排水習(xí)題課教材

中期復(fù)習(xí)第一章污水的性質(zhì)與污染指標(biāo)第二章水體污染與自凈第三章污水的物理處理第四章活性污泥法6/2/20241第一章污水主要分哪幾類？城市污水的排放為什么會(huì)使水環(huán)境惡化？反映污水污染程度的指標(biāo)包括哪三大類？每大類各有哪些指標(biāo)？污水中含氮化合物的分類及互相間的轉(zhuǎn)化及關(guān)系如何？含氮有機(jī)物的好氧分解分兩個(gè)過(guò)程：氨化和硝化，生活污水的BOD5與哪個(gè)階段相配？氨化與硝化能否同時(shí)進(jìn)行？簡(jiǎn)述BOD、COD、TOD、TOC的基本概念及相互關(guān)系?？缮锝到庥袡C(jī)物的氧化分哪兩階段？各有何特點(diǎn)？這兩階段與BOD的關(guān)系？6/2/20242污水分類：生活污水：人們?nèi)粘Ｉ钪杏眠^(guò)的水，包括：廁所、浴室、盥洗室、廚房食堂、公共建筑等處排放的水。工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的污水，來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)工段。包括：生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水城市污水排放所產(chǎn)生的危害：城市污水中含有大量的有機(jī)物，直接排放水體后由于有機(jī)物的分解需消耗水中大量的溶解氧，導(dǎo)致水中的溶解氧大大降低，最終導(dǎo)致魚(yú)蝦死亡、水體發(fā)臭，使水體失去原來(lái)的平衡凈化能力，使水環(huán)境惡化。6/2/20243反映污水污染程度的指標(biāo)：物理指標(biāo)：水溫、色度、臭味、固體含量；化學(xué)指標(biāo)：無(wú)機(jī)物包括：酸堿度、氮、磷、無(wú)機(jī)鹽及重金屬；有機(jī)物污染指標(biāo)：生化需氧量、化學(xué)需氧量、總需氧量、總有機(jī)碳；生物污染指標(biāo)：大腸菌群總數(shù)、大腸桿菌、病毒及細(xì)菌總數(shù)。6/2/20244污水中氮化合物有：有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮；有機(jī)氮不穩(wěn)定容易在微生物作用下分解成其他三種。在無(wú)氧的條件下分解為氨氮，在有氧的條件下分解為氨，再分解為亞硝酸氮和硝酸氮。生活污水的BOD5與氨化過(guò)程相匹配。氨化和硝化不是同時(shí)進(jìn)行。一般在碳化階段后5到10天才產(chǎn)生一定數(shù)量的硝化菌。6/2/20245BOD：在水溫在20度情況下，由于微生物（主要是細(xì)菌）的生命活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無(wú)機(jī)物所消耗的溶解氧COD：用強(qiáng)氧化劑，在酸性條件下，將有機(jī)物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量TOD：有機(jī)物主要組成元素C、H、O、N、S等氧化后，產(chǎn)生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量TOC：在900度的高溫下，將有機(jī)物所含的碳氧化成CO2并折算成含碳量TOD＞COD＞BOD＞TOC可生物降解的過(guò)程：第一階段：碳氧化階段，在異氧菌的作用下，含碳有機(jī)物被氧化成二氧化碳和水，含氮有機(jī)物被氧化成氨氣；第二階段，硝化階段，在自養(yǎng)菌的作用下，氨氣被氧化成NO2-和水，再在自養(yǎng)菌的作用下，NO2-被氧化成NO3-。兩個(gè)過(guò)程都能釋放出微生物活動(dòng)所需的能。碳化過(guò)程與BOD有關(guān)。6/2/20246第二章什么是水體污染？水體的熱污染會(huì)造成什么后果？水體富營(yíng)氧化的危害及形成的主要原因是什么？什么是水體的自凈？水體的自凈過(guò)程按機(jī)理可分為哪三大類？河流水體的主要自凈機(jī)理是什么？氧垂曲線主要描述什么作用與過(guò)程？污水處理按處理原理和處理程度是如何分類的？6/2/20247水體污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)發(fā)生改變，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。6/2/20248水體熱污染的危害a水體的飽和溶解氧與水體的溫度成反比，水體溫度升高，水中的溶解氧含量降低，水體的虧氧量也隨之減少，故大氣中的氧向水體傳遞的速率變慢。此外，由于水溫升高，水生生物的耗氧速率加快，加速水體溶解氧的消耗，造成魚(yú)類和水體生物的窒息死亡，使水質(zhì)迅速惡化b導(dǎo)致水體化學(xué)反應(yīng)加快可引發(fā)水體的物理化學(xué)性質(zhì)變化，臭味加劇c使水體的細(xì)菌繁殖加快d加速藻類的繁殖6/2/20249水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害：富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致水體藻類大量瘋長(zhǎng)，隔絕水面與大氣之間的復(fù)氧，加上藻類自身死亡和腐化，消耗溶解氧，使水體溶解氧迅速降低。藻類堵塞魚(yú)腮和缺氧，造成魚(yú)類窒息死亡。死亡的藻類和魚(yú)類不斷沉積于水體底部，逐漸淤泥，最終使水體演變成沼澤和旱地。形成原因主要是，水體中含有大量的氮和磷6/2/202410水體自凈：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)和生物的作用，使污染物濃度降低或總量減少，受污染的水體部分或完全地恢復(fù)原狀水體自凈的三機(jī)理：物理凈化作用，化學(xué)凈化作用和生物化學(xué)作用6/2/202411水體自凈的主要機(jī)理是：生物化學(xué)作用氧垂曲線主要描述需氧污染物排入水體后發(fā)生生物化學(xué)分解作用，在分解過(guò)程中消耗水中的溶解氧。在受污染的水體中，有機(jī)物的分解過(guò)程制約著水體溶解氧變化的過(guò)程。6/2/202412污水處理按處理原理可分為：物理、化學(xué)和生物法污水處理按處理程度可分為：一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。6/2/202413第三章沉淀法在污水處理工藝有哪四種用法？沉淀池按結(jié)構(gòu)形式主要分哪幾種？簡(jiǎn)述沉淀的四種基本類型及各自特點(diǎn)。簡(jiǎn)述理想沉淀池。畫(huà)圖推導(dǎo)斯托克斯定律并敘述影響顆粒沉降的因素。計(jì)算題1計(jì)算題26/2/202414某城市污水處理廠平流沉淀池設(shè)計(jì)最大水量10000m3/d，入口懸浮物濃度為C0=250mg/l，試設(shè)計(jì)該平流沉淀池，使處理后的污水中懸浮物濃度C1不超過(guò)50mg/l，沉淀污泥的含水率為97%，沉淀速度0.5mm/s，沉淀時(shí)間70min。6/2/202415某城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)人口15000人，設(shè)計(jì)最大流量Qmax=0.0325m3/s，每人每天產(chǎn)生的濕污泥量為0.5升，污泥排放時(shí)間T=2d，采用豎流式沉淀池作為初沉池，試設(shè)計(jì)各部分尺寸。已知：中心筒內(nèi)流速v0=30mm/s，中心管下端與反射板間隙流速v1=20mm/s，污水在沉淀池內(nèi)沉速v=0.7mm/s，沉淀時(shí)間t=1.5hr。6/2/202416沉淀法在污水處理中的四種用法：

a用于廢水的預(yù)處理

b用于污水進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物前的初步處理

c用于生物處理的固液分離

d用于污泥處理階段的污泥濃縮

沉淀池按結(jié)構(gòu)可分為：平流式、豎流式、輻流式、斜板沉淀池等6/2/202417

a自由沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量均不改變，下沉速度不受干擾。

b絮凝沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中，其尺寸和質(zhì)量均會(huì)隨深度的增加而增大，沉速也隨深度增加而增大。

c擁擠沉淀：顆粒在水中的濃度較大時(shí)，在下沉過(guò)程中將彼此干擾，在清水和渾水之間形成明顯的交界面，并逐漸向下移動(dòng)。

d壓縮沉淀：顆粒間互相支撐，上層顆粒在重力作用下，擠出下層的間隙水，使污泥得到濃縮。6/2/202418理想沉淀池的假定條件：

①

進(jìn)出水均勻分布在整個(gè)橫斷面，亦即沉淀池中各進(jìn)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)流速均相同；

②懸浮物在沉淀過(guò)程中以等速下沉；

③懸浮物在沉降過(guò)程中的水平分速度等于水流速度，水流是穩(wěn)定的。

④懸浮物落到池底污泥區(qū)，不再上浮，即被除去。

6/2/202419重力：浮力：阻力：

Stokes公式6/2/202420第四章敘述生物處理的基本概念，活性污泥中主要有哪些微生物？敘述SV與SVI的概念及相互關(guān)系；測(cè)定SVI的意義何在？若曝氣池中的污泥濃度為2200mg/l，混合液在100ml量筒內(nèi)經(jīng)30min沉淀的污泥量為18ml，計(jì)算污泥指數(shù)、所需回流比和回流污泥濃度。構(gòu)成活性污泥法的三要素是什么？相互間關(guān)系如何？試比較推流式曝氣池和完全混合式曝氣池的優(yōu)缺點(diǎn)。6/2/202421試比較普通活性污泥法、吸附再生法的特點(diǎn)。按微生物的生長(zhǎng)速度，其生長(zhǎng)可認(rèn)為哪四個(gè)周期？試述曝氣系統(tǒng)的分類及組成，空氣擴(kuò)散裝置在曝氣池中的主要作用是什么？什么是污泥膨脹，如何控制？繪圖說(shuō)明間歇式活性污泥法（簡(jiǎn)稱SBR法）的運(yùn)行過(guò)程及其優(yōu)缺點(diǎn)。AB法的主要工藝特征是什么？總結(jié)歸納活性污泥凈化反應(yīng)影響因素.在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，傳統(tǒng)法曝氣池中混合液污泥濃度的選擇應(yīng)當(dāng)從哪幾個(gè)方面考慮？其濃度范圍大致為多少為宜？雙膜理論的基本內(nèi)容？6/2/202422某城市污水設(shè)計(jì)流量Q=10000m3/d，進(jìn)水BOD5平均濃度為300mg/l，若用4座完全混合式曝氣池，去除率90%，求每個(gè)曝氣池容積和理論需氧量。取Ls=0.5kgBOD/kgMLVSS?d，MLSS=4000mg/l，MLVSS/MLSS=0.76，a′=0.6，b′=0.07。6/2/202423某城鎮(zhèn)污水量為20000m3/d，原污水經(jīng)初沉池處理后BOD5值為150mg/L，要求處理水BOD5值為20mg/L，去除率為87%，求鼓風(fēng)曝氣時(shí)的供氣量。有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：XV=2000mg/L，曝氣池出口處溶解氧濃度為2mg/L，計(jì)算水溫25℃。有關(guān)的各項(xiàng)系數(shù)為：a′=0.5，b′=0.1，α=0.85，β=0.95，ρ=1，EA=10%。查表可知Cs（20℃）=9.17mg/L，Cs（25℃）=8.4mg/L。經(jīng)計(jì)算曝氣池有效容積為3000m3，空氣擴(kuò)散裝置安設(shè)在水下4.5m處。6/2/202424某市有居民25萬(wàn)人，排水定額為120L/人·d，擬新建以活性污泥法二級(jí)處理為主體的污水處理廠，要求處理后出水中的BOD5為25mg/L。已知每人每天產(chǎn)生的BOD5為25g，初沉池對(duì)BOD5的去除率為20%，K2=0.0185，b=0.09，Xa=0.4,Ce=20mg/L,f=0.75,SVI=100,R=50%,r=1.2,試計(jì)算曝氣池的有效容積。6/2/202425生物處理的基本概念：利用微生物分解氧化有機(jī)物的功能，并采取一定人工措施，創(chuàng)造有利于微生物的生長(zhǎng)、繁殖的環(huán)境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有機(jī)物的效率的一種廢水處理方法。

活性污泥中的微生物有：細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物6/2/202426SV：污泥沉降比，是指曝氣池混合液沉淀30分鐘后，沉淀污泥與混合液體積之比（以%表示）。SVI：污泥體積指數(shù)，指曝氣池混合液經(jīng)30分鐘沉淀后1克干污泥所占的體積（以毫升表示）。SVI=SV/MLSS測(cè)定污泥體積指數(shù)的意義：污泥指數(shù)反映活性污泥的疏散程度和凝聚，沉降的性能。6/2/202427構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)要素：起吸附和氧化作用的微生物、污水中的有機(jī)物、溶解氧三要素的關(guān)系：沒(méi)有充足的溶解氧，耗氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化作用；沒(méi)有充足的有機(jī)物耗氧微生物的新陳代謝缺乏食料。6/2/202428推流式曝氣池的特點(diǎn)：（a）廢水中污染物濃度自池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，廢水降解反應(yīng)的推動(dòng)力較大，效率較高；（b）推流式曝氣池可采用多種運(yùn)行方式；（c）曝氣池可以做的比較大，不易產(chǎn)生短路，適合于處理量比較大的情況；（d）氧的利用率不均勻，入流端利用率高，出流端利用率低，會(huì)出現(xiàn)池尾供氣過(guò)量的現(xiàn)象，增加動(dòng)力費(fèi)用。完全混合式曝氣池的特點(diǎn)：（a）抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，池內(nèi)混合液能對(duì)廢水起稀釋作用。（b）由于全池需氧要求相同，能節(jié)省動(dòng)力；（c）有時(shí)曝氣池和沉淀池可合建，不需要單獨(dú)設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，便于運(yùn)行管理；（d）連續(xù)進(jìn)水、出水可能造成短路，易引起污泥膨脹（e）池子體積不能太大，因此一般用于處理量比較小的情況，比較適宜處理高濃度的有機(jī)廢水。6/2/202429普通活性污泥法的特點(diǎn)：a因?yàn)槠胀ɑ钚晕勰喾蜎_擊負(fù)荷差，進(jìn)水水質(zhì)水量變化劇烈時(shí)運(yùn)行困難，因此適應(yīng)于大中型污水處理廠，日處理能力在20萬(wàn)立方米以上的污水處理廠。b本工藝主要對(duì)含碳有機(jī)物的去除，對(duì)氮磷的去除率較低。c本工藝剩余活性污泥量較大，污泥處理、處置費(fèi)用比較高。d當(dāng)活性污泥中絲狀微生物大量繁殖時(shí)，使二沉池的沉降性能下降，結(jié)果出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。吸附再生法的特點(diǎn)：

a污水與活性污泥在吸附池內(nèi)接觸的時(shí)間較短，吸附池的容積較小，再生池接納的是已排除剩余污泥的回流污泥，因此再生池的容積也小；

b本工藝對(duì)水質(zhì)、水量的沖擊負(fù)荷具有一定的承受能力，吸附池內(nèi)的污泥遭到破壞時(shí)，可由再生池的污泥補(bǔ)救。6/2/202430微生物的生長(zhǎng)周期適應(yīng)期對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期減速增長(zhǎng)期內(nèi)源呼吸期6/2/202431曝氣系統(tǒng)的分類：鼓風(fēng)和機(jī)械曝氣曝氣系統(tǒng)得組成：鼓風(fēng)機(jī)、空氣管道、空氣擴(kuò)散裝置空氣擴(kuò)散裝置在曝氣池中的作用：（1）充氧：將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到曝氣池混合液中，供微生物所需（2）攪拌，混合：使混合液中活性污泥、氧氣、污水充分混合接觸，并防止活性污泥沉淀。6/2/202432污泥膨脹：由于某種原因使活性污泥沉降性能惡化，SVI不斷上升，沉淀池污泥面不斷上升，造成污泥流失，曝氣池的MLSS濃度下降，從而破壞正常的處理工藝操作。控制：控制曝氣量，保證曝氣池內(nèi)適量的溶解氧調(diào)整pH氮磷的比例失調(diào)，可適量投加氮和磷化合物投加化學(xué)藥劑城市污水廠的污水在經(jīng)過(guò)沉沙池后，跳越初沉池，直接進(jìn)入曝氣池6/2/202433SBR法的優(yōu)點(diǎn)：1）構(gòu)筑物少，投資省，占地少，設(shè)備少，維護(hù)方式簡(jiǎn)便：2）曝氣時(shí)間短、效率高：3）出水水質(zhì)好：4）可除P脫N：5）運(yùn)行靈活，適應(yīng)性強(qiáng)：SBR法的缺點(diǎn)：1）自動(dòng)化控制要求高；2）