水污染控制工程作業(yè)及參考答案

水污染控制工程作業(yè)及參考答案作業(yè)一P79：1，3，5，6，91、試闡明沉淀有哪些類型？各有何特點(diǎn)？討論各類型的聯(lián)絡(luò)和區(qū)別。答：自在沉淀：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(dú)進(jìn)展沉淀,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相互絮凝作用，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、外形、沉速是變化的?；瘜W(xué)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〕；顆粒的沉降遭到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置堅(jiān)持不變，構(gòu)成一個(gè)整體共同下沉，與廓清水之間有明晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。緊縮沉淀：懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀構(gòu)造，相互接觸，相互支撐，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緊縮沉淀。聯(lián)絡(luò)和區(qū)別：自在沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀或成層沉淀，緊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)。3、水的沉淀法處置的根本原理是什么？試分析球形顆粒的靜水自在沉降〔或上浮〕的根本規(guī)律，影響沉降或上浮的要素是什么？答：根本原理：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，以到達(dá)固液分別的一種過程。根本規(guī)律：靜水中懸浮顆粒開場(chǎng)沉降〔或上浮〕時(shí),會(huì)遭到重力、浮力、摩擦力的作用。剛開場(chǎng)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。影響要素：顆粒密度，水流速度，池的外表積5、知污水處置廠設(shè)計(jì)平均流量Q=20000m3/d，效力人口100000人，初沉污泥量按25g/〔人·日〕，污泥含水率97％，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)平流式沉淀池。解：Qmax=20000/(24×3600)=0.23m3/s=833.3m3/h沉淀時(shí)間t取1.5h和程度流速v≤7mm/s或水力負(fù)荷q取2沉淀區(qū)外表積：A=Q(max)/q=833.3/2=416.65m2沉淀區(qū)有效水深:H=q×t=2×1.5=3m沉淀池長度：L=v×t=7×1.5×60×60/1000=37.8m沉淀區(qū)總寬度：B=A/L=416.65/37.8=11m校核L/B：L/B=37.8/11=3.44在3-5之間，成立沉淀區(qū)有效容積：W=L×B×H=37.8×11×3=1247.4m3校核停留時(shí)間t：t＝W/Qmax=1247.4/833.3=1.497h，滿足沉淀池總長度L0：L0＝L+0.5+0.3=37.8+0.5+0.3=38.6m污泥區(qū)容積：V=S×N×T=25×100000×1/1000/1.02=2451L=2.45m36、加壓溶氣氣浮法的根本原理是什么？有哪幾種根本流程與溶氣方式，各有何特點(diǎn)？答：加壓溶氣氣浮法的根本原理：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡方式釋放出來。根本流程及特點(diǎn)：全加壓溶氣流程，特點(diǎn)是將全部入流廢水進(jìn)展加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放安裝進(jìn)入氣浮池，進(jìn)展固液分別。部分加壓溶氣流程：將部分入流廢水進(jìn)展加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放安裝進(jìn)入氣浮池，其它部分直接進(jìn)入氣浮池，進(jìn)展固液分別。部分回流加壓溶氣流程：將部分清液進(jìn)展回流加壓，入流水那么直接進(jìn)入氣浮池，進(jìn)展固液分別。

9、廢水處置中，氣浮法與沉淀法相比，各有何優(yōu)缺陷？答：氣浮法：可以分別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)氣泡需求能量，經(jīng)濟(jì)本錢較高。沉淀法：可以分別那些顆粒密度大于水能沉降的顆粒，而且固液的分別普通不需求能量，但是普通沉淀池的占地面積較大。作業(yè)二P189：4，6p245：3，7P286：2，34．解釋污泥泥齡的概念，闡明它在污水處置系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)管理中的作用。答：污泥泥齡即生物固體停留時(shí)間，其定義為在處置系統(tǒng)〔曝氣池〕中微生物的平均停留時(shí)間。在工程上，就是指反響系統(tǒng)內(nèi)微生物總量與每日排出的剩余微生物量的比值?；钚晕勰嗄帻g是活性污泥處置系統(tǒng)設(shè)計(jì)\運(yùn)轉(zhuǎn)的重要參數(shù)。在曝氣池設(shè)計(jì)中的活性污泥法，即是由于出水水質(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。而在活性污泥處置系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)管理過程中，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提高了解活性污泥法的某些機(jī)理，而且還有助于闡明活性污泥中微生物的組成。6、生物脫氮、除磷的環(huán)境條件和主要影響要素是什么？闡明主要生物脫氮、除磷工藝的特點(diǎn)答：脫氮：1、硝化：〔a〕好氧環(huán)境條件，并堅(jiān)持一定的堿度：〔b〕混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高：〔c〕硝化反響的適宜溫度是20~30℃。2、反硝化：〔a〕碳源：BOD5/TKN>3~5〔b〕pH：最適宜的pH是6.5~7.5〔c〕溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L以下〔d〕溫度：最適宜溫度是20~40℃。除磷：1〕厭氧環(huán)境條件；〔2〕污泥齡：SRT=5d天時(shí)，除磷效果87%。3〕pH為中性和微堿性〔4〕溫度越高釋磷速度越快〔5〕BOD/TP≥20〔6〕硝酸鹽的濃度應(yīng)小于2mg/l；7、生物濾池有幾種方式？各適用于什么詳細(xì)條件？答：低負(fù)荷生物濾池〔如今曾經(jīng)根本上不常用〕：僅在污水量小、地域比較偏遠(yuǎn)、石料不貴的場(chǎng)所尚有能夠運(yùn)用。高負(fù)荷生物濾池〔大多采用〕：適用于大部分污水處置過程，水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都比較高。3、比較生物膜法和活性污泥法的優(yōu)缺陷與活性污泥法相比，生物膜法具有以下特點(diǎn)：a)生物膜對(duì)污水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的順應(yīng)性，管理方便，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹；b)微生物固著在載體外表、世代時(shí)間較長的高級(jí)微生物也能增殖，生物相更為豐富、穩(wěn)定，產(chǎn)生的剩余污泥少；c)可以處置低濃度的污水；d)剩余污泥產(chǎn)量少，運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便e)生物膜法也存在有缺乏之處：生物膜載體添加了系統(tǒng)的投資；載體資料的比外表積小，反響安裝容積負(fù)荷有限、空間效率低，在處置城市污水時(shí)處置效率比活性污泥法低。2、厭氧發(fā)酵分為哪幾個(gè)階段？為什么厭氧生物處置有中溫消化和高溫消化之分？污水的厭氧生物處置有什么優(yōu)勢(shì)，又有哪些缺乏之處？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。厭氧生物處置可以在中溫〔35℃一38℃〕進(jìn)展〔稱中溫消化〕，也可在高溫〔52℃一55℃〕進(jìn)展〔稱高溫消化〕。由于在厭氧生物處置過程中需思索到各項(xiàng)要素對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響，由于產(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，處置的效果最好。厭氧生物處置優(yōu)勢(shì)在于：運(yùn)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，處置及處置簡(jiǎn)單。另外，氮、磷營養(yǎng)需求量較少，污泥可以長期儲(chǔ)存，厭氧反響器可間歇性或季節(jié)性運(yùn)轉(zhuǎn)。其缺乏之處：厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處置所需時(shí)間比好氧設(shè)備長；出水達(dá)不到要求，需進(jìn)一步進(jìn)展處置；處置系統(tǒng)操作控制要素較復(fù)雜；過程中產(chǎn)生的異味與氣體對(duì)空氣有一定影響。3、影響厭氧生物處置的主要要素有哪些？提高厭氧處置的效能主要從哪些方面思索？答：影響厭氧生物處置的主要要素有如下：pH、溫度、生物固體停留時(shí)間、攪拌和混合、營養(yǎng)與C/N比、氧化復(fù)原電位、有機(jī)負(fù)荷、厭氧活性污泥、有毒物質(zhì)等。提高厭氧生物處置的效能可思索：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.堅(jiān)持較長的生物固體停留時(shí)間4.系統(tǒng)內(nèi)防止進(jìn)展延續(xù)的猛烈攪拌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。某污水處置廠處置規(guī)模為30000m3/d，曝氣池中初始BOD5為250mg/L，生物處置出水后BOD5小于25mg/L，要求設(shè)計(jì)曝氣池的體積，剩余污泥和需氧量，相關(guān)參數(shù)如下：1、MLVSS/MLSS=0.82、回流污泥MLVSS為10000mg/L3、曝氣池中MLSS為3000mg/L4、污泥齡為10d5、二沉池出水中TSS為16mg/L，其中VSS占75%1、估算出水中BOD5的濃度懸浮固體中可生物降解部分：0.75×16=12mg/L可生物降解懸浮固體最終BODL=12×1.42=17.04mg/LBODL轉(zhuǎn)化為BOD5=0.68×17.04=11.6mg/L確定經(jīng)生物處置后要求的溶解性有機(jī)物，即Se：11.6+Se≤25mg/L，Se≤13.4mg/L2、計(jì)算曝氣池容積按污泥負(fù)荷〔0.25〕V=30000×〔250-13.4〕÷〔0.25×3000〕=9464m3按污泥泥齡(Y=0.6,Kd=0.08)V=30000×0.6×10×(250-13.4)÷[3000×0.8×(1+0.08×10)]=9858m3取9890m33、計(jì)算曝氣池水力停留時(shí)間t=9890×24/30000=7.91h4、計(jì)算每天排除的剩余污泥量：按表觀污泥產(chǎn)率Yobs=0.6/〔1+0.08×10〕=0.333計(jì)算排除的以MLVSS計(jì)的干污泥量△Xv=0.333×30000×〔250-13.4〕/1000=2363.6kg/d總排泥量：2363.6/0.8=2954.5kg/d按污泥泥齡△X=9890×3000/10/1000=2967kg/d5、計(jì)算污泥回流比R10000/0.8×QR=3000×〔Q+QR〕R=QR/Q=32%6、曝氣池需氧量30000×〔250-13.4〕÷0.68-1.42×2363.6×1000=7082kg/d作業(yè)三P346：1，4，8，10P398：1，2，51、化學(xué)處置的對(duì)象主要是水中的哪類雜質(zhì)？它與生物處置相比有什么特點(diǎn)〔本錢、運(yùn)轉(zhuǎn)管理、占地、污泥等〕？答：化學(xué)處置的對(duì)象主要是水中的無機(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)。與生物處置相比：本錢較高；運(yùn)轉(zhuǎn)管理較容易，占地較小，污泥較難脫水處置。4、化學(xué)混凝劑在投加時(shí)為什么必需立刻與處置水充分混合、猛烈攪拌？答：廢水與混凝劑和助凝劑進(jìn)展充分混合，是進(jìn)展反響和混凝沉淀的前提。要立刻與處置水充分混合、猛烈攪拌以發(fā)明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)展凝聚。8、用吸附法處置廢水，可以到達(dá)出水極為干凈。那么能否對(duì)處置要求高、出水要求高的廢水，原那么上都可以思索采用吸附法，為什么？答：不行，由于吸附法對(duì)進(jìn)水的預(yù)處置要求高，吸附劑的價(jià)錢昂貴，因此在廢水處置中，吸附法主要用來去除廢水中的微量污染物，到達(dá)深度凈化的目的。10、從水中去除某些離子〔例如脫鹽〕，可以用離子交換法和膜分別法。當(dāng)含鹽濃度較高時(shí)，該當(dāng)用什么方法？為什么？答：離子交換法。由于膜法易堵作業(yè)四P421：4，6，7，94、試分析污水處置廠設(shè)計(jì)中水質(zhì)水量與工藝流程選用的關(guān)系答：污水處置程度決議幾級(jí)處置；存在N、P，要脫氮除磷；有機(jī)物BOD含