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水控PPT思考题补充版

水控PPT后思考题

第九章

1.污水的污染指标有哪三类？

各类包括哪些指标？

分为物理性、化学性、生物性指标。

（1）物理性：

温度（水温升高使水中溶解氧减少且加速耗氧反应，从而导致水体缺氧或水质恶化）

色度（色度是指废水所呈现的颜色深浅程度）

嗅和味（嗅和味是判断水质优劣的感官指标之一）

固体物质（固体污染物是指废水中在100℃时不能蒸发的所有物质，称为总固体，TS）。

（2）化学性：

①有机物（需氧污染物主要是指废水中所含的能被微生物降解的有机物，有些是有毒的，但这类有机物大部分本身是无毒的；数量大、成分复杂，所以很难分别表示其含量；产生污染原因：

是在其分解过程中消耗水中的溶解氧）：

a.BOD（特点准确反映污染的程度，但测定所需时间长，不利于指导实际生产和自动控制；且当废水中含有大量难生物降解的有机物时，测定结果误差较大）

b.COD（测定速度快，但与实际污染的程度有差距；缺点：

（1）代表水中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量；

（2）的有机物降解主要靠生物降解作用，不能反映水中有机物在水中降解的实际情况）

c.TOC和TOD（特点：

测定速度快，但设备复杂且与BOD、COD之间无固定关系。

）

d.油类污染物（一般是指比水轻能浮在水面上的液体物质，多指油类；不溶于水，进入水体后会在水面上形成薄膜，影响氧气的溶入，降低水中的溶解氧）

e.酚类污染物/有机化学毒物（有机化学毒物大多是人工合成的有机物；①这类物质的种类最多，性质最复杂，②毒性大，③化学稳定性好，④大多数难被生物降解且可以通过食物链富集，危害人体健康）

②无机性指标：

a.植物营养元素（植物和微生物生长过程中所需的营养物质，并非有毒，主要是氮和磷。

①这种由营养物质过多产生的污染称做富营养化污染；②当大量营养物质进入水体时，会使藻类大量繁殖，水面上积聚大量的动物和植物，这种现象在海洋中出现叫赤潮，在湖泊中出现叫水华。

产生污染的原因：

①当水中的生物大量死亡时会使水中的BOD值猛增，导致水中的溶解氧降低，影响水体功能，影响鱼类生存；②除氮和磷外，BOD、温度、维生素类物质也能触发和促进富营养化污染。

）

b.pH值

c.重金属（①水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物②生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成千万倍地富集起来，通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康；③在天然水体中只要有微量重金属即可产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围大约在1-10mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.00l-0.01mg／L之间。

）

d.硬度（指溶于水的钙、镁等盐类的总量，以CaCO3（mg/L）表示）

e.溶解氧（溶解于水中的分子氧；水中DO与空气氧分压和水的温度有关，空气中氧分压越高，水温越低，水中DO含量就越高）

（3）生物性：

a.细菌总数（细菌总数是指1mL水中所含有各种细菌的总数）

b.大肠菌群（大肠菌数是指1L水中所含大肠菌个数）

2.什么是污水中的悬浮固体和挥发性固体?

英文缩写是什么?

分析污水中的总固体、溶解性固体、悬浮固体及挥发性固体、灰分指标之间的相互关系。

悬浮性固体SS（水中不溶解的固态物质的量）

挥发性固体VS（反映固体有机成分量）

总固体TS（水中所有残渣的总合）

溶解性固体DS（表示盐类的含量）

灰分也叫固定性固体FS（反映固体无机成分量）

FS=DS+SS

蒸干过滤所得滤液即得DS，滤渣脱水烘干即得SSSS=VS+FS

3.生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么?

单位、英文缩写是什么?

分析这些指标之间的联系与区别。

生化需氧量BOD：

表示在一定条件下（20℃），单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。

单位为mg（氧）/L（废水）。

化学需氧量COD：

用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物，用所消耗的氧化剂中的氧来表示有机物的多少，单位为mg/L。

总有机碳TOC：

在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量，从而确定出水样中碳元素的含量，称为总有机碳。

总需氧量TOD：

在900℃下，以铂为催化剂，使水样汽化燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需的氧量，称为总需氧量。

BOD5、BOD20、TOD之间的大小关系：

TOD>CODCr>BOD20>BOD5>CODMn

4.污水中含氮化合物有哪四种?

常用检测指标有哪些?

分析这些指标之间的联系与区别。

氨氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮

检测指标有：

总氮TP、氨氮

5.谈谈你对水体富营养化的理解及其造成的危害?

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮磷等营养物质大量进入湖泊、河湖、海湾等缓流水体，引起的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水中溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。

富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。

溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。

同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。

因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。

6.简述水体的自净机理。

水体自净是指水体受污染后，污染物在水体的物理、化学和生物学作用下，使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底，水中污染物浓度逐渐降低，水质最终又恢复到污染前的状况。

水体自净机制分为物理净化、化学净化、生物净化。

物理净化：

包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程。

水体中的污染物浓度得以降低。

但沉入底泥的污染物可因降雨时流量增大或其他原因搅动河底泥而使已沉入底泥的污染物再次悬浮于水中，造成水体的二次污染。

化学净化：

①纯化学反应；②由有生命的物体及其酶系统引起的化学反应；③光化学作用：

光解反应和光氧化反应。

生物净化：

①生物净化作用：

在河流、湖泊、水库等水体中生存的细菌、真菌、藻类、水草、原生动物、贝类、昆虫幼虫、鱼类等生物，通过它们的代谢作用分解水中污染物，使其数量减少，直至消失。

②水体复氧作用：

微生物分解有机物、消耗溶解氧的同时，空气中的氧可通过水面不断溶解补充到水中，水生植物的光合作用释放的氧也补充到水体。

有机物的自净过程：

第一阶段，化学氧化分解，历时数小时；第二阶段，生物化学氧化分解，一般要延续数日；第三阶段，含氮有机物的硝化过程，一般延续一月左右。

7.氧垂曲线的意义,使用时应注意哪些问题?

写出氧垂曲线的公式,并画图说明什么是氧垂点。

氧垂曲线上DO的变化规律反映了河段对有机物污染的自净过程，这一问题的研究对评价水污染程度，了解污染物对水产资源的危害和利用水体自净能力都有重要意义。

溶解氧最低点就是氧垂点。

8.解读我国太湖流域污水综合排放标准。

第十章

附加：

沉淀在污水处理厂中应用于

（1）污水处理系统的预处理

（2）污水的初级处理（初沉池）

（3）生物处理后的固液分离（4）污泥处理阶段的污泥浓缩

1.根据悬浮物的性质、浓度及絮凝性能,沉淀可分为哪4种类型?

简述各种类型的特点。

①自由沉降特征：

沉降过程中，固体颗粒不改变形状和尺寸，也不互相粘合，各自独立地完成沉降过程。

颗粒的沉降速度在经一定的沉降时间后保持不变。

发生条件：

废水中的悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚性时发生的。

现象：

实验时可观察到水是从上到下逐步变清的。

②絮凝沉降特征：

在沉降的过程中，颗粒尺寸，质量均会随深度的增加而增加；浓度上稀下浓；SS浓度随水深度变化而变化，且呈非线性变化；沉降的过程中颗粒的沉降速度也是随深度增加而增加的。

发生条件：

固体浓度也不高，但具有凝聚性时发生的。

现象：

水也是逐渐变清的，但可观察到颗粒的絮凝现象。

③成层沉降特征：

每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有所降低，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。

发生条件：

废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后发生的。

现象：

实验时可观察到水与颗粒群之间有明显的分界面，沉降的过程实际上是该界面下沉的过程。

④压缩沉降特征：

此时固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。

发生条件：

废水中悬浮物的浓度很高时发生的。

现象：

粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部分比成层沉降时密集，界面的沉降速度很慢。

2.掌握自由沉淀理论的斯托克斯公式的推导和结论。

假定：

①颗粒为球形；②沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变；③颗粒只在重力的作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒的影响。

①颗粒与水的密度差（ρs-ρ）愈大，它的沉速也愈大，成正比关系。

当ρs>ρ时u>0，颗粒下沉；当ρs<ρ时u<0，颗粒上浮；当ρs=ρ时，u=0，颗粒既不下沉也不上浮。

②水的粘度μ愈小，沉速愈快，成反比关系。

因粘度与水温成反比，故提高水温有利于沉降。

③颗粒直径d愈大，沉速愈快，成平方关系。

因此随粒度的下降，颗粒的沉降速度会迅速降低。

实际水处理过程中，水流呈层流状态的情况较少，所以一般沉降只能去除d>20μm的颗粒。

3.沉淀池表面负荷的含义是什么,如何计算?

与颗粒沉速u0有什么联系?

若沉淀池沉降区过水断面面积为A′，沉淀池面积为A，处理水量为qv，H、b和L分别为沉淀池的水深、宽度和长度，v为水平流速，则有

qv=v×A′=v×H×b

根据运动迹线中相似三角形存在的相似关系：

v/u0=L/H，v=u0（L/H）

可得qv=u0·L·b=u0·A，u0=qv/A

qv/A是反应沉降池效力的参数，定义为沉降池的表面负荷率或沉降池的过流率，以q表示。

所以q=qv/A。

理想沉淀池中,u0与q在数值上相同,但它们的物理概念不同:

u0的单位是m/h；q表示单位面积的沉淀池在单位时间内通过的流量,单位是m3/m2·h。

可见，只要确定颗粒的最小沉速u0，就可以求得理想沉淀池的过流率或表面负荷率。

表面负荷q值愈小，沉速u≥u0的颗粒占SS总量的分率愈大，沉速u

理想沉淀池的沉淀效率与池的水面面积A有关，与池深H无关，即与池的体积V无关。

因此，应该把沉淀池做得浅些，表面积大些，这就是颗粒沉降的浅层理论。

4.常用的沉砂池有哪几种?

按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式、离心式、曝气式沉砂池等。

5.常见的沉淀池有哪几种?

沉淀池可分为普通沉淀池和浅层沉淀池两大类。

按水在池内的流向，普通沉淀池又有平流式、竖流式和辐流式三种型式。

6.简述斜管斜板沉淀池的理论依据是什么?

如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板沉淀的设计原理?

理论依据是浅层理论。

根据浅层理论，沉淀池的水面面积应该越大越好，沉淀池越浅越好，故利用斜板的倾斜角度使实际水面面积增大，实际深度减小。

在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。

7.已知某城镇污水处理厂设计平均流量Q=20000m3/d,服务人口100000人,初沉污泥量按25g/（人日）,污泥含水率按97%计算,试为该厂设计曝气沉砂池和平流式沉淀池。

沉砂池的设计原则：

（1）城市污水厂的沉砂池的只数或分格数应不少于2。

（2）设计流量应按分期建设考虑。

①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；②当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

（3）沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.2mm以上。

（4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算，其含水率约60%，容重约1500kg/m3。

（5）贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55度。

排砂管直径不应小于200mm。

（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m。

曝气沉砂池的设计参数：

（1）水平流速一般取0.08～0.12m/s；

（2）污水在池内的停留时间为2-4min；当雨天最大流量时为1～3min。

如作为预曝气，停留时间为10～30min。

（3）池的有效水深为2—3m，池宽与池深比为1～1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板；

（4）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5～6.0mm，距池底约0.6～0.9m，并应有调节阀门；

（5）供气量可参照表。

曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。

沉淀池的设计原则：

（1）设计流量：

沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同。

在合流制的污水处理系统中，当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时，应按水泵的最大组合流量作为设计流量。

在合流制系统中应按降雨时的设计流量校核，但沉淀时间应不小于30min。

（2）沉淀池的只数：

对城市污水厂，沉淀池的只数应不少于2只。

（3）沉淀池的几何尺寸：

沉淀池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.3—0.5m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60度，圆斗不宜小于55度；排泥管直径不小于200mm。

（4）沉淀池的出水部分：

一般采用堰流，在堰口保持水平。

出水堰的负荷为：

对初沉池，应不大于2.9L/s·m；对二次沉淀池，一般取1.5～2.9L/s·m。

有时亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。

（5）贮泥斗的容积：

一般按不大于2日的污泥量计算。

对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2小时计。

设计良好的沉淀池应满足以下三个基本要求

（i）有足够的沉降分离面积；

（ii）入流区和出流区结构合理、能均匀布水和集水；

（iii）有尺寸适宜、性能良好的污泥、浮渣收集和排放设备。

平流式沉淀池的设计参数：

①池子的长宽比以3-5为宜。

大型沉淀池可考虑设导流墙。

②采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。

③池子的长深比一般采用8-12。

④池底纵坡坡度，采用机械刮泥时不小于0.005，一般采用0.01-0.02。

⑤总表面积一般按表面负荷计算，按水平流速校核。

最大水平流速：

初次沉淀池为7mm/s，二次沉淀池为5mm/s。

⑥刮泥机的行进速度不大于1.2m/min，一般采用0.6-0.9m/min。

⑦进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1-0.5m。

挡板淹没深度：

进出口处视沉淀池深度而定，不小于0.25m，一般为0.5-1.0m；出口处一般为0.3-0.4m。

挡板位置：

距进水口为0.5-1.0m；距出水口为0.25-0.5m。

⑧在出水堰前应设置收集与排除浮渣的设施（如可转动的排渣管、浮渣槽等）。

当采用机械排泥时，可一并结合考虑。

⑨当沉淀池采用多斗排泥时，污泥斗平面呈正方形或近于方形的矩形，排数一般不宜多于两排。

1、我国《地表水环境质量标准》按功能高低依次将水体划分为哪五类？

Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区；

Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

2、COD什么意思？

3、BOD，BOD5，BOD20各代表什么意思？

它们的大小关系是如何？

答：

BOD包括两部分，一部分是有机物被微生物氧化为CO2、H2O、NH3等消耗的O2，另一部分是NH3被继续氧化为NO2-、NO3-消耗的O2，而我们常说的BOD主要指第一部分的BOD；另外有机物被微生物氧化为CO2、H2O、NH3等需要20天左右的时间，即BOD20，而我们一般以5日的BOD作为监测指标即BOD5，BOD5

因此，经过生物处理后的COD的减少量与BOD的减少量大致相等，但不等于BOD5。

第十一章

无

第十二章

无

第十三章

1.生物膜法包括哪些工艺形式？

包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池、生物流化床等。

2.生物膜的成熟的标志？

生物膜沿水流方向分布，有机物降解平衡、稳定。

3.生物膜脱落的原因？

内因：

厌氧菌营养耗尽而死亡，其附着力降低，很快脱落；气态代谢产物不断逸出，破坏了好氧层生态的稳定，使二者失去了平衡，生物膜老化；气态产物的积累，将膜顶起。

外因：

水流的冲刷作用，加大水量，则冲刷力增大。

4.生物膜法污水处理特征?

微生物方面的特征：

①较多种类的微生物，较大的生物量，较长的食物链，有利于提高处理效果和单位体积的处理负荷，也有利于处理系统内的剩余污泥的减少。

②由于生物膜附着生长在固体载体上，其生物固体平均停留时间（污泥龄）较长、在生物膜上能够生长世代时间较长、增值速率慢的微生物，为生物处理分段运行及分段运行作用的提高创造了更为适宜的条件。

③生物膜处理法多分段进行，每段繁衍与进入本段污水水质相适应的微生物，并形成优势菌群，有利于提高微生物对污染物的生物降解效率。

处理工艺方面的特征：

①对水质、水量变动有较强的适应性。

②适合低浓度污水的处理，可使BOD5为20-30mg/L的污水出水BOD5降至10mg/L以下。

③剩余污泥量少，沉降性能好，污泥颗粒个体较大，易于固液分离。

④易于运行维护与管理，节能，单位污染物去除耗电量少。

1.试述生物膜法净化污水的原理。

由细菌、真菌和原生、后生动物组成的絮状结构生物膜首先吸附废水中有机物，然后以它为营养物质进行分解合成代谢，有机物变成无机物和生物相，生物膜老化后在二沉池形成污泥，澄清水排出池外。

2.什么条件下宜采用活性污泥法，什么条件下宜采用生物膜法？

活性污泥法的运行条件是:

①废水中含有足够的可溶性易降解有机物;②混合液含有足够的溶解氧;③活性污泥在池内呈悬浮状态;④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥,使混合液保持一定浓度的活性污泥;⑤无有毒有害的物质流入。

生物膜法：

适用于中、小水量污水的处理且污水中SS不太高

3.高负荷生物滤池因何得名？

与传统的普通滤池相比最大的不同在哪里？

生物滤池的最新发展形式是什么？

因高负荷，处理速度快而得名。

高负荷生物滤池与普通生物滤池的区别：

①增大了滤料的直径，一般采用40～100mm的滤料；

②大多采用连续工作的旋转布水器；

③生物膜经常剥落、更新，并连续地随废水排出池外；

④出水中没有或很少有硝酸盐，BOD5常大于30mg/L；

⑤二沉池的污泥呈褐色，没有完全氧化，容易腐化。