水处理控制工程复习资料完整版 7页

1、微生物增长和底物降解之间的基本关系式于1951年由霍克莱金等人提出，这一基本关系式是什么，式中各部分的含义？答：(dX/dt)g=Y(dS/dt)u-KdX(dX/dt)g——微生物的净增长速率；Y——被利用的单位底物量转换成微生物体量的系数；(dS/dt)u——总底物利用速率；Kd——比例常数，表示每单位微生物体每单位时间内由于内源呼吸而消耗的微生物量，称衰减系数或内源代谢系数；X——现有微生物群体浓度\n鼓风曝气:按照扩散器的类型分为：微,小,中,大气泡扩散器曝气池的分类:从曝气反应器类型分，曝气池分为推流式、完全混合式、封闭环流式、序批式；从平面形状，可分为长方廊道形、圆形、方形及环状跑道形等；从采用的曝气方法，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及两者联合使用的机械鼓风曝气池；活性污泥法的演变工艺完全混合活性污泥法系统,延时曝气,接触稳定法（吸附－再生活性污泥系统）.氧化沟,吸附－生物降解工艺AB,序批式活性污泥法，SBR污泥的来源:初沉污泥,剩余污泥,消化污泥,化学污泥.污泥处置的前处理方法主要有哪些？答：储泥池——污泥浓缩——污泥稳定——调理——脱水——干化——最终处置…污泥浓缩方式:间歇式,连续式.方法有:重力浓缩,气浮浓缩,离心浓缩.污泥的气浮浓缩系统由加压溶气装置和气浮分离装置组成；加压溶气装置由水泵空压机式溶气系统和内循环射流溶气系统组成。污泥处理处置的常用方法有：污泥浓缩，污泥调理，污泥消化，污泥脱水，填埋、焚烧等。消化池和附属设备:集气罩、池盖、池体与下锥体设备:加料,排料,加热,搅拌,破渣,集气,排液,溢流及其他监测防护装置.11.生物滤池的构造:滤床及池体、布水设备、排水系统15、生物滤池的布水装置:旋转布水器（由旋转轴和若干条配水管组成的配水装置。它利用从配管孔口喷出的水流的反作用力，推动配水管绕旋转轴旋转，达到配水的目的）、固定布水器（生物滤池中由固定的穿孔管或喷嘴等组成的布水设施）布水器的孔口间距，越到中心越大。***高负荷生物滤池是通过限制进水BOD值和在运行上采取（处理水回流）等技术生物转盘的主体是垂直固定在水平轴上的一组圆形的盘片和一个同它配合的半圆形水槽。生物转盘由一系列平行的旋转转盘、转动中心轴、动力及减速装置、氧化槽等组成。氧化沟：是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。混合液悬浮固体浓度MLSS=Ma＋Me＋Mi＋Mii在曝气池单位容积混合液中活性污泥悬浮固体的质量。混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS=Ma＋Me＋Mi混合液中悬浮固体中有机物的质量微生物平均停留时间(MCRT)是指工作着活性污泥同每日排放的剩余污泥量的比值。污泥负荷率：指的是单位活性污泥（微生物）量在单位时间内所能承受的有机物量。污泥密度指数（SDI）：曝气池混合液在静置30min后，含于100mL沉降污泥中的活性污泥悬浮固体的克数。\nξ电位：胶粒与扩散层之间的电位差，即胶体的电动电位Ψ电位：胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差(总电位)…….等电状态（0电位）：当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时，ξ电位为0.临界电位：ξ电位降至某一程度而使胶粒之间排斥的能量小于胶体布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的ξ电位就是临界电位。1.胶粒脱稳:胶粒因ξ电位降低或消除以致失去稳定性的过程叫胶粒脱稳。凝聚：脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。絮凝：由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结的过程称为絮凝。混凝:凝聚与絮凝总称为混凝。胶团：胶粒与扩散层合称。2.压缩双电层是指向胶体分散体系中投加可产生高价反离子的电解质，通过增大溶液中反离子浓度，降低扩散层厚度，使胶体颗粒的ξ电位降低的过程。3.吸附架桥作用是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。(当它一端吸附某一颗粒后，另一端又吸附另一颗粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体（絮凝）。)4.网捕作用：三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等颗粒，使胶体粘结。5.胶体不能相互聚结的原因;1.憎水胶体由于布朗运动的动能不足以将两胶粒推近到使范德华力发挥作用的距离。2.亲水胶体，由于水化作用：a.由于胶粒表面极性基团对水分子的强烈吸附b.由于胶粒带电，将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜，水化膜同样能阻止胶粒间相互碰撞。深度处理的对象与目标：1.去除处理水残存的悬浮物，包括活性污泥颗粒，脱色，除臭，使水体得到进一步澄清，2.进一步降低bod5,cod,toc等指标，使水进一步稳定。3.脱氮，除磷，消除能够导致水体富营养化的因素，4.消毒杀菌，去除水中的有毒有害物质，使水进一步安全。聚合氯化铝(碱式氯化铝，简称PAC)聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS)聚合氯化铁pfc聚合硫酸铝pas聚丙烯酰胺pam~吸附的本质是一种或几种物质（称为吸附质）在另一种物质（称为吸附剂）表面上自动发生变化，（累积或浓集）的过程，是一种相界面上的反应。~聚合物：聚合物骨架（即母体）和附属在骨架上的活性基团（固定离子和交换离子）组成。~萃取级数：料液被萃取的次数~萃取效数：萃取剂使用的次数~吸附速率：外扩散，孔隙扩散，吸附反应~固定床吸附装置：把颗粒状的吸附剂装填到吸附装置中，使含有吸附质的流体流过吸附装置时，进行吸附。◆.水中有机物一般低ph时，电离度较小，吸附去除率高，原因：活性炭吸附剂在低ph时，表面上的负电荷将随着溶液中氢离子浓度的增加而中和，使活性炭具有更多的活化表面，吸附性能更好。生化需氧量BOD：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量，（mg/L）间接反映了水中可生物降解的有机物量。化学需氧量COD：用化学方法氧化分解水中有机污染物时所消耗的氧化剂量折合成氧量。（mg/L）总有机碳TOC：包括水样中所有有机污染物的含碳量，也是评价水样中有机污染物的一个综合参数。总需氧量TOD：当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为：总需氧量。总有机碳TOC和总需氧量TOD的测定都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以碳表示，后者则以氧表示。有机氮：主要指蛋白质、和尿素TN总氮：一切氮化合物以N计量的总称。TKN凯氏氮：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮，硝酸盐氮。氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水NOx-N：亚硝酸盐氮，硝酸盐氮。1.沉淀分为：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀，压缩沉淀粗格栅：50-100mm，中格栅10-40mm，细格栅1.5-10mm2.SBR反应池基本运行模式包括五个基本过程（进水）、（反应）、（沉淀）、（排水/排泥）和（闲置）。3.氧垂曲线特点:(在一维河流且不考虑扩散的情况下适用)污染河流中DO曲线呈下垂状，最低点称为临界点，此处耗氧速率等于复氧速率，临界点后，耗氧速率小于复氧速率，临界点前耗氧速率大于复氧速率。4.格栅的作用是：不堵塞水泵和污水处理厂的处理设备，保证整个污水处理系统的正常运行。5.沉淀池的种类主要有（平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、斜流式沉淀池）等。\n二沉池的特点及功能:1.澄清(固液分离)2.污泥浓缩(使回流污泥的含水率降低,回流污泥的体积减少)由于二沉池需要完成污泥浓缩的作用,所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积.生物接触氧化法的特点：1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，具有较高的容积负荷；2、池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；3、不用污泥回流,剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。4.有机容积负荷较高,污泥产率较低..填料:按形状分有硬性、软性和半软性等。按材质分有塑料、玻璃钢、纤维等。按形状可以有蜂窝状、束状、筒状、波纹状、网状、盾状、原环辐射状以及不规则的颗粒状和球状等。填料要求对微生物无毒害、易挂膜、质轻、高强度、抗老化、比表面积大和孔隙率高。活性污泥曝气过程中，对有机物的降解主要分为哪两个阶段？答：吸附阶段：主要是污水中的有机物转移到活性污泥上，由于活性污泥具有较大的比表面积，表面上含有多糖类的粘性物质。吸附阶段很短，一般在15～45min。稳定阶段：主要是转移到活性污泥的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，稳定阶段较长。5、在废水生物处理中，曝气过程中氧转移的影响因素有哪些？答：污水水质、水温、氧分压（气相中的氧分压、液相中氧的浓度梯度、气液之间的接触面积和接触时间、水温、污水的性质、水流的紊流程度等）6、废水生物处理工艺中，空气曝气装置在曝气池中的主要作用？答：1）充氧，将空气中的氧转移到混合液中的活性污泥絮凝体上，以供应微生物呼吸之用。2）搅拌、混合，使曝气池内的混合液处在剧烈的混合状态，使活性污泥、溶解氧、污水中的有机污染物三者充分接触。同时，防止活性污泥在曝气池中的沉淀。9、推流式、完全混合式曝气池的特点各是什么？答：推流式曝气池污水及回流污泥一般从池体的一端进水，水流呈推流型，实际存在掺混现象；理论上曝气池推流横断面上各点浓度均匀一致，纵向不存在掺混，底物浓度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池出口端最低；完全混合式曝气池形状可以是圆形方形或矩形，曝气设备可采用表面曝气机或鼓风曝气方式。污水进入曝气反应池在曝气搅拌下立即和全池混合，曝气池内各点的底物浓度微生物浓度需氧速率完全一致，当入流出现冲击负荷时，由于瞬时完全混合曝气池混合液的组成变化较小，故其耐冲击负荷能力大。10、接触稳定法（吸附－再生活性污泥系统）的工艺流程和主要特点是什么？答：特点是污水与活性污泥在吸附池内吸附时间较短（30~60min），吸附池容积较小，而再生池接纳的是已经排除剩余污泥的回流污泥，且污泥浓度较高，因此，再生池的容积也较小；吸附再生法具有一定的抗冲击负荷能力，如果吸附池污泥遭到破坏，可以由再生池进行补充。11.延时曝气法是指长时间曝气使微生物处于内源代谢阶段生长的活性污泥法废水生物处理系统。其特点是曝气时间长，微生物生长控制在内源代谢阶段，因此，排泥量很少，管理方便，处理效果也较好（BOD去除率达85-95%）。优点：(对水质,水量冲击负荷适应能力强)不设初淀池,对BOD的去除率高于传统活性污泥法,产污泥量少,处理效果好。缺点：①池容大  ②曝气时间长    ③基建和运行费用高。\n12、吸附－生物降解（AB法）工艺中各部分的主要功能是什么？画出工艺流程图。整个污水处理系统共分为预处理阶段、A级、B级三段，在预处理段只设格栅、沉砂等处理设备，不设初沉池；A级由吸附池和中间沉淀池组成，B级由曝气池及二沉池组成；A级与B级各自拥有独立的污泥回流系统，每级能够培育出各自独特的、适合本级水质特征的微生物种群；A级以高负荷或超高负荷运行，污泥负荷为2~6kgBOD5/（kg·MLSS·d），曝气池停留时间短，一般为30~60min，污泥泥龄为0.3~0.5d；B级以低负荷运行，污泥负荷一般为0.1~0.3kgBOD5/（kg·MLSS·d），曝气停留时间在2~4h，污泥泥龄15~20d。13、序批式活性污泥法（SBR）工艺特征和基本运行模式是什么？答：优点：(1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；（2）耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。缺点：(1)容积利用率低；(2)水头损失大；(3)出水不连续；(4)峰值需氧量高；(5)设备利用率低；(6)运行控制复杂；(7)不适用于大水量。SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需设置沉淀池。7、鼓风曝气系统由哪几个部分组成，按照分散气泡的大小，扩散器可分为几种类型，各举一例？答：鼓风曝气系统是由进风空气过滤器、鼓风机、空气输配管系统和浸没于混合液下的扩散器组成。鼓风机供应一定的风量，分量要满足生化反应所需的氧量，并能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。进风空气过滤器的目的是改善整个曝气系统的运行状态，防止灰尘进入扩散器内部造成堵塞。扩散器是整个系统的关键部件，他的作用是将空气分散成不同尺寸的气泡，气泡在扩散装置的出口处形成，气泡尺寸取决于扩散装置的形式，气泡越小，与周围混合液的接触面积越大。气泡在上升及随水流循环流动过程中，空气中的氧不断转移溶解于混合溶液中，最后在液面处破裂。根据分散气泡的大小，扩散器可以分为几种类型：微气泡扩散器（管式、圆盘式微孔扩散器）、小气泡扩散器（扩散板或扩散管）、中气泡扩散器（穿孔管、莎纶管）、大气泡扩散器（采用15mm的支管直接伸入混合液曝气）、剪切分散空气曝气器（倒盆式扩散装置、固定螺旋扩散装置、射流式空气扩散器）8、机械曝气装置的通过哪些作用使空气中的氧转移到水体中？按转动轴的安装方向机械曝气装置的两种主要类型是什么，各举例？答：1）水跃叶轮或转刷的快速转动将混合液以液滴抛向空中与空气接触实现氧转移，并使液面剧烈波动促进氧的溶解2）负压曝气器的转动在其叶轮的后侧形成负压区吸入部分空气3）提升曝气叶轮的转动有提升输送液体的作用，可使混合液不断循环流动，气液接触面不断更新，实现空气中的氧向液体转移，同时池底含氧低的混合液和表面充氧区发生交换提高整个曝气池含氧量按转动轴的安装方向，机械曝气器可分为竖轴（纵轴）式机械曝气器(叶轮类型有泵型、倒伞型、平板型)；卧轴（横轴）机械曝气器（在转动轴上安装开有鳞片孔的转碟或在垂直于转轴的方向装有不锈钢丝转刷或塑料板条）11、氧化沟在构造方面水流的混合方面的特征？答构造特征：①环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形;②进水装置简单。在水流混合方面的特征：流态上介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物聚凝作用，将其分为富氧区和缺氧区，可以进行硝化反硝化，取得脱氮效应。工艺特征：①可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到较好的好氧稳定程度；②可考虑使氧化沟与二沉池合建，省去回流装置；③BOD负荷低，对水温水质水量有较强的适应能力，污泥龄高，污泥产率低。\n3、活性污泥法基本的工艺流程和工作原理？基本工艺流程：①曝气池：反应主体；②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。⑤供氧系统：提供足够的溶解氧流程包括：曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等。工作原理：污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液，曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，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。曝气设备不仅传递氧气进入混合液，同时起搅拌作用而使混合液呈悬浮状态。这样污水中的有机物，氧气与微生物能充分进行传质和反应，随后混合液进入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中进行固液分离，流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流至曝气池，称为回流污泥。回流目的是是曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应导致微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池底泥中排出，以维持活性污泥系统的稳定运行，叫剩余污泥。17、生物接触氧化法的工艺过程？接触氧化池的主要组成部分是什么？答：生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在污水中，填料上长满生物膜，污水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。空气通过设在池底的布气装置进入水流，随气泡上升时向微生物提供氧气。接触氧化池的构造主要有池体、填料和进水布气装置等组成。21、A/O处理系统脱氮的主要工艺流程是什么，各段作用？答：该工艺将反硝化段设置在系统的前面，因此又称为前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气池混合液中含有大量硝酸盐，通过内循环流回到缺氧池中，在缺氧池内进行反硝化脱氮。22、A2/O工艺具有同步脱氮除磷作用，画出工艺流程图并说明各段作用？答：污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境条件下释磷，同时转化易降解COD、VFA（挥发性脂肪酸）为PHB（聚羟基丁酸），部分含氮有机物进行氨化；污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通常内回流量为2~4倍原污水流量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除；混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。特点：采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当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求，并使生物反应器中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反硝化，因此可以用较少的总回流量（污泥回流和混合液回流）达到较好的总氮去除效果。25、污泥的低负荷稳定消化和高负荷消化的区别？\n答：高负荷消化——高速消化：①搅拌②加热③连续④无分层⑤硝化速度快；低负荷消化——低速消化①无搅拌②无加热③间歇④硝化池内部分层⑤硝化速度非常快。19、厌氧处理法和好氧处理法比较特点？答：厌氧生物处理的优点和缺点：①有机负荷高，容积负荷高；②处理中能量要求低，不需要好氧，能够产出能源物资——沼气；③营养物质需要量少；④污泥产量低，厌氧微生物增殖速率比好氧微生物慢；⑤厌氧处理法应用范围广；⑥对水温的适宜范围广。缺点：①厌氧设备的启动时间长；②对温度、pH、环境因素更敏感；③处理后厌氧废水中有机物浓度高于好氧处理。好氧生物处理法：操作方便，剩余污泥少，抗冲击负荷，微生物种类丰富生物的食物链长，微生物存活世代较长，有利于不同功能的优势菌群分段运行，对水质、水量有较强适应性适合低浓度污水处理，剩余污泥产量少，运行管理方便。26、污泥厌氧消化池的构造特征？答：传统的厌氧消化池是低负荷率消化池，特点：不设加热，搅拌设备的密闭池子，池液分层。污泥间歇进入，产生的沼气气泡的上升有一定的搅拌作用，池内形成三个区：上部浮渣区、中间为上清液、下部污泥区。消化污泥在池底浓缩并定期排出，上清液回流与进厂污水混合，顶部汇集沼气并导出。高速消化池和传统消化池的区别在于前者进行搅拌，而厌氧接触则是在消化池内搅拌的同时增加了污泥回流。传统消化池的缺点是，由于污泥的分层使微生物和营养物得不到充分接触，因而负荷小、产气量低，此外，消化池内形成的浮渣层不但使有效池容减小，而且造成操作困难高速消化池内的污泥则处于完全混合状态，克服了传统消化池的特点，从而使处理负荷和产气率均大大增加。厌氧接触则由于消化污泥的回流在消化池内可维持更高的污泥浓度，因此效率更高。（传统）（高速）（厌氧）20、什么是UASB系统，其工艺流程。答：UASB是上流式厌氧污泥床反应器污水自下而上的通过厌氧污泥床反应器。在反应器的底部有一个高浓度高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化CO2和CH4.由于气态产物（消化气）的搅动和气泡黏附污泥，在污泥上层形成一个污泥悬浮层。反应器的上部设有三相分离器，完成气液固三相的分离。被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层。出水则从澄清区流出。