中国石油大学华东环境工程专业 水处理复习题(3)

根据供氧方式、脱膜方式及床体结构等的不同，可分为两相生物流化床和三相生物流化床。 52.生物流化床的构造

主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等。 53.厌氧生物处理过程及其特征:

三阶段理论认为，厌氧消化过程分为：

第一阶段：水解、发酵阶段; 第二阶段：产氢、产乙酸阶段; 第三阶段：产甲烷阶段。 54.厌氧消化微生物：发酵细菌、产氢产乙酸细菌、产甲烷细菌

55.厌氧消化影响因素:温度、pH值、氧化还原电位（绝对的厌氧环境是产甲烷菌进行正常活动的基本条件，可以用氧化还原电位表示厌氧反应器中含氧浓度。）、营养（BOD:N:P= 200~400:5:1）、有机负荷、有毒物质、搅拌和混合（搅拌措施能显著地提高消化的效率，将有搅拌的传统消化器称为高效消化器）。 搅拌的方法有：

（1）机械搅拌器搅拌法；（2）消化液循环搅拌法； （3）沼气循环搅拌法等。

沼气循环搅拌，还有利于使沼气中的CO2作为产甲烷的底物被细菌利用，提高甲烷的产量。 56.厌氧消化技术发展历史过程大致可分为三个时期。

（1）第一阶段，从1881年法国莫拉斯（Mouras）建造自动净化器至20世纪20年代，是厌氧消化应用于废水处理的初级阶段。

此阶段的特点：在处理废水的同时也处理废水所产生的污泥。 （2）第二阶段，处理污泥为主，厌氧消化

（3）第三阶段：先进、高效的厌氧消化反应器，处理污水 57.厌氧消化池分类： （1）消化池的分类

形状分：圆柱形、椭圆形和龟甲形，我国常用的是圆柱形。 消化池顶结构：固定盖消化池、浮动盖消化池。 运行方式的不同：传统消化池（又称低速消化池）、高速消化池。 需要氧与否：厌氧消化和 好氧消化 （2）消化池的构造

消化池由池顶、池底和池体三部分组成，常用钢筋混凝土筑造。 池顶构造有固定盖和浮动盖两种。 58.厌氧接触法的工艺流程和特点

与普通厌氧消化法相比较，厌氧接触法具有以下特点：

①消化池污泥浓度高。一般为5～10gVSS／L，耐冲击能力强。 ②消化池有机容积负荷较高。中温消化时，COD容积负荷一般为1～6kgCOD／(m3·d)，COD去除率为70～80％；BOD5容积负荷为0.5～2.5kgBOD5／(m3·d)，BOD5去除率为80～90％。

③出水水质较好。出水COD、BOD5和悬浮物浓度都较低。

④增设沉淀池、污泥回流系统（回流比2~3Q）和真空脱气设备，流程较复杂。

⑤适合于处理悬浮物浓度、有机物浓度均高的废水，废水COD浓度一般不低于3000mg/L，悬浮物浓度可达到50000mg／L。 59. 厌氧接触法的主要问题：难以固液分离

①消化池排出的混合液难于在沉淀中进行固液分离； ②从消化池排出的污泥仍具有产甲烷活性。

60. 提高沉淀池中混合液的固液分离的效果，目前采用以下几种方法：

①真空脱气：在消化池和沉淀池之间设真空脱气器，脱除混合液中的沼气，脱气器的真空度约为4900Pa（500mm水柱），但此法不能抑制厌氧微生物在沉淀池中继续产气；

②降温：在沉淀池之前设热交换器，对混合液进行急剧冷却处置，使其温度从35℃下降到15℃，这样能够抑制污泥在沉淀过程中继续产气，有利于混合液的固液分离。 ③混凝：向混合液投加混凝剂。如先投加氢氧化钠，再投氯化铁。 ④过滤：用超过滤器代替沉淀池，以提高固液分离效果。 61. UASB反应器的特征是在反应器： 上部设置气、固、液三相分离器， 下部为污泥悬浮层区和污泥床区，废水从反应器底部流入，向上升流至反应器顶部流出，由于混合液在沉淀区进行固液分离，污泥可自行回流到污泥床区，这使污泥床区可保持很高的污泥浓度。

一个很大特点是能在反应器内实现污泥颗粒化。 62. 构造 UASB反应器主要由下列几部分组成： （1）进水配水系统；（2）反应区；（3）三相分离器；（4）出水系统；（5）气室；（6）浮渣清除系统；（7）排泥系统

63.根据不同的处理对象，UASB反应器构造主要可分为两种。 （1）开敞式UASB反应器；（2）封闭式UASB反应器。 64.厌氧消化过程动力学

无回流的完全混合反应器；有回流的完全混合反应器 65.厌氧消化中沼气产量的估算： 以糖类、脂类和蛋白质等有机物经过厌氧消化能转化为甲烷和二氧化碳等气体，统称为沼气。

产生沼气的数量和成份决定于被消化的有机物的化学组成。 66.生物脱氮的原理：

氨化:无论在好氧还是厌氧条件下 ，中性 、碱性 还是酸性环境中都能进行 ，只是作用的微生物不同 、作用的强弱不同 。活性污泥和生物膜系统内能够比较完全地完成氨化反应

硝化:硝化菌为化能自养菌，广泛存活在土壤中.从CO2获取C源，从无机物的氧化中获取能量.

硝化菌生存需要的环境条件:

①好氧条件，并保持一定的碱度;②混合液中有机物含量不应过高，BOD5应在15—20mg／L以下;③硝化反应的适宜温度是20—30℃，15℃以下时，硝化反应速度下降，5℃时完全停止;④硝化菌在反应器内的停留时间，即生物固体平均停留时间(污泥龄) (θc) N，必须大于其最小的世代时间(θc)min N ,否则将使硝化菌从系统中流失殆尽;⑤除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有：高浓度的NH4-N、高浓度的NO-X-N、高浓度的有机基质以及络合阳离子等。

反硝化:反硝化菌为异养型兼性厌氧菌

在厌氧条件下，以NO3--N为电子受体，以有机碳为电子供体. 反硝化菌生存需要的环境条件:

①碳源;②对反硝化反应最适宜的pH值是6.5-7.5;③溶解氧应控制在0.5mg／L以下; ④反硝化反应的最适宜温度是20-40℃，低于15℃反硝化反应速率降低。 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；提高废水的水力停留时间。 67.脱氮新理论：

短程硝化反硝化:

关键点：对于反硝化菌，NO3—N， NO2—N都可做电子受体，控制硝化反应停止在亚硝化阶段

研究结果：控制较高的温度（25~35℃），较低的溶解氧和较高的pH值和极短的污泥龄条件

厌氧氨氧化:

基本原理：在厌氧条件下，以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮氧化成氮气，或者说利用氨作为电子供体，将亚硝酸盐或硝酸盐还原成氮气. 亚硝酸型完全自养脱氮:

基本原理：先将氨氮部分氧化成亚硝酸盐氮，控制NH4+与NO2-比例为1:1，然后通过厌氧氨氧化作为反硝化实现脱氮的目的 68.生物脱氮工艺：

(1)活性污泥法脱氮传统工艺（三级）、两级生物脱氮工艺 活性污泥法脱氮传统工艺特点：

优点：氨化、硝化、反硝化反应分别在各自的反应器内进行，各自回流污泥，反应进行速度快且彻底

缺点：处理设备多，造价高，管理麻烦.

两级生物脱氮工艺：BOD去除和 硝化两个反应过程放在一起 (2)A1/O工艺

脱氮率一般在85％以下,欲提高脱氮率，必须加大内循环比(RN)，导致：一是运行费用增高；二是内循环液带入大量的溶解氧，影响反硝化进程. 69.生物脱氮工艺影响因素与主要参数:

①水力停留时间(t);②回流比(R);③生物固体平均停留时间(活泥龄)(θc);④混合液悬浮固体浓度(MLSS);⑤负荷率

氮负荷率也是影响本工艺脱氮效果的重要参数。负荷高会使其转化率不完全，影响脱氮效果。生物脱氮—有浓度界限

70.生物除磷原理（厌氧放磷、好氧吸收磷）及工艺： （1）厌氧释放磷的过程

厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的基质进入细胞合成聚β-羟基丁酸盐（PHB），同时释放出PO43- （2）好氧吸磷过程

聚磷菌在好氧或缺氧条件下，分解机体内的聚β-羟基丁酸盐和外源基质，产生质子驱动力，将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸，将过剩PO43-的聚合成细胞贮存物—多聚磷酸盐。

生物除磷过程的影响因素:

（1）溶解氧;（2）污泥龄;（3）温度与PH值;（4）BOD5负荷;（5）硝酸氮和亚硝酸氨 Phostrip工艺: 该工艺特征：

（1）生物除磷和化学除磷结合，效果良好，出水含磷低于1mg/L;（2）污泥回流经过除磷池，污泥中含磷约2.1%~7.1%，较高。（3）石灰用量21~31.8mgCa(OH)2/m3污水，比较低。 （4）SVI<100，污泥易沉淀，浓缩，脱水，肥分高，污泥不膨胀。（5）可以根据BOD/P的比值来灵活调节回流污泥与混凝污泥量的比例；（6）流程复杂，运行管理麻烦，投加石灰乳运行费用有所提高。建设费用也高。

（7）沉淀池（Ⅰ）底部可能形成缺氧状态，产生释放磷的现象。应及时排泥或回流。 A2/O工艺:厌氧-好氧除磷工艺特征：

（1）反应器内停留时间短，一般3h~6h;（2）曝气池内污泥浓度一般在2700~3000mg/L之间；（3）BOD去除率与一般的活性污泥法相同，磷的去除率较好，处理出水一般含磷低于1.0mg/L，去除率大致76%左右。（4）沉淀污泥含磷4%左右，污泥肥效好。（5）混合液SVI≤100，易沉淀，不膨胀。 71.Bardenpho工艺: 优点：各项反应都反复进行二次以上，各反应单元都有其首要功能，并兼行二、三项功能。本工艺脱氮、除磷效果良好。

缺点：工艺复杂，反应器单元多，运行繁琐，成本高 72.A/A/O工艺:

优点:①比较简单的同步脱氮除磷工艺；总水力停留时间少于其他同类工艺 ②厌氧(缺氧)好氧交替运行、不宜丝状菌增殖繁衍，无污泥膨胀之虑

③厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌，以不提高溶解氧含量为度，运行费用低。 缺点:①脱氮效果难提高，内循环流量以2Q为限，不宜提高 ②污泥增长受到一定的限度，除磷效果亦不易提高 ③对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，应降低污泥的停留时间，防止产生厌氧状态和释放磷的现象出现，但溶解氧含量也不宜过高，以防止循环液对缺氧反应器的干扰

73. 污泥的来源及性质 污泥的主要来源:

栅渣:格栅或滤网，呈垃圾状，量少

浮渣:上浮渣和气浮池，可能多含油脂等，量少 沉砂池沉渣:沉砂池，比重较大的无机颗粒，量少

初沉污泥:初沉池，以无机物为主，数量较大，易腐化发臭，可能含有虫卵和病变菌，是污泥处理的主要对象

二沉污泥:沉池，剩余的活性污泥，有机物质，含水率高，易腐化发臭，难脱水，是污泥处理的主要对象

腐殖污泥:来自生物膜法后的二沉池的污泥

化学污泥:经化学处理后，除含有原废水中的悬浮物外，还含有化学药剂所产生的沉淀物，易于脱水与压实 表征指标:

含水率与含固率:通常：含水率 > 85%，污泥呈流状65~85%，污泥呈塑态;小于65%，呈固态。

挥发性固体：即VSS，通常用于表示污泥中的有机物的量；有机物含量越高，污泥的稳定性就越差。

挥发性固体近似等于有机物含量，灰分表示无机物含量 污泥的相对密度：污泥重量与同体积的水重量的比值

有机物的相对密度一般等于1，无机物相对密度约为2.5～2.65。 确定污泥相对密度和污泥中干固体相对密度，对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理，都有实用价值

有毒有害物质：对于城市污水处理厂，污泥含有一定量的N(4%)、P(2.5%)和K(0.5%)，有一定肥效；同时，污泥含有病菌、病毒、寄生虫卵等，在施用之前应进行必要的处理

74.污泥的调理

化学调理： （1）调理剂

一、 无机调理剂：适用于真空过滤和板框压滤

①最有效、最便宜的是铁盐;② 铝盐:Al2(SO4)2·18H2O、AlCl3、Al(OH)2·Cl 、聚合氯化铝(PAC) ;③ 铁盐常和石灰联用：在pH>12时，可提供Ca(OH)2絮凝体 二、有机调理剂：阳粒子型聚丙烯酰胺等 （2）调理剂投加量的确定 （3）调理效果的影响因素

①污泥性质；② 调理剂的品种；③ 投加量；④ 环境条件：水温，pH 值⑤调理剂的投加顺序；⑥ 污泥与调理剂的混合；

热调理：加热破坏污泥胶体结构，降低固体和水的亲合力，同时消毒、杀菌。

淘洗：使污泥中某些组分转移到液体中去。淘洗可降低碱度，降低可溶性无机组份，废水重新处理。

75.影响污泥的浓缩和脱水性能的因素主要是颗粒的大小、表面电荷水合的程度以及颗粒间的相互作用

调理的目的：改善脱水性能

途径：①脱稳、凝聚;②改善污泥颗粒间的结构 76.污泥中所含水分分类（4类）

①颗粒间的空隙水，70%; ②毛细水，20%; ③污泥颗粒表面吸附水; ④颗粒内部水（包括细胞内部水）

77.污泥浓缩的方法： 重力浓缩:

一、间歇式污泥浓缩池:浓缩池在不同深度上都设置了上清液排除管，排除上清液，腾出容积，在投入待浓缩的污泥

二、连续式污泥浓缩池:中心进泥管连续进泥，浓缩污泥通过刮泥机排除，澄清水有溢流堰流出

气浮浓缩:适用于密度接近于1、疏水的污泥，或易发生膨胀的污泥 离心浓缩:

优点：效率高、需时短、占地少，同时工作场所卫生条件好 缺点：为达到好的浓缩效果，需要加入助凝剂；同时电耗量大 78.污泥脱水:真空过滤、压滤（板框、带式）、离心法 79.污泥的利用与最终处置:

一、 农业上应用:有机肥料、通过堆肥实现 二、建筑材料：制砖、制造纤维板

三、污泥气利用：产生的污泥气可以用作燃料

四、填埋：填埋场应符合一定的设计规范，还要经过环境影响评价

五、投海：沿海地区实施、投海点选择一定要适当、不能使海区受到污染 80.稳定塘分类：

好氧：特点——深度浅，一般不超过0.5m，阳光能进入塘底，主要由藻类供氧，全塘处于好氧状态，好氧微生物降解有机物

兼氧 ：特点：较深，一般在1.0m以上， 塘深小于0.5m，好氧状态

兼性区——介于好氧与厌氧之间 ；塘底——沉淀污泥，厌氧状态，厌氧发酵 净化作用——好氧，兼性，厌氧微生物共同完成

厌氧：特点：塘深＞2.0m，整个塘基本上都是厌氧状态，有机负荷率高，净化速度低，停

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