排水習題課教材

中期復習第一章污水的性質與污染指標第二章水體污染與自凈第三章污水的物理處理第四章活性污泥法6/2/20241第一章污水主要分哪幾類？城市污水的排放為什么會使水環(huán)境惡化？反映污水污染程度的指標包括哪三大類？每大類各有哪些指標？污水中含氮化合物的分類及互相間的轉化及關系如何？含氮有機物的好氧分解分兩個過程：氨化和硝化，生活污水的BOD5與哪個階段相配？氨化與硝化能否同時進行？簡述BOD、COD、TOD、TOC的基本概念及相互關系?？缮锝到庥袡C物的氧化分哪兩階段？各有何特點？這兩階段與BOD的關系？6/2/20242污水分類：生活污水：人們?nèi)粘Ｉ钪杏眠^的水，包括：廁所、浴室、盥洗室、廚房食堂、公共建筑等處排放的水。工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的污水，來自工業(yè)生產(chǎn)的各個工段。包括：生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水城市污水排放所產(chǎn)生的危害：城市污水中含有大量的有機物，直接排放水體后由于有機物的分解需消耗水中大量的溶解氧，導致水中的溶解氧大大降低，最終導致魚蝦死亡、水體發(fā)臭，使水體失去原來的平衡凈化能力，使水環(huán)境惡化。6/2/20243反映污水污染程度的指標：物理指標：水溫、色度、臭味、固體含量；化學指標：無機物包括：酸堿度、氮、磷、無機鹽及重金屬；有機物污染指標：生化需氧量、化學需氧量、總需氧量、總有機碳；生物污染指標：大腸菌群總數(shù)、大腸桿菌、病毒及細菌總數(shù)。6/2/20244污水中氮化合物有：有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮；有機氮不穩(wěn)定容易在微生物作用下分解成其他三種。在無氧的條件下分解為氨氮，在有氧的條件下分解為氨，再分解為亞硝酸氮和硝酸氮。生活污水的BOD5與氨化過程相匹配。氨化和硝化不是同時進行。一般在碳化階段后5到10天才產(chǎn)生一定數(shù)量的硝化菌。6/2/20245BOD：在水溫在20度情況下，由于微生物（主要是細菌）的生命活動，將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧COD：用強氧化劑，在酸性條件下，將有機物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量TOD：有機物主要組成元素C、H、O、N、S等氧化后，產(chǎn)生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量TOC：在900度的高溫下，將有機物所含的碳氧化成CO2并折算成含碳量TOD＞COD＞BOD＞TOC可生物降解的過程：第一階段：碳氧化階段，在異氧菌的作用下，含碳有機物被氧化成二氧化碳和水，含氮有機物被氧化成氨氣；第二階段，硝化階段，在自養(yǎng)菌的作用下，氨氣被氧化成NO2-和水，再在自養(yǎng)菌的作用下，NO2-被氧化成NO3-。兩個過程都能釋放出微生物活動所需的能。碳化過程與BOD有關。6/2/20246第二章什么是水體污染？水體的熱污染會造成什么后果？水體富營氧化的危害及形成的主要原因是什么？什么是水體的自凈？水體的自凈過程按機理可分為哪三大類？河流水體的主要自凈機理是什么？氧垂曲線主要描述什么作用與過程？污水處理按處理原理和處理程度是如何分類的？6/2/20247水體污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導致水的物理、化學和生物性質發(fā)生改變，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。6/2/20248水體熱污染的危害a水體的飽和溶解氧與水體的溫度成反比，水體溫度升高，水中的溶解氧含量降低，水體的虧氧量也隨之減少，故大氣中的氧向水體傳遞的速率變慢。此外，由于水溫升高，水生生物的耗氧速率加快，加速水體溶解氧的消耗，造成魚類和水體生物的窒息死亡，使水質迅速惡化b導致水體化學反應加快可引發(fā)水體的物理化學性質變化，臭味加劇c使水體的細菌繁殖加快d加速藻類的繁殖6/2/20249水體富營養(yǎng)化的危害：富營養(yǎng)化導致水體藻類大量瘋長，隔絕水面與大氣之間的復氧，加上藻類自身死亡和腐化，消耗溶解氧，使水體溶解氧迅速降低。藻類堵塞魚腮和缺氧，造成魚類窒息死亡。死亡的藻類和魚類不斷沉積于水體底部，逐漸淤泥，最終使水體演變成沼澤和旱地。形成原因主要是，水體中含有大量的氮和磷6/2/202410水體自凈：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過物理、化學和生物的作用，使污染物濃度降低或總量減少，受污染的水體部分或完全地恢復原狀水體自凈的三機理：物理凈化作用，化學凈化作用和生物化學作用6/2/202411水體自凈的主要機理是：生物化學作用氧垂曲線主要描述需氧污染物排入水體后發(fā)生生物化學分解作用，在分解過程中消耗水中的溶解氧。在受污染的水體中，有機物的分解過程制約著水體溶解氧變化的過程。6/2/202412污水處理按處理原理可分為：物理、化學和生物法污水處理按處理程度可分為：一級、二級和三級處理。6/2/202413第三章沉淀法在污水處理工藝有哪四種用法？沉淀池按結構形式主要分哪幾種？簡述沉淀的四種基本類型及各自特點。簡述理想沉淀池。畫圖推導斯托克斯定律并敘述影響顆粒沉降的因素。計算題1計算題26/2/202414某城市污水處理廠平流沉淀池設計最大水量10000m3/d，入口懸浮物濃度為C0=250mg/l，試設計該平流沉淀池，使處理后的污水中懸浮物濃度C1不超過50mg/l，沉淀污泥的含水率為97%，沉淀速度0.5mm/s，沉淀時間70min。6/2/202415某城鎮(zhèn)設計人口15000人，設計最大流量Qmax=0.0325m3/s，每人每天產(chǎn)生的濕污泥量為0.5升，污泥排放時間T=2d，采用豎流式沉淀池作為初沉池，試設計各部分尺寸。已知：中心筒內(nèi)流速v0=30mm/s，中心管下端與反射板間隙流速v1=20mm/s，污水在沉淀池內(nèi)沉速v=0.7mm/s，沉淀時間t=1.5hr。6/2/202416沉淀法在污水處理中的四種用法：

a用于廢水的預處理

b用于污水進入生物處理構筑物前的初步處理

c用于生物處理的固液分離

d用于污泥處理階段的污泥濃縮

沉淀池按結構可分為：平流式、豎流式、輻流式、斜板沉淀池等6/2/202417

a自由沉淀：顆粒在沉淀過程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質量均不改變，下沉速度不受干擾。

b絮凝沉淀：顆粒在沉淀過程中，其尺寸和質量均會隨深度的增加而增大，沉速也隨深度增加而增大。

c擁擠沉淀：顆粒在水中的濃度較大時，在下沉過程中將彼此干擾，在清水和渾水之間形成明顯的交界面，并逐漸向下移動。

d壓縮沉淀：顆粒間互相支撐，上層顆粒在重力作用下，擠出下層的間隙水，使污泥得到濃縮。6/2/202418理想沉淀池的假定條件：

①

進出水均勻分布在整個橫斷面，亦即沉淀池中各進水斷面上各點流速均相同；

②懸浮物在沉淀過程中以等速下沉；

③懸浮物在沉降過程中的水平分速度等于水流速度，水流是穩(wěn)定的。

④懸浮物落到池底污泥區(qū)，不再上浮，即被除去。

6/2/202419重力：浮力：阻力：

Stokes公式6/2/202420第四章敘述生物處理的基本概念，活性污泥中主要有哪些微生物？敘述SV與SVI的概念及相互關系；測定SVI的意義何在？若曝氣池中的污泥濃度為2200mg/l，混合液在100ml量筒內(nèi)經(jīng)30min沉淀的污泥量為18ml，計算污泥指數(shù)、所需回流比和回流污泥濃度。構成活性污泥法的三要素是什么？相互間關系如何？試比較推流式曝氣池和完全混合式曝氣池的優(yōu)缺點。6/2/202421試比較普通活性污泥法、吸附再生法的特點。按微生物的生長速度，其生長可認為哪四個周期？試述曝氣系統(tǒng)的分類及組成，空氣擴散裝置在曝氣池中的主要作用是什么？什么是污泥膨脹，如何控制？繪圖說明間歇式活性污泥法（簡稱SBR法）的運行過程及其優(yōu)缺點。AB法的主要工藝特征是什么？總結歸納活性污泥凈化反應影響因素.在工藝設計時，傳統(tǒng)法曝氣池中混合液污泥濃度的選擇應當從哪幾個方面考慮？其濃度范圍大致為多少為宜？雙膜理論的基本內(nèi)容？6/2/202422某城市污水設計流量Q=10000m3/d，進水BOD5平均濃度為300mg/l，若用4座完全混合式曝氣池，去除率90%，求每個曝氣池容積和理論需氧量。取Ls=0.5kgBOD/kgMLVSS?d，MLSS=4000mg/l，MLVSS/MLSS=0.76，a′=0.6，b′=0.07。6/2/202423某城鎮(zhèn)污水量為20000m3/d，原污水經(jīng)初沉池處理后BOD5值為150mg/L，要求處理水BOD5值為20mg/L，去除率為87%，求鼓風曝氣時的供氣量。有關的設計參數(shù)如下：XV=2000mg/L，曝氣池出口處溶解氧濃度為2mg/L，計算水溫25℃。有關的各項系數(shù)為：a′=0.5，b′=0.1，α=0.85，β=0.95，ρ=1，EA=10%。查表可知Cs（20℃）=9.17mg/L，Cs（25℃）=8.4mg/L。經(jīng)計算曝氣池有效容積為3000m3，空氣擴散裝置安設在水下4.5m處。6/2/202424某市有居民25萬人，排水定額為120L/人·d，擬新建以活性污泥法二級處理為主體的污水處理廠，要求處理后出水中的BOD5為25mg/L。已知每人每天產(chǎn)生的BOD5為25g，初沉池對BOD5的去除率為20%，K2=0.0185，b=0.09，Xa=0.4,Ce=20mg/L,f=0.75,SVI=100,R=50%,r=1.2,試計算曝氣池的有效容積。6/2/202425生物處理的基本概念：利用微生物分解氧化有機物的功能，并采取一定人工措施，創(chuàng)造有利于微生物的生長、繁殖的環(huán)境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有機物的效率的一種廢水處理方法。

活性污泥中的微生物有：細菌、真菌、原生動物和后生動物6/2/202426SV：污泥沉降比，是指曝氣池混合液沉淀30分鐘后，沉淀污泥與混合液體積之比（以%表示）。SVI：污泥體積指數(shù)，指曝氣池混合液經(jīng)30分鐘沉淀后1克干污泥所占的體積（以毫升表示）。SVI=SV/MLSS測定污泥體積指數(shù)的意義：污泥指數(shù)反映活性污泥的疏散程度和凝聚，沉降的性能。6/2/202427構成活性污泥法的三個要素：起吸附和氧化作用的微生物、污水中的有機物、溶解氧三要素的關系：沒有充足的溶解氧，耗氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化作用；沒有充足的有機物耗氧微生物的新陳代謝缺乏食料。6/2/202428推流式曝氣池的特點：（a）廢水中污染物濃度自池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，廢水降解反應的推動力較大，效率較高；（b）推流式曝氣池可采用多種運行方式；（c）曝氣池可以做的比較大，不易產(chǎn)生短路，適合于處理量比較大的情況；（d）氧的利用率不均勻，入流端利用率高，出流端利用率低，會出現(xiàn)池尾供氣過量的現(xiàn)象，增加動力費用。完全混合式曝氣池的特點：（a）抗沖擊負荷的能力強，池內(nèi)混合液能對廢水起稀釋作用。（b）由于全池需氧要求相同，能節(jié)省動力；（c）有時曝氣池和沉淀池可合建，不需要單獨設置污泥回流系統(tǒng)，便于運行管理；（d）連續(xù)進水、出水可能造成短路，易引起污泥膨脹（e）池子體積不能太大，因此一般用于處理量比較小的情況，比較適宜處理高濃度的有機廢水。6/2/202429普通活性污泥法的特點：a因為普通活性污泥法耐沖擊負荷差，進水水質水量變化劇烈時運行困難，因此適應于大中型污水處理廠，日處理能力在20萬立方米以上的污水處理廠。b本工藝主要對含碳有機物的去除，對氮磷的去除率較低。c本工藝剩余活性污泥量較大，污泥處理、處置費用比較高。d當活性污泥中絲狀微生物大量繁殖時，使二沉池的沉降性能下降，結果出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。吸附再生法的特點：

a污水與活性污泥在吸附池內(nèi)接觸的時間較短，吸附池的容積較小，再生池接納的是已排除剩余污泥的回流污泥，因此再生池的容積也?。?/p>

b本工藝對水質、水量的沖擊負荷具有一定的承受能力，吸附池內(nèi)的污泥遭到破壞時，可由再生池的污泥補救。6/2/202430微生物的生長周期適應期對數(shù)增長期減速增長期內(nèi)源呼吸期6/2/202431曝氣系統(tǒng)的分類：鼓風和機械曝氣曝氣系統(tǒng)得組成：鼓風機、空氣管道、空氣擴散裝置空氣擴散裝置在曝氣池中的作用：（1）充氧：將空氣中的氧轉移到曝氣池混合液中，供微生物所需（2）攪拌，混合：使混合液中活性污泥、氧氣、污水充分混合接觸，并防止活性污泥沉淀。6/2/202432污泥膨脹：由于某種原因使活性污泥沉降性能惡化，SVI不斷上升，沉淀池污泥面不斷上升，造成污泥流失，曝氣池的MLSS濃度下降，從而破壞正常的處理工藝操作。控制：控制曝氣量，保證曝氣池內(nèi)適量的溶解氧調整pH氮磷的比例失調，可適量投加氮和磷化合物投加化學藥劑城市污水廠的污水在經(jīng)過沉沙池后，跳越初沉池，直接進入曝氣池6/2/202433SBR法的優(yōu)點：1）構筑物少，投資省，占地少，設備少，維護方式簡便：2）曝氣時間短、效率高：3）出水水質好：4）可除P脫N：5）運行靈活，適應性強：SBR法的缺點：1）自動化控制要求高；2）