水污染控制課后習題

1、第十章 污水的物化處理1、 試說明沉淀有哪些類型？各有何特點？討論各類型的聯(lián)系和區(qū)別。答：自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀, 顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中,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。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W絮凝沉淀屬于這種類型。區(qū)域沉淀或成層沉淀：懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水

2、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。2、設置沉砂池的目的和作用是什么？曝氣沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何區(qū)別？答：設置沉砂池的目的和作用：以重力或離心力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機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

3、無機顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機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機顆粒。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，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物得以去除。曝氣沉砂池沉砂中含有機物的量低于5%；由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分離等作用。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

4、）的基本規(guī)律，影響沉降或上浮的因素是什么？答：基本原理：沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達到固液分離的一種過程?；疽?guī)律：靜水中懸浮顆粒開始沉降（或上?。r,會受到重力、浮力、摩擦力的作用。剛開始沉降（或上?。r，因受重力作用產(chǎn)生加速運動,經(jīng)過很短的時間后,顆粒的重力與水對其產(chǎn)生的阻力平衡時, 顆粒即等速下沉。影響因素：顆粒密度，水流速度，池的表面積。5、已知污水處理廠設計平均流量Q=20000M3/D，服務人口100000人，初沉污泥量按25G、（人 日），污泥含水率97，請設計曝氣式沉砂池和平流式沉淀池。解：Qmax=20000/(24*3600)=0.2

5、3M3/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池斷面面積：A=Qmax/Vmin=0.23/0.08=2.88m2池總寬度：B=A/Hmin=池長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沉淀池長度：L=3.6*v*t=3.6*0.0005*3600=6.48m

6、沉淀區(qū)總寬度：B=A/L=333.3/6.48=51.44m沉淀池數(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=63m36、

7、加壓溶氣氣浮法的基本原理是什么 ？有哪幾種基本流程與溶氣方式，各有何特點？答：加壓溶氣氣浮法的基本原理：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來?；玖鞒碳疤攸c：全加壓溶氣流程，特點是將全部入流廢水進行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進入氣浮池，進行固液分離。部分加壓溶氣流程：將部分入流廢水進行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進入氣浮池，其它部分直接進入氣浮池，進行固液分離。部分回流加壓溶氣流程：將部分清液進行回流加壓，入流水則直接進入氣浮池，進行固液分離。9、廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比，各有何優(yōu)缺點？答：氣浮法：能夠分離那些顆粒密度接近或者小于水的細小顆粒，適用于活性污泥絮體不

8、易沉淀或易于產(chǎn)生膨脹的情況，但是產(chǎn)生微細氣泡需要能量，經(jīng)濟成本較高。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。第十三章 生物膜法1 生物膜法有哪幾種形式？試比較它們的特點。答:    生物濾池：處理效果好，BOD5的去除率可達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。生物轉(zhuǎn)盤：（1）不需曝氣和回流，運行時動力消耗和費用低；（2）運行管理簡單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定，適應能力強；（4）適應不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫

9、水；（6）沒有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；（7）可多層立體布置；（8）一般需加開孔防護罩保護、保溫。生物接觸氧化法：一種浸沒曝氣式生物濾池，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：(1)具有較高的微生物濃度，一般可達1020g/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)具有較強的耐沖擊負荷能力； (5)生物膜活性高；(6)沒有污泥膨脹的問題。生物流化床：濾床具有巨大的表面積容積負荷高，抗沖擊負荷能力強，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（1014g/L），傳質(zhì)速度快，

10、廢水一進入床內(nèi)，很快被混合稀釋。   微生物活性強，對同類廢水，在相同處理條件下，其生物膜的呼吸速率約為活性污泥的兩倍，可見其反應速率快，微生物的活性較強。    傳質(zhì)效果好，由于載體顆粒在床體內(nèi)處于劇烈運動狀態(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，加快了生化反應速率。2、生物濾池有幾種形式？各適用于什么具體條件？答：低負荷生物濾池（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、石料不貴的場合尚有可能使用。高負荷生物濾池（大多采用）：適用于大部分污水處理過程，水力負荷及有機負荷都比較高。8、影響生物濾池

11、的處理效率的因素有哪些？它們是如何影響處理效果的？答：濾池高度：隨著濾床深度增加,微生物從低級趨向高級，種類逐漸增多,生物膜量從多到少。各層生物膜的微生物不相同,處理污水的功能和速率也隨之不同。負荷率：在低負荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞。在高負荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停留的時間縮短，出水水質(zhì)將相應下降?；亓鳎海?）回流可提高生物濾池的濾率，它是使生物濾池負荷率由低變高的方法之一;（2）提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭;（3）當進水缺氧、腐化、缺少營養(yǎng)元素或含有有害物質(zhì)時，回流可改善進水的腐化狀況、提供營養(yǎng)

12、元素和降低毒物質(zhì)濃度；（4）進水的質(zhì)和量有波動時，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進水的作用。供氧：微生物的好氧性，厭氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧氣量就制約了微生物的活性，進而影響了微生物分解有機物反應速率，進而影響了處理效果。10、某工業(yè)廢水水師為600M3，BOD5為430MG/L,經(jīng)初沉池進入高負荷生物濾池處理，要求出水BOD5<=30MG/L,試計算高負荷生物濾池尺寸和回流比。解：設回流稀釋后進水BOD5為250mg/L430Q1+30Q2=250(Q1+Q2)回流比Q2/Q1=0.82設有機負荷Lv=1.2kgBOD5/(m3*d) V=QS/(Lv*1000000) =2

13、15m3設池深為2.5m,A=V/H=86m2采用5個池，則：A1=A/5=17.2m2直徑D= =4.68m11、某印染廠廢水量為1000m3/d,廢水平均BOD5為170mg/L,COD為600mg/L,試計算生物轉(zhuǎn)盤的尺寸。解：轉(zhuǎn)盤總面積：     A=(QS)/L=(1000*170)/30=5666.7m2轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)：     m=0.64A/D2=0.64*5666.7/1.5=2417.8取2418片處理池有效長度：  L=m(a+b)K=2418(25+20)1.2=130.6m處理池有效

14、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)盤的轉(zhuǎn)速：      設為3.0r/min.12、某印染廠廢水量為1500m3/d,廢水平均BOD5為170mg/L,COD為600mg/L，采用生物接觸氧化池處理，要求出水BOD5<=20mg/L,COD<=250mg/L,試計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

15、數(shù)：N=A/A1=315/30取11個池深：h=h0+h1+h2+h3=3.0+0.5+0.5+0.5=1.8m有效停留時間：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型，各適用于什么場合？ 答：好氧塘：好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，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供給，好氧微生物起凈化污水作用。適用于低有機物濃度污水。兼性塘：兼性塘的深度較大，上層是好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復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

16、的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)（過渡區(qū)），由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進行厭氧分解。適用于富含N，P等營養(yǎng)物質(zhì)及一些難去除的有機污染物的污水。（占地面積大）厭氧塘：厭氧塘的塘深在2m以上，有機負荷高，全部塘水均無溶解氧，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)停留時間長。適用于高溫高有機物濃度的污水。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，污水停留時間較短。深度處理塘：深度處理塘又稱三級處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進水有機污染物濃度很低，一般BOD530mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級處理廠的出

17、水，提高出水水質(zhì)，以滿足受納水體或回用水的水質(zhì)要求。4、在穩(wěn)定塘的設計計算時一般采用什么方法？應注意哪些問題？答：一般采用經(jīng)驗法。要注意：塘的位置：穩(wěn)定塘應設在居民區(qū)下風向200m以外，以防止塘散發(fā)的臭氣影響居民區(qū)。此外，塘不應設在距機場2km以內(nèi)的地方，以防止鳥類（如水鷗）到塘內(nèi)覓食、聚集，對飛機航行構(gòu)成危險。防止塘體損害：為防止浪的沖刷，塘的襯砌應在設計水位上下各0.5m以上。若需防止雨水沖刷時，塘的襯砌應做到堤頂。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)，背陰面的襯砌應注意防凍：若筑堤土為黏土時，冬季會因毛細作用吸水而凍脹，因此，在結(jié)冰水位以上位置換為非黏性土。塘體防滲：

18、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用較高，選擇防滲措施時應十分謹慎。防滲方法有素土夯實、瀝青防滲襯面、膨脹土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等。塘的進出口：進出口的形式對穩(wěn)定塘的處理效果有較大影響。設計時應注意配水、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進水和出水；進口、出口之間的直線距離盡可能大；進口、出口的方向避開當?shù)刂鲗эL向。5、污水土地處理系統(tǒng)中的工藝類類型有哪些？各有什么特點？答：慢速滲濾系統(tǒng)：慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負荷一般較低，滲流速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良?？焖贊B

19、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入地下，并最終進入地下水層。灌水與休灌反復循環(huán)進行，使濾田表面土壤處于厭氧-好氧交替運行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機物進行分解，使污水得以凈化。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，流向設在坡腳的集水渠，在流動過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

20、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過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。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，藉毛管浸潤和土壤滲透作用，使污水向四周擴散，通過過濾、沉淀、吸附和生物降解作用等過程使污水得到凈化。7、人工濕地系統(tǒng)設計的主要工參數(shù)是什么？應考慮哪些問題？答：土地處理系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)為負荷率。常用的負荷率有水量負荷和有機負荷，有時還輔以氮負荷和磷負荷。要考慮的問題是：土壤性質(zhì)、透水性、地形、作物種類、氣

21、候條件和廢水處理程度的要求。第十五章 污水的厭氧生物處理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分子氧條件下通過厭氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。厭氧生物處理是一個復雜的微生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產(chǎn)酸細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌和產(chǎn)甲烷細菌的聯(lián)合作用完成。2、厭氧發(fā)酵分為哪個階段？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，又有哪些不足之處？答：通常厭氧發(fā)酵分為三個階段：第一階段為水解發(fā)酵階段：復雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡單的有

22、機物。繼而簡單的有機物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(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）進行（稱中溫消化），也可在高溫（52一55）進行（稱高溫消化）。因為在厭氧生物處理過程中需考慮到各項因素對產(chǎn)甲烷菌的影響，因為產(chǎn)甲烷菌在兩個溫度段（即35一38和52一55）時，活性最高，處理的效果最好。厭氧生物處理優(yōu)勢在于：

23、應用范圍廣，能耗低，負荷高，剩余污泥量少，其濃縮性、脫水性良好，處理及處置簡單。另外，氮、磷營養(yǎng)需要量較少，污泥可以長期貯存，厭氧反應器可間歇性或季節(jié)性運轉(zhuǎn)。其不足之處：厭氧設備啟動和處理所需時間比好氧設備長；出水達不到要求，需進一步進行處理；處理系統(tǒng)操作控制因素較復雜；過程中產(chǎn)生的異味與氣體對空氣有一定影響。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、生物固體停留時間、攪拌和混合、營養(yǎng)與C/N比、氧化還原電位、有機負荷、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6.87.2之間,

24、 2.溫度可以維持在中溫（35一38），也可以是高溫（52一55） 3.保持較長的生物固體停留時間 4.系統(tǒng)內(nèi)避免進行連續(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)缺點和適用條件。答：幾種厭氧處理方法和構(gòu)筑物的優(yōu)缺點和適用條件如下表： 方法或反應器適用條件優(yōu)點缺點傳統(tǒng)消化法在一個消化池內(nèi)進行酸化，甲烷化和固液分離。適用于小型，低投入系統(tǒng)。設備簡單反應時間長，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在濾料表面，適用于懸浮固體量低的污水設備簡單

25、，能承受較高負荷，出水懸浮固體低，能耗小底部易發(fā)生堵塞，填料費用較貴厭氧接觸法用沉淀池分離污泥并進行回流，消化池中進行適當攪攔，池內(nèi)呈完全混合，能適應高有機物濃度和高懸浮固體的污水能承受較高負荷，有一定抗沖壩子負荷能力，運行較穩(wěn)定，不受進水懸浮固體的影響；出水懸浮固體低負荷高時污泥會流失，設備較多，操作要求較高上流式厭氧污泥床反應器消化和固液分離在一個池內(nèi)，微生物量很高，適用于高負荷污水負荷高；總?cè)莘e小，能耗低，不需攪拌如設計不善，污泥會大量消失，池的構(gòu)造復雜兩相厭氧處理法酸化和甲烷化在兩個反應器進行，兩個反應器可以采用不同反應溫度能承受較高負荷，耐沖擊，運行穩(wěn)定設備較多，運行操作較復雜

26、60;6、某地區(qū)設計人口為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：設采用厭氧消化法，消化時間為0.5天，則V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3 第十六章 污水的化學與物理化學處理1、 化學處理的對象主要是水中的哪類雜質(zhì)？它與生物處理相比有什么特點（成本、運行管理、占地、污泥等）？答：化學處理的對象主要是水中的無機的或有機的（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；運行管理較容易，占地較小，污泥較難脫水處理。 2、化學處理所產(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)量各種有機無機物質(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：儲存濃縮調(diào)理脫水最終處置較簡單，處理流程為：儲存調(diào)理脫水濃縮最終處置 3、化學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混凝法，為什么？答：原理：混凝是通過向廢水中投加混凝劑(coagulant)，破壞膠體的穩(wěn)定性，通過壓縮雙電層作用、吸附架橋作用及網(wǎng)捕作用使細小懸浮顆粒和膠體微粒聚集(aggregat