成官文版-水污染课后习题参考答案

第二章P201、简述水质指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。答：水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。3、废水有机污染特性的指标有哪些？生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间的联系与区别。答：生化需氧量（BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。总有机碳（TOC）：水样中所有有机污染物的含碳量。总需氧量（TOD）：有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量。这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD与TOD或TOC之间存在一定的相关关系。第三章P411、简述水体自净的类型。答：水体自净从净化机制来看，可分为：物理净化：稀释、混合、沉淀、挥发化学净化：氧化还原、酸碱反应、吸附与凝聚生物化学净化6、氧垂曲线的特点和使用范围是什么？答：特点：分三个阶段第一阶段为亏氧阶段，即耗氧速率大于复氧速率，水中溶解氧含量大幅下降，亏氧量增加，直至达到临界亏氧点（氧垂点）。此时溶解氧最低，亏氧量最大，耗氧速率等于复氧速率。第二阶段为复氧阶段，即复氧速率超过亏氧速率，水中溶解氧量开始回升，亏氧量逐渐减少。第三阶段为复原阶段，即溶解氧含量继续回升，亏氧量减少，直至恢复到排污口前的状态。使用范围：氧垂曲线适用于一维河流和不考虑扩散的情况。第四章P841、格栅的作用是什么？答：用以截留较大的悬浮物或者漂浮物，以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。2、调节池有什么功能？简述调节池的混合方式和各自特点。答：功能（1）尽量减少或防止有机物冲击负荷以及高浓度有毒物质对生物处理系统的不利影响（2）实现酸性废水和碱性废水的中和，尽可能使处理过程值的pH值保持稳定，以减少中和所需要化学药品的数量（3）加速热量散失，是不同温度废水得到充分混合，调节水温（4）当工厂不开工或间歇排放废水时，可在一定时间内保持生物处理系统的连续进水。调节池的混合方式及其特点：穿孔倒流槽式水质调节池，圆形调节池，机械搅拌调节池，水力搅拌调节池。3、试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。答：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。絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中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。区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；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。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。联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间的相互影响也依次加强，并且都是利用重力沉降作用使污水和废水密度较大的悬浮物分离。4，设置沉砂池的目的是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？答：沉砂池的设置目的是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力分离或离心力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机颗粒则随水流带走。平流式沉砂池是通过控制进入的污水流速，以重力分离无机颗粒；而曝气沉砂池是由于曝气作用，在池的横断面上产生旋转流动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式，无机砂粒由于离心力作用而沉入集砂槽中。5、分析说明斜板沉淀池所基于的浅池沉淀理论。在实际工程应用中，斜板沉淀池可能会存在哪些问题答：在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆异流、同向流和侧向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。斜板沉淀池的问题是活性污泥粘度较大，容易黏附在斜板上，影响沉淀效果甚至可能堵塞斜板，勇士，在厌氧情况下，经厌氧消化产生的气体上升时，会干扰污泥的沉淀，并把从板上脱落下来的污泥带至水面结成污泥层。6、简述常用初沉池的形式和各自的使用范围？绘图说明竖流沉淀池的工作原理。7、加压溶气气浮的基本原理是什么？有哪几种基本流程与溶气方式？各有何特点？答：加压溶气气浮法的基本原理：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来。基本流程及特点：全加压溶气流程，特点是将全部入流废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，进行固液分离。部分加压溶气流程：将部分入流废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，其它部分直接进入气浮池，进行固液分离。部分回流加压溶气流程：将部分清液进行回流加压，入流水则直接进入气浮池，进行固液分离。8、在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何缺点？答：气浮法：能够分离那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒，适用于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情况，但是产生微细气泡需要能量，经济成本较高。沉淀法：能够分离那些颗粒密度大于水能沉降的颗粒，而且固液的分离一般不需要能量，但是一般沉淀池的占地面积较大。第五章P1101．简述好氧和厌氧生物处理有机污水的原理和使用条件。答：污水生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。好氧生物处理是在水中存在溶解氧的条件下（即水中存在分子氧）。利用好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法；厌氧生物处理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。3．简述城镇污水生物脱氮过程的基本步骤。答：污水生物脱氮过程氮的转化主要包括氨化、硝化和反硝化作用。（1）氨化：微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化反应。在氨化微生物作用下，有机氮化合物在好氧或厌氧条件下分解、转化为氨态氮。（2）硝化反应：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-）。（3）反硝化反应：在缺氧条件下，NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被还原为氮气。4．简述生物除磷的原理。答：在厌氧—好氧交替运行的系统中，利用聚磷微生物厌氧释磷、好氧超量吸磷的特性，是好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中除磷的目的。7、写出氧转移速率公式，说明提高氧转移速率的途径。答：氧转移速率公式：dC/dt=KLa(Cs-C)提高氧转移速率的途径：（1）提高KLa值（2）提高Cs值（3）提高&C=（Cs-C）第六章P1631．活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？答：活性污泥法是采用人工强制曝气，使活性污泥均匀分散的悬浮在曝气池中，并与污水中氧充分接触，从而降解、去除污水中有机污染物的方法。活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分。图如书115。污水和回流污泥进入曝气池形成混合液，在池内充分曝气，一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触；另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件，保证微生物的正常生长。废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液进入二次沉淀池，进行固液分离，净化的废水排出。大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝气池进口，与进入曝气池的废水混合。2．常用的活性污泥法曝气池的基本形式有哪些？答：曝气池实质上是一个反应器，它的池型与所需的水力特征及反应要求密切相关，主要分为推流式、完全混合式、封闭环流式及序批式四大类。3．活性污泥法有哪些主要运行方式？各运行方式有何特点？答：活性污泥法主要运行方式有：传统推流式、渐减曝气法、高负荷曝气法、阶段曝气法、吸附再生（接触稳定）法、吸附—生物降解工艺（AB法）、延时曝气法、纯氧曝气法和间歇活性污泥法、序批式活性污泥法（SBR）、循环活性污泥工艺（CAST）、完全混合法。4．解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。答：污泥泥龄为在处理系统中微生物的平均停留时间。污泥泥龄是活性污泥处理系统设计、运行的重要参数，在理论上也有重要意义。在曝气池设计中的活性污泥法，由活性污泥泥龄即可计算出曝气池的容积,在剩余污泥的计算中也可根据污泥泥龄直接计算每天的剩余污泥,在活性污泥处理系统运行管理过程中，污泥泥龄也会影响到污泥絮凝的效果。另外污泥泥龄也有助于进步了解活性污泥法的某些机理，而且还有助于说明活性污泥中微生物的组成。5．从气体传递的双膜理论，分析氧传递的主要影响因素。答：从气体传递的双膜理论角度分析，影响氧传递速率的主要因素为气相中氧分压、水温、污水的性质。（1）废水水质：污水中含有各种杂质，对氧的传递会产生一定的影响。其中主要是溶解性有机物，特别是某些表面活性物质，他们会在气液界面处集中，形成一层分子膜，增加氧传递的阻力，影响氧分子的扩散。（2）水温：水温对氧传递影响较大，水温上升，水的饿黏度降低，液膜厚度减小，扩散系数提高，KLa值增高；反之，则KLa值降低。水温对溶解氧饱和度Cs值也会产生影响。随着温度的增加，KLa值增大，Cs值降低，液相中氧的浓度梯度有所减小。因此，水温对氧转移有两种相反的影响，但并不是完全抵消，总的来说，水温降低有利于氧的转移。（3）氧分压：Cs值除了受到污水中溶解盐及温度的影响外，自然还受到氧分压或气压的影响，气压降低，Cs值也随之下降；反之则提高。6．生物脱氮、除磷的环境条件要求和主要影响因素是什么？说明主要生物脱氮、除磷工艺的特点。答：生物脱氮、除磷影响因素有：（1）环境因素，如温度、pH、DO；（2）工艺因素，如污泥泥龄、各反应区的水力停留时间、二沉池的沉淀效果；（3）污水成分，如污水中易降解有机物浓度，BOD5与N、P的比值等。常用脱氮除磷工艺性能特点工艺名称优点缺点AN/O在好氧前去除BOD，节能；硝化前产生碱度；前缺氧具有选择池的作用脱氮效果受内循环比影响；可能存在诺卡氏菌的问题；需要控制循环混合液的DOAP/O工艺过程简单；水力停留时间短；污泥沉降性能好；聚磷菌如有硝化发生除磷效果会降低；工艺灵活性差碳源丰富，除磷效果好A2/O同时脱氮除磷；反硝化过程为硝化提供碱度；水力停留时间短；反硝化过程同时除去有机物；污泥沉降性能好回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；脱氮受回流比影响；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物倒置A2/O同时脱氮除磷；厌氧区释磷无硝酸盐的影响；无混合液回流，流程简单，节能；反硝化过程同时除去有机物；好氧吸磷充分；污泥沉降性能好；厌氧释磷得不到优质降解碳源；无混合液回流时总氮去除效果不高UCT减少了进入厌氧区的硝酸盐量，提高了除磷效率；对有机物浓度偏低的污水，除磷效率有所改善；脱氮效果好操作较为复杂；需增加附加回流系统改良Bardenpho脱氮效果优秀；污泥沉降性能好池体分隔较多；池体容积较大PhoStrip易于与现有设施结合及改造；过程灵活性好；除磷性能不受进水有机物浓