水質工程學作業(yè)及參考答案

思考題和作業(yè)水循環(huán)定義

1：水循環(huán)是指水由地球不同的地方透過吸收太陽帶來的能量轉變存在的模式到地球另一些地方。定義

2：在太陽能和地球表面熱能的作用下，地球上的水不斷被蒸發(fā)成為水蒸氣，進入大氣。水蒸氣遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，這個周而復始的過程，稱為水循環(huán)。定義

3：水循環(huán)是指大自然的水通過蒸發(fā)，植物蒸騰，水汽輸送，降水，地表徑流，下滲，地下徑流等環(huán)節(jié)，在水圈，大氣圈，巖石圈，生物圈中進行連續(xù)運動的過程。水循環(huán)分為海陸間循環(huán)（大循環(huán)）以及陸上內循環(huán)和海上內循環(huán)（小循環(huán)）。從海洋蒸發(fā)出來的水蒸氣，被氣流帶到陸地上空，凝結為雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸發(fā)返回大氣，其余部分成為地面徑流或地下徑流等，最終回歸海洋。這種海洋和陸地之間水的往復運動過程，稱為水的大循環(huán)。僅在局部地區(qū)(陸地或海洋)進行的水循環(huán)稱為水的小循環(huán)。環(huán)境中水的循環(huán)是大、小循環(huán)交織在一起的，并在全球范圍內和在地球上各個地區(qū)內不停地進行著。水的社會循環(huán)：由于人類生產(chǎn)與生活活動的作用與影響，自然水循環(huán)徑流部分參與的水循環(huán)。水的社會循環(huán)對水量和水質有較為突出的影響，近年來，河流、湖泊來水量大幅度減少，甚至干涸，地下水位大面積下降，徑流條件發(fā)生重大改變，不可復原水量所占比例愈大，對自然水文循環(huán)的擾動愈劇烈，天然徑流量的降低將十分顯著，引起一系列的環(huán)境與生態(tài)災害。污染物的類別、危害及相應的污染指標1類別危害污染指標物理性污染熱污染水溫升高飽和溶解氧降低，水體復氧速率減慢，水生生物的耗氧速率加快，水中溶解氧迅速消耗，造成魚類和水生生物的窒息死亡，水質迅速惡化；水體中化學反應速率加快，可引發(fā)水體物理化學性質，如電導率、溶解氧、離子濃度和腐蝕性的變化，臭味加??；水溫(3)

使水體中的細菌加速繁殖，增高該水體的處理成本；2(4)

加速藻類的繁殖，加快水體富營養(yǎng)化進程。顏色有色工業(yè)廢水（如印染、造紙、農藥、焦化及有機化工廢水）排入水體形成色度（分表色和真色），引起人們感官不悅。當水體色度加深時，使透光性減弱，影響水生生物的光合作用，抑制其生長繁殖，妨礙水體的自凈作用。色度臭味生活污水的臭味主要由有機物的腐敗產(chǎn)生氣體引起，工業(yè)廢水主要由揮發(fā)性化合物造成。臭味給人以感官不悅，甚至危及人體生理，呼吸困難，倒胃悶胸，嘔吐等。臭味固體物質包括懸浮固體、膠體、溶解性固體，水體受污染后，濁度增加、透光度減弱，主要危害為：(1)與色度形成的危害相似；(2)懸浮固體可能堵塞魚鰓，導致魚類窒息死亡，如紙漿廢水；(3)微生物對有機懸浮固體的代謝作用，會消耗水中溶解氧；(4)可沉固體會沉積在河底，造成底泥沉積與腐化，使水體惡化；(5)懸浮固體可作為載體，吸附其他污染物質，隨水流遷移污染?？偣腆w量(TS)無機物污染酸、堿及無機鹽酸堿污染可能使水體

PH

值發(fā)生變化，抑制微生物的生長，影響水體的自凈能力；無機鹽污染使水體硬度增加，造成的危害與前述溶解性固體相同PH

值氮、磷加快富營養(yǎng)化進程，使水體溶解氧迅速降低，魚類大量窒息死亡總氮(TN)凱氏氮(KN）硝態(tài)氮亞硝態(tài)氮總磷(TP)溶解性總磷溶解性正磷硫酸鹽及硫化物人飲用一定量后，會引起腹瀉，H2S具有臭雞蛋氣味，硫化物會使水體變黑，具有一定腐蝕性SO42-氯化物受氯化物污染后，無機鹽含量往往也高，水味變咸，對金屬管道與設備有腐蝕作用，且不宜作為灌溉用水氯化物重金屬就有較大的毒性，不易被微生物降解，形成的有機化合物毒性更大，可以通過食物鏈傳入人體，使人體體內蛋白質及酶失去活性，造成慢性中毒汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鉛(Pb)等有機物污染油脂類水體受污染后，會呈現(xiàn)五顏六色，感官性狀極差；濃度高時隔絕水面與大氣接觸，水體復氧停止，影響水生生物的生長與繁殖；油脂高時會堵塞魚鰓，造成窒息死亡；有些油脂有毒性化學需氧量(COD)生化需氧量(BOD)總需氧量(TOD)總有機碳(TOC)酚類主要是揮發(fā)酚，對水生生物有較大毒性；被污染水作為飲用水，加氯消毒時，氯與氛結合成氯氛，產(chǎn)生臭氣；若灌溉農田，會導致作物減產(chǎn)甚至枯死有機酸、堿對微生物有毒害或抑制作用表面活性劑含磷并易產(chǎn)生大量泡沫，導致水體富營養(yǎng)化有機農藥難于分解，不斷積累，毒性大，對微生物有毒害和抑制作用，有害人體健康，致癌、制畸、致突變取代苯類化合物難降解有機物，對微生物有毒害和抑制作用病原微生物數(shù)量多、分布廣、存活時間長、繁殖速度快，隨水流傳播疾病大腸菌群指數(shù)、病毒、細菌總數(shù)簡述水質污染指標在水體污染控制、污水處理工程設計中的作用。水質指標是水中某一種或某一類雜質的含量，直接用其濃度表示，如某種重金屬和揮發(fā)酚；有些是利用某類雜質的共同特性來間接反映其含量的，

如

BOD、COD

等；還有一些指標是與測定方法直接聯(lián)系的，常有人為任意性，如渾濁度、色度等。水質指標是判斷和綜合評價水體質量并對水質進行界定分類的重要參數(shù)，是通過對污染物質做出定性、定量的檢測以反映污水的水質，能綜合表示水中雜質的種類和含量。通過水質污染指標能指導水體污染控制和污水處理工程設計的進行與發(fā)展。分析總固體、溶解性固體、懸浮固體及揮發(fā)性固體、固定性固體指標之間的相互關系，畫出這些指標的關系圖。總固體(TS)：水中所有殘渣的總和。溶解固體(DS)：水樣經(jīng)過濾后，濾液蒸干所得的固，分為揮發(fā)性溶解固體和固定性溶解固體。懸浮固體(SS)：

過濾濾渣脫水烘干后所得固體，

分為揮發(fā)性懸浮固體和固定性懸浮固體。揮發(fā)性固體(VS）：將總固體在

600℃的溫度下灼燒而揮發(fā)掉的量。固定性固體(FS)：總固體灼燒后的殘渣。關系圖為：什么是植物營養(yǎng)元素？過多的氯、磷排入天然水體有什么危害？植物正常生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)元素有必需元素和有益元素之分；必需元素中又有大量(亦稱常量)元素和微量元素之分。必需元素指植物正常生長發(fā)育所必需而不能用其他元素代替的植物營養(yǎng)元素。根據(jù)植物需要量的多少，必需元素又分為必需大量元素和必需微量元素。必需大量元素有碳(C)、氫(H)、氧（O）、氮（N）、磷（P）、硫(S)、鉀(K)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、硅（

Si）(最新的植物生理學中說

Si

是新增的大量元素)；

必需微量元素有鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、硼(B)、鉬(Mo)、氯(Cl)、鈉（Na）、鎳(Ni)

(最新的植物生理學中說

Na、Ni

是新增的微量元素)。大量元素與微量元素雖在需要量上有多少之別，但對植物的生命活動都具有重要功能，都是不可缺少的。過多的氮、磷排入天然水體，

引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下34降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡，這種現(xiàn)象稱為水體富營養(yǎng)化。這種現(xiàn)象在河流湖泊中出現(xiàn)稱為水華，在海洋中出現(xiàn)稱為赤潮。過多的氯排入水體后，受氯化物污染的水體，無機鹽含量往往也高，水味變咸，對金屬管道與設備有腐蝕作用，且不宜作為灌溉用水。簡述污水中含氮物質的分類及相互轉換。污水中含氮物質的分類：蛋白質、多肽、氨基酸、尿素、亞硝酸鹽、硝酸鹽轉換過程分為兩個階段：第一個階段——

氨化作用：含氮有機物(如蛋白質、多肽、氨基酸、尿素)轉化為無機氮；第二個階段——消化作用：氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。有機氮在水體中的轉化一般可持續(xù)若干天。耗氧有機污染物對水體的危害表現(xiàn)在什么地方？耗氧有機污染物主要指動、植物殘體和生活工業(yè)產(chǎn)生的碳水化合物、脂肪、蛋白質等易分解的有機物，

它們在分解過程中要消耗水中的溶解氧。在有氧條件下，

耗氧有機污染物由于好氧微生物的呼吸作用，

氧化分解為二氧化碳、水、二氧化氮、NH3

等；無氧條件下，分解產(chǎn)物為醇類、有機酸、氨氣及少量

H2S等有害氣體，使水體惡化發(fā)臭。這些降解過程主要是通過化學氧化、光化學氧化和生物化學氧化來實現(xiàn)的。生化需氧量、化學需氧量、總有機碳和總需氧量指標的含義是什么？分析這些指標之間的聯(lián)系與區(qū)別。生化耗氧量(BOD)：

是“生物化學需氧量”的簡稱。是指在一定期間內，

微生物分解一定體積水中的某些可被氧化物質，特別是有機物質所消耗的溶解氧的數(shù)量。以毫克/升或百分率、ppm

表示。它是反映水中有機污染物含量的一個綜合指標。如果進行生物氧化的時間為五天就稱為五日生化需氧量（BOD5），相應地還有

BOD10、BOD20

?；瘜W需氧量(COD)：廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強氧化劑氧化的物質（一般為有機物）的氧當量。在河流污染和工業(yè)廢水性質的研究以及廢水處理廠的運行管理中，它是一個重要的而且能較快測定的有機物污染參數(shù)?？傆袡C碳(TOC)：水體中溶解性和懸浮性有機物含碳的總量?？傂柩趿?TOD)：指水中能被氧化的物質，主要是有機物質在燃燒中變成穩(wěn)定的氧化物時所需要的氧量，

結果以

O2

的

mg/L

表示。化學需氧量(COD)優(yōu)點是較精確地表示污水中有機物的含量，測定時間僅需要數(shù)小時，

且不受水質的限制；

缺點是不能像

BOD

那樣反映出微生物氧化有機物、直接地從衛(wèi)生學角度闡明被污染的程度；COD

的數(shù)值一般大于

BOD20，

兩者的差值等于難生物降解有機物量，差值越大，難降解的有機物含量越多，越不宜采用生物處理法，故把

BOD5/COD

的比值稱為可生化性指標，比值越大，越容易被生物處理。TOD

與

TOC

的測定原理相同，

但有機物數(shù)量的表示方法不同，前者用消耗色氧量表示，后者用含碳量表示。水質比較穩(wěn)定的污水，BOD5、COD、TOD、TOC、之間有一定的的相關關系，數(shù)值大小的排序為

ThOD>TOC>CODCr>BODu>BOD5>TOC。生活污水的

BOD5/COD

的比值約為0.4~0.65，

BOD5/

TOC

的比值約為

1.0~1.6。工業(yè)廢水的

BOD5/COD

比值，

決定于工業(yè)性質，

變化極大，

如果該比值>0.3，

被認為可采用生化處理法；<0.25

不宜采用生化處理法；<0.3

難生化處理。難生物降解的有機物不能用

BOD

做指標，

只能用

COD、TOC

和

TOD

等作指標。思考題與作業(yè)

21.

什么叫水體污染？污染類型有那幾種？水體污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過了該物質在水體中的本底含量和自凈能力即水體的環(huán)境容量，從而導致水的物理、化學及微生物性質發(fā)生變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能，破壞了水體的功能及其在人類生活和生產(chǎn)中的作用。降低了水體的使用價值和功能的現(xiàn)象。污染類型：什么是水體自凈？簡述水體自凈過程中的物理凈化、化學凈化與生物化學凈化作用。水體自凈：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過物理、化學的與生物的作用，使污染物的濃度降低或重量減少，受污染的水體部分的或完全的恢復原狀，這種現(xiàn)象稱為水體自凈或水體凈化。物理凈化過程：水體中的污染物通過稀釋、混合、沉淀與揮發(fā)，使?jié)舛冉档?，總量不變；化學凈化過程：水體中的污染物通過氧化還原、酸堿反應、分解合成、吸附凝聚(屬物理化學作用)等過程，使存在形態(tài)形式發(fā)生變化及濃度降低，但總量不變；生物化學凈化過程：水體中的污染物通過水生生物特別是微生物的生命活動，使其存在形態(tài)發(fā)生變化，有機物無機化，有害物無害化，濃度降低，總量減少。氧垂曲線是如何形成的？什么是氧垂點？氧垂曲線在水污染控制中有什么實際意義？氧垂曲線：有機物排入河流后，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，空氣中的氧經(jīng)過河流水面不斷的溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復。耗氧與復氧同時進行，河水中的

DO

與BOD5濃度變化見右圖，耗氧與復氧曲線如下圖污水排入后，DO

曲線呈懸索狀下垂，故稱為氧垂曲線，直到恢復到污水排入前的基值濃度。氧垂點：如圖所示，o

點處，溶解氧最低，虧氧量最大，稱

o

點為臨界虧氧點或氧垂點。氧垂曲線的實際意義：用于處理程度的確定及環(huán)境容量的計算。54.

某城市人口

35

萬人，排水量標準

l50L／(p.d)，每人每日排放于污水中的

BOD5

為

27g，換算成

BODu

為

40g。河水流量為

3m3/s，河水夏季平均水溫為

20℃，在污水排放口前，河水溶解氧含量為

6mg/L，BOD5

為

2mg/L（BODu

=2.9mg/L），設定河水水質達到地表水環(huán)境質量Ⅲ類水體的要求，用試算法求該河流的自凈容量和城市污水應處理的程度。解：排入河水的污水量：q=350000×0.15=52500m3/d∵20℃時的飽和溶解氧量為

9.17mg/L，河水溶解氧含量為

6mg/L∴污水排放口前河水的虧氧量為：D=C0-Cx=9.17-6.0=3.17mg/L∵河水水質達到地表水環(huán)境質量Ⅲ類水體的要求∴河水最低允許溶解氧為

5

mg/L∴污水排入河流后的最高允許虧氧量為9.17-5.0=4.17

mg/L∵水溫為

20℃，故

k1=0.1，因流速較小，∴k2=0.2，混合系數(shù)α取

0.5最高允許虧氧量為

4.17mg/L=Dt，∵t、L0

未知，可用氧垂曲線方程Dt=

k1Lok2?k110?k1t?10?

k2t+Do?10?

k2t進行試算：初步假設

L0=15mg/L，帶入tc

=

k1 k1L0 lg

{k2[1?D0(k2?k1)]}k2?k1得:tc=1.98d將所得

tc

值帶入

Dt

=

k1Lok2?k110?k1t?10?

k2t06+

Do?

10?k2t得

L

=12.48mg/L試算所得

L0

值與初步假設的

L0=15mg/L

相差較多，故需進行第二次試算。lg

{k2[1?D0(k2?k1)]}k2?k1將計算所得的

L0

帶入tc

=

k1 k1L0 ，求出較為精確的

tc

值：tc=1.74d將

tc=1.74d

帶入

Dt

=

k1Lok2?k110?k1t?10?

k2t+

Do

?10?

k2t作第二次試算得：00.221L=4.17?1.422=

12.43mg/L第二次試算所得L0=12.43

mg/L

與第一次試算L0=12.48mg/L

非常接近，故可定L0=12.43

mg/L。因河水自身含有

BODu=2.9mg/L，因此水體能夠接納的污水所含BODu=12.43-2.9=9.53mg/L為了確保氧垂點的溶解氧不低于

5mg/L，河水每日可以接受的

BODu

總量，即水體的環(huán)境容量(自凈容量)為：9.53×3×0.5×86400+52500=

1735.413kg每人每日允許排入水體的

BODu

量為：1735413/350000=4.96g因每人每日產(chǎn)生的

BODu

值為

40g，排入水體前應去除的

BODu

量為：40-4.96=35.04g故，污水應達到的處理程度為

35.40/40=88.5%污水的

BODu

濃度為

40*350000/52500=266.7mg/L排入污水的

BODu

允許濃度為266.7*(1-0.885)=30.67mg/L故污水必須采用生物處理，BODu

處理程度為

88.5%5.

試論述排放標準、水體環(huán)境質量標準、環(huán)境容量之間的關系。水環(huán)境質量標準：說明了水體中污染物的允許最高含量，以便保證水環(huán)境質量。環(huán)境容量：在滿足水環(huán)境質量標準的條件下，水體所能接納的最大允許污染物負荷量，又稱水體納污能力。排放標準：水體是國家的寶貴資源，必須嚴格保護。因此當污水排入水體時，必須處理到允許排入水體的程度。故我國有關部門，以水資源的科學理論為指導，以生態(tài)標準、經(jīng)濟可能、社會要求三者并重，綜合平衡，全面規(guī)劃，充分考慮到可持續(xù)發(fā)展，有重點、有步驟地控制污染源，保護水體。為此制定的污水的各種排放標準?？煞譃橐话銟藴屎托袠I(yè)標準。排放標準中各類污染物的允許排放量，一般會超過水體環(huán)境容量，是較大的污染源。7思考題與作業(yè)

3-11.

什么是活性污泥法？簡述活性污泥法的基本原理和基本流程?；钚晕勰喾?是以活性污泥為主體的一種生物處理方法?；驹?在生化反應中，人工培養(yǎng)和馴化微生物群體，形成活性污泥，利用活性污泥的生化作用，分解去除污水中的有機污染物，然后污泥與水分離，從而使污水得到凈化?；玖鞒?2.

活性污泥法正常運行必須具備哪些條件？污水中含有足夠的可溶解性易降解有機物，作為微生物生理活動所必需的營養(yǎng)物質；混和液中含有足夠的溶解氧；活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)，能夠與污水充分接觸；活性污泥連續(xù)回流，同時，還要及時地排出剩余污泥，使曝氣池中保持恒定的活性污泥濃度；沒有對微生物有毒害作用的物質進入。3.恬性污泥由哪幾部分組成？評價活性污泥法的指標有哪些，其各自的含義是什么？組成部分：M=Ma+Me+Mi+MiiMa——具有代謝功能活性微生物群體Me——微生物自身氧化殘留物（衰老、死亡微生物殘體），如細胞膜、細胞壁等，屬難降解有機物Mi——原污水挾入的不能為微生物降解的惰性有機物質，屬難降解有機物質Mii——原污水挾入的無機部分評價指標：混合液懸浮固體濃度（MLSS）：指曝氣池內污水與活性污泥混合后的懸浮固體總含量；即在單位容積混合液內所含有的活性污泥固體物質的總重量， MLSS=Ma+Me+Mi+Mii，表示相對活性污泥生物量（含Me、Mi、Mii）?；旌弦簱]發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）：指混合液活性污泥中，有機性固體物質的濃度，MLVSS=Ma+Me+Mi，因為含Me、Mi，仍表示相對活性污泥生物量，較MLSS能更好的表示活性污泥微生物量。污泥沉降比（SV）：混合液在量筒內靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，又稱30min沉降率，以%表示。能夠反映曝氣池正常運行時的污泥量，可用于控制剩余污泥排放量，還能夠通過它及早發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等異?，F(xiàn)象污泥體積指數(shù)（污泥指數(shù)）(SVI)：曝氣池出口處混合液經(jīng)30min靜沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占的容積，以mL計。反映和判定活性污泥的凝聚、沉降性能，正?；钚晕勰郤VI=50～150，SVI＜50；說明泥粒細小，

無機含量高，缺乏活性；SVI＞150，說明沉降性能不好，并且已有可能產(chǎn)生膨脹。85）污泥齡(θc)：活性污泥總量(VX)與每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝氣池內的平均停留時間，

又稱生物固體平均停留時間。可以通過泥齡控制剩余污泥排放θc=

VX?XBOD-污泥負荷F/M=NS[kgBOD5/(kgMLSS·d)]：又稱BOD-SS負荷率，曝氣池內單位重量（kg）的活性污泥，在單位時間（1d）內能夠接受，并將其降解到預定程度的有機污染物量（BOD），表達式為：去除負荷表達式為：BOD-容積負荷Nv：單位曝氣池容積（m3），在單位時間（1天）內，能夠接受，并將其降解到預定程度的有機污染物量（BOD），表達式為：Nv

=

QSaV與NS的關系：Nv＝NSX8）活性污泥的比耗氧速率（SOUR，也稱OUR）：是衡量活性污泥生物活性的一個重要指標，指單位重量污泥在單位時間內所消耗的溶解氧量，反映有機物降解速率，以及活性污泥是否中毒。單位：mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h)4.

活性污泥法污水處理由哪兩個過程組成？有機物的去除過程是如何完成的？組成過程：1）初期吸附去除—物理過程；2）微生物代謝—生化過程有機物去除過程：污水中的有機物，首先被吸附在有大量微生物棲息的活性污泥表面，并與微生物細胞表面接觸，在微生物透膜酶的催化作用下透過細胞壁進入微生物細胞體內，小分子的有機物能夠直接透過細胞壁進入，而入淀粉、蛋白質等大分子有機物，則必須在細胞酶—水解酶的作用下，被水解為小分子后再為微生物攝入細胞體內。被攝入體內的有機污染物，在各種胞內酶，如脫氫酶、氧化酶等的催化作用下，微生物對其進行代謝反應。一部分有機物進行氧化分解，最終形成CO2和H2O等穩(wěn)定的無機物，并從中獲取合成新細胞物質所需的能量。微生物分解代謝和合成代謝及其產(chǎn)物的模式圖如下：9V污泥齡：θc

=

VX?Xθc1=YN?

Krs d即，污泥齡(θc)與

BOD-污泥去除負荷(Nrs)成反比關系討論：對數(shù)增長期：Ns

增大，θc減小，剩余污泥量增大，污泥穩(wěn)定性降低，污泥處理難度升污水中的有機污染物

CxHyOz+O2代謝產(chǎn)物H2OCO2

NH3合成細胞物質C5H7NO2微生物

+O2+ 能量內源呼吸2產(chǎn)物

HOCO2

NH3內源呼吸殘留物活性污泥法有機物降解與營養(yǎng)物有何關系？營養(yǎng)不足時應如何處理？參與活性污泥處理的微生物，在其生命活動過程中，需要不斷地從其周圍環(huán)境的污水中吸取所必需的營養(yǎng)物質，這里包括；碳源、氮源、無機鹽類及某些生長素等。待處理的污水中必須充分含有這些物質。碳源不足，可投加生活污水、淘米水以及淀粉等補充碳源；氮源不足，可投加尿素、硫酸銨等補充氮源；水溫對活性污泥法系統(tǒng)有哪些影響？在影響微生物生理活動的各項因素中，溫度的作用是非常重要。溫度影響微生物酶系統(tǒng)的活性，從而影響酶催化反應的效率；同時，溫度也影響基質擴散到細胞的速率。溫度適宜能夠促進、強化微生物的生理活動；溫度不適宜能夠減弱甚至破壞微生物的生理活動。溫度過高會導致微生物死亡，即高溫具有滅菌的作用；溫度過低會降低微生物的活性；最適宜溫度（一般為15℃～45℃），微生物的生理活動強勁、旺盛，增殖速度快，世代時間短。試論活性污泥負荷、泥齡與各工藝參數(shù)的關系。BOD-污泥負荷NS增大，容積小，反應器停留時間短，投資減少，效果降低NS減小，容積大，反應器停留時間長，投資增多，效果提高BOD-容積負荷Nv：Nv

=

QSa

與NS的關系：Nv＝N

XSBOD-污泥去除負荷：+內源呼吸分解代謝合成代謝能量1011高，反應器容積降低，投資減?。粶p速增長期：Ns

減小，θc

增大，剩余污泥量減小，污泥穩(wěn)定性增大，可不經(jīng)過消化處理就濃縮脫水外運處理，反應器容積增大，投資增大；思考題與作業(yè)

3-21.微生物生長曲線主要由哪幾部分組成？它在生物處理中有什么實際意義？實際意義:適應期:亦稱延遲期或調整期,本期延續(xù)時間的長短,主要取決于培養(yǎng)基(污水)的主要成分和微生物對它的適應性，對新投入的處理的污水有很重要的實際意義。對數(shù)增長期：本期內，衰亡的微生物量相對來說較少，延續(xù)時間取決于微生物種屬和環(huán)境條件，絮凝，降解性能差，沉淀差；F高，出水水質較差，游離細菌多，在實際中可不予考慮。減速增長期：本期內的微生物細胞開始為本身積累貯存物質，絮凝，降解，沉淀性能提高，出水水質較好內源呼吸(代謝)期：又稱衰亡期，本時期的微生物處于饑餓狀態(tài)，活性最強，吸附能力也強，游離細菌被棲于活性污泥原生動物捕食，出水水質好，實際應用中首選此時期。應用：由于F多寡，影響著微生物的生長繁殖；所以控制F供應，就控制微生物的生長繁殖及活動實際工程中：控制F/M值，就可得到不同的微生物生長率，微生物活性，處理效果，沉降性能等綜上：①根據(jù)有機物量、微生物狀態(tài)劃分以上四個階段②有機物利用效率：對數(shù)生長期＞減數(shù)生長期＞內源呼吸期③沉淀性能：內源呼吸期＞減數(shù)生長期＞對數(shù)生長期④

污水處理：內源呼吸期＞減數(shù)生長期＞對數(shù)生長期兩者綜合考慮，多控制在減數(shù)生長期和內源呼吸期2.

為什么微生物產(chǎn)率系數(shù)

Y

的數(shù)值取決于底物的性質、微生物和生長環(huán)境？微生物產(chǎn)率系數(shù)（Y）：微生物每代謝1kgBOD所合成的MLVSSkg數(shù)Y=

MLVSSBOD5MLVSS：指混合液活性污泥中，有機性固體物質的濃度，MLVSS=Ma+Me+MiMa——具有代謝功能活性微生物群體Me——微生物自身氧化殘留物（衰老、死亡微生物殘體），如細胞膜、細胞壁等，屬難降解有機物Mi——原污水挾入的不能為微生物降解的惰性有機物質，屬難降解有機物質BOD5：指在五天內內，微生物分解一定體積水中的某些；影響MLVSS和BOD5的因素就為Y的影響因素，Ma、Me、Mi(即底物性質和微生物)影響MLVSS，可被氧化物質，特別是有機物質所消耗的溶解氧的數(shù)量影響B(tài)OD5，故，微生物產(chǎn)率系數(shù)Y的數(shù)值取決于底物的性質、微生物和生長環(huán)境。對數(shù)增殖期

減速增殖期

內源呼吸期微生物增殖曲線c db 氧利用曲線BOD降解曲線aX

012量0時間圖7-4

活性污泥增長曲線以及其與有機污染物（BOD）降解、氧利用速度關系（有機污染物一次投加）3.

說明

Monod

方程的零級和一級近似方程式，這些近似方程式的使用條件是什么？

Monod方程的零級方程： ν=

νmaxdtmax

1?dS

=

ν X=K

X式中：νmax為常數(shù)值，以K1表示條件：S》Ks，即高低物濃度的條件下KsMonod方程的一級方程： ν=νmaxS=

KsSdt2?dS=K

XS式中：Ks

=

νmaxKs條件：S《Ks，即低低物濃度的條件下4.

某工業(yè)廢水采用活性污泥法處理，在實驗中采用四個連續(xù)流完全混合反應器做平行實驗，每個反應器的容積是

7

升，實驗數(shù)據(jù)見下表，每個數(shù)據(jù)是六次測定的平均值，求去除速率常數(shù)

K2。圖解法求解：XV將式(So?Se)Q

=

K2Se按通過原點的直線方程y

=

aX的形式考慮，計算如表格所示：13反應器序號So(mg/L)Se(mg/L)Q(L/d)MLVSS(mg/L)Q(So-Se)/XV188010040.0031001.4428705014.9028000.623870308.7530000.354860203.5029000.14曲線圖為：從圖中可以得出：y=0.013x所以：K2=0.013d·L/mg14思考題與作業(yè)

41.

簡述生物脫氮處理的原理及影響脫氮效果的環(huán)境因素。（1）生物脫氮處理的原理含氮化合物在微生物的作用下，經(jīng)過下列反應：①氨化反應有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉化為氨態(tài)氮：RCHNH

2COOH

O2

氨化菌

RCOOH

CO2

NH

3②硝化反應在消化菌的作用下，氨態(tài)氮進一步分解。氨在亞硝化菌的作用下轉化為亞硝酸氮：NH

4+

3

/

2O2

亞硝化菌

N

2O

H

2O

2H

+

F亞硝酸氮在硝化菌作用下轉化為硝酸氮：NO2

1/

2O2

硝酸菌

NO3

F總反應式：NH

4+

2O2

NO3

H

2O

2H

+

F③反消化消化氮和反消化氮在反消化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮的過程：NO2

NH

2OH有機體（同化反硝化）NO3N

2ON

2

（異化反硝化）NO2(2)

影響脫氮效果的環(huán)境因素①影響硝化反應的環(huán)境因素：溶解氧

DO：不能低于

2mg/L；溫度：消化反應的適宜溫度是

15～30℃；3）pH

值：一般對亞消化菌為

7.7～8.1，對消化菌為

7.4～7.8；污泥齡：STR>10d；重金屬及有毒物質：會對消化反應產(chǎn)生抑制作用；有機物：BOD<15～20mg/L。②影響反硝化的環(huán)境因素溶解氧

DO：不能高于

0.3mg/L；溫度：反消化的適宜溫度是

20～40℃；pH

值：對反消化菌為

6.5～7.5；碳源：原污水中

BOD/TN>4時，可認為碳源充足，勿需外加；當原污水中碳源不足時，需外加碳源。2.

簡述生物除磷機理及影響除磷效果