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城市污水处理\n一、选择填空题1.根据水中悬浮物的密度、浓度及凝聚性，沉淀可分为四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩沉淀。2.能反映废水中有机物的含量的指标有BoD生物需氧量、化学coD和SS。3.过滤介质为栅条或滤网，用以去除粗大的悬浮物的过滤方式为等速过滤和变速过滤。4.厌氧生物处理方法中，中温消化和高温消化的适宜温度分别是33~38℃和50~55℃。5.从微生物的代形式出发，生化处理方法主要可分为好氧处理和厌氧处理两大类型。6.污泥的脱水性能常用污泥过滤比阻抗值r和污泥毛细管吸水时间CST来评价。7.在斜板（管）沉淀池中，根据水流在斜板（管）的流动方向与颗粒沉淀和滑行方向的关系分为同向流斜板沉淀池、侧向流和异向流。8.SVI值可以反映活性污泥的沉降性能好坏，在SVL100~150围表明污泥沉降性能良好。9.目前，吸附剂的再生方法有加热再生法、药剂再生法、化学再生法、和、湿式氧化法等。10.过滤是处理废水中悬浮物浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法，根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为格筛过滤、微孔过滤、膜过滤和深层过滤几种类型。11.水软化的基本方法有石灰软化法、纯碱软化法和石膏处理法。12.当废水排入受纳水体，使水中N、P的浓度分别超过0.2mg/L和0.02mg/L时，就会引起受纳水体的富营养化。13.在城市自来水厂中一般是不使用的消毒剂是氯。14.污泥机械脱水的方法有自然干化法、机械脱水法和离心法。15.上流式厌氧污泥床反应器（UASB）由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成。16.水体自净的过程非常复杂，按作用机理可分为三类：物理净化、化学净化和生物净化。17.无机混凝剂有无机类、碱类和固体细粉类。18.当使用多种混凝剂时，其最佳投加顺序应通过试验来确定。一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用时，先投加无机混凝剂，再投加有机混凝剂。19.化学氧化还原法是转化废水中污染物的有效方法。按照污染物的净化原理，氧化还原处理方法包括药物法、电化学法和光化学法三大类。20.活性污泥法中的供氧方式有鼓风曝气式和机械曝气式两大类。21.降低污泥含水率的方法有：浓缩法、脱水法、自然干化法、干燥与焚烧法。22.负荷是影响生物滤池性能的主要参数。在生物滤池中，通常把负荷分为有机负荷和水力负荷两种。23.污泥中所含含水率大致分为四类：间隙水、毛细结合水、表面吸附水和部水。\n1.用石灰中和酸性废水的过程中，石灰的投加方法可分为干法和湿法两种。2.间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法(SBR)依次有进水、反应、沉淀、排水和闲置5个独立阶段。3.混凝工艺过程包括了研磨既初磨、修补、固化和抛光既精磨四个步骤。4.污泥浓缩主要是除去污泥中的水分。5.固体污染物在水中以溶解态直径小于1nm、胶体态直径1~100nm和悬浮态直径大于100nm三种状态存在。6.离子交换树脂的化学结构可分为不溶性树脂母体和活性基两部分。7.不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳和凝聚，按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥和网捕。8.活性污泥系统的操作管理，核心在于维持系统中微生物、营养和供养三者的平衡。9.污泥稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和堆肥。10.用气浮法处理废水时，微气泡的产生方法是非常重要的，目前产生微气泡的方法主要有电解、分散空气和溶解空气三种。11.根据清洗方法，格栅和筛网可设计成人工清渣和机械清渣两类。12.废水处理中所用的反应器一般存在两种典型的水力混合方式，即：推流式和完全混合式。13.根据来源不同，废水可分为生活污水和工业废水两大类。14.从微生物的代形式出发，生化处理方法主要可分为好氧处理和厌氧处理两大类型。15.污水中氮主要以有机氮和氨氮形式存在。16.根据气泡从水中析出时所处的压力不同，溶气气浮可分为真空式气浮法和压力容气气浮法。17.格栅按栅条的间隙，可分为粗格栅50～100mm、中格栅10~40mm和细格栅3～10mm三种。18.连续式吸附工艺中，按照吸附剂的充填方式，吸附床可分固定床、移动床和流动床三种。19.厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。20.混凝反应设备有混凝气浮设备和反应气设备两类。21.在充填式生物膜法中的典型设备有生物滤池和生物转盘。22.固体污染物常用悬浮物和浊度两个指标来表示。23.有机混凝剂有SC-40AEOC-701，无机混凝剂有铝系、铁系和聚硅酸三大类。铝系无机混凝剂。24.属于好氧生物处理畴的废水处理方法有生物化学法、生物絮凝法和生物吸附法。\n1.在活性污泥法运行中，可以反映污泥性质的指标包括、和。2.在厌氧微生物处理中，甲烷菌生长的最适宜pH围是4.8-8的介质。3.对好氧和厌氧生物处理来说，BOD5:N:P的比值分别为100:5:1和200:5:1时好氧微生物和厌氧微生物才能正常繁殖生长。二、名词解释题1.CODcr：在酸性条件下，用强氧化剂－重铬酸钾将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。2.污泥沉降比（SV30）：指一定量的曝气池混合液静置30min后，沉淀污泥与原混合液的体积比。3.污泥稳定：是采取人工处理措施降低其有机物含量或杀死病原微生物的过程。4.生物转盘：由固定在一根轴上的许多间距很小的圆盘或多角形盘片组成的润壁型旋转式处理设备。5.离子交换法：一种借助离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。6.水体自净：水体中的污染物浓度自然降低，受污染的水体水质部分地或完全地恢复原状的过程。7.F/M：废水中有机物与活性污泥的重量比值。8.生物硝化：在亚硝酸菌作用下将氨氮转化为亚硝态氮，再由硝酸菌将亚硝态氮进一步氧化为硝态氮的过程。9.生物滤池：一般由钢筋混凝土或砖石砌筑而成，主要组成部分是滤料、池壁、排水系统和布水系统。10.电渗析：在直流电场的作用下，利用阴、阳离子的选择透过性（即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。11.BOD5：在20℃的温度下，经5天培养所消耗的溶解氧量称为5日生化需氧量。12.污泥容积指数（SVI）：指曝气池混合液经30min沉淀后，1克干污泥所占有沉淀污泥容积的毫升数。13.好氧生物处理：在有溶解氧的条件下，通过好氧微生物和兼性微生物的作用，将有机物分解为CO2和H2O，并释放出能量的代过程。14.有机容积负荷：在厌氧生物处理中，消化器单位有效容积每天接受的有机物量。15.反冲洗强度：单位时间单位滤池面积通过的反冲洗水量。：16.稳定塘：一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。17.湿式氧化法：在较高的温度和压力下，用空气中的氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性无机物的一种方法。18.气浮法：利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。19.混凝：是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程。20.污泥龄：细胞平均停留时间，表示微生物在生物反应器中的平均培养时间。\n1.厌氧消化作用欠平衡：厌氧消化过程产酸量与用酸量不协调的现象。2.吸附法：利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能，去除废水中多种污染物的过程。3.生物反硝化：是在无分子态氧的条件下，通过异氧型反硝化菌将硝态氮或亚硝态氮还原成氮气的过程。4.厌氧生物处理：厌氧微生物和兼性微生物在无溶解氧的条件下，将复杂的有机物分解成简单的有机物和无机物，再被甲烷菌进一步转化为甲烷和CO2等，并释放出能量的代过程。5.膜分离法：利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。四、简答题1.厌氧生物处理过程的主要环境条件是什么？①温度，温度是影响微生物生存及生物化学反应最重要的因素之一，在35℃和53℃上下可以分别获得较高的消化效率。②pH值，应维持厌氧反应器的pH值在6.5－7.5（最好在6.8－7.2），否则可能引起反应器发生酸化现象，导致处理系统的瘫痪。③氧化还原电位，无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最基本条件之一，在厌氧消化过程中，氧化还原电位在产甲烷阶段需控制为-0.3～-0.35V(中温消化)与-0.56～-0.6V（高温消化）。④有毒物质，厌氧系统中的有毒物质（如有毒有机物，重金属离子和一些阴离子等）会不同程度地对厌氧消化过程产生抑制作用，影响处理效率。1.废水处理工艺流程的选择一般应考虑哪些因素？①水处理程度；②建设及运行费用；③工程施工难易程度；④当地的自然和社会条件；⑤废水的水质、水量。1.影响硝化－反硝化过程的因素有哪些？①温度：硝化反应的适宜温度围是30－35℃，温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且影响硝化菌的活性；反硝化反应的最佳温度围为35－45℃；②溶解氧：硝化反应必须在好氧条件下进行,溶解氧浓度一般为2－3mg/L,反硝化反应的溶解氧应保持在0.5mg/L以下才能使反硝化反应正常进行。③pH值：硝化反应的最佳pH值围为7.5－8.5，反硝化过程的最佳pH值围为6.5－7.5，不适宜的pH值会影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性。④C/N比：C/N比值是影响硝化速率和过程的重要因素。⑤污泥龄和抑制物质：较长的污泥龄可增强硝化反应的能力，并可减轻有毒物质的抑制作用；对硝化反应有抑制作用的物质有过高浓度的氨氮、重金属、有毒物质以及有机物。反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低得多。1.影响硝化－反硝化过程的因素有哪些？①消毒剂浓度；②消毒时间；③微生物特性；④温度；⑤pH值和水中杂质。1.厌氧反应器运行中发生欠平衡时会有哪些现象出现？保持厌氧消化作用的平衡性是厌氧消化系统运行管理的关键。厌氧消化作用如果产酸量与用酸量不协调时，可以显示如下的现象：①消化液挥发性有机酸浓度增高；②沼气中甲烷含量降低；③消化液pH下降；④沼气产量下降；⑤有机物去除率下降。1.污泥的处理与处置各有哪些方法?污泥处理的方法：沉淀气浮，重力浓缩，气浮浓缩，离心浓缩；真空过滤，离心过滤，压力过滤，干化床等；污泥处置的方法：土地处置，焚烧，综合利用，投海、投洞井等。1.简述胶体颗粒脱稳、凝聚或絮凝的机理有哪几种？\n①压缩双电层，②吸附电中和，③吸附架桥，④沉淀物网捕。2.厌氧生物处理与好氧生物处理有什么不同？①作用的微生物群不同。好氧处理是由好氧微生物和兼性微生物起作用；厌氧处理是由两大类微生物起作用，先是厌氧菌和兼性菌，后是另一类专性厌氧菌。②产物不同。好氧处理的产物为CO2、H2O、NH3、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-等，厌氧处理产物为CH4、CO2、NH3、N2、H2S以及中间产物等。③反应速率不同。好氧处理有机物转化速率快；厌氧处理转化速率慢。④对环境要求条件不同。好氧处理要求充分供氧，对环境条件要求不严格；厌氧处理要求绝对厌氧的环境，对pH值、温度等环境因素较敏感，要求严格控制。3.简述传统的生物脱氮原理？污水中氮主要以有机氮和氨氮形式存在，在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮。传统的硝化－反硝化生物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮，亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。4.气浮分离必须具备的基本条件是什么？实现气浮法分离的必要条件有两个：第一，必须向水中提供足够数量的微细气泡，气泡的理想尺寸为15－30μm；第二，必须使目的物呈悬浮状态或具有疏水性质，从而附着于气泡上浮。1.请列出五种目前广泛应用的混凝剂？硫酸铝，聚合氯化铝，三氯化铁，硫酸亚铁、聚合硫酸铁或聚丙稀酰胺。6.活性污泥法中导致污泥膨胀的原因是什么？活性污泥膨胀的原因很多，一般分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两类。丝状菌膨胀是由于活性污泥中丝状菌过量发育的结果。大量的丝状菌从污泥絮体中伸出很长的菌丝体，菌丝体互相搭接，构成一个框架结构，阻碍菌胶团的絮凝和沉降，引起膨胀问题。。非丝状菌膨胀主要是在废水水温较低而污泥负荷太高时，细菌吸附了大量有机物，来不及代，在胞外积贮大量高黏性的多糖类物质，使表面附着水大大增加，很难沉淀压缩。7.简述厌氧消化的三个阶段？第一阶段，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，分解产生挥发性有机酸、醇类醛类等。第二阶段，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，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。8.简述生物除磷原理？生物除磷主要由聚磷菌的微生物完成。在厌氧区，聚磷菌在既没有溶解氧也没有原子态氧的厌氧条件下，吸收乙酸等低分子脂肪酸，并合成聚β－羟基丁酸盐（PHB）贮于细胞，所需的能量来源于菌体聚磷的分解，并导致磷酸盐的释放。在好氧区，聚磷菌以游离氧为电子受体，将细胞的PHB好氧分解，并利用该反应产生的能量，过量摄取水体中的磷酸盐，在细胞转化为聚磷（。好氧聚磷量大于厌氧放磷量，通过剩余污泥排放可实现生物除磷的目的。9.比较离子交换法中固定床两种再生方式的特点？固定床的再生方式主要有顺流和逆流再生两种方式。顺流再生的优点是设备简单，操作方便，工作可靠。缺点是再生剂用量多，再生效率低，出水水质较差；逆流再生时，再生剂耗量少，再生效率高，出水水质好，但设备较复杂，操作控制较严格。\n10.影响混凝的因素有哪些？①废水水质，如浊度、pH值、水温及共存杂质；②混凝剂，如混凝剂种类、混凝剂投加量、混凝剂投加顺序；③水力条件，如搅拌强度和搅拌时间。11.微生物的生长规律可用微生物的生长曲线来反映。根据生物生长速度不同，生长曲线可以分为几个生长时期，每个生长时期有何特点？①适应期，微生物的数量基本不增加，生长速度接近于零，②对数期，微生物具有繁殖快、活性大、对底物分解速率快的特点；③平衡期，微生物具有增长速度逐渐减慢，死亡速度逐渐加快，微生物数量趋于稳定；④衰老期，微生物具有菌体细胞死亡速率超过新细胞的增长速率，微生物数量急剧减少。1.简述活性炭加热再生的三个阶段？①干燥阶段：加热温度100－130℃，使含水率达40－50％的饱和炭干燥；②炭化阶段：水分蒸发后，升温至700℃左右，使有机物挥发、分解、炭化。③活化阶段：升高温度至700－1000℃；通入水蒸气、CO2等活化气体，将残留在微孔中的碳化物分解为CO、CO2、H2等，达到重新造孔的目的。14.简述污泥膨胀与控制方法。①初次沉淀污泥来自初次沉淀池；②腐殖污泥来自生物膜法后的二次沉淀池的污泥；③剩余活性污泥来自活性污泥法后的二次沉淀池的污泥；④消化污泥生污泥（初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥）经厌氧消化处理后产生的污泥；⑤化学污泥用混凝、化学沉淀等化学方法处理废水所产生的污泥。15.控制活性污泥膨胀的方法有哪些？控制活性污泥膨胀的通常办法有：①控制曝气量，使曝气池保持溶解氧1～4mg/L。②调整pH值。③如营养比失调，可适量投加含N、P化合物，使BOD5:N:P=100:5:1。④投加一些化学药剂，适量投加杀菌剂，对丝状菌膨胀投氯10－20mg/L，非丝状菌膨胀投氯5－10mg/L，连续投加2周至SVI正常为止。⑤调整污泥负荷，通常用处理后水稀释进水；短期间歇曝气。16.述碱性氯化法处理含氰废水的原理？碱性氯化法处理含氰废水分两个阶段进行。第一阶段，CN-转化为CNO-,在pH＝10－11时，此反应只需要5分钟，通常控制在10－15分钟。当用Cl2作氧化剂时，要不断加碱，以维持必要的碱度；若采用次氯酸钠，由于水解呈碱性，只要反应开始时调整好pH值，以后可不再加碱；第二阶段，将CNO-氧化为NH3(酸性条件)或N2（pH8－8.5），反应可在1小时之完成。17.①自由沉淀，颗粒在沉淀过程中呈离散状态，互不干扰，其形状、尺寸、密度均不改变，下沉速度恒定。悬浮物浓度不高且无絮凝性时常发生这类沉淀。②絮凝沉淀，水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性时，在沉淀过程中，颗粒互相凝聚，其粒径和质量增大，沉淀速度加快。③成层沉淀，悬浮物浓度较高时，每个颗粒下沉都受到周围其它颗粒的干扰，颗粒互相牵扯形成网状的“絮毯”整体下沉，颗粒群与澄清水层之间存在明显界面。④压缩沉淀，当悬浮物浓度很高，颗粒互相接触，互相支撑时，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间的水被挤出，污泥层被压缩。五、绘图题1.请绘制A2/O工艺流程图，并说明其特点。混合液回流（100％～400％）\n沉淀池好氧池缺氧池厌氧池进水出水回流污泥（10％～50％）剩余污泥特点：A2/O工艺是厌氧、缺氧、好氧交替运行，具有同步脱氮除磷的功能。工艺流程简单，回流污泥中挟带的溶解氧和NO3--N影响除磷效果。当混合液回流比较小时，脱氮效果不理想。1.请绘制AB法工艺流程图，并说明其特点。B段沉淀池B段曝气池中间沉淀池A段曝气池进水出水A段回流污泥B段回流污泥剩余污泥剩余污泥图中标出A段曝气池中间沉淀池；B段曝气池；B段沉淀池；A段回流污泥；B段回流污泥主要特征：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，A段微生物主要为细菌，其世代期很短，繁殖速度很快，对有机物的去除主要靠污泥絮体的吸附作用，生物降解只占1/3左右。B段微生物主要为菌胶团、原生动物和后生动物。该工艺不设初沉池，使A段成为一个开放的生物系统，并以高负荷运行；B段以低负荷运行；该工艺处理效果稳定，抗冲击负荷能力很强，适宜处理浓度较高，水质水量变化较大的污水。2.请绘制城市污水典型处理工艺流程图。隔栅沉砂池沉淀池生物曝气池二沉池混凝、过滤、离子交换、消毒设备废水出水回流污泥沉渣处理沉渣处理浓缩池污泥消化池垃圾处理城市污水典型处理流程\n1.请绘制阶段曝气法的工艺流程图，并说明此流程的特点。曝气池二次沉淀池出水回流污泥进水污泥排放这种工艺流程是针对普通曝气法进口负荷过大而改进的。废水沿池长分多点进入，以均衡池有机负荷，克服池前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点，单位池容积的处理能力提高。由于分散进水，废水在池稀释程度较高，污泥浓度也池长降低，有利于二次沉淀池的泥水分离。特别适用于容积较大的池体。2.请绘制传统活性污泥工艺的组成图，并简述每部分的作用。1234空气进水出水污泥回流污泥剩余污泥1－初次沉淀池2－曝气池3－二次沉淀池4－再生池①初沉池用以去除废水中粗大的原生悬浮物。②曝气池在池中使废水中的有机污染物质与活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。③二次沉淀池用以分离曝气池出水中的活性污泥。④再生池用于将二沉池中的一部分污泥回流到曝气池。六、计算题1.某工艺处理废水的BOD去除率为80%，已知一企业产生的废水BOD浓度为400mg/L，请计算废水经过该工艺处理后出水BOD浓度。解：C=C0(1-η)=400(1-80%)=80mg/L2.某厂拟采用平流式沉淀池处理废水中的SS，已知废水流量为200m3\n/h，设计表面负荷为2m3/(m2·h)，试求设计的沉淀池有效表面积。解：A=Q/q=200/2=100m21.解：公式V1/V2=(100-P2)/(100-P1)将P1＝98，P2＝90代入上式，得出V1/V2＝5。即污泥的体积将为原来的1/5。2.解：根据公式F/M=(Q×BOD5)/(MLSS×Va)=(12000×120)/(1200×1500)=0.8(kgBOD5/(kgMLVSS·d))3.某新建食品厂每天向水体预计排放BOD5浓度为270mg/L的废水80吨，目前要求其排放的废水达到《污水综合排放标准》GB8978-96中的一级排放标准，问该厂的处理设施对废水处理程度最少应多少才能达标排放？（以BOD5计）解：《污水综合排放标准》GB8978-96中的BOD5一级排放标准最高允许浓度为30mg/L。处理程度E=(C0-C)×100%/C0E＝(270-30)×100%/270=88.9%4.已知活性污泥法曝气池的污泥浓度为3.0g/L，混合液在100ml量筒中经30分钟沉淀后的污泥量为60ml，试计算：①污泥沉降比。②污泥体积指数。③根据以上计算结果，你认为曝气池的运行是否正常？解：①污泥沉降比SV30=60×100%/100=60%②污泥体积指数SVI=SV的百分数×10/MLSS=60×10/3=200③一般认为，SVI等于200，污泥沉淀性一般，污泥易发生膨胀，根据以上计算结果，此曝气池的运行不正常。5.某污水处理站曝气池中的污泥浓度为3000mg/L，污泥体积指数为75ml/g，请计算污泥沉降比、回流污泥浓度和所需回流比。解：①SVI=SV的百分数×10/MLSS75=SV的百分数×10/3即SV的百分数为22.5，所以污泥沉降比（SV）为22.5％②XR=106/SVI∵SVI=75∴XR=13333.3mg/L③∵X(1+R)=XRR，XR＝106/SVI（2分）代入X=3000mg/L,SVI=75ml/g∴R=0.29