XXXX污水处理工(高级)考前培训 9页

2011污水处理工（高级）考前培训一、考试题型1、理论考试名词解释（5×4’）选择题（20×1’）判断题（10×1’）简答题（3×8’）计算题（2×5’）论述（1×16’）2、技能考试东方仿真模拟技能操作-污水处理水工段、泥工段、初沉池单元、活性污泥法单元二.理论辅导-名词解释1)SV（污泥沉降比）P1682)水体污染P33)活性污泥P1674)污水的可生化性P1645)生物膜P2036)气浮法P1037)水体富营养化P98)水体自净P49)MLSS（污泥浓度）P16810)化学需氧量P1611)浅层理论P3412)SBRP17313)吸附容量P11314)混凝P6415)生物脱氮P17516)UASBP25617)电解法P8918)污泥膨胀P16919)污泥含水率P26420)污泥体积指数P16821)生化需氧量P1522)菌胶团P15823)离子交换P122二.理论辅导-其他题型1、污水处理概述u污水的水质指标BOD5-5日生化需氧量的测定COD-化学需氧量及其测定DO-溶解氧pH、SS、N、P、温度、色度等u污水的排放标准综合排放标准和行业排放标准u地表水质量标准《地面水环境质量标准》(GB3838—2002)分为I-V个功能区，及其执行的相应的标准u水体污染富营养化的概念：当含氮含磷废水大量进入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体，并使受纳水体中的氮、磷浓度分别超过0.2和0.02mg/L时，会引起水体的富营养化，刺激藻类及其它浮游生物异常增殖，形成水华（湖泊）或赤潮（海洋），进而造成一系列的危害。u水体自净水体自净的过程（物理、化学、生物）。\n从控制水体污染的角度来看，水体对废水的稀释是不是水体自净的主要问题？溶解氧在水体自净过程中是个重要参数，它可反映水体中耗氧与溶氧的平衡关系。u城市污水来源，收集和排放城市污水包括排人城镇污水管道的生活污水和工业废水，将工业废水排人城市生活污水排水系统，就组成城市污水排水系统。城市生活污水排水系统由下列五个主要部分组成：  (1)室内污水管道系统和设备；(2)室外污水管道系统； (3)污水泵站及压力管道； (4)污水处理与利用构筑物；(5)排入水体和出水口。u污水处理技术污水处理的分级：共分为三级处理。各级的主要处理对象及常用方法？（1）一级处理，主要分离水中的悬浮固体物、胶状物、浮油或重油等，可以采用水质水量调节、自然沉淀、上浮、隔油等方法；（2）二级处理，主要是去除可生物降解的有机溶解物和部分胶状物的污染，通常采用生物化学法处理；（3）三级处理，主要是去除生物难降解的有机污染物和肺水中溶解的无机污染物，常用的方法有活性炭吸附和化学氧化，也可用离子交换或膜分离技术等。2、污水的物理处理u均衡和调节水质调节、水量调节调节水量和水质的构筑物称为调节池u筛滤格栅和筛网是污水处理厂的第一处理单元，放在处理构筑物之前，作用是去除悬浮物，保护水泵叶轮，防止管道堵塞。格栅是一种最简单的过滤设备，用来截留污水中粗大的悬浮物和漂浮物。格栅的设计参数；格栅的分类（粗、细、中的区分）。u沉淀四种沉淀类型-解释一些沉淀现象。是利用悬浮颗粒在重力作用下下沉，达到固液分离的一种方法。理想沉淀池的几个假设及其含义？沉淀池的效果-浅层理论：沉淀池的沉淀率仅与颗粒沉速和沉淀池的表面负荷有关，而与池深和沉淀时间无关，通常应该把沉淀池搞得浅些，表面积大些。斜板（管）沉淀池。沉淀池按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辅流式。沉淀池按其功能来分，可分为5个区。排泥是沉淀池的操作管理中主要工作。沉砂池-曝气沉砂池：去除粘附在砂粒上的有机物，曝气沉砂池在实际运行中为达到稳定的除砂效率,应通过调整曝气量来改变旋流速度和旋转圈数。u过滤u蒸发结晶u离心分离3、污水的化学处理\nu中和作用：确保生物最佳的生物活力；以免对管道的腐蚀。在投药中和法中最常采用的碱性药剂是CaO。过滤中和的出水含有大量由中和反应产生的CO2，需设CO2吹脱塔。u混凝混凝沉淀法是往废水中加入混凝剂，使悬浮物质或胶体物质在静电、化学、物理的作用下聚集起来，加大颗粒，加速沉淀以达到分离的目的。混凝的基本原理-胶体的双电层结构。水混凝的机理：压缩双电层-海湾处泥沙沉积现象；吸附表面中和机理-投药过多导致再稳现象；吸附架桥机理；沉淀物网捕机理。常用混凝剂：PAC-聚合氯化铝，PAM-聚丙烯酰胺，分别是废水处理中常用的无机和有机高分子絮凝剂。实现混凝的过程是怎样的？（混合+反应）u化学氧化还原常用的氧化方式：空气氧化、湿式氧化、臭氧氧化、氯氧化、电化学氧化、高锰酸盐氧化、过氧化氢氧化。HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌是带负电的，所以一般认为主要是通过HOCl的作用来消毒的。只有它才能扩散到细菌表面，并穿透细胞壁到细菌内部，破坏细菌酶系统。实践也表明pH越低，消毒作用越强，从而也证明了HOCl是消毒作用的主要成分。u化学沉淀u电解u消毒4、污水的物理化学处理u气浮处理对象是：靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度近于1的微小悬浮颗粒。必须满足两个条件：提供足量微小气泡-充气气浮、溶气气浮、电解气浮；分离物黏附于气泡上-亲水物质不宜黏附在气泡上。溶气气浮法的构成（溶气系统、空气释放系统、气浮池）。u吸附吸附的基本类型：交换吸附、物理吸附、化学吸附。吸附容量：指在一定温度和压力下达到吸附平衡时，单位质量吸附剂所吸附吸附质的质量。影响因素：非极性吸附剂易吸附非极性吸附质，极性吸附剂易吸附极性吸附质。吸附等温式：吸附等温式有何作用？吸附剂的再生过程：脱水、干燥、炭化、活化、冷却。u离子交换在污水处理中，应用较多的有机类离子交换剂是离子交换树脂。离子交换树脂主要由树脂母体和具有活性的交换基团两部分组成。u膜分离法在膜分离法中，溶质透过膜的过程称为渗析，溶剂透过膜的过程称为渗透。\n膜分离的推动力：电位差、压力差等。实现反渗透过程必须具备的条件之一是操作压力必须高于溶液的渗透压。u萃取u吹脱5、污水的生物处理u生物处理基础利用微生物的代谢作用把污水中的有机物转化成为简单的无机物，这个转化的过程就是生物化学处理过程。用微生物处理污水是最经济的。微生物相对污水处理效果可有指示作用，比如通常在废水处理系统运转正常,有机负荷较低,出水水质良好,才会出现的动物是轮虫。营养条件：好氧微生物要求碳氮磷比即BOD5：N：P为100：5：1。可生化性：污水的可生化性评价值可以用BOD5/CODcr比值来表示。污水的可生化性指标值大于0.3时，说明此水适合用生化法直接处理。微生物生长规律及其在工程中的应用在废水处理过程中，环境因素直接对微生物增长产生至关重要的影响作用，不同类型的微生物在不同的环境下，都有其生长规律。反而言之，通过对微生物增长规律的分析，可以更好地对环境进行控制，这样更有利于做好废水处理工作。微生物的生共规律可用微生物的生长曲线来反映（如图所示），此曲线表示了微生物在不同培养环境下的生长情况及微生物的整个生长过程。按微生物生长速度不同，生长曲线可划分为四个生长时期。（微生物生长曲线图）（1）迟缓期（Lagphase）：菌种接种到培养基后，需要经过一段时间调整和适应，如合成多种酶，完善体内酶系统及其它细胞成分等都需要一个时间过程，这是微生物培训最初阶段。（2）对数生长期（Loggrowthphase）：通过一定时间调整后，细菌开始迅速分裂，其数量按照几何级数增加。（3）稳定期（Steadyphase）：经过指数期增长后，由于养料大大消耗而逐步减少，代谢产物积累多，部分细菌开始死亡，此时的细菌数量已经达高峰期，在某种程度上，细菌的生长数量与死亡数量接近相等，处于一种动态稳定状态。（4）衰老期（Decayphase）：该时期由于培养液中营养物质，几乎消耗怠尽，使得活细胞数量急剧下降，多数细胞出现自溶现象并大量死亡，死亡速率大大超过其分裂速率，因而，生长曲线急剧下降。从生长曲线可知看出，微生物环境中的营养丰富程度，直接影响它们的生长与繁殖情况，在不考虑其它因素的条件下，控制营养物质，就控制微生物的生长。通常用营养物质与细胞量的比值（F/M）来反映环境营养物质的供给状况。因此，F/M值越大，则微生物的养料越充分，对数生长期就越长，生物繁殖快，活力强，处理废水能力也就越高。但由于微生物生长速率不受营养有机物限制，过多的有机物会影响到出水水质，因此，在实际废水生物处理工程中，通过控制微生物生长期的办法，使废水有机物趋于稳定化，并取得较理想的效果。在工程实践中，处于衰老期的污泥混合液中含有较多的死细菌碎片，出现较多的原生动物和后生动物，污泥活性下降。衰老期的污泥较松散，但沉淀性能好，沉淀后上层液体清澈，由于污染物几乎耗尽，所以处理衰老期运行的处理设施出水水质最好。可通过改变进水有机负荷率将微生物控制在不同的生长期，未取得较好的处理效果，一般将污泥生长控制在稳定期衰亡期。u活性污泥法\n污水经初次沉淀池去除大部分固态杂质后进入曝气池。曝气池中充满活性污泥与污水的混合液。曝气设备搅拌混合液使活性污泥呈悬浮状态，与污水中的污染物充分接触。与此同时，曝气设备不断向混合液提供氧气，使污染物发生好氧代谢反应，分解转化为无毒无害物质。反应后的混合液流入二次沉淀池，活性污泥沉淀下来和净化水分离。沉淀污泥大部分返回曝气池，维持曝气池中的生物量，另一部分作为剩余污泥排出。活性污泥不断增殖，剩余污泥的排出量与增殖量相等。二沉池出水为净化水，排入环境。①性能指标和运行参数：MLSS-污泥浓度：3-4g/L。SV-污泥沉降比：30min，15%-30%。SVI-污泥体积指数：是指曝气池混合液静置沉淀30min所得污泥层中，单位质量的反污泥所具有的体积，单位ml/g。适宜值为50-150ml/g。SVI与SV和MLSS呈现什么样的关系？SRT-泥龄：反应系统内微生物全部更新一遍所需的时间，3-10d。HRT-水力停留时间：污水流过曝气池的时间，一般4-8h。R-污泥回流比：回流污泥量与污水流量之比，0.5-2。②曝气搅拌+供氧③活性污泥法常用工艺生物除磷（A/O工艺）生物脱氮机理:聚磷菌在厌氧状态下，为获得能量，将多聚磷酸盐水解成无机磷释放到污水中，然后聚磷菌在好氧条件下，过量吸收溶解性磷酸盐，使之转化成多聚磷酸盐储存于细胞内。在厌氧-好氧交替条件下可实现除磷。生物脱氮（A/O工艺）生物脱氮机理:原污水在氨化菌作用下，将污水中有机氮转化成氨氮(NH4-N)，与原污水中NH4-N一并，在适宜的条件下，利用亚硝化及硝化自养菌，将污水中NH4-N硝化，生成亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)。然后再利用原污水中BOD成分(或外加甲醇等为碳源)作为氢供体(有机碳源)进行反硝化，将亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)转化成N2释放到大气中，从而实现废水脱氮。影响因素\n(1)酸碱度：pH；（2）溶解氧：DO；（3）碳氮比：BOD5/TKN生物脱氮除磷（A2O工艺）图P180污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解的大分子有机物转化为聚磷菌可以吸收小分子有机物（如VFA），并以PHB的形式贮存在体内，其所需的能量来自聚磷链的分解。随后，废水进入缺氧区，反硝化细菌利用废水中的有机基质对随回流混合液带入的NO3-进行反硝化。废水进入好氧池时，废水中有机物的浓度较低，聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量，供细菌增殖，同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内，并以聚磷链的形式贮存起来，随后以剩余污泥的形式排出系统。系统中好氧区的有机物浓度较低，正有利于该区中自养硝化菌的生长。氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；工艺简单，水力停留时间较短；SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；污泥中磷含量高，一般为2.5%以上；厌氧-缺氧池只需轻缓搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度；沉淀池要避免发生厌氧-缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀；脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效果不可能提高。吸附再生法（接触稳定）这种方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在较短的时间里(10～40min)，通过吸附去除废水中悬浮的和胶态的有机物，再通过液固分离，废水即获得净化，BOD5可去除85％～90％左右。吸附饱和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池进一步氧化分解，恢复其活性；另一部分剩余污泥不经氧化分解即排入污泥处理系统。分别在两池(吸附池和再生他)或在同一池的两段进行。它适应负荷冲击的能力强，还可省去初次沉淀池。主要优点是可以大大节省基建投资，最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水，如制革废水、焦化废水等，工艺灵活。但由于吸附时间较短，处理效率不及传统法的高。氧化沟氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式，它的平面象跑道，沟槽中设置两个曝气转刷（盘），也有用表面曝气机、射流器或提升管式曝气装置的。曝气设备工作时，推动沟液迅速流动，实现供氧和搅拌作用。与普通曝气法相比，氧化沟具有基建投资省，维护管理容易，处理效果稳定，出水水质好，污泥产量少，还有较好的脱N、P作用，适应负荷冲击能力强等优点。AB法-吸附-生物降解活性污泥法产泥量大，不需设初沉池。续进水周期循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）ICEAS反应器前部设有预反应区（占池容积的10%）。反应池由预反应区和主反应区组成，并实现连续进水，间歇排水。预反应区一般处在厌氧和缺氧状态，有机物在此被活性污泥吸附，该区还具有生物选择作用，抑制丝状菌生长，防止污泥膨胀。被吸附的有机物在主反应区内被活性污泥氧化分解。反应连续进水，解决了来水与间歇进水不匹配的矛盾。但该工艺沉淀效果较差、净化效果变差，易发生污泥膨胀，污泥负荷较低，反应时间长，设备容积增大，投资较大。SBR-序批式活性污泥法间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor-SBR），它由个或多个SBR池组成，运行时，废水分批进入池中，依次经历5个独立阶段，即进水、反应、沉淀、排水和闲置。进水及排水用水位控制，反应及沉淀用时间控制，一个运行周期的时间依负荷及出水要求而异，一般为4～12h，其中反应占40％，有效池容积为周期内进水量与所需污泥体积之和。比连续流法反应速度快，处理效率高，耐负荷冲击的能力强；由于底物浓度高，浓度梯度也大，交替出现缺氧、好氧状态，能抑制专性好氧菌的过量繁殖，有利于生物脱氮除磷，又由于泥龄较短，丝状菌不可能成为优势，因此，污泥不易膨胀；与连续流方法相比，SBR法流程短、装置结构简单，当水量较小时，只需一个间歇反应器，不需要设专门沉淀池和调节池，不需要污泥回流，运行费用低。④活性污泥系统的运行管理\n活性污泥驯化与培养污泥间歇培养过程（1）将过滤后的粪便水投入曝气池并加生活污水或自来水稀释至BOD5约200～300mg/L，连续曝气；（2）一周左右，当出现模糊的活性污泥絮体后，静沉60～90min，排放约60～70％的上清液；（3）投加新的生活污水或自来水与粪便水的混合液，连续曝气一天后重新换水；（4）反复操作，直至污泥沉降比达到30％左右为止。污泥连续培养过程（1）第一次加料曝气至出现活性污泥絮体后，连续投入生活污水或自来水与粪便水的混合液，投加量按每天使曝气池内混合液更新一次计算；（2）从二沉池内回流污泥，回流比约50％左右；（3）不断增大进水量，至曝气池内混合液每天更新2次，当污泥沉降比达到30％左右时，培养成功。污泥驯化历程在进水中不断增加待处理的废水，第一次废水投加量按曝气池设计处理规模的20％，达到设计处理效率后，按20％的幅度继续增加进水量，直至达到满负荷运行。活性污泥的培养还可以从附近污水处理厂直接取性能良好的污泥投入曝气池，并投加一定量的N、P营养物质后连续曝气，随后逐渐加入废水进行驯化，可大大缩短培养和驯化时间。活性污泥培养成熟后，可开始试运行。试运行的目的是为了确定最佳运行条件；冬天不宜进行废水处理场的活性污泥法试运行。为了使活性污泥曝气池正常运转，日常运行管理应做好以下6方面的工作：(1)严格控制进水量和负荷；(2)控制污泥浓度；(3)控制回流污泥量，注意活性污泥的质量；(4)严格控制排泥量和排泥时间；(5)适当供氧；(6)认真做好记录，及时分析运行数据。做到四个经常，既经常计算、经常观察、经常测定、经常联系。常见的异常现象及控制措施：污泥膨胀、泡沫问题、污泥上浮。短时间内污水处理设施的进水负荷超出设计值或正常运行值的情况叫冲击负荷。污泥膨胀因素：(1)水质：1)如含有大量可溶性有机物；2)陈腐污水；3)C：N失调；  (2)温度：t>30℃，丝状菌特别易繁殖；  (3)DO低或高都不行，丝状菌都能得到氧而增长；  (4)冲击负荷：由于负荷高，来不及氧化。丝状菌就要繁殖；  (5)毒物流入；  (6)生产装置存在着死角，发生了厌氧。 原因：1)大量丝状菌的繁殖；  2)高粘性多糖类的蓄积；  克服办法：1)曝气池运行上：DO>2mg／L，15℃≤T≤35℃，营养比注意；  2)沉淀池要求不发生厌氧状态；  3)回流污泥活化；  4)实际调整好MLSS；  5)变更低浓度废水的流入方式；  \n6)不均一废水投入方法；  7)对高粘性膨胀投加无机混凝剂，使它相对密度加大些。现象：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性差；SV值增大，有时达到90%，SVI达到300以上，大量污泥流失，出水浑浊，二次沉淀池难以固液分离，回流污泥浓度低，无法维持曝气池正常工作。污泥上浮原因：（1）污泥被破碎，沉速减小而不能下沉（2）污泥颗粒挟带气体或油滴，密度减小而上浮（3）曝气量过小，池底污泥厌氧分解，产生大量气体，促使污泥上浮。（4）曝气时间长或曝气量大时，在沉淀池中可能由于反硝化而产生大量N2或NH3，而使污泥上浮。（5）废水中含油量过大时，污泥可能挟油上浮。（6）废水温度较高时，在沉淀池中形成温差异重流导致污泥无法下沉。控制措施：发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除浮泥，判明原因。调整操作。如污泥沉降性差，可适当投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷过大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大污泥回流量或排泥量；如发现行泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件。u生物膜法生物膜法与活性污泥法有何区别？生物滤池（如何实现供氧）、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床。MBR-膜生物反应器。生物滤池的三种负荷计算（水力负荷、以进水BOD为基础的有机负荷、以BOD去除量为基础的有机负荷）。u厌氧生物处理与好氧生物处理比较，厌氧生物处理有何优缺点？工艺优点（1）应用范围广。好氧工艺只适用于中、低浓度和易生物降解的有机废水处理；而厌氧工艺既适用于高浓度有机废水处理，也适用于中、低浓度和难生物降解的有机废水处理。（2）能耗低。当原水BOD5达到1500mg/L时，沼气能量可以抵消消耗能量，原水有机物浓度越高，剩余能量越多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。（3）负荷高。通常好氧法的容积负荷为1～4kgBOD/m3·d，而厌氧法为2～10kgCOD/m3·d，高的可达40～50kgCOD/m3·d。（4）剩余污泥量少，且易脱水处置。剩余污泥量仅为好氧法的5～20％，且污泥稳定，易脱水，甚至可作为饲料、肥料。（5）对N、P营养元素要求低。通常只要求BOD5:N:P＝200～300：5：1，甚至在BOD5:N:P＝800：5：1时仍能正常运行。（6）可杀菌解毒。（7）可间歇运行。工艺缺点（1）厌氧微生物增殖缓慢，厌氧反应速度慢，所以厌氧设备启动和处理时间长。（2）废水处理不彻底，出水达不到排放标准，一般需再进行好氧处理。（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。厌氧生物作用原理：\n水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。第一阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱控产生甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占2/3。①厌氧接触法（泥水混合液进入沉淀池之前应增设脱气器，同时应通过污泥回流维持消化池较高的污泥浓度）②升流式厌氧污泥床反应器-UASB（图P256）③水解工艺仅利用厌氧反应中的水解酸化阶段，而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段，通常作为提高污水可生化性的预处理工艺。6、污泥的处理与处置（1）污泥中含水分布：颗粒间的空隙水，70%；毛细水，20%；颗粒吸附水及内部水，10%。（2）污泥浓缩：重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。（3）污泥消化：厌氧消化、好氧消化。（4）污泥脱水：预处理+过滤脱水（真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机）or+离心脱水机。当65%～85%间污泥含水率下,污泥呈塑态。（5）污泥干化（6）最终处置：农业肥料、填地填海、焚烧。三、技能辅导东方仿真模拟技能操作1.要求：（1）严格按照操作步骤进行：在“开始”—“程序”中选择“水处理仿真实习系统”中的“学员站号配置系统”，将准考证号最后两位输入“请输入新的学员站号”栏，单击“设定学员站号”确定后退出。完成上述步骤后，打开东方仿真系统学员站，在“学号”栏中输入准考证号，“姓名”栏中输入姓名。选中底框中出现的“Server”，单击“连接教师站”，等待命令。（2）严格按照试题中编号依次解决问题，严禁跳序做题；（3）只有一次交卷机会，严禁重复做题交卷；（4）注意考场纪律，严禁携带与上机操作有关的指导性材料，一经发现，作零分处理。2.内容：从培训项目水工段（11）、泥工段（9）、活性污泥单元（8）、初沉池单元（5）中选取13题。时间115min，满分100分。