中国石油大学华东环境工程专业 水处理复习题

1.污水生物处理的原理（水体的自净作用）:稀释、水解、光解、微生物的降解（主要作用）2.微生物在废水生物处理中的作用

（1）去除有机物（以COD或BOD5表示），去除其它无机营养元素如N、P等； （2）絮凝沉淀和降解胶体状固体物；（3）稳定有机物。 3.污水生物处理的重要性

城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；

废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。 4.污水生物处理的重要性

1）有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法 颗粒状有机物(>1nm) 机械沉淀法

胶体状有机物(1nm~100nm) 不能采用机械沉淀法去除 (生物法处理的主要对象) 溶解性有机物(<1nm) 分子状态存在于水中 (生物法处理的主要对象) 2）生物处理在废水处理程度的分级阶段 一级处理——预处理或前处理

二级处理——生物处理 ------大量去除胶体状和溶解状有机物，保证出水达标排放 三级处理——深度处理 5.污水的来源及危害 来源：

生活污水:COD = 400~500mg/l, BOD5 = 200~300mg/l 工业废水:主要有石油化工、轻工、食品等行业 危害:

无毒的有机物：消耗水中的溶解氧DO----水生生物受害----水质变差 有毒的有机物：有毒-----直接危害水生生物及人类 慢性中毒-----直接危害水生生物及人类

三致----致癌、致畸、致突变等，严重危害人类的健康) ： POPs、EDCs 有机污染的三个层次：影响观感、灌溉、农渔业生产；污染水源地，造成生活用水危机；地下水水质也会受到影响 6.微生物的新陈代谢

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分，机体制造自身。 分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量。 7.根据微生物对营养要求的不同分类：

根据所需碳的化学形式：自养型、异养型 根据所需的能源：光营养性、化能营养性

影响微生物生长的因素最重要的是：营养条件、温度、pH值、溶解氧以及有毒物质 废水处理中微生物对碳、氮、磷三大营养要素的要求：

好氧生物处理：BOD:N:P=100:5:1，碳源以BOD5值表示，N以NH3-N计，P以PO4-3中的P计；

对厌氧消化处理：C/N比值在（10～20）:1的范围内时，消化效率最佳。 反应温度：根据各类微生物所适应的温度范围（0-80℃） 高温性（嗜热菌）、中温性、常温性和低温性（嗜冷菌） 在废水的好氧处理中以中温性为主（20～35℃），厌氧处理中以中温性（25～40℃）和高温性（50～60℃）为主。

pH值：一般好氧生化处理PH值可在6.5～8.5之间变化，厌氧生物处理要求较严格，PH值在 6.7～7.4之间．

溶解氧：好氧微生物：溶解氧浓度在2～4mg/l左右为宜。 厌氧微生物：隔绝空气,脱氢酶活化的氢与氧结合形成H2O2，厌氧微生物缺乏分解H2O2酶。

有毒物质：工业废水中含有对微生物具有抑制和杀害作用的化学物质，即有毒物质。 8.酶是由活细胞产生的能在生物体内和体外起催化作用的生物催化剂。酶有单成分酶和双成分酶之分。

9.酶具有一般无机催化剂所共有的特点，更有其独具的特殊性能，主要有以下表现： ①催化效率高；比一般化学催化剂速度高106~1016倍 ②专属性；对其作用底物的严格的选择性

③对环境条件极为敏感。就是一种蛋白质组成。

另外，酶能在常温、常压和中性环境下进行催化反应，而一般非酶催化剂往往需要在高温、高压的环境下才能使催化反应正常进行。 10.酶促反应速度：

S 米—门公式： V?VmaxKm?S

V— 酶反应速度；Vmax— 最大酶反应速度；S— 基质浓度；Km— 米氏常数。 11.米氏常数Km的意义

1.酶的特性常数 ：与酶种类及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。 一个酶在一定条件下，对某一底物有一定的Km值。 2.大小表示酶对底物的亲和力大小，可以对比同类酶

Km越小，亲和力越强，性能越好。对于Km最小的底物称为最适底物。底物浓度很小时，反应速度就能达到很大，性能优，代谢中这类酶更为重要。

12.废水生化处理方法

13.生物处理中的微生物

细菌----异养原核细菌-----污水净化的第一承担者； 真菌----腐生或寄生丝状菌；

原生动物----肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫-----一次捕食者； 后生动物----轮虫-----二次捕食者

14.废水可生化性定义：废水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。

15.可生化性评价注意点： （1）一些有机物在低浓度时毒性较小，可以被微生物所降解，高浓度时有强烈的毒性。酚、氰、苯如此

（2）多种污染物混合后出现复合、聚合等现象，增大抗降解性，不能用单一成分判定其生化处理难易程度；

（3）微生物的种属是极为重要的影响因素。采用特效菌种和变异菌种处理有毒废水。 （4）pH值 、水温、溶解氧、重金属离子等环境因素影响。 16.可生化性的评价方法：BOD5/COD；BOD5/TOD；耗氧速率法

B/C法可行性方便，但比较粗糙，欲做出准确的结论，还应辅以生物处理的模型实验。 B/T法为使研究工作与以后的生产条件相近，在测定废水或有机物的BOD5时，必须接入驯化菌种。

相对好氧速度R评价废水的可生化性： VSR??100% V0VS--投加有机物耗氧速度， mgO2 /gMLSS·h； V0--内源呼吸耗氧速度, mgO2 /gMLSS·h

17.活性污泥法的基本原理：利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。这种生物絮体叫做活性污泥。 18.活性污泥的性质及性能 物理性能：

外光：似矾花状的絮体；颜色：褐色、黄色、铁红色；气味：泥土味； 比重：略大于1；粒径：0.02~0.2mm；比表面积：20~100cm2/ml 生化性能：

活性污泥的含水率：99.2~99.8% 固体物质的组成：

1）活性微生物75~85%（Ma）；2）微生物内源代谢的残留物（Me）；3）吸附在活性污泥上难于生物降解的有机物（Mi）；4）无机物质（Mii）

19.活性污泥中的微生物：活性污泥中的微生物群体主要由各种细菌和原生动物组成，此外，还存活着真菌和以轮虫为主的后生动物。

20.活性污泥净化废水的基本流程：初沉----曝气----二沉

21.净化过程

吸附：吸附悬浮状态和胶态的有机物；微生物代谢：分解代谢、合成代谢； 凝聚与沉淀：凝聚形成大的菌胶团、沉淀（活性污泥颗粒与废水分离）

22.活性污泥法的分类： 进水方式：推流、全混式

供氧方式：鼓风曝气和机械曝气

22.活性污泥指标： 污泥沉降比SV：指一定量的曝气池混合液静置30min后，沉淀污泥与原混合液的体积比，沉降比正常范围15%~30% MLSS与MLVSS：指1升混合液内所含有的悬浮固体为MLSS或挥发性悬浮固体的重量，单位为g/l

污泥容积指数SVI：曝气池混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占有沉淀污泥容积的毫

SV的百分数?10升数，单位为1ml/g，但一般不标准。

SVI? MLSS(g/L) 生物相：活性污泥中出现的微生物主要是细菌、放线菌、真菌、原生动物和少数其它微型动物。通常情况下，细菌以菌胶团的形式存在。 23.活性污泥的增长规律 污泥负荷（F/M）：表示曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质量。 大的F/M值导致小的θ（污泥龄）值。 两个高的SVI负荷区：

第一波峰：低负荷污泥沉淀性差，丝状菌竞争能力强。

第二波峰：高负荷污泥沉淀性也差，营养充分，菌胶团持水性特别好，沉淀性也差。 24.微生物生长曲线

适应期：对污水适应过程，不增值。产生变异，以适应新环境，BOD、COD下降减少。 对数增殖期：营养异常丰富，F/M很高，以最高速率增值，污泥絮凝沉淀性能差。 减衰增殖期：营养浓度成为控制因素，F/M继续下降，衰亡与增值相抵消，污泥不再增长，污泥絮凝沉淀和降解性能好。

内源呼吸期：营养消耗殆尽，F/M降到最低，活性污泥量减少，消耗自身维持生命。 污水处理通常控制在渐衰增殖期或内源呼吸期的初期。 25.活性污泥净化反应的影响因素

DO：好氧生物处理技术。再用活性污泥法处理废水过程中应保持一定浓度的溶解氧。供氧不足，溶解度浓度过低，就会使活性污泥微生物正常的代谢活动受到影响，净化功能下降，且易于滋生丝状菌，产生污泥膨胀现象。

水温：活性污泥微生物的最适温度范围15~30。降低到10以下通过驯化也可适应，需要降低污泥负荷。水温高时可以采用较高的污泥负荷运行。

营养物质：微生物细胞的组成物质有碳、氢、氧、氮等几种元素，约占90~97%，其余的3~10%为无机元素，其中磷的含量最高，达50%。微生物对氮和磷的需要量可按BOD:N:P=100:5:1来计算。

pH值：最适为6.5~8.5之间。

有毒物质：大致分为重金属、氰化物、S2-、卤族元素及其化合物等无机物质：酚、醇、醛、染料等有机化合物。

26.比增殖速率μ ：单位重量微生物（活性污泥）的增殖速率，以μ表示，单位d-1

dX? ? ??dt?? ??2.4 X 微生物的增殖速率,mg/d ；X—反应器内微生物浓度，mg/l

单位基质利用速率q ：单位重量微生物的基质利用速率，用q表示，单位d-1 基质的利用速率（u-绝对值）mg/d ?dS??? X—反应器内微生物浓度，mg/l ?dt?uq?2.5

X

污泥龄θc：指在反应系统内，微生物从其生成开始到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间。从工程上来说，就是反应系统内微生物总量与每日排放的剩余微生物量的比值。以θc或ts表示，单位为d。

反应器内微生物总量/△X—每天从系统中排出增殖的微生物总量；mg

VX X—反应器内微生物浓度，mg/l

c??X/?t27.曝气的主要作用及基本理论（双膜理论）：

曝气的主要作用：1、充氧；2、搅动、混合

曝气的理论基础空气中的氧从气相向液相传质的过程 双膜理论的主要论点：

（1）气液双膜 在气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜，在其外侧则分别为气相主体和液相主体，两个主体均处于紊流状态。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜与液膜而进入液相主体。

（2）传质阻力由双膜造成 由于气、液两相的主体均处于紊流状态，其中物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体分子从气体主体传递到液相主体，阻力仅存在于气、液两层层流膜中。

（3）传质推动力是气膜中氧的分压梯度和液膜中氧的浓度梯度 在气膜中存在着氧的分压梯度，在液膜中存在着氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。

（4）氧在液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度 氧难溶于水，因此，氧转移决定性的阻力又集中在液膜上，氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤，通过液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度。 28. 氧转移的影响因素

水质：氧总转移系数（KLa） 废水中的污染物会增加分子转移的阻力，使KLa值降低，为此引入系数α，对KLa值进行修正。

饱和溶解氧浓度（Cs） 废水中含有的盐分将使其饱和溶解氧浓度降低，对此，用系数β加以修正

水温：氧总转移系数（KLa） 水温升高，液体的粘度降低，有利于氧分子的转移， KLa值将提高，水温降低则相反。

KLa(T)?KLa(20)?1.024(T?20)2.40

KLa （T）和KLa（20）—水温T ℃和20 ℃时的氧总转移系数 T —设计水温，℃； 1.024—温度系数。

?饱和溶解氧浓度（Cs） 水温升高， 饱和溶解氧浓度Cs值下降

压力 ： 饱和溶解氧浓度（Cs）

29.需氧量：活性污泥系统供氧速率与耗氧速率应保持平衡，因此，曝气池混合液的需氧量应等于供氧量。 O 2 ?a?QSr?b?VXV2.52

O2—曝气池中混合液需氧量，kgO2/d；a' —代谢每kgBOD所需的O2的kg数；

b' —每kgMLVSS每天进行自身氧化所需氧的kg数，即污泥自身氧化需氧率，d-1；

Sr—有机质降解量，kg/d，Sr=S0-Se;XV—MLVSS

30.系统的供氧量无需随负荷按比例变化，曝气池和污泥都有一定的调节能力。

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