《水污染控制工程》研究生入学考试复习资料.docx

水质指标物理性指标：温度一一工业废水常引起水体热污染，造成水中溶解氧减少加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或者水质恶化。色度一一感官性指标，水的色度来源于金属化合物或者有机化合物。嗅和味一一感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。固体物质一一分为溶解性物质和悬浮固体物质(挥发性物质、固定性物质)总固体二溶解性固体+悬浮固体二挥发性固体+固定性固体化学性指标：无机类：植物营养元素一一过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物特别是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。PH和碱度普通要求处理后污水的PH在69之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，泯灭或者抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。重金属一一作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，影响人体健康。有机类：总有机碳(Toe)一totalorganismcarbon,表示有机物浓度的综合指标。水样中所有有机物的含碳量。总需氧量(TOD)totaloxygendemand,由于有机物的主要元素是C、II、0、N、S等。被氧化后，分别产生CO、H0、NO和SO,所消耗的氧量称为总需氧量。2222化学需氧量(CoD)chemicaloxygendemand,用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。生化需氧量(BOD)biologicaloxygendemand,在水温为20度的条件下，水中有机物被好养微生物分解时所需的氧量。相互关系为：TOD>COD>B0D20>B0D5>0C生化需氧量(BOD)反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。化学需氧量COD的优点是比较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅仅需要数小时，并且不受水质的影响。而化学需氧量COD则不能象BOD反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。此外，污水中存在的还原性无机物(如硫化物)被氧化也需要消耗氧，以COD表示也存在一定的误差。两者的差值大致等于难生物降解的有机物量。差值越大，难生物降解的有机物含量越多，越不宜采用生物处理法。两者的比值可作为该污水是否适宜于采用生物处理的判别标准，比值越大，越容易被生物处理。生物性指标：细菌总数一一水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。大肠菌群大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。水体自净有哪几种类型？污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或者总量减少，受污染的水体部分地或者彻底地恢复原状，这种现象称为水体自净或者水体净化。包括物理净化、化学净化和生物净化。物理净化指污染物质由于稀释、扩散、沉淀或者挥发等作用使河水污染物质浓度降低的过程。化学净化指污染物质由于氧化、还原、分解等作用使河水污染物质浓度降低的过程。生物净化指由于水中生物活动，特别是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。污水处理分类1、根据污水处理程度：一级处理一一只去除飘荡物和易沉物，使城市污水排入水体时不致即将浮现不洁现象。二级处理一一去除飘荡物和易沉物外，进而稳定污水中的有机物，基本上消除污水的耗氧性能。使水体接纳污水后不至于浮现严重缺氧情况，水体生态系统将基本上维持原有的平衡状态。深度处理一一降低出水中的氮、磷化合物浓度。2、根据污水处理原理：物理方法：格栅、筛网、过滤、沉淀、气浮、离心分离、膜分离等。化学方法：混凝、中和、化学沉淀、氧化还原、消毒、电解。物理化学：吸附、萃取、离子交换。生物方法：生物处理过程是天然污水自净的人工化过程，人工浓缩的过程。试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互会萃增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。区域沉淀或者成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mgL以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或者成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度挨次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别？设置沉砂池的目的和作用：以重力或者离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。曝气沉砂池的工作原理：由曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、磨擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。曝气沉砂池沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或者上浮）的基本规律，影响沉降或者上浮的因素是什么？基本原理：沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。基本规律：静水中悬浮颗粒开始沉降（或者上浮）时，会受到重力、浮力、磨擦力的作用。刚开始沉降（或者上浮）时，因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即等速下沉。影响因素：颗粒密度，水流速度，池的表面积。加压容器浮上法的基本原理是什么？有哪几种基本流程和溶气方式？各有何特点？加压溶气气浮法的基本原理是空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。其工艺流程有全加压溶气流程、部份加压溶气流程和部份回流加压溶气流程3种；溶气方式可分为水泵吸水管吸气溶气方式、水泵压水管射流溶气方式和水泵一空压机溶气方式。全加压溶气流程是将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离，与其它两流程相比，其电耗高，但因不另加溶气水，所以气浮池容积小；部份加压溶气流程是将部份废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池，该流程比全溶气流程省电，此外因部份废水经溶气罐，所以溶气罐的容积比较小，但因部份废水加压溶气所能提供的空气量较少，因此，若想提供同样的空气量，必须加大溶气罐的压力；部份回流加压溶气流程将部份出水进行回流加压，废水直接送入气浮池，该法合用于含悬浮物浓度高的废水的固液分离，但气浮池的容积较前两者大。水泵吸水管吸气溶气方式设备简单，不需空压机，没有空压机带来的噪声；水泵压水管射流溶气方式是利用在水泵压水管上安装的射流器抽吸空气，其缺点是射流器本身能量损失大普通约30%,若采用空气内循环和水内循环，可以大大降低能耗，达到水泵一空压机溶气方式的能耗水平；水泵一空压机溶气方式溶解的空气由空压机提供，压力水可以分别进入溶气罐，也有将压缩空气管接在水泵压入泵上一起进入溶气罐的。目前常用的溶气方式是水泵一空压机溶气方式。微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是什么？有哪些影响因素？如何改善微气泡与颗粒的粘附性能？微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是水中颗粒的润湿接触角大于90度，即为疏水表面，易于为气泡粘附或者水的表面张力较大，接触即角较大，也有利于气粒结合。影响微气泡与悬浮颗粒相粘附的因素有：界面张力、接触角和体系界面自由能，气一粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附，泡沫的稳定性等。在含表面活性物质很少的废水中加入起泡剂，可以保证气浮操作中泡沫的稳定性，从而增强微气泡和颗粒的粘附性能。气固比的定义是什么？如何确定（或者选用）？气固比即溶解空气量与原水中悬浮固体含量的比值。气固比的选用涉及到出水水质、设备、动力等因素。从节能考虑并达到理想的气浮分离效果，应对所处理的废水进行气浮试验来确定气固比，如无资料或者无实验数据时，普通取用0.0050.006,废水悬浮固体含量高时，可选用上限，低时选用下限。剩余污泥气浮浓缩使气固比普通采用0.030.04o在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何优缺点？沉淀法它是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能在重力场的作用下，以达到固液分离的一种过程。主要去除污水中的无机物，以及某些比重较大的颗粒物质。浮上法是一种有效的固一液和液一液分离方法，特殊对那些颗粒密度或者接近或者小于水的以及非常细小颗粒，更具有特殊优点。与气浮法相比较，沉淀法的优点是这一物理过程简便易行，设备简单，固液分离效果良好。与沉淀法相比较气浮法的优点：1）气浮时间短，普通只需要15分钟摆布，去除率高；2）对去除废水中的纤维物质特殊有效，有利于提高资源利用率，效益好；3）应用范围广。它们缺点是都有局限性，单一化。气浮法：能够分离那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒，合用于活性污泥絮体不易沉淀或者易于产生膨胀的情况，但是产生微细气泡需要能量，经济成本较高。沉淀法：能够分离那些颗粒密度大于水能沉降的颗粒，而且固液的分离普通不需要能量，但是普通沉淀池的占地面积较大。如何改进及提高沉淀或者浮上分离效果？为了提高气浮的分离效果，要保持水中表面活性物质的含量适度，对含有细分散亲水性颗粒杂质的工业废水，采用气浮法处理时，除应用投加电解质混凝剂进行电中和方法外，还可用向水中投加浮选剂，使颗粒的亲水性表面改变为疏水性，使其能与气泡粘附。影响沉淀分离效果的因素有沿沉淀池宽度方向水流速度分布的不均匀性和紊流对去除率的影响，其中宽度方向水流速度分布的不均匀性起主要作用。所以为了提高沉淀的分离效果，在沉淀池的设计过程中，为了使水流均匀分布，应严格控制沉淀区长度，长宽比，长深比。废水的生物处理法定义：利用自然存在的微生物的代谢作用，把水中的有机污染物转化为简单的无机物的过程（生物化学处理法），即利用微生物的生命活动过程来转化污染物，使之无害化的方法。废水的生物处理过程是天然污水自净的人工化过程，人工浓缩的过程。对象：是污水中可被生物降解的溶解性有机污染物、部份胶体状有机污染物和少量无机污染物。微生物的新陈代谢微生物不断从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。1、分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量。2、合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成份，机体创造自身。废水的可生化性判断1、根据BOD5与CODcr的比值大小判断：BC>0.45：生化性好BC>0.30：可生化BC<0.25：较难生化BC<O.2：不易生化2、根据测定相对耗氧速率判断:耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量。以有废水污染物（底物）浓度为横坐标，以相对耗氧速率为纵坐标，通过实验获得相对耗氧曲线。以内源代谢相对耗氧速率为基准进行比较。微生物的呼吸类型根据受氢体不同可分为：好氧呼吸和厌氧呼吸好氧呼吸：根据氧化的底物、氧化产物的不同分为异养型微生物和自养型微生物。厌氧呼吸：按反应过程中的最终受氢体的不同分为发酵和无氧呼吸。好氧生物处理：好氧生物处理是在有游离氧（份子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或者进一步处置。特点：好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD浓度小于500mgL的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。5在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。厌氧生物处理：废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。特点：由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少、可回收能量（CH）等-1优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大，出水水质差等。为维持较高的反应速度，需维持较高的温度，就要消耗能源。对于有机污泥和高浓度有机废水（普通BoD522000mgL）可采用厌氧生物处理法。微生物的生长曲线及其在废水生物处理中的意义1、生长曲线：微生物的生长规律普通是以生长曲线来反映。生长曲线是以细菌放入数目的对数为Y轴，以生长的时间的X轴作出的菌体数量随时间变化的曲线。普通可分为停滞期（调整期）、对数期（生长旺盛期）、静止期（平衡期）、衰老期（衰亡期）停滞期：如果活性污泥被接种到与原来生长条件不同的废水中（营养类型发生变化，污泥培养驯化阶段），或者污水处理厂因故中断运行后再运行，则可能浮现停滞期。这种情况下，污泥需经过若干时间的停滞后才干适应新的废水，或者从衰老状态恢复到正常状态。停滞期是否存在或者停滞期的长短，与接种活性污泥的数量、废水性质、生长条件等因素有关。对数期：当废水中有机物浓度高，且培养条件适宜，则活性污泥可能处在对数生长期。处于对数生长期的污泥絮凝性较差，呈分散状态，镜检能看到较多的游离细菌，混合液沉淀后其上层液混浊，含有机物浓度较高，活性强沉淀不易，用滤纸过滤时，滤速很慢。静止期：当污水中有机物浓度较低，污泥浓度较高时，污泥则有可能处于静止期，处于静止期的活性污泥絮凝性好，混合液沉淀后上层液清澈，以滤纸过滤时滤速快。处理效果好的活性污泥法构筑物中，污泥处于静止期。衰老期：当污水中有机物浓度较低，营养物明显不足时，则可能浮现衰老期。处于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有细小泥花，以滤纸过滤时，滤速快。注意合成产率系数和观测产率系数。2、意义：在废水生物处理中，微生物是一个混合群体，它们也有一定的生长规律。有机物多时，以有机物为食料的细菌占优势，数量最多；当细菌不少时，浮现以细菌为食料的原生动物；而后浮现以细菌及原生动物为食料的后生动物。在污水生物处理过程中，如果条件适宜，活性污泥的增长过程与纯种单细胞微生物的增殖过程大体相仿。但由于活性污泥是多种微生物的混合群体，其生长受废水性质、浓度、水温、pH、溶解氧等多种环境因素的影响，因此，在处理构筑物中通常仅浮现生长曲线中的某一两个阶段。处于不同阶段时的污泥，其特性又很大的区别。所以在废水的生物处理过程中，对微生物生长曲线的研究对处理中合用哪个阶段的菌体是有很重要的作用的。影响微生物生长的环境因素（废水处理的重要因素）1、微生物的营养一一微生物要求的营养物质必须包括组成细胞的各种原料和产生能量的物质，主要有：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因素。2、温度一一各类微生物所生长的温度范围不同，约为59C80°C。此温度范围，可分为最低生长温度、最高生长温度和最适生长温度（是指微生物生长速度最快时温度）。依微生物适应的温度范围，微生物可以分为中温性（2045C）、好热性（高温性）（45°C以上）和好冷性（低温性）（20以下）三类。当温度超过最高生长温度时，会使微生物的蛋臼质迅速变性及酶系统遭到破坏而失活，严重者可使微生物死亡。低温会使微生物代谢活力降低，进而处于生长繁殖住手状态，但仍保存其生命力。3、PH不同的微生物有不同的pH适应范围。细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH适应范围是在10之间°大多数细菌适宜中性和偏碱性（pH=6.57.5）的环境。废水生物处理过程中应保持最适PH范围。当废水的PH变化较大时，应设置调节池，使进入反应器（如曝气池）的废水，保持在合适的PH范围。4、溶解氧一一溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。好氧微生物处理的溶解氧普通以24mgL为宜5、有毒物质一一在工业废水中，有时存在着对微生物具有抑制和杀害作用的化学物质，这种物质我们称之为有毒物质。其毒害作用主要表现在细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失去活性。在废水生物处理时，对这些有毒物质应严加控制，但毒物浓度的允许范围，需要具体分析。生物脱氮包括哪几个过程？氨化反应微生物分解有机氮化合物产生氨的过程。硝化反应在亚硝化菌和硝化菌的作用下，将氨态氮转化为亚硝酸盐（N02-）和硝酸盐（NO3-）的过程。反硝化反应在缺氧条件下，N02-和班）3-在反硝化菌的作用下被还原为氮气的过程。同化作用生物处理过程中，污水中的一部份氮（氨氮或者有机氮）被同化成微生物细胞的组成成份，并以剩余活性污泥的形式得以从污水中去除的过程。当进水氨氮浓度较低时，同化作用可能成为脱氮的主要途径。生物除磷的原理在厌氧一好氧交替运行的系统中，得用聚磷微生物具有的厌氧释磷及好氧超量吸磷的特性，使好氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。活性污泥与活性污泥法及构成活性污泥法的三要素1、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、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。2、活性污泥法：是摹仿天然水体（江、湖）的自净过程，是人工的强化过程。主要是利用活性污泥中的微生物的代谢作用对污水中的溶解性可生物降解的有机物进行分解。主要的工作集团为菌胶团，菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌等包覆成的黏性团块，不仅使得细菌有反抗外界不利因素的性能；同时可以有很强的吸附性，可以大量的吸附污水中的有机物质，净化污水水质。被吸附的有机物质在微生物的分解下被降解。3、活性污泥法的三要素：一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。常用的活性污泥法曝气池的基本形式有哪些？推流式曝气池：污水及回流污泥普通从池体的一端进入，水流呈推流型，底物浓度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池出口端最低。彻底混合式曝气池：污水一进入曝气反应池，在曝气搅拌作用下即将和全池混合，曝气池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率彻底一致。封闭环流式反应池：结合了推流和彻底混合两种流态的特点，污水进入反应池后，在曝气设备的作用下被快速、均匀地与反应器中混合液进行混合，混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。封闭环流式反应池在短期内呈现推流式，而在长期内则呈现彻底混合特征。序批式反应池（SBR）：属于“注水一反应一排水”类型的反应器，在流态上属于彻底混合，但有机污染物却是随着反应时间的推移而被降解的。其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有曝气或者搅拌装置的反应器内挨次进行，混合液始终留在池中，从而不需此外设置沉淀池。评价活性污泥的重要指标1、混合液悬浮固体浓度：MLSS曝气池中污水和活性污泥混合后混合液悬浮固体的数量，单位：mg/lo取混合液100mL,以快速滤纸过滤，105°C烘箱内2小时烘干至恒重，称取其中固体物质的含量。2、混合液挥发性悬浮固体浓度：MLVSS指混合液悬浮固体中有机物的数量，单位：mg/L取测定MLSS后的滤纸与固体物质一同放入焚烧炉内，经600C800eC灼烧至残留物无黑色，称取残留物的含量，扣除滤纸的灰分后，即为NVSS,MLSS与NVSS的则为MLVSSo3、污泥沉降比：SV30取混合液至100OmL或者100InL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例(%)表示污泥沉降比。4、污泥体积指数：SVI指曝气池出口处混合液经30分钟静止沉淀以后，1克干污泥所占的容积，简称污泥指数，单位为mL/g。SVI=IL混合液沉淀30min的活性污泥体积(ml)/1L混合液中悬浮固体干重(g)=SV(mll)/MLSS(g)5、污泥龄：TS指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的比值，单位：日。氧转移系数K的测定UdeZT=K(c-c)>ln(c-C)=-K.t+C研LaSSLade式中：土液相中溶解氧浓度变化率(或者氧转移效率)，k啜/(l113h);K一氧份子的总传质系数，h:c一与界面氧分压所对应的溶液饱和溶解氧值，kg/m:.;S2C溶液中溶解氧浓度，kg11Po2.提高K值：加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度，加速气液界面的更新，采用微孔曝气方式，增大气液接触面1.a1 .提高c值：提高气相中的氧分压。S活性污泥法为什么需要回流污泥，如何确定回流比？活性污泥法是依靠生物污泥对BOD的去除的，进水所带生物量有限，故应从二次沉淀池分离出的污泥中回流，一部份进曝气池。回流比的大小取决于曝气池内污泥浓度X和回流污泥浓度X,根据进出曝气池的污泥平衡r=(X-X)Xrr废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方法有哪几种？废水可生化性问题的实质是判断某种废水能否采用生化处理的可能性。常用的评价方法有以下两种：(1)参数法。常用B0D5/C0D或者B0D5/T0D的值来表示。普通认为当B0D5/C0D>0.4时，此种废水的可生化性较好；当B0D5/C0D<0.2时，此种废水的可生化性较差。（2）耗氧系数法。活性污泥法的运行方式及其特点传统推流式：污水与回流污泥从池首端流入，呈推流式至池的末端流出。进口处有机物浓度高，沿池长逐渐降低。处理效率高，合用与大中型污水处理厂。进水浓度不能过高，抗冲击负荷能力较差。需氧量沿池长逐渐降低，可能造成前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用较高渐减曝气法：渐减曝气布置扩散器，使布气沿程递减，而总的空气量有所减少，这样可以节省能量，提高处理效率。阶段曝气法：采用分点进水方式，入流污水在曝气池中分3-4点进入，均衡了曝气池内有机污染物负荷及需氧率，提高了曝气池对水质、水量冲击负荷的能力。活性污泥浓度沿池长逐渐降低。高负荷曝气法：在系统与曝气池构造方面与传统推流式活性污泥方相同，但曝气停留时间公1.5-3.Oh,曝气池活性污泥外于生长旺盛期。主要特点是曝气时间短，有机容积负荷或者污泥负荷高，但处理效果低。池容小，出水水质不好。延时曝气法：曝气时间很长，活性污泥处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需进行厌氧消化处理，可直接排放。本工艺还具有处理过程稳定性高，对进水水质、水量变化适应性强，不需要初沉池等优点。但基建运行费用高。吸附再生法：接触稳定法，混合液的曝气完成为了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。本工艺特点是污水与活性污泥在吸附池内吸附时间较短，吸附池容积较小，再生池的容积也较小，此外其也具有一定的抗冲击负荷能力。机理是：第一阶段主要是依靠污泥的吸附作用，第二阶段是被吸附的有机物分解氧化，恢复活性污泥的活性。本法污水首先与良好的活性污泥混合，在1030min内能够完成吸附作用，生化需氧量去除8590%,然后混合液进入二沉池进行固液分离，排出的回流污泥进入再生池进行有机污染物的氧化作用（L55h）,活性污泥获得再生，并返回接触池进行吸附。特点：1、污水有机污染物的吸附与污泥的再生在两个不同的池子里（或者一个池的二个部份），二沉池在二者之间；2、本法对悬浮和胶体有机物质特殊有效，因此可以不设初沉池；3、为完成短期内吸附，吸附池的污泥浓度较高，因此要求污泥回流比大；4、容积符合高，接触池与再生池的总容积比普通活性污泥曝气池小，可节省基建费用；5、抗冲击能力大，再生池存积大量活性污泥，一旦接触池污泥遭到破坏，可用再生池污泥替代。缺点：1、吸附时间短，处理效果比普通活性污泥差；2、回流污泥量大，增大了回流设备和容量；3、剩余污泥稳定性差。彻底混合法：进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液所稀释、均化，入流浮现冲击负荷时，池液的组成变化较小，即该工艺对冲击负荷具有较强的适应能力；污水在曝气池内分布均匀，F/M值均等，可通过对F/M值得调整，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，以更好地发挥活性污泥的净化功能；曝气池内混合液的需氧速率均衡。活性污泥易于产生膨胀现象。深层曝气法：在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。并且深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。合用于处理高浓度有机废水。纯氧曝气法：纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，于是处理效果好，污泥的沉淀性也好，普通不会发生污泥膨胀，剩余污泥量少。克劳斯法：把厌氧消化富含氨氮的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，除了提供氮源外，硝酸盐也可作为电子受体，参加有机物的降解。克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题。消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。吸附一生物降解工艺；处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。A级以高负荷或者超高负荷运行，B级以低负荷运行，级曝气池停留时间短，3060min,B级停留时间24h。该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和PH变化的能力。氧化沟：氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，使活性污泥呈悬浮状态。序批式活性污泥法:属于“注水-反应-排水”类型的反应器，其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成。进水后进行一段时间的缺氧搅拌，好氧菌利用进水中的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解氧将迅速降低甚至为零，这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；然后池体进入厌氧状态，聚磷菌释放磷；接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌进行磷吸收；经过一段时间后，住手曝气，进行静置沉淀；当污泥沉淀下来后，注出上部清水，然后再进入原污水进行下一个周期循环，如此周而复始。特点：（1）工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；（2）耐冲击负荷，在普通情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；（3）反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；（4）运行操作灵便，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；（5）污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀；（6）该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。缺点：（1）容积利用率低；（2）水头损失大；（3）出水不连续；（4）峰值需氧量高；（5）设备利用率低；（6）运行控制复杂；（7）不合用于大水量。污泥负荷与容积负荷（主要参数范围0.20.4）MQN=Vso1、污泥负荷率：污泥负荷率是指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD.量，即：sV5X式中：Ns污泥负荷率,kgBOD/（kgMLVSSd）;qv与曝气时间相当的平均进水流量，md;P;一曝气池进水的平均BOD隹mg/L；pS曝气池中的污泥浓度，mgLoZq冗Ki2、容积负荷率：容积负荷是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的B0D5量，BP：NV=vso-v=Ns式中：Nv容积负荷率，kg（BOD）（11d）。解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。污泥泥龄即生物固体停留时间，其定义为在处理系统（曝气池）中微生物的平均停留时间。在工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。活性污泥泥龄是活性污泥处理系统设计运行的重要参数。在曝气池设计中的活性污泥法，即是因为出水水质、曝气池混合液污泥浓度、污泥回流比等都与污泥泥龄存在一定的数学关系，由活性污泥泥龄即可计算出曝气池的容积。而在剩余污泥的计算中也可根据污泥泥龄直接计算每天的剩余污泥。而在活性污泥处理系统运行管理过程中，污泥泥龄也会影响到污泥絮凝的效果。此外污泥泥龄也有助于进步了解活性污泥法的某些机理，而且还有助于说明活性污泥中微生物的组成。从气体传递的双膜理论，分析氧传递的主要影响因素。气体传递的双膜理论的基点是认为在气液界面存在着二层膜（即气膜和液膜）这一物理现象。这两层薄膜使气体份子从一相进入另一相时受到了阻力。当气体份子从气相向液相传递时，若气体的溶解度低，则阻力主要来自液膜。影响氧传递的因素主要有如下：污水水质：水中各种杂质如某些表面活性物质会在气液界面处集中，形成一层份子膜，增加了氧传递的阴力，影响了氧份子的扩散。水温：水温对氧的转移影响较大，水温上升，水的黏度降低，液膜厚度减小，扩散系数提高，反之，扩散系数降低。氧分压：气相中的氧分压直接影响到氧传递的速率。气相中氧分压增大，则传递速率加快，反之，则速率降低。总的来说，气相中氧分压、液相中氧的浓度梯度、气液间的接触面积和接触时间、水温、污水的性质、水流的紊流程度等因素都影响着氧的转移速率。活性污泥法系统中，二次沉淀池起什么作用？在设计中有些什么要求？活性污泥法系统中，二次沉淀池的作用在于（1）泥水分离作用；（2）对污泥起一定的浓缩作用以保证曝气池对污泥量需要。故根据沉淀速度确定的沉降面积和为满足一定的浓缩作用确定面积后，选择其中大者作为设计沉淀面积，以保证对二者需要。生物脱氮、除磷的环境条件要求和主要影响因素是什么？生物脱氮流程中必须设置氨氮硝化的好氧区，好氧区的水力停留时间和污泥龄必须满足氨氮硝化的要求，污泥龄通常大于6d,同时还应具备缺氧区或者缺氧时间段以完成生物反硝化过程，在缺氧区不仅需要供给硝酸盐溶液，还需要提供碳源作为反硝化过程的电子供体，常用的作为电子供体的有机物为入流污水中的有机物。碳源不足时需此外投加碳源。硝化过程的影响因素：1、好氧环境：硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH和NO2,氧是硝化反应的电子受体，反应器内溶3解氧含量的高低，势必影响硝化反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于Img/L。2、碱度：在硝化反应过程中，释放H,使pH下降，硝化菌对PH的变化十分敏感，为保持适宜的pH,应当在污水中保持足够的碱度，以调节PH的变化，Ig氨态氮（以N计）彻底硝化，需碱度（以CaCO计）7.14g。对硝化菌的适宜的PH为8.08.4°3、有机物浓度：混合液中有机物含量不应过高，硝化菌是自养菌，有机基质浓度并非它的增殖限制因素，若BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为优势种属。4、温度：硝化反应的适宜温度是2030°C,15°C以下时，硝化反应速度下降，5C时彻底住手。5、停留时间：即生物固体平均停留时间（污泥龄）SRT,必须大于其最小的世代时间，否则将使硝化菌从系统中流失殆尽，普通认为硝化菌最小世代时间在适宜的温度条件下为3doSRT值与温度密切相关，温度低，SRT取值应相应明显提高。6、氨浓度：除有毒有害物质及重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的NHN、高浓度的NQN、高浓度的有机基质、部份有机物以及络合阳离子等。反硝化过程的影响因素：1、碳源：能为反硝化菌所利用的碳源较多，从污水生物脱氮考虑，可有下列三类：一是原污水中所含碳源，对于城市污水，当原污水BODTKN>35时，即可认为碳源充足：二是外加碳源，多采用甲醉（CH0H）,因为甲醇被分解后的产物为CO和532H0,不留任何难降解的中间产物：三是利用微生物组织进行内源反硝化。22、pH：对反硝化反应，最适宜的pH是6.57.5°PH高于8或者低于6,反硝化速率将大为下降。3、溶解氧浓度：反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在无份子氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。另一方面，反硝化菌体内的某些酶系统组分，惟独在有氧条件下，才干够合成。这样，反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5mg/L以下。4、温度：反硝化反应的最适宜温度是2040C,低于15°C反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝化速率，在冬季低温季节，可采用如下措施：提高生物固体平均停留时间；降低负荷率；提高污水的水力停留时间。生物脱氮工艺三段生物脱氮工艺：将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来，每一部份都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。缺氧一好氧生物脱氮工艺：该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液，通过内回流到缺氧池中，在缺氧池内进行反硝化脱氮O特点：反硝化产生的碱度补充硝化反应之需；利用原污水中的有机物，无需外加碳源；利用硝酸盐作为电子受体，节省后续曝气量；反硝化菌对碳源的利用更为广泛，甚至包括难降解有机物。Bardenpho生物脱氮工艺：设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。生物除磷过程需设置厌氧区和好氧区，同时活性污泥需要不断经过厌氧区磷释放和好氧区磷吸收，通过排除进过以后富含磷的污泥使污水中磷得以去除。生物除磷的厌氧过程对污水中碳源的品质和数量有更高的要求，最理想的碳源为挥发性脂肪酸，其次为易发酵的有机物。生物除磷影响因素：D厌氧环境条件：氧化还原电位：反硝化完成后，ORP蓦地下降，随后开始放磷，放磷时ORP普通小于100mV;溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质；NOX-浓度：产酸菌利用N0作为电子受体，抑制厌氧发酵过程，反硝化时消耗易生物降解有机质。2）有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大3）污泥龄：污泥龄影响着污