排水工程复习题

三．论述题.1．绘出以活性污泥法为二级处理的城市污水处理典型流程图，并说明每个构筑物的功能。答案:流程（略），各主要处理单元的作用：①格栅：截留大的悬浮物、漂浮物；②沉砂池：沉降比重较大的无机颗粒；③初沉池：沉降部分悬浮物和去除一部分有机物；④生物反应器：通过生物作用去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物(以BOD或COD表示)。⑤二沉池：泥水分离，使混合液澄清；⑥浓缩池：降低污泥中的空隙水，减小污泥体积；⑦消化池：通过厌氧消化或好氧消化使污泥稳定；⑧机械脱水：通过机械脱水设备处理，进一步减少污泥体积；2.请论述厌氧消化的机理及其影响因素。答案:厌氧消化三阶段理论：第一阶段为水解与发酵阶段，是在水解与发酵细菌作用下，使溶解性大分子有机物和不溶性有机物水解为溶解性小分子有机物（碳水化合物，蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等）；第二阶段为产氢产乙酸阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；第三阶段为产甲烷阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷；另一组对乙酸脱羧产生甲烷。（2）厌氧消化的影响因素：①温度影响：中温消化温度区：30—36℃，高温消化温度区：50—53℃。②污泥龄及投配率：甲烷菌的增殖较慢,对环境条件的变化敏感,因此,要获得稳定的处理效果，需要保持较长的污泥龄；投配率是消化池设计的重要参数,投配率过高或过低都会对污泥消化程度和产气率产生影响，城市污水处理中温消化的投配率以5～8％为宜。③搅拌和混合：搅拌和混合可以使生、熟污泥充分混合，避免污泥结块，加速消化气释放。④营养与C/N比：营养由污泥提供，用于合成新细胞，污泥中C/N应为（10-20）：1为宜。⑤有毒物质：对污泥有抑制作用主要有重金属离子、S2-等，存在毒阈浓度。⑥酸碱度、PH值：水解与发酵细菌及产氢产乙酸菌对pH的适应范围为6-6.5，而产甲烷菌为6.6.-7.5。3.请作出活性污泥增长曲线与有机污染物降解的关系，并说明每一段的特点。答案:①适应期：营养物质（有机污染物）非常充分，但微生物体内酶系统不适应环境，本阶段微生物初期不裂殖，数量不增加；本期后期，微生物开始增殖。②对数增殖期（a－b段）：营养物质（有机污染物）非常充分，微生物的增殖速度与时间呈直线关系；③减速增殖期（b－c段）：营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增殖速度减慢；④内源呼吸期（c－d段）：营养物质近乎耗尽的程度，微生物进行内源呼吸以营生命活动。4.根据产生微气泡的方式，气浮法可分为哪几种方法？加压溶气气浮法的工作原理如何？试绘制一种加压溶气气浮法的工艺流程并指出各单元的功能作用。答案:工作原理：空气在加压条件下溶于水中，在使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释出，在气浮池中形成气粒结合体，依靠浮力上升，固液分离。各单元功能如下：①加压泵：供给压力水、提升；②溶气罐：气水充分接触，加速空气溶解；③减压阀：实现压力锐减，并保持压力恒定（或溶气释放、减压释放）；④气浮池：气粒结合，浮渣分离。流程（略）.5.与传统活性污泥法相比较，说明氧化沟具有的特征。答案:氧化构具有下列各项特征：①构造方面：氧化沟一般呈环形沟渠状，多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。②流态特征：流态上，介于完全混合—推流。③工艺特征：可不设初沉池；可考虑不单设二次沉淀池，合建可省去污泥回流装置；BOD负荷低，类似延时曝气法，处理水质良好；泥龄长，具有脱N功能；产泥率低，排泥量少。四．计算题1.某城市污水处理厂的进水平均流量为10080m3/d，经沉淀后的BOD5为250mg/L，要求出水BOD5为20mg/L，工艺采用连续流完全混合式活性污泥法，曝气池的容积负荷为1.0kg/（m3.d），稳定运行状态下的剩余污泥量为1000kg／d（由二沉池排出），曝气池污泥混合液浓度为3000mg/L，回流污泥浓度为8000mg/L，测得曝气池30min沉降比SV为30％。根据以上条件计算:（1）曝气池的容积（m3）；（2）曝气池污泥体积指数SVI值（mL/g）；（3）污泥龄（d）；（4）污泥回流比R。答案:（1）曝气池容积V=2520m3；(2)SVI=100mL/g；（3）泥龄＝7.56；（4）R=0.62.某城市污水处理厂活性污泥曝气池混和液浓度MLSS＝2500mg/L，取该混和液100mL于量筒中，静置30min时测得污泥容积为30mL。求该活性污泥的SVI及含水率，并判断该活性污泥的凝聚、沉降性能。答案:(1）SVI=300/2.5＝120mL/g;（2）含水率为[（1－0.008）/1]×100%＝99.2%;（3）SVI值能够反映活性污泥的凝聚，沉降性能，对于城市污水，此值以介于70~100之间为宜。SVI值过低，说明泥粒细小，无机含量高，缺乏活性；SVI过高说明沉降性能不好，并且已有产生膨胀可能。由第（1）步计算可知，SVI=120，说明污泥沉降性能不好，并且已有产生膨胀可能五．名词解释1.生化需氧量在水温20℃的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生化需氧量。2.化学需氧量在酸性条件下，用强氧化剂（重铬酸钾）将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量，称为化学需氧量。3.水体自净污染物排入水体后，经物理的、化学的与生物化学的作用，使污染物的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全地恢复原状的现象称为水体自净。4.BOD污泥负荷曝气池内单位重量（kg）活性污泥，在单位时间（1ｄ）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。5.污水生活污水，工业废水，被污染的雨水的总称。6.水体污染水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水环境容量，从而导致水体水的物理、化学及微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和水体功能受到破坏。7.水体富营养化是湖泊水体老化的自然现象，由于水体受氮磷等植物营养物质污染，使藻类疯长，形成“赤潮”、蓝藻爆发“等现象，隔绝水面和大气之间的复氧，加上藻类死亡和腐化，是水体缺氧，鱼类窒息死亡，最终可能导致水体演变为沼泽或旱地。8.活性污泥以具有活性的微生物为主要构成的絮状悬浮物，易于沉淀分离。9.污泥容积指数曝气池出口处混合液经过30min沉降后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，单位为mL/g。10.污泥沉降比混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，又称30min沉降率11.污泥龄反应系统内微生物全部更新一次所需时间，？或曝气池污泥总量与每天排除的剩余污泥量之比。12.生物膜微生物附着在滤料或某种载体上生长繁殖，而形成的膜状生物污泥。13.生物接触氧化生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中，由于滤料和其上的生物膜均淹没于水中，又称淹没式生物滤池。14.稳定塘是土地经过人工适当的修整，设围堤和防渗层的池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水处理技术15.污水土地处理人工调控及系统自我调控的条件下，利用土壤——微生物——植物组成的生态系统对废水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程，使废水得到净化和改善，使绿色植物生长繁殖，改善生态环境。16.氨化反应有机氮化合物，在氨化菌的作用下分解转化为氨态氮的过程17.硝化反应在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，就此分二个阶段进行：首先在亚硝化菌作用下，使氨态氮转化为亚硝化氮，继之，亚硝化氮在硝化菌作用下转化为硝化氮。18.反硝化反应是指硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮的过程。19.生物除磷利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄磷，并将磷以聚合形态贮存在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到除磷效果。20.污泥的含水率污泥中所含水分的重量与？污泥总重要之比的百分数21.污泥投配率每日投加新鲜的污泥体积占消化池有效？容积的百分数。22.两相厌氧消化厌氧消化可分为三个阶段即水解与发酵阶段、产氢产乙酸阶段及产甲烷阶段。两相消化法，即把第一、二阶段与第三阶段分别在两个消化池中进行,使各自都有最佳环境条件。23.污泥比阻是表征污泥脱水性能的指标，是单位过滤面积上，单位干重滤饼所具有的阻力。24.电解法电解过程中，废水中的有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化还原反应，产生的新物质在电解过程中或沉积于电极表面或沉淀于电解槽内，或生成气体从水中逸出，从而降低了废水中有毒物质的浓度，这种方法称为电解法。25.气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。它是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离。六．问答题1.简述生物除磷的原理和基本过程。生物除磷利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄磷，并将磷以聚合形态贮存在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到除磷效果。生物除磷基本过程：①在好氧条件下，聚磷菌对磷的过剩摄取；②在厌氧条件下，聚磷菌的放磷。2.根据生物膜的构造说明其降解有机物的机理。生物膜在形成和成熟后，由外到内由好氧和厌氧两层构成，因为生物膜是高度亲水物质，当水不断流过其表面会形成附着水层，很薄，相对于其外侧的流动水层，附着水层是静止的。生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。从空气中不断溶入水中的氧，以及污水中的有机污染物通过流动水层传递到附着水层，然后进入生物膜，有机污染物不断被生物膜吸附、吸收和降解；氧被微生物用来氧化有机物和本身的新陈代谢；微生物的代谢产物则沿相反方向从生物膜经过水膜进入流动水层或空气中。生物膜在分解有机物的过程中不断变厚，当生物膜的厚度不大时，好氧层与厌氧层之间可以维持平衡关系，可取得满意的出水水质。3.污水处理的稳定塘方法有几种类型？每一种类型有何特点？好氧稳定塘：深度较浅，全部塘水都呈好氧状态，由好氧微生物降解有机物。兼性稳定塘：深度一般1.0m以上，上、中、下部分别由好氧、兼性、厌氧微生物降解净化。厌氧稳定塘：深度2.0m~4.0m，有机负荷高，全塘无好氧区，进行厌氧反应。曝气稳定塘：塘深2.0m以上，采用人工曝气供氧。4.活性污泥的培养与驯化可归纳为几种方法？每种方法有何特点？异步培驯法：即先培养后驯化，耗时较长，但培养与驯化过程出现问题后易判断是培养还是驯化的问题。（2）同步培驯法：培养和驯化同时进行或交替进行，可缩短培养和驯化时间，出现问题后，不易判断是培养还是驯化的问题。（3）接种法：利用其它污水处理厂的剩余污泥，再进行适当驯化。可提高驯化效果，缩短培训时间。5.说明污泥中水的组成及降低污泥含水率的方法。污泥中所含水分大致大致分为4类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%；毛细水，即颗粒间毛细管内水，占20%；污泥颗粒吸附水和内部水，约占10%。降低污泥中含水率的方法有：浓缩法用于降低污泥中的空隙水。因空隙水占多，故浓缩是污泥，减量的主要方法。自然干化法与机械脱水法，主要脱除毛细水。干燥与焚烧法，主要脱除吸附水与内部水。6.简述述生物脱氮的原理。未经处理的新鲜废水中，一般以有机氮为主，生物脱氮通过以下反应进行：①氨化反应；②硝化反应；③反硝化反应。7.说明活性污泥的特点与组成。活性污泥的特点：呈黄褐色的絮状；质轻；含水率高，＞99%；比表面积大；粒径较小。活性污泥的组成：活性微生物群体（Ma）；微生物自身氧化残留物（Me）；原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质（Mi）；原污水挟入的无机颗粒（Mii）。8.生物膜法在处理工艺方面有何特征生物膜法在处理工艺方面的特征如下：①对水质、水量变动有较强的适应性。②污泥沉降性能良好，宜于固液分离。③能够处理低浓度的污水。④易于维护运行、节能。9.活性污泥法为什么需要回流污泥?活性污泥法是依靠生物污泥对BO