水污染控制工程考研答疑Word格式.docx

水污染控制工程考研答疑Word格式.docx

《水污染控制工程考研答疑Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程考研答疑Word格式.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

构筑物主体，起支撑作用。

3、池底通风系统、排泥系统、支承渗水结构

4、布水系统旋转布水器

性能特点：

1）生物滤池的处理效果非常好，在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。

2）不产生二次污染。

3）微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂。

因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。

停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果，几天内恢复最佳的处理效果。

4）生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。

5）运行采用全自动控制，非常稳定，无须人工操作。

易损部件少，维护管理非常简单，基本可以实现无人管理，工人只需巡视是否有机器发生故障。

6）生物滤池的池体采用组装式，便于运输和安装；

在增加处理容量时只需添加组件，易于实施；

也便于气源分散条件下的分别处理。

7）此类过滤形式的生物滤池能耗非常低，在运行半年之后滤池的压力损失也只有500Pa左右。

三、简述污泥加药调理法的作用

城市污水厂中的固体物质主要是胶质微粒，与水的亲和力很强，若不作适当的预处理，脱水将非常的困难。

在脱水前进行预处理，使污泥粒子改变物化性质，破坏污泥的胶体机构，减少其与水的亲和力，从而改善其脱水性能，这个过程为污泥的调理或调质。

污泥调理有多种方法，加药法、淘洗、加热、冷冻等，由于加药调理经济实用、简单方便，应用最为广泛。

加药调理是通过向污泥中投加混凝剂、助凝剂等，而使污泥凝聚，提高脱水性能的。

1、调理剂种类调理剂分无机调理和有机调理剂两大类，无机调理剂一般适用于真空过滤和板框过滤，而有条理则较适用离心脱水和带式压滤脱水。

（1）无机调理剂　　最有效、最便宜的无机调理剂是铁盐，主要包括：

聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、碱式氯化铝。

投加无机调理剂后，可大大加速污泥浓缩作用，改善过滤脱水效果，但用量较大，一般均为污泥干固体重量的5%-20%，所以滤饼体积增大。

值得注意的是，若用三氯化铁作为调理剂，当污泥滤饼焚烧时还会腐蚀设备。

（2）有机调理剂　　有机合成高分子调理剂种类很多，按聚合度分为低聚合度和高聚合度两种，按离子型分为阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺、两性离子型聚丙烯酰胺，我国用于污泥调理的有机调理剂主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝你产品。

与无机调理剂相比，有机调理剂用量较少，一般为%%（干重），无腐蚀性。

2、调理剂的投加量　　污泥调理的药剂消耗量，因污泥品种和性质、消化程度、固体浓度不同而异，没有一定得标准。

因此，目前国内外确定调理剂种类及投加量，多数是在现场或在实验室直接试验确定。

一般情况下，对于城市污水处理厂污泥，三氯化铁加量为5%-10%,消石灰投加量为20%-40%，聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1%-3%，阳离子聚丙烯酰胺为%%.3、污泥调理效果的影响因素　　影响污泥调理效果的因素很多，主要有：

污泥性质、调理剂品种和投加量、调理时的环境条件等。

　　注：

调理剂投加顺序也影响调理效果。

采用铁盐和石灰调理时，一般先投加铁盐，再投加石灰，这样过滤速度快、药剂投量少。

当采用无机调理剂有机调理剂时，一般先投加无机调理剂，在投加有机过分子调理剂的调理效果较好。

四、简述三种去除废水中金属离子的处理工艺

氧化还原法，化学沉淀法，离子交换法

以处理铬为例：

答:

化学沉淀法：

1）　FeSO4-石灰法

　　　　FeSO4-石灰法处理含铬废水是一种成熟的方法,适用于含铬浓度大的废水.优点是药剂来源容易,方法简单,处理效果好;

缺点是占地面积大,污泥体积大,出水色度高,适用于小厂.其反应原理为:

（1）酸化还原（pH2~3）

　　　　　　6FeSO4+2H2Cr2O7+6H2SO4=3Fe2（SO4）3+Cr2（SO4）3+7H2O.

（2）碱化沉淀~

　　　　　　Cr2（SO4）3+3Ca（OH）2=2Cr（OH）3↓+3CaSO4

　氧化还原法：

电解法

　　　　用电解法处理含铬废水,优点是效果稳定可靠,操作管理简单,设备占地面积小,废水中的重金属离子也能通过电解有所降低.缺点是耗电量较大,消耗钢板,运行费用较高,沉渣综合利用等问题有待进一步决。

.其电解反应为:

　　　　　　Fe-2e=Fe2+,

　　　　　　Cr2O72-+6Fe2++4H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,

　　　　　　CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O.

　　　　随着废水中H+的消耗,[OH-]升高,pH升高,Cr（OH）3沉淀析出.

3离子交换法

　　　　该法适于处理浓度不太高的含铬废水,处理效果好,废水可回用,并可回收铬酸.但工艺较为复杂,且使用的树脂不同,工艺也不同.一次投资较大,占地面积大,运行费用高,适于大厂.原理为:

用阴离子交换树脂去除Cr2O72-或CrO42-:

　　　　　　2ROH+CrO42-R2CrO4+2OH-,

　　　　　　2ROH+Cr2O72-R2Cr2O7+2OH-.

五、对比米-门方程和莫诺特方程的异同点

答：

莫诺特方程和米门方程相比较，十分类似。

莫诺方程与米氏方程的区别如下表所示。

莫诺方程：

米氏方程：

描述微生物生长

描述酶促反应

经验方程

理论推导的机理方程

方程中各项含义：

μ：

生长比速（h-1）

μmax：

最大生长比速（h-1）

S:

单一限制性底物浓度（mol/L）

KS:

半饱和常数（mol/L）

r：

反应速率（mol/

rmax：

最大反应速率（mol/

S：

底物浓度（mol/L）

Km：

米氏常数（mol/L）

适用于单一限制性底物、不存在抑制的情况

适用于单底物酶促反应不存在抑制的情况

六、什么是单一限制性基质？

如何判断是否限制性基质？

限制性基质可根据临界基质浓度判断，临界基质浓度是指达到μmax的最低基质浓度Scrit，若SScrit，则为限制性基质，若SScrit，则为非限制性基质。

在一个分批培养的全过程中，完全有可能出现多种限制性基质的情况。

七、氧转移的基本原理及影响氧转移的因素

氧转移的基本原理

　　根据气体传递双膜理论，可以计算出曝气池内清水中气泡内的氧转移到水中的速率，通过曝气，空气中的氧从气相传递到混合液的液相中，这既是一个传质过程，又是一个物质扩散过程，扩散的推动力是氧在界面两侧的浓度差，即氧的不足量或饱和差，饱和差越大，氧转移速率就越大。

影响氧转移的因素

　　在供氧量和吸氧量之间存在着转移效率。

废水实际所吸收的氧量有多种影响因素：

　　①水温

　　水温不仅会影响饱和溶解氧的浓度，而且还影响流体的黏滞度，从而影响氧的总转移系数，式中是温度为T℃时氧的总转移系数，是温度为20℃时氧的总转移系数，为温度系数，其取值范围为～，一般取值。

　　②溶液的性质及其所含组分对氧的溶解度和氧的转移都有直接的影响，如污水中的表面活性剂等有机组分及无机组分都会影响氧的饱和溶解度。

　　③分压力对氧的饱和溶解度有一定的影响，当氧的分压力降低时，氧的饱和溶解度也降低，在压力不是标准大气压的地区，应使用修正系数进行修正。

　　④曝气装置的搅拌混合强度对氧的总转移系数有影响，强的混合程度不但会使液膜的厚度减小从而使氧的总转移系数增大而且还使气泡直径减小，增加了气液交界的面积，有利于氧的转移，所以搅拌混合强度越大，越大。

　　⑤水深对溶解氧浓度的影响在鼓风曝气池内，增加扩散器的装设浓度，形成的气泡中氧的分压力增大，所以氧的饱和溶解度亦增大，安装在池底的空气扩散装置出口处的氧分压最大，因此氧的饱和溶解浓度也最大。

曝气池中的饱和溶解氧浓度应该是扩散装置出口处和混合液表面两处的饱和溶解氧浓度的平均值

八、试述UASB反应器的构造和高效运行的特点。

构造1）进水配水系统：

其功能主要有两个方面：

①将废水均匀地分配到整个反应器的底部；

②水力搅拌；

一个有效的进水配水系统是保证UASB反应器高效运行的关键之一。

2）反应区：

反应区是UASB反应器中生化反应发生的主要场所，又分为污泥床区和污泥悬浮区，其中的污泥床区主要集中了大部分高活性的颗粒污泥，是有机物的主要降解场所；

而污泥悬浮区则是絮状污泥集中的区域。

3）三相分离器：

三相分离器由沉淀区、回流缝和气封等组成；

其主要功能有：

①将气体（沼气）、固体（污泥）、和液体（出水）分开；

②保证出水水质；

③保证反应器内污泥量；

④有利于污泥颗粒化。

4）出水系统：

出水系统的主要作用是将经过沉淀区后的出水均匀收集，并排出反应器。

5）气室：

气室也称集气罩，其主要作用是收集沼气。

6）浮渣收集系统：

浮渣收集系统的主要功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。

7）排泥系统：

排泥系统的主要功能是均匀地排除反应器内的剩余污泥。

特点：

①污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度50gVSS/l以上，污泥龄一般为30天以上；

②反应器的水力停留时间相应较短；

③反应器具有很高的容积负荷；

④不仅适合于处理高、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低

浓度的城市污水；

⑤UASB反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑；

⑥无需设置填料，节省了费用，提高了容积利用率；

⑦一般也无需设置搅拌设备，上升水流和沼气产生的上升气流起

到搅拌的作用；

⑧构造简单，操作运行方便。

九、活性污泥法的净化机理、过程及影响因素

　　1、净化机理及过程

　　⑴活性污泥中的微生物在酶的催化作用下，利用污水中的有机物和氧，将有机物氧化为水和二氧化碳，达到去除水中有机污染物的目的。

　　⑵净化过程

　　活性污泥去除污水中有机物的过程一般分为三个阶段：

　　①初期的吸附去除阶段

　　在该阶段，污水和污泥在刚开始接触的5～10min内就出现了很高的BOD去除率，通常30min内完成污水中的有机物被大量去除，这主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附作用共同作用的结果。

　　活性污泥法初期的吸附去除的主要特点包括以下几点：

　　a.初期的吸附去除完成时间短，去除量大；

b.去除的有机物对象主要是胶体和悬浮性有机物；

c.活性污泥的性质与初期的吸附去除关系密切，一般处于内源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力强，而氧化过度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好；

d.初期吸附有机物的效果与生物反应池的混合及传质效果密切相关；

e.被吸附的有机物没有从根本上被矿化，通过数小时的曝气后，在胞外酶的作用下，被分解为小分子有机物后才可能被微生物酶转化。

　　②代谢阶段

　　活性污泥吸附了污水中呈非溶解状态的大分子有机物后，被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有机物，与污水中溶解性的有机物一起进入微生物细胞内被降解和转化，一部分有机物质进行分解代谢，氧化为二氧化碳和水，并获得合成新细胞所需的能量，另一部分物质进行合成代谢，形成新的细胞物质。

　　③活性污泥絮体的分离沉淀

　　无论分解还是代谢，都能去除有机污染物，但是产物却不同，分解代谢的产物是二氧化碳和水，而合成代谢的产物则是新的细胞，并以剩余污泥的方式排出活性污泥系统。

　　沉淀是混合液中固相活性污泥颗粒同废水分离的过程。

固液分离的好坏，直接影响出水水质。

如果处理水挟带生物体，出水BOD和SS将增大。

所以，活性污泥法的处理效率，同其他生物处理方法一样，应包括二次沉淀池的效率，即用曝气池及二沉池的总效率表示，除了重力沉淀外，也可用气浮法进行固液分

离。

活性污泥处理系统在运行过程中，有时会出现种种异常情况，造成处理效果降低，污泥流失，下面是一些常见的异常现象和解决措施。

（1）混合液溶解氧不足

现象：

活性污泥呈灰黑色，污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水质恶化。

原因：

①负荷量增高；

②曝气不足；

③工业废水的流入等。

对策：

①控制负荷量；

②增大曝气量；

③切断或控制工业废水的流人。

（2）SV值异常

①污泥沉淀30～60min后呈层状上浮（

污泥上浮），多发生在夏季。

硝化作用导致在二沉池中被还原成N2，引起污泥上浮。

减少污泥在二沉池的HRT；

减少曝气量。

②在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体，出水透明度下降。

污泥解体，曝气过度；

负荷下降，活性污泥自身氧化过度。

减少曝气；

增大负荷量。

③泥水界面不明显。

高浓度有机废水的流入，使微生物处于对数增长期；

污泥形成的絮体性能较差。

降低负荷；

增大回流量以提高曝气池中的MLSS，降低F／M值。

（3）SVI值异常

原废水水质的变化和运行管理不善都会使SVI异常。

（4）污泥膨胀

污泥膨胀是指活性污泥质量变轻、膨大，沉降性能恶化，在二沉池中不能正常沉淀下来，SVI异常增高，可达400以上。

导致污泥膨胀的原因是多方面的，主要两种。

①因丝状菌异常增殖而导致的丝状菌性膨胀。

主要的丝状菌有球衣菌属、贝氏硫细菌、以及正常活性污泥中的某些丝状菌如芽孢杆菌属、某些霉菌等。

②因黏性物质大量积累而导致的非丝状菌性膨胀。

当出现污泥膨胀时，可考虑采取以下措施。

①杀灭丝状菌，如投加氯、臭氧、过氧化氢等的药剂。

②改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝剂如硫酸铝等。

③改善、提高活性污泥的沉降性、密实性，投加黏土、消石灰等。

④加大回流污泥量并在其回流前进行再生性曝气。

⑤使废水经常处于好氧状态，防止厌氧反应的发生，如预曝气。

⑥加强曝气，提高混合液的DO值。

⑦考虑调节水温；

水温<

15℃时易于发生高黏性膨胀；

而丝状菌膨胀多发生在20℃以上。

⑧降低污泥在二沉池中的停留时间。

⑨调整污泥负荷，当超过0．35kgBOD／（kgMLSS•d）时，易于发生丝状菌膨胀。

⑩调整混合液中的营养物质，可以控制高黏性膨胀。

⑧投加硫酸铜，可以控制有球衣菌引起的膨胀。

异常现象症状

分析及诊断

解决对策

曝气池有异味

曝气池供氧不足，DO值低，出水氨氮有时较高

增加供氧，使曝气池DO浓度高于2mg/L

污泥发黑

曝气池DO过低，有机物厌氧分解释放出H2S，其与Fe作用生成FeS

增加供氧或加大回流污泥量

污泥变白

丝状菌或固着型纤毛虫增多

进入pH值过低,导致曝气池pH<

6导致丝状菌增多

如有污泥膨胀参照污泥膨胀对策

提高pH值

二沉池泥面升高,初期出水特别清澈,流量大时污泥成层外溢

SV>

90%SVI>

20mg/L,污泥中丝状菌占优势,污泥膨胀

投加液氯,提高pH,用化学法杀死丝状菌;

投加颗粒碳粘土消化污泥等活性污泥”重量剂”,提高溶解氧,间歇进水

二沉池泥面过高

镜检如果丝状菌没有过量生长，则是因为MLSS过高。

增加排泥

二沉池表面积累一层解絮污泥

微型动物死亡，污泥解絮，出水水质恶化，COD、BOD上升，进水中有毒物质浓度过高，pH值异常。

停止进水，排泥后投加营养，引进生活污水使污泥复壮或引进新的污泥菌种。

二沉池有细小污泥不断外漂

污泥缺乏营养导致污泥瘦小OUR<

8mgO2/;

进水中氨氮浓度高,C/N比不合适,池温超过40度,;

翼轮转速过高使絮粒破碎.

投加营养物或引进高浓度BOD水,是F/M>

停开一个曝气池

二沉池上清液混浊,出水水质差

OUR>

20mgO2/,污泥负荷过高,有机物氧化不完全

减少进水流量,减少排泥

曝气池泡沫茶色或灰色

污泥老化，泥龄过长，解絮污泥浮于泡沫上

曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于水面

浮渣中见诺卡氏菌或纤发菌过量生长，或进水中洗涤剂含量过高。

减少进水量，减少排泥。

污泥未成熟，絮粒瘦小，出水混浊，水质差，游泳小型鞭毛虫多

水质成分及浓度变化过大，废水中营养不平衡或不足，废水中含毒物或pH值不适

使废水成分、浓度和营养均衡化，

并适当补充所缺营养。

污泥过滤困难

污泥解絮

按不同原因分别处置

污泥脱水后泥饼松

有机物腐败

絮凝剂加量不足

及时处置污泥

增加剂量

曝气池中泡沫过多,色白

进水洗涤剂过量

增加喷淋水或消泡剂

曝气池泡沫不易破碎,发粘

进水负荷过高,有机物分解不全

降低负荷

进水pH下降

厌氧处理负荷过高,有机酸积累

好氧处理中负荷过低

增加负荷

出水色度上升

污泥解絮,进水色度高

改善污泥性状

出水BOD,COD升高

污泥中毒

进水过浓

进水中无机还原物（S2O3,H2S）过高

COD测定受氯离子影响

污泥复壮

提高MLSS

增加曝气强度

排除干扰

不同负荷条件下污泥的生物相

1）活性污泥净化性能良好时出现的微生物有钟虫、等枝虫、楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管虫类等固着性生物或匍匐型生物，当这些生物的隔数达到1000个/mL以上，占整个生物个体数80%以上时，可以断定这种活性污泥具有较高的净化效果。

（2）活性污泥净化性能恶化时出现的生物有多波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生物。

这时絮体很碎约100um大笑。

严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。

极端恶化时原生动物和后生动物都不出现。

（3）活性污泥由恶化状态进行恢复时出现的生物为漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型生物。

曾观察到这些微生物成为优势生物继续一个月左右。

（4）活性污泥分数解体时出现的生物为蛞蝓简变虫、辐射变形虫等肉足类。

这些生物出现数万个以上时絮体变小，使处理水浑浊。

当发现这些生物剧增时可通过减少回流污泥量和送气量，能在某种程度上抑制这种现象。

（5）活性污泥膨胀时出现的微生物为球衣菌、各种霉菌等，这些丝状微生物引起污泥膨胀，当SVI在200以上时，这些丝状微生物呈丝屑状。

膨胀污泥中的微型动物比正常污泥少。

（6）溶解氧不足时出现的微生物为贝氏硫黄细菌等。

这些微生物适于溶解氧浓度低时生存。

这些微生物出现是]，活性污泥呈黑色、腐败发臭。

（7）曝气过量时出现的微生物，若过曝气时间持续很长时，各种变形虫和轮虫为优势生物。

（8）废水浓度过低时大量出现的微生物为游仆虫等。

（9）BOD负荷低时出现的微生物。

表壳虫、鳞壳虫、轮虫、寡毛虫等为优势生物，这些生物多时也是硝化进行的指标。

（10）冲击负荷和毒物流入时出现的生物。

因为原生动物对环境条件的变化反应比细菌为快，所以可通过观察原生动物的变化情况来看冲击负荷和毒物对活性污泥的影响。

原生动物中对冲击负荷和毒物反映最灵敏的楯纤虫，当楯纤虫急剧减少时，说明发生了冲击负荷和流入少量毒物。

十、酸性污水的中和方法及工艺流程

投加药剂中和法常用于酸性废水的处理。

以石灰石、电石渣、石灰作中和剂，也有采用碳酸钠和苛性钠作中和剂的。

反应原理都是酸、碱中和反应，中和剂的投加量，可按化学反应式进行估算。

由于药剂中常含有不参与中和反应的惰性杂质（如砂土、粘土），因此药剂的实际耗量比理论耗量要大些。

药剂的纯度应根据药剂分析资料确定。

当没有分析资料时，可参考下列数据：

生石灰含有效CaO60％～80％，熟石灰含Ca（OH）265％～75％；

电石渣及废石灰含有效CaO60％～70％；

石灰石含CaCO390％～95％；

白云石含CaCO345％～50％。

石灰的投加方式可以用干投或湿投。

干投是将石灰粉直接计量投入水中。

投加时，可使用具有电磁振荡装置的石灰投配器。

石灰投入废水渠，经混合槽折流混合~1min，然后进入沉淀池将沉渣进行分离。

干投法设备简单，但是反应不彻底，反应速度慢，投药量大，为理论值的~倍，劳动强度大，卫生条件差。

目前常用的是湿投法。

湿投法先将石灰消解，配制成石灰乳液，然后投加。

石灰乳液浓度在10％左右，用泵送到投配器，经投配器投入到混合反应设备。

送到投配器的石灰乳量大于投加量，剩余部分回流，保持投配器液面不变，投加量由投配器控制。

当短时间停止投加石灰乳时，石灰乳可在系统内循环，不易堵塞。

石灰消解槽不易采用压缩空气搅拌，因为石灰乳与空气中的CO2会反应生成CaCO3沉淀，既浪费药剂又引起堵塞。

一般采用机械搅拌。

湿投法设备较多，但反应迅速彻底，投药量少，仅为理论值的~倍。

中和反应较快，废水与药剂边混合，边中和，可用隔板构成狭道或用搅拌机械混合药剂和废水，停留时间采用5~20min。

中和池可间歇运行也可连续运行。

当废水量少、废水间歇产生时采用间歇运行较合理。

设置两个池子，交替工作，当废水量大时，一般用连续处理。

中和过程产生的泥渣应及时分离，以防止堵塞管道。

分离设备可采用沉淀池或气浮池。

投药中和法适用于任何浓度、任何性质的酸性废水。

对水质水量的波动适应性强，