交大環(huán)境考研856水控部分

交大考驗(yàn)人 · 發(fā)表于 2019-8-11 19:39

【習(xí)題答案】水污染控制工程（下冊(cè)）.高廷耀，顧國(guó)維，周琪.高等教
第九章、污水水質(zhì)和污水出路（總論）
1．簡(jiǎn)述水質(zhì)指標(biāo)在水體污染控制、污水處理工程設(shè)計(jì)中的作用。
答：水質(zhì)污染指標(biāo)是評(píng)價(jià)水質(zhì)污染程度、進(jìn)行污水處理工程設(shè)計(jì)、反映污水處理廠(chǎng)處理效果、開(kāi)展水污染控制的基本依據(jù)。
污水的水質(zhì)污染指標(biāo)一般可分為物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)。
物理指標(biāo)包括：（1）水溫（2）色度  （3）  臭味  （4）固體含量，
化學(xué)指標(biāo)包括：
有機(jī)指標(biāo)包括：
(1)BOD：在水溫為20度的條件下,水中有機(jī)物被好養(yǎng)微生物分解時(shí)所需的氧量。
(2) COD：用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所消耗的氧化劑量。
(3) TOD：由于有機(jī)物的主要元素是C、H、O、N、S等。被氧化后，分別產(chǎn)生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量稱(chēng)為總需氧量。
(4) TOC：表示有機(jī)物濃度的綜合指標(biāo)。水樣中所有有機(jī)物的含碳量。
（5）油類(lèi)污染物（6）酚類(lèi)污染物（7）表面活性劑（8）有機(jī)酸堿（9）有機(jī)農(nóng)藥（10）苯類(lèi)化合物
無(wú)機(jī)物及其指標(biāo)包括（1）酸堿度（2）氮、磷  （3）重金屬（4）無(wú)機(jī)性非金屬有害毒物
生物指標(biāo)包括：（1）細(xì)菌總數(shù)（2）大腸菌群（3）病毒
2．分析總固體、溶解性固體、懸浮性固體及揮發(fā)性固體指標(biāo)之間的相互聯(lián)系，畫(huà)出這些指標(biāo)的關(guān)系圖。
答：水中所有殘?jiān)目偤头Q(chēng)為總固體（TS），總固體包括溶解性固體（DS）和懸浮性固體（SS）。水樣經(jīng)過(guò)濾后，濾液蒸干所得的固體即為溶解性固體（DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（SS）。固體殘?jiān)鶕?jù)揮發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（VS）和固定性固體（FS）。將固體在600℃的溫度下灼燒，揮發(fā)掉的即市是揮發(fā)性固體（VS），灼燒殘?jiān)鼊t是固定性固體（FS）。溶解性固體一般表示鹽類(lèi)的含量，懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質(zhì)含量，揮發(fā)性固體反映固體的有機(jī)成分含量。
關(guān)系圖：總固體=溶解性固體+懸浮固體=揮發(fā)性固體+固定性固體
3．生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳和總需氧量指標(biāo)的含義是什么？分析這些指標(biāo)之間的聯(lián)系與區(qū)別。
答：生化需氧量（BOD）：水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量稱(chēng)為生化需氧量。
化學(xué)需氧量（COD）：在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑將有機(jī)物氧化為CO2、H2O所消耗的氧量。
總有機(jī)碳（TOC）：水樣中所有有機(jī)污染物的含碳量。
總需氧量（TOD）：有機(jī)物除碳外，還含有氫、氮、硫等元素，當(dāng)有機(jī)物全都被氧化時(shí)，碳被氧化為二氧化碳，氫、氮及硫則被氧化為水、一氧化氮、二氧化硫等，此時(shí)需氧量稱(chēng)為總需氧量。
這些指標(biāo)都是用來(lái)評(píng)價(jià)水樣中有機(jī)污染物的參數(shù)。生化需氧量間接反映了水中可生物降解的有機(jī)物量。化學(xué)需氧量不能表示可被微生物氧化的有機(jī)物量，此外廢水中的還原性無(wú)機(jī)物也能消耗部分氧。總有機(jī)碳和總需氧量的測(cè)定都是燃燒化學(xué)法，前者測(cè)定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD的耗氧過(guò)程與BOD 的耗氧過(guò)程有本質(zhì)不同，而且由于各種水樣中有機(jī)物質(zhì)的成分不同，生化過(guò)程差別也大。各種水質(zhì)之間TOC或TOD與BOD不存在固定關(guān)系。在水質(zhì)條件基本相同的條件下，BOD與TOD或TOC之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。
它們之間的相互關(guān)系為：TOD > COD >BOD20>BOD5>OC
生物化學(xué)需氧量或生化需氧量（BOD）反映出微生物氧化有機(jī)物、直接地從衛(wèi)生學(xué)角度闡明被污染的程度。化學(xué)需氧量COD的優(yōu)點(diǎn)是比較精確地表示污水中有機(jī)物的含量，測(cè)定時(shí)間僅僅需要數(shù)小時(shí)，并且不受水質(zhì)的影響。而化學(xué)需氧量COD則不能象BOD反映出微生物氧化有機(jī)物、直接地從衛(wèi)生學(xué)角度闡明被污染的程度。此外，污水中存在的還原性無(wú)機(jī)物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧，以COD表示也存在一定的誤差。
兩者的差值大致等于難生物降解的有機(jī)物量。差值越大，難生物降解的有機(jī)物含量越多，越不宜采用生物處理法。兩者的比值可作為該污水是否適宜于采用生物處理的判別標(biāo)準(zhǔn)，比值越大，越容易被生物處理。
4．水體自?xún)粲心膸追N類(lèi)型？氧垂曲線(xiàn)的特點(diǎn)和使用范圍是什么？
答：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過(guò)物理的、化學(xué)的與生物化學(xué)的作用，使污染的濃度降低或總量減少，受污染的水體部分地或完全地恢復(fù)原狀，這種現(xiàn)象稱(chēng)為水體自?xún)艋蛩w凈化。包括物理凈化、化學(xué)凈化和生物凈化。物理凈化指污染物質(zhì)由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀或揮發(fā)等作用使河水污染物質(zhì)濃度降低的過(guò)程。化學(xué)凈化指污染物質(zhì)由于氧化、還原、分解等作用使河水污染物質(zhì)濃度降低的過(guò)程。生物凈化指由于水中生物活動(dòng)，尤其是水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用而引起的污染物質(zhì)濃度降低的過(guò)程。
有機(jī)物排入河流后，經(jīng)微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水虧氧；另一方面，空氣中的氧通過(guò)河流水面不斷地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復(fù)。耗氧與虧氧是同時(shí)存在的， DO曲線(xiàn)呈懸索狀下垂，稱(chēng)為氧垂直曲線(xiàn)。適用于一維河流和不考慮擴(kuò)散的情況下。
5．試論排放標(biāo)準(zhǔn)、水環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)、環(huán)境容量之間的聯(lián)系。
答：環(huán)境容量是水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指定的基本依據(jù)，而水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則是排放標(biāo)準(zhǔn)指定的依據(jù)。
排放標(biāo)準(zhǔn)是指最高允許的排放濃度,污水的排放標(biāo)準(zhǔn)分為一,二,三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),而水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)評(píng)估水體的質(zhì)量和污染情況的,有地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),海洋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等,環(huán)境容量則是指環(huán)境在其自?xún)舴秶?lèi)所能容納的污染物的最大量. 排放標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)自然界對(duì)于污染物自?xún)裟芰Χǖ模铜h(huán)境容量有很大關(guān)系，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)純生態(tài)環(huán)境為參照，根據(jù)各地情況不同而制定的。排水標(biāo)準(zhǔn)是排到環(huán)境中的污染物濃度、速率的控制標(biāo)準(zhǔn)；環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是水環(huán)境本身要求達(dá)到的指標(biāo)。水環(huán)境容量越大，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越低，排放標(biāo)準(zhǔn)越松，反之越嚴(yán)格。各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)一般都是以濃度來(lái)衡量的，即某一時(shí)間取樣時(shí)符合標(biāo)準(zhǔn)則認(rèn)為合格達(dá)標(biāo)，而環(huán)境容量是就某一區(qū)域內(nèi)一定時(shí)間內(nèi)可以容納的污染物總量而言的，他們是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的評(píng)價(jià)方法，某些時(shí)候，雖然達(dá)到了環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或是排水等標(biāo)準(zhǔn)，但可能事實(shí)上已經(jīng)超過(guò)了該區(qū)域的環(huán)境容量。
6．我國(guó)現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)有哪幾種？各標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍及相互關(guān)系是什么？
答：污水排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)控制形式可分為濃度標(biāo)準(zhǔn)和總量控制標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)地域管理權(quán)限可分為國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)、地方排放標(biāo)準(zhǔn)。
濃度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了排出口向水體排放污染物的濃度限值，我國(guó)現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)都是濃度標(biāo)準(zhǔn)。總量控制標(biāo)準(zhǔn)是以水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的水環(huán)境容量為依據(jù)而設(shè)定的，水體的環(huán)境質(zhì)量要求高，則環(huán)境容量小。國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)按照污水去向，規(guī)定了水污染物最高允許排放濃度，適用于排污單位水污染物的排放管理，以及建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收以及投產(chǎn)后的排放管理。行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)各行業(yè)排放廢水的特點(diǎn)和治理技術(shù)水平制定的國(guó)家行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。地方標(biāo)準(zhǔn)是各省直轄市根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和管轄地水體污染控制需要制定的標(biāo)準(zhǔn)，地方標(biāo)準(zhǔn)可以增加污染物控制指標(biāo)數(shù)，但不能減少，可以提高對(duì)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，但不能降低標(biāo)準(zhǔn)。
第十章、污水的物理處理
1．試說(shuō)明沉淀有哪幾種類(lèi)型？各有何特點(diǎn)？并討論各種類(lèi)型的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別，各適用在哪些場(chǎng)合？
自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀, 顆粒沉淀軌跡呈直線(xiàn)。沉淀過(guò)程中,顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。
絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線(xiàn)。沉淀過(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的。化學(xué)絮凝沉淀屬于這種類(lèi)型。
區(qū)域沉淀或成層沉淀：懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周?chē)渌w粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。
壓縮沉淀：懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程存在壓縮沉淀。
聯(lián)系和區(qū)別：自由沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀或成層沉淀，壓縮沉淀懸浮顆粒的濃度依次增大，顆粒間的相互影響也依次加強(qiáng)。
2．設(shè)置沉砂池的目的是什么？曝氣沉砂池的工作原理與平流式沉砂池有何區(qū)別？
答：設(shè)置沉砂池的目的和作用：以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。
平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走，從而能從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無(wú)機(jī)顆粒。曝氣沉砂池的工作原理：由曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時(shí)的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除。曝氣沉砂池沉砂中含有機(jī)物的量低于5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類(lèi)的分離等作用。
3．水的沉淀法處理的基本原理是什么？試分析球形顆粒的靜水自由沉降（或上浮）的基本規(guī)律，影響沉淀或上浮的因素有哪些？
答：水的沉淀處理的基本原理是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，水中懸浮顆粒的密度比水大，在重力作用下，懸浮物下沉而實(shí)現(xiàn)懸浮物與廢水分離。基本規(guī)律：靜水中懸浮顆粒開(kāi)始沉降（或上浮）時(shí),會(huì)受到重力、浮力、摩擦力的作用。剛開(kāi)始沉降（或上浮）時(shí)，因受重力作用產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后,顆粒的重力與水對(duì)其產(chǎn)生的阻力平衡時(shí), 顆粒即等速下沉。影響因素：顆粒密度，水流速度，池的表面積。
斯托克斯公式表明：（1）顆粒與水的密度差（ρs-ρ）愈大，沉速愈快，成正比關(guān)系。當(dāng)ρs＞ρ時(shí)，顆粒下沉；當(dāng)ρs＜ρ時(shí)，顆粒上浮；當(dāng)ρs=ρ時(shí)，顆粒既不上浮也不下沉；（2）顆粒直徑愈大，沉速愈快，成正比的平方關(guān)系；（3）水的黏度愈小，沉速愈快，成反比關(guān)系。因水的黏度與水溫成反比，故提高水溫有利于加速沉淀。
5．已知某城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)平均流量為Q=20000m3/d，服務(wù)人口100000人，初沉污泥量按25g/（人?日），污泥含水率按97%計(jì)算，試為該處理站設(shè)計(jì)曝氣沉砂池和平流式沉淀池。

解：Qmax=20000/(24*3600)=0.23M3/S=833.3M3/H
曝氣式沉砂池：總有效容積：V=60*Qmax*t=60*0.23*2=27.6m3
池?cái)嗝婷娣e：A=Qmax/Vmin=0.23/0.08=2.88m2
池總寬度：B=A/Hmin=池長(zhǎng)L=V/A=27.6/2.88=9.58m
所需曝氣量：q=60D*Qmax=60*0.23*0.2=2.76m3/min
平流式沉淀池：沉淀區(qū)表面積：A=Q(max)/q=833.3/2.5=333.3m2
沉淀區(qū)有效水深:h2=q*t=2.5*1=2.5m
沉淀區(qū)有效容積：V=A*h2=333.3/3=111.1m3
沉淀池長(zhǎng)度：L=3.6*v*t=3.6*0.0005*3600=6.48m
沉淀區(qū)總寬度：B=A/L=333.3/6.48=51.44m
沉淀池?cái)?shù)量：n=B/b=51.44/40>1,取2
污泥區(qū)容積V=(S*N*T)/1000=(20000*1000*4*3%)/24*1000=100m2
沉淀池總高度：H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.3+2.1=5.2m
(S1=25m2? S2=1m2? h4’=0.35m? h4’’=1.75m? L1=1.5m? L2=0.3m)
貯泥池容積：V=1/3*h4’(S1+S2+ )=3.61m3
貯泥池以上梯形部分污泥容積：V=(L1/2+L2/2)*h4’’*b=63m3

6．加壓溶氣氣浮的基本原理是什么？有哪幾種基本流程與溶氣方式？各有何特點(diǎn)？
加壓溶氣氣浮法的基本原理是空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過(guò)飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來(lái)。
其工藝流程有全溶氣流程、部分溶氣流程和回流加壓溶氣流程3種；溶氣方式可分為水泵吸水管吸氣溶氣方式、水泵壓水管射流溶氣方式和水泵－空壓機(jī)溶氣方式。
全溶氣流程是將全部廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離，與其它兩流程相比，其電耗高，但因不另加溶氣水，所以氣浮池容積小；部分溶氣流程是將部分廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余廢水直接送入氣浮池，該流程比全溶氣流程省電，另外因部分廢水經(jīng)溶氣罐，所以溶氣罐的容積比較小，但因部分廢水加壓溶氣所能提供的空氣量較少，因此，若想提供同樣的空氣量，必須加大溶氣罐的壓力；回流加壓溶氣流程將部分出水進(jìn)行回流加壓，廢水直接送入氣浮池，該法適用于含懸浮物濃度高的廢水的固液分離，但氣浮池的容積較前兩者大。
水泵吸水管吸氣溶氣方式設(shè)備簡(jiǎn)單，不需空壓機(jī)，沒(méi)有空壓機(jī)帶來(lái)的噪聲；水泵壓水管射流溶氣方式是利用在水泵壓水管上安裝的射流器抽吸空氣，其缺點(diǎn)是射流器本身能量損失大一般約30％，若采用空氣內(nèi)循環(huán)和水內(nèi)循環(huán)，可以大大降低能耗，達(dá)到水泵－空壓機(jī)溶氣方式的能耗水平；水泵－空壓機(jī)溶氣方式溶解的空氣由空壓機(jī)提供，壓力水可以分別進(jìn)入溶氣罐，也有將壓縮空氣管接在水泵壓入泵上一起進(jìn)入溶氣罐的。
目前常用的溶氣方式是水泵－空壓機(jī)溶氣方式。
7．微氣泡與懸浮顆粒相黏附的基本條件是什么？有哪些影響因素？如何改善微氣泡與顆粒的黏附性能？
答：微氣泡與懸浮顆粒相粘附的基本條件是水中顆粒的潤(rùn)濕接觸角大于90度，即為疏水表面，易于為氣泡粘附或者水的表面張力較大，接觸即角較大，也有利于氣粒結(jié)合。
影響微氣泡與懸浮顆粒相粘附的因素有：界面張力、接觸角和體系界面自由能，氣－粒氣浮體的親水吸附和疏水吸附，泡沫的穩(wěn)定性等。
在含表面活性物質(zhì)很少的廢水中加入起泡劑，可以保證氣浮操作中泡沫的穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)微氣泡和顆粒的粘附性能。
8．氣固比的定義是什么？如何確定適當(dāng)?shù)臍夤瘫龋?br /> 答：氣固比（а）的定義是溶解空氣量（A）與原水中懸浮固體含量（S）的比值，可用下式表示：
氣固比即溶解空氣量與原水中懸浮固體含量的比值。
氣固比的選用涉及到出水水質(zhì)、設(shè)備、動(dòng)力等因素。從節(jié)能考慮并達(dá)到理想的氣浮分離效果，應(yīng)對(duì)所處理的廢水進(jìn)行氣浮試驗(yàn)來(lái)確定氣固比，如無(wú)資料或無(wú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，一般取用0.005～0.006，廢水懸浮固體含量高時(shí)，可選用上限，低時(shí)選用下限。剩余污泥氣浮濃縮使氣固比一般采用0.03～0.04。
9．在廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比較，各有何缺點(diǎn)？
氣浮法：能夠分離那些顆粒密度接近或者小于水的細(xì)小顆粒，適用于活性污泥絮體不易沉淀或易于產(chǎn)生膨脹的情況，但是產(chǎn)生微細(xì)氣泡需要能量，經(jīng)濟(jì)成本較高。
沉淀法：能夠分離那些顆粒密度大于水能沉降的顆粒，而且固液的分離一般不需要能量，但是一般沉淀池的占地面積較大。
沉淀法它是利用水中懸浮顆粒的可沉淀性能在重力場(chǎng)的作用下，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。主要去除污水中的無(wú)機(jī)物，以及某些比重較大的顆粒物質(zhì)。浮上法是一種有效的固—液和液—液分離方法，特別對(duì)那些顆粒密度或接近或小于水的以及非常細(xì)小顆粒，更具有特殊優(yōu)點(diǎn)。與氣浮法相比較，沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是這一物理過(guò)程簡(jiǎn)便易行，設(shè)備簡(jiǎn)單，固液分離效果良好。與沉淀法相比較氣浮法的優(yōu)點(diǎn)：1）氣浮時(shí)間短，一般只需要15分鐘左右，去除率高；2）對(duì)去除廢水中的纖維物質(zhì)特別有效，有利于提高資源利用率，效益好；3）應(yīng)用范圍廣。它們?nèi)秉c(diǎn)是都有局限性，單一化。
11．如何改進(jìn)及提高沉淀或氣浮分離效果？
   答：由式                可知，通過(guò)采取相應(yīng)的措施，增大懸浮顆粒的直徑，減小流體的黏度等都能提高沉淀或氣浮分離效果。如：通過(guò)混凝處理增大顆粒粒徑，提高水溫以減小水的黏度。另外，也可以減小氣泡直徑來(lái)提高氣浮分離效果。
為了提高氣浮的分離效果，要保持水中表面活性物質(zhì)的含量適度，對(duì)含有細(xì)分散親水性顆粒雜質(zhì)的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時(shí)，除應(yīng)用投加電解質(zhì)混凝劑進(jìn)行電中和方法外，還可用向水中投加浮選劑，使顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷裕蛊淠芘c氣泡粘附。
影響沉淀分離效果的因素有沿沉淀池寬度方向水流速度分布的不均勻性和紊流對(duì)去除率的影響，其中寬度方向水流速度分布的不均勻性起主要作用。所以為了提高沉淀的分離效果，在沉淀池的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了使水流均勻分布，應(yīng)嚴(yán)格控制沉淀區(qū)長(zhǎng)度，長(zhǎng)寬比，長(zhǎng)深比。
第十一章、污水的生物處理基本概念
1．簡(jiǎn)述好氧和厭氧生物處理有機(jī)污水的原理和使用條件。
答：好氧生物處理：在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機(jī)污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營(yíng)養(yǎng)源進(jìn)行好氧代謝。這些高能位的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，最終以低能位的無(wú)機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到無(wú)害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處置。適用于中、低濃度的有機(jī)廢水，或者說(shuō)BOD5濃度小于500mg/L的有機(jī)廢水。
厭氧生物處理：在沒(méi)有游離氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。在厭氧生物處理過(guò)程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物，同時(shí)釋放能量。適用于有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水（一般BOD5≥2000mg/L）。?
2．某種污水在一連續(xù)進(jìn)水和完全均勻混合的反應(yīng)器進(jìn)行處理，假設(shè)反應(yīng)是不可逆的，且符合一級(jí)反應(yīng)（v=kSA），反應(yīng)速率常數(shù)k為0.5d-1,求解當(dāng)反應(yīng)池容積為20 m3、反應(yīng)效率為98%時(shí)，該反應(yīng)器能夠處理的污水流量為多大？
解：設(shè)Q為污水流量，S為底物濃度：則Q*S=20*v=k*S*20
則:Q=20k=0.15*20=3m3/d??? Q(實(shí))=Q/98%=3.06m3/d
3．簡(jiǎn)述城鎮(zhèn)污水生物脫氮過(guò)程的基本步驟。
答：微生物經(jīng)氨化反應(yīng)分解有機(jī)氮化合物生成NH3,再在亞硝化菌和硝化菌的作用下，經(jīng)硝化反應(yīng)生成（亞）硝酸鹽，最后經(jīng)反硝化反應(yīng)將（亞）硝酸鹽還原為氮?dú)狻．?dāng)進(jìn)水氨氮濃度較低時(shí)，同化作用也可能成為脫氮的主要途徑。
污水生物脫氮過(guò)程氮的轉(zhuǎn)化主要包括氨化、硝化和反硝化作用。
（1）氨化：微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過(guò)程稱(chēng)為氨化反應(yīng)。在氨化微生物作用下，有機(jī)氮化合物在好氧或厭氧條件下分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。
（2）硝化反應(yīng)：在亞硝化菌和硝化菌的作用下，將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽（NO2-—）和硝酸鹽（NO3-）。
（3）反硝化反應(yīng)：在缺氧條件下，NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被還原為氮?dú)狻?br /> 4．簡(jiǎn)述生物除磷的原理。
答：在厭氧－好氧交替運(yùn)行的系統(tǒng)中，得用聚磷微生物具有的厭氧釋磷及好氧超量吸磷的特性，使好氧段中混合液磷的濃度大量降低，最終通過(guò)排放含有大量富磷污泥而達(dá)到從污水中除磷的目的。
第十二章、活性污泥法
1．活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？
答：活性污泥是指由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。
活性污泥法是利用懸浮生長(zhǎng)的微生物絮體處理有機(jī)廢水一類(lèi)好氧生物的處理方法。
活性污泥法處理流程包括曝氣池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)等基本組成部分。
活性污泥法處理流程具體流程見(jiàn)下圖：

廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，進(jìn)入曝氣池與池內(nèi)的活性污泥混合成混合液，并在池內(nèi)充分曝氣，一方面使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，廢水與活性污泥充分接觸；另一方面，通過(guò)曝氣，向活性污泥供氧，保持好氧條件，保證微生物的正常生長(zhǎng)。廢水中有機(jī)物在曝氣池內(nèi)被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液進(jìn)入二次沉淀池，進(jìn)行固液分離，凈化的廢水排出。大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝氣池進(jìn)口，與進(jìn)入曝氣池的廢水混合。
2．常用的活性污泥法曝氣池的基本形式有哪些？
答：曝氣池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)反應(yīng)器，它的池型與所需的水力特征及反應(yīng)要求密切相關(guān)，主要分為推流式、完全混合式、封閉環(huán)流式及續(xù)批式四大類(lèi)。
推流式曝氣池：污水及回流污泥一般從池體的一端進(jìn)入，水流呈推流型，底物濃度在進(jìn)口端最高，沿池長(zhǎng)逐漸降低，至池出口端最低。
完全混合式曝氣池：污水一進(jìn)入曝氣反應(yīng)池，在曝氣攪拌作用下立即和全池混合，曝氣池內(nèi)各點(diǎn)的底物濃度、微生物濃度、需氧速率完全一致。
封閉環(huán)流式反應(yīng)池：結(jié)合了推流和完全混合兩種流態(tài)的特點(diǎn)，污水進(jìn)入反應(yīng)池后，在曝氣設(shè)備的作用下被快速、均勻地與反應(yīng)器中混合液進(jìn)行混合，混合后的水在封閉的溝渠中循環(huán)流動(dòng)。封閉環(huán)流式反應(yīng)池在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)推流式，而在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)則呈現(xiàn)完全混合特征。
序批式反應(yīng)池（SBR）：屬于“注水--反應(yīng)—排水”類(lèi)型的反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于完全混合，但有機(jī)污染物卻是隨著反應(yīng)時(shí)間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。
3．活性污泥法有哪些主要運(yùn)行方式？各運(yùn)行方式有何特點(diǎn)？
答：傳統(tǒng)推流式：污水和回流污泥在曝氣池的前端進(jìn)入，在池內(nèi)呈推流式流動(dòng)至池的末端，充氧設(shè)備沿池長(zhǎng)均勻布置，會(huì)出現(xiàn)前半段供氧不足，后半段供氧超過(guò)需要的現(xiàn)象。
漸減曝氣法：漸減曝氣布置擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻踢f減，而總的空氣量有所減少，這樣可以節(jié)省能量，提高處理效率。
分步曝氣：采用分點(diǎn)進(jìn)水方式，入流污水在曝氣池中分3—4點(diǎn)進(jìn)入，均衡了曝氣池內(nèi)有機(jī)污染物負(fù)荷及需氧率，提高了曝氣池對(duì)水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷的能力。
完全混合法：進(jìn)入曝氣池的污水很快被池內(nèi)已存在的混合液所稀釋、均化，入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化較小，即該工藝對(duì)沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，F(xiàn)/M值均等，各部位有機(jī)污染物降解工況相同，微生物群體的組成和數(shù)量幾近一致；曝氣池內(nèi)混合液的需氧速率均衡。
淺層曝氣法：其特點(diǎn)為氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量空氣進(jìn)行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。
深層曝氣法：在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促使液流循環(huán)。并且深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同時(shí)氣液接觸時(shí)間延長(zhǎng)，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。
高負(fù)荷曝氣法：在系統(tǒng)與曝氣池構(gòu)造方面與傳統(tǒng)推流式活性污泥方相同，但曝氣停留時(shí)間公1.5－3.0小時(shí)，曝氣池活性污泥外于生長(zhǎng)旺盛期。主要特點(diǎn)是有機(jī)容積負(fù)荷或污泥負(fù)荷高，但處理效果低。
克勞斯法：把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進(jìn)入曝氣池，克服了高碳水化合物的污泥膨脹問(wèn)題。而且消化池上清液中富有氨氮，可以供應(yīng)大量碳水化合物代謝所需的氮。消化池上清液夾帶的消化污泥相對(duì)密度較大，有改善混合液沉淀性能的功效。
延時(shí)曝氣法：曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無(wú)需消化，可直接排放。本工藝還具有處理過(guò)程穩(wěn)定性高，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，不需要初沉池等優(yōu)點(diǎn)。
接觸穩(wěn)定法：混合液的曝氣完成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。本工藝特點(diǎn)是污水與活性污泥在吸附池內(nèi)吸附時(shí)間較短，吸附池容積較小，再生池的容積也較小，另外其也具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。
氧化溝：氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng)，具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用，
使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。
純氧曝氣法：純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。
吸附－生物降解工藝；處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和pH變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè)。
序批式活性污泥法:工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備；耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；反應(yīng)推動(dòng)力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；運(yùn)行操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹；該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。
4．解釋污泥泥齡的概念，說(shuō)明它在污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中的作用。
答：污泥泥齡即生物固體停留時(shí)間，其定義為在處理系統(tǒng)（曝氣池）中微生物的平均停留時(shí)間。在工程上，就是指反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)微生物總量與每日排出的剩余微生物量的比值。活性污泥泥齡是活性污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)\\運(yùn)行的重要參數(shù)。在曝氣池設(shè)計(jì)中的活性污泥法，即是因?yàn)槌鏊|(zhì)、曝氣池混合液污泥濃度、污泥回流比等都與污泥泥齡存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，由活性污泥泥齡即可計(jì)算出曝氣池的容積。而在剩余污泥的計(jì)算中也可根據(jù)污泥泥齡直接計(jì)算每天的剩余污泥。而在活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行管理過(guò)程中，污泥泥齡也會(huì)影響到污泥絮凝的效果。另外污泥泥齡也有助于進(jìn)步了解活性污泥法的某些機(jī)理，而且還有助于說(shuō)明活性污泥中微生物的組成。
5．從氣體傳遞的雙膜理論，分析氧傳遞的主要影響因素。
答：氣體傳遞的雙膜理論的基點(diǎn)是認(rèn)為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分子從一相進(jìn)入另一相時(shí)受到了阻力。當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時(shí)，若氣體的溶解度低，則阻力主要來(lái)自液膜。
影響氧傳遞的因素主要有如下：
污水水質(zhì)：水中各種雜質(zhì)如某些表面活性物質(zhì)會(huì)在氣液界面處集中，形成一層分子膜，增加了氧傳遞的陰力，影響了氧分子的擴(kuò)散。
水溫：水溫對(duì)氧的轉(zhuǎn)移影響較大，水溫上升，水的黏度降低，液膜厚度減小，擴(kuò)散系數(shù)提高，反之，擴(kuò)散系數(shù)降低。
氧分壓：氣相中的氧分壓直接影響到氧傳遞的速率。氣相中氧分壓增大，則傳遞速率加快，反之，則速率降低。
總的來(lái)說(shuō)，氣相中氧分壓、液相中氧的濃度梯度、氣液間的接觸面積和接觸時(shí)間、水溫、污水的性質(zhì)、水流的紊流程度等因素都影響著氧的轉(zhuǎn)移速率。
6．生物脫氮、除磷的環(huán)境條件要求和主要影響因素是什么？說(shuō)明主要生物脫氮、除磷工藝的特點(diǎn)。
答：生物脫氮、除磷影響因素有：（1）環(huán)境因素，如溫度、pH、DO；（2）工藝因素，如污泥泥齡、各反應(yīng)區(qū)的水力停留時(shí)間、二沉池的沉淀效果；（3）污水成分，如污水中易降解有機(jī)物濃度，BOD5與N、P的比值等。
生物脫氮流程中必須設(shè)置氨氮硝化的好氧區(qū)，好氧區(qū)的水力停留時(shí)間和污泥齡必須滿(mǎn)足氨氮硝化的要求，，污泥齡通常大于6d，同時(shí)還應(yīng)具備缺氧區(qū)或缺氧時(shí)間段以完成生物反硝化過(guò)程，在缺氧區(qū)不僅需要供給硝酸鹽溶液，還需要提供碳源作為反硝化過(guò)程的電子供體，常用的作為電子供體的有機(jī)物為入流污水中的有機(jī)物。碳源不足時(shí)需另外投加碳源。
硝化過(guò)程的影響因素：
（a）好氧環(huán)境條件，并保持一定的堿度：硝化菌為了獲得足夠的能量用于生長(zhǎng)，必須氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反應(yīng)的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量的高低，必將影響硝化反應(yīng)的進(jìn)程，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mg/L，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在1.2~2.0mg/L。
在硝化反應(yīng)過(guò)程中，釋放H+，使pH下降，硝化菌對(duì)pH的變化十分敏感，為保持適宜的pH，應(yīng)當(dāng)在污水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pH的變化，lg氨態(tài)氮（以N計(jì)）完全硝化，需堿度（以CaCO3計(jì)）7.14g。對(duì)硝化菌的適宜的pH為8.0~8.4。
（b）混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過(guò)高：硝化菌是自養(yǎng)菌，有機(jī)基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若BOD值過(guò)高，將使增殖速度較快的異養(yǎng)型細(xì)菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)勢(shì)種屬。
（c）硝化反應(yīng)的適宜溫度是20~30℃，15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，5℃時(shí)完全停止。
（d）硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，即生物固體平均停留時(shí)間（污泥齡）SRTn，必須大于其最小的世代時(shí)間，否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡，一般認(rèn)為硝化菌最小世代時(shí)間在適宜的溫度條件下為3d。SRTn值與溫度密切相關(guān)，溫度低，SRTn取值應(yīng)相應(yīng)明顯提高。
（e）除有毒有害物質(zhì)及重金屬外，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有高濃度的NH4-N、高濃度的NOx-N、高濃度的有機(jī)基質(zhì)、部分有機(jī)物以及絡(luò)合陽(yáng)離子等。
反硝化反應(yīng)：
反硝化過(guò)程的影響因素：
（a）碳源：能為反硝化菌所利用的碳源較多，從污水生物脫氮考慮，可有下列三類(lèi)：一是原污水中所含碳源，對(duì)于城市污水，當(dāng)原污水BOD5/TKN>3~5時(shí),即可認(rèn)為碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OH），因?yàn)榧状急环纸夂蟮漠a(chǎn)物為CO2和H2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物；三是利用微生物組織進(jìn)行內(nèi)源反硝化。
（b）pH：對(duì)反硝化反應(yīng)，最適宜的pH是6.5~7.5。pH高于8或低于6，反硝化速率將大為下降。
（c）溶解氧濃度：反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在無(wú)分子氧同時(shí)存在硝酸根離子和亞硝酸根離子的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在缺氧、好氧條件交替的條件下進(jìn)行，溶解氧應(yīng)控制在0.5 mg/L以下。
（d）溫度：反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是20~40℃，低于15℃反硝化反應(yīng)速率最低。為了保持一定的反硝化速率，在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：提高生物固體平均停留時(shí)間；降低負(fù)荷率；提高污水的水力停留時(shí)間。
(2) 生物脫氮工藝
（a）三段生物脫氮工藝：
將有機(jī)物氧化、硝化以及反硝化段獨(dú)立開(kāi)來(lái)，每一部分都有其自己的沉淀池和各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。
（b）Bardenpho生物脫氮工藝：
設(shè)立兩個(gè)缺氧段，第一段利用原水中的有機(jī)物為碳源和第一好氧池中回流的含有硝態(tài)氮的混合液進(jìn)行反硝化反應(yīng)。為進(jìn)一步提高脫氮效率，廢水進(jìn)入第二段反硝化反應(yīng)器，利用內(nèi)源呼吸碳源進(jìn)行反硝化。曝氣池用于吹脫廢水中的氮?dú)猓岣呶勰嗟某两敌阅埽乐乖诙脸匕l(fā)生污泥上浮現(xiàn)象。
（c）缺氧——好氧生物脫氮工藝：
該工藝將反硝化段設(shè)置在系統(tǒng)的前面，又稱(chēng)前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)。反硝化反應(yīng)以水中的有機(jī)物為碳源，曝氣池中含有大量的硝酸鹽的回流混合液，在缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮。

生物除磷過(guò)程需設(shè)置厭氧區(qū)和好氧區(qū)，同時(shí)活性污泥需要不斷經(jīng)過(guò)厭氧區(qū)磷釋放和好氧區(qū)磷吸收，通過(guò)排除進(jìn)過(guò)以后富含磷的污泥使污水中磷得以去除。生物除磷的厭氧過(guò)程對(duì)污水中碳源的品質(zhì)和數(shù)量有更高的要求，最理想的碳源為揮發(fā)性脂肪酸，其次為易發(fā)酵的有機(jī)物。
生物除磷影響因素：
（1）厭氧環(huán)境條件：
（a）氧化還原電位：Barnard、Shapiro等人研究發(fā)現(xiàn)，在批式試驗(yàn)中，反硝化完成后，ORP突然下降，隨后開(kāi)始放磷，放磷時(shí)ORP一般小于100mV；
（b）溶解氧濃度：厭氧區(qū)如存在溶解氧，兼性厭氧菌就不會(huì)啟動(dòng)其發(fā)酵代謝，不會(huì)產(chǎn)生脂肪酸，也不會(huì)誘導(dǎo)放磷，好氧呼吸會(huì)消耗易降解有機(jī)質(zhì)；
（c）NOx-濃度：產(chǎn)酸菌利用NOx- 作為電子受體，抑制厭氧發(fā)酵過(guò)程，反硝化時(shí)消耗易生物降解有機(jī)質(zhì)。
（2）有機(jī)物濃度及可利用性：碳源的性質(zhì)對(duì)吸放磷及其速率影響極大，傳統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)很難反映有機(jī)物組成和性質(zhì)，ASM模型對(duì)其進(jìn)一步劃分為：
（a）1987年發(fā)展的ASM1:  CODtot=SS+SI+XS+XI
（b）1995年發(fā)展的ASM2:  溶解性與顆粒性：SA+SF+SI+XS＋XI
      S表示溶解性組分，X表示顆粒性組分；下標(biāo)S溶解性，I惰性，A發(fā)酵產(chǎn)物，F(xiàn)可發(fā)酵的易生物降解的。
（3）污泥齡：污泥齡影響著污泥排放量及污泥含磷量，污泥齡越長(zhǎng)，污泥含磷量越低，去除單位質(zhì)量的磷須同時(shí)耗用更多的BOD。
   Rensink和Ermel研究了污泥齡對(duì)除磷的影響，結(jié)果表明：SRT=30d時(shí)，除磷效果40%；SRT=17d時(shí)，除磷效果50%；SRT=5d天時(shí)，除磷效果87%。同時(shí)脫氮除磷系統(tǒng)應(yīng)處理好泥齡的矛盾。
（4）pH：與常規(guī)生物處理相同，生物除磷系統(tǒng)合適的pH為中性和微堿性，不合適時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)。
（5）溫度：在適宜溫度范圍內(nèi)，溫度越高釋磷速度越快；溫度低時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)厭氧區(qū)的停留時(shí)間或投加外源VFA。
（6）其他：影響系統(tǒng)除磷效果的還有污泥沉降性能和剩余污泥處置方法等。
常用脫氮除磷工藝性能特點(diǎn)
工藝名稱(chēng)                               優(yōu)點(diǎn)                               缺點(diǎn)
AN/O    在好氧前去除BOD，節(jié)能；硝化前產(chǎn)生堿度；前缺氧具有選擇池的作用    脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比影響；可能存在諾卡氏菌的問(wèn)題；需要控制循環(huán)混合液的DO
AP/O 工藝過(guò)程簡(jiǎn)單；水力停留時(shí)間短；污泥沉降性能好；聚磷菌碳源豐富，除磷效果好    如有硝化發(fā)生除磷效果會(huì)降低；工藝靈活性差
A2/O    同時(shí)脫氮除磷；反硝化過(guò)程為硝化提供堿度；水力停留時(shí)間短；反硝化過(guò)程同時(shí)除去有機(jī)物；污泥沉降性能好    回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷效果有影響；脫氮受回流比影響；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物
倒置A2/O    同時(shí)脫氮除磷；厭氧區(qū)釋磷無(wú)硝酸鹽的影響；無(wú)混合液回流，流程簡(jiǎn)單，節(jié)能；反硝化過(guò)程同時(shí)除去有機(jī)物；好氧吸磷充分；污泥沉降性能好；    厭氧釋磷得不到優(yōu)質(zhì)降解碳源；無(wú)混合液回流時(shí)總氮去除效果不高
UCT    減少了進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的硝酸鹽量，提高了除磷效率；對(duì)有機(jī)物濃度偏低的污水，除磷效率有所改善；脫氮效果好    操作較為復(fù)雜；需增加附加回流系統(tǒng)
改良Bardenpho    脫氮效果優(yōu)秀；污泥沉降性能好    池體分隔較多；池體容積較大
PhoStrip    易于與現(xiàn)有設(shè)施結(jié)合及改造；過(guò)程靈活性好；除磷性能不受進(jìn)水有機(jī)物濃度限制；加藥量比采用化學(xué)沉淀法小很多；出水磷酸鹽濃度可穩(wěn)定小于1mg/L    需要投加化學(xué)藥劑；混合液需保持較高DO濃度，以防止磷在二沉池中釋放；需附加的池體用于磷的解吸；如使用石灰可能存在結(jié)垢問(wèn)題
SBR及變形工藝    可同時(shí)脫氮除磷；靜置沉淀可獲得低SS出水；耐受水力沖擊負(fù)荷；操作靈活性好    同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜；潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響大；設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜；維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制依賴(lài)性強(qiáng)；池體容積較大

9．仔細(xì)分析污水中COD的組成，并說(shuō)明它們?cè)谖鬯幚硐到y(tǒng)中的去除途徑。
污水中COD其中可生物降解的大多數(shù)被微生物降解；不可生物降解的溶解態(tài)COD隨出水流走，顆粒態(tài)COD進(jìn)入剩余污泥。
10．二沉池的功能和構(gòu)造與一般沉淀池有什么不同？在二沉池中設(shè)置斜板為什么不能取得理想效果？
二沉池的功能要考慮固液分離和污泥濃縮的要求；
活性污泥法中的二沉池在功能上要同時(shí)滿(mǎn)足澄清和污泥濃縮兩個(gè)方面的要求，他的工作效果將直接影響系統(tǒng)的和回流污泥濃度，二沉池中發(fā)生的沉淀為絮凝沉淀和壓縮沉淀，和一般沉淀池中發(fā)生的沉淀不同，故結(jié)構(gòu)也不同。
在二沉池中沉淀形式主要是成層沉淀而非自由沉淀，在二沉池中設(shè)置斜板后，實(shí)踐上可以適當(dāng)提高池子的澄清能力，這是由于斜板的設(shè)置可以改善布水的有效性和提高斜板間的弗勞德數(shù)，而不屬于淺池理論原理。而且假設(shè)斜板既增加了二沉池基建投資，且會(huì)由于斜板上積存污泥，造成運(yùn)行上的麻煩。
二沉池的構(gòu)造可與污水處理廠(chǎng)的初沉池類(lèi)似，可以采用平流式、豎流式和輻流式。但在構(gòu)造上要注意以下幾點(diǎn)：
（1）二沉池的進(jìn)水部分要仔細(xì)考慮，應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，使污泥絮凝結(jié)大。
（2）二沉池中污泥絮凝體較輕，容易被水挾走，因此要限制出流堰處的流速，可在池面設(shè)置更多的出水堰槽，使單位堰長(zhǎng)的出水量符合規(guī)范要求，一般二沉池出水堰最大負(fù)荷不大于1.17L/(s?m)。
（3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。
（4）二沉池應(yīng)設(shè)置浮渣的收集、撇除、輸送和處置裝置。
斜板可以提高沉淀效能的原理主要適用于自由沉淀，但在二沉池中，沉淀形式主要屬于成層沉淀而非自由沉淀。
第十三章、生物膜法
1．什么是生物膜法？生物膜法有哪些特點(diǎn)？
答：污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術(shù)。這種處理法的實(shí)質(zhì)是細(xì)菌一類(lèi)的生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長(zhǎng)繁育，并在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機(jī)污染物，作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。
特點(diǎn)：
微生物相方面的特點(diǎn)：參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化；生物的食物鏈長(zhǎng)；能夠存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物；分段運(yùn)行和優(yōu)占種屬；
處理工藝方面的特點(diǎn)：對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；污泥沉降性能好，宜于固液分離；能夠處理低濃度的污水；易于維護(hù)運(yùn)行、節(jié)能；
生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸，進(jìn)行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜內(nèi)微生物將有機(jī)物氧化，使廢水獲得凈化，同時(shí)，生物膜內(nèi)的微生物不斷生長(zhǎng)與繁殖。
生物膜法具有以下特點(diǎn)：
（1）固著于固體表面的生物膜對(duì)廢水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，操作穩(wěn)定性好。
（2）不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較方便。
（3）由于微生物固著于固體表面，即使增殖速度慢的微生物也能生長(zhǎng)繁殖。
（4）因高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微生物存在，有機(jī)物代謝時(shí)較多的轉(zhuǎn)化為能量，合成新細(xì)胞即剩余污泥量較少。
（5）多采用自然通風(fēng)供氧。
（6）活性生物量難以人為控制，因而在運(yùn)行方面靈活性較差。
（7）由于載體材料的比表面積小，故設(shè)備容積負(fù)荷有限，空間效率較低。
2．試述生物膜法處理污水的基本原理？
生物膜法是使細(xì)菌和菌類(lèi)一類(lèi)的微生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長(zhǎng)繁殖，并在其上形成膜狀生物污泥—生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機(jī)物，作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。
3．比較生物膜法和活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)。
   答：普通活性污泥法工作流程
優(yōu)點(diǎn):BOD和SS去除率高,可達(dá)90%-95%,適于處理要求高,水質(zhì)穩(wěn)的廢水.
缺點(diǎn):對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)差;實(shí)際需氧前大后小,使前段氧少,后段氧余;曝氣池容積負(fù)荷低,占地面積大,基建費(fèi)高.
改進(jìn):
階段曝氣:克服前段氧少,后段氧余缺點(diǎn),曝氣池容積減少30%.完全混合:承受沖擊負(fù)荷強(qiáng),適應(yīng)工業(yè)廢水特點(diǎn),可處理高濃度有機(jī)廢水;污泥負(fù)荷高,需氧均勻,動(dòng)力省;但連續(xù)出水時(shí),水質(zhì)不理想,污泥膨脹.延時(shí)曝氣:低負(fù)荷運(yùn)行,池容積大,耗時(shí)長(zhǎng),積污水和污泥處理于一體,污泥氧化徹底,脫水迅速,無(wú)臭,水質(zhì)穩(wěn)定,受低溫影響小.但池容積大,曝氣量大,部分污泥老
化.適于處理要求高,不便于污泥處理的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水.
廢水→ 初沉池 → 二沉池 → 生物濾池  →出水
生物膜法工作流程
2.生物膜法
優(yōu)點(diǎn)
★生物膜對(duì)水質(zhì),水量變化適應(yīng)性強(qiáng),穩(wěn)定性好;★無(wú)污泥膨脹,運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便;★生物膜中生物相豐富,生物種群呈一定分布; ★有高營(yíng)養(yǎng)級(jí)別微生物存在,產(chǎn)能多,剩余污泥少;★自然通風(fēng)供氧,省能耗.
缺點(diǎn)
★運(yùn)行靈活性差,難以人為控制;★載體比表面積小,設(shè)備容積負(fù)荷小,空間效率低;★處理效率差,BOD去除率約80%左右,出水BOD 28mg/l(活性污泥法BOD >90%,出水14mg/l).
4．生物膜的形成一般有哪幾個(gè)過(guò)程？與活性污泥相比有什么區(qū)別？
答：1潛伏期或適應(yīng)期
微生物在經(jīng)歷不可逆附著過(guò)程后，開(kāi)始逐漸適應(yīng)生存環(huán)境，并在載體表面逐漸形成小的，分散的微生物。這些初始菌落首先在載體表面不規(guī)則處形成。這一階段的持續(xù)時(shí)間取決于進(jìn)水第五濃度以及載體表面特性。在實(shí)際生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，要控制這一階段是很困難的。
2對(duì)數(shù)期或動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)期
在適應(yīng)期形成的分散菌落開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，逐漸覆蓋載體表面。生物膜厚度可以達(dá)到幾十μm。多聚糖及蛋白質(zhì)產(chǎn)率增加，大量消耗溶解氧，后期氧成為限制因素，此階段結(jié)束時(shí)，生物膜反應(yīng)器的出水底物濃度基本達(dá)到穩(wěn)定值，這個(gè)階段決定了生物膜反應(yīng)器內(nèi)底物的去除效率及生物膜自身增長(zhǎng)代謝的功能。
3線(xiàn)性增長(zhǎng)期
生物膜在載體表面以恒速率增長(zhǎng)，出水底物濃度不隨生物量的積累而顯著變化；其好氧速率保持不變；此階段生物膜總量的積累主要源于非活性物質(zhì)。此時(shí)生物膜活性生物量所占比例很小，且隨生物膜總量的增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。原因是：可剩余有效載體表面飽和；禁錮作用明顯，有毒或抑制性物質(zhì)的積累。這個(gè)階段對(duì)底物的去除沒(méi)有明顯的貢獻(xiàn)，但在流化床反應(yīng)器內(nèi)，這個(gè)階段可以改變生物顆粒的體積特性。
4減數(shù)增長(zhǎng)期
由于生存環(huán)境質(zhì)量的改變以及誰(shuí)理學(xué)的作用，出現(xiàn)了生物膜增長(zhǎng)速率變慢，這一階段是生物膜在某一質(zhì)量和膜厚上達(dá)到的穩(wěn)定的過(guò)渡期。此時(shí)生物膜對(duì)水力學(xué)剪切作用極為敏感。生物膜結(jié)構(gòu)疏松，出水中懸浮物的濃度明顯增高，末期，生物膜質(zhì)量及厚度都趨于穩(wěn)定，運(yùn)行系統(tǒng)也接近穩(wěn)定。
5生物膜穩(wěn)定期
生物膜新生細(xì)胞與由于各種物理力所造成的生物膜損失達(dá)到平衡。次階段，生物膜相及液相均已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在生物膜反應(yīng)器運(yùn)行中，生物膜穩(wěn)定期的維持一直認(rèn)為是過(guò)程穩(wěn)定性的必要保證，而在三相流化床等生物反應(yīng)器中，在高底物濃度、高剪切力作用下，這一階段時(shí)間很短，甚至不出現(xiàn)。
6脫落期
隨著生物膜的成熟，部分生物膜發(fā)生脫落。生物膜內(nèi)微生物自身氧化、內(nèi)部厭氧層過(guò)厚以及生物膜與載體表面間相互作用等因素可加速生物膜脫落。另外，某些物理作用也可以導(dǎo)致生物膜脫落。此階段中，出水懸浮物濃度增高，直接影響出水水質(zhì)；底物降解過(guò)程受到影響，其結(jié)果是底物去除率降低，而我們?cè)谶\(yùn)行生物膜反應(yīng)器的時(shí)候應(yīng)該盡量避免生物膜同時(shí)大量脫落。
5．生物膜法有哪幾種形式？試比較它們的特點(diǎn)。
生物濾池：處理效果好，BOD5的去除率可達(dá)90％以上，出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
優(yōu)點(diǎn)：（1）處理效果好（2）運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理、節(jié)省能源
缺點(diǎn)：（1）占地面積大、不適于處理量大的污水；（2）濾料易于堵塞；（3）產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生（4）噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。
生物轉(zhuǎn)盤(pán)：（1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；（2）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)；（4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（6）沒(méi)有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問(wèn)題；（7）可多層立體布置；（8）一般需加開(kāi)孔防護(hù)罩保護(hù)、保溫。
優(yōu)點(diǎn)：（1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；（2）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)；（4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（6）沒(méi)有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問(wèn)題；（7）可多層立體布置；
缺點(diǎn)：（1）占地面積大（2）散發(fā)臭氣（3）寒冷地區(qū)需加保溫裝置。
生物接觸氧化法：一種浸沒(méi)曝氣式生物濾池，是曝氣池和生物濾池綜合在一起的處理構(gòu)筑物，兼有兩者優(yōu)點(diǎn)：(1)具有較高的微生物濃度，一般可達(dá)10~20g/L；(2)生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低；(3)具有較高的氧利用率；(4)具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力； (5)生物膜活性高；(6)沒(méi)有污泥膨脹的問(wèn)題。
優(yōu)點(diǎn)：(1)具有較高的微生物濃度，一般可達(dá)10~20g/L；(2)生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低；(3)具有較高的氧利用率；(4)具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力；(5)生物膜活性高；(6)沒(méi)有污泥膨脹的問(wèn)題。
缺點(diǎn)：濾床易堵塞和更換，運(yùn)行費(fèi)用較高。
生物流化床：濾床具有巨大的表面積容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，生物流化床每單位體積表面積比其他生物膜大，單位床體的生物量很高（10～14g/L），傳質(zhì)速度快，廢水一進(jìn)入床內(nèi)，很快被混合稀釋。?? 微生物活性強(qiáng)，對(duì)同類(lèi)廢水，在相同處理?xiàng)l件下，其生物膜的呼吸速率約為活性污泥的兩倍，可見(jiàn)其反應(yīng)速率快，微生物的活性較強(qiáng)。??? 傳質(zhì)效果好，由于載體顆粒在床體內(nèi)處于劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，氣－固－液界面不斷更新，因此傳質(zhì)效果好，這有利于微生物隨污染物的吸附和降解，加快了生化反應(yīng)速率。
優(yōu)點(diǎn)：（1）容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)（2）微生物活性高（3）傳質(zhì)效果好
缺點(diǎn)：設(shè)備磨損較固定床嚴(yán)重，生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備堵塞，曝氣方法、進(jìn)水配水系統(tǒng)選用及生物顆粒流失等問(wèn)題。
6．試述各種生物膜法處理構(gòu)筑物的基本構(gòu)造及其功能。
普通生物濾池
普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四個(gè)部分所組成
池體  普通生物濾池在平面上多呈方形或矩形。四周筑墻稱(chēng)之為池壁，池壁具有維護(hù)濾料的作用，應(yīng)當(dāng)能夠承受濾料的壓力，一般多用磚石構(gòu)造。池壁可構(gòu)成帶孔洞的和不帶孔洞的兩種形式，有孔洞的赤壁有利于濾料內(nèi)部的通風(fēng)，但在低溫季節(jié)，易受低溫的影響，使凈化功能降低。為了防止風(fēng)力對(duì)池表面均勻布水的影響，池壁一般應(yīng)高出濾料表面0.5～0.9m。
池體底部為池底，它的作用是支撐濾料和排除處理后的污水。
濾料濾料是生物濾池的主體，它對(duì)生物濾池的凈化功能有直接影響。
布水裝置  生物濾池布水裝置的首要任務(wù)是向?yàn)V池表面均勻的散布污水。此外，還應(yīng)具有：適應(yīng)水量的變化；不易堵塞和易于清通以及不受風(fēng)、雪的影響等特征。
排水系統(tǒng)  生物濾池的排水系統(tǒng)設(shè)于池的底部，它的作用有二：一是排除處理后的污水；二是保證濾池的良好通風(fēng)。
高負(fù)荷生物濾池：
在構(gòu)造上，高負(fù)荷生物濾池與普通生物濾池基本相同，但也有不同之處，其中主要有以下各項(xiàng)。
高負(fù)荷生物濾池在表面上多為圓形。
高負(fù)荷生物濾池多使用旋轉(zhuǎn)式的布水裝置，即旋轉(zhuǎn)布水器。
塔式生物濾池：
在構(gòu)造上由塔身、濾料、布水系統(tǒng)以及通風(fēng)及排水裝置所組成。
塔身  塔身主要起圍擋濾料的作用。
濾料  宜采用輕質(zhì)濾料。
布水裝置
通風(fēng)  一般采用自然通風(fēng)
曝氣生物濾池：
設(shè)備與給水處理的快濾池相類(lèi)似。池類(lèi)底部設(shè)承托層，其上部則是作為濾料的填料。在承托層設(shè)置曝啟用的空氣管及空氣擴(kuò)散裝置，處理水集水管兼作反沖洗水管也設(shè)置在承托層內(nèi)。
生物轉(zhuǎn)盤(pán)：
生物轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)備是由盤(pán)片、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)裝置以及接觸反應(yīng)槽3部分組成。
盤(pán)片  是生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要部件，應(yīng)具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐腐蝕、耐老化、抑郁掛膜、不變形，比表面積大，易于取材、便于加工安裝等性質(zhì)。
接觸反應(yīng)槽
轉(zhuǎn)軸
驅(qū)動(dòng)裝置，提供動(dòng)力
7．生物濾池有幾種形式？各適用于什么具體條件？
答：低負(fù)荷生物濾池（現(xiàn)在已經(jīng)基本上不常用）：僅在污水量小、地區(qū)比較偏僻、石料不貴的場(chǎng)合尚有可能使用。
高負(fù)荷生物濾池（大多采用）：適用于大部分污水處理過(guò)程，水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都比較高。
8．影響生物濾池處理效率的因素有哪些？它們?nèi)绾斡绊懱幚硇Ч模?br /> 答：影響生物濾池處理效率的因素有：
（1）濾池高度：濾床上層，污水中有機(jī)物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較低級(jí)，以細(xì)菌為主，生物膜量較多，有機(jī)物去除速率較高。隨著濾床深度增加，微生物從低級(jí)趨向高級(jí)，種類(lèi)逐漸增多，生物膜兩從多到少。研究表明，生物濾池的處理效率，在一定條件下是隨著濾床高度的增加而增加的，在濾床高度超過(guò)某一數(shù)值后，處理效率的提高微不足道，是不經(jīng)濟(jì)的。
（2）負(fù)荷：負(fù)荷是影響生物濾池性能的主要參數(shù)，通常分為有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷。
（3）處理水回流：回流對(duì)生物濾池性能有下述影響：①回流可提高生物濾池的濾速，它是使生物濾池由低負(fù)荷變?yōu)楦哓?fù)荷的方法之一②提高濾率有利于防止灰蠅和減少惡臭；③當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營(yíng)養(yǎng)元素或含有有毒有害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水的腐化狀況，提供營(yíng)養(yǎng)元素和降低毒物濃度；④進(jìn)水的水質(zhì)水量有波動(dòng)說(shuō)，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)水的作用。
（4）供氧：向生物濾池供給充足的氧是保證生物膜正常工作的必要條件，也有利于排除代謝產(chǎn)物。
9．影響生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理效率的因素有哪些？它們?nèi)绾斡绊懱幚硇Ч模?br />    答：影響生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理效率的因素有：水力負(fù)荷、轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速、級(jí)數(shù)、水溫和溶解氧等。水力負(fù)荷對(duì)出水水質(zhì)和BOD5去除率有明顯的影響；生物轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速也是影響處理效果的重要因素，包括影響溶解氧的供給，微生物與污水的接觸，污水的混合程度和傳質(zhì)，過(guò)剩生物膜的脫落，從而影響有機(jī)物的去除率。
10．某工業(yè)廢水水量為600 m3/d，BOD5為430 mg/L，經(jīng)初沉池后進(jìn)入高負(fù)荷生物率池處理，要求出水BOD5≤30 mg/L，試計(jì)算高負(fù)荷生物率池尺寸和回流比。

解：設(shè)回流稀釋后進(jìn)水BOD5為250mg/L
430Q1+30Q2=250(Q1+Q2)
回流比＝Q2/Q1=0.82
設(shè)有機(jī)負(fù)荷Lv=1.2kgBOD5/(m3*d)
V=QS/(Lv*1000000) =215m3
設(shè)池深為2.5m,A=V/H=86m2
采用5個(gè)池，則：A1=A/5=17.2m2
直徑D==4.68

11．某印染廠(chǎng)廢水量為1000 m3/d，廢水平均BOD5為170 mg/L，COD為600 mg/L，試計(jì)算生物轉(zhuǎn)盤(pán)尺寸。
解：轉(zhuǎn)盤(pán)總面積：    A=(QS)/L=(1000*170)/30=5666.7m2
轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片數(shù)：    m=0.64A/D2=0.64*5666.7/1.5=2417.8取2418片
處理池有效長(zhǎng)度：  L=m(a+b)K=2418(25+20)1.2=130.6m
處理池有效容積： V=0.32(D+2&)(D+2&)L=0.32(1.5+2*0.25) (1.5+2*0.25)130.6=167.2m2
轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速：    設(shè)為3.0r/min.
12．某印染廠(chǎng)廢水量為1500 m3/d，廢水平均BOD5為170 mg/L，COD為600 mg/L，采用生物接觸池處理，要求出水BOD5≤20 mg/L，COD≤250 mg/L，試計(jì)算生物接觸氧化池的尺寸。
解：有效容積：V=Q(S0-Se)/L=1500(170-20)/5*1000=945m3
總面積：A=V/h=945/3=315m2
池?cái)?shù)：N=A/A1=315/30　取11個(gè)
池深：h=h0+h1+h2+h3=3.0+0.5+0.5++0.5=1.8m
有效停留時(shí)間：t=V/Q=945/1500=0.63d
供氣量：D=D0Q=15*1500=22500m3
第十四章穩(wěn)定塘和污水的土地處理
1、?? 穩(wěn)定塘有哪幾種主要類(lèi)型，各適用于什么場(chǎng)合？
? 答：好氧塘：好氧塘的深度較淺，陽(yáng)光能透至塘底，全部塘水內(nèi)都含有溶解氧，塘內(nèi)菌藻共生，溶解氧主要是由藻類(lèi)供給，好氧微生物起凈化污水作用。適用于低有機(jī)物濃度污水。
兼性塘：兼性塘的深度較大，上層是好氧區(qū)，藻類(lèi)的光合作用和大氣復(fù)氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱(chēng)兼性區(qū)（過(guò)渡區(qū)），由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無(wú)溶解氧，稱(chēng)厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進(jìn)行厭氧分解。適用于富含N，P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及一些難去除的有機(jī)污染物的污水。（占地面積大）
厭氧塘：厭氧塘的塘深在2m以上，有機(jī)負(fù)荷高，全部塘水均無(wú)溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)。適用于高溫高有機(jī)物濃度的污水。
曝氣塘：曝氣塘采用人工曝氣供氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時(shí)間較短。
深度處理塘：深度處理塘又稱(chēng)三級(jí)處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進(jìn)水有機(jī)污染物濃度很低，一般BOD5≤30mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級(jí)處理廠(chǎng)的出水，提高出水水質(zhì)，以滿(mǎn)足受納水體或回用水的水質(zhì)要求。
2、試述好氧塘、兼性塘和厭氧塘凈化污水的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)。
答：在各種類(lèi)型的氧化塘中，兼性塘是應(yīng)用最為廣泛的一種。兼性塘一般深1.0~2.0m，在塘的上層，陽(yáng)光能夠照射透入的部位，為好氧層，其所產(chǎn)生的各項(xiàng)指標(biāo)的變化和各項(xiàng)反應(yīng)與好氧塘相同，由好氧異養(yǎng)微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行氧化分解；藻類(lèi)的光合作用旺盛，釋放大浪的氧。在塘底部，由沉淀的污泥和衰死的藻類(lèi)和菌類(lèi)形成的污泥層，在這層里由于缺氧，而進(jìn)行由厭氧微生物起主導(dǎo)作用的厭氧發(fā)酵，為厭氧層。
好氧層與厭氧層之間，存在一個(gè)兼性層，在這里溶解氧量低，而且是時(shí)有時(shí)無(wú)，一般在白晝有溶解氧存在，而在夜間又處于厭氧狀態(tài)，在這里存活的是兼性微生物，這一類(lèi)微生物既能夠利用水中游離的分子氧，也能夠在厭氧條件下，從NO3-和CO32-中攝取氧。
在兼性塘內(nèi)進(jìn)行的凈化反應(yīng)是比較復(fù)雜的，生物相也比較復(fù)雜。
在厭氧區(qū)與一般的厭氧發(fā)酵反應(yīng)相同，是產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷3種細(xì)菌的連續(xù)作用下，相繼經(jīng)過(guò)產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段的反應(yīng)。液態(tài)代謝產(chǎn)物與塘水混合，氣態(tài)產(chǎn)物則逸出水面，或在通過(guò)好氧區(qū)時(shí)為細(xì)菌分解，為藻類(lèi)利用。
厭氧區(qū)也有降解BOD的功能，約有20%的BOD是在厭氧娶去除的。此外，厭氧區(qū)，通過(guò)厭氧反應(yīng)發(fā)酵反應(yīng)可以使污泥得到一定程度的降解，減少塘底污泥量。
在好氧區(qū)進(jìn)行的各項(xiàng)反應(yīng)與存活的生物基本同好氧塘。由于污水的停留時(shí)間長(zhǎng)，有可能生長(zhǎng)繁育多種種屬的微生物，其中包括世代時(shí)間較長(zhǎng)的種屬。除有機(jī)物降解外，這里還可以進(jìn)行更為復(fù)雜的反應(yīng)，如硝化反應(yīng)等。
3、好氧塘中溶解氧和PH值為什么會(huì)發(fā)生變化。
在好氧塘內(nèi)高效地進(jìn)行著光合成反應(yīng)和有機(jī)物的降解反應(yīng)，溶解氧是充足的，但在一日內(nèi)是變化的，在白晝，藻類(lèi)光合作用放出的氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)藻類(lèi)和細(xì)菌所需要的，塘水中氧的含量很高，可達(dá)到飽和狀態(tài)，晚間光合作用停止，由于生物呼吸所耗，水中溶解氧濃度下降，在凌晨時(shí)最低，陽(yáng)光開(kāi)始照射，光合作用又開(kāi)始，水中溶解氧又上升；好氧塘內(nèi)pH值也是變化的，在白晝pH值上升，夜晚又下降。
4、在穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般采用什么方法？應(yīng)注意哪些問(wèn)題？
答：一般采用經(jīng)驗(yàn)法。
要注意：塘的位置：穩(wěn)定塘應(yīng)設(shè)在居民區(qū)下風(fēng)向200m以外，以防止塘散發(fā)的臭氣影響居民區(qū)。此外，塘不應(yīng)設(shè)在距機(jī)場(chǎng)2km以?xún)?nèi)的地方，以防止鳥(niǎo)類(lèi)（如水鷗）到塘內(nèi)覓食、聚集，對(duì)飛機(jī)航行構(gòu)成危險(xiǎn)。
防止塘體損害：為防止浪的沖刷，塘的襯砌應(yīng)在設(shè)計(jì)水位上下各0.5m以上。若需防止雨水沖刷時(shí)，塘的襯砌應(yīng)做到堤頂。襯砌方法有干砌塊石、漿砌塊石和混凝土板等。
在有冰凍的地區(qū)，背陰面的襯砌應(yīng)注意防凍：若筑堤土為黏土?xí)r，冬季會(huì)因毛細(xì)作用吸水而凍脹，因此，在結(jié)冰水位以上位置換為非黏性土。
塘體防滲：穩(wěn)定塘的滲漏可能污染地下水源；若塘體出水再考慮回用，則塘體滲漏會(huì)造成水資源損失，因此，塘體防滲是十分重要的。但某些防滲措施的工程費(fèi)用較高，選擇防滲措施時(shí)應(yīng)十分謹(jǐn)慎。防滲方法有素土夯實(shí)、瀝青防滲襯面、膨脹土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等。
塘的進(jìn)出口：進(jìn)出口的形式對(duì)穩(wěn)定塘的處理效果有較大影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意配水、集水均勻，避免短流、溝流及混合死區(qū)。主要措施為采用多點(diǎn)進(jìn)水和出水；進(jìn)口、出口之間的直線(xiàn)距離盡可能大；進(jìn)口、出口的方向避開(kāi)當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向。
?5、?? 污水土地處理系統(tǒng)中的工藝類(lèi)類(lèi)型有哪些？各有什么特點(diǎn)？
答：慢速滲濾系統(tǒng)：慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負(fù)荷一般較低，滲流速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良。
快速滲濾系統(tǒng)：快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟(jì)的污水處理與再生方法。適用于滲透性能良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面后很快下滲進(jìn)入地下，并最終進(jìn)入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，使濾田表面土壤處于厭氧-好氧交替運(yùn)行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機(jī)物進(jìn)行分解，使污水得以?xún)艋?br /> 地表漫流系統(tǒng)：地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性的黏土或亞黏土，地面的最佳坡度為 2％～ 8％。廢水以噴灌法或漫灌法有控制地在地面上均勻地漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流動(dòng)過(guò)程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。
濕地處理系統(tǒng)：濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流動(dòng)過(guò)程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以?xún)艋?br /> 地下滲濾處理系統(tǒng)：地下污水處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m深、有良好滲透性的底層中，藉毛管浸潤(rùn)和土壤滲透作用，使污水向四周擴(kuò)散，通過(guò)過(guò)濾、沉淀、吸附和生物降解作用等過(guò)程使污水得到凈化。
6 人工濕地脫氮除磷的機(jī)理是什么？?

濕地的除磷過(guò)程
（1）植物吸收磷（2）生物除磷（3）磷在介質(zhì)中的物化貯存。
7、人工濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工參數(shù)是什么？應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？
答：土地處理系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)為負(fù)荷率。常用的負(fù)荷率有水量負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷，有時(shí)還輔以氮負(fù)荷和磷負(fù)荷。
要考慮的問(wèn)題是：土壤性質(zhì)、透水性、地形、作物種類(lèi)、氣候條件和廢水處理程度的要求。
第十五章、污水的厭氧處理
1．厭氧生物處理的基本原理是什么？
答：廢水厭氧生物處理是指在無(wú)分子氧條件下通過(guò)厭氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程，也稱(chēng)為厭氧消化。厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過(guò)程，依靠三大主要類(lèi)群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。?
2、厭氧發(fā)酵分為哪個(gè)階段？為什么厭氧生物處理有中溫消化和高溫消化之分？污水的厭氧生物處理有什么優(yōu)勢(shì)，又有哪些不足之處？
答：通常厭氧發(fā)酵分為三個(gè)階段：
第一階段為水解發(fā)酵階段：復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物。繼而簡(jiǎn)單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類(lèi)等。?? 第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把第一階段中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸和氫，并有二氧化碳生成。?? 第三階段為產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣和二氧化碳等轉(zhuǎn)化為甲烷。
厭氧生物處理可以在中溫（35℃一38℃）進(jìn)行（稱(chēng)中溫消化），也可在高溫（52℃一55℃）進(jìn)行（稱(chēng)高溫消化）。因?yàn)樵趨捬跎锾幚磉^(guò)程中需考慮到各項(xiàng)因素對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響，因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌在兩個(gè)溫度段（即35℃一38℃和52℃一55℃）時(shí)，活性最高，處理的效果最好。
厭氧生物處理優(yōu)勢(shì)在于：應(yīng)用范圍廣，能耗低，負(fù)荷高，剩余污泥量少，其濃縮性、脫水性良好，處理及處置簡(jiǎn)單。另外，氮、磷營(yíng)養(yǎng)需要量較少，污泥可以長(zhǎng)期貯存，厭氧反應(yīng)器可間歇性或季節(jié)性運(yùn)轉(zhuǎn)。其不足之處：厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理所需時(shí)間比好氧設(shè)備長(zhǎng)；出水達(dá)不到要求，需進(jìn)一步進(jìn)行處理；處理系統(tǒng)操作控制因素較復(fù)雜；過(guò)程中產(chǎn)生的異味與氣體對(duì)空氣有一定影響。
?3、影響厭氧生物處理的主要因素有哪些？提高厭氧處理的效能主要從哪些方面考慮？
答：影響厭氧生物處理的主要因素有如下：pH、溫度、生物固體停留時(shí)間、攪拌和混合、營(yíng)養(yǎng)與C/N比、氧化還原電位、有機(jī)負(fù)荷、厭氧活性污泥、有毒物質(zhì)等。
提高厭氧生物處理的效能可考慮：1 .pH維持在6.8~7.2之間, 2.溫度可以維持在中溫（35℃一38℃），也可以是高溫（52℃一55℃） 3.保持較長(zhǎng)的生物固體停留時(shí)間 4.系統(tǒng)內(nèi)避免進(jìn)行連續(xù)的劇烈攪拌 5.碳:氮:磷控制為200-300:5:1為宜。 6.需控制有毒物質(zhì)的濃度，以防止有毒物質(zhì)影響微生物的生存而使效果降低。
4、試比較現(xiàn)有幾種厭氧處理方法和構(gòu)筑物的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。
答：幾種厭氧處理方法和構(gòu)筑物的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件如下表：
方法或反應(yīng)器
適用條件
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)

傳統(tǒng)消化法
在一個(gè)消化池內(nèi)進(jìn)行酸化，甲烷化和固液分離。適用于小型，低投入系統(tǒng)。
設(shè)備簡(jiǎn)單
反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，池容積大；污泥易隨水流帶走

厭氧生物濾池
微生物固著生長(zhǎng)在濾料表面，適用于懸浮固體量低的污水
設(shè)備簡(jiǎn)單，能承受較高負(fù)荷，出水懸浮固體低，能耗小
底部易發(fā)生堵塞，填料費(fèi)用較貴

厭氧接觸法
用沉淀池分離污泥并進(jìn)行回流，消化池中進(jìn)行適當(dāng)攪攔，池內(nèi)呈完全混合，能適應(yīng)高有機(jī)物濃度和高懸浮固體的污水
能承受較高負(fù)荷，有一定抗沖壩子負(fù)荷能力，運(yùn)行較穩(wěn)定，不受進(jìn)水懸浮固體的影響；出水懸浮固體低
負(fù)荷高時(shí)污泥會(huì)流失，設(shè)備較多，操作要求較高

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器
消化和固液分離在一個(gè)池內(nèi)，微生物量很高，適用于高負(fù)荷污水
負(fù)荷高；總?cè)莘e小，能耗低，不需攪拌
如設(shè)計(jì)不善，污泥會(huì)大量消失，池的構(gòu)造復(fù)雜

兩相厭氧處理法
酸化和甲烷化在兩個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行，兩個(gè)反應(yīng)器可以采用不同反應(yīng)溫度
能承受較高負(fù)荷，耐沖擊，運(yùn)行穩(wěn)定
設(shè)備較多，運(yùn)行操作較復(fù)雜

5 試述UASB反應(yīng)器的構(gòu)造和高效運(yùn)行的特點(diǎn)。
答：構(gòu)造1) 進(jìn)水配水系統(tǒng)：其功能主要有兩個(gè)方面：① 將廢水均勻地分配到整個(gè)反應(yīng)器的底部；② 水力攪拌；一個(gè)有效的進(jìn)水配水系統(tǒng)是保證UASB反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。
2) 反應(yīng)區(qū)：反應(yīng)區(qū)是UASB反應(yīng)器中生化反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，又分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū)，其中的污泥床區(qū)主要集中了大部分高活性的顆粒污泥，是有機(jī)物的主要降解場(chǎng)所；而污泥懸浮區(qū)則是絮狀污泥集中的區(qū)域。
3) 三相分離器：三相分離器由沉淀區(qū)、回流縫和氣封等組成；其主要功能有：① 將氣體(沼氣)、固體(污泥)、和液體(出水)分開(kāi)；② 保證出水水質(zhì)；③ 保證反應(yīng)器內(nèi)污泥量；④ 有利于污泥顆粒化。
4) 出水系統(tǒng)：出水系統(tǒng)的主要作用是將經(jīng)過(guò)沉淀區(qū)后的出水均勻收集，并排出反應(yīng)器。
5) 氣室：氣室也稱(chēng)集氣罩，其主要作用是收集沼氣。
6) 浮渣收集系統(tǒng)：浮渣收集系統(tǒng)的主要功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。
7) 排泥系統(tǒng)：排泥系統(tǒng)的主要功能是均勻地排除反應(yīng)器內(nèi)的剩余污泥。
特點(diǎn)：① 污泥的顆粒化使反應(yīng)器內(nèi)的平均濃度50gVSS/l以上，污泥齡一
   般為30天以上；
② 反應(yīng)器的水力停留時(shí)間相應(yīng)較短；
③ 反應(yīng)器具有很高的容積負(fù)荷；
④ 不僅適合于處理高、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低
濃度的城市污水；
⑤ UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；
⑥ 無(wú)需設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提高了容積利用率；
⑦ 一般也無(wú)需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起
到攪拌的作用；
⑧ 構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便。
6、某地區(qū)設(shè)計(jì)人口為80000人，人均日污水量為100L，污泥含水率為95％，試估算完全混合污泥消化池的有效容積。
解：設(shè)采用厭氧消化法，消化時(shí)間為0.5天，則V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3
第十六章、污水的化學(xué)和物理化學(xué)處理
1、化學(xué)處理的對(duì)象主要是水中的哪類(lèi)雜質(zhì)？它與生物處理相比有什么特點(diǎn)（成本、運(yùn)行管理、占地、污泥等）？
答：化學(xué)處理的對(duì)象主要是水中的無(wú)機(jī)的或有機(jī)的（難于生物降解的）溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。
與生物處理相比：成本較高；運(yùn)行管理較容易，占地較小，污泥較難脫水處理。
2、化學(xué)處理所產(chǎn)生的污泥，與生物處理相比，在數(shù)量（質(zhì)量及體積）上、最后處理、處置上有什么不同？
答：
?
化學(xué)處理所產(chǎn)生的污泥
生物處理所產(chǎn)生的污泥

數(shù)量
較多
較少

質(zhì)量
各種有機(jī)無(wú)機(jī)物質(zhì)
微生物，N,P等

體積
較小
較大

最后處理處置
較麻煩，處理流程為：儲(chǔ)存－濃縮－調(diào)理－脫水－最終處置
較簡(jiǎn)單，處理流程為：儲(chǔ)存－調(diào)理－脫水濃縮－最終處置

3、化學(xué)混凝法的原理和適用條件是什么？城鎮(zhèn)污水的處理是否可以用化學(xué)混凝法，為什么？
答：原理：混凝是通過(guò)向廢水中投加混凝劑(coagulant)，破壞膠體的穩(wěn)定性，通過(guò)壓縮雙電層作用、吸附架橋作用及網(wǎng)捕作用使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集(aggregation)成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。
適用條件：廢水中有細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。
城鎮(zhèn)污水處理不適合用化學(xué)混凝法，因?yàn)橐粩嘞驈U水中投藥，經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用較高，沉渣量大，且脫水較困難。
4、化學(xué)混凝劑在投加時(shí)為什么必須立即與處理水充分混合、劇烈攪拌？
答：廢水與混凝劑和助凝劑進(jìn)行充分混合，是進(jìn)行反應(yīng)和混凝沉淀的前提。要立即與處理水充分混合、劇烈攪拌以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。
5、化學(xué)沉淀法與化學(xué)混凝法在原理上有何不同？使用的藥劑有何不同？
答：化學(xué)沉淀法是向廢水中投加化學(xué)物質(zhì)，使與廢水中的一些離子發(fā)生反應(yīng)，生成難溶的沉淀物而從水中析出，以達(dá)到降低水中溶解污染物的目的。而混凝法是通過(guò)混凝劑使小顆粒及膠體聚集成大顆粒而沉降，不一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。
化學(xué)混凝法使用的藥劑主要是混凝效果好；對(duì)人類(lèi)健康無(wú)害；價(jià)廉易得；使用方便的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和有機(jī)高分子類(lèi)混凝劑或助凝劑。而化學(xué)沉淀法主要是投加有氫氧根、硫化物、鋇鹽等能與廢水中一些離子反應(yīng)生成沉淀物的化學(xué)物質(zhì)。
6、氧化和還原法有何特點(diǎn)？是否廢水中的雜質(zhì)必須是氧化劑或還原劑才能用此方法？
答：特點(diǎn)是：通過(guò)氧化還原反應(yīng)改變水中一些有毒有害化合物中元素的化合價(jià)以及改變化合物分子的結(jié)構(gòu)，使劇毒的化合物變?yōu)槲⒍净驘o(wú)毒的化合物，使難于降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以生物降解的有機(jī)物。
廢水中的雜質(zhì)不用一定是氧化劑或還原劑才能用此方法，但是投加的藥要一定是氧化劑或還原劑。
7、物理化學(xué)處理與化學(xué)處理相比，在原理上有何不同？處理的對(duì)象有什么不同？在處理成本和運(yùn)行管理方面又有什么特點(diǎn)？
答：
?
物理化學(xué)處理
化學(xué)處理

原理
利用物理化學(xué)反應(yīng)的原理來(lái)去除污水中溶解的有害物質(zhì)，回收有用組分，并使污水得到深度凈化的方法。
?
利用化學(xué)反應(yīng)的作用去除水中的雜質(zhì)

處理的對(duì)象
與化學(xué)處理相似，尤其適于雜質(zhì)濃度很高的污水或是雜質(zhì)濃度很低的污水
水中的無(wú)機(jī)的或有機(jī)的（難于生物降解的）溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)

處理成本
較高
較高，但相對(duì)物化處理法較低

運(yùn)行管理
較方便，但比化學(xué)處理法復(fù)雜
較為方便

8．用吸附法處理廢水，可以達(dá)到使出水極為潔凈。那么，是否對(duì)處理要求高，出水要求高的廢水，原則上都可以考慮采用吸附法?為什么?
答：吸附法對(duì)進(jìn)水的預(yù)處理要求高，吸附劑價(jià)格昂貴，因此在廢水處理過(guò)程中，吸附法主要用來(lái)去除廢水中的微量污染物，達(dá)到深度凈化的目的，或是從高濃度的廢水中吸附某些物質(zhì)達(dá)到資源回收和治理的目的。吸附法處理的主要對(duì)象是廢水中用生化法難于降解的有機(jī)物或用一般氧化法難于氧化的溶解性有機(jī)物。包括木質(zhì)素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環(huán)化合物、洗滌劑、合成染料、除莠劑、DDT等。
9．電鍍車(chē)間的含鉻廢水，可以用氧化還原法．化學(xué)沉淀法和離子交換法等加以處理。那么，在什么條件下，用離子交換法進(jìn)行處理是比較合宜的?
答: 1　FeSO4-石灰法
　　　　FeSO4-石灰法處理含鉻廢水是一種成熟的方法,適用于含鉻濃度大的廢水.優(yōu)點(diǎn)是藥劑來(lái)源容易,方法簡(jiǎn)單,處理效果好;缺點(diǎn)是占地面積大,污泥體積大,出水色度高,適用于小廠(chǎng).其反應(yīng)原理為:
　　　　(1)酸化還原(pH2~3)
　　　　　　6FeSO4+2H2Cr2O7+6H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O.
　　　　(2)堿化沉淀(pH8.5~9.0)
　　　　　　Cr2(SO4)3+3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3CaSO4
　　　　2電解法
　　　　用電解法處理含鉻廢水,優(yōu)點(diǎn)是效果穩(wěn)定可靠,操作管理簡(jiǎn)單,設(shè)備占地面積小,廢水中的重金屬離子也能通過(guò)電解有所降低.缺點(diǎn)是耗電量較大,消耗鋼板,運(yùn)行費(fèi)用較高,沉渣綜合利用等問(wèn)題有待進(jìn)一步?jīng)Q。.其電解反應(yīng)為:
　　　　　　Fe-2e=Fe2+,
　　　　　　Cr2O72-+6Fe2++4H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,
　　　　　　CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O.
　　　　隨著廢水中H+的消耗, [OH-]升高, pH升高, Cr(OH)3沉淀析出.
3 離子交換法
　　　　該法適于處理濃度不太高的含鉻廢水,處理效果好,廢水可回用,并可回收鉻酸.但工藝較為復(fù)雜,且使用的樹(shù)脂不同,工藝也不同.一次投資較大,占地面積大,運(yùn)行費(fèi)用高,適于大廠(chǎng).原理為:用陰離子交換樹(shù)脂去除Cr2O72-或CrO42-:
　　　　　　2ROH+CrO42-R2CrO4+2OH-,
　　　　　　2ROH+Cr2O72-R2Cr2O7+2OH-.
10從水中去除某些離子(例如汞鹽)，可用離子交換法和膜分離法。您認(rèn)為，當(dāng)含鹽濃度較高時(shí)，應(yīng)該用離子交換法還是膜分離法，為什么？
答：膜析法好些。關(guān)于離子交換和膜法處理高鹽度廢水問(wèn)題，事實(shí)上當(dāng)含鹽量超過(guò)一定濃度范圍時(shí)，兩者都不是較好的選擇，因?yàn)楫?dāng)濃度較高時(shí)，滲透壓過(guò)高，反滲透操作壓力過(guò)高，同時(shí)容易造成膜污染破壞；若采用電滲析則能好過(guò)高；而離子交換則會(huì)造成樹(shù)脂用量太大或反洗操作過(guò)于頻繁，不能應(yīng)用。
11有機(jī)酚的去除可以用萃取法。那么，廢水中的無(wú)機(jī)物的去除是否可以用萃取法，為什么？
答：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從另一溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)的操作方法．例如，用四氯化碳從碘水中萃取碘，就是采用萃取的方法．因此在條件允許的情況下當(dāng)然是可以的。無(wú)機(jī)物也可以采取萃取法進(jìn)行分離，如采用絡(luò)合萃取分離重金屬離子等，或離子對(duì)萃取分離酸根等

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