水质工程学 水质工程学 习题答案全解

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十四章

1、生物滤池有多种工艺形式,如普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池。举出三种可)

2、生物膜法有多种处理系统,如 生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、 生物流化床法 。

3、 生物膜法的实质是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。

4、生物膜的性质:①高度亲水,存在着附着水层;②微生物高度密集:各种细菌以及微型 动物,形成了有机污染物——细菌——原(后)生动物的食物链。

厌氧膜的出现:①生物膜厚度不断增加,氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态; ②成熟的生物膜由厌氧膜和好氧膜组成;③好氧膜是有机物降解的主要场所,一般厚度 为2mm。

5、生物膜的原理:废水从上向下从滤料空隙间流过,与生物膜充分接触,其中的有机污染 物被微生物吸附并降解。

6、高负荷生物滤池特点:①采用污水回流,增加进水量,稀释进水浓度,冲刷生物膜使其常保活性,且防止滤料堵塞,抑制臭味及滤池蝇的过度滋生;②增加滤料直径,以防止迅速增长的微生物膜堵塞滤料;③水力负荷和BOD负荷大大提高;占底面积小,卫生条件较好。

出水水质水力负荷的关系:由于水力负荷高,大大缩短了污水在滤池中的停留时间,但不发生硝化反应,可是生物膜吸附有机物速度很快,保证了出水水质的要求。

7、生物转盘:又称浸没式生物滤池,由许多平行排列浸没在一个水槽中的塑料圆盘所组成。8、生物转盘的特点:①废水处于半静止状态,而微生物则在转动的盘面上;②转盘40%的面积浸没在废水中,盘面低速转动;③盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关,一般0.1~0.5mm。

9、生物接触氧化法:在池内充填一定密度的填料,从池下通入空气进行曝气,污水浸没全部填料并与填料上的生物膜广泛接触,在微生物新陈代谢功能的作用下,污水的有机物得以去除,污水得到净化。

10、基本工艺流程 :原污水—(初沉池——生物接触氧化池——二沉池)排泥——处理水。

11、生物流化床:以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体填充在床体内,因载体表面覆盖着生物膜而使其质地变化轻,污水以一定流速从下向上流动,使载体处于流化状态。

12、生物流化床由床体、载体、布水装置和膜脱落装置等组成。

13、生物接触氧化法在工艺、功能及运行方面的主要特征有哪些?

在工艺方面,使用多种型式的填料,填料表面布满生物膜,形成了生物膜的主体结构。在功能方面,生物接触氧化处理技术具有多种净化功能。在运行方面,对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下,仍能够保持良好的处理效果,对排水不均匀的企业,更具有重要意义,操作简单,运行方便,易于维护管理,勿需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇,污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。

14、生物膜法污水处理系统,在微生物相方面和处理工艺方面有哪些特征。( 7 分)

①微生物相方面的特征⑴生物膜中的微生物多样化,能够存活世代时间较长的微生物⑵生物的食物链长⑶分段运行与优势菌属② 处理工艺方面的特征⑴耐冲击负荷,对水质,水量变动有较强的适应性⑵微生物量多,处理能力大,净化能力强⑶污泥沉降性能良好,易于沉降分离⑷能够处理低浓度的污水⑸易于运行管理,节能,无污泥膨胀问题

十五章

1、升流式厌氧污泥床系统( UASB )组成:进水配水系统、反应区(悬浮层和污泥层)、三相分离器、出水系统、集气罩。

2、厌氧生物处理的基本原理:

1)水解阶段:固态有机物被细菌的胞外酶水解;

2)第二阶段是酸化:开环、断链,以小分子的有机物作为受氢体,使有机酸增加,pH下降

3)第三阶段是在进入甲烷化阶段之前,代谢中间液态产物都要乙酸化,称乙酸化阶段;

4)第四阶段是甲烷化阶段。(在厌氧消化系统中微生物主要分为两大类:非产甲烷菌和产甲烷细菌。)

3、厌氧生物处理的主要特征

主要优点:(1)能耗低,且还可回收生物能(沼气);(2)污泥产量低;——厌氧微生物的增殖速率低,——产酸菌的产率系数Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD,——产甲烷菌的产率系数Y为0.03kgVSS/kgCOD左右,——好氧微生物的产率系数约为0. 5~0.6kgVSS/kgCOD。(4)厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机物进行降解或部分降解;

主要缺点:(1)反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程;(2)对温度、pH等环境因素较敏感;(3)出水水质较差,需进一步利用好氧法进行处理;(4)气味较大;(5)对氨氮的去除效果不好;等

3、影响产酸细菌的因子

主要影响因子:pH值(pH3.5-8之内都可生存,最适pH值为6-7)、ORP(氧化还原电位)(最适ORP为-200~-300mV)、碱度、温度35℃、水力停留时间和有机负荷(有机负荷影响不是很大,正常为5~60kgCOD/(m3*d),水力停留时间过短将影响底物的转化程度)

4、影响产甲烷细菌的因子

主要生态因子:pH6.5~ 7.5、氧化还原电位- 300~ - 500mV、有机负荷率(直接反应了底物与微生物之间的平衡关系)、温度(中温区在30~390C之间,高温区在50~600C之间)、污泥浓度、碱度、接触与搅拌、营养(COD∶N ∶P= 500∶5∶1)、抑制剂和激活剂。

5、UASB(升流式厌氧污泥层)工作原理:当反应器运行时,废水自下部进入反应器,并以一定上升流速通过污泥层向上流动。进水底物与厌氧活性污泥充分接触而得到降解,并产生沼气,使污泥膨胀。随着气量增加,这种搅拌混合作用更强,气体从污泥层内不断逸出,引起污泥层呈沸腾流化状态。气、液、固的混合液上升至三相分离器,气体可被收集,污泥和水则进入上部相对静止的沉淀区,在重力作用下,水与污泥分离,上清液从沉淀区上部排出,污泥被截留在三相分离器下部并通过斜壁返回到反应区内。

特点:在反应器上配有气-液-固三相分离装置。在运行时能形成具有良好沉降性能的颗粒污泥,大大提高了反应器的生物量,使厌氧处理效率显著提高。

6、UASB反应器的工艺特征:(1)在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器;(2)在反应器底部设置了均匀布水系统;(3)反应器内的污泥能形成颗粒污泥:(直径为0.1~0.5cm,湿比重为1.04~1.08;具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性;污泥浓度可达50gVSS/l以上,污泥龄一般为30天以上;)(4)水力停留时间大大缩短,具有很高的容积负荷;(5)适于处理高、中浓度有机工业废水,也可以处理低浓度城市污水;(6)将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内,结构紧凑;(7)无需设置填料,节省费用,提高容积利用率。

第十六章 自然生物处理系统

填空题:

1、常见的污水土地处理系统工艺有以下几种:稳定塘;好氧塘;兼性塘;厌氧塘;曝气塘与深度处理塘。

3、在污水的稳定塘自然生物处理中,根据塘水中的微生物的优势群体类型和塘水中的溶解氧情况, 将稳定塘分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘。

名词解释:

1、稳定塘 :是人工适当修整或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物净化功能。P547

2、污水土地处理 P563污水有节制的投配到土地上,通过土壤-植物系统的物理的、化学的、生物的吸附、过滤与进化作用和自我调控功能,使污水可生物降解的污染物得以降解、净化,氮、磷等营养物质得以再利用,促进绿色植物生长并获得增产。

3、慢速渗滤处理系统 P566 是将污水投配到种有作物的土地表面,污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗透,一部分污水直接为作物所吸收,一部分则渗入土壤中,从而使污水达到净化目的的一种土地处理工艺。

问答题:

2、稳定塘有哪几种形式?它们的处理效果如何?适用条件如何?P547-548

好氧塘:深度较浅,阳光能透过池底,主要由藻类供氧,全部塘水呈好氧状态,由好氧微生物起有机污染物的降解作用。

兼氧塘:塘水较深,从塘面到一定深度(0.5m)左右,阳光能够透入,其污水净化是由好氧和厌氧微生物协同作用完成的。

厌氧塘:塘水深,有机负荷率高,整个塘水呈厌氧状态。

曝气塘:由表面曝气器供氧,塘水呈好氧状态,污水停留时间短,由于塘水被搅动,藻类的生长与光合作用受到抑制。

4、稳定塘对污水的净化作用有哪些? P550-551

1、稀释作用:污水进入稳定塘后和原塘水进行一定程度的混合,降低了各种污染物的浓度;2、沉淀与絮凝作用:在絮凝作用下,污水中的细小悬浮颗粒聚集成为大颗粒沉淀于塘底;3、微生物的代谢作用 4、浮游生物的作用 5、水生维管束植物的作用。

第十七章污泥处理、处置与利用

填空题:

1、污泥处理的目的是使污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。

2、污泥中所含水分大致分为4类:间隙水、毛细水、吸附水、结合水 。

3、污泥 按成分可以分为以下两种:有机污泥和无机污泥 。

4、污泥浓缩的目的在于减容。

5、降低污泥含水率的方法主要有浓缩、自然干化法、机械脱水法、干燥与焚化法。

6、污泥按来源不同可分为沉淀污泥和生物处理污泥;按成分不同可分为有机污泥和无机污泥。

名词解释:

1、消化池的投配率 :是消化池设计的重要参数,是每日投加新鲜污泥体积占消化池污泥总体积的百分数。P591

3、污泥含水率(计算公式)P578污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数。

4、有机物负荷率( S ):指消化池的单位容积在单位时间内能够接受的新鲜污泥中挥发性干污泥量。P592

问答题:

1、污泥稳定的主要目的是什么?P576

答:便于污泥的储存和利用,避免恶臭产生。

3、影响污泥消化的因素有哪些?P519

答:PH值与碱度、温度与消化时间、负荷率、毒性物质、营养与C/N比等。

4、为什么机械脱水前,污泥常须进行预处理?怎样进行预处理?

原因:污水处理厂初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥均由亲水性带负电的胶体颗粒组成,挥发性固体物质含量高、比阻大,脱水较困难,因此机械脱水前必须进行污泥调理。

污泥调理就是破坏污泥的胶态结构,减少泥水间的亲和力,改善污泥的脱水性能。方法有化学调理法、热处理法、冷冻溶解法、淘洗法。

8、试述厌氧消化的影响因素。P591

1、PH值和碱度,最佳PH值为7.0~7.3 碱度为2000mg/L;2、温度与消化时间温度是影响厌氧消化的主要因素,温度的高低不但影响产气量,还决定消化过程的快慢;消化时间是指产气量达到总量所需的时间。 3、负荷率:厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率,负荷率的表达方式包括污泥投配率和有机物负荷率两种; 4、有毒有害物质 5、营养与C/N比。

第十八章 常用给水处理工艺系统

问答题:

1、给水处理系统的选择原则是什么? P619

给水处理系统应该在技术上是可行的,在经济上是合理的,在运行上是安全可靠和便于操作的。(技术可行性可以通过实验验证和参考已建的原水水质相近的水处理工艺系统的运行经验;经济合理性是满足处理水质要求前提下,使建设费用和运行费用最低;水处理工艺系统的抗冲击性是其安全性和可靠性的重要内容之一。)

2、举例说明微污染水的处理系统。P620 图

原水——混合装置——絮凝池——沉淀池——过滤池————清水池——出水

混凝剂 Cl2

第十九章 特种水源水处理工艺系统

1、常用的水的药剂软化法有:石灰软化法、石灰-苏打法、磷酸盐法及掩蔽剂法。

2、列举3种除盐的方法:蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、电子混合床法。

3、常用的除氟方法有:吸附法、药剂法、电渗析法等。

问答题:

1、地下水除铁除锰的主要方法是什么?P643 P646

氧化法,将水中的二价铁氧化成三价铁,将水中的二价锰氧化成四价锰,由于三价铁、四价锰在水中的溶解度极小,故能从水中析出,再用固液分离的方法将其去除。

2、举例说明游泳池水的处理方法。P657 图

平衡水池上部设补充水管,循环水泵由平衡池抽水,水泵吸水管上设毛发过滤器,截留水中的毛发,将混合剂和中和剂(除藻剂)投加到水泵吸水管中,利用水泵叶轮搅拌混合,最后,处理水进入游泳池前要对水进行消毒

3、举例说明高浊水的处理方法。P641图

高浊度水首先进入辐流式沉淀池沉淀,再向水中投加混凝剂,经混合、絮凝、沉淀、过滤、投氯消毒,即可获得合格的处理水。

第二十章 城市污水处理工艺系统

填空题:

1、污水处理的物理法有:沉淀法、过滤法、气浮法、筛滤法、反渗透法和上浮法 等。

2、污水的化学处理法通常有:中和、混凝、电解、氧化还原、吸附、离子交换等。

3、污水的生物处理通常包括好氧氧化法和厌氧还原法两类。

名词解释:

1、 SV(settling velocity)(污泥沉降比):又称30min沉降率。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,以%表示。

SVI(sludge volume index)(污泥容积指数):本项指标的物理意义是从曝气池出口处取出的混合液,经过30min静沉后,每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积,以ml计。SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L) 单位:mL/g

SOUR(specific oxygen uptake rate)(活性污泥的比耗氧速率):是衡量活性污泥生物活性的一个指标。是指单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量,其单位为mgO2/(gMLVSS.h)mgO2/(gMVSS.h)。

8、泥龄(单位d) :在曝气池内,微生物从其生长到排出的平均停留时间,也就是曝气池内的微生物全部更新一次所需要的时间 。从工程上来说,在稳定条件下,污泥龄就是曝气池内活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比。

9、污泥回流比 :从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污水流量Q之比,常用%表示。

10、BOD—容积负荷率 (标明单位):单位曝气池容积(m3),在单位时间(d)内接受的有机物量。Nv=Q*So/V kgBOD/(m3曝气池.d)

11、污泥解体:当活性污泥处理系统出现处理水质混浊,污泥絮凝体微细化,处理效果变坏等时的现象。

12、污泥膨胀 :是一种丝状菌在絮体中大量生长以致影响沉降的现象。

13、污泥上浮 :是由于曝气池内污泥泥龄过长,硝化进程较高,但却没有很好的反硝化,因而污泥在二沉池底部产生反硝化,硝酸盐成为电子受体被还原,产生的氮气附于污泥上,从而使污泥比重降低,整块上浮。

14、同步驯化法 :在培养开始就加入少量工业废水,并在培养过程中逐渐增加比重,使活性污泥在增长的过程中,逐渐适应工业废水并具有处理它的能力。

1.活性污泥的形态

1)外观形态:活性污泥(生物絮凝体)为黄褐色,絮凝体颗粒:

2)特点:(1)颗粒大小:d=0.02~0.2 mm (2)表面积:20~100 cm2/mL (2000~10000)m2/m3污泥(3)含水率>99%,固体物质<=1%

2.活性污泥组成M =Ma + Me + Mi + Mii

Ma—具有代谢功能的活性微生物群体;Me—微生物自身氧化代谢产物残留物;Mi—活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机物有机物(75~85%);Mii—活性污泥吸附污水中的无机物(由原污水带入的)(15~25%),挥发性活性污泥: Mv = Xv= Ma + Me + Mi

3.活性污泥微生物的分类(Ma):

A细菌:有很强的吸附、氧化分解有机物能力

B真菌:微小的腐生或寄生丝状菌,保持较高的净化效率、低的处理出水浓度及出水悬浮物浓度

C原生动物:肉是虫 鞭毛虫,纤毛虫等。通过辨认原生物的种类,能够判断处理水质的优劣,它是一种指示性生物。原生物摄食水中的游离细菌,是细菌的首次捕食者。

D后生动物:主要是轮虫,它在活性污泥中的不经常出现,轮虫的出现是水性稳定的标志,作为镜检指示性生物。作为。后生动物是细菌的第二捕食者。

4. 微生物的增殖规律

A适应期(延迟期或调整期):是微生物的细胞内各种酶系统对环境的适应过程(用于生物的培养)

B对数增殖期(等速增殖期):出现的环境条件是F/M比值很高,微生物以最大速率摄取有机物,也以最大速率增值。活性污泥能量水平很高,活性污泥处于松散状态(出水浑浊,SS值高,水质差,耗氧量大,剩余量大)

C减速增殖期(减速增长期、私定期、平衡期):营养物不过剩,它已成为微生物生长的限制因素。活性污泥水平的能量低下,污泥絮凝。(出水浊度下降,SS下降,供氧强度和剩余泥量减小,水质改善)。微生物活体数达到最高。

D内源呼吸期(衰亡期):营养物缺乏,为了获得能 量维持生命,分解代谢自身的能量物质,开始衰亡。同时内酶分解细胞壁,使污泥量减少。后来有机物几乎被耗尽,能量水平极低,微生物活动能力非常低,絮凝体形成速率增大,处理水显著澄清,水质良好,剩余污泥量少。

5.活性污泥净化反应过程

A初期吸附去除(物理吸附和生物吸附)B微生物的代谢C活性污泥的沉淀分离。活性污泥系统净化污水的最后程序:泥水分离。构筑物:二次沉淀池或沉淀区

6环境影响因素:营养物质;溶解氧>2mg/g;pH值:最佳的pH值为6.5~8.5;温度:15~35℃之间,20~30℃效果好,活动旺盛;有毒物质。

7.活性污泥的性能指标

微生物量指标

(1)MLSS浓度——混合液悬浮固体浓度〈混合液污泥浓度〉:表示在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量。(mg/L)MLSS=M=X=Ma + Me + Mi + Mii

(2)MLVSS浓度——混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS=MV=XV=Ma + Me + Mi

(3)沉降性能及其评价标准

①SV(Settling Velocity)——污泥沉降比,又叫30min污泥沉降率。(

SV:反应了曝气池正常运行的污泥量,可用于控制剩余污泥排放量,同时通过它能及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。

②SVI(Sludge Volume Index)—污泥容积指数(污泥指数)(mL/g

物理意义:曝气池出口处的混合液经30min静沉后每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积。SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能,此值介于70~100为宜。

8.活性污泥的各种演变及应用

(1)传统活性污泥法:运行,水流一端进,另一端出,沿途曝气,推流前进。

特点①吸附→减速增长→内源呼吸②处理效果好③不易污泥膨胀④供氧与需氧不平衡⑤耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水)

(2)渐减曝气活性污泥法:对传统活性污泥法的曝气进行改进,提出的一种能使供氧量和混合液需氧量之间相适应的运行方式,即供氧量沿池长逐步递减,使其接近需氧量。

(3)分段进水活性污泥法:特点:①分段多点进水,负荷分布均匀,均化了需氧量,避免了前段供氧不足,后段供氧过剩的缺点②提高了耐水质,水量冲击负荷的能力③活性污泥浓度沿池长逐渐降低

(4)吸附再生活性污泥法,又称生物吸附法或接触稳定法:

1.型式:廊道式(吸附池和再生池可合建2.流态:中间进水,推流3.特点:①处理质量较差②耐冲击负荷强③适合处理胶体物质含量高的工业废水

(5)完全混合活性污泥法:特点①抗冲击负荷能力强②池中各点水质相同,各部分有机物降解工况点相同,便于调控③处理效率差于推流式④易出现污泥膨胀

(6)延时曝气活性污泥法:特点①由于负荷低,延时曝气池容大,占地面积较大②对水质水量变动性强③产泥量少④处理效果好

(7)高负荷活性污泥法:特点①由于负荷高,高负荷活性污泥法曝气池容小,占地面积较小。②处理效七、高负荷活性污泥法果差,60~70%③产泥量高④适合做预处理

(8)纯氧曝气活性污泥法:特点:①DO≥8mg/L②MLSS很高,高达4000~7000③Δx很少④SVI低,沉降性好。

(9)选择器活性污泥法

工艺特点:在曝气池前加一个水力停留时间很短的小反应器,全部污水和回流污泥进入选择器,形成高负荷区。

优点:有利于菌胶团菌的优先生长而抑制丝状菌的过量生长,从而改善污泥的沉降性能

分类:好、缺、厌氧

原理:利用丝状菌的增长的速率、无分子内呼吸、好氧呼吸的特性。

9.氧转移的影响因素

(1)污水水质:污水中存在着溶解性有机物,特别是表面活性物质,如短链脂肪酸和乙醇,是一种两亲分子,极性端羧基COOH-(亲水)或羟基-OH-(亲水)插入液相中,而非极性端(疏水)的碳基链则伸入气相中。(2)水温(3)氧分压

提高dc/dt(氧转移速率):(1)增加曝气量(2)减少气泡尺度(3)加强液相主体的紊流程度,降低液膜厚度,加速液、气界面的更新(4)增加曝气池深(5)提高氧分压

10.空气扩散器的作用:充氧;搅拌和混合

曝气器的主要指标(1)动力效率EP:(kgO2/KW•h)(2)氧利用效率EA(氧转移效率)(3)充氧能力EL(kgO2/h)。① 对鼓风曝气性能以EP、EA来评定② 对机械曝气性能以EP、EL来评定。无法用EA来评定

鼓风曝气:空气加压设备(鼓风机)→管道系统→扩散装置(曝气器)

鼓风曝气空气扩散装置类型:

(1)微气泡空气扩散装置:①扩散板:分为扩散板沟和扩散板匣②扩散管:组成扩散管阻,φ60~100mm;L=500~600mm③固定式平板型微孔空气扩散器④固定式钟罩型微孔空气扩散器⑤膜片式微孔空气扩散器

(2)中气泡空气扩散装置:①穿孔管(单管,双管,栅状)管径φ25~50②网状膜空气扩散装置

(3)水力剪切式空气扩散装置①倒盆式空气扩散装置②固定螺旋空气扩散装置③金山Ⅰ型空气扩散装置

(4).水力冲击式空气扩散装置:①密集多喷嘴空气扩散装置②射流式空气扩散装置>20%

(5)水下空气扩散装置:充氧、搅拌。①上流式水下空气扩散装置②下流式水下空气扩散装置

机械曝气分类

(1)竖轴式机械曝气装置①泵型叶轮曝气器②K型叶轮曝气器③倒伞型叶轮曝气器④平板型叶轮曝气器

(2)卧轴式机械曝气装置:曝气转刷

11.活性污泥的培养驯化:a 异步培养法:先培养再驯化b 同步培养法:培养驯化同时进行c 接种培养培养法:以污水厂污泥作为种泥

进水方式:a 连续进水:适合以生活污水为主的城市污水;b 间歇进水:一般,闷曝-->沉淀-->排除上清夜-->加新鲜水-->闷曝-->沉淀

活性污泥法系统的主要控制方法和控制参数(1)试运行。目的:确定最佳的运行条件

(2)正常运行:在正常运行过程中需要对活性污泥系统采取控制措施,常用的工艺控制措施主要有:曝气系统的控制、污泥回流系统的控制、剩余污泥排放系统的控制。

活性污泥处理系统检测项目:(1)处理效果指标:COD、BOD、TOD、TOC、SS 有毒物质(2)泥营养及环境指标:pH、温度、N、P、污泥沉降性、SV% 、MLSS、MLVSS、 SVI、DO(3)生物相:生物相观察

12.活性污泥处理系统运行中的异常:

(1)污泥膨胀:控制方法:一类是临时控制措施,另一类是工艺运行调节控制措施,第三类是环境调控控制法。(2)污泥解体(3)污泥腐化(4) 污泥上浮:缺氧状态下,污泥反消化产生的气体促使污泥上浮(5) 泡沫:化学泡沫和生物泡沫(6)异常生物相

13.氨氮(NH3-N)危害:1、消耗水体中的溶解氧;2与氯反应生成氯胺或氮气,增加氯的用量;3、氮化合物对人和生物有毒害作用:4、加速水体的“富营养化”过程;

14.生物脱氮原理:①同化作用:一部分氮被同化成微生物细胞的组成部分

②氨化作用(ammonification) —含氮有机物,在生物处理过程中被(好氧或厌氧)异养微生物氧化分解为氨氮;

③硝化作用(nitrification) ——由好氧自养硝化菌将氨氮转化为NO2-和/或NO3-;

(1)硝化过程

(2)环境因素对硝化反应的影响:温度、溶解氧、碱度、pH、C/N、有毒物质

④反硝化作用(denitrification) ——缺氧条件下,在异养反硝化菌的作用下将NO2-和NO3-还原转化为N2。

(1)反硝化过程

(2)环境因素对反硝化反应的影响:温度、溶解氧、碱度、pH、碳源有机物、C/N、有毒物质

15.前置式反硝化生物脱氮系统(A—O工艺):直接进入的污水为硝态氮的反硝化提供了碳源,降低了好氧的负荷;在反硝化反应过程中产生的碱度可补偿硝化反应消耗的碱度的一半左右;硝化曝气池在后,使反硝化残留的有机物得以进一步去除,无需增建后曝气池

16.除磷原理:化学除磷和生物除磷

(1)化学除磷:加二价钙除磷;投加三价铁盐和铝盐除磷;投加二价铁盐除磷(将亚铁离子氧化成铁离子,与钙联合沉淀)

(2)生物除磷原理:生物除磷过程中,在好氧条件下细菌吸收大量的磷酸盐,并作为能量的贮备;在厌氧状态下吸收有机底物并释放磷。这是一个循环过程,细菌交替释放和吸收磷酸盐。

(1)Phostrip除磷工艺——生物除磷和化学除磷相结合

工艺特点:①除磷效果好,处理出水的含磷量一般低于1mg/L;②污泥的含磷量高,一般为2.1~7.1%;③石灰用量较低;④污泥的SVI低于100,污泥易于沉淀、浓缩、脱水,污泥肥分高,不易膨胀。

(2)厌氧——好氧除磷工艺(A—O工艺)

工艺特点:①水力停留时间为3~6h;②曝气池内的污泥浓度一般在2700~3000mg/l;③磷的去除效果好(~70%),出水中磷的含量低于1mg/l;④污泥中的磷含量约为4%,肥效好;⑤SVI小于100,易沉淀,不易膨胀。

17.同步脱氮除磷工艺

(1) Bardenpho同步脱氮除磷工艺

工艺特点:各项反应都反复进行两次以上,各反应单元都有其首要功能,同时又兼有二、三项辅助功能;脱氮除磷的效果良好。

(2) A—A—O同步脱氮除磷工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)

工艺特点:工艺流程比较简单;厌氧、缺氧、好氧交替运行,不利于丝状菌生长,污泥膨胀较少发生;无需投药,运行费用低。

厌氧反应器:原废水与含磷回流污泥进入厌氧池,磷菌在这里完成释放磷和摄取有机物。

缺氧反应器:主要功能是脱氮

好氧反应器:去除BOD,硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行

沉淀池:进行泥水分离,上清液作为处理水排放,沉淀污泥的一部分回流厌氧池,另一部分作为剩余污泥排放。

18.氧化沟的特征:连续循环反应器

(1)构造上的特征 ①池体狭长;池深较浅,一般在2-5m左右;②曝气装置多用表面机械曝气器。竖轴曝气器,如:低速曝气叶轮;横轴曝气器,如:曝气转刷、曝气转盘;③进、出水装置简单。

(2)工艺上的特征 ①氧化沟内的流态呈循环混合态;沟内混合液呈推流式快速流动(0.4-0.5m/s);进水流量与沟内流量相比很小,完全混合的;②有机负荷很低,相当于延时曝气法,出水水质好;③抗冲击负荷能力强,对水温、水质、水量等的变动有较强适应性;④污泥产率低,剩余污泥产量少;污泥龄长,可达15-30d;⑤具有生物脱氮的功能。

19.典型的氧化沟工艺

①Carrousel氧化沟:由多沟串联氧化沟及二次沉淀池、污泥回流系统组成。采用竖轴低速表面曝气器②交替工作氧化沟:有二沟和三沟式两种形式;交替用做曝气池和沉淀池,无需二沉池和污泥回流装置;曝气转刷的利用率较低③Orbal氧化沟:同心圆型氧化沟;采用曝气转盘;外、中、内三层沟渠分别为:容积为60-70%,DO约0mg/l,主要生物氧化、反硝化和磷释放。。。容积为20-30%,DO约1mg/l。。。容积为10%,DO约2mg/l。

三沟DO的0-1-2梯度分布目的:外沟道溶解氧浓度接近0,氧的传递效率高,既可节约供氧的能耗,也可为反硝化创造条件;微生物可进行磷的释放,以便它们在好氧环境下吸收污水中的磷,达到除磷效果。④曝气-沉淀一体化氧化沟:集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体,无需建造单独的二沉池。

20.A-B(Adsorption-Biodegration)法工艺(吸附—生物降解工艺)

AB法的主要特点:① 未设初沉池,由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统;②B段由曝气池和二沉池组成;③ A、B两段各自拥有独立的污泥回流系统,两段完全分开,各自有独特的微生物群体,有利于功能稳定。

A段的特征:①不设初沉池,原废水中的微生物全部进入吸附池,A段是一个开放性的生物反应器;②负荷很高,有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长;③BOD去除率为30-60%,出水可生化性有所提高,有利于B段的继续降解;④污泥产率较高,吸附能力强;⑤对有机物的去除,吸附作用为主,生物降解占1/3左右。

B段的特征:①来水为A段出水,水质、水量较稳定;②负荷率为总负荷率的40-70%;③污泥龄较长,有利于硝化反应。

21.(SBR)Sequencing-Batch-Reactor工艺;间歇式活性污泥法又称序批式间歇反应器

@SBR的工作原理:一是运行操作在空间上是按序列、间歇的方式进行;二是每个SBR反应器的运行操作在时间上也是......SBR的主要反应器只有一个曝气池,同时完成曝气沉淀等的功能,其运行可以分为五个工序:①进水②反应③沉淀(1h)④排水⑤闲置

@SBR的工艺特征:从时间角度来看,是一种较理想的推流式曝气池;不设二沉池,曝气池兼具二沉池的功能;不设污泥回流设备;耐冲击能力强;在多数情况下,无需设置调节池;SVI值较低,污泥易沉淀,污泥膨胀现象较少;易于维护管理,出水水质优于连续式;通过调节,可在单一曝气池内完成脱氮和除磷;易于实现自动化控制。

@SBR曝气方式:①非限制曝气(边充水边曝气)②限制曝气(充完再曝)③半限制曝气(充水后期曝)

22.SBR工艺的发展及其主要变形工艺

①间歇式延时循环曝气系统(ICEAS)工艺:运用连续进水和周期性排水原理,生物氧化作用,硝化和反硝化作用,除磷,固液分离等均在一个反应池中进行。ICEAS 工艺由反应、沉淀和滗水3个阶段组成,其反应器由进水端的预反应区(进水曝气区)和主反应区(曝气或搅拌、沉淀、滗水、排泥,周期性循环运行)组成,运行方式为连续进水(沉淀期和排水期仍保持进水),间歇排水,没有明显的反应阶段和闲置阶段。

②CASS工艺(循环式活性污泥法(ICAST)的一种型式):包括进水曝气阶段(2h)、沉淀阶段(1h)、滗水阶段(1h)、闲置阶段

③DAT-IAT工艺

@ 工艺是序批式活性污泥法(SBR) 的一种处理方式,它介于传统活性污泥法与典型的SBR 工艺之间,既有传统活性污泥法的连续性和高效性,又具有SBR 法的灵活性,适用于水质水量变化大的情况。

@ 由DAT(需氧池)和IAT(间歇曝气池)串联组成。DAT连续进水,连续曝气(也可间歇曝气) ; IAT 连续进水,间歇曝气,清水和剩余活性污泥均由IAT 排出。

其运行操作由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个阶段组成。

④UNITANK工艺

它是由三个矩形池组成,三个池水力相连通,每个池中均设有供氧设备,可采用鼓风曝气或采用表面曝气, 在外边两侧矩形池,设有固定出水堰及剩余污泥排放口,该池既可作曝气池,又可作沉淀池,中间一只矩形池只作曝气池

⑤MSBR(改良式序列间歇反应器)

MSBR 系统的运行原理如下:污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此进行充分放磷,然后混合液进入缺氧池进行反硝化。反硝化后的污水进入好氧池,有机物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR 池,澄清后污水排放。此时另一边的SBR 在1.5Q回流量的条件下进行反硝化、硝化,或进行静置预沉。回流污泥首先进入浓缩池进行浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥则进入缺氧池。

23.MBR膜生物反应器(Membrane Biological Reactor)

膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结

@膜生物反应器的主要类型:①生物反应器有不同的类型:好氧、厌氧;②膜有不同的类型:超滤膜(UF,0.01-0.04um)、微滤膜(MF,0.1-0.2um)、萃取膜(具有选择性);③膜材料种类:陶瓷、醋酸纤维(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯晴等;④膜结构形式:中空纤维、管式、平板式等;⑤按生物反应器与膜单元结合方式:一体式、分离式、隔离式等。

a.一体式系统:膜组件浸没在生物反应器中;出水通过负压抽吸经过膜单元后排出;

优点:体积小、整体性强、工作压力小、节能、不易堵塞等;

缺点:膜表面流速小、易污染、出水不连续等。

b.分离式系统:生物反应器与膜单元相对独立;生物反应器与膜分离装置相互干扰小。

c.隔离式系统:选择性萃取膜将污水与生物反应器隔开;膜只容许目标污染物透过,进入生物反应器而被降解;有毒有害物质不能进入生物反应器。

@膜生物反应器的主要特点:①SRT与HRT完全分开,在维持较短HRT的同时,又可保持极长的SRT;②膜截流的高效性可使世代时间长的硝化菌等在生物反应器内生长,因此脱氮效果较好;③可维持很高的MLSS;④膜分离可使大分子颗粒状难降解物质在反应器内停留较长时间,最终得以去除;⑤可溶性大分子化合物也可被截留下来,不会影响出水水质,最终也可被降解;⑥膜的高效截留作用可使出水悬浮物浓度极低。

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