环境工程学(名词解释问答).doc

问答题第二编 水的物理化学处理方法1、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀；利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。2、理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？理想沉淀池应符合以下3个条件：1）颗粒处于自由沉淀状态；2）水流沿着水平方向流动；3）颗粒沉到池底即认为已被去除。根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度无关，与表面积成反比。3、沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何？两者涵义有何区别？颗粒的截留沉速u0与沉淀池表面负荷Q/A相等。但含义不同，表面负荷代表自池顶A开始下沉所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速；而截留沉速u0反映了沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。4、说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系和区别，各适用在哪些场合？5、设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？6、试比较平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池的优缺点及其适用条件7、简述浅池沉降的机理？8、什么叫折点加氯？试绘出需氯量曲线并对其进行解释。折点加氯有何影响？答：（1）见图。1区：无余氯，消毒效果不可靠；2区：氯与氨反应，有余氯的存在，所以有一定的消毒效果，但是主要是化合性氯，主要是NH2Cl；3区：2NH2Cl+HOClN2+HCl+H2O，有效氯减少，NH2Cl被氧化成没有消毒作用的化合物，最后到达折点B；4区：胺与HOCl反应完，自由性余氯增加。（2）出现折点加氯的原因是：水中存在氨和氮的化合物（3）折点加氯的利弊：当原水受到严重污染，一般的加氯量，不能解决问题时，采用折点加氯可取得明显的效果，它能降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物的含量，能提高混凝效果。但是，当发现水中有机物能与氯生成三氯甲烷、氯乙酸后，折点加氯来处理水源水引起人们担心，因而人们寻求去除有机物的预处理和深度处理方法和其它消毒方法。9、废水处理工艺中有几种固液分离技术？扼要叙述各技术实现固液分离的基本原理。答：废水处理工艺中固液分离技术有气浮法、沉淀法、膜分离法。气浮法是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液分离。沉淀法就是使污水中的悬浮物质在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀分为自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩。膜分离法是利用隔膜使水同溶质或微粒分离的一种固液分离技术。根据溶质或溶剂透过膜的推动力不同，膜分离法可分为3类：1）以电动势为推动力的方法有： 电渗析、电渗透；2）以浓度差为推动力的方法有：扩散渗析、自然渗透；3）以压力差为推动力的方法有：压渗析、反渗透、超滤、微孔过滤。 10、沉砂池有哪几种类型？各有何优缺点？ 答：可分为：平流沉沙池，优点为：截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等，排砂的含水率低，排砂量容易计算；缺点为：沉砂池需要高架或挖小车通道；沉砂中约夹杂有15的有机物，使沉砂的后续处理增加难度；曝气沉砂池，优点：可克服平流沉砂池的第二个缺点，把排砂经清洗后有机物含量低于15；多尔沉砂池，优点：沉砂被旋转刮砂机刮至排砂坑，用往复齿耙沿斜面耙上，在此过程中，把附在砂粒上的有机物洗掉，洗下来的有机物经有机物回流机及回流管随污水一起回流至沉砂池，沉砂中的有机物含量低于10，达到清洁沉砂标准；钟式沉砂池，优点：调整转速可达到最佳沉砂效果，沉砂用压缩空气经沉砂提升管，排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区，排砂达到清洁标准。第三编 水的生物化学处理方法1、活性污泥有哪些部分组成？它的活性是指何而言？如何评价活性污泥的好坏？ 答： 活性污泥由下列四部分物质组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体(Ma)；(2)微生物（主要是细菌）内源代谢、自身氧化的残留物(Me)；（3）由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质(Mi)；（4）由污水挟入的无机物质(Mii)。它的活性是指：在微生物群体新陈代谢功能的作用下，具有将有机污染物转化为稳定的无机物的活力。可用两项指标以表示其沉降浓缩性能（1）污泥沉降比（SV），它能反应曝气池运行过程的活性污泥量，可以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时的发现污泥膨胀等异常现象的发生；（2）污泥容积指数（SVI），SVI值过低说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性，过高，说明污泥的沉降性能不好，并且已有产生膨胀现象的可能。2、生化反应中参数Vmax、K、Y、Kd、a、b的意义是什么？如何来求定这几个参数？答：有机底物的最大比降解速度，; K，常数值.在monod方程中 I.当SKS时即； II.当SNrs。9、污泥回流的方式有哪几种？它们各自的优缺点是什么？答：污泥回流的方式主要有依靠污泥泵、空气提升器和螺旋泵提升回流。污泥泵的运行效率较高，可用于大规模的污水处理工程。采用污泥泵时，将二沉池流出的回流污泥集中到污泥井，再抽到曝气池；空气提升器利用升液管内外液体的密度差而使污泥提升的。它的结构简单，管理方便，而且有利于提高活性污泥中的溶解氧和保持活性污泥的活性，多为中、小型污水处理厂所采用；近几十年，回流污泥系统中，比较广泛应用螺旋泵。螺旋泵效率高，而且稳定；能够直接安装在曝气池与二沉池之间，不必另设污泥井和其他附属设备；转速较慢，不会打碎活性污泥絮凝体颗粒；不因污泥而堵塞，节能，维护方便；相比较其费用较高的。10、试分别阐述曝气池每日活性污泥的净增殖量与曝气池混合液每日需氧量的计算公式的物理意义？并写出每日排出剩余污泥体积量的计算式。答：曝气池每日活性污泥的净增殖量是微生物合成反应和内源代谢二项生理活动的综合结果。 式中：活性污泥的净增殖量； 微生物去除有机污染物的过程中产生的污泥;污泥产率；微生物内源代谢的自身氧化而消耗的自身质量；微生物内源代谢的自身氧化率。曝气池混合液每日需氧量等于活性污泥微生物对有机污染物的氧化分解和其本身在内源代谢期的自身氧化的耗氧量。式中： 混合液需氧量；活性污泥微生物对有机污染物的氧化分解的耗氧量；活性污泥微生物对有机污染物的氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1BOD所需要的氧量；活性污泥微生物本身在内源代谢期自身氧化的耗氧量；活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的耗氧率，即每活性污泥每天自身氧化所需要的氧量。 每日排出剩余污泥体积量式中：活性污泥的净增殖量； ；回流污泥浓度。11、请推导泥龄和污泥负荷之间的关系？为什么说可以通过控制排泥来控制活性污泥法污水处理厂的运行？答：活性污泥微生物每日在曝气池内的净增值量为：式中：每日降解有机污染物过程中产生的活性污泥；微生物由于自身氧化而消耗的自身质量。 而 即污泥龄的倒数与污泥负荷是一阶线性函数关系。通过控制每日排泥的数量就等于控制污泥龄，根据以上线性关系，控制污泥龄，即通过调节（不变），从而达到控制污泥去除负荷的目的。污泥去除负荷是污水处理厂的运行的重要参数和运行指标。12、常用哪些指标来评价活性污泥法处理系统？试述这些指标的关系和应用。答：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，一般f值比较固定，对于生活污水，f一般为0.75左右2、活性污泥的沉降性能指标及其评定指标污泥沉降比，SV污泥容积指数，SVI，SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能，对生活污水及城市污水，此值介于70100之间为宜。3、污泥龄4、有机污染物降解与活性污泥增长5、BOD污泥负荷Ns与BOD容积负荷Nv6、有机污染物降解与需氧13、产生活性污泥膨胀的主要原因是什么？答：污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。一般污水中的碳水化合物较多，缺乏氮、磷氧等养料，溶解氧不足，水温增高或者pH值教低等都容易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨胀。此外，超负荷、泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排泥不通则易引起结合水性污泥膨胀。14、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：当污泥膨胀发生后，解决的办法可针对引起膨胀的原因采取措施。如缺氧、水温高可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS值，使需氧量减少等，如污泥负荷率过高，可适当提高MLSS的值，以调整负荷。必要时还可以停止进水，闷曝一段时间。如缺氮、磷、铁养料，可投加消化污泥液或氮磷的成分。如pH值过低，可投加石灰等调节pH值。若污泥大量流失，可投加510mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团的生长；也可投加漂白粉或氯液（按干污泥的0.3%0.6%投加），抑制丝状菌繁殖，特别能控制结合水性污泥 的膨胀。也可投加石棉粉末、硅藻土、黏土等惰性物质，降低污泥指数。污泥膨胀的原因很多，甚至有些原因还没有认识到，以上只是一般性的处理。为了防止污泥膨胀，首先应该加强操作管理，经常检测污水水质、曝气池类溶解氧、污泥沉降比、污泥指数和进行显微镜观察等，如发现不正常的现象，就需立即采取措施。一般可调整、加大空气量，即时排泥，在有可能时采取分段进水，以减轻二次沉淀池的负荷等。15、污泥处置有哪些方法？各有什么作用？答：1、污泥浓缩。其目的在于减容。2、污泥的厌氧消化。使污泥得到稳定。3、污泥的好氧消化。4、污泥的自然干化，脱除污泥水分，减小体积。5、污泥的消毒。6、污泥的机械脱水。7、污泥的干燥。使污泥水分降到20%左右。8、污泥焚烧。使含水率降到0%。16、污泥含水率从97.5%降至94%，求污泥体积的变化。答：V2=V1=V117、什么是固体通量、沉降通量、底流通量和进泥通量？它们之间的关系如何？答：固体通量 单位时间内，通过单位面积的固体重量叫固体通量；通过浓缩池任意断面的固体通量由两部分组成，一部分是浓缩池底部连续排泥所造成的向下流固体通量，即底流通量；另一部分是污泥自重压密所造成的固体通量，即沉降通量。单位时间内进入浓缩池的固体重量，即为进泥通量。 18、极限固体通量的概念？它的用途是什么？答：在浓缩池的深度方向，必存在一个控制断面，这个控制断面的固体通量最小，即GL，GL就是极限固体通量。故也就是说：固体浓度如果大于GL，就通不过这个断面。19、简述污泥浓缩的肯奇(Kynch)理论肯奇假设均质颗粒群成层沉降时，某层污泥的沉降速度，仅是该层颗粒浓度的函数。由此推理出浓度不变的水波自底部向上传播，通过全部固体物，各波的速度不变，从而得出固体浓度速度关系式。20、简述前置反硝化生物脱氮工艺（缺氧好氧工艺）的优缺点。答：主要优点：1) 流程简单、构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用可以大大节省。2) 反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用。3) 工艺的好氧段在缺氧池之后，可以使反消化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。4) 缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。主要缺点：A1/O工艺的主要缺点是脱氮效率不高，一般为70%80%，此外，如果沉淀池运行不当，则会在沉淀池内发生反消化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。21、简述生物除磷的原理，常用的生物除磷工艺有哪几种？答：所谓生物除磷，是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从污泥中除磷的效果。生物除磷的机理比较复杂，有待人们进一步去探讨，其基本过程是：（1）聚磷菌对磷的过剩摄取，在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，不断地氧化分解其体内储存的有机物，同时也不断提通过主动输送方式，从外部环境向其体内摄取有机物，由于氧化分解，又不断地放出能量，能量为ADP所获得，并结合H3PO4而合成ATP。H3PO4，除一小部分是聚磷菌分解其体内磷酸盐而取得的外。大部分是聚磷菌利用能量，在透膜酶的催化作用下，通过主动输送的方式从外部将环境中的H3PO4摄入体内的，摄入的H3PO4一部分用于合成ATP，另一部分则用于合成聚磷酸盐。（2）聚磷菌的放磷。在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量。这样，聚磷菌具有在好氧条件下，过剩摄取H3PO4，在厌氧条件下，释放H3PO4的功能。生物除磷技术就是利用聚磷菌这一功能而开创的。生物除磷工艺：1) 弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺；2) 厌氧-好氧除磷工艺；22、说明厌氧好氧除磷工艺的特点及存在的问题。23、绘图说明A2/O同步脱氮除磷的工艺流程，并说明各反应器的主要功能及该工艺流程存在的主要问题和改进措施24. 绘图说明A2/O工艺不同处理工序中BOD、N（氨氮、硝酸盐氮）、P的变化趋势24、AB工艺的主要特点是什么？答：主要特点是：不设初沉池，A段由曝气吸附池和中沉池组成，为AB工艺的第一级处理系统。B段由曝气池和二沉池组成。A段和B段有独自的污泥回流系统，因此二段有各自独特的微生物群体，所以处理效果稳定。AB工艺对BOD5、COD、SS、N、P的去除率一般均高于常规活性污泥法。A段负荷高达26kgBOD5/（kgMLSS.d），它具有很强的抗冲击负荷能力和具有对pH、有毒物影响的缓冲能力，水力停留时间和污泥龄短，活性污泥中全部上繁殖速度很快的细菌。A段活性污泥吸附能力强，能吸附污水中某些重金属、难降解有机物以及氮、磷等植物性营养物质，这些物质通过剩余污泥的排除而得到去除，故A段具有去除一部分上述物质的功能。由于A段的高效絮凝吸附作用，使整个工艺中通过絮凝吸附由污泥排放途径去除的BOD5量大大提高，从而使AB工艺比常规活性污泥法可节省基建投资20%，节省运行能耗15%左右。AB工艺很适合分步建设，使之既可缓冲投资上我困难，又能取得较好的环境和社会效益。A-B工艺不仅适用于新厂建设，还可适用于旧厂改造和扩建。25、氧化沟主要有哪几种类型？氧化沟主要的工艺特点是什么？答：氧化沟又称为“循环曝气池”。主要类型有：基本型、卡鲁塞尔式氧化沟、三沟式氧化沟、orbal（奥巴勒）型氧化沟、曝气-沉淀一体化氧化沟、侧渠形一体氧化沟等。氧化沟主要的工艺特点：工艺流程简单，运行管理方便。省去了初沉池和污泥消化池，当氧化沟与二沉池合建时又省去了污泥回流设备，所以使处理流程简单，运行管理方便容易。剩余污泥量少，污泥性质稳定，由于氧化沟工艺为延时曝气，水力停留时间长，一般为1024h，污泥龄也长达2030h，有机物得到较彻底的降解，产生的剩余污泥量少，并得到了好氧稳定，使污泥不需消化处理而直接脱水。耐冲击负荷。由于氧化沟内的循环流量一般为污水量的几十倍至几百倍，所以循环流量大大地稀释了流入氧化沟的远污水，同时水力停留时间和污泥龄较长，所以氧化沟具有较强的抗冲击负荷能力。处理效果稳定，出水水质好。基建和运行费用低。氧化沟的水深取决于采用的曝气设备，一般为2.58.0m，所以曝气设备是氧化沟技术发展的关键。氧化沟工艺自动化程度要求高。26、采用图示简述三沟式氧化沟的工作过程。答：三沟式氧化沟基本运行方式大体为6个阶段，工作周期为8h。阶段A：2.5h，污水经配水井进入第一沟，沟内转刷低速运行，仅维持沟内活性污泥处于悬浮状态下环流，沟内处于缺氧反硝化状态，反硝化菌将上阶段产生的NOx-N 还原成N2逸出。在此过程中，原污水作为碳源，而不必外加碳源。同时混合液进入第二沟。第二沟内转刷在阶段A均处于高速运行，使其沟内的混合液保持恒定环流，其DO为2mg/L，在此进行有机物的降解和氨氮的硝化。处理后的混合液进入第三沟，此时第三沟内的转刷处于闲置状态，所以在该阶段，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，澄清水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段B：0.5h，污水入流从第一沟调到第二沟，此时第一沟的转刷高速运转，第一沟由缺氧状态转为富氧状态。第二沟内转刷仍高速运转。所以阶段B时的第一、二沟内均处于好氧状态，都进行有机物的降解和氨氮的硝化。经第二沟处理的混合液再进入第三沟，第三沟仍为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：1.0h，第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段约1h，至该阶段末分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：2.5h，与阶段A相似，所不同的是硝化发生在第三沟，而沉淀在第一沟。阶段E：0.5h，和阶段B相对应，所不同的是两个外沟的功能相反。阶段F：1.0h，该阶段基本与C阶段相同，第三沟内转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。27、简述SBR工艺的运行过程及主要特点。答：SBR工艺的工作机理。1) 污水流入工序。污水流入曝气池前，该池处于操作周期的待机（闲置）工序，此时沉淀后的清夜已排放，曝气池内留有沉淀下来的活性污泥，污谁流入的方式有单纯注水、曝气、缓速搅拌3种。2) 曝气反应工序。当污水注满后，即开始曝气工序，它是最重要的一道工序。3) 沉淀工序。使混合液处于静止状态，进行泥水分离，沉淀时间一般为11.5h，沉淀效果良好。4) 排放工序。排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个操作周期的菌种。5) 待机工序。SBR工艺的主要特点：工艺简单，处理构造物少，无二沉池和污泥回流系统，基建费用和运行费都较低。SBR用于工业废水处理，不需要调节池。污泥的SVI值比较低，污泥易沉淀，一般不会产生污泥膨胀。调节SBR运行方式，可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。当运行得当，处理水水质优于连续式活性污泥法。SBR的运行操作、参数控制应实施自动控制操作管理，以使达到最佳运行状态。28、绘出MSBR的工艺布置图，简述其工艺原理。29、叙述A1/O法的脱氮机理，画出A/O法的工艺流程框图。30、试述生物膜法与活性污泥法的根本区别，分别讨论在这两类方法的设计过程中，污泥龄或污泥负荷为主要控制参数哪个更为合理？答：两者的根本区别在于：1）生物膜上的微生物勿需象活性污泥那样承受强烈的搅拌冲击，宜于生长增殖，生物膜固着在滤料或填料上，其生物固体平均停留时间（污泥龄）较长，因此在生物膜上能够生长世代时间较长、比增殖速度很小的微生物。在生物膜上还可能大量出现丝状菌，而且没有污泥膨胀之虞；2）在生物膜上形成的食物链要长于活性污泥上的食物链，因此，在生物膜处理系统内产生的污泥量也少与活性污泥处理系统，一般说来，生物膜处理法产生的污泥量较活性污泥处理系统少1/4左右；3）生物膜处理法对水质、水量变动有较强的适应性，污泥沉降性能好，宜于固液分离；4）生物膜处理法能够处理低浓度的污水，活性污泥法处理系统，不宜于处理低浓度废水；5）生物膜处理法易于维护运行、节能，与活性污泥处理系统相比较，生物膜处理法中的各种工艺都是比较易于维护的管理的，而且像生物滤池、生物转盘等工艺，都还是节能源的，动力费用较低。去除单位重量BOD的耗电量较少。 在活性污泥法和生物膜法的设计过程中，应选污泥负荷作为主要控制参数较为合理。31、 比较UASB与EGSB反应器的异同点32、试述UASB三相分离器的作用33、污泥的最终出路有哪些？第四编 1. 简述污水处理系统的设计原则以及厂址选择原理。2. 简述污水处理工艺流程选择原则3. 什么是污水处理场的平面布置？主要内容是什么？4. 进行污水处理厂的平面布置，最主要的应考虑哪些问题？5. 什么是处理厂的高程布置？为什么要进行高程布置？进行处理厂的高程布置时主要考虑哪些问题？