【正文】 ？ 自由沉淀 ：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀 , 顆粒沉淀軌跡呈直線(xiàn)?？偭靠刂茦?biāo)準(zhǔn)是以水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的水環(huán)境容量為依據(jù)而設(shè)定的，水體的環(huán)境質(zhì)量要求高，則環(huán)境容量小。各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)一般都是以濃度來(lái)衡量的，即某一時(shí)間取樣時(shí)符合標(biāo)準(zhǔn)則認(rèn)為合格達(dá)標(biāo)， 而環(huán)境容量是就某一區(qū)域內(nèi)一定時(shí)間內(nèi)可以容納的污染物總量而言的，他們是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的評(píng)價(jià)方法，某些時(shí)候，雖然達(dá)到了環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或是排水等標(biāo)準(zhǔn)，但可能事實(shí)上已經(jīng)超過(guò)了該區(qū)域的環(huán)境容量。 答：環(huán)境容量是水 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指定的基本依據(jù)，而水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則是排放標(biāo)準(zhǔn)指定的依據(jù)。 有機(jī)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，空氣中的氧通過(guò)河流水面不斷地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復(fù)。 包括物理凈化、化學(xué)凈化和生物凈化。 兩者的差值大致等于難生物降解的有機(jī)物量。 它們之間的相互關(guān)系為： TOD COD BOD20BOD5OC 生物化學(xué)需氧量或生化需氧量（ BOD）反映出微生物氧化有機(jī)物、直接地從衛(wèi)生學(xué)角度闡明被污染的程度?？傆袡C(jī)碳和總需氧量的測(cè)定都是燃燒化學(xué)法，前者測(cè)定以碳表示，后者以氧表示。 總需氧量（ TOD）：有機(jī)物除碳外，還含有氫、氮、硫等元素，當(dāng)有機(jī)物全 都被氧化時(shí)，碳被氧化為二氧化碳，氫、氮及硫則被氧化為水、一氧化氮、二氧化硫等，此時(shí)需氧量稱(chēng)為總需氧量。 關(guān)系圖 ：總固體 =溶解性固體 +懸浮固體 =揮發(fā)性固體 +固定性固體 3．生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳和總需氧量指標(biāo)的含義是什么？分析這些指標(biāo)之間的聯(lián)系與區(qū)別。水樣經(jīng)過(guò)濾后，濾液蒸干所得的固體即為溶解性固體（ DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（ SS）。 (4) TOC：表示有機(jī)物濃度的綜合指標(biāo)。 物理指標(biāo)包括 ： （ 1）水溫 （ 2）色度 （ 3） 臭味 （ 4）固體含量 ， 化學(xué)指標(biāo) 包括 ： 有機(jī)指標(biāo)包括： (1)BOD：在水溫為 20 度的條件下 ,水中有機(jī)物被好養(yǎng)微生物 分解時(shí)所需的氧量。【習(xí)題答案】水污染控制工程（下冊(cè)） .高廷耀，顧國(guó)維，周琪 .高等教 第九章、污水水質(zhì)和污水出路（總論） 1． 簡(jiǎn)述水質(zhì)指標(biāo)在水體污染控制、污水處理工程設(shè)計(jì)中的作用。 (2) COD： 用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所消耗的氧化劑量。 水樣中所有有機(jī)物的含碳量 。固體殘?jiān)鶕?jù)揮發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（ VS）和固定性固體（ FS）。 答：生化需氧量（ BOD）：水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量稱(chēng)為生化需氧量。 這些指標(biāo)都是用來(lái)評(píng)價(jià)水樣中有機(jī)污染物的參數(shù)。 TOC、 TOD 的耗氧過(guò)程與 BOD 的耗氧過(guò)程有本質(zhì)不同，而且由于各種水樣中有機(jī)物質(zhì)的成分不同，生化過(guò)程差別也大?；瘜W(xué)需氧量 COD 的優(yōu)點(diǎn)是比較精確地表示污水中有機(jī)物的含量，測(cè)定時(shí)間僅僅需要數(shù)小時(shí)，并且不受水質(zhì)的影響。差值越大，難生物降解的有機(jī)物含量越多，越不宜采用生物處理法。物理凈化指污染物質(zhì)由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀或揮發(fā)等作用使 河水污染物質(zhì)濃度降低的過(guò)程。耗氧與虧氧是同時(shí)存在的， DO 曲線(xiàn)呈懸索狀下垂，稱(chēng)為氧垂直曲線(xiàn)。 排放標(biāo)準(zhǔn)是指最高允許的排放濃度 ,污水的排放標(biāo)準(zhǔn)分為一 ,二 ,三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ,而水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)評(píng)估水體的質(zhì)量和污染情況的 ,有地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ,海洋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ,生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等 ,環(huán)境容量則是指環(huán)境在其自?xún)舴秶?lèi)所能容納的污染物的最大量 . 排放標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)自然界對(duì)于污染物自?xún)裟芰Χǖ?，和環(huán)境容量有很大關(guān)系，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)純生態(tài)環(huán)境為參照，根據(jù)各地情況不同而制定的。 6．我國(guó)現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)有哪幾種？各標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍及相互關(guān)系是什么？ 答： 污水排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)控制形式可分為濃度標(biāo)準(zhǔn)和總量控制標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)按照污水去向，規(guī)定了水污染物最高允許排放濃度，適用于排污單位水污染物的排放管理，以及建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收以及投產(chǎn)后的排放管理。沉淀過(guò)程中 ,顆粒的物理性質(zhì)不變?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類(lèi)型。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程存在壓縮沉淀。 曝氣沉砂池的工作原理：由曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時(shí)的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除。剛開(kāi)始沉降（或上浮）時(shí)，因受重力作用產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng) ,經(jīng)過(guò)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。因水的黏度與水溫成反比，故提高水溫有利于加速沉淀。 全溶氣流程 是將全部廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離，與其它兩流程相比，其電耗高，但因不另加溶氣水，所以氣浮池容積?。?部分溶氣流程 是將部分廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余 廢水直接送入氣浮池，該流程比全溶氣流程省電，另外因部分廢水經(jīng)溶氣罐，所以溶氣罐的容積比較小，但因部分廢水加壓溶氣所能提供的空氣量較少，因此，若想提供同樣的空氣量，必須加大溶氣罐的壓力； 回流加壓溶氣流程 將部分出水進(jìn)行回流加壓，廢水直接送入氣浮池，該法適用于含懸浮物濃度高的廢水的固液分離，但氣浮池的容積較前兩者大。 影響微氣泡與懸浮顆粒相 粘附的因素有 ：界面張力、接觸角和體系界面自由能，氣－粒氣浮體的親水吸附和疏水吸附，泡沫的穩(wěn)定性等。從節(jié)能考 慮并達(dá)到理想的氣浮分離效果，應(yīng)對(duì)所處理的廢水進(jìn)行氣浮試驗(yàn)來(lái)確定氣固比，如無(wú)資料或無(wú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，一般取用 ～ ，廢水懸浮固體含量高時(shí)，可選用上限，低時(shí)選用下限。 沉淀法它是利用水中懸浮顆粒的可沉淀性能在重力場(chǎng)的作用下，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。與沉淀法相比較氣浮法的優(yōu)點(diǎn)： 1）氣浮時(shí)間短，一般只需要 15 分鐘左右，去除率高； 2）對(duì)去除廢水中的纖維物質(zhì)特別有效，有利于提高資源利用率，效益好； 3）應(yīng)用范圍廣。另外，也可以減小氣泡直徑來(lái)提高氣浮分離效果。 第十一章、污水的生物處理基本概念 1．簡(jiǎn)述好氧和厭氧生物處理有機(jī)污水的原理和使用條件。適用于中、低濃度的有機(jī)廢水，或者說(shuō) BOD5濃度小于 500mg/L 的有機(jī)廢水。 2．某種污水在一連續(xù)進(jìn) 水和完全均勻混合的反應(yīng)器進(jìn)行處理，假設(shè)反應(yīng)是不可逆的，且符合一級(jí)反應(yīng)（ v=kSA），反應(yīng)速率常數(shù) k為 ,求解當(dāng)反應(yīng)池容積為 20 m反應(yīng)效率為 98%時(shí)，該反應(yīng)器能夠處理的污水流量為多大？ 解：設(shè) Q 為污水流量， S 為底物濃度：則 Q*S=20*v=k*S*20 則 :Q=20k=*20=3m3/d Q(實(shí) )=Q/98%=3．簡(jiǎn)述城鎮(zhèn)污水生物脫氮過(guò)程的基本步驟。 （ 1）氨化：微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過(guò)程稱(chēng)為氨化反應(yīng)。 4．簡(jiǎn)述生物除磷的原理。 活性污泥法處理流程包括曝氣池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系 統(tǒng)等基本組成部分。 2．常用的活性污泥法曝氣池的基本形式有哪些？ 答：曝氣池實(shí)質(zhì)上是 一個(gè)反應(yīng)器，它的池型與所需的水力特征及反應(yīng)要求密切相關(guān)，主要分為推流式、完全混合式、封閉環(huán)流式及續(xù)批式四大類(lèi)。封閉環(huán)流式反應(yīng)池在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)推流式，而在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)則呈現(xiàn)完全混合特征。 漸減曝氣法 ：漸減曝氣布置擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻踢f減，而總的空氣量有所減少，這樣可以節(jié)省能量，提高處理效率。在水的淺層處用大量空氣進(jìn)行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。主要特點(diǎn)是有機(jī)容積負(fù)荷或污泥負(fù)荷高，但處理效果低。 延時(shí)曝氣法 ：曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無(wú)需消化，可直接排放。 氧化溝 ：氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。 吸附－生物降解工藝 ；處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和 pH變化的能力。 答： 污泥泥齡即生物固體停留時(shí)間，其定義為在處理系統(tǒng)（曝氣池）中微生物的平均停留時(shí)間。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。 答： 氣體傳遞的雙膜理論的基點(diǎn)是認(rèn)為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。 水溫 ：水溫對(duì)氧的轉(zhuǎn)移影響較大，水溫上升，水的黏度降低，液膜厚度減小，擴(kuò)散系數(shù)提高，反之，擴(kuò)散系數(shù)降低。 6．生物脫氮、除磷的環(huán)境條件要求和主要影響因素是什么？說(shuō)明主要生物脫氮、除磷工藝的特點(diǎn)。 硝化過(guò)程的 影響因素： （ a）好氧環(huán)境條件，并保持一定的堿度：硝化菌為了獲得足夠的能量用于生長(zhǎng)，必須氧化大量的 NH3 和 NO2，氧是硝化反應(yīng)的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量的高低，必將影響硝化反應(yīng)的進(jìn)程，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于 1mg/L，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在 ~。 （ c）硝化反應(yīng)的適宜溫度是 20~30℃， 15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降， 5℃時(shí)完全停止。 反硝化反應(yīng)： 反硝化過(guò)程的影響因素： （ a）碳源：能為反硝化菌所利用的碳源較多，從污水生物脫氮考慮，可有下列三類(lèi)：一是原污水中所含碳源，對(duì)于城市污水，當(dāng)原污水BOD5/TKN3~5 時(shí) ,即可認(rèn)為碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（ CH3OH），因?yàn)榧状急环纸夂蟮漠a(chǎn)物為 CO2 和 H2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物；三是利用微生物組織進(jìn)行內(nèi)源反 硝化。另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。 (2) 生物脫氮工藝 （ a）三段生物脫氮工藝： 將有機(jī)物氧化、硝化以及反硝化段獨(dú)立開(kāi)來(lái)，每一部分都有其自己的沉淀池和各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。 （ c）缺氧 —— 好氧生物脫氮工藝： 該工藝將反硝化段設(shè)置在系統(tǒng)的前面，又稱(chēng)前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)。 生物除磷影響因素： （ 1）厭氧環(huán)境條件 ： （ a）氧化還原電位： Barnard、 Shapiro 等人研究發(fā)現(xiàn)，在批式試驗(yàn)中，反硝化完成后， ORP 突然下降，隨后開(kāi)始放磷，放磷時(shí) ORP 一般小于 100mV； （ b）溶解氧濃度：厭氧區(qū)如存在溶解氧，兼性厭氧菌就不會(huì)啟動(dòng)其發(fā)酵代謝，不會(huì)產(chǎn)生脂肪酸，也不會(huì)誘導(dǎo)放磷，好氧呼吸會(huì)消耗易降解有機(jī)質(zhì)； （ c） NOx濃度：產(chǎn)酸菌利用 NOx 作為電子受體，抑制厭氧發(fā)酵過(guò)程，反硝化時(shí)消耗易生物降解有機(jī)質(zhì)。 同時(shí)脫氮除磷系統(tǒng)應(yīng)處理好泥齡的矛盾。 常用脫氮除磷工藝性能特點(diǎn) 工藝名稱(chēng) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) AN/O 在好氧前去除 BOD，節(jié)能；硝化前產(chǎn)生堿度；前缺氧具有選擇池的作用 脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比影響；可能存在諾卡氏菌的問(wèn)題；需要控制循環(huán)混合液的 DO AP/O 工藝過(guò)程簡(jiǎn)單；水力停留時(shí)間短；污泥沉降性能好；聚磷菌碳源豐富，除磷效果好 如有硝化發(fā)生除磷效果會(huì)降低；工藝靈活性差 A2/O 同時(shí)脫氮除磷；反硝化過(guò)程為硝化提供堿度；水力停留時(shí)間短；反硝化過(guò)程同時(shí)除去有機(jī)物；污泥沉降性能好 回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷效果有影響；脫 氮受回流比影響；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物 倒置 A2/O 同時(shí)脫氮除磷；厭氧區(qū)釋磷無(wú)硝酸鹽的影響；無(wú)混合液回流，流程簡(jiǎn)單，節(jié)能；反硝化過(guò)程同時(shí)除去有機(jī)物；好氧吸磷充分；污泥沉降性能好； 厭氧釋磷得不到優(yōu)質(zhì)降解碳源；無(wú)混合液回流時(shí)總氮去除效果不高 UCT 減少了進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的硝酸鹽量，提高了除磷效率；對(duì)有機(jī)物濃度偏低的污水，除磷效率有所改善；脫氮效果好 操作較為復(fù)雜；需增加附加回流系統(tǒng) 改良 Bardenpho 脫氮效果優(yōu)秀；污泥沉降性能好 池體分隔較多；池 體容積較大 PhoStrip 易于與現(xiàn)有設(shè)施結(jié)合及改造；過(guò)程靈活性好；除磷性能不受進(jìn)水有機(jī)物濃度限制；加藥量比采用化學(xué)沉淀法小很多；出水磷酸鹽濃度可穩(wěn)定小于 1mg/L 需要投加化學(xué)藥劑；混合液需保持較高 DO 濃度，以防止磷在二沉池中釋放；需附加的池體用于磷的解吸；如使用石灰可能存在結(jié)垢問(wèn)題 SBR及變形工藝 可同時(shí)脫氮除磷；靜置沉淀可獲得低 SS 出水；耐受水力沖擊負(fù)荷；操作靈活性好 同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜；潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響大；設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜；維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制 依賴(lài)性強(qiáng)；池體容積較大 9．仔細(xì)分析污水中 COD 的組成，并說(shuō)明它們?cè)谖鬯幚硐到y(tǒng)中的去除途徑。而且假設(shè)斜板既增加了二沉池基建投資，且會(huì)由于斜板上積存污泥，造成運(yùn)行上的麻煩。 （ 3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。這種處理法的實(shí)質(zhì)是細(xì)菌一類(lèi)的生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長(zhǎng)繁育，并在其上形成膜狀生物污泥 —— 生物膜。 （ 2）不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較方便。 （ 6）活性生物量難以人為控制，因而在運(yùn)行方面靈活性較差。 3．比較生物膜法和活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)。污泥負(fù)荷高 ,需氧均勻 ,動(dòng)力省 。 ★ 有高營(yíng)養(yǎng)級(jí)別微生物存在 ,產(chǎn)能多 ,剩余污泥少 。這些初始菌落首先在載體表面不規(guī)則處形成。生物膜厚度可以達(dá)到幾十μ m。原因是：可剩余有效載體表面飽和；禁錮作用明顯，有毒或抑 制性物質(zhì)的積累。生物膜結(jié)構(gòu)疏松，出水中懸浮物的濃度明顯增高，末期，生物膜質(zhì)量及厚度都趨于穩(wěn)定，運(yùn)行系統(tǒng)也接近穩(wěn)定。 6 脫落期 隨著生物膜的成熟，部分生物膜發(fā)生脫落。 5．生物膜法有哪幾種形式？試 比較它們的特點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；（ 2）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高；（ 3）工作穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)；（ 4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（ 5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（ 6）沒(méi)有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問(wèn)題；（ 7）可多層立體布置；