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环境工程专业水污染控制工程第三版习题答案

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以下。

(d)温度:反硝化反应的最适宜温度是20~40℃,低于15℃反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝化速率,在冬季低温季节,可采用如下措施:提高生物固体平均停留时间;降低负荷率;提高污水的水力停留时间。 (2) 生物脱氮工艺

(a)三段生物脱氮工艺:

将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来,每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。 (b)Bardenpho生物脱氮工艺:

设立两个缺氧段,第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。为进一步提高脱氮效率,废水进入第二段反硝化反应器,利用内源呼吸碳源进行反硝化。曝气池用于吹脱废水中的氮气,提高污泥的沉降性能,防止在二沉池发生污泥上浮现象。

(c)缺氧——好氧生物脱氮工艺:

该工艺将反硝化段设置在系统的前面,又称前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以水中的有机物为碳源,曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液,在缺氧池中进行反硝化脱氮。

生物除磷过程需设置厌氧区和好氧区,同时活性污泥需要不断经过厌氧区磷释放和好氧区磷吸收,通过排除进过以后富含磷的污泥使污水中磷得以去除。生物除磷的厌氧过程对污水中碳源的品质和数量有更高的要求,最理想的碳源为挥发性脂肪酸,其次为易发酵的有机物。 生物除磷影响因素: (1)厌氧环境条件:

(a)氧化还原电位:Barnard、Shapiro等人研究发现,在批式试验中,反硝化完成后,ORP突然下降,随后开始放磷,放磷时ORP一般小于100mV;

(b)溶解氧浓度:厌氧区如存在溶解氧,兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢,不会产生脂肪酸,也不会诱导放磷,好氧呼吸会消耗易降解有机质;

(c)NOx-浓度:产酸菌利用NOx- 作为电子受体,抑制厌氧发酵过程,反硝化时消耗易生物降解有机质。 (2)有机物浓度及可利用性:碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大,传统水质指标很难反映有机物组成和性质,ASM模型对其进一步划分为:

(a)1987年发展的ASM1:

CODtot=SS+SI+XS+XI (b)1995年发展的ASM2:

溶解性与颗粒性:SA+SF+SI+XS+XI

S表示溶解性组分,X表示颗粒性组分;下标S溶解性,I惰性,A发酵产物,F可发酵的易生物降解的。 (3)污泥龄:污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量,污泥龄越长,污泥含磷量越低,去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。

Rensink和Ermel研究了污泥龄对除磷的影响,结果表明:SRT=30d时,除磷效果40%;SRT=17d时,除磷效果50%;SRT=5d天时,除磷效果87%。 同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。

(4)pH:与常规生物处理相同,生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性,不合适时应调节。 (5)温度:在适宜温度范围内,温度越高释磷速度越快;温度低时应适当延长厌氧区的停留时间或投加外源VFA。 (6)其他:影响系统除磷效果的还有污泥沉降性能和剩余污泥处置方法等。

7 如何计算脱氮、除磷系统的曝气池容积、曝气池需氧量和剩余污泥量?

8 如何计算生物脱氮系统反硝化池的容积?

9 仔细分析污水中COD的组成,并说明它们在污水处理系统中的去除途径。

10 二沉池的功能和构造与一般沉淀池有什么不同?在二沉池中设置斜板为什么不能取得理想的效果? 答:活性污泥法中的二沉池在功能上要同时满足澄清和污泥浓缩两个方面的要求,他的工作效果将直接影响系统的 和回流污泥浓度,二沉池中发生的沉淀为絮凝沉淀和压缩沉淀,和一般沉淀池中发生的沉淀不同,故结构也不同。

在二沉池中沉淀形式主要是成层沉淀而非自由沉淀,在二沉池中设置斜板后,实践上可以适当提高池子的澄清能力,这是由于斜板的设置可以改善布水的有效性和提高斜板间的弗劳德数,而不属于浅池理论原理。而且假设斜板既增加了二沉池基建投资,且会由于斜板上积存污泥,造成运行上的麻烦。 第十三章 生物膜法

1什么是生物膜法?生物膜法具有哪些特点?

答:污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触,污水中的有机污染物,作为营养物质,为生物膜上的微生物所摄取,污水得到净化,微生物自身也得到繁衍增殖。

特点:

1、 微生物相方面的特点

(1) 参与净化反应的微生物多样化 (2) 生物的食物链长

(3) 能够存活世代时间较长的微生物 (4) 分段运行和优占种属 2、 处理工艺方面的特点

(1) 对水质、水量变动有较强的适应性 (2) 污泥沉降性能好,宜于固液分离 (3) 能够处理低浓度的污水 (4) 易于维护运行、节能

2试述生物膜法处理废水的基本原理

答:原理:细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触,污水中的有机污染物,作为营养物质,为生物膜上的微生物所摄取,污水得到净化,微生物自身也得到繁衍增殖。 3比较生物膜法与活性污泥法的优缺点。

普通活性污泥法工作流程

优点:BOD和SS去除率高,可达90%-95%,适于处理要求高,水质稳的废水.

缺点:对水质变化适应差;实际需氧前大后小,使前段氧少,后段氧余;曝气池容积负荷低,占地面积大,基建费高. 改进:

阶段曝气:克服前段氧少,后段氧余缺点,曝气池容积减少30%.完全混合:承受冲击负荷强,适应工业废水特点,可处理高浓度有机废水;污泥负荷高,需氧均匀,动力省;但连续出水时,水质不理想,污泥膨胀.延时曝气:低负荷运

行,池容积大,耗时长,积污水和污泥处理于一体,污泥氧化彻底,脱水迅速,无臭,水质稳定,受低温影响小.但池容积大,曝气量大,部分污泥老

化.适于处理要求高,不便于污泥处理的小城镇污水和工业废水. 废水→ 初沉池 → 二沉池 → 生物滤池 →出水

生物膜法工作流程 2.生物膜法 优点

★生物膜对水质,水量变化适应性强,稳定性好;★无污泥膨胀,运转管理方便;★生物膜中生物相丰富,生物种群呈一定分布; ★有高营养级别微生物存在,产能多,剩余污泥少; ★自然通风供氧,省能耗.

缺点

★运行灵活性差,难以人为控制;

★载体比表面积小,设备容积负荷小,空间效率低; ★处理效率差,BOD去除率约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几个过程?与活性污泥相比 有什么区别?

1潜伏期或适应期

微生物在经历不可逆附着过程后,开始逐渐适应生存环境,并在载 体表面逐渐形成小的,分散的微生物。这些初始菌落首先在载体表面 不规则处形成。这一阶段的持续时间取决于进水第五浓度以及载体表 面特性。在实际生物膜反应器启动时,要控制这一阶段是很困难的。 2对数期或动力学增长期

在适应期形成的分散菌落开始迅速增长,逐渐覆盖载体表面。生物膜厚度可以达到几十μm。多聚糖及蛋白质产率增加,大量消耗溶解氧,后期氧成为限制因素,此阶段结束时,生物膜反应器的出水底物浓度基本达到稳定值,这个阶段决定了生物膜反应器内底物的去除效率及生物膜自身增长代谢的功能。

3线性增长期

生物膜在载体表面以恒速率增长,出水底物浓度不随生物量的积累而显著变化;其好氧速率保持不变;此阶段生物膜总量的积累主要源于非活性物质。此时生物膜活性生物量所占比例很小,且随生物膜总量的增长呈

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