水质工程学2B复习大纲.doc

第一章 污水的性质与污染指标1. 表示污水物理性质、化学性质及生物性质的指标有哪些？答：物理性质指标：水温、色度、臭味、固体含量、化学性质指标：（1）、无机物及指标：酸碱度、氮磷、硫酸盐与硫化物、氯化物、 非金属无机有毒物质、重金属离子；（2）、有机物：、碳水化合物、蛋白质与尿素、脂肪和油类、酚、有机酸、碱、表面活性剂、有机农药、取代苯类化合物。（3）有机污染物指标：生物化学需氧量或生化需氧量BOD；化学需氧量COD；总需氧量TOD；理论需氧量TOD；总有机碳TOC；生物性质指标：大肠菌群数（大肠菌群值）与大肠菌群指数、病毒、细菌总数。2. 掌握固体含量、氮、磷、有机物污染指标的基本概念和指标类型？答：固体含量:按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的、溶解的；按性质的不同可分为：有机物、无机物、生物体。固体含量用总固体量作为指标，把一定量水样在105110度烘箱中烘干至恒重，所得的重量即为总固体含量。氮：氮及其化合物：主要有-有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮；磷：磷及其化合物-可分为有机磷与无机磷；氮、磷是植物的重要的营养物质，也是污水进行生物处理时，微生物所必需的营养物质，主要来源于人类排泄物及某些工业废水。生物化学需氧量BOD：在水温20度的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量BOD。化学需氧量COD：以BOD5作为有机物的浓度指标。总需氧量TOD：由于有机物的主要组成元素是C,H,O,N,S等。被氧化后，分别产生CO2，H2O,NO2，SO2，所消耗的氧量称为总需氧量TOD.总有机碳TOC:是表示有机物浓度的综合指标。第二章 水体污染与自净1. 水体污染概念？污染原因？答：水体污染-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，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。污染原因-主要有点污染源与面污染源，点污染源来自未经妥善处理的城市污水（生活污水与工业废水）集中排入水体。面污染源来自农田肥料、农药以及城市地面的污染，随雨水径流进入水体，随大气扩散的有毒有害物质，由于重力沉降或降雨过程，进入水体。2. 水体自净概念？类型？答：污染物水污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分的或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。类型：物理净化作用：水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发，使浓度降低，但总量不减；化学净化作用：水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚等过程，使存在形态发生变化及浓度降低，但总量不减；生物化学净化作用：水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动，使其生存形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化，浓度降低，总量减少。3. 绘图，分析氧垂曲线？(P38)答：氧垂曲线可分为三段：第一段a-o段，耗氧速率大于复氧速率，水中溶解氧含量大幅度下降，亏氧量增加，直至耗氧速率等于复氧速率。O点处，溶解氧量最低，亏氧量最大，称o点为临界亏氧点或氧垂点；第二段a-b段，复氧速率开始超过耗氧速率，水中溶解氧量开始回升，亏氧量逐渐减少，直至转折点b；第三段b点以后，溶解氧含量继续回升，亏氧量继续减少，直至恢复到排污口前的状态。4. 污水处理技术分类及组成？污水处理技术按原理分类：物理处理法，化学处理法，生物处理法。组成：物理处理法-过滤、沉淀、浮选、膜分离、离心分离。化学处理法-中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、电渗。生物处理法-耗氧法和厌氧法。污水处理技术按处理程度划分：一级处理、二级处理、三级处理。流程：原污水格栅沉砂池初次沉淀池生物污泥法或生物膜法二次沉淀池消毒排放 污泥浓缩池污泥消化池脱水设备第三章 污水的物理处理1. 沉淀类型，特点及适用哪些场合？类型：1）.自由沉淀：悬浮物颗粒浓度低,呈离散状态；互不干扰，各自完成沉淀过程；颗粒在下沉过程中的形状、尺寸、密度、不发生变化。（沉砂池、初沉池前期）.2）.絮凝沉淀：悬浮物浓度不高，但有絮凝性能；沉淀过程中互相碰撞发生凝聚，其粒径和质量均随沉淀距离增加而增大，沉淀速度加快。（二沉池、混凝沉淀）.3）.拥挤沉淀;悬浮物浓度较高，颗粒下沉受到周围其它颗粒的干扰，沉速降低，颗粒碰撞互相 “凝聚”而共同下沉形成一明显的泥、水界面；沉淀速度为泥、水界面下降速度（二沉池的上部、污泥浓缩池上部）.4）.压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩.( 沉池污泥斗;浓缩池底部).2. 沉砂池功能，类型？平流沉砂池缺点，曝气沉砂池及旋流沉砂池工作原理？答：沉砂池功能：去除比重较大的无机颗粒（如泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。 沉砂池类型：平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 平流沉砂池缺点：砂中约夹杂有15%有机物，使沉砂后续处理增加难度。 曝气沉砂池工作原理：曝气池内污水以水平流动，一般0.1m/s，旋转流速，0.25-0.3m/s，两种运动形式，悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，得清洁砂。 旋流沉砂池工作原理：采用 强制涡流原理达到砂粒沉降的目的，轴向螺旋桨可以将进水和池内水流带向池心，然后向上，形成环流流态，并将砂粒慢慢水平地推向环形砂斗口，而附在砂粒上的有机物则在平运动过程中脱离砂粒，重新回到废水中，并随水流上升，流向排水在，这大大减少了沉砂中所含有机物质及异味的出项。3. 污水处理系统中初沉池、二沉池的区别？答：1）.工艺布置不同：初沉池是一级污水处理厂的主题构筑物；二沉池是二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。2）.按使用的功能不同：初沉池沉淀是是初次沉淀污泥，主要去除的悬浮物；二沉池用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥。3）原理与分区不同：初沉池原理自由沉淀；二沉池成层沉降和压缩沉淀原理。初沉池可分为进水区，出水区，沉淀区，污泥区，缓冲区；二沉池主要有清水区，絮凝区，成层沉淀区，压缩区。4）.设参数不同。4. 理想沉淀池分区及假设条件？答：理想沉淀池分区：流入区、沉淀区、流出区、污泥区。 假设条件：污水在池内沿水平方向作等速流动，在流入区，颗粒沿截面均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速，颗粒沉到池底即认为被去除。5. 表面负荷概念？ 答：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量称为表面负荷，Q/A,m3/m2*s6. 颗粒沉速u0概念？ 答：在这些颗粒中，必然存在着某一粒径的颗粒，的能刚好能沉到池底的速度7. 沉淀池类型及排泥方式？答：沉淀池类型：平流式沉淀池:排泥方式-静水压力法、机械排泥法、泵吸法；普通辐流式沉淀池：排泥方式-静水压力排泥；向心辐流式沉淀池：排泥方式-静水压力排泥；竖流式沉淀池：排泥方式-静水压力排泥；斜板沉淀池：排泥方式-静水压力排泥；第四章 污水的生物处理（一）-活性污泥法1. 活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？活性污泥微生物的组成？指示性生物？答：基本概念：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。基本流程：图 活性污泥薇生物组成：细菌类、真菌类、原生动物、后生动物等。指示性生物：原生动物；后生动物主要指的是轮虫2. 活性污泥净化影响因素有哪些？答：有营养物质平衡、溶解氧含量、PH值、水温、有毒物质3. 活性污泥法有哪些主要运行方式？各有什么特点？答：（1）.传统活性污泥法：处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。废水处理程度灵活，可高可低。缺点：出水浓度So不能高，不适应冲击负荷，需氧量前大后小，造成前段缺氧后段过剩。 为了避免前段确氧，进入浓度不能高。如果V上升，Nr则下降基建费用上升。（2）阶段曝气：1）.曝气池内有机污染物负荷及需氧率得到均衡，有利于降低能耗。.2）.有利于充分发挥微生物的氧化分解能力.3）.污水分散均衡注入，提高了曝气池对水质，水量冲击负荷的适应能力。4）.混合液中的活性污泥浓度沿池长逐步降低，初六的混合液的污泥较低，减轻了二层沉淀池的负荷，利于提高二层沉淀池固，液分离。(3).再生曝气法处理水质良好，BOD去除率可达90%以上。（4）. 吸附再生法. 1. 吸附时间短，水外排仅回流污泥进行再生，所以大大降低了能耗2.再生池浓度高，污泥负荷可高些环境技术论坛3.抗冲击能力强，再生泥可以补充4.“空曝”可抑制丝状菌生长缺点：在曝气池中吸附时间短，去除效果不高；（5）.延时曝气法：BOD-SS负荷非常低，曝气反应时间长，一般在24h以上；活性污泥在池内长期处于内源呼吸期，剩下污泥量少且稳定。本工艺具有处理水稳定性高，对原污水水质，水量变化有较强的适应性。缺点：曝气时间长，池容积大，运行费用高，占用较大的土地。（6）.高负荷活性污泥法：BOD-SS负荷非常高，曝气反应时间短，处理效果低。本工艺适用于处理对处理水水质要求不高的污水。（7）.完全混合法：1.稀释好，水质波动影响小，抗冲击能力强，所以适应工业废水的处理。2.能够处理高浓度废水而不用稀释。3.污水在曝气池内分布均匀，均可完全控制在良好或最佳的状态。5.是一种灵活的污水处理方法.（7）.多级活性污泥法：采用多级活性污泥法系统，可以取得高质量的处理水，但建设费及运行费都较高。（8）.深水曝气法：1.因静压大，氧转化率上升，降解速度提高。2.减少占地面积，缺点：所需功率大，耗能多。（9）.深井曝气活性污泥法：效益高，充氧能力强，动力效益高，占地少，处理功能不受气候条件影响。适用处理高浓度有机废水.（10）.浅层曝气活性污泥法：有较高的氧转移率，可采用低压风机，节省动力。缺点：维护管理麻烦，负荷不能高.（11）.纯氧曝气活性污泥法：1.纯氧的氧分压比空气中氧分压大5倍，所以氧转移率大大提高，达到80%90%，而空气中的氧转移率只有10%左右。2.水中溶解氧的浓度达到610mg/L. 3.Ns污泥负荷大大提高，Nr也提高.4.剩余污泥少。SVI低，说明有机物多。4. 所有活性污泥处理系统控制指标与设计、运行参数的基本概念？剩余污泥量计算、污泥负荷应用？答：设计与运行参数：1、表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指标：混合液悬浮固体浓度（MLSS），混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）;2、活性污泥的沉降性能及其评定指标：污泥沉降比（SV），污泥容积指数（SVI）；3、污泥龄；4、BOD-污泥负荷与BOD-容积负荷；5、有机污染物降解与活性污泥增长；6、有机污染物降解与需氧。剩余污泥量计算：剩余污泥量计算:X=（Y+Kd）Q（BODi-BODo）+fpQ（SSi-SSo）式中X系统每日产生的剩余污泥量,KgMLSS/d;污泥增殖率,即微生物每代谢1kgBOD所合成的MLVSSKg数;Kd污泥自身氧化率,d-1;污泥龄(生物固体平均停留时间),d;Y1+Kdc污泥净产率系数,又称表观产率(Yobs);Q污水流量,m³/;BODi,BODo进、出水中有机物BOD浓度,kgBOD/m³fP不可生物降解和惰性部分占SSi的百分数;（3）.污泥负荷应用：p110采用高污泥负荷，将加快有机物的降解速度与活性污泥增长速度，降低曝气池的容积.采用低值的污泥负荷，有机物的降解速度与活性污泥增长速度，都降低，曝气池容积增大，建设费用增多等。5. 活性污泥净化反应过程？答：过程：1、初期吸附去除，2、微生物的代谢6. 双膜理论？氧转移的影响因素？答：（1）双膜理论：在曝气过程中，氧分子通过气，液界面由气相转移到液相，在界面两侧存在着气膜和液膜，气体分子通过气膜和液膜的传递理论。由于气，液两相的主体均处于紊流状态，其中物质浓度基本上是均匀的，部存在浓度差。在气模中存在着氧的分压梯度，在液膜中也存在着氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。氧难溶于水，因此，氧转移决定性的阻力有集中在液膜上。(2). 氧转移的影响因素:污水水质；水温；氧分压；水流紊流程度；气相中氧分压梯度；液相中氧的浓度梯度；气液之间的接触面积和接触时间。7. 活性污泥系统运行中有哪些异常情况？污泥膨胀现象？答：异常情况：1、污泥膨胀；2、污泥解体；3、污泥腐化；4、污泥上浮；5、泡沫问题。污泥膨胀现象：污一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮，磷，铁等养料，溶解氧不足，水温高或PH较低等都会引起丝状菌大量的繁殖，导致污泥膨胀。8. 活性污泥处理系统运行时检测项目有哪几类，包括什么？答：有：1、反映处理效果的项目-包括进出水总的和溶解性的BOD、COD，进出水总的和挥发性的SS，进出水的有毒物质；2、反映污泥情况的项目-包括污泥沉降比（SV%）、MLSS、SVI、溶解氧、微生物观察；3、反映污泥营养和环境条件的项目-包括氮、磷PH、水温。9. 活性污泥培养和驯化类型及概念？答：活性污泥培养和驯化类型：异步培驯法；同步培驯法；接种同步培驯法.异步培驯法：利用先培养后驯化；同步培驯法；先培养和驯化同时进行或交替进行.接种同步培驯法：利用其它污水处理厂的剩余污泥，在进行适当培驯.10. 曝气类型？鼓风曝气系统组成？空气扩散装置类型？答：曝气类型：鼓风曝气、机械曝气、鼓风-机械曝气。鼓风曝气系统组成：由空压机、空气扩散装置和一系列连通的管道所组成。空气扩散装置类型：微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击、及空气升液等类型。第五章 污水的生物处理（二）-生物膜法1. 生物膜法净化污水基本原理？生物膜法具有哪些特点？答：原理：生物膜法净化污水基本原理：实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物，后生动物一类的微型动物附着在滤料和某些载体上生长繁殖，并在其上形成生物膜，污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，被生物膜上的微生物摄取，污水得到净化，微生物自身也得繁衍增值。生物膜法特点：运行费用低廉，管理方便；对水量、水质、水温变动适应性强克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点.（2）处理效果好并具良好硝化功能；污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离。（3）.但是与活性污泥法相比，生物膜法对环境温度的要求较高，气温过高或过低都会影响生物膜的活性，引起生物膜的坏死和脱落。（4）.生物膜法中使用的滤料属于消耗品，需要对其进行周期性的更新，增大了运行期间的管理费用。同时，生物膜法对工艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。2. 生物滤池类型？ 答：类型：普通生物滤池，高负荷生物滤池、塔式生物滤池、曝气生物滤池。3. 各种生物滤池的基本构造及功能？答：普通生物滤池；高负荷生物滤池；塔式生物滤池；曝气生物滤池.4. 各种生物滤池的基本构造及功能？解：1）.普通生物滤池：是由池体，滤料，布水装置，排水系统等。功能：一般适用于处理每日污水量不高于1000m3的小城镇或有机性工业废水。2）高负荷生物滤池：初次沉淀池，二次沉淀池，高负荷生物滤池，处理水回流.功能：高负荷生物滤池是生物滤池的第二代工艺，它是在解决，改善普通生物滤池在净化功能和运行中存在的弊端。3）. 塔式生物滤池：是由塔身，滤料，布水系统以及通风及排水装置所组成。功能：塔式生物滤池内部通风条件很好，污水从上往下滴落，水流紊动激烈，污水，空气，滤料上的生物膜接触充分，充氧效果好，污染物质传质速度快，这些现象有助于有机污染物降解。适用于不超过10000m3/d.4). 曝气生物滤池:承托层；填料层；空气管和空气扩散装置；集水管，反冲洗水管。功能：本设备具有截留原污水中的悬浮物与脱落的生物污泥的功能；占地面积小；本工艺适用于造纸废水处理效果好，特别是食品加工废水处理，污水处理效果好。5. 生物滤池排水系统作用？答：排水系统-作用：排出处理后污水，保证滤池良好通风。6. 生物滤池的负荷类型？答：1）.普通生物滤池有两种负荷率：一是BOD5容积负荷率；二是，水力负荷率。2）.高负荷生物滤池有两种负荷率：一是BOD5容积负荷率；二是，BOD面积负荷率；三是，水力负荷率。3）.塔式生物滤池有两种负荷率：一是BOD5容积负荷率；二是，水力负荷率。4）.曝气生物滤池的负荷率：是BOD5污泥负荷率。7. 影响生物滤池处理效率的因素哪些？答：因素：滤池高度，负荷率，回流，供氧。8. 高负荷生物滤池采用处理水回流的主要作用是什么？ 答：作用：1、均化与稳定进水水质，2、加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性，3、抑制滤池蝇的过度滋长，4、减轻散发的臭味。第六章 污水的自然生物处理1. 稳定塘有哪几种主要类型？答：有好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘。2. 好氧塘、兼性塘和厌氧塘净化污水的基本原理？ 答：好氧塘净化污水的基本原理：好氧塘深度浅，阳光可以能够穿透塘底，主要是由藻类供氧，全部的塘水都处于呈好氧状态，由好氧微生物起有有机污染物的降解与污水的净化作用。兼性塘净化污水的基本原理：阳光能够穿透，藻类光合作用，溶解氧充足，呈好氧状态；塘底为沉淀污泥，处于厌氧状态，进行厌氧发酵，介于好氧与厌氧之间为兼性区，存活大量的兼性微生物。所以兼性塘的污水净化室是由：好氧，兼性，厌氧微生物协同完成。厌氧塘净化污水的基本原理：塘水有效水深在2.0m以上，有机负荷高，总个塘水基本处于呈厌氧状态，在其中进行水解，产酸以及甲烷发酵等厌氧反应全过程。净化速度低，污水停留时间长。3. 污水土地处理系统的工艺类型有哪些，各有什么特点？答：慢速渗透处理系统特点：污水投配负荷低，污水在土壤层的渗透速度慢，在含有大量微生物的表层土壤中停留时间长，水质净化效果非常良好，但一般不考虑处理水流出系统。快速渗透系统特点：BOD去除率高；有较好的脱氮除磷功能；去除大肠菌的能力强。地表漫流处理系统特点：是以处理污水为主，兼行生长牧草的污水土地处理与利用工艺。这种工艺对预处理程度要求低，地表径流收集处理水，对地下水污染减轻。湿地处理系统主要有：1）.天然湿地系统；2）.自由水面人工湿地；3）.人工潜流湿地处理系统；湿地处理系统特点:物理的沉降作用；植物根系的阻截作用；某些物质的化学沉淀作用；土壤及植物表面的吸附与吸收作用；微生物的代谢作用。污水地下渗透处理系统特点:总个系统都设于地下，无损于地面景观，而且能够种植绿色植物，美化环境。不受外界气温变化的影响；易于建设，维护，建设投资，运行费用低。对进出水负荷的变化适应性强，耐受冲击负荷。如运行得当，处理水水质较好，稳定，可回收再利用等。第七章 污水的深度处理与回用1. 城镇污水生物脱氮基本步骤？答：步骤：第一步：氨化反应是有机氮化合物，在氮化菌的作用下，分解、转化为氨态氮其反应式为：RCHNHCOOH+O第二步硝化反应：在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，分两个阶段进行，首先在亚硝化菌的作用下，使氨（NH）转化为亚硝酸氮。第三步反硝化作用：硝酸氮（NON）和亚硝酸氮（NON）在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮（N）的过程。2. 生物除磷原理？答：原理：在厌氧好氧交替运行的系统中，利用聚磷微生物具有的厌氧释磷及好氧超量吸磷的特性，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合磷的形态贮藏于体内，形成高磷污泥，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。果。3. 绘制A2O工艺流程，说明生物脱氮除磷影响因素有哪些？答：内循环原污水厌氧反应器缺氧反应器好氧反应器沉淀池处理水回流污泥（含磷污泥）生物脱氮除磷影响因素有:溶解氧；温度；有机碳；PH值；泥龄；有毒有害物质第八章 污泥的处理1. 污泥含水率变化，计算体积变化方法？答：污泥中所含水分的多少称为含水量，用含水率表示。污泥含水率是污泥中所含水分的重量与污泥总质量之比的百分数。污泥含水率一般(在65以上)，比重接近1.通常含水率在85以上时，污泥呈流态，含水率6585时呈塑态，低于60时则呈固态。污泥含水率从995降到95，体积缩减为原污泥的110。计算体积变化方法：2. 污泥浓缩有哪几种？各适用什么情况？答：污泥浓缩主要有：重力浓缩，污泥气浮浓缩，离心浓缩法，微孔滤机浓缩法。重力浓缩：浓缩池有间歇式和连续性两种。前者主要用于小型处理厂式工业企业的污水处理厂。后者用于大、中型污水处理厂。污泥气浮浓缩：用于粒子易于上浮的疏水性污泥，或悬浊液很难沉降且易于凝聚的情况。离心浓缩法：离心浓缩法占地面积小，造价低，但运行费用与机械维修费用较高，故较少用于污泥的浓缩。微孔滤机浓缩法：微孔滤机的滤网可用金属丝网、涤纶织物或聚酯纤维制成。通过过滤作用将污泥进行浓缩。3. 污泥调理和脱水的方法有哪些？答：污泥调理方法：化学调节法；热处理法；冷冻法；淘洗法污泥脱水的方法：自然干化法和机械脱水法；干燥与焚烧法。