水污染控制工程(唐玉斌) 课后习题答案+考试重点

第十三章 废水生物处理的基本理论

概念：

①底物和基质：在废水生物处理中，废水中能在酶的催化作用下发生化学反应的物质 ②比基质利用率：每单位重量微生物体对基质的利用速率q=(dS/dt)u /X ③产氯系数：单位质量的基质被利用后增长的微生物的质量Y=dX/dS ④比增长速率：每单位重量的微生物的增长速率u=(dX/dt)g /X

⑤污泥龄：曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量之比值。

⑥内源呼吸系数Kd：指单位微生物体内单位反应时间内由于内源呼吸而消耗的微生物的量1、好氧生物处理和厌氧生物处理有何区别？

答：①起作用的微生物不同。好氧处理中是好氧微生物和兼性微生物起作用，而厌氧处理中有两大类群微生物起作用，先是厌氧菌和兼性菌，后是另一类厌氧菌。②产物不同。好氧处理中，有机物转化为CO2、H2O、NH3或NO2-、NO3-、PO43-、SO42-等，且基本无害，处理后的水无异臭。厌氧处理中，有机物转化为CH4、NH3、胺化物或者氮气、H2S等，产物复杂，出水有异臭。③反应速率不同。好氧处理中，由于氧气作为电子受体，有机物氧化比较彻底，释放的能量多，因而有机物转化速率快，废水在设备内的停留时间短，设备体积小。厌氧处理中有机物氧化不彻底，释放的能量少，所以有机物的转化速率慢，需要反应的时间长，设备体积庞大。④对环境条件的要求不同。好氧处理要求充分供氧，对环境条件要求不太严格。厌氧处理要求绝对厌氧环境，对条件（PH、温度等）要求甚严。

2、在废水生物处理过程中，起作用的微生物主要有哪些？各种微生物所起的作用是什么？ 答：主要有：细菌（真细菌）（1吸附和分解有机物2为原生动物和微型后生动物提供良好的生存条件和附着场所）、古菌（用于有机废水的厌氧处理、用于极端水环境的生物修复工程）、真菌（在活性污泥曝气池中，真菌菌丝形成的丝状体对活性污泥的凝聚起着骨架作用）、藻类（利用光能CO2NH3PO43-生成新生细胞并释放氧气为水体供养）、原生动物（1起辅助净化作用2起指示生物作用）、后生动物（可对水体的污染状况做出定性判断）。 3、什么是酶促反应？ 答：酶催化反应通常简称为酶促反应。

4、什么是微生物的生长曲线？生长曲线分为哪几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数做出一条反应细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。适应期：刚开始细菌要对环境适应，微生物增长速率为零；对数生长期：微生物繁殖速度快，对底物的降解能力较强，微生物数量呈指数规律增加；相对静止期：生长速率开始下降甚至达到零细菌总数达到最大；衰亡期：细菌少繁殖或不繁殖，或出现自溶，细菌进行内源呼吸。

5、为什么常规的活性污泥法不利用生长期的微生物，而利用静止期的微生物？

答：①处于对数生长期的微生物代谢活动强，去除有机物的能力较高，但同时要求进水的有机物浓度较高，因此处理后的出水中有机物的绝对值相应升高，不易达标排放。②对数生长期的微生物生长旺盛，细菌表面尚未形成粘液层和荚膜，不易自行凝聚成菌胶团，出水水质和污泥的沉淀性能均较差。③处于静止期的微生物虽然代谢活力比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，可去除有机物，而且胞内积累了大量的储存物（易染粒、PHB、粘液层和荚膜等）强化了生物吸附能力，自我凝聚能力强，致使二沉池泥水分离效果好，出水水质好。 在采用延时曝气法处理低浓度有机废水，利用处于衰亡期的微生物可取得较好的处理效果。 6、影响微生物生长繁殖的因素有哪些？适宜范围？

答：1营养条件（好氧BOD5：N:P=100:5:1厌氧BOD5：N:P200-300:5:1）2温度条件（好氧

20-35℃中温菌）3溶解氧的影响（2-4mg/L）4pH值（好氧6.5-8.5厌氧6.8-7.4） 7、为什么当底物浓度较高时酶促反应与底物浓度无关？

答：当底物浓度很大时，即S>>Km时，Km+S≈S，V=Vmax，此时酶促反应呈零级反应动力学规律，反应速率与底物浓度无关。当底物浓度很小时S<

答：1水质指标评价法-B/C比,BOD5/TOC；2按相对好氧速率曲线评价；3按微生物脱氢酶活性的变化评价；4按摇瓶试验结果进行评价；5、按照好氧速率曲线评价

10、？如何利用B/C比评价？利用B/C比评价可生化性的局限性？两种情况为什么？ 在通常情况下，B/C的值越大，说明废水的可生化性越好。B/C>0.4易生化；B/C 0.3～0.4，可生化；B/C0.2-0.较难生化；B/C<0.2难生化。①B/C比高实际可生化性差：BOD测定过程中对废水进行了稀释,降低了盐分、毒物的浓度,抑制了毒性作用,表现出较高的BOD值,但实际的废水中一般不进行稀释,从而表现可生化性能差。②B/C小实际可生化性好：一是某些废水中的悬浮有机污染物在COD测定中容易被氧化，COD较高；在BOD测定过程中不易被微生物吸收降解，BOD较低，导致测得的B/C比较小，但在废水处理过程中，这些悬浮态有机污染物可以通过生物絮凝作用去除。二是一般测定BOD5时，不可能预先对污泥进行长期驯化，因此在测定BOD5/COD值时，多采用未驯化污泥，因而测得的比值较小，判定为难生化处理废水;而在实际废水处理时，污泥经过一定时期的驯化而显示废水可用生化处理。 11、提高难降解有机废水的可生化性的措施有哪些？

①预处理，混凝或者氧化②投加高效降解菌③投加刺激剂（营养类物质，共代谢基质）④在好氧处理前先用厌氧生物处理

第14章 活性污泥法工艺

概念：

①AB工艺：吸附-生物氧化法工艺。该工艺分为两个处理阶段，A段是高负荷吸附段B段是低负荷生物氧化再生段②SBR工艺：序批式间歇反应器工艺。由一个或多个SBR池组成，由程序化控制按时间顺序进行进水,反应,沉淀,排水,闲置五个阶段，来完成对废水的生化处理。 ③CASS工艺：周期循环活性污泥法，是在SBR的基础上发展起来的，在SBR池内进水段增加了一个生物选择器来去除丝状体，实现了连续进水，间歇排水。

④延时曝气法：通过延长曝气时间，将微生物的生长繁殖控制在内源呼吸阶段，可大大减少污泥排放量，并能保持一定的处理效果。在小型污水处理厂运用较多，仅用于浓度高或处理要求高的废水处理

⑤活性污泥：由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的，有一定活力和良好净化污水功能的絮绒状污泥。

⑥菌胶团：活性污泥中的细菌之间按照一定的方式排列，相互粘结在一起，被一个公共荚膜包围所形成的具有一定形状的细菌组。

1、 MLSS、MLVSS、SV和SVI的含义是什么？指标范围是什么？各有何工程意义？ ①MLSS:混合液悬浮固体，应控制在2000-4000mg/L，表示一升活性污泥混合液中含有多少mg干固体 ②MLVSS：混合液挥发性悬浮固体③SV：污泥沉降比，可反映曝气池正常运转时的污泥量，可用来控制污泥回流量及排放量，还可与污泥指数等指标相结合及时反映出污泥膨胀等异常现象。④SVI：污泥容积指数，可反映出活性污泥的凝聚性和沉淀性，过低说明泥粒细小紧密，无机物含量多，缺乏活性和吸附性能；过高说明污泥难于分离，即将膨胀或

已经膨胀。 性能良好的活性污泥一般在100左右。

2、要保证活性污泥法正常运行，应具备那些基本条件？答：见下题各重要指标的运行范围。 3、传统活性污泥法的改进工艺形式有哪些? 答：渐减曝气法、阶段曝气法 4、评价活性污泥性能的主要指标有哪些？良好的活性污泥应具备哪些性能？

答：①污泥浓度（X）；MLSS控制在2000-4000mg/L②污泥沉降比（SV）；控制在15-30% ③污泥容积指数（50

6、什么是污泥膨胀？其起因有哪些？解决污泥膨胀问题的措施有哪些？

答：由于某种原因，活性污泥的凝聚性能和沉降性能恶化，污泥的结构松散，体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少，SVI值不断增高，二次沉淀池内污泥面不断上升，造成污泥流失，曝气池的MLSS浓度降低，处理效果下降，正常的处理工艺操作受到破坏，这种现象及污泥膨胀。起因：一是丝状细菌（特别是球衣细菌）和真菌的过渡繁殖引起的丝状膨胀；二是由于污泥中结合水异常增多导致的非丝状菌污泥膨胀。措施：1.控制溶解氧浓度在2mg/L以上，2、控制污泥负荷在0.2-0.3kg BOD/kg MLSS·d，3、调整pH值至中性范围，4、按照BOD5:N:P=100:5:1的原则，调解营养比例；5.投加化学药剂6、短期间歇曝气7、改革工艺 7、试论述SVI与活性污泥沉降性能的关系。（见2④）

答：SVI可反映出活性污泥的凝聚性和沉淀性，一般在100左右，过低说明泥粒细小紧密，无机物含量多，缺乏活性和吸附性能，过高说明污泥难于分离，即将膨胀或已经膨胀。 8、如何判断活性污泥是否已驯化成熟？ 答：①进水水量达到设计值，出水水质达到设计标准②污泥指数SVI达到100左右③依靠生物相判断，指示生物轮虫开始出现，菌胶团紧密。 9、活性污泥法运行中的日常管理项目主要有哪些？

答：除了对动力系统，污泥处理系统，处理构筑物等进行日常管理外，还需检测：1反应处理效果的项目①进出水BOD,COD,SS,每天或隔天分析一次②有毒物含量，应不定期进行分析2反应污泥性状的项目①污泥生物相，经常观察②污泥沉降比SV，每班分析一次③混合液污泥浓度，每周测定两次④污泥容积指数SVI,每周测定两次3反应污泥营养状况和环境条件的项目①氨氮,每天一,小于1mg/L②P,每周一,小于1mg/L③DO,2h/次,1-4mg/L④pH值,每班1-2次,中性⑤水温,每班3-4次,不超过35℃.

10、活性污泥法运行中的异常现象有哪些？应如何解决？污泥膨胀见6

答：①污泥膨胀②污泥上浮：暂时停止进水，快速清除浮泥，立即查找原因，采取相应措施③污泥结体：控制回流污泥量、曝气量或调节营养比例改变污泥絮凝体微细化和污泥量减少的情况；减少废水中有毒物的冲击负荷；投加凝聚剂,提高沉淀效果,防止污泥流失④出现泡沫：可采用压力水喷洒破坏泡沫或定时投加除沫剂,此外也可采用增加曝气池污泥浓度或者适当减少曝气量的办法控制。对于生物泡沫可减少水中油脂和SS含量,也可投加ClO2等杀菌 ？11、氧化沟的工艺形式有哪些？

答：工艺特点：①简化了预处理②占地面积少③具有推流式流态的特征④简化了工艺

第16章 生物膜法

1、生物膜法净化废水的基本原理是什么？

答：解：在生物膜的表面吸附着一层薄薄的“附着水”层，其外是可自由流动的污水，即“运动水”中的有机物被生物膜中的微生物吸附和氧化分解，在“运动水”层和“附着水”层之间形成污染物和溶解氧的浓度梯度，故污染物和溶解氧不断地由“运动水”向“附着水”层扩散并连续地进入生物膜进行生化反应，在微生物代谢过程中产生的有机酶和无机物，则，

沿相反方向扩散至“运动水”或大气中。随着污染物不断地被降解，生物膜很快发育成熟并达到一定厚度，溶解氧向膜内层的扩散阻力增大，故在生物膜内层形成厌氧和缺氧环境，于是，生物膜在去除有机物的同时，还可在一定程度上去除氮、磷等无机污染物。 2、影响生物膜生长的因素有哪些？

答：载体的表面结构与性质、水利剪切力、水力停留时间HRT、光照等 3、 生物膜法有哪几种形式？ 答：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等

4、 在进行滤池设计时，低负荷滤池不需设计回流系统，高负荷滤池必须设计回流系统，为什么？答①低负荷生物滤池的BOD负荷和水力负荷较小，处理效果较好，且不易堵塞，因而不需要设计回流系统。②高负荷生物滤池中有机物浓度较高，生物膜较厚，容易堵塞滤池。因此需要设计回流系统，通过出水回流，一是对滤池进行稀释，避免负荷过大；二是提供较大的水力剪切力，使老化的生物膜受到冲刷而脱落并进入二次沉淀池，避免滤池被堵塞。 答：在水力负荷高时，有机物浓度高，生物膜变厚，可能引起供氧不足，要进行回流。 5、用生物滤池处理废水时，分别在什么情况下选择采用普通生物滤池、高负荷生物滤池和两级生物滤池？ 答：①当BOD符合和水力负荷较小时采用普通生物滤池②废水中有机物 浓度较高，且进入滤池的废水流量较小时，用高负荷生物滤池。 6、为什么生物转盘的处理能力高于生物滤池？

答：①直接从空气中吸收氧，供氧充分，生化过程能够有利进行②生物转盘中生物膜生长的面积很大，而且不会发生生物滤池中的填料堵塞现象，因而允许的进水浓度较高③生物膜与废水接触均匀且时间长，利于其上微生物充分发挥作用④抗击负荷冲级能力更强能耗更低。 7、试叙述生物接触氧化法的特点 答：耐负荷冲击能力较强，污泥生成量较少，不会发生污泥膨胀现象，且无需回流污泥，动力消耗较少，易于管理。主要缺点是填料易于堵塞。 8、试分析比较生物膜法和活性污泥法的优缺点。一般来说，在什么情况下采用活性污泥法？什么情况下采用生物膜法？ 答：优点：①生物膜法队污水水质水量变化有较强的适应性，操作稳定性好②不会发生污泥膨胀，运行管理方便③生物膜中生物相较丰富，可进行硝化作用④剩余污泥量少⑤采用自然通风供养⑥活性污泥难以人为性控制，运行灵活性差7材料表面积小，效率略低于活性污泥法⑧出水较浑浊，清澈程度没有活性污泥法好。

第17章 废水的厌氧生化处理

1、厌氧消化分为哪几个阶段？起作用的微生物？厌氧生物处理过程的影响因素有哪些？ 答：[1]分为三个阶段(1)水解酸化阶段 (2)产氢产乙酸阶段 (3)产甲烷阶段[2]影响因素及取值①温度/低温发酵10-30℃；中温发酵35-38℃；高温发酵，50-55℃ ②酸碱度，产酸细菌：4.5-8.0；中温产甲烷细菌：6.8-7.2 ③氧化还原电位，高温厌氧消化系统：-600-500mv；中温厌氧消化系统要低于-380—300 ④有机负荷率，厌氧生物处理的有机负荷可达5-10kgCOD/（m3·d），有的甚至可达50 kgCOD/（m3·d）⑤厌氧活性污泥，当SVI保持在15-20mL/g，污泥沉淀性能良好例营养物质与微量元素，C:N:P=(200)：5:1为宜⑦有毒物质⑧混合和搅拌 2、厌氧生物反应器是如何分类的？各有何特点？常用的厌氧生物反应器有哪些？ 答：①按照微生物在反应器内的生长状态不同，分为厌氧活性污泥反应器（厌氧活性污泥以絮体或颗粒状形式悬浮生长与反应器中）和厌氧生物膜反应器（厌氧微生物附着于载体表面生长）②按厌氧消化的产酸阶段和产甲烷阶段是否在同一工艺条件下完成，可分为单相厌氧反应器（产酸产甲烷阶段结合在一个反应器里进行）两相厌氧反应器（）分别在相互串联的两个独立反应器中进行。UASB反应器、厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧生物转盘 3、厌氧处理中，C/N比过大或过小对硝化效率有什么影响？

答：通常将C/N比例控制在（8-10）：若C/N比过高，则氮源不足，厌氧微生物增值缓慢，

而且消化液的缓冲能力降低，PH值容易下降产生酸化现象，使消化效率降低。若C/N比过低，则氮源过剩，不仅氮源不能得到充分利用，还会导致系统中NH3的积累，使PH上升至8.0以上，产生碱化现象，从而抑制产甲烷菌的生长繁殖，使消化效率降低。 4、厌氧生物反应器采用的搅拌方式有哪些？

答：机械搅拌法、消化液循环搅拌法、沼气循环搅拌法 5、硝化池运行中出现的异常现象有哪些？原因？如何控制？

答：①酸化现象/进水PH值过高或过低,有机负荷过高,碱度过低,池内有溶解氧或其他氧化剂存在,有毒物质抑制,排泥量过大,温度变化大等②上清液水质恶化/排泥量不足,固体负荷过大,消化不完全,混入浮渣,上清液与消化污泥分离不佳以及搅拌过度③气泡异常/当出现连续喷出的气泡时应采取降低有机负荷或者加强搅拌等措施，当出现不起气泡时可暂时减少或终止进水,充分搅拌并消除浮渣，当产气量正常但有大量气泡剧烈喷出时,应该删浮渣破碎设备的运行情况并加强搅拌。

6、厌氧过程中除了控制PH以外还要控制挥发酸的浓度和碱度，为什么？

答：由于消化液中存在NH4HCO3等缓冲物质，所以pH的变化难以判断消化液中挥发酸的积累程度。一旦挥发酸的积累量足以引起消化液pH下降时，系统中碱度的缓冲能力已经丧失，系统工作状况已相当混乱。因此，运行过程中通常把碱度挥发酸也作为控制指标。 7、UASB工艺的结构，工作原理和特色？

答：UASB反应器是指升流式厌氧污泥床，是一种高效厌氧反应器。整个反应器由反应区，沉淀区和气室等组成。反应区由反应器底部浓度较高的污泥层和污泥床上部浓度较低的悬浮污泥层组成。废水由反应器底部通入，与污泥床中的厌氧活性污泥进行混合接触，由于水利推动、沼气气泡上升产生的强烈搅动以及污泥粘附气体等原因，污泥在反应区呈膨胀状态，混合液经充分反应后进入截面积扩展的沉淀区。在沉淀区设有三相分离器，完成气液固三相的分离。被分离的沼气从上部导出，污泥则靠重力返回反应区，与水分离，上清液从沉淀区上部排走。优点：可形成性对稳定的生物相，污泥絮体较大，易于沉淀，在反应区可积累足够的污泥量，反应器的有机负荷和去除效率较高无需搅拌，不虚污泥回流设备，耐负荷冲击，对温度，pH等环境因素变化具有一定的适应性。

8、厌氧生物处理法相对于好养生物处理法，其优缺点是什么？

答：优点：①应用范围广，既可用于中低浓度也适用于高浓度,还适用于难降解的有机废水②能耗水平低③进水有机负荷高④产生的剩余污泥少,且性能好⑤具有杀菌作用⑥N,P的营养需求少⑦厌氧活性污泥稳定,易保存。缺点：①增殖慢,启动时间,处理时间长,反应器大②分解不彻底处理后不能达标,不能独立处理要接好氧处理③操作控制复杂,运行管理复杂

第18章 生物脱氮技术

1、影响微生物脱氮的因素有哪些？

答：pH值、温度、DO、C/N比、污泥龄、有毒物质、混合液回流比 2、 简述生物脱氮除磷原理。

答：生物脱氮由硝化作用和反硝化作用共同完成。它是指在微生物的作用下，废水中的氮化合物转化为氮气溢出并返回大气的过程。 除磷原理：（聚磷菌）在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成储能的多磷酸盐颗粒与体内，供其内源呼吸用；在厌氧时又能释放磷酸盐于体外，故可创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污水中厌氧放磷，然后再好氧条件下充分地过量吸磷，然后通过排泥从污水中出去部分磷。