水污染复习修正

水污染复习一、名词解释（20）1.活性污泥：活性污泥通常为黄褐色絮状颗粒，其直径一般为200－1000um，具有良好的凝聚沉降性能，絮凝体通常具有20-100cm2/ml的较大表面积，含水率一般为99.2%-99.8%，由Ma、Me、Mi、Mii四部分组成。2.生物膜法：以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺；3.污泥膨胀：由于活性污泥絮体中丝状菌或非丝状菌过度繁殖而导致污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象；4.颗粒污泥：微生物固定一种形式，其外观为具有相对规则的球形或椭圆形黑色颗粒，在光学显微镜下，呈多孔结构，表面有一层透明胶状物，附着甲烷菌；二、简答题（50）1.解释厌氧生物处理比好氧生物处理能够承受更高有机物浓度的原因。（8）答：好氧生物处理的概念：是在水中存在溶解氧的条件下（分子氧），利用好氧微生物（包括兼性微生物，但主要是好氧细菌）降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。适用于低浓度的有机污水，或者BOD5小于500mg/L的有机污水。厌氧生物处理的概念：是在水中既无分子氧又无化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。适用于有机污泥和高浓度有机污水（一般BOD5大于2000mg/L）。厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机物进行降解或部分降解；2.简述人工湿地的工作原理。（8）答：植物、莲花可吸收水体中营养物质，进行光合作用将氧输送到湿地系统，提供根区微生物生长、繁殖和讲解所需的氧，维持和加强人工湿地系统内的水力传输，以维持系统稳定，放养的泥鳅和田螺等水生动物可吞食湿地中的底泥，间接消耗水体中的氮、磷等营养物质。3.叙述厌氧“三阶段”理论，并分析：（1）厌氧生物反应器中不同阶段作用的微生物种群和生化反应产物；（2）怎样维持厌氧产酸和甲烷化两个阶段的平衡。（12分）厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌(fermentativebacteria)、产氢产乙酸细菌(acetogenicbacteria)和产甲烷细菌(methanogenicbacteria)的联合作用完成。厌氧消化过程划分为三个连续的阶段，即水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。第一阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的除乙酸、甲烷、甲醇以外的有机酸被分解转化成乙酸和H2。第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。pH值对厌氧消化的影响：产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围较广，在4.5-8.0之间。产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。温度对厌氧消化的影响：各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲烷菌的温度范围为5-60℃。4.叙述活性污泥法与生物膜法的区别与联系。（8）答：活性污泥降解有机物过程机理活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上又含有多糖类的黏性物质所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用。吸附阶段很短，一般在15-45min左右就可完成吸附过程，而稳定阶段较长。污水中处于悬浮状态和胶体状态的有机物浓度越高，吸附效果越明显。生物膜法的净化过程（机理）生物膜法去除污水中污染物是一个吸附、稳定的复杂过程，包括污染物在液相中的紊流扩散、污染物在膜中的扩散传递、氧向生物膜内部的扩散和吸附、有机物的氧化分解和微生物的新陈代谢等过程。污水同生物膜接触后，溶解性有机物和少量悬浮物被生物膜吸附并降解为稳定的无机物（CO2、H2O等）。生物膜法利用固着生长的微生物—生物膜的代谢作用去除有机物，有厌氧和好氧两种，主要适于处理溶解性有机物。6.简述Yobs和Y表征的意义和区别。（8分）答：产率系数Y指降解一个单位质量的底物所增长的微生物的质量，用Y表示。计算的是微生物的总增长量，没有扣除生化反应过程中用于内源呼吸而消亡的微生物量，故Y有时也称合成产率系数或总产率系数。表观产率系数Yobs计算的微生物量为净增长量，即已经扣除内源呼吸而消亡的微生物量，表观产率系数可在实际运转中观测到，故Yobs又称观测产率系数或净产率系数。7.简述好氧塘的处理原理。（8分）好氧塘：全塘皆为好氧区，塘深较浅，阳光可以达到塘底。8.分析活性污泥膨胀产生的原因及控制方法。（8分）答：一、丝状菌性污泥膨胀原因：污泥膨胀理论：(1)低F/M比（即低基质浓度）引起的营养缺乏型膨胀；——污泥膨胀的选择性理论(2)低溶解氧浓度引起的溶解氧缺乏型膨胀；(3)高H2S浓度引起的硫细菌型膨胀。对策：（1）临时控制措施：1）污泥助沉法（①改善絮凝性，投加絮凝剂如：硫酸铝等；②改善沉降性和密实性，投加粘土、消石灰等）；2）灭菌法：（①投加杀菌剂如氯、臭氧、过氧化氢等杀灭丝状菌；②投加硫酸铜等杀灭球衣菌）（2）运行调节措施：1）加强曝气、2）调节运行条件{①调节进水pH值；②调整混合液中的营养配比；③适当调节污泥负荷。}（3）工艺控制措施：对现有设施进行改造，或采用新的设计思路二、非丝状菌污泥膨胀分为粘性膨胀与低粘性膨胀；1）粘性膨胀原因：①进水中溶解性有机物浓度高，F/M值太高；②氮、磷缺乏，或溶解氧不足；③细菌大量吸附有机物，但不能及时降解，分泌出过量的凝胶状的多糖类物质；④这些物质具有很高亲水性，导致污泥中含有大量结合水，泥水分离困难。对策：降低负荷，调整工况，加强曝气等。2)低粘性膨胀原因：进水中含有毒性物质，使污泥中毒，使细菌不能分泌出足够的粘性物质，从而不能有效形成絮凝体，导致泥水分离困难；对策：控制进水水质，加强上游工业废水的预处理;三、分析与推导（30）1.叙述异养型微生物好氧处理过程，并分析：（1）剩余污泥的构成（2）污水中有机物的去除途径。（15分）2、根据下图分析：（1）脱氮工艺为何缺氧池要置于好氧池前端；（2）A2/O脱氮除磷原理。（3）脱氮与除磷协同之处和矛盾之处(20分)答：（1）在反硝化反应过程中产生的碱度可补偿硝化反应消耗的碱度的一半左右；硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机物得以进一步去除，无需增建后曝气池；（2）简单、厌氧、缺氧、好氧交替进行，不利于丝状菌生长；（3）（一）生物脱氮污水生物脱氮处理过程氮的转化：氨化、硝化和反硝化作用。其中氨化可在好氧或厌氧条件下进行，硝化作用是在好氧条件下进行，反硝化作用在缺氧条件下进行。生物脱氮是含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转变为N2而被去除的过程。①氨化反应（氨化细菌）：微生物分解有机氮化合物产生氨的过程。②硝化反应（亚硝化菌和硝化菌）：在亚硝化菌和硝化菌的作用下，将氨态氮转化为亚硝酸盐（NO2-）和硝酸盐（NO3-）的过程。③反硝化反应（异养型兼性厌氧反硝化细菌）：在缺氧条件下，NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被还原为氮气的过程称为反硝化反应。④同化作用：生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成成分，并以活性污泥的形式得以从污水中去除的过程，称为同化作用。当进水氨氮浓度较低时，同化作用可能成为脱氮的主要途径。（二）生物除磷生物除磷利用聚磷微生物具有厌氧释磷及好氧（缺氧）超量吸磷的特性，使好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水除磷的目的。矛盾之处：含NO3--N的的污泥直接回流到厌氧池，会引起反硝化作用，反硝化菌将争夺除磷菌的有机物而影响除磷效果；3、简述微生物生长规律及每个阶段的控制因素微生物生长规律分为延迟期、对数增长期、稳定期和衰亡期四个时期。（1）延迟期特点：生长速率等于零；细胞合成新的成分（补充消耗的材料，适应新的培养基或别的培养条件）；细胞形态变大或变长；对外界不良环境敏感。（外界环境）停滞期是否存在或停滞期的长短，与接种活性污泥的数量、废水性质、生长条件等因素有关。（2）对数期特点：生长速率最快，细胞呈对数增长；生长速率恒定；代谢旺盛，细胞成分平衡发展；群体的生理特性较一致。（自身生理机能）当废水中有机物浓度高，且培养条件适宜，则活性污泥可能处在对数生长期。处于对数生长期的污泥絮凝性较差，呈分散状态，镜检能看到较多的游离细菌，混合液沉淀后其上层液混浊，含有机物浓度较高，活性强沉淀不易，用滤纸过滤时，滤速很慢。（3）稳定期特点：活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点；细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢；细胞生长速率为零；营养物质被消耗不能满足生长需要；代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平；pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应；新生率等于死亡率。（有机物浓度）（4）衰亡期特点：细胞以指数速率死亡；细胞变形退化。当污水中有机物浓度较低，营养物明显不足时，则可能出现衰老期。处于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有细小泥花，以滤纸过滤时，滤速快。注意合成产率系数和观测产率系数。