水污染控制工程大题

名词解释：1、表面水力负荷（q=Q/A）：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，又称沉淀池的溢流率，反映沉淀池效率的参数。2、浅池理论：池长为L，池中水平流速为V，H为池深，颗粒沉速为U0，在理想状态下，L/H=V/ U0 。若用水平隔板，将H分成3层，在U0与V不变的条件下，只需L/3，就可以将U0的颗粒去除。若池长不变，由于池深为H/3，则水平流速可增加到3V，仍能将沉速为U0的颗粒除去。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。3、好氧生物处理（81）：是在水中存在溶解氧的条件下（即水中存在分子氧）进行的生物处理过程。4、厌氧生物处理（81）：是在水中既无分子氧又无化合氧的条件下进行的生物处理过程。5、莫诺特方程（94）：()微生物群体比增长速率与底物浓度之间的函数关系式。微生物群体的比增长速率；在限制增长的底物达到饱和浓度时的最大值；S限制增长的底物浓度；饱和常数，即=/2时的地物浓度。6、表观产率系数（99）(Yobs)：扣除了内源呼吸（代谢）造成的微生物减少量后，被利用的单位底物量转换成微生物体量的系数。7、污泥沉降比（103）（SV%）：是指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数，用来反映污泥的沉降性能。（通常采用1L的量筒测定污泥沉降比）8、污泥体积指数（103）（SVI）：是指曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积，常用单位为mL/g。9、污泥负荷（140）（活性污泥负荷）：基质的总投加量与微生物的总量的比例，是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。10、污泥龄：是指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间。（百度，这个更好。）在处理系统（曝气池）中微生物的平均停留时间(书P122)。11.同步硝化反硝化（SNdN）（P150）：指在没有明显独立设置缺氧区的活性污泥法处理系统内硝化细菌和反硝化细菌共同作用，总氮被大量去除的过程。12.生物膜法（P190）：是一大类生物处理法的统称，污水与微生物附着生长在滤料或填料表面上形成的生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化的方法。13.、UASB（P280）：上流式厌氧污泥床反应器，废水从厌氧污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，微生物分解有机物产生沼气。微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥层床上部，（由于沼气的搅动，）形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层，通过三相分离器实现固液气分离。14.两相厌氧法（P283）：把产酸和产甲烷两个阶段的反应分别在两个独立的反应器内进行，以创造各自最佳的环境条件，并将这两个反应器串联起来，形成两相厌氧发酵系统。15.污泥生物稳定（P381）：在人工条件下加速微生物对污泥中有机物的分解，使之变成稳定的无机物或不易被生物降解的有机物的过程。简答和论述：1、沉淀4种类型(P27-28)自由沉淀：絮凝沉淀：区域沉淀：压缩沉淀：2、除磷脱氮的机理(P86-87)生物除磷是利用聚磷微生物具有厌氧稀磷及好氧（或缺氧）超量吸磷的特性，使好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。生物脱氮是含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转变为N2而被去除的过程。在氨化微生物的作用下，有机氮化合物可以在好氧或厌氧条件下分解、转化为氨态氮，在好氧条件下亚硝化细菌和硝化细菌把氨态氮转变为亚硝酸盐和硝酸盐，在缺氧的条件下，亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化菌的作用下被还原为氮气的过程。同时，污水中一部分氮被同化成微生物细胞的组成，以剩余活性污泥形式去处。3、活性污泥法的基本流程(P103)，回流污泥沉淀池废水曝气池出水空气剩余污泥污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液，曝气池作为一个生物反应器通过曝气设备通入空气，空气中的氧气溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应，曝气设备还起搅拌作用使混合液呈悬浮状态。污水中的有机物、氧气和微生物能充分进行传质和反应。随后混合液流入沉淀池，进行固液分离，流出沉淀池的水就是净水。沉淀池的污泥大部分回流至曝气池，使曝气池保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应导致微生物增殖，增殖的微生物通常从沉淀池底泥中排除，即剩余污泥。4、AB法的工艺过程和特点(P115-116)污水格筛沉砂吸附沉淀曝气沉淀出水回流污泥剩余污泥回流污泥剩余污泥A级B级主要特点： 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； B段由曝气池和二沉池组成； 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。5、SBR 的工艺过程和特点(P109)反应（曝气）沉淀出水进水闲置SBR 工艺的核心是反应池，污水在反应池中按流入、反应、沉淀、出水和闲置五个工序。污水流入反应池中达到预定容积后，进行去除BOD、硝化、反硝化及除磷等操作过程。停止曝气和搅拌后充分沉淀，反应池起二沉池的作用，沉淀后上层清液经处理后排放，下层污泥作为种泥回流（删去）。排水后进入闲置工序，使污泥处于饥饿状态，使其在下个周期的反应中，充分发挥活性。特点：工艺系统组成简单：不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能；不设污泥回流设备；耐冲击负荷，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；易于维护管理和实现自动化控制，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。6、氧化沟的工艺过程和特点(P117)经过预处理的废水进入氧化沟的沟槽，与槽内大量混合液混合稀释，在推流设备和曝气设备的作用下，氧化沟内的混合液呈推流式快速流动，活性污泥呈悬浮状态，有机物得到降解去处，出水经二沉池实现泥水分离后排放，部分污泥回流到氧化沟。工艺上的特征： 氧化沟内的流态呈循环混合态（介于完全混合和推流之间）；沟内混合液呈推流式快速流动（0.40.5m/s）；进水流量与沟内流量相比很小，完全混合；有机负荷很低，相当于延时曝气法，出水水质好；抗冲击负荷能力强，对水温、水质、水量等的变动有适应性；污泥产率低，剩余污泥产量少；污泥龄长，可达1530d，为传统活性污泥法的36倍 ；（世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使）氧化沟具有脱氮的功能7、除磷脱氮工艺及原理（重点掌握A2O及改良A2O，会画流程图）(P119-120)(P147-)A2O工艺 书159该工艺比较简单，只要把脱氮除磷的机理搞懂就可以看明白该流程图了。改良A2O（倒置A2O）书160改良A2O的工艺过程：改良A2O采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮物固体有一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需要；污水在缺氧池和厌氧池分段进水，进水量由氮磷的去除程度计算；进入缺氧池的污水、回流污泥和混合液（硝化液）经充分混合后一起进入缺氧区。污泥中的硝酸盐，残余的溶解氧，在反硝化菌的作用下进行反硝化反应，将硝酸盐转化为N2，实现了系统的前置脱氮。污泥经过缺氧反硝化以后进入厌氧区，避免了硝酸盐对厌氧环境的不利影响（与A2 O相比，硝酸盐通过回流污泥进入厌氧区，异养菌会利用硝酸盐作为电子受体消耗厌氧区中的易降解有机物，从而使聚磷菌可利用的有机物减少，影响了厌氧区磷释放的量，影响除磷效果）。在厌氧区，聚磷菌将污水中的碳源转化为聚羟基丁酸（PHB）等储能物质，积聚吸磷动力。 在好氧区，有机污染物进一步被降解，硝化菌将污水中存在的氨氮转化为硝酸盐氮，同时聚磷菌利用在厌氧条件下产生的动力进行过度吸磷。活性污泥混合液在二沉池进行泥水分离，一部分污泥回流到系统前端，另一部分富含磷的剩余污泥从系统排出，实现生物除磷。倒置A2/O工艺的特点：（1） 分段进水分别满足反硝化、除磷所需碳源；（2） 避免了回流污泥中携带的硝酸盐、溶解氧对厌氧区的不利影响；（3） 聚磷微生物经历厌氧环境之后直接进入生化效率较高的好氧段，其在厌氧环境下形成的吸磷动力得到了更有效率的利用；（4） 参与循环的微生物全部经历了完整的厌氧-好氧过程，具有“群体效应”，因而显著提高了系统的氮磷脱除能力；8、污泥膨胀及控制方法(P186)。污泥膨胀指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。在运行中，如发生污泥膨胀，可采取一下一些措施：控制曝气量，使曝气池保持适量的溶解氧；调整pH；如氮、磷的比例失调，可适当投加氮磷化合物；投加一些化学药剂；城镇污水处理厂的污水经过沉砂池后，超越初沉池，直接进入曝气池。在设计时，对于容易发生污泥膨胀的污水，可采取一下办法：减少或取消城镇污水的初沉池，提高曝气池污泥浓度，改善污泥沉降性能；在常规曝气池前设置污泥厌氧或缺氧选择池；对现有的容易发生污泥膨胀的污水处理厂，在曝气池的前端补充设置填料；用气浮设备代替二沉池。（看题目怎么问，一般情况下答运行时候的控制方法即可）9、生物膜法的净化过程(P193)生物膜法去处污水中的污染物是一个吸附、稳定的复杂过程，由于生物膜的吸附作用，其表面附着着一层很薄的水层，称之为附着水层。它相对于外侧运动的水流流动水层，是静止的。这层水膜（附着水层）中的有机物首先被吸附在生物膜上，被生物膜氧化。由于附着水层中有机物浓度比流动层中的低，根据传质理论，流动水层的有机物可通过水流的紊动和浓度差扩散作用进入附着水层，并进一步扩散到生物膜中，被生物膜吸附、分解、氧化。空气中的氧气不断溶入水中，穿过流动水层、附着水层进入好氧层中，为好氧微生物降解有机物创造条件。有机物降解主要在好氧层内进行，好氧微生物的代谢产物（如水、二氧化碳）通过附着水层进入流动水层，并随气排走。同时，微生物不断繁殖，造成厌氧层厚度不断增加，代谢产物也增加，这些产物有机酸、H2S、NH3等必须要通过好氧层向外侧传递，由于气态产物的不断增加，大大减弱了生物膜在固体介质上的固着力，此时，生物膜已老化，容易从固体介质表面脱落下来，并随水流流向固液分离设施。生物膜脱落后再重新形成新的生物膜，此过程交替进行。10、生物接触氧化法优缺点(P229)优点：简答题可以只回答红色部分（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池。因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷。（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。（3）由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力（抗冲击负荷能力强）。（4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率较低。缺点：（1）进水通常要求进行预处理, 增加了工艺的复杂性；（2）生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵塞（3）填料设置使氧化池的构造较为复杂，曝气设备的安装和维护不如活性污泥法来得方便11、厌氧消化的机理(P274-275)三阶段理论：第一阶段为水解、发酵阶段。复杂的有机物在厌氧菌胞酶的作用下，首先被分解成简单的有机物，继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下，经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等；第二阶段为产氢产乙酸阶段。产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸和H2，并有CO2产生；第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4。12、影响混凝效果的主要因素(P295-296)（1）废水水质：水温、pH 值、杂质的成分、性质和浓度等（2）絮凝剂：种类、用量、投加顺序（3）水力条件：搅拌强度、时间13、城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程(P370-371)