实验一 单层滤料过滤实验
第十五章 污水的厌氧生物处理 1． 厌氧生物处理的基本原理是什么？
答：废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
2、厌氧发酵分为哪个阶段？为什么厌氧生物处理有中温消化和高温消化之分？污水的厌氧生物处理有什么优势，又有哪些不足之处？ 答：通常厌氧发酵分为三个阶段：
第一阶段为水解发酵阶段：复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为简单的有机物。继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。 第二阶段为产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢，并有二氧化碳生成。 第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷。
厌氧生物处理可以在中温（35℃一38℃）进行（称中温消化），也可在高温（52℃一55℃）进行（称高温消化）。因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响，因为产甲烷菌在两个温度段（即35℃一38℃和52℃一55℃）时，活性最高，处理的效果最好。
厌氧生物处理优势在于：应用范围广，能耗低，负荷高，剩余污泥量少，其浓缩性、脱水性良好，处理及处置简单。另外，氮、磷营养需要量较少，污泥可以长期贮存，厌氧反应器可间歇性或季节性运转。其不足之处：厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；出水达不到要求，需进一步进行处理；处理系统操作控制因素较复杂；过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。
3、 影响厌氧生物处理的主要因素有哪些？提高厌氧处理的效能主要从哪些方面考虑？ 答：影响厌氧生物处理的主要因素有如下：pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。
提高厌氧生物处理的效能可考虑：1 .pH维持在6.8~7.2之间, 2.温度可以维持在中温（35℃一38℃），也可以是高温（52℃一55℃） 3.保持较长的生物固体停留时间 4.系统内避免
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进行连续的剧烈搅拌 5.碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜。 6.需控制有毒物质的浓度，以防止有毒物质影响微生物的生存而使效果降低。
4、 试比较现有几种厌氧处理方法和构筑物的优缺点和适用条件。 答：几种厌氧处理方法和构筑物的优缺点和适用条件如下表： 方法或反应器 适用条件 优点 缺点 反应时间长，池容积大；污泥易随水流带走 在一个消化池内进行酸设备简单 化，甲烷化和固液分离。传统消化法 适用于小型，低投入系统。 微生物固着生长在滤料设备简单，能承受较高负底部易发生堵塞，厌氧生物滤表面，适用于悬浮固体荷，出水悬浮固体低，能填料费用较贵 池 量低的污水 耗小 用沉淀池分离污泥并进行回流，消化池中进行适当搅拦，池内呈完全厌氧接触法 混合，能适应高有机物浓度和高悬浮固体的污水 能承受较高负荷，有一定负荷高时污泥会抗冲坝子负荷能力，运行流失，设备较多，较稳定，不受进水悬浮固操作要求较高 体的影响；出水悬浮固体低 上流式厌氧消化和固液分离在一个负荷高；总容积小，能耗如设计不善，污泥污泥床反应池内，微生物量很高，低，不需搅拌 会大量消失，池的器 适用于高负荷污水 构造复杂 酸化和甲烷化在两个反能承受较高负荷，耐冲设备较多，运行操两相厌氧处应器进行，两个反应器击，运行稳定 作较复杂 理法 可以采用不同反应温度 5 试述UASB反应器的构造和高效运行的特点。
答：构造1) 进水配水系统：其功能主要有两个方面：① 将废水均匀地分配到整个反应器的底部；② 水力搅拌；一个有效的进水配水系统是保证UASB反应器高效运行的关键之一。 2) 反应区：反应区是UASB反应器中生化反应发生的主要场所，又分为污泥床区和污泥悬浮区，其中的污泥床区主要集中了大部分高活性的颗粒污泥，是有机物的主要降解场所；而污泥悬浮区则是絮状污泥集中的区域。
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3) 三相分离器：三相分离器由沉淀区、回流缝和气封等组成；其主要功能有：① 将气体(沼气)、固体(污泥)、和液体(出水)分开；② 保证出水水质；③ 保证反应器内污泥量；④ 有利于污泥颗粒化。
4) 出水系统：出水系统的主要作用是将经过沉淀区后的出水均匀收集，并排出反应器。 5) 气室：气室也称集气罩，其主要作用是收集沼气。
6) 浮渣收集系统：浮渣收集系统的主要功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。 7) 排泥系统：排泥系统的主要功能是均匀地排除反应器内的剩余污泥。 特点：① 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度50gVSS/l以上，污泥龄一 般为30天以上；
② 反应器的水力停留时间相应较短； ③ 反应器具有很高的容积负荷；
④ 不仅适合于处理高、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低 浓度的城市污水；
⑤ UASB反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑； ⑥ 无需设置填料，节省了费用，提高了容积利用率；
⑦ 一般也无需设置搅拌设备，上升水流和沼气产生的上升气流起 到搅拌的作用；
⑧ 构造简单，操作运行方便。
6、某地区设计人口为80000人，人均日污水量为100L，污泥含水率为95％，试估算完全混合污泥消化池的有效容积。
解：设采用厌氧消化法，消化时间为0.5天，则V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3 第十六章 污水的化学与物理化学处理
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水污染控制工程第15章答案
