水质工程学复习内容

名词解释 1 富营养化 是指富含磷酸盐和某些形式的氨素的水 在光照和其他环境条件是以的 情况下 水中所含的这些营养物质足以使水中的藻类过量生长 在随后的藻类死亡和 随之而来的异样微生物代谢活动中 水体所含的溶解氧很可能被耗尽 造成水体质量 恶化和水生态环境结构破化的现象 2 同向絮凝 由水力或机械搅拌推动水流运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝 3 异向絮凝 有布朗运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝 4 强化絮凝 通过某种手段强化传统混凝工艺对天然有机物 BDP前驱物 的去除 从而控制后续消毒过程中氯化消毒副产物的生成量 5 接触絮凝 澄清池开始运转时 在原水总投入较多的凝聚剂 如果在池内形成一个 絮体体积浓度足够高的区域 是投药后的原水进入该区域与具体很高提及浓度的粗粒 絮体接触 就能大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率 6 自由沉淀 悬浮物质浓度不高 在沉淀过程中颗粒互相不碰撞 呈离散状态各自独 立地完成沉淀过程 7 拥挤沉淀 干涉沉降 当水中有大量颗粒在有限的水体中沉降时 由于颗粒之间产 生影响 致使颗粒沉速较自由沉降时小的现象 8 絮凝沉淀 脱稳的胶体或微小的悬浮物聚结成大的絮凝体而沉淀的过程 9 浅池理论 按照理想沉淀池的原理 在保持截留沉速U和水平流速V都不变的条件 下 减小沉淀池的深度 就能相应地较少沉淀时间和缩短沉淀池的长度 10 截留沉速 恰能在池中沉淀下来的颗粒沉速u 11 表面溢流率 表面负荷 单位沉淀面积上承受的水量 12 有效粒径d10 表示通过筛孔的滤料质量占滤料总质量10 时对应的筛孔孔径 d80 表示通过筛孔的滤料质量占滤料总质量80 时对应的筛孔孔径 13 不均匀系数k d80与d10的比值 14 滤层膨胀率e 在滤层的反冲洗中 滤层因部分或全部悬浮于上升水流中而使滤层 厚度增加的现象 称为滤层膨胀 滤层增厚的相对比率 为滤层膨胀率 e L L0 L 100 15 反冲洗强度 用水对滤层进行反冲洗时 经滤层单位面积上流过的反冲洗水量 q Q A 16 强制滤速 水厂中部分滤池因进行检修或翻炒 而停运时 在总水量不变的情况 下其他运行滤格的滤速 17 软化 降低水中钙 镁离子含量的处理 18 除盐 把水中强电解质盐类全部或大部分加以去除的处理过程 19 硬度 水中钙镁离子含量的总和 20 活性炭再生 采用一些特殊的物理化学生物方法 将吸附在活性炭表面的吸附质 去除 恢复活性碳的吸附能力 21 离子交换 利用离子交换剂从电解质溶液中吸取某种阳离子或阴离子 而把本身 所含的另外一种带相同电荷符号的离子等当量的交换下来并释放到溶液中去 22 离子交换树脂的全交换容量 单位质量的离子交换树脂全部离子交换集团的数量 为固定常数 23 离子交换树脂的工作交换流量 一定的工作条件以及水利条件下 一个固定周期 中单位体积树脂实现的离子交换容量 是实际工程运转中所利用的交换容量 24 混合液悬浮固体 污泥浓度MLSS 曝气池单位容积混合液中所含有的活性污泥固 体物的总质量 g L 25 混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS 混合液中活性污泥有机性物质部分的浓度 26 污泥沉降比SV 混合液在量筒内静置30min后形成的沉淀污泥的体积占原混合液 容积的百分率 27 污泥容积指数 SVI SV MLSS mL L g L 28 BOD污泥负荷率Ns 曝气池内单位质量的活性污泥 在单位时间内接受的有机物量 Ns F M 29 污泥回流比R 指从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与与原污水流量Q之比 30 污泥龄 固体平均停留时间SRT 在曝气池内 微生物从其生成到排出的平均停留 时间 也就是曝气池内的微生物全部更新一次的时间 工程上 污泥总量 剩余污泥量 31 水力负荷 单位面积的滤池或单位体积的滤料每日处理的废水量 32 硝化 分为两步 氨氮首先氧化为亚硝酸氮 继而在氧化为硝酸氮 由自养微 生物硝化菌完成 33 反硝化 在缺氧 不存在分子态游离溶解氧 条件下 将亚硝酸氮和硝酸氮还原 成气态氮 N2 或 34 厌氧生物处理 厌氧消化 污泥消化 在无氧条件下 利用厌氧微生物的生命活动 将各种有机物转化为甲烷 二氧化碳的过程 35 生物处理 在微生物分解有机物的基础上 采用相应的人工措施 创造有利于微 生物生长 繁殖的良好环境 进一步增强微生物的新陈代谢功能 从而使污水中的有 机污染物和植物性营养物得以降解 去除 36 污泥含水率 污泥中所含水分的重量与污泥总量之比的百分数 37 污泥干燥 将脱水污泥通过处理 去除污泥的绝大部分毛细结合水 表面吸附水 和内部结合水的方法 38 污泥脱水 用真空 加压和干燥方法是污泥中的进一步分离 减少污泥体积 降 低储运成本 或利用焚化等方法将污泥固体物质装化为更稳定的物质 39 污泥发酵 有机物作为电子受体也是电子供体的生物降解过程 40 污泥脱水过滤产率 单位时间在单位过滤面积上产生的滤饼干重量 41 土地处理 污水有节制的投配到土地上 通过植物 土壤系统的 物理的 化学的 生物的吸附 过滤与净化作用以及自我调节功能 使 污水微生物降解的污染物得以净化 氮磷等营养物质和水分得以再利用 促进绿色植 物生长并获得增产 简答题 1 给水处理的常规工艺以及特殊情况下的强化工艺 常规处理工艺 原水 混凝 沉淀 过滤 消毒 饮用水 特殊给水处理工艺 原水 预氧化 加氧化剂 去除水中有机物 混凝 沉淀 过 滤 活性炭吸附 消毒 饮用水 生活饮用水处理的常规流程是什么 当水源受到较严重污染时 在常规工艺基础上应 增加那些单元才能满足生活饮用水处理的要求 答 常规处理工艺 原水 混凝 沉淀 过滤 消毒 出水 需增加预处理或深度处理 原水 预处理 混凝 沉淀 过滤 消毒 出水 原水 混凝 沉淀 过滤 消毒 深度处理 出水 2 胶体结构 图 答 胶体的双电层结构 胶核 吸附层 扩散层 胶体微粒聚合在一起形成胶核 胶核表面吸附电位形 成离子带电 由于静电引力 势必吸引溶中异性离子 到胶核周围 靠近胶核表面处 反离子浓度最大 通过胶体微粒表 面电荷的静电作用使该部分仅离子与胶体微粒紧密吸附在一起 并随胶体微粒移动 这一层反离子称为束缚反离子 胶体微粒表面吸附的电位形成离子和束缚反离子合称 为吸附层 随着与胶体微粒表面距离的逐渐变大 反离子浓度逐渐变小 束缚反离子以外的反离 子由于热运动和溶剂化作用有向溶液中扩散的趋势 并不随胶体微粒移动 这些反离 子称为自由反离子 构成扩散层 3 胶体的稳定性 由哪些原因造成 答 胶体的动力稳定性 由于胶体尺寸很小 强雷的布朗运动使其可以克服重力的 作用而不下沉 能够均匀地分散在水溶液中 胶体的带点稳定性 胶体颗粒间的静电斥力能够对抗其间的范德华力 使胶体颗粒 保持分散状态而稳定 胶体的溶剂化作用稳定性 胶体颗粒与分散介质水分子发生作用 使胶体颗粒周围 形成一层水分子有规律定向排列的水化层 当两个胶体颗粒靠近时 水化层中的水分 子被挤压变形而产生反弹力 阻碍两胶体颗粒进一步接近 使胶体颗粒保持分散状态 而稳定 疏水胶体稳定性主要原因 带电稳定性 动力稳定性 亲水胶体稳定性主要原因 水化作用稳定性占主导地位 带电稳定性则处次要地位 4 混凝机理 答 混凝是指通过某种方法是水中胶体颗粒和微小悬浮物聚集的过程 是水和废水处理 工艺中的一个单元操作 主要包括凝聚和絮凝两部分 凝聚 主要是指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程 絮凝 主要是指脱稳的胶体或微小悬浮物聚集成大的絮凝体的过程 胶体的凝聚机理包括 压缩双电层 吸附 电中和作用 吸附 架桥作用 网捕 卷扫作用 胶体的絮凝机理包括 异性絮凝 有布朗运动所引起的两个胶体颗粒向不同的方向运动而发生碰撞聚集的情 况 同向絮凝 由水力或机械搅拌推动水流运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝 5 混凝过程的控制指标 混凝可分为混合和絮凝两个过程 请简要说明各阶段的控制 指标要求 并解释原因 混合和絮凝在工艺上要求有何不同 水厂中这两个单元过程的 G GT值分别是多少 为什么 答 在混合阶段 主要目的是混凝药剂快速均匀地分散到水中有利于混凝剂的快速水 解 聚合及胶体颗粒凝聚 因此需要对水流进行快速剧烈搅拌 混合过程通常在10 20s至多不超过2min内完成 搅拌速度按速度梯度计 一般控制G值在700 1000s 1之内 由于此阶段水中颗粒尺寸很小 未超过布朗运动颗粒的尺寸范围 因此存在颗粒间的 异向絮凝 在絮凝阶段 主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚 同向絮凝起重要作用 一般 控制平均G值控制在20 70s 1 平均GT值控制在1 104 1 105范围内 6 G值的推导 7 影响混凝效果因素 答 水温的影响 水温过高过低都对混凝不利 最适宜水温20 30度之间 水的pH值的影响 不同混凝剂的最佳水解反应所需要的pH值范围不同 水的碱度的影响 当原水碱度低或混凝剂投加量较大时 通常需要加入一定量的碱度药剂 如石灰等来 提高混凝效果 水中有机污染物的影响 有机物存在条件下胶体颗粒比没有有机物时更难以脱稳 需要增加混凝剂投加量才能 获得较好的混凝效果 混凝剂投加量大幅度增加 混凝剂种类与投加量的影响 水力条件影响 水利条件包括水力强度和作用时间两方面 水中杂质颗粒浓度的影响 混凝剂投加方式的影响 8 理想沉淀池假定 答 假定 进水均匀地分布于沉淀区的始端 并以相同的流速水平的流向末端 进水中颗粒杂质均匀的分布于沉淀区末端 并在沉淀区内进行这等速自由沉降 凡能沉降至沉淀区底的颗粒杂质便认为已被除去 不再重新悬浮浸入水中 对于理想沉淀区 表面负荷 截留沉速 9 影响平流式沉淀池沉淀效率的因素 改进沉淀池去除效率可采取的措施有什么 适当增加沉淀池的水平流速 水平速度增加Fr随之增大 水流的稳定性也得到增强 可减少浑水易重流的影响 同 时也可减少其他上述各种水流的不良影响 目前平流沉淀池一般的流速为10 20mm s 最高可达50mm s 但水平流速增加 水流紊动程度增加 因此过大的水平 流速 也不利于沉淀 减少沉淀池水力半径R 可以使Re减小 Fr增加 即使流态趋向层流 又能提高水流的稳定性 具体做法可在 平流沉淀池中设置多余导流墙 通过增加水流断面的湿周 而使R减小 浅池理论 在保持截留沉速u 和水平流速u不变的条件下 减少沉淀池的深度 减 少沉淀时间 10 对滤料的要求 石英砂是最常用的滤料 答 具有足够的机械强度 具有良好的化学稳定性 具有用户要求的颗粒尺寸和粒度组成 11 反粒度过滤的基本原理 答 理想的滤层构造适应是沿过滤水流方向滤料的粒径由粗变细 称为反粒度过滤 使水首先进入粗滤料层 粗滤料的单位体积滤层的滤料表面积较小 单位体积滤层进 入滤层中截留的杂质比较少 从而使滤层孔隙被堵塞的比较慢 未被表层截留的杂质 增长的较慢 滤池过滤周期增长 滤层含污能力增大 12 提高滤池效果的手段 答 采用分层滤 使用粗制均匀滤料 提高反冲洗效果 气水反冲洗 表面助冲 表面扫洗 如何提高滤池的含污能力 提高滤料颗粒的均匀性 由单层滤料改为双层滤料或三层滤料 改变水流方向 采用上 下双向水流过滤 13 滤料层 承托层 配水系统的作用 答 滤料层的作用 用来去除水中的悬浮物 以获得浊度更低的水 如慢滤池主要 依靠滤层表面形成一层致密的滤膜 水经过滤膜过滤后才变得清澈 快滤池主要 依靠整个滤层提供的滤料表面积来去除浊质 承托层的作用 支撑滤料层的作用 以防止滤料泄漏 起配水作用 使配水系统流出的反冲洗水能均匀地分布在整个滤层底部 所以承托 层的结构与配水系统有关 配水系统的作用 在滤池过滤时 能将过滤的水聚集起来起初池外 在滤池反冲洗时 能将反冲洗水均匀分布于整个滤池平面面积上 反冲洗作用 清除聚集在滤层中的积泥 14 反冲洗配水系统类型 特点 原理 滤池常见的反冲洗配水系统有哪些 各有何作 用 答 反冲洗配水系统有 大阻力配水系统和小阻力配水系统两种基本形式 还有中阻 力配水系统 大阻力配水系统 常见的是 穿孔管大阻力配水系统 能定量地控制反冲洗水分布的均匀程度 工作比较可靠 但水头损失较大 小阻力配水系统 分布水的均匀程度较差 但反冲洗时消耗的水头损失很小 为滤 池反冲洗提供了便利条件 常用于中小型设备 常用的是 格栅 孔板 穿孔渠 滤头 小组里配水系统的孔眼流速越高 均匀配水的可靠性也越高适用的滤池面积也越大 配水系统的均匀程度可以孔眼最小流量与最大流量之比表示 Q Q 0 9 0 95 min max q q 15 V型滤池的主要特点有哪些 答 V型滤池因两侧 或一侧也可 进水槽设计成V字形而得名 其主要特点是 滤料粒径较粗 均匀性好 反冲洗不致产生水力分散现象 滤层不 易堵塞 故过滤周期长 气 水反冲洗再加始终存在的横向表面扫洗 冲洗效果好 冲洗水量大大减少 16 请绘出水中含有氨氮时的加氯曲线 并说明各段化学反应 OA段 水中杂质把氯消耗光 AH段 氯与氨发生化学反应 产生化合性余氯 Cl2 H2 HoCl H Cl NH3 HoCl NH2Cl H2o HB段 氯与氨继续反应 产生化合性余氯 随着氯量增加 开始出现 2NH2Cl HoCl N2 3HCl H2o BC段 水中的氨消耗完 开始出现自由性余氯 该阶段消毒效果最好 自由余氯 化合余氯 b1 b2 b3 b4 Q2 Q3 Q4 B C A 0 余 氯 自由性余氯 以Cl2 HoCl和OCl 等形式存在的余氯为自由性余氯 化合性余氯 以氯胺 一氯胺 二氯胺 三氯胺 形式存在的余氯为化合性余氯 17 氯消毒的副产物 危害 控制技术 答 氯消毒的副产物 DBP 三卤甲烷 THM 和卤乙酸 HAA 危害 致癌 多数为挥发性物质 对人类健康会产生潜在影响 控制技术 强化混凝 消除DBP前驱物 粒状活性炭吸附 去处没有被混凝沉淀所 去除的DBP前驱物 膜过滤 去除有机物 并控制DBP 18 影响活性炭吸附的因素 答 活性炭的性质 物理 化学 吸附性质 吸附质的性质 其他因素 包括溶液的pH值 无机离子组成的以及含量 无机沉淀 活性炭与水处理化学药剂的反应 19 离子交换树脂的结构组成 答 离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物 结构分为两个部分 一部分为离子交换树脂的骨架 它是高分子化合物的基体 另一部分是带有可交换离子的活性基团 它化合在高分子骨架上 提供可交换的离子 20 典型污水处理工艺 活性污泥法的净水过程 活性污泥法的系统组成 A典型污水处理工艺 活性污泥法 典型的城市污水主要来源是城市居民生活污水 主要的去除对象是有机污染物一般用C OD和BOD5作为指标 格栅 截留较大的悬浮物或漂浮物 沉砂池 去除比重较大的无机颗粒 初沉池 去除悬浮物 同时去除部分BOD5 可改善生物处理构筑物的运行条件 并降 低其有机负荷 曝气池 活性污泥反应器的核心处理设备 微生物降解有机物的场所 二沉池 实现泥水分离 B活性污泥净化污水的过程 答 在活性污泥法处理条件中 有机物从污水中去除过程的实质是有机物作为营养物 质被活性污泥微生物摄取 代谢与利用的过程 这一过程的结果是污水得到净化 微 生物活得能量 并合成新的细胞 使活性污泥的到增长 该过程大致包括 初期吸附去除 微生物代谢 活性污泥沉淀分离 C活性污泥主要由哪几部分组成 答 具有代谢功能活性的微生物群体 微生物自身氧化的残留物 由污水挟入的并被微生物所吸附的有机物质 由污水挟入的无机物质 D活性污泥微生物及其作用 答 活性污泥微生物群体主要由细菌组成 此外 在活性污泥上还存在真菌以及原生 动物 后生动物 活性污泥微生物中的细菌以异养型的原核细菌为主 在活性污泥处理条件中 进化污水的第一承担者也是主要承担者是细菌 而摄食处理 水中游离细菌 使污水进一步净化的原生动物则是污水净化的第二承担者 并将原生 动物称之为活性污泥系统中的指示性动物 E活性污泥微生物的增殖规律 答 活性污泥微生物的增殖速率主要取决于有机物量 F 与微生物量 M 的比值 F M 活性污泥微生物的增殖分为以下4个阶段 适应期 本阶段初期微生物不增殖 但是微生物个体增大 酶系统逐渐适应新的环 境 在本阶段后期 酶系统对新环境已基本适应 微生物个体发育也达到了一定的程 度 细胞开始分类 微生物开始增殖 对数增长期 此阶段微生物增殖速率提高 有机物非常充分 微生物以最大速度摄 取有机物 也是最大速率增殖 合成新细胞 减衰增殖期 随着微生物不断增值 有机物浓度不断下降 有机物逐步成为微生物 增殖的限制因素 在后期微生物增殖速率几乎与死亡速率相等 微生物活体数达到最 高水平 内源呼吸期 污水中有机物持续下降 达到几乎耗尽的程度 F M比值降至最低程度 F环境因素对活性污泥微生物的影响 答 营养物质 污水营养物质的平衡一般以BOD5 N P 100 5 1 溶解氧 一般宜保持在不低于2mg L的程度 pH值 最适pH值范围是6 5 8 5 温度 事宜温度介于15 30度之间 有毒物质 如重金属 H2S等 21 活性污泥处理法中污泥膨胀的原因 控制对策 答 碳水化合物含量高或可溶性有机物含量多的污水 腐化或早期消化的废水 硫化氢含量高的废水 N P含量不平衡的废水 含有毒物质的废水 混合液中DO浓度太低 高pH值或低pH值废水 缺乏一些微量元素的废水 曝气池混合液受到冲击负荷 污泥龄过长及有机负荷过低 营养物不足 高有机负荷 且缺氧的条件下 水温过高或过低 22 活性污泥法与生物膜法优缺点分析 生物膜法特点 答1 微生物相方面的特征 a生物膜中的微生物多样化 能够存活世代时间较长的微生物 b生物的食物链长 c分段运行与优势菌属 2 处理工艺方面的特征 a耐冲击负荷 对水质水量变动有较强的适应性 b微生物量多 处理能力大 净化功能强 c污泥沉降性能良好 易于沉降分离 d能够处理低浓度的污水 e易于运行管理 节能 无污泥膨胀问题 23 好氧与厌氧优缺点 使用条件 答 厌氧生物处理法的优点 能耗少 运行费低 污泥产量少 营养盐需要少 产生甲烷 可作为潜在的能源 可 消除气体排放的污染 能处理高浓度的有机废水 可承受较高的有机负荷和容积负荷 厌氧污泥可长期储存 添加底物后可实现快速响应 厌氧生物处理发的缺点 欲达到理想的生物量启动周期长 有时需要提高碱度 常需进一步通过好氧处理达到 排放要求 低温条件下降解速率低 对某些有毒物质敏感 产生臭味和腐蚀物质 24 活性污泥法的演化 派出 发展 深层次发展 答 传统活性污泥法 渐减曝气活性污泥法 延时曝气活性污泥法 分段进水活性污 泥法 吸附再生活性污泥法 高负荷活性污泥法 完全混合活性污泥法 纯氧曝气活 性污泥法 25 生物膜法的基本原理 工艺形成 了解其特点原理图 答 生物膜法基本流程 初沉池 作用是去除大部分悬浮固体物质 防止生物膜反应器堵塞 尤其对孔隙小的 填料是必须的 二沉池 作用是去除脱落的生物膜 提高出水水质 出水回流 作用是当进水浓度较大时 生物膜增长过快 采用出水回流 以稀释进水 有机物浓度和提高生物膜反应器的水力负荷 加大水流对生物膜的冲刷作用 更新生 物膜 避免生物膜的过量累计 从而维持良好的生物膜活性和适合的膜厚度 但出水 回流并不是必不可少的 26 生物膜法的概念 组成 答 生物膜形成过程 是废水在流经载体表面时 微生物相载体表面输送的物质结合 在一起 固定化后就形成了生物膜 它生长于载体表面 其中的丝状菌相互缠绕并蔓 伸于水中 使生物膜呈现立体结构 当废水中含有足够数量的有机营养物 微量元素 及溶解氧时 微生物在填料表面生长繁殖 微生物可在其自身通过代谢途径产生的胶 质粘膜内活动 使微生物的数量不断增长 并并使其从载体表面向外伸展 由于微生 物不断繁殖增长 生物膜的厚度不断增加 当膜厚度达到一定程度以后 在氧气不能 透入的膜内侧深部即转变为厌氧状态 表层仍然为好氧状态 由此形成由好氧和厌氧 两层组成的生物膜 成熟标志 生物膜沿水流方向分布 其上由细菌及各种微生物组成的生态系统及其对 有机物的降解功能都达到了平衡和稳定状态 27 BAF 曝气生物滤池 氧化沟 三类 AB SBR 生物氧化床 USBR 三相分 离器 的原理 运行方式 特点 答 BAF 曝气生物滤池 是集生物降解 固液分离于一体的污水处理工艺 是生物 接触氧化工艺与过滤工艺的有机结合 该工艺将生物接触氧化与过滤结合在一起 不 设沉淀池 通过反冲洗再生实现滤池的周期运行 可以保持接触氧化的高效性 同时 又可以获得良好的出水水质 工作原理及特征 进水水流向下 空气从距滤料底部30cm处向上通入 二者形成逆流 从而增加气水接触时间 有利于氧的转移 充分发挥下层滤料表面生物膜的氧化降 解作用 由于滤粒较小 比表面积大 使池中能够容纳着大量微生物 提高了整个曝 气生物滤池的储污能力 延长反冲周期 处理水从底部出水系统收集到出水渠 进入 集水池 到滤池运行到一定时期 随着生物量和滤层中截留杂质的增加 水头损失也 增加 水位上升 此时需要对滤料进行反冲洗 反冲洗废水通过排水管回流到一级处 理设施 曝气生物滤池的特点 占地面积小 基建投资省 出水水质好 氧的传输效率较高 曝气量小 供氧动力消耗低 抗冲击负荷能力强 耐低温 易挂膜 启动快 氧化沟 又称连续循环反应器 是常规活性污泥法的一种改型和发展 是延时曝气法的一种特殊形式 它的池底狭长 池深较浅 曝气池一般呈现封闭的环状沟渠形 污水和活性污泥的混 合液在其中作不停的循环流动 水力停留时间长达10 40h 氧化沟的基本构造和工艺简况 化沟的基本构造 氧化沟的工艺简况 可考虑不设初沉池 也可考虑不单设二沉池 使氧化沟与二沉池合建 可以省去污泥 回流装置 氧化沟内的流态是完全混合式的 但是又具有某些推流式的特征 如在瀑 气装置下游 溶解氧浓度从高向低变动 甚至可能出现缺氧段 氧化沟这种独特的水 流状态 有利于活性污泥的生物絮凝作用 而且可以将其区分为抚养去 缺氧区 用 以进行硝化和反硝化 取得脱氮的效果 主要缺点 氧化沟工艺的缺点主要表现在占地和耗能方面 由于沟深的限制以及沟型方面的原因 是的氧化沟工艺的占地面积大于其他活性污泥法 另外 由于采用机械曝气 动力 效率低 能耗也较高 AB工艺 吸附生物降解工艺 图示AB法的污水处理工艺流程 并简述该工艺的运行特点 AB法的工艺流程 AB法为两段活性污泥法 即分为A段 吸附段 和B段 生物氧化段 污水经过砂沉池进入A段系统曝气池中短时间停留 进入中间沉淀池 进行泥水分离 中间沉淀池出水进入B段系统 污水在B段曝气停留较长 一般为2 4h 完成微生物对污水中有机物的生物降解作用 A段与B段个字拥有独立的污泥回流 系统 两段完全分开 每段能够培养出适于本段污水水质的微生物种群 AB法工艺的运行特点 a不设初沉池 A段由曝气池 中间沉淀池组成 B段由曝气池和二次沉淀池组成 AB段有独自的污泥 回流系统 因此二段有各自独立的微生物群体 故处理效果稳定 bA段以高负荷或超高负荷运行 cA段活性污泥吸附能力强 能吸附污水中某些重金属 难降解有机物及N P等植物营 养物质 这些物质通过剩余污泥的排出而得以去除 dB段接收A段的处理水 以低负荷运行 去除有机物是B段的主要净化功能 e主要缺点是产泥量高 有两 个污泥回流系统 SBR 间歇式活性污泥法 又称序批式活性污泥法处理系统 1 间歇式活性污泥法的工作原理 SBR工艺的运行工况是以简写操作作为主要特征 一个运行周期可分为五个阶段 进水 反应 沉淀 排水 闲置 待机 在运行周期内 各阶段的运行时间 反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可 以根据具体污水性质出水质量与运行功能要求等灵活掌握 a进水阶段 污水注入之前 反应器存在着高浓度的活性污泥混合液 污水注满后再进 行反应 起到水质调节池作用 如果一边进水一边曝气 则对有毒物质或高浓度有机 污水起缓冲作用 表现出耐冲击负荷的特性 b反应阶段 包括曝气和搅拌混合 c沉淀阶段 停止曝气或搅拌 使混合液处于静止状态 活性污泥与水分离 d排水阶段 经过沉淀后产生的上清液 作作为处理水出水 排水后还可以根据需要排 放剩余污泥 e闲置阶段 在处理水排放后 反应器处于停滞状态 等待下一个操作运行周期开始 SBR工艺根据开始曝气的时间与注水过程时序的不同 分为三种不同的曝气方式 即 非限制曝气 一边注水一边曝气 限制曝气 注水完毕后再开始曝气 半限制曝气 注水阶段的后期开始曝气 SBR工艺是一种结构简单 运行方式灵活多变 空间上混合液呈理想的完全混合 时 间上有机物降解呈理想推流的活性污泥 2 工艺特征 最重要的是采用集有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器 间歇曝气池 与连续式活性污泥法相比 不需要污泥回流及其设备和动力消耗 不设 二沉池 优点 a共同以流程简单 基建与运行费用低 b生化反应推动力大 速度快 效率高 出水水质好 c通过对运行方式的调节 在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷 d耐冲击负荷能力较强 处理有毒或高浓度有机污水的能力强 e按非限制曝气方式运行时 不易产生污泥膨胀 是防止污泥膨胀的最好工艺 UASB 升流式厌氧污泥层反应器 1 UASB工艺的工作原理 UASB反应器中废水为向上流 最大的特点是在反应器上部设置了一个特殊的气液固三 相分离系统 简称三相分离器 其下部是反应器 当反应器运行时 废水自下部进入反应器 并以一定上升流速经过污泥层向上流动 进入底物与厌氧活性污泥充分接触而得到降解 产生沼气 并形成小气泡 由于小气 泡上升将污泥托起 即使在较低负荷下也能看到污泥层有明显的膨胀 随着产量的增 加 这种搅拌混合作用更强 气体从污泥层内不断逸出 引起污泥沸腾流化状态 污 泥层有大量污泥颗粒组成 污泥层的颗粒随着颗粒表面气泡的成长而向上浮动 当浮 动一定高度由于减压式气泡释放 颗粒再回到污泥层 很小的颗粒或絮状污泥一般存 在于污泥之上 形成悬浮层 悬浮层生物量较少 由于相对密度较少 上升速度较大 易流失 反应器内没有载体 是一种悬浮生长型的消化器 UASB主体部分由反应区 沉降区 气室三部分组成 在反应器的底部是浓度较高的污 泥层 称污泥床 在污泥床上部是浓度较小的悬浮污泥层 通常吧污泥床和悬浮污泥 层统称为反应区 在反应区的上部舍友气液固三相分离器 三相分离器工艺特点 在水和污泥的混合物进入沉淀区之前 必须首相将气泡分离 出来 为避免在沉淀区内产气泡 污泥在沉淀器里的滞留时间必须足够短 由于厌氧污泥是积聚的特征 沉淀器内形成的颗粒污泥层对液体通过它向上流动影 响不大 28 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物代谢过程 水解阶段 产酸发酵阶段 产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段 厌氧细菌 产酸细菌 包括水解 产酸发酵 产氢产乙酸阶段的细菌群体 产甲烷细菌 1 产酸细菌 2 产氢产乙酸细菌 3 同型产乙酸细菌 4 利用H2和Co2产甲烷细菌 5 分解乙酸的产甲烷细菌 6 产氢发酵细菌 1 水解阶段 复杂的大分子 不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为简单的溶解 性单体或二聚体过程 2 产酸发酵阶段 产酸发酵细菌 AFB 将溶解性单体或二聚体化为挥发性脂肪酸和 醇为主的末端产 同时产生新的细胞物质 3 产氢产乙酸阶段 在产氢产乙酸细菌的作用下 将产生的各种有机酸 被分解转化 成乙酸和H2 在降解有机酸时还形成CO2 4 产甲烷阶段 产甲烷细菌将乙酸 乙酸盐 CO2和H2等转化为甲烷 此过程中产甲 烷细菌可以分别通过以下 两种途径之一生成甲烷 其一是CO2存在时 利用H2生成甲烷 4H2 CO2 CH4 2H2O 其二是利用乙酸生成甲烷 CH3COOH CH4 CO2 影响产酸细菌的主要生态因子 pH值 氧化还原电位 ORP 碱度 温度 水力停留时间和有机负荷 影响产甲烷细菌的主要生态因子 pH值 氧化还原电位 ORP 有机负荷率 温 度 污泥浓度 碱度 解除与搅拌 营养 抑制物与激活剂 29 污泥处理的一般原则 污泥处理的基本方法 减量化 稳定化 无害化 资源化 答 浓缩 利用重力或气浮方法尽可能多分离出的污泥中的水分 稳定 利用消化 及生物氧化方法将污泥中的有机固体物质转化为其它惰性物质 以避免在用作土地改良剂或其他用途时 产生臭味和危害健康 或采用消毒方法 暂 时抑制微生物的代谢避免恶臭 调理 利用加热或化学药剂处理污泥 使污泥中的水 分容易分离 脱水 用真空 加压或干燥的方法是污泥中的水分进一步分离 减少污 泥体积 降低储运成本 或利用分化等方法将污泥固体物质转化为更稳定的物质 30 土里处理系统 土地处理概念 净化机理 答 污水土地处理系统 污水有节制的投配到土地上 通过土壤 植物系统的物理的 化学的 生物吸附的过滤和净化作用和自我调节功能 使污水生 物降解的污染物的以降解 净化 氮磷等营养物质和水分得以再利用 促进绿色植物 生长获得增产 净化机理 物理过滤 物理吸附和物理化学吸附 化学反应与化学沉淀 微生物代谢 作用下的有机物分解 植物吸附和吸收作用 31 生物脱氮工艺技术 1 活性污泥法脱氮传统工艺 曝气池 氨化 使有机氮转化为NH3 NH4 去除BOD COD 硝化池 消化曝气池 NH3 N及NH4 N在这里氧化为NO3 N 投碱以防止Ph值下降 反硝化反应器 采用厌氧 缺氧交替进行方式 作为碳源 可投加甲醇 也可以引用原废水 2 工艺特点 优点