水控简答题

①理想沉淀池的几个假定(★★)：1.沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v；2.悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u；3.在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；4.颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。②厌氧生物处理的基本原理是什么？厌氧生物处理指在无分子氧条件下通过艳阳微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳，等物质的过程，分为四个阶段：水解阶段，酸化阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。1水解阶段：是将复杂的大分子，不溶解性有机物先在细胞外酶的作用下水解成小分子，溶解性的有机物，然后渗入细胞体内。2酸化阶段：是在酸化性细菌的作用下，将渗入细胞体内的有机物分解成挥发性有机酸，醇类，醛类等，紧接着氨基酸，蛋白质，脂肪分解成氨和胺，多肽等，在此阶段，发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第一类小分子有机物。3产氢产乙酸阶段：在产氢产酸菌作用下，将酸化阶段产生的第二类有机酸被分解转化成乙酸和H2.4产甲烷阶段：一组产甲烷菌把CO2和H2转化为甲烷；另一组产甲烷菌从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷。③生物滤池和活性污泥回流的目的：生物滤池的目的是将生物滤池的一部分出水回流到滤池前和进水混合，既降低进水浓度，又增强了水利负荷，即增强了冲刷作用，可维持生物膜活性，防止因生物膜过后而堵塞。活性污泥法的目的是为了维持曝气池中的污泥浓度。④化学混凝法的反应机理：1、压缩双电层作用：由于胶粒的ξ电位，使其在水中能够维持稳定的分散悬浮状态。而向水中投加混凝剂，可以消除或降低胶粒的ξ电位，使微粒碰撞聚结，失去稳定性，即凝聚。2吸附架桥作用：三阶铝盐或铁盐及其他高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成线性结构的高分子聚合物，能被胶体微粒强烈吸附。因其线性长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附搭桥，使颗粒逐渐结大，形成粗大的絮状体，即絮凝。3吸附电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。4沉淀网捕作用:三阶铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物，这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷网捕水中的胶体等微粒，使交替粘结。⑤活性污泥法运行中的常见问题一、污泥膨胀：1、丝状菌繁殖引起的膨胀2、非丝状菌膨胀二、污泥上浮：1、污泥脱氮上浮2、污泥腐化上浮三、产生泡沫⑥废水中氮的形式（★）：有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮。生物脱氮机理（★）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。氨化反应：在好氧条件下，微生物分解有机氮化合物产生氨的过程。生物硝化：在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物反硝化：在缺氧条件下，由于异养型兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将NO2-－N和NO3-－N还原成N2的过程，称为反硝化。⑦废水中磷的主要存在形态：正磷酸盐、聚合磷酸盐、有机磷生物强化除磷工艺：利用好氧微生物中聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。⑧调节池的作用1、水量调节：1）线内调节：进水用重力流，出水用泵提升。2）线外调节：q高，进池；q低，出池2、水质调节：1）利用外加动力而进行的强制调节：设备较简单，效果较好，但运行费用高。2）利用差流方式：基本没有运行费，但设备结构较复杂。⑨沉淀可分成四种类型(★★)1.自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。2.絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。3.区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。4.压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。⑩加压溶气浮上法的基本原理（★）.先在加压条件下，将空气溶于水中并达到饱和状态，然后突然将操作压力降至常压，使压溶于水中的空气处于过饱和状态，并以微小气泡型式释放出过饱和部分的空气量。1、全溶气流程：溶气量大，气浮池体积较小（可节省基建投资）；压力泵功率和溶气罐容积较大，故动力消耗较大。2、部分溶气流程：所需的压力泵功率和溶气罐容积较小，故设备紧凑、动力消耗低，但溶气系统提供的空气量也少。3、回流溶气流程：溶气水量少且水质较优、动力消耗省、溶气效率高、混凝过程不受废水输送设备影响、形成的絮体性能较好但气浮池的容积比前两种流程大压力溶气气浮法系统组成：压力溶气系统、空气释放系统、气浮池11米氏方程式(★★)式中:v—酶促反应速度；vmax—最大酶反应速度；ρS—底物浓度；Km—米氏常数。（1）当ρSKm时，Km＋ρS≈ρS，v=vmax，呈零级反应，酶促反应速度达到最大值。（2）当ρSKm时，Km＋ρS≈Km，呈一级反应，酶促反应速度和底物浓度呈正比关系1、物理意义（1）Km值只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。（2）如果一个酶有几种底物，则对每一种底物，各有一个特定的Km（3）同一种酶有几种底物，就有几个Km值，Km值最小的底物，称为该酶的最适合底物。12土地处理基本工艺（★）SmSmaxSmSmaxKvKvvmax(1)mSvKv1慢速渗滤系统:特点：投配负荷较低，v↓，故η↑，出水水质好。适用范围：渗水性能良好的土壤；蒸发量小、气候湿润的地区。2.快速渗滤系统:特点：有机负荷与水力负荷高适用范围：渗透性能良好的土壤；主要是补给地下水和污水再生回用。3.地表漫流系统:净化机理类似于固定膜生物处理法。适用范围：渗透性低的黏土或亚黏土;采用何种方法灌溉取决于土壤性质、作物类型、气象和地形。4湿地处理系统:污水→湿地和沼泽地→耐水性植物和土壤的共同作用→净化。操作维护费用低、无二次污染、易实现中水回用5地下渗滤处理系统：毛管浸润和土壤渗透→污水向四处扩散→过滤、沉淀、吸附和生物降解作用→净化。处理污水负荷较低、停留时间长、净水效果好且稳定、运行管理简单出水水质好13吸附的基本理论（★）1、吸附原理（1）吸附产生的原因①溶质对水的疏水特性；对固体颗粒的高度亲和力。②由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华力或化学健所引起。（2）吸附的分类交换吸附：溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子。（影响因素：离子电荷数、水合半径）物理吸附：吸附剂与吸附物质之间是通过分子间引力(即范徳华力)而产生的吸附（影响因素：吸附剂的比表面积、细孔分布）化学吸附：吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用，生成化学键引起吸附（影响因素：吸附剂与吸附质的化学性质）14污水厌氧生物处理的优缺点（相对于好氧）优：①应用范围广，②能耗低，③负荷高，④剩余污泥量少，且浓缩性脱水性好，⑤N，P需求量少，⑥处理过程有一定的杀菌作用，⑦厌氧活性污泥可长期贮存，反应器可季节或间歇性运行，⑧密闭系统，臭味对环境影响小。缺：①设备启动，处理时间长，②出水往往达不到排放标准，需进一步处理，③处理系统操作控制因素较为复杂，④密闭，沼气易燃易爆，安全要求高15厌氧消化作用欠平衡时的症状：（1）消化液挥发性有机酸浓度增高；（2）沼气中甲烷含量降低；（3）消化液pH值下降；（4）沼气产量下降；（5）有机物去除率下降。厌氧消化作用欠平衡的原因（1）有机负荷过高；（2）进水pH值过低或过高；（3）碱度过低，缓冲能力差（4）有毒物质抑制；（5）反应温度急剧波动；（6）池内有溶解氧及氧化剂存在16生物转盘的优缺点优点1）生物膜交替接触水和空气2）表面积大，生物量大3）无堵塞现象4）盘面利用率高，无沟流现象5）管理方便，处理程度较高6）占地较小7）动力消耗低8）出水悬浮物沉降性能好9）抗冲击缺点1）盘材贵，投资大2）挥发性物质将会产生污染3）生物转盘的性能受环境气温及其他因素影响较大17生物流化床的优缺点优点：滤床具有巨大的表面积容积负荷高，抗冲击负荷能力强。微生物活性强、传质效果好;缺点：设备的磨损较固定床严重，载体颗粒在湍动过程种会被磨损变小。动力费用高，设备复杂，维护管理难、设计时存在着生产放大方面的问题。18稳定塘有哪几种主要类型？各适用于什么场合？好氧塘：适于处理BOD5小雨100mg/L的污水，多用于处理其他处理方法的出口水厌氧塘：适用于处理高温浓度的污水兼性塘：常被用于处理小城镇的原是污水一级中小城市污水处理厂一级沉淀池处理出水或二级生物处理后的出水曝气塘：适用于土地面积有限，不足以简称完全以自然净化为特征的塘系统19脱氮除磷原理脱氮原理：将有机氮转化为氨态氮，先利用好氧硝化作用，因硝化菌和亚硝化菌作用，将氨氮通过反硝化作用转为亚硝态氮，硝态氮，在缺氧下转化为N2除磷原理：把水中溶解性磷转化为颗粒磷，打到磷水分离。废水在生物处理中在厌氧条件下，聚磷菌生长受到抑制，为了自身的生长，便释放出聚磷菌，称磷的释放，进入好氧环境后，活力得到回复，在充分利用基质的同时，从废水中社区大量溶解态亚磷酸盐，从而得到除磷目的。20活性污泥对废水净化作用（★）1、吸附阶段：比表面积大，部分微生物为多糖类黏性物质。第一阶段：有机物吸附在污泥表面2、微生物的代谢（稳定阶段）：第二阶段：蛋白质→氨基酸；糖类→二、单糖→溶于水→分解净化水的方式：（1）有机物被吸附后直接出（2）有机物被真正降解后出水。3、凝聚和沉淀：活性污泥的基本结构为絮凝体；沉淀是混合液中固相活性污泥颗粒同废水分离的过程21布水系统（★★）（1）设置目的：为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上（2）分类：移动式布水器、固定式布水器移动式（常用回转式）布水器(组成：进水竖管、布水横管)优点：①间断布水，保证空气进入②布水均匀③对微生物的生长有利缺点：池形有限定固定式喷嘴布水系统:缺点：①水头大②布水不均匀③对生物膜冲刷不连续，易堵塞;优点：滤池形状不限3、排水系统:作用：收集滤床流出的污水与生物膜、保证通风、支撑滤料组成：排水假底：承托滤料，空隙≥池平面的5％－8％。池底：支撑假底；排泄滤床来水。集水沟：有充分高度22活性污泥性能的影响因素（★）1、有机物浓度:当ρSKm时，v=vmax，活性污泥生长最快当ρSKm时，，活性污泥的量与有机物浓度成正比。2、溶解氧DO过小，影响微生物的生长及系统的正常运行。DO过大，风机要求大，耗电多。正常运行：DO浓度≥2mg/L，一般在2－4mg/L。.3、营养物质（配比）C：N：P＝100：5：14、温度:化学反应：↑10℃，v↑2～4倍；酶促反应：↑10℃，v↑1～2倍。曝气池系统水温的适宜范围：20－30℃5、pH值:一般pH＝6.5－7.5，活性污泥的生长繁殖情况最好。pH6.5，霉菌↑，破坏活性污泥的结构→污泥膨胀；pH过高（≈9），代谢缓慢→菌胶团粘性物质解体。6、有毒物质:破坏细菌细胞的构造物质和酶系统，使细菌由于失去活性而不能正常生长繁殖，甚至直接被毒伤、毒死。有毒物质：重金属（砷、铅、隔、铬、铜、锌等），及酚、氰、醛、硝基化合物等有机型毒物。23流态化原理（★★）床层的三种状态:固定床阶段：v小→压力降Δp颗粒重量G→h不变→固定床v↑→Δp↑→Δp≈G→床层开始膨胀→膨胀床流化床阶段：v进一步↑，Δp＝G→流化床。v↑→h↑，Δp基本不变液体输送阶段：v更大后，载体随液体从流化床带出24污泥中的水分（★★）间隙水（70％浓缩法）、毛细水（20％离心过滤）、附着水（7％加热）、内部