排水工程復(fù)習(xí)題

論述題.1．繪出以活性污泥法為二級(jí)處理的都市污水處理經(jīng)典流程圖，并闡明每個(gè)構(gòu)筑物的功能。答案:流程（略），各重要處理單元的作用：①格柵：截留大的懸浮物、漂浮物；②沉砂池：沉降比重較大的無(wú)機(jī)顆粒；③初沉池：沉降部分懸浮物和清除一部分有機(jī)物；④生物反應(yīng)器：通過(guò)生物作用清除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物(以BOD或COD表達(dá))。⑤二沉池：泥水分離，使混合液澄清；⑥濃縮池：減少污泥中的空隙水，減小污泥體積；⑦消化池：通過(guò)厭氧消化或好氧消化使污泥穩(wěn)定；⑧機(jī)械脫水：通過(guò)機(jī)械脫水設(shè)備處理，深入減少污泥體積；2.請(qǐng)論述厭氧消化的機(jī)理及其影響原因。答案:厭氧消化三階段理論：第一階段為水解與發(fā)酵階段，是在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下，使溶解性大分子有機(jī)物和不溶性有機(jī)物水解為溶解性小分子有機(jī)物（碳水化合物，蛋白質(zhì)與脂肪水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等）；第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，是在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸；第三階段為產(chǎn)甲烷階段，是通過(guò)兩組生理上不一樣的產(chǎn)甲烷菌的作用,一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷；另一組對(duì)乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。（2）厭氧消化的影響原因：①溫度影響：中溫消化溫度區(qū)：30—36℃，高溫消化溫度區(qū)：50—53℃。②污泥齡及投配率：甲烷菌的增殖較慢,對(duì)環(huán)境條件的變化敏感,因此,要獲得穩(wěn)定的處理效果，需要保持較長(zhǎng)的污泥齡；投配率是消化池設(shè)計(jì)的重要參數(shù),投配率過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)污泥消化程度和產(chǎn)氣率產(chǎn)生影響，都市污水處理中溫消化的投配率以5～8％為宜。③攪拌和混合：攪拌和混合可以使生、熟污泥充足混合，防止污泥結(jié)塊，加速消化氣釋放。④營(yíng)養(yǎng)與C/N比：營(yíng)養(yǎng)由污泥提供，用于合成新細(xì)胞，污泥中C/N應(yīng)為（10-20）：1為宜。⑤有毒物質(zhì)：對(duì)污泥有克制作用重要有重金屬離子、S2-等，存在毒閾濃度。⑥酸堿度、PH值：水解與發(fā)酵細(xì)菌及產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對(duì)pH的適應(yīng)范圍為6-6.5，而產(chǎn)甲烷菌為6.6.-7.5。3.請(qǐng)作出活性污泥增長(zhǎng)曲線與有機(jī)污染物降解的關(guān)系，并闡明每一段的特點(diǎn)。答案:①適應(yīng)期：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（有機(jī)污染物）非常充足，但微生物體內(nèi)酶系統(tǒng)不適應(yīng)環(huán)境，本階段微生物初期不裂殖，數(shù)量不增長(zhǎng)；本期后期，微生物開始增殖。②對(duì)數(shù)增殖期（a－b段）：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（有機(jī)污染物）非常充足，微生物的增殖速度與時(shí)間呈直線關(guān)系；③減速增殖期（b－c段）：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸成為微生物增殖的控制原因，微生物增殖速度減慢；④內(nèi)源呼吸期（c－d段）：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)近乎耗盡的程度，微生物進(jìn)行內(nèi)源呼吸以營(yíng)生命活動(dòng)。4.根據(jù)產(chǎn)生微氣泡的方式，氣浮法可分為哪幾種措施？加壓溶氣氣浮法的工作原理怎樣？試?yán)L制一種加壓溶氣氣浮法的工藝流程并指出各單元的功能作用。答案:工作原理：空氣在加壓條件下溶于水中，在使壓力降至常壓，把溶解的過(guò)飽和空氣以微氣泡的形式釋出，在氣浮池中形成氣粒結(jié)合體，依托浮力上升，固液分離。各單元功能如下：①加壓泵：供應(yīng)壓力水、提高；②溶氣罐：氣水充足接觸，加速空氣溶解；③減壓閥：實(shí)現(xiàn)壓力銳減，并保持壓力恒定（或溶氣釋放、減壓釋放）；④氣浮池：氣粒結(jié)合，浮渣分離。流程（略）.5.與老式活性污泥法相比較，闡明氧化溝具有的特性。答案:氧化構(gòu)具有下列各項(xiàng)特性：①構(gòu)造方面：氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，多為橢圓形或圓形，總長(zhǎng)可達(dá)幾十米，甚至百米以上。②流態(tài)特性：流態(tài)上，介于完全混合—推流。③工藝特性：可不設(shè)初沉池；可考慮不單設(shè)二次沉淀池，合建可省去污泥回流裝置；BOD負(fù)荷低，類似延時(shí)曝氣法，處理水質(zhì)良好；泥齡長(zhǎng)，具有脫N功能；產(chǎn)泥率低，排泥量少。計(jì)算題1.某都市污水處理廠的進(jìn)水平均流量為10080m3/d，經(jīng)沉淀后的BOD5為250mg/L，規(guī)定出水BOD5為20mg/L，工藝采用持續(xù)流完全混合式活性污泥法，曝氣池的容積負(fù)荷為1.0kg/（m3.d），穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下的剩余污泥量為1000kg／d（由二沉池排出），曝氣池污泥混合液濃度為3000mg/L，回流污泥濃度為8000mg/L，測(cè)得曝氣池30min沉降比SV為30％。根據(jù)以上條件計(jì)算:（1）曝氣池的容積（m3）；（2）曝氣池污泥體積指數(shù)SVI值（mL/g）；（3）污泥齡（d）；（4）污泥回流比R。答案:（1）曝氣池容積V=2520m3；(2)SVI=100mL/g；（3）泥齡＝7.56；（4）R=0.62.某都市污水處理廠活性污泥曝氣池混和液濃度MLSS＝2500mg/L，取該混和液100mL于量筒中，靜置30min時(shí)測(cè)得污泥容積為30mL。求該活性污泥的SVI及含水率，并判斷該活性污泥的凝聚、沉降性能。答案:(1）SVI=300/2.5＝120mL/g;（2）含水率為[（1－0.008）/1]×100%＝99.2%;（3）SVI值可以反應(yīng)活性污泥的凝聚，沉降性能，對(duì)于都市污水，此值以介于70~100之間為宜。SVI值過(guò)低，闡明泥粒細(xì)小，無(wú)機(jī)含量高，缺乏活性；SVI過(guò)高闡明沉降性能不好，并且已經(jīng)有產(chǎn)生膨脹也許。由第（1）步計(jì)算可知，SVI=120，闡明污泥沉降性能不好，并且已經(jīng)有產(chǎn)生膨脹也許五．名詞解釋1.生化需氧量在水溫20℃的條件下，由于微生物的生活活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無(wú)機(jī)物所消耗的溶解氧量，稱為生化需氧量。2.化學(xué)需氧量在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑（重鉻酸鉀）將有機(jī)物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量，稱為化學(xué)需氧量。3.水體自凈污染物排入水體后，經(jīng)物理的、化學(xué)的與生物化學(xué)的作用，使污染物的濃度減少或總量減少，受污染的水體部分或完全地恢復(fù)原狀的現(xiàn)象稱為水體自凈。4.BOD污泥負(fù)荷曝氣池內(nèi)單位重量（kg）活性污泥，在單位時(shí)間（1ｄ）內(nèi)可以接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物量（BOD）。5.污水生活污水，工業(yè)廢水，被污染的雨水的總稱。6.水體污染水體污染是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)該物質(zhì)在水體中的本底含量和水環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水體水的物理、化學(xué)及微生物性質(zhì)發(fā)生變化，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和水體功能受到破壞。7.水體富營(yíng)養(yǎng)化是湖泊水體老化的自然現(xiàn)象，由于水體受氮磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染，使藻類瘋長(zhǎng)，形成“赤潮”、藍(lán)藻爆發(fā)“等現(xiàn)象，隔絕水面和大氣之間的復(fù)氧，加上藻類死亡和腐化，是水體缺氧，魚類窒息死亡，最終也許導(dǎo)致水體演變?yōu)檎訚苫蚝档亍?.活性污泥以具有活性的微生物為重要構(gòu)成的絮狀懸浮物，易于沉淀分離。9.污泥容積指數(shù)曝氣池出口處混合液通過(guò)30min沉降后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積，單位為mL/g。10.污泥沉降比混合液在量筒內(nèi)靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，又稱30min沉降率11.污泥齡反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)微生物所有更新一次所需時(shí)間，？或曝氣池污泥總量與每天排除的剩余污泥量之比。12.生物膜微生物附著在濾料或某種載體上生長(zhǎng)繁殖，而形成的膜狀生物污泥。13.生物接觸氧化生物接觸氧化是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中，由于濾料和其上的生物膜均沉沒(méi)于水中，又稱沉沒(méi)式生物濾池。14.穩(wěn)定塘是土地通過(guò)人工合適的修整，設(shè)圍堤和防滲層的池塘，重要依托自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水處理技術(shù)15.污水土地處理人工調(diào)控及系統(tǒng)自我調(diào)控的條件下，運(yùn)用土壤——微生物——植物構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行一系列物理的、化學(xué)的和生物的凈化過(guò)程，使廢水得到凈化和改善，使綠色植物生長(zhǎng)繁殖，改善生態(tài)環(huán)境。16.氨化反應(yīng)有機(jī)氮化合物，在氨化菌的作用下分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過(guò)程17.硝化反應(yīng)在硝化菌的作用下，氨態(tài)氮深入分解氧化，就此分二個(gè)階段進(jìn)行：首先在亞硝化菌作用下，使氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝化氮，繼之，亞硝化氮在硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝化氮。18.反硝化反應(yīng)是指硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮的過(guò)程。19.生物除磷運(yùn)用聚磷菌一類的微生物，可以過(guò)量地，在數(shù)量上超過(guò)其生理需要，從外部環(huán)境攝磷，并將磷以聚合形態(tài)貯存在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，到達(dá)除磷效果。20.污泥的含水率污泥中所含水分的重量與？污泥總重要之比的百分?jǐn)?shù)21.污泥投配率每日投加新鮮的污泥體積占消化池有效？容積的百分?jǐn)?shù)。22.兩相厭氧消化厭氧消化可分為三個(gè)階段即水解與發(fā)酵階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段及產(chǎn)甲烷階段。兩相消化法，即把第一、二階段與第三階段分別在兩個(gè)消化池中進(jìn)行,使各自均有最佳環(huán)境條件。23.污泥比阻是表征污泥脫水性能的指標(biāo)，是單位過(guò)濾面積上，單位干重濾餅所具有的阻力。24.電解法電解過(guò)程中，廢水中的有毒物質(zhì)在陽(yáng)極和陰極分別進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的新物質(zhì)在電解過(guò)程中或沉積于電極表面或沉淀于電解槽內(nèi)，或生成氣體從水中逸出，從而減少了廢水中有毒物質(zhì)的濃度，這種措施稱為電解法。25.氣浮法是固液分離或液液分離的一種技術(shù)。它是通過(guò)某種措施產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度靠近于水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度不不小于水的氣浮體，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，進(jìn)行固液或液液分離。六．問(wèn)答題1.簡(jiǎn)述生物除磷的原理和基本過(guò)程。生物除磷運(yùn)用聚磷菌一類的微生物，可以過(guò)量地，在數(shù)量上超過(guò)其生理需要，從外部環(huán)境攝磷，并將磷以聚合形態(tài)貯存在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，到達(dá)除磷效果。生物除磷基本過(guò)程：①在好氧條件下，聚磷菌對(duì)磷的過(guò)剩攝??；②在厭氧條件下，聚磷菌的放磷。2.根據(jù)生物膜的構(gòu)造闡明其降解有機(jī)物的機(jī)理。生物膜在形成和成熟后，由外到內(nèi)由好氧和厭氧兩層構(gòu)成，由于生物膜是高度親水物質(zhì)，當(dāng)水不停流過(guò)其表面會(huì)形成附著水層，很薄，相對(duì)于其外側(cè)的流動(dòng)水層，附著水層是靜止的。生物膜與水層之間進(jìn)行著多種物質(zhì)的傳遞過(guò)程。從空氣中不停溶入水中的氧，以及污水中的有機(jī)污染物通過(guò)流動(dòng)水層傳遞到附著水層，然后進(jìn)入生物膜，有機(jī)污染物不停被生物膜吸附、吸取和降解；氧被微生物用來(lái)氧化有機(jī)物和自身的新陳代謝；微生物的代謝產(chǎn)物則沿相反方向從生物膜通過(guò)水膜進(jìn)入流動(dòng)水層或空氣中。生物膜在分解有機(jī)物的過(guò)程中不停變厚，當(dāng)生物膜的厚度不大時(shí)，好氧層與厭氧層之間可以維持平衡關(guān)系，可獲得滿意的出水水質(zhì)。3.污水處理的穩(wěn)定塘措施有幾種類型？每一種類型有何特點(diǎn)？好氧穩(wěn)定塘：深度較淺，所有塘水都呈好氧狀態(tài)，由好氧微生物降解有機(jī)物。兼性穩(wěn)定塘：深度一般1.0m以上，上、中、下部分別由好氧、兼性、厭氧微生物降解凈化。厭氧穩(wěn)定塘：深度>2.0m~4.0m，有機(jī)負(fù)荷高，全塘無(wú)好氧區(qū)，進(jìn)行厭氧反應(yīng)。曝氣穩(wěn)定塘：塘深2.0m以上，采用人工曝氣供氧。4.活性污泥的培養(yǎng)與馴化可歸納為幾種措施？每種措施有何特點(diǎn)？異步培馴法：即先培養(yǎng)后馴化，耗時(shí)較長(zhǎng)，但培養(yǎng)與馴化過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題后易判斷是培養(yǎng)還是馴化的問(wèn)題。（2）同步培馴法：培養(yǎng)和馴化同步進(jìn)行或交替進(jìn)行，可縮短培養(yǎng)和馴化時(shí)間，出現(xiàn)問(wèn)題后，不易判斷是培養(yǎng)還是馴化的問(wèn)題。（3）接種法：運(yùn)用其他污水處理廠的剩余污泥，再進(jìn)行合適馴化?？商岣唏Z化效果，縮短培訓(xùn)時(shí)間。5.闡明污泥中水的構(gòu)成及減少污泥含水率的措施。污泥中所含水分大體大體分為4類：顆粒間的空隙水，約占總水分的70%；毛細(xì)水，即顆粒間毛細(xì)管內(nèi)水，占20%；污泥顆粒吸附水和內(nèi)部水，約占10%。減少污泥中含水率的措施有：濃縮法用于減少污泥中的空隙水。因空隙水占多，故濃縮是污泥，減量的重要措施。自然干化法與機(jī)械脫水法，重要脫除毛細(xì)水。干燥與焚燒法，重要脫除吸附水與內(nèi)部水。6.簡(jiǎn)述述生物脫氮的原理。未經(jīng)處理的新鮮廢水中，一般以有機(jī)氮為主，生物脫氮通過(guò)如下反應(yīng)進(jìn)行：①氨化反應(yīng)；②硝化反應(yīng)；③反硝化反應(yīng)。7.闡明活性污泥的特點(diǎn)與構(gòu)成?；钚晕勰嗟奶攸c(diǎn)：呈黃褐色的絮狀；質(zhì)輕；含水率高，＞99%；比表面積大；粒徑較小?；钚晕勰嗟臉?gòu)成：活性微生物群體（Ma）；微生物自身氧化殘留物（Me）；原污水挾入的