水质工程学作业及参考答案.docx

_思考题和作业1水循环定义1：水循环是指水由地球不同的地方透过吸收太阳带来的能量转变存在的模式到地球另一些地方。定义2：在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气。水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，这个周而复始的过程，称为水循环。定义3：水循环是指大自然的水通过蒸发，植物蒸腾，水汽输送，降水，地表径流，下渗，地下径流等环节，在水圈，大气圈，岩石圈，生物圈中进行连续运动的过程。水循环分为海陆间循环（大循环）以及陆上内循环和海上内循环（小循环）。从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝结为雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸发返回大气，其余部分成为地面径流或地下径流等，最终回归海洋。这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为水的大循环。仅在局部地区(陆地或海洋)进行的水循环称为水的小循环。环境中水的循环是大、小循环交织在一起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进行着。水的社会循环：由于人类生产与生活活动的作用与影响，自然水循环径流部分参与的水循环。水的社会循环对水量和水质有较为突出的影响，近年来，河流、湖泊来水量大幅度减少，甚至干涸，地下水位大面积下降，径流条件发生重大改变，不可复原水量所占比例愈大，对自然水文循环的扰动愈剧烈，天然径流量的降低将十分显着，引起一系列的环境与生态灾害。 污染物的类别、危害及相应的污染指标类别危害污染指标物理性污染热污染(1) 水温升高饱和溶解氧降低，水体复氧速率减慢，水生生物的耗氧速率加快，水中溶解氧迅速消耗，造成鱼类和水生生物的窒息死亡，水质迅速恶化；(2) 水体中化学反应速率加快，可引发水体物理化学性质，如电导率、溶解氧、离子浓度和腐蚀性的变化，臭味加剧；(3) 使水体中的细菌加速繁殖，增高该水体的处理成本；(4) 加速藻类的繁殖，加快水体富营养化进程。水温颜色有色工业废水（如印染、造纸、农药、焦化及有机化工废水）排入水体形成色度（分表色和真色），引起人们感官不悦。当水体色度加深时，使透光性减弱，影响水生生物的光合作用，抑制其生长繁殖，妨碍水体的自净作用。色度臭味生活污水的臭味主要由有机物的腐败产生气体引起，工业废水主要由挥发性化合物造成。臭味给人以感官不悦，甚至危及人体生理，呼吸困难，倒胃闷胸，呕吐等。臭味固体物质包括悬浮固体、胶体、溶解性固体，水体受污染后，浊度增加、透光度减弱，主要危害为：(1)与色度形成的危害相似；(2)悬浮固体可能堵塞鱼鳃，导致鱼类窒息死亡，如纸浆废水；(3)微生物对有机悬浮固体的代谢作用，会消耗水中溶解氧；(4)可沉固体会沉积在河底，造成底泥沉积与腐化，使水体恶化；(5)悬浮固体可作为载体，吸附其他污染物质，随水流迁移污染。总固体量(TS)无机物污染酸、碱及无机盐酸碱污染可能使水体PH值发生变化，抑制微生物的生长，影响水体的自净能力；无机盐污染使水体硬度增加，造成的危害与前述溶解性固体相同PH值氮、磷加快富营养化进程，使水体溶解氧迅速降低，鱼类大量窒息死亡总氮(TN)凯氏氮(KN）硝态氮亚硝态氮总磷(TP)溶解性总磷溶解性正磷硫酸盐及硫化物 人饮用一定量后，会引起腹泻，H2S具有臭鸡蛋气味，硫化物会使水体变黑，具有一定腐蚀性SO42-氯化物 受氯化物污染后，无机盐含量往往也高，水味变咸，对金属管道与设备有腐蚀作用，且不宜作为灌溉用水氯化物重金属 就有较大的毒性，不易被微生物降解，形成的有机化合物毒性更大，可以通过食物链传入人体，使人体体内蛋白质及酶失去活性，造成慢性中毒汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)等有机物污染油脂类 水体受污染后，会呈现五颜六色，感官性状极差；浓度高时隔绝水面与大气接触，水体复氧停止，影响水生生物的生长与繁殖；油脂高时会堵塞鱼鳃，造成窒息死亡；有些油脂有毒性化学需氧量(COD)生化需氧量(BOD)总需氧量(TOD)总有机碳(TOC)酚类 主要是挥发酚，对水生生物有较大毒性；被污染水作为饮用水，加氯消毒时，氯与氛结合成氯氛，产生臭气；若灌溉农田，会导致作物减产甚至枯死有机酸、碱对微生物有毒害或抑制作用表面活性剂含磷并易产生大量泡沫，导致水体富营养化有机农药难于分解，不断积累，毒性大，对微生物有毒害和抑制作用，有害人体健康，致癌、制畸、致突变取代苯类化合物难降解有机物，对微生物有毒害和抑制作用病原微生物数量多、分布广、存活时间长、繁殖速度快，随水流传播疾病大肠菌群指数、病毒、细菌总数简述水质污染指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。水质指标是水中某一种或某一类杂质的含量，直接用其浓度表示，如某种重金属和挥发酚；有些是利用某类杂质的共同特性来间接反映其含量的，如BOD、COD等；还有一些指标是与测定方法直接联系的，常有人为任意性，如浑浊度、色度等。水质指标是判断和综合评价水体质量并对水质进行界定分类的重要参数，是通过对污染物质做出定性、定量的检测以反映污水的水质，能综合表示水中杂质的种类和含量。通过水质污染指标能指导水体污染控制和污水处理工程设计的进行与发展。分析总固体、溶解性固体、悬浮固体及挥发性固体、固定性固体指标之间的相互关系，画出这些指标的关系图。总固体(TS)：水中所有残渣的总和。溶解固体(DS)：水样经过滤后，滤液蒸干所得的固，分为挥发性溶解固体和固定性溶解固体。悬浮固体(SS)：过滤滤渣脱水烘干后所得固体，分为挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体。挥发性固体(VS）：将总固体在600的温度下灼烧而挥发掉的量。固定性固体(FS)：总固体灼烧后的残渣。关系图为：什么是植物营养元素？过多的氯、磷排入天然水体有什么危害？ 植物正常生长发育所需要的营养元素有必需元素和有益元素之分；必需元素中又有大量(亦称常量)元素和微量元素之分。必需元素指植物正常生长发育所必需而不能用其他元素代替的植物营养元素。根据植物需要量的多少，必需元素又分为必需大量元素和必需微量元素。必需大量元素有碳(C)、氢(H)、氧（O）、氮（N）、磷（P）、硫(S)、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、硅（Si）(最新的植物生理学中说Si是新增的大量元素)；必需微量元素有铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、硼(B)、钼(Mo)、氯(Cl)、钠（Na）、镍(Ni) (最新的植物生理学中说Na、Ni是新增的微量元素)。 大量元素与微量元素虽在需要量上有多少之别，但对植物的生命活动都具有重要功能，都是不可缺少的。过多的氮、磷排入天然水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，这种现象称为水体富营养化。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。过多的氯排入水体后，受氯化物污染的水体，无机盐含量往往也高，水味变咸，对金属管道与设备有腐蚀作用，且不宜作为灌溉用水。简述污水中含氮物质的分类及相互转换。污水中含氮物质的分类：蛋白质、多肽、氨基酸、尿素、亚硝酸盐、硝酸盐转换过程分为两个阶段：第一个阶段氨化作用：含氮有机物(如蛋白质、多肽、氨基酸、尿素)转化为无机氮；第二个阶段消化作用：氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。有机氮在水体中的转化一般可持续若干天。耗氧有机污染物对水体的危害表现在什么地方？ 耗氧有机污染物主要指动、植物残体和生活工业产生的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物，它们在分解过程中要消耗水中的溶解氧。 在有氧条件下，耗氧有机污染物由于好氧微生物的呼吸作用，氧化分解为二氧化碳、水、二氧化氮、NH3等；无氧条件下，分解产物为醇类、有机酸、氨气及少量H2S等有害气体，使水体恶化发臭。这些降解过程主要是通过化学氧化、光化学氧化和生物化学氧化来实现的。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。 生化耗氧量(BOD)：是“生物化学需氧量”的简称。是指在一定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的的数量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5），相应地还有BOD10、BOD20 。化学需氧量(COD)：废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被氧化的物质（一般为有机物）的氧当量。在河流污染和性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。总有机碳(TOC)：水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。总需氧量(TOD)：指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以O2的mg/L表示。化学需氧量(COD)优点是较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅需要数小时，且不受水质的限制；缺点是不能像BOD那样反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度；COD的数值一般大于BOD20，两者的差值等于难生物降解有机物量，差值越大，难降解的有机物含量越多，越不宜采用生物处理法，故把BOD5/COD的比值称为可生化性指标，比值越大，越容易被生物处理。TOD与TOC的测定原理相同，但有机物数量的表示方法不同，前者用消耗色氧量表示，后者用含碳量表示。水质比较稳定的污水，BOD5、COD、TOD、TOC、之间有一定的的相关关系，数值大小的排序为ThOD>TOC>CODCr>BODu>BOD5>TOC。生活污水的BOD5/COD的比值约为0.40.65，BOD5/ TOC的比值约为1.01.6。工业废水的BOD5/COD比值，决定于工业性质，变化极大，如果该比值>0.3，被认为可采用生化处理法；<0.25不宜采用生化处理法；<0.3难生化处理。难生物降解的有机物不能用BOD做指标，只能用COD、TOC和TOD等作指标。思考题与作业21. 什么叫水体污染？污染类型有那几种？水体污染：是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和即水体的环境容量，从而导致水的物理、化学及微生物性质发生变化，破坏了水中固有的生态系统和功能，破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用。降低了水体的使用价值和功能的现象。污染类型：2. 什么是水体自净？简述水体自净过程中的物理净化、化学净化与生物化学净化作用。 水体自净：污染物随污水排入水体后，经过物理、化学的与生物的作用，使污染物的浓度降低或重量减少，受污染的水体部分的或完全的恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。 物理净化过程：水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发，使浓度降低，总量不变； 化学净化过程：水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚(属物理化学作用)等过程，使存在形态形式发生变化及浓度降低，但总量不变； 生物化学净化过程：水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动，使其存在形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化，浓度降低，总量减少。3. 氧垂曲线是如何形成的？什么是氧垂点？氧垂曲线在水污染控制中有什么实际意义？氧垂曲线：有机物排入河流后，经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧经过河流水面不断的溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。耗氧与复氧同时进行，河水中的DO与BOD5浓度变化见右图，耗氧与复氧曲线如下图。污水排入后，DO曲线呈悬索状下垂，故称为氧垂曲线，直到恢复到污水排入前的基值浓度。氧垂点：如图所示，o点处，溶解氧最低，亏氧量最大，称o点为临界亏氧点或氧垂点。氧垂曲线的实际意义：用于处理程度的确定及环境容量的计算。4. 某城市人口35万人，排水量标准l50L(p.d)，每人每日排放于污水中的BOD5为27g，换算成BODu为40g。河水流量为3m3/s，河水夏季平均水温为20，在污水排放口前，河水溶解氧含量为6mg/L，BOD5为2mg/L（BODu =2.9mg/L），设定河水水质达到地表水环境质量类水体的要求，用试算法求该河流的自净容量和城市污水应处理的程度。解：排入河水的污水量：q=350000×0.15=52500m3/d20时的饱和溶解氧量为9.17mg/L，河水溶解氧含量为6mg/L污水排放口前河水的亏氧量为： D=C0-Cx=9.17-6.0=3.17 mg/L河水水质达到地表水环境质量类水体的要求河水最低允许溶解氧为5 mg/L污水排入河流后的最高允许亏氧量为 9.17-5.0=4.17 mg/L水温为20，故k1=0.1，因流速较小，k2=0.2，混合系数取0.5最高允许亏氧量为4.17 mg/L=Dt，t、L0未知，可用氧垂曲线方程 Dt=k1Lok2-k110-k1t-10-k2t+Do10-k2t进行试算： 初步假设L0=15 mg/L，带入tc=lgk2k11-D0(k2-k1)k1L0k2-k1得:tc=1.98d将所得tc值带入Dt=k1Lok2-k110-k1t-10-k2t+Do10-k2t得L0=12.48mg/L试算所得L0值与初步假设的L0=15 mg/L相差较多，故需进行第二次试算。将计算所得的L0带入tc=lgk2k11-D0(k2-k1)k1L0k2-k1，求出较为精确的tc值：tc=1.74d将tc=1.74d带入Dt=k1Lok2-k110-k1t-10-k2t+Do10-k2t作第二次试算得：L0=4.17-1.4220.221=12.43mg/L第二次试算所得L0=12.43 mg/L与第一次试算L0=12.48mg/L非常接近，故可定L0=12.43 mg/L。因河水自身含有BODu=2.9mg/L，因此水体能够接纳的污水所含BODu=12.43-2.9=9.53mg/L为了确保氧垂点的溶解氧不低于5mg/L，河水每日可以接受的BODu总量，即水体的环境容量(自净容量)为：9.53×3×0.5×86400+52500=1735.413kg每人每日允许排入水体的BODu量为： 1735413/350000=4.96g因每人每日产生的BODu值为40g，排入水体前应去除的BODu量为：40-4.96=35.04g故，污水应达到的处理程度为35.40/40=88.5%污水的BODu浓度为40*350000/52500=266.7mg/L排入污水的BODu允许浓度为 266.7*(1-0.885)=30.67mg/L故污水必须采用生物处理，BODu处理程度为88.5%5. 试论述排放标准、水体环境质量标准、环境容量之间的关系。水环境质量标准：说明了水体中污染物的允许最高含量，以便保证水环境质量。环境容量：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物负荷量，又称水体纳污能力。排放标准：水体是国家的宝贵资源，必须严格保护。因此当污水排入水体时，必须处理到允许排入水体的程度。故我国有关部门，以水资源的科学理论为指导，以生态标准、经济可能、社会要求三者并重，综合平衡，全面规划，充分考虑到可持续发展，有重点、有步骤地控制污染源，保护水体。为此制定的污水的各种排放标准。可分为一般标准和行业标准。排放标准中各类污染物的允许排放量，一般会超过水体环境容量，是较大的污染源。思考题与作业3-11. 什么是活性污泥法？简述活性污泥法的基本原理和基本流程。活性污泥法: 是以活性污泥为主体的一种生物处理方法。基本原理:在生化反应中，人工培养和驯化微生物群体，形成活性污泥，利用活性污泥的生化作用，分解去除污水中的有机污染物，然后污泥与水分离，从而使污水得到净化。基本流程: 2. 活性污泥法正常运行必须具备哪些条件？1) 污水中含有足够的可溶解性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质；2) 混和液中含有足够的溶解氧；3) 活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触；4) 活性污泥连续回流，同时，还要及时地排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度；5) 没有对微生物有毒害作用的物质进入。3. 恬性污泥由哪几部分组成？评价活性污泥法的指标有哪些，其各自的含义是什么？组成部分：M=Ma+Me+Mi+Mii Ma具有代谢功能活性微生物群体Me微生物自身氧化残留物（衰老、死亡微生物残体），如细胞膜、细胞壁等，属难降解有机物Mi原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质，属难降解有机物质Mii原污水挟入的无机部分评价指标：1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）：指曝气池内污水与活性污泥混合后的悬浮固体总含量；即在单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物质的总重量， MLSS=Ma+Me+Mi+Mii，表示相对活性污泥生物量（含Me、Mi、Mii）。2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：指混合液活性污泥中，有机性固体物质的浓度，MLVSS=Ma+Me+Mi，因为含Me、Mi，仍表示相对活性污泥生物量，较MLSS能更好的表示活性污泥微生物量。3）污泥沉降比（SV）：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，以%表示。能够反映曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥排放量，还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象4）污泥体积指数（污泥指数）(SVI)：曝气池出口处混合液经30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占的容积，以mL计。反映和判定活性污泥的凝聚、沉降性能，正常活性污泥SVI=50150，SVI50；说明泥粒细小， 无机含量高，缺乏活性；SVI150，说明沉降性能不好，并且已有可能产生膨胀。5）污泥龄(c)：活性污泥总量(VX)与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间，又称生物固体平均停留时间。可以通过泥龄控制剩余污泥排放 c=VXX6）BOD-污泥负荷F/M=NSkgBOD5/(kgMLSS·d)：又称BOD-SS负荷率，曝气池内单位重量（kg）的活性污泥，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），表达式为：去除负荷表达式为：7）BOD-容积负荷Nv ：单位曝气池容积（m3），在单位时间（1天）内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD），表达式为：Nv=QSaV 与NS的关系：NvNSX8）活性污泥的比耗氧速率（SOUR，也称OUR）：是衡量活性污泥生物活性的一个重要指标，指单位重量污泥在单位时间内所消耗的溶解氧量，反映有机物降解速率，以及活性污泥是否中毒。单位：mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h)4. 活性污泥法污水处理由哪两个过程组成？有机物的去除过程是如何完成的？组成过程：1）初期吸附去除物理过程；2）微生物代谢生化过程有机物去除过程：污水中的有机物，首先被吸附在有大量微生物栖息的活性污泥表面，并与微生物细胞表面接触，在微生物透膜酶的催化作用下透过细胞壁进入微生物细胞体内，小分子的有机物能够直接透过细胞壁进入，而入淀粉、蛋白质等大分子有机物，则必须在细胞酶水解酶的作用下，被水解为小分子后再为微生物摄入细胞体内。被摄入体内的有机污染物，在各种胞内酶，如脱氢酶、氧化酶等的催化作用下，微生物对其进行代谢反应。一部分有机物进行氧化分解，最终形成CO2和H2O等稳定的无机物，并从中获取合成新细胞物质所需的能量。微生物分解代谢和合成代谢及其产物的模式图如下：污水中的有机污染物CxHyOz+O2代谢产物H2O CO2 NH3合成细胞物质C5H7NO2微生物+O2能量内源呼吸产物H2O CO2 NH3内源呼吸残留物+内源呼吸分解代谢合成代谢能量5. 活性污泥法有机物降解与营养物有何关系？营养不足时应如何处理？参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断地从其周围环境的污水中吸取所必需的营养物质，这里包括；碳源、氮源、无机盐类及某些生长素等。待处理的污水中必须充分含有这些物质。碳源不足，可投加生活污水、淘米水以及淀粉等补充碳源；氮源不足，可投加尿素、硫酸铵等补充氮源；6. 水温对活性污泥法系统有哪些影响？在影响微生物生理活动的各项因素中，温度的作用是非常重要。温度影响微生物酶系统的活性，从而影响酶催化反应的效率；同时，温度也影响基质扩散到细胞的速率。温度适宜能够促进、强化微生物的生理活动；温度不适宜能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。温度过高会导致微生物死亡，即高温具有灭菌的作用；温度过低会降低微生物的活性；最适宜温度（一般为1545），微生物的生理活动强劲、旺盛，增殖速度快，世代时间短。7. 试论活性污泥负荷、泥龄与各工艺参数的关系。BOD-污泥负荷NS增大，容积小，反应器停留时间短，投资减少，效果降低NS减小，容积大，反应器停留时间长，投资增多，效果提高BOD-容积负荷Nv：Nv=QSaV 与NS的关系：NvNSXBOD-污泥去除负荷：污泥龄：c=VXX1c=YNrs-Kd即，污泥龄(c)与BOD-污泥去除负荷(Nrs)成反比关系讨论：对数增长期：Ns增大，c减小，剩余污泥量增大，污泥稳定性降低，污泥处理难度升高，反应器容积降低，投资减小；减速增长期：Ns减小，c增大，剩余污泥量减小，污泥稳定性增大，可不经过消化处理就浓缩脱水外运处理，反应器容积增大，投资增大；思考题与作业3-21.微生物生长曲线主要由哪几部分组成？它在生物处理中有什么实际意义？实际意义:适应期:亦称延迟期或调整期,本期延续时间的长短,主要取决于培养基(污水)的主要成分和微生物对它的适应性，对新投入的处理的污水有很重要的实际意义。对数增长期：本期内，衰亡的微生物量相对来说较少，延续时间取决于微生物种属和环境条件，絮凝，降解性能差，沉淀差；F高，出水水质较差，游离细菌多，在实际中可不予考虑。减速增长期：本期内的微生物细胞开始为本身积累贮存物质，絮凝，降解，沉淀性能提高，出水水质较好内源呼吸(代谢)期：又称衰亡期，本时期的微生物处于饥饿状态，活性最强，吸附能力也强，游离细菌被栖于活性污泥原生动物捕食，出水水质好，实际应用中首选此时期。应用：由于F多寡，影响着微生物的生长繁殖；所以控制F供应，就控制微生物的生长繁殖及活动实际工程中：控制F/M值，就可得到不同的微生物生长率，微生物活性，处理效果，沉降性能等综上： 根据有机物量、微生物状态划分以上四个阶段 有机物利用效率：对数生长期减数生长期内源呼吸期 沉淀性能：内源呼吸期减数生长期对数生长期 污水处理：内源呼吸期减数生长期对数生长期 两者综合考虑，多控制在减数生长期和内源呼吸期2. 为什么微生物产率系数Y的数值取决于底物的性质、微生物和生长环境？微生物产率系数（Y）：微生物每代谢1kgBOD所合成的MLVSSkg数Y=MLVSSBOD5MLVSS：指混合液活性污泥中，有机性固体物质的浓度，MLVSS=Ma+Me+MiMa具有代谢功能活性微生物群体Me微生物自身氧化残留物（衰老、死亡微生物残体），如细胞膜、细胞壁等，属难降解有机物Mi原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质，属难降解有机物质BOD5：指在五天内内，微生物分解一定体积水中的某些；影响MLVSS和BOD5的因素就为Y的影响因素，Ma、Me、Mi(即底物性质和微生物)影响MLVSS，可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的的数量影响BOD5，故，微生物产率系数Y的数值取决于底物的性质、微生物和生长环境。3. 说明Monod方程的零级和一级近似方程式，这些近似方程式的使用条件是什么？Monod方程的零级方程： =max-dSdt=maxX=K1X式中：max为常数值，以K1表示条件：SKs，即高低物浓度的条件下Monod方程的一级方程： =maxSKs=KsS-dSdt=K2XS 式中：Ks=maxKs条件：SKs，即低低物浓度的条件下4. 某工业废水采用活性污泥法处理，在实验中采用四个连续流完全混合反应器做平行实验，每个反应器的容积是7升，实验数据见下表，每个数据是六次测定的平均值，求去除速率常数K2。图解法求解：将式(So-Se)QXV=K2Se按通过原点的直线方程y=aX的形式考虑，计算如表格所示：反应器序号So(mg/L)Se(mg/L)Q(L/d)MLVSS(mg/L)Q(So-Se)/XV188010040.00 31001.44 28705014.90 28000.62 3870308.75 30000.35 4860203.50 29000.14 曲线图为：从图中可以得出：y=0.013x所以：K2=0.013d·L/mg思考题与作业41. 简述生物脱氮处理的原理及影响脱氮效果的环境因素。（1）生物脱氮处理的原理含氮化合物在微生物的作用下，经过下列反应：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：硝化反应在消化菌的作用下，氨态氮进一步分解。氨在亚硝化菌的作用下转化为亚硝酸氮：亚硝酸氮在硝化菌作用下转化为硝酸氮：总反应式：反消化消化氮和反消化氮在反消化菌的作用下，被还原为气态氮的过程：有机体（同化反硝化） （异化反硝化）(2) 影响脱氮效果的环境因素影响硝化反应的环境因素：1）溶解氧DO：不能低于2mg/L；2）温度：消化反应的适宜温度是1530；3）pH值：一般对亚消化菌为7.78.1，对消化菌为7.47.8；4）污泥龄：STR>10d；5）重金属及有毒物质：会对消化反应产生抑制作用；6）有机物：BOD<1520mg/L。影响反硝化的环境因素1）溶解氧DO：不能高于0.3mg/L；2）温度：反消化的适宜温度是2040；3）pH值：对反消化菌为6.57.5；4）碳源：原污水中BOD/TN>4时，可认为碳源充足，勿需外加；当原污水中碳源不足时，需外加碳源。2. 简述生物除磷机理及影响除磷效果的环境因素。（1）生物除磷的基本过程是：吸磷聚磷菌对磷的过剩摄取在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，不断氧化有机物放出能量，能量为ADP所获得，并结合H3PO4而合成ATP：其中，H3PO4除一小部分是聚磷菌分解其体内的聚磷酸盐取得外，大部分是聚磷菌利用能量，从外部环境中摄入体内的。释磷聚磷菌的放磷在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP水解，放出H3PO4和能量，形成ADP：（2）影响除磷效果的环境因素溶解氧DO：好氧DO>2mg/L，厌氧DO<0.2 mg/L；有机物：BOD/TP>20；污泥龄：STR为3.57d；温度：1030；pH值：一般为68；NOx：NOx越低越好。3. 化学法除磷与生物法除磷相比有哪些特点？化学法除磷的优点：操作简单, 除磷效果好, 且结果稳定, 不会重新放磷而导致二次污染, 当进水浓度较大或有一定波动时, 仍有较好的除磷效果。用化学沉淀法除磷, 其絮凝剂投加的地点可以不同, 即在曝气池前、中、后的出水中, 但除磷原理相同, 其工艺流程见下图。两种除磷方法的比较对于合流污水治理一期工程排出的污水（其水质特性见表1）作了2种方法除磷比较, 其中化学法采用的絮凝剂为硫酸亚铁, 投加剂量为100mg/L, 结果表明, 对于低浓度生活污水, 化学法和生物法都有较好的除磷效果, 见表2。从产生的污泥量来看, 化学法由于人为添加了絮凝剂、石灰等, 使产生的污泥量明显多于生物法, 而生物法完全由微生物在环境内部吸收磷。然而, 值得注意的是, 生物法除磷的污泥量虽较少, 却存在磷的重新释放造成二次污染的可能性。因此, 生物法除磷的污泥要妥善处理, 不能放置在厌氧环境中。在富含磷的污泥中投加FeCl、石灰或者再曝气, 能使污泥较长时间保持稳定。从污泥处理和利用上看, 化学法除磷产生的污泥可使其重力浓缩、去除水分, 污泥最终进行焚烧或填埋。生物法产生的污泥, 一部分用于回流, 剩余污泥中磷的含量可占干重的3%一9%, 经过消毒、灭菌, 是很好的农业肥料。一般城市污水的污泥用作农肥是安全的, 对工业废水和合流污水要注意重金属污染。从费用上看, 由于被处理废水浓度的不同, 处理费用会有很大差别。两种方法在基建投资费用、置地费用、年操作费用上的比较和多年运行后的总费用比较结果见表3。其中基建投资费包括所有构筑物的土建、机电费用及辅助设施的费用。化学法除磷的年运行费包括投加石灰、硫酸亚铁、助凝剂等的费用。生物法除磷的年运行费主要是曝气的费用, 还需少量的石灰和聚合物用于调整pH及增加磷的去除率。4. 通过检索资料，阐述你对近年来出现的脱氮新工艺的看法（不限于教材所列举的新工艺）。答案略14_