。解：轉(zhuǎn)盤總面積：A=(QS)/L=(1000*170)/30=5666.7m2轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)：m=0.64A/D2=0.64*5666.7/1.5=2417.8取2418片處理池有效長度：L二m(a+b)K=2418(25+20)1.2=130.6m處理池有效容積：V=0.32(D+2&)(D+2&)L=0.32(1.5+2*0.25)(1.5+2*0.25)130.6=167.2m2轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速：設(shè)為3.0r/min.12、某印染廠廢水量為1500m3/d,廢水平均BOD5為170mg/L,C0D為600mg/L，采用生物接觸氧化池處理，要求出水BOD5<=20mg/L,COD<=250mg/L,試計(jì)算生物接觸氧化池的尺寸。解：有效容積：V二Q(S0-Se)/L=1500(170-20)/5*1000=945m3總面積：A=V/h=945/3=315m2池?cái)?shù)：N二A/A仁315/30取11個(gè)池深：h二山0+"+山2+山3二3.0+0.5+0.5++0.5二1.8尬有效停留時(shí)間：t二▼/0二945/1500二0.63€1供氣量：D二。00二15*1500二22500尬3第十四章穩(wěn)定塘和污水的土地處理1、穩(wěn)定塘有哪幾種主要類型，各適用于什么場(chǎng)合？答：好氧塘：好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，全部塘水內(nèi)都含有溶解氧，塘內(nèi)菌藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧微生物起凈化污水作用。適用于低有機(jī)物濃度污水。兼性塘：兼性塘的深度較大，上層是好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復(fù)氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)（過渡區(qū)），由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進(jìn)行厭氧分解。適用于富含N，P等營養(yǎng)物質(zhì)及一些難去除的有機(jī)污染物的污水。（占地面積大）厭氧塘：厭氧塘的塘深在2m以上，有機(jī)負(fù)荷高，全部塘水均無溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間長。適用于高溫高有機(jī)物濃度的污水。曝氣塘：曝氣塘采用人工曝氣供氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時(shí)間較短。深度處理塘：深度處理塘又稱三級(jí)處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進(jìn)水有機(jī)污染物濃度很低，一般B0D5W30mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級(jí)處理廠的出水，提高出水水質(zhì)，以滿足受納水體或回用水的水質(zhì)要求。2、試述好氧塘、兼性塘和厭氧塘凈化污水的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)。答：在各種類型的氧化塘中，兼性塘是應(yīng)用最為廣泛的一種。兼性塘一般深1.0~2.0m，在塘的上層，陽光能夠照射透入的部位，為好氧層，其所產(chǎn)生的各項(xiàng)指標(biāo)的變化和各項(xiàng)反應(yīng)與好氧塘相同，由好氧異養(yǎng)微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行氧化分解；藻類的光合作用旺盛，釋放大浪的氧。在塘底部，由沉淀的污泥和衰死的藻類和菌類形成的污泥層，在這層里由于缺氧，而進(jìn)行由厭氧微生物起主導(dǎo)作用的厭氧發(fā)酵，為厭氧層。好氧層與厭氧層之間，存在一個(gè)兼性層，在這里溶解氧量低，而且是時(shí)有時(shí)無，一般在白晝有溶解氧存在，而在夜間又處于厭氧狀態(tài)，在這里存活的是兼性微生物，這一類微生物既能夠利用水中游離的分子氧，也能夠在厭氧條件下，從no3-和CO/-中攝取氧。在兼性塘內(nèi)進(jìn)行的凈化反應(yīng)是比較復(fù)雜的，生物相也比較復(fù)雜。在厭氧區(qū)與一般的厭氧發(fā)酵反應(yīng)相同，是產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷3種細(xì)菌的連續(xù)作用下，相繼經(jīng)過產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段的反應(yīng)。液態(tài)代謝產(chǎn)物與塘水混合，氣態(tài)產(chǎn)物則逸出水面，或在通過好氧區(qū)時(shí)為細(xì)菌分解，為藻類利用。厭氧區(qū)也有降解BOD的功能，約有20%的BOD是在厭氧娶去除的。此外，厭氧區(qū)，通過厭氧反應(yīng)發(fā)酵反應(yīng)可以使污泥得到一定程度的降解，減少塘底污泥量。在好氧區(qū)進(jìn)行的各項(xiàng)反應(yīng)與存活的生物基本同好氧塘。由于污水的停留時(shí)間長，有可能生長繁育多種種屬的微生物，其中包括世代時(shí)間較長的種屬。除有機(jī)物降解外，這里還可以進(jìn)行更為復(fù)雜的反應(yīng)，如硝化反應(yīng)等。3、好氧塘中溶解氧和PH值為什么會(huì)發(fā)生變化。在好氧塘內(nèi)高效地進(jìn)行著光合成反應(yīng)和有機(jī)物的降解反應(yīng)，溶解氧是充足的，但在一日內(nèi)是變化的，在白晝，藻類光合作用放出的氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過藻類和細(xì)菌所需要的，塘水中氧的含量很高，可達(dá)到飽和狀態(tài)，晚間光合作用停止，由于生物呼吸所耗，水中溶解氧濃度下降，在凌晨時(shí)最低，陽光開始照射，光合作用又開始，水中溶解氧又上升；好氧塘內(nèi)pH值也是變化的，在白晝pH值上升，夜晚又下降。4、在穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般采用什么方法？應(yīng)注意哪些問題？答：一般采用經(jīng)驗(yàn)法。要注意：塘的位置：穩(wěn)定塘應(yīng)設(shè)在居民區(qū)下風(fēng)向200m以外，以防止塘散發(fā)的臭氣影響居民區(qū)。此外，塘不應(yīng)設(shè)在距機(jī)場(chǎng)2km以內(nèi)的地方，以防止鳥類（如水鷗）到塘內(nèi)覓食、聚集，對(duì)飛機(jī)航行構(gòu)成危險(xiǎn)。防止塘體損害：為防止浪的沖刷，塘的襯砌應(yīng)在設(shè)計(jì)水位上下各0.5m以上。若需防止雨水沖刷時(shí)，塘的襯砌應(yīng)做到堤頂。襯砌方法有干砌塊石、漿砌塊石和混凝土板等。在有冰凍的地區(qū)，背陰面的襯砌應(yīng)注意防凍：若筑堤土為黏土?xí)r，冬季會(huì)因毛細(xì)作用吸水而凍脹，因此，在結(jié)冰水位以上位置換為非黏性土。塘體防滲：穩(wěn)定塘的滲漏可能污染地下水源；若塘體出水再考慮回用，則塘體滲漏會(huì)造成水資源損失，因此，塘體防滲是十分重要的。但某些防滲措施的工程費(fèi)用較高，選擇防滲措施時(shí)應(yīng)十分謹(jǐn)慎。防滲方法有素土夯實(shí)、瀝青防滲襯面、膨脹土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等。塘的進(jìn)出口：進(jìn)出口的形式對(duì)穩(wěn)定塘的處理效果有較大影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意配水、集水均勻，避免短流、溝流及混合死區(qū)。主要措施為采用多點(diǎn)進(jìn)水和出水；進(jìn)口、出口之間的直線距離盡可能大；進(jìn)口、出口的方向避開當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向。5、污水土地處理系統(tǒng)中的工藝類類型有哪些？各有什么特點(diǎn)？答：慢速滲濾系統(tǒng)：慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負(fù)荷一般較低，滲流速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良?？焖贊B濾系統(tǒng)：快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟(jì)的污水處理與再生方法。適用于滲透性能良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面后很快下滲進(jìn)入地下，并最終進(jìn)入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，使濾田表面土壤處于厭氧-好氧交替運(yùn)行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機(jī)物進(jìn)行分解，使污水得以凈化。地表漫流系統(tǒng):地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性的黏土或亞黏土，地面的最佳坡度為2%?8%。廢水以噴灌法或漫灌法有控制地在地面上均勻地漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流動(dòng)過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。濕地處理系統(tǒng):濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流動(dòng)過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。地下滲濾處理系統(tǒng)：地下污水處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m深、有良好滲透性的底層中，藉毛管浸潤和土壤滲透作用，使污水向四周擴(kuò)散，通過過濾、沉淀、吸附和生物降解作用等過程使污水得到凈化。6人工濕地脫氮除磷的機(jī)理是什么？2.濕地系統(tǒng)的脫氮過程圏14-10顯示了污水中氮經(jīng)過濕地系統(tǒng)后的山宿口這一過程包括:①氮被有機(jī)基質(zhì)的吸靜扛②陽離子交換作用與固氮作用；③植物的吸收及因其收獲而去除匸④“比的揮發(fā)而逸入大氣*⑤被微生物代謝而用于形成蔚細(xì)胞；⑥化學(xué)的.牛物的硝化反硝化;⑦隨凈化水流岀；⑧溝人地下水等。濕地的除磷過程（1）植物吸收磷（2）生物除磷（3）磷在介質(zhì)中的物化貯存。7、人工濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工參數(shù)是什么？應(yīng)考慮哪些問題？答:土地處理系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)為負(fù)荷率。常用的負(fù)荷率有水量負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷，有時(shí)還輔以氮負(fù)荷和磷負(fù)荷。要考慮的問題是:土壤性質(zhì)、透水性、地形、作物種類、氣候條件和廢水處理程度的要求。第十五章污水的厭氧生物處理1．厭氧生物處理的基本原理是什么？答:廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。2、厭氧發(fā)酵分為哪個(gè)階段？為什么厭氧生物處理有中溫消化和高溫消化之分？污水的厭氧生物處理有什么優(yōu)勢(shì)，又有哪些不足之處？答：通常厭氧發(fā)酵分為三個(gè)階段：第一階段為水解發(fā)酵階段：復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡單的有機(jī)物。繼而簡單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等。第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把第一階段中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸和氫，并有二氧化碳生成。第三階段為產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣和二氧化碳等轉(zhuǎn)化為甲烷。厭氧生物處理可以在中溫（35°C—38°C）進(jìn)行（稱中溫消化），也可在高溫62°C—55°C）進(jìn)行（稱高溫消化）。因?yàn)樵趨捬跎锾幚磉^程中需考慮到各項(xiàng)因素對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響，因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌在兩個(gè)溫度段（即35°C—38°C和52°C—55°C）時(shí)，活性最高，處理的效果最好。厭氧生物處理優(yōu)勢(shì)在于：應(yīng)用范圍廣，能耗低，負(fù)荷高，剩余污泥量少，其濃縮性、脫水性良好，處理及處置簡單。另外，氮、磷營養(yǎng)需要量較少，污泥可以長期貯存，厭氧反應(yīng)器可間歇性或季節(jié)性運(yùn)轉(zhuǎn)。其不足之處：厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理所需時(shí)間比好氧設(shè)備長；出水達(dá)不到要求，需進(jìn)一步進(jìn)行處理；處理系統(tǒng)操作控制因素較復(fù)雜；過程中產(chǎn)生的異味與氣體對(duì)空氣有一定影響。3、影響厭氧生物處理的主要因素有哪些？提高厭氧處理的效能主要從哪些方面考慮？答：影響厭氧生物處理的主要因素有如下：pH、溫度、生物固體停留時(shí)間、攪拌和混合、營養(yǎng)與C/N比、氧化還原電位、有機(jī)負(fù)荷、厭氧活性污泥、有毒物質(zhì)等。提高厭氧生物處理的效能可考慮:1.pH維持在6.8~7.2之間，2?溫度可以維持在中溫（35°C一38°C），也可以是高溫（52°C—55°C）3?保持較長的生物固體停留時(shí)間4?系統(tǒng)內(nèi)避免進(jìn)行連續(xù)的劇烈攪拌5.碳:氮:磷控制為200-300:5:1為宜。6.需控制有毒物質(zhì)的濃度，以防止有毒物質(zhì)影響微生物的生存而使效果降低。4、試比較現(xiàn)有幾種厭氧處理方法和構(gòu)筑物的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。答：幾種厭氧處理方法和構(gòu)筑物的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件如下表：方法或反應(yīng)器適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傳統(tǒng)消化法在一個(gè)消化池內(nèi)進(jìn)行酸化甲烷化和固液分離。適用小型，低投入系統(tǒng)。設(shè)備簡單于反應(yīng)時(shí)間長，池容積大污泥易隨水流帶走厭氧生物濾池微生物固著生長在濾料表面，適用于懸浮固體量低污水設(shè)備簡單，能承受較高負(fù)荷:的水懸浮固體低，能耗小底部易發(fā)生堵塞，填料用較貴厭氧接觸法用沉淀池分離污泥并進(jìn)行流，消化池中進(jìn)行適當(dāng)攪扌池內(nèi)呈完全混合，能適應(yīng)有機(jī)物濃度和高懸浮固體污水能承受較高負(fù)荷，有一定抗,壩子負(fù)荷能力，運(yùn)行較穩(wěn)定:高受進(jìn)水懸浮固體的影響；水懸浮固體低負(fù)荷高時(shí)污泥會(huì)流失，備較多，操作要求較高出上流式厭氧污》床反應(yīng)器消化和固液分離在一個(gè)池匕內(nèi)，微生物量很高，適用高負(fù)荷污水負(fù)荷高；總?cè)莘e小，能耗低:不需攪拌如設(shè)計(jì)不善，污泥會(huì)大消失，池的構(gòu)造復(fù)雜兩相厭氧處理酸化和甲烷化在兩個(gè)反應(yīng)進(jìn)行，兩個(gè)反應(yīng)器可以采不同反應(yīng)溫度能承受較高負(fù)荷，耐沖擊，：行穩(wěn)定設(shè)備較多，運(yùn)行操作較雜5試述UASB反應(yīng)器的構(gòu)造和高效運(yùn)行的特點(diǎn)。答：構(gòu)造1）進(jìn)水配水系統(tǒng)：其功能主要有兩個(gè)方面：①將廢水均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器的底部；②水力攪拌；一個(gè)有效的進(jìn)水配水系統(tǒng)是保證UASB反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。2）反應(yīng)區(qū)：反應(yīng)區(qū)是UASB反應(yīng)器中生化反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，又分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū)，其中的污泥床區(qū)主要集中了大部分高活性的顆粒污泥，是有機(jī)物的主要降解場(chǎng)所；而污泥懸浮區(qū)則是絮狀污泥集中的區(qū)域。3）三相分離器：三相分離器由沉淀區(qū)、回流縫和氣封等組成；其主要功能有：①將氣體（沼氣）、固體（污泥）、和液體（出水）分開；②保證出水水質(zhì)；③保證反應(yīng)器內(nèi)污泥量；④有利于污泥顆?；?。4）出水系統(tǒng)：出水系統(tǒng)的主要作用是將經(jīng)過沉淀區(qū)后的出水均勻收集，并排出反應(yīng)器。5）氣室：氣室也稱集氣罩，其主要作用是收集沼氣。6）浮渣收集系統(tǒng)：浮渣收集系統(tǒng)的主要功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。7）排泥系統(tǒng)：排泥系統(tǒng)的主要功能是均勻地排除反應(yīng)器內(nèi)的剩余污泥。特點(diǎn)：①污泥的顆?；狗磻?yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/l以上，污泥齡一般為30天以上；反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短；反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；不僅適合于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；無需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；一般也無需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起到攪拌的作用；構(gòu)造簡單，操作運(yùn)行方便。6、某地區(qū)設(shè)計(jì)人口為80000人，人均日污水量為100L，污泥含水率為95%，試估算完全混合污泥消化池的有效容積。解：設(shè)采用厭氧消化法，消化時(shí)間為0.5天，則V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3第十六章污水的化學(xué)與物理化學(xué)處理1、化學(xué)處理的對(duì)象主要是水中的哪類雜質(zhì)？它與生物處理相比有什么特點(diǎn)（成本、運(yùn)行管理、占地、污泥等）？答：化學(xué)處理的對(duì)象主要是水中的無機(jī)的或有機(jī)的（難于生物降解的）溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。與生物處理相比：成本較高；運(yùn)行管理較容易，占地較小，污泥較難脫水處理。2、化學(xué)處理所產(chǎn)生的污泥，與生物處理相比，在數(shù)量（質(zhì)量及體積）上、最后處理、處置上有什么不同？答：化學(xué)處理所產(chǎn)生的污泥生物處理所產(chǎn)生的污泥數(shù)量較多較少質(zhì)量各種有機(jī)無機(jī)物質(zhì)微生物，N,P等體積較小較大最后處理處置較麻煩，處理流程為：儲(chǔ)存一濃縮一調(diào)理一脫水一最終處置較簡單，處理流程為：儲(chǔ)存一調(diào)理一脫水濃縮一最終處置3、化學(xué)混凝法的原理和適用條件是什么？城鎮(zhèn)污水的處理是否可以用化學(xué)混凝法，為什么？答：原理：混凝是通過向廢水中投加混凝劑(coagulant),破壞膠體的穩(wěn)定性，通過壓縮雙電層作用、吸附架橋作用及網(wǎng)捕作用使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集(aggregation)成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。適用條件：廢水中有細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。城鎮(zhèn)污水處理不適合用化學(xué)混凝法，因?yàn)橐粩嘞驈U水中投藥，經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用較高，沉渣量大，且脫水較困難。4、化學(xué)混凝劑在投加時(shí)為什么必須立即與處理水充分混合、劇烈攪拌？答：廢水與混凝劑和助凝劑進(jìn)行充分混合，是進(jìn)行反應(yīng)和混凝沉淀的前提。要立即與處理水充分混合、劇烈攪拌以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。5、化學(xué)沉淀法與化學(xué)混凝法在原理上有何不同？使用的藥劑有何不同？答：化學(xué)沉淀法是向廢水中投加化學(xué)物質(zhì)，使與廢水中的一些離子發(fā)生反應(yīng)，生成難溶的沉淀物而從水中析出，以達(dá)到降低水中溶解污染物的目的。而混凝法是通過混凝劑使小顆粒及膠體聚集成大顆粒而沉降，不一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生?；瘜W(xué)混凝法使用的藥劑主要是混凝效果好；對(duì)人類健康無害；價(jià)廉易得；使用方便的無機(jī)鹽類和有機(jī)高分子類混凝劑或助凝劑。而化學(xué)沉淀法主要是投加有氫氧根、硫化物、鋇鹽等能與廢水中一些離子反應(yīng)生成沉淀物的化學(xué)物質(zhì)。6、氧化和還原法有何特點(diǎn)？是否廢水中的雜質(zhì)必須是氧化劑或還原劑才能用此方法？答：特點(diǎn)是：通過氧化還原反應(yīng)改變水中一些有毒有害化合物中元素的化合價(jià)以及改變化合物分子的結(jié)構(gòu)，使劇毒的化合物變?yōu)槲⒍净驘o毒的化合物，使難于降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以生物降解的有機(jī)物。廢水中的雜質(zhì)不用一定是氧化劑或還原劑才能用此方法，但是投加的藥要一定是氧化劑或還原劑。7、物理化學(xué)處理與化學(xué)處理相比，在原理上有何不同？處理的對(duì)象有什么不同？在處理成本和運(yùn)行管理方面又有什么特點(diǎn)？答:物理化學(xué)處理化學(xué)處理原理利用物理化學(xué)反應(yīng)的原理來去除污水中溶解