污水处理部分章节知识

DYC058 生活污水处理及中水回用实验装置

DYC071 混凝沉淀实验装置

DYC091 "旋流沉砂池/钟式沉砂池"

DYC106 电动生物转盘实验装置

DYC121 生物接触氧化池

DYC161 污泥浓缩池

DYP081 SBR法间歇式实验装置

DYG041 SBR法膜生物反应器实验装置

第1章

1.污水一级处理:又称污水物理处理。通过简单的沉淀、过滤或适当的曝气，以去除污水中的悬浮物，调整pH值及减轻污水的腐化程度的工艺过程

2.污水二级处理:是污水经一级处理后，再经过具有活性污泥的曝气池及沉淀池的处理，使污水进一步净化的工艺过程。处理对象是什么？

3.污水三级处理:是污水经二级处理后，进一步去除污水中的其他污染成分（如；氮、磷、微细悬浮物、微量有机物和无机盐等）的工艺处理过程。

4.污水的物理处理:是以悬浮物而非溶解物、污染物为处理对象，借助悬浮物漂浮在液体表面或沉淀在底部进行处理，或使用机械方法进行沉淀悬浮处理。

5.污水的化学处理:是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理方法。

6.污水的生物处理:是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。

第二章

1、什么叫水污染

答：.水污染：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，是水体固有的生态系统和功能受到破坏。

2、什么叫水体自净？举例说明水体的物理、化学、生物化学净化作用。

答：水体自净：水体受到污染后，经过复杂的过程，使污染物的浓度降低，受污染的水体部分地或*地恢复原来状态，这种现象称为水体自净。

水体自净包括：物理净化作用，化学净化作用，生物净化作用

物理净化作用：例如把污水静置是水中大颗粒的物质沉淀，还有过滤掉水中悬浮的塑料泡沫等悬浮物。举例不当

化学净化作用：污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。例如废水排入水体中，水中溶解的氧会将其中的有毒物质氧化使之转化为对水体无害的物质。

生物净化作用：指微生物会氧化降解水中的有害物质，例如微生物会氧化水中的有机物，使BOD\COD降低。

3、什么叫氧垂曲线？

答：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，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。污水排入后，DO 曲线呈悬索状下垂，故称为氧垂曲线；BOD曲线呈逐步下降状，直至恢复到污水排入前的基值浓度。

第三章

1. 沉淀分成哪四种类型？絮凝沉淀和压缩沉淀有什么特点？

答：（1）沉淀的类型：a、分散颗粒自由沉淀b、絮凝颗粒的自由沉淀

c、拥挤沉淀（区域沉淀或成层、分层沉淀）

d、压缩沉淀

（2）特点： a、絮凝沉淀特点：经过混凝后的悬浮颗粒具有一定絮凝性能，两颗粒相互碰撞后聚结，其粒径和质量逐渐增大，沉速随水深增加而加快的沉淀。实际沉速很难用理论公式计算，需通过试验测定。化学混凝沉淀属絮凝沉淀。b、压缩沉淀: 即污泥浓缩，沉降到沉淀池底部的悬浮颗粒组成网状结构絮凝体，在上部颗粒的重力作用下挤出空隙水得以浓缩的沉淀。网状结构絮凝体的组成和水中杂质的成分有关，不再按照颗粒粒径大小分层。二沉池污泥斗中的浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

2. 什么叫表面负荷？浅池理论内容是什么？

答：（1）表面负荷：u0=Hv/L=HBv/LB=Q/A=q0，Q/A---表面负荷，以q0 表示，单位是m3/m2·h。

其物理意义是：在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量。

（2）浅池理论：颗粒沉速ui一定时，增大沉淀池的表面积A，可以增加产水量Q或增大沉淀效率。当沉淀池容积一定时，池深较浅则表面积大，沉淀效率可以提高。――哈增“浅池理论”。

3. 沉砂池的作用是什么？一般把沉砂池设在污水处理工艺的什么位置？

答：（1）作用：用以分离废水中比重较大的砂粒、灰渣等无机固体颗粒。沉砂池去除砂粒相对密度为2.65，粒径0.2mm以上.

（2）工艺位置：沉沙池可设于在泵站、倒虹管前，用以减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，用以减少管渠和处理构筑物内的沉积，避免重力排泥困难，减轻后续处理构筑物和机械设备的磨损，防止对生物处理系统和污泥处理系统运行的干扰。

4. 平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池的工作原理有何异同？它们各适用于何种污水处理工艺？

答：（1）异同：1）平流沉砂池：优点：截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便。

缺点：是沉砂表面约附着15%的有机物，使沉沉砂易于腐化发臭，污染环境，增加后续处理难度，故常需配置洗砂机。

2）曝气沉砂池：优点：集曝气和除砂于一身，不但可使沉砂中的有机物降低至10%以下，而且还有预曝气、除臭、除油等多种功能。

缺点：出水DO 较高，对一些要求前级处理工序为厌氧或缺氧状态的生物处理工艺不利。

3）旋流沉砂池：优点：不仅具有去除沉砂池表面附着有机物的功能，还具有沉砂效率高、占地小、能耗低、运行稳定、维护管理方便等优点。

缺点：搅拌桨上会缠绕纤维状物体，砂斗内沙子因被压实而排出困难，占地大。（2）适用工艺：平流式沉砂池和旋流沉砂池：是不同沉淀原理的沉砂池形式曝气沉砂池：添加曝气工艺的沉砂池

5.某城市污水处理厂大设计流量为43200m3/d，初沉池的表面负荷取2.0m3/(m2·h)，沉淀时间为1.5小时，求1）沉淀池的表面积；2）沉淀部分的有效水深。

解：（1）由Q/A=q0 得已知Q=43200m3/d=1800m3/h

A=Q/q0 =（1800m3/h）/（2.0m3/(m2·h)）=900 m2

（2）因为t=L/v 即v=L/t ，v=Q/HB 且BL=A

所以L/t =Q/HB所以H=Qt/LB=Qt/A=(1800m3/h)×1.5h/900 m2=3 m

6.某工厂产生的工业废水量为43200m3/d,悬浮物浓度为400mg/L,经3座沉淀池沉淀池处理后，悬浮物浓度为40mg/L,沉淀下来的污泥的含水率为95%，污泥的密度为1200kg/ m3。又已知每座沉淀池的表面积为300 m2。求1）悬浮物的去除效率；2）每天产生的污泥体积；3）沉淀池的表面负荷。

解：（1）(C0-C)×100%/C0=(400-40)×100%/400=90%

（2）已知V=SNT/1000=43200×4/（1000×24）=7.2m3

（3）q0=Q/A=43200/（24×300×3）=2.0m3/(m2·h)

第四章

1.为什么生化反应器内微生物的表观产率低于真实产率？

答：真实产率是由生长底物消耗而直接生成的微生物量，是在理想的状态下微生物降解底物的大产率，这一产率受氧化还原反应中产生的能量，产率系数可以通过生物能学的理论计算获得。而在实际的生物处理系统中，由于微生物生长的同时还有一部分损失，实际观测到的生长率要低一些。这主要是由于微生物的内源代谢引起的。解释不*第五章

1.活性污泥法由哪五部分组成？各组成部分的作用？活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是什么？

答：（1）组成：曝气池、曝气系统、二次沉淀池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统。

（2）各部分作用：1）曝气池：在池中使废水中的有机污染物质与活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。

2）曝气系统：曝气系统供给曝气池生物反应所必须的氧气，并混合搅拌作用。

3）二次沉淀池：二次沉淀池用以分离曝气池出水中的活性污泥。

4）污泥回流系统：这个系统把二沉池中的一部分沉淀污泥再回流到曝气池，以供应曝气池赖以进行生化反应的微生物。

5）剩余污泥排放系统：曝气池内污泥不断增殖，增殖的污泥作为剩余污泥从剩余污泥排放系统中排出。

（3）有效运行的基本条件：1）污水中有足够的可溶解性易降解有机物。

2）混合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。

4）活性污泥连续回流。

5）及时排除剩余污泥。

6）没有对微生物有毒害作用的物质进入。

2．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？

答：（1）处理的两个过程：吸附阶段和稳定阶段。

（2）如何完成去除过程：1）在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去。在稳定阶段，主要是转移到火星污泥上的有机物为微生物所吸收利用。

2）活性污泥在与废水初期接触的30min内，就可以去除70%以上的BOD。微生物所吸附的物质在胞外酶的作用下进行代谢转化，被微生物利用，该稳定有机物的过程所需曝气时间的长短，视有机物转化的深度而异。传统的活性污泥法的曝气时间为6~8h（包括吸附和稳定两个过程）。

3. 名称解释：MLSS、MLVSS、SV、SVI、污泥龄、BOD5去除量污泥负荷（BOD5-污泥负荷）、BOD5-容积负荷

答：（1）MLSS：混合液悬浮固体浓度，又称污泥浓度，表示曝气池单位容积混合液所含有的污泥固体物质的总质量。

（2）MLVSS：混合液悬浮固体中的有机物量成为混合液体挥发性悬浮固体，用它表示活性污泥微生物量比用MLSS更为切合实际。对一定的废水而言，MLVSS与MLSS 有一定的比值，例如生活污水的比值为0.67~0.75。

（3）SV：污泥沉降比，又称30min沉降率。污泥沉降比是指混合液在量筒中静置沉降30min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率（%）。

（4）SVI：污泥指数，曝气池混合液在静置30min后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积（ML）成为污泥体积指数（SVI）。其值按下式计算：

SVI=SV(ml/L)/MLSS(g/L)

（5）污泥龄：曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，称之为污泥龄。即活性污泥在曝气池内的平均停留时间，因之又称为”生物固体平均停留时间（SRT）“。

（6）BOD5去除量污泥负荷（BOD5—污泥负荷）：指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受，并将其降解到预定出水指标的BOD5的量，以kg（BOD5）/kg（MLSS）·d 表示。

（7）BOD5—容积负荷：指单位曝气池有效容积在单位时间内所能承受，并将其降解到预定出水指标的BOD5的量，单位是kg（BOD5）/m3·d。

4.取曝气池混合液100mL于量筒中，沉降30min后，污泥污泥容积为30mL，又测定该曝气池MLSS为3000mg/L。（1）求SV；（2）求SVI，并判断污泥的沉降能。

解：（1）SV=沉降污泥容积/混合液容积×100%

=30÷100×100%

=30%

（2）∵SVI=SV/MLSS，MLSS=3000mg/L=3g/L,100ml=0.1L

∴SV=30÷0.1=300ml/L

∴SVI=300÷3=100ml/g

根据污泥指数和污泥性质之间的一般关系可知，该污泥的沉降性能正常。

1.曝气的作用是什么？

答：1）充氧

2）使微生物、有机物和氧气充分接触，使活性污泥始终处于悬浮状态，这是曝气的混合作用。

2.鼓风曝气系统由哪几部分组成？机械曝气装置由哪两大类？

答：（1）组成：空气净化器、鼓风机、空气输配管道、空气扩散装置

（2）机械曝气两大类：竖轴曝气装置、横轴曝气装置。

3.传统推流式活性污泥法工艺具有什么优缺点？

答：（1）优点：

有机物去除效率高，出水水质好。BOD5的去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。

（2）缺点：

1）为了避免池首段形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大。

2）耗氧速度沿池长使变化的，池前段：耗氧速度＞供氧速度：在池末端：可能出现供氧速率＞需氧速率；

3）对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化影响。

4.*混合活性污泥法工艺有何特点，分析存在问题。

答：（1）工艺特点：

1）原污水在水质、水量方面的变化，对活性污泥产生的影响降低到极小的程度，该工艺冲击负荷较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是浓度较高的工业废水。

2）污水在曝气池内分布均匀，各部位的水质相同，F/M值相等，微生物群体的组成和数量几近一致，各部位有机污染物降解工况相同，因此，可能通过对F/M值的调整，将整个曝气池的工况控制在好条件，此时工作点处于微生物增殖曲线上的一个点上。活性污泥的净化功能得以良好发挥，在处理效果相同的条件下，其负荷率较高于推流式曝气池。

3）曝气池内混合液的需氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。

（2）存在问题：水力停留时间较短时，可能出现短流现象。

5.SBR的基本运行程序及其工艺特点。

答：（1）运行程序：

1）进水工序：根据不同的处理目的来改变进水方式，有单纯进水、进水加搅拌（厌氧反应）、进水加曝气（好氧反应）等。反应器又起到调节池的作用，故SBR工艺受负荷影响较小，对水质、水量变化的适应性较好。

2）反应工序：控制曝气时间可以实现有机物的去除、硝化、磷的吸收等不同要求。控制曝气或搅拌强度来使反应器内维持厌氧或缺氧状态，实现放磷、反硝化过程。

3）沉淀工序：在*静止状态下完成，不受水流影响。一般为1~2h。

4）出水工序：排出沉淀后的上清液，恢复到周期开始时的低水位。沉淀的活性污泥大部分作为下个周期的回流污泥使用，剩余污泥予以排除。

5）闲置（待机）工序：微生物通过内源呼吸恢复活性；溶解氧浓度下降，为反硝化工序提供了良好的工况条件。

（2）工艺特点：

1）SBR工艺*性：

a、工艺流程简单，运转灵活，基建费用低。（省略二沉池和污泥回流设备）

b、处理效果良好，出水稳定。存在着众多生物种类并呈现出复杂的生物相；难降解有机物的可生化性也得到了提高。

c、对水质水量变化的适应性强。时间上使推流式过程，反应器构造上保持了典型的*混合式的特性，能承受较大的水质水量的波动，具有较强的抗冲击负荷的能力。

d、污泥沉降性能良好。基质浓度梯度大，反应器中厌氧、缺氧、好氧状态交替，以及开始阶段较高的基质浓度，有利于控制丝状菌的过度繁殖，因而SVI较低，沉降性能良好。

2）工艺局限性：

a、SBR有效容积需要按照高水位来设计，大多数时间池内水位达不到高水位，反应器容积利用率较低。

b、SBR池内水位不恒定，如果通过重力流入后续构筑物，则与后续构筑物水位差较大，水头损失大，特殊情况下还需用二次提升。

c、SBR工艺出水不连续，要求后续构筑物容积较大，也使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时难度较大。

d、SBR工艺运行较为繁杂，对管理人员的技术素质要求较高，对设备、仪表及自控系统的可靠性要求也较高。对小型污水处理厂，SBR使一种系统简单，节省投资、处理效果好的工艺，但它用于大型污水处理厂时，需多个反应池并联运作，池的个数增多，使操作管理变的复杂，运行费用也会提高。因此，SBR工艺更适合规模较小的污水处理厂。

2.什么叫污泥膨胀？造成丝状菌污泥膨胀的主要因素是什么？

答：定义：正常的活性污泥沉降性良好，其污泥当污泥SVI值升高，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，污泥就不易沉淀，即发生污泥膨胀。指数SVI在50～150之间。

主要因素：

（1）污水水质：含溶解性碳水化合物高的污水→浮游球衣细菌引起的丝状菌膨胀含硫化物高的污水→硫细菌引起的丝状菌膨胀

水温低于15℃时，一般不宜发生丝状菌膨胀。

pH值较低时，则容易发生丝状菌膨胀。

实验表明，碳、氮、磷的比例高或低，都会产生严重的污泥膨胀。

（2）运行条件：曝气池中污泥负荷较高时，容易发生污泥膨胀，但水质是主要因素。

溶解氧浓度低→浮游球衣细菌和丝硫细菌引起的丝状菌膨胀。

含硫化物高的污水→硫细菌过度繁殖引起的丝状菌污泥膨胀，

在DO低时，污泥中占势的是丝硫菌。

（3）工艺方法：*混合工艺比推流式易发生污泥膨胀，间歇运行的曝气池不容易发生污泥膨胀。不设初沉池的活性污泥法，SVI值低，不易发生污泥膨胀。叶轮式机械曝气较之鼓风曝气易于发生丝状菌性膨胀。