水污染控制工程重点问答与计算.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水污染控制工程重点问答与计算.精品文档.问答部分1、（最有可能是论述题）如果某污水厂经常会发生严重的活性污泥膨胀问题，大致可以从哪些方面着 手进行研究、分析，可以采取哪些措施加以控制？ 答：产生污泥膨胀的主要原因有：废水中碳水化合物较多、溶解氧不足、缺乏 N、P 营养元素、水温高或 pH 较低时都会使丝状菌或真菌增殖过快，引起污泥膨胀。 发生污泥膨胀后可采取以下的控制措施：（1）加强曝气，维持混合液 DO 不少 于 12mg/L；（2）投加 N、P 营养元素，使 BOD5:N:P 约为 100：5：1； （3） 在回流污泥中投 加漂白粉或液氯

2、，杀灭丝状菌或真菌，投加量按干污泥 0.30.6；（4）调整 pH 至 68；（5）投加惰性物质，如硅藻土等；（6）废水处理规模较小时，可考 虑采用气浮池代替二沉池。（如题目问的是污泥上浮，加上以下部分）产生厌氧上浮的原因有：反硝化生成氮气上浮，部分地区厌氧发酵上浮。可以采取一下解决途径：（1）上层导出浮泥；（2）进行适当曝气；（3）加大污泥回流；（4）抽走下层污泥2、（论述）用厌氧反应器处理葡萄糖废水，效果不明显，试分析其原因及解决途径？答：原因：（1）生物量（生物活性）检测污水中产甲烷菌的量；（2）PH（碱度）用PH试纸检测出水口PH是否在68，如不在，最可能发生酸化，原因如下：流量升高温

3、度降低N、P不适宜SS浓度过高有毒物质积累（3）VFA（挥发性脂肪酸）积聚解决途径：加生物量进行调试增加一个厌氧池调节回适宜温度增加一个沉淀池或用气浮法沉淀污泥对混合液进行稀释3、与好氧生物处理比较，厌氧生物处理有何优缺点？ 答：工艺优点 （1）应用范围广。好氧工艺只适用于中、低浓度和易生物降解的有机废水处理；而 厌氧工艺既适用于高浓度有机废水处理，也适用于中、低浓度和难生物降解的 有机废水处理。 （2）能耗低。当原水 BOD5 达到 1500mg/L 时，沼气能量可以抵消消耗能量，原水有 机物浓度越高， 剩余能量越多。 一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的 1/10。 （3）负荷高。通常好氧

4、法的容积负荷为 14kgBOD/m3 d，而厌氧法为 2 3 3 10kgCOD/m d，高的可达 4050 kgCOD/m d。 （4）剩余污泥量少，且易脱水处置。剩余污泥量仅为好氧法的 520，且污泥稳 定，易脱水，甚至可作为饲料、肥料。 （5） N、 营养元素要求低。 对 P 通常只要求 BOD5:N:P200300： 1， 5： 甚至在 BOD5:N:P 800：5：1 时仍能正常运行。 （6）可杀菌解毒。 （7）可间歇运行。 工艺缺点 （1）厌氧微生物增殖缓慢，厌氧反应速度慢，所以厌氧设备启动和处理时间长。 （2）废水处理不彻底，出水达不到排放标准，一般需再进行好氧处理。 （3）厌氧

5、处理系统操作控制因素较为复杂。4、简述生物法脱氮的基本原理和影响因素。 答：生物脱氮机理 2 原污水在氨化菌作用下，将污水中有机氮(OR-N)转化成氨氮(NH4-N)，与原污 水中 NH4-N 一并， 在适宜的条件下， 利用亚硝化及硝化自养菌， 将污水中 NH4-N 硝化，生成亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)。然后再利用原污水中 BOD 成分(或外加甲醇等为碳源)作为氢供体(有机碳源)进行反硝化，将亚硝酸盐氮 (NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N) 转化成 N2 释放到大气中，从而实现废水脱氮。 影响因素 （1）酸碱度：pH； （2）溶解氧：DO； （3）碳氮比：BOD5/TK

6、N 四、简答题（每题 5分）1. 颗粒在水中的沉淀类型及其特征如何？答：颗粒在水中的沉淀，可根据其浓度与特性，分为四种基本类型：（1）自由沉淀：颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰，各自独立地完成沉淀过程。（2）絮凝沉淀：悬浮颗粒在沉淀过程中，颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，其尺寸、质量均会随深度的增加而增大，其沉速随深度而增加。（3）拥挤沉淀（成层沉淀）：当悬浮颗粒浓度比较大时，在下沉过程中彼此干扰，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，形成一个清晰的泥水界面，沉淀显示为界面下沉。（4）压缩沉淀：颗粒在水中的浓度增高到颗粒互相接触、互相支撑，上层颗粒在重力作用下

7、，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。2.个体自由沉降其沉速是指的什么条件下的沉速，其影响因素如何试分析之？答：个体自由沉降的沉速指的是在受力平衡状态下颗粒所具有的沉速，可由斯托克斯方程式表示。ug (rs)d2/（18m）表示：由方程式可见影响自由沉降速度的因素有：（1）rsr ：rsr0颗粒下沉，rsr90o 为疏水性物质，q90o者为亲水性物质，当q0时，固体颗粒完全被润湿，而不能被吸附，当0q90o，颗粒则容易被气泡吸附。而对亲水性物质，则可以通过投加浮选剂，改变其接触角使其表面转化成疏水物质而与气泡吸附。11. 在水处理实践中，应当考虑哪些因素选择适宜的氧化剂或还原剂？答：（1）对

8、水中特定的杂质有良好的氧化还原作用。（2）反应后的生成物应当无害，不需二次处理。（3）价格合理，易得。（4）常温下反应迅速，不需加热。（5）反应时所需pH值不太高或不太低。12. 在电解槽内，阴阳极上分别发生什么反应？写出电解反应的离子方程式。（以M为金属阳离子为例）答：阴极：还原反应 M+eM 2H+2e H2 ；阳极：氧化反应 4OH4e2H2O+O2 Cle-1/2Cl213电解法处理含铬废水的优缺点是什么？答：优点：效果稳定可靠，操作管理简单，设备占地面积小；废水水和重金属离子也能通过电解有所降低。 缺点：需要消耗电能，消耗钢材，运行费用较高，沉渣综合利用问题有待进一步研究解决。14含

9、铬废水有哪些处理方法？（最少写出三种）答：电解法，药剂氧化还原法，离子交换法等。15影响混凝效果的因素有哪些？答：（1）水温：水温影响无机盐类的水解。水温低时，水解反应慢，水粘度大，絮凝体不易形成。（2）水的PH值和碱度。不同的PH值，铝盐与铁盐混凝剂的水解产物的形态不一样，混凝效果也不同。（3）水中杂质的性质、组成和浓度。水中存在的二价以上的正离子，对天然水压缩双电层有利；杂质颗粒级配大小不一将有利于混凝；杂质的浓度过低（颗粒数过少）将不利于颗粒间的碰撞而影响凝聚。（4）水力条件。混凝过程的混合阶段，要求混凝剂与浑水快速均匀混合；在反应阶段，要搅拌强度随矾花的增大而逐渐降低。16在消毒中为什

10、么广泛采用氯作为消毒剂？近年来发现了什么问题？答：氯的价格低廉，消毒效果良好和使用较方便。近年来发现氯化消毒过程中在可能产生致癌性的三氯甲烷等化合物，因此，国内外都在探索更为理想的消毒药剂。17在不含氨的水中加入氯气进行消毒会出现哪些不足？怎样解决？答：加氯气消毒，氯气和水发生反应生成次氯酸（HOCl），HOCl可以具有强氧化能力，杀死细菌，HOCl越多，消毒效果较好。不足：（1）次氯酸在水中停留时间太长后容易散失，当管线很长时管网末梢就不容易达到余氯标准。（2）游离性余氯HOCl容易产生较重的氯臭味，特别是水里含有酚时，更会产生具有恶臭的氯酚。解决方法：当水中不含氨或含量甚少时，可人工加氨，

11、使之形成氯胺。氯胺的消毒作用也是靠HOCL，但氯胺是逐渐放出HOCl来，比HOCl消毒作用慢，能保持较长时间，容易保证管网末梢的余氯要求 ，氯臭味也轻一些。18酸性废水的中和方法有哪些？答：（1）利用工厂的碱性废水和碱性废渣中和，（2）投加碱性试剂，（3）通过有中和性能的滤料过滤。19投药中和法和过滤中和法的 优缺点各是什么？答：投药中和法：优点：可以处理任何物质，任何浓度的酸性废水，当 投加石灰时，氢氧化钙对废水中的杂质还具有凝聚作用。缺点：劳动卫生条件差，操作管理复杂，制备浓度，投配药剂需要较多的机械设备；石灰质量往往不能保证，灰渣较多，沉渣体积庞大，脱水麻烦。过滤中和法：优点：操作管理简

12、单，出水PH值较稳定，不影响环境卫生，沉渣少。缺点：进水硫酸浓度受到限制。20.什么叫化学沉淀法，在水处理中主要去除哪些物质？答：往水中投加某种化学药剂，使与水中的溶解物质发生互换反应，生成难溶于水的盐类，形成沉渣，从而降低水中溶解物质的含量。这种方法叫化学沉淀法。在给水处理中去除钙、镁硬度。在废水处理中去除重金属离子，如 汞，镉，铅，锌等。21在氧化还原反应中，对有机物氧化还原反应如何判断？答：用加氧或去氢的反应称为氧化，或者有机物与强氧化剂相作用生成CO2，H2O等的反应判定为氧化反应，加氢或去氧的反应称为还原反应。22活性污泥法的运行方式有哪几种？试就传统活性污泥法特点，简述其他活性污泥

13、法产生的基础。答：活性污泥法的主要运行方式有：（1）普通活性污泥法（2）渐减曝气法（3）多点进水活性污泥法（阶段曝气法）（4）吸附再生活性污泥法（5）完全混合性污泥法（6）延时曝气活性污泥法（7）氧化沟。 对于传统活性污泥法：污水与生物污泥同时从首端进，尾端出；微生物的增长在增长曲线上，呈现出一个线段；该法具有处理效率高、出水水质好，剩余污泥量少的优点。但它的不足是，（1）耐冲击负荷差（2）供氧与需氧不平衡。23何谓活性污泥法？画出其基本工艺流程并说明各处理构筑物的功能作用。答：活性污泥法即是以活性污泥为主体的生物处理方法。其基本流程为： 进水 1 2 3 出水 污泥 回流污泥 剩余污泥1初次

14、沉淀池，主要作用去除污水中的SS，并对BOD有一定的去除作用（2030）。2曝气池，主要作用去除污水的有机物。3二次沉淀池，从曝气池出来的混合液在二次沉淀池进行固液分离并对污泥进行适当的浓缩。24.污泥沉降比，污泥指数，污泥浓度三者关系如何？试叙其在活性污泥运行中的重要意义。答：SVI（污泥指数）SV10/MLSS g/L 。污泥指数SVI正常运行的情况下为50150，污泥指数MLSS一定的情况下，可计算出30分钟沉降比SV，故可通过测定30分钟沉降比，很简便地判定曝气池内污泥状况，并进行相应的处理。25.试就曝气池中的污泥平衡推导出X、Xr、r之间的关系式。答：就曝气池的污泥平衡为：QXr=

15、(Q+rQ)X （进水X0=0） 于是有：QXr=QX+rXQ ，rQrQ（Xr-X) 所以：r=Q(Xr-X)/QX=(Xr-X)/X26.活性污泥法系统中，二次沉淀池起什么作用？在设计中有些什么要求？答：活性污泥法系统中，二次沉淀池的作用在于（1）泥水分离作用；（2）对污泥起一定的浓缩作用以保证曝气池对污泥量需要。故根据沉淀速度确定的沉降面积和为满足一定的浓缩作用确定面积后，选择其中大者作为设计沉淀面积，以保证对二者需要。27.活性污泥法为什么需要回流污泥，如何确定回流比？答：活性污泥法是依靠生物污泥对BOD的去除的，进水所带生物量有限，故应从二次沉淀池分离出的污泥中回流，一部分进曝气池。

16、回流比的大小取决于曝气池内污泥浓度X和回流污泥浓度Xr，根据进出曝气池的污泥平衡r=(Xr-X)/X28.活性污泥法需氧量如何计算，它体现了那两方面的需要？ 答：活性污泥法需氧量一是生物对BOD的分解需氧，二是微生物内源呼吸需氧。日常需氧量的计算式为O2aQ(S0-Se)+bVX0 , Q日处理水量。29.试说明活性污泥法处理水中BOD的组成，并说明它们各代表何种处理构筑物的功能作用？答：活性污泥法处理水中BOD由两项组成：（1）为溶解性的BOD5（2）非溶解性的BOD5。溶解性的BOD5来自生物处理后残存的溶解性有机物，它表示了曝气池运行效果，非溶解性BOD5来源于二次沉淀池中带出和微生物悬

17、浮性固体，它表示了二次沉淀池中固液分离的效果。30.试分析生物膜的主要特征。答：生物膜法是以固着在载体表面的生物膜对污水起净化作用的一种方法，污水经过生物膜反应器 被净化。就生物膜的工作状况分析生物膜 法的主要特征如下：（1）参与净化反应微生物多样化有一定的脱氮作用；（2）污泥产量低，沉降性能好；（3）对进水水质、水量变化适应性较强（4）易于维护运行、节能。31.试扼要讨论影响厌氧生物处理的因素。答：影响厌氧消化的主要因素有：（1）温度：有中温发酵和高温发酵，高温发酵消化时间短产气量高，杀菌灭卵效果好；（2）PH及碱度：厌氧发酵的最佳pH值应控制在6.87.2， 低于6或高于8，厌氧效果明显变

18、差，挥发酸的数量直接影响到PH值，故反应器内应维持足够的碱度；（3）碳氮比，适宜的碳氮比为C/N1020：1 ；（4）有机负荷率，厌氧消化的控制速率是甲烷发酵阶段，因此过高的有机负荷可能导致有机酸的积累而不利于甲烷发酵的进行；（5）搅拌：适当搅拌是必须的，以防止形成渣泥壳和保证消化生物环境条件一致；（6）有毒物质，应控制在最大允许浓度以内。32.厌氧生物处理对象是什么？可达到什么目的？答：厌氧生物处理对象主要为：（1）有机污泥；（2）高浓度有机废水；（3）生物质。通过厌氧处理后，（1）可达到杀菌灭卵、防蝇除臭的作用（2）可去除污泥、废水中大量有机物，防止对水体的污染。（3）在厌氧发酵的同时可获

19、得可观的生物能沼气（4）通过厌氧发酵，固体量可减少约1/2，并可提高污泥的脱水性能。33.试比较厌氧法与好氧法处理的优缺点。答：就高浓度有机废水与污泥和稳定处理而言。厌氧处理的主要优势在于：（1）有机废水、污泥被资源化利用又（产沼气）；（2）动力消耗低（不需供氧）。存在的不足在于：（1）处理不彻底，出水有机物浓度仍然很高，不能直接排放，相对比较而言，好氧活性污泥法，则有：（1）对有机物的处理比较彻底，出水可以达标排放，（2）动力消耗大。34.污泥处理的一般工艺如何？污泥浓缩的作用是什么？答：污泥处理的一般工艺如下：污泥浓缩污泥消化脱水和干燥污泥利用 污泥浓缩的作用在于去除污泥中大量的水分，缩小

20、污泥体积，以利于后继处理，减小厌氧消化池的容积，降低消化耗药量和耗热量等。35.污泥浓缩有哪些方法，并加以比较？答：浓缩污泥可以用重力浓缩法，也可以用气浮浓缩法和离心浓缩法、重力浓缩法主要构筑物为重力浓缩池，设备构造简单，管理方便，运行费用低；气浮浓缩主要设施为气浮池和压缩空气系统，设备较多，操作较复杂，运行费用较高，但气浮污泥含水率一般低于重力浓缩污泥。离心浓缩则可将污泥含水率降到8085，大大缩小了污泥体积，但相比之下电耗较大。36.污泥比阻在污泥脱水中有何意义？如何降低污泥比阻？答：污泥比阻大，污泥脱水不易，脱水效率低，动力消耗大；降低污泥比阻的处理为污泥预处理，有（1）化学混凝法；（2

21、）淘洗化学混凝法，此法可大大降低混 凝剂用量。38.画出生物同步脱氮除磷的工艺流程，并说明各处理构筑物的功能作用？答：其工艺流程为： 回流系统 进水 厌氧 缺氧 好氧 缺氧 好氧 二沉池 出水 回流系统 称为AAO系统 厌氧：反硝化氨化释放磷 ； 第一缺氧：脱氮 ； 第一好氧：去除BOD、硝化、吸收磷； 第二缺氧：反硝化、脱氮；第二好氧：吸收磷，去除BOD。40.什么是水泵的扬程？如何确定？答：水泵的扬程又称总水头或总扬程。水泵的扬程等于单位重量的液体，通过水泵后所增加的能量。以H表示。水泵的扬程在实际过程中，用于两方面：一是将水由吸水井提升至水塔或处理构筑物（即静扬程Hst）；二是消耗在克服

22、管路中的水头损失（Sh）。因此水泵的总扬程应为HHst+Sh。 为安全起见，在计算总扬程H后，往往再加上一个富裕水头。41.污水处理厂高程布置的任务是什么？水力计算如何进行方能保证污水的重力自流？答：污水处理厂高程布置的任务是：（1）确定各处理构筑物和泵房的标高；（2）确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；（3）计算确定各部位的水面标高，使污水能按处理流程在处理构筑物之间靠重力自流。水力计算时选择一条距离最长，水头损失最大的流程计算，逆废水处理流程向上倒推计算，并适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够正常运行。1、 （12 分）活性污泥法与生物膜法相比较各自的优缺点有哪些？ 答：

23、活性污泥法的主要优点： （1）污泥、废水、溶解氧混合程度高，传质快，处理 效率高； （2）既可用于大规模污水处理，也适合小型污水处理； （3）运行成本较低。 活性污泥法的主要缺点： （1）占地面积大，容积负荷低； （2）抗冲击负荷能力差； （3）运行管理难度大； （4）剩余污泥量大，含水率高，较难处置。 生物膜法的主要优点： （1）抗冲击负荷能力强； （2）生物相丰富，对废水适应性强； （3）容积负荷大； （4）占地面积小； （5）剩余污泥少，含水率低，易于处置。 生物膜法的主要缺点： （1）处理效率略低； （2）不适合大规模污水处理。 2、 （15 分）画出一种废水生物脱氮的工艺流程图，并说

24、明该工艺是如何实现脱氮的。 答：可采用 A/O 法工艺实现生物脱氮。 碱 污水 预处理 厌氧反应池 好氧反应池回流污泥 二沉池 出水 剩余污泥 在好氧反应池内，通过硝化作用，将废水中的氨氮转化为硝态氮，然后回流到前 面的厌氧反应池， 与进来的原废水混合， 利用原废水中的碳源， 通过反硝化作用， 将 硝态氮转化为氮气，释放到大气中，从而实现废水生物脱氮。 3、 （13 分）吸附再生法中吸附池与 AB 法中的 A 段都是利用微生物的吸附功能，试分析 比较其异同之处。 答： （1）相同点：都是利用了微生物对有机物、胶体、某些重金属等的吸附功能。 一般接触时间较短，吸附再生法中吸附池为 3060min

25、，AB 法中 A 段为 30min。 （2）不同点：微生物来源不同：吸附再生法中吸附池的微生物来自循环活性污泥 系统内部， 并且整个流程中只有一种污泥； AB 法中 A 段的微生物主要来自于排水系统， 而 排水系统起到了“微生物选择器”和中间反应器的作用，培育、驯化、诱导出了与原污 水相适应的微生物种群，因此，A 段是一个开放性反应器，同时，A 段和 B 段是独立的， 各自有一套循环活性污泥系统，微生物种群也存在差别。微生物的作用机理不完全相 同：虽然两者都是利用微生物的吸附功能，但在吸附再生法中，还要利用微生物的生物 降解作用，二者缺一不可。而 AB 法中 A 段微生物的吸附作用占主导地位，

26、生物降解只占 1/3 左右。 流程不同： 吸附再生法中为了恢复微生物的吸附作用， 需将污泥经过再生池， 通过生物降解作用，使微生物进入内源呼吸阶段，恢复活性，而 AB 法中 A 段主要是利用 微生物的吸附作用，因此污泥经过中间沉淀池后直接回流至吸附池，当微生物吸附能力 达到饱和时，直接排出活性污泥系统，这也使得污泥产率较高。 4、 （10 分）简述污泥的培养和驯化历程。 答： （注：答间歇培养或连续培养均正确） 污泥间歇培养过程 （1）将过滤后的粪便水投入曝气池并加生活污水或自来水稀释至 BOD5 约 200 300mg/L，连续曝气； 2 （2）一周左右，当出现模糊的活性污泥絮体后，静沉 6

27、090min，排放约 6070 的上清液； （3）投加新的生活污水或自来水与粪便水的混合液，连续曝气一天后重新换水； （4）反复操作，直至污泥沉降比达到 30左右为止。 污泥连续培养过程 （1）第一次加料曝气至出现活性污泥絮体后，连续投入生活污水或自来水与粪便水 的混合液，投加量按每天使曝气池内混合液更新一次计算； （2）从二沉池内回流污泥，回流比约 50左右； （3）不断增大进水量，至曝气池内混合液每天更新 2 次，当污泥沉降比达到 30左 右时，培养成功。 污泥驯化历程 在进水中不断增加待处理的废水， 第一次废水投加量按曝气池设计处理规模的 20， 达到设计处理效率后，按 20的幅度继续增加进水量，直至达到满负荷运行。 活性污泥的培养还可以从附近污水处理厂直接取性能良好的污泥投入曝气池，并投 加一定量的 N、P 营养物质后连续曝气，随后逐渐加入废水进行驯化，可大大缩短培养和 驯化时间。