水污染控制工程第三版习题答案

组成和性质，ASM模型对其进一步划分为： （a）1987年发展的ASM1:

CODtot=SS+SI+XS+XI （b）1995年发展的ASM2:

溶解性与颗粒性：SA+SF+SI+XS＋XI

S表示溶解性组分，X表示颗粒性组分；下标S溶解性，I惰性，A发酵产物，F可发酵的易生物降解的。

（3）污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。

Rensink和Ermel研究了污泥龄对除磷的影响，结果表明：SRT=30d时，除磷效果40%；SRT=17d时，除磷效果50%；SRT=5d天时，除磷效果87%。 同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。 （4）pH：与常规生物处理相同，生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性，不合适时应调节。

（5）温度：在适宜温度范围内，温度越高释磷速度越快；温度低时应适当延长厌氧区的停留时间或投加外源VFA。

（6）其他：影响系统除磷效果的还有污泥沉降性能和剩余污泥处置方法等。

7 如何计算脱氮、除磷系统的曝气池容积、曝气池需氧量和剩余污泥量？

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8 如何计算生物脱氮系统反硝化池的容积？

9 仔细分析污水中COD的组成，并说明它们在污水处理系统中的去除途径。

10 二沉池的功能和构造与一般沉淀池有什么不同？在二沉池中设置斜板为什么不能取得理想的效果？ 答：活性污泥法中的二沉池在功能上要同时满足澄清和污泥浓缩两个方面的要求，他的工作效果将直接影响系统的 和回流污泥浓度，二沉池中发生的沉淀为絮凝沉淀和压缩沉淀，和一般沉淀池中发生的沉淀不同，故结构也不同。

在二沉池中沉淀形式主要是成层沉淀而非自由沉淀，在二沉池中设置斜板后，实践上可以适当提高池子的澄清能力，这是由于斜板的设置可以改善布水的有效性和提高斜板间的弗劳德数，而不属于浅池理论原理。而且假设斜板既增加了二沉池基建投资，且会由于斜板上积存污泥，造成运行上的麻烦。 第十三章 生物膜法

1什么是生物膜法?生物膜法具有哪些特点?

答：污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。 特点：

1、 微生物相方面的特点 （1） 参与净化反应的微生物多样化 （2） 生物的食物链长 （3） 能够存活世代时间较长的微生物 （4） 分段运行和优占种属 2、 处理工艺方面的特点 （1） 对水质、水量变动有较强的适应性 （2） 污泥沉降性能好，宜于固液分离 （3） 能够处理低浓度的污水 （4） 易于维护运行、节能

2试述生物膜法处理废水的基本原理

答:原理：细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。 3比较生物膜法与活性污泥法的优缺点。 普通活性污泥法工作流程

优点:BOD和SS去除率高,可达90%-95%,适于处理要求高,水质稳的废水.

缺点:对水质变化适应差;实际需氧前大后小,使前段氧少,后段氧余;曝气池容积负荷低,占地面积大,基建费高. 改进:

阶段曝气:克服前段氧少,后段氧余缺点,曝气池容积减少30%.完全混合:承受冲击负荷强,适应工业废水特点,可处理高浓度有机废水;污泥负荷高,需氧均匀,动力省;但连续出水时,水质不理想,污泥膨胀.延时曝气:低负荷运行,池容积大,耗时长,积污水和污泥处理于一体,污泥氧化彻底,脱水迅速,无臭,水质稳定,受低温影响小.但池容积大,曝气量大,部分污泥老

化.适于处理要求高,不便于污泥处理的小城镇污水和工业废水. 废水→ 初沉池 → 二沉池 → 生物滤池 →出水 生物膜法工作流程 2.生物膜法

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优点

★生物膜对水质,水量变化适应性强,稳定性好;★无污泥膨胀,运转管理方便;★生物膜中生物相丰富,生物种群呈一定分布; ★有高营养级别微生物存在,产能多,剩余污泥少; ★自然通风供氧,省能耗. 缺点

★运行灵活性差,难以人为控制;

★载体比表面积小,设备容积负荷小,空间效率低; ★处理效率差,BOD去除率约80%左右,出水BOD 28mg/l(活性污泥法BOD >90%,出水14mg/l).

4 生物膜的形成一般有哪几个过程？与活性污泥相比 有什么区别？ 1潜伏期或适应期

微生物在经历不可逆附着过程后，开始逐渐适应生存环境，并在载 体表面逐渐形成小的，分散的微生物。这些初始菌落首先在载体表面 不规则处形成。这一阶段的持续时间取决于进水第五浓度以及载体表 面特性。在实际生物膜反应器启动时，要控制这一阶段是很困难的。 2对数期或动力学增长期

在适应期形成的分散菌落开始迅速增长，逐渐覆盖载体表面。生物膜厚度可以达到几十μm。多聚糖及蛋白质产率增加，大量消耗溶解氧，后期氧成为限制因素，此阶段结束时，生物膜反应器的出水底物浓度基本达到稳定值，这个阶段决定了生物膜反应器内底物的去除效率及生物膜自身增长代谢的功能。

3线性增长期

生物膜在载体表面以恒速率增长，出水底物浓度不随生物量的积累而显著变化；其好氧速率保持不变；此阶段生物膜总量的积累主要源于非活性物质。此时生物膜活性生物量所占比例很小，且随生物膜总量的增长呈下降趋势。原因是：可剩余有效载体表面饱和；禁锢作用明显，有毒或抑制性物质的积累。这个阶段对底物的去除没有明显的贡献，但在流化床反应器内，这个阶段可以改变生物颗粒的体积特性。

4减数增长期

由于生存环境质量的改变以及谁理学的作用，出现了生物膜增长速率变慢，这一阶段是生物膜在某一质量和膜厚上达到的稳定的过渡期。此时生物膜对水力学剪切作用极为敏感。生物膜结构疏松，出水中悬浮物的浓度明显增高，末期，生物膜质量及厚度都趋于稳定，运行系统也接近稳定。 5生物膜稳定期

生物膜新生细胞与由于各种物理力所造成的生物膜损失达到平衡。次阶段，生物膜相及液相均已达到稳定状态。在生物膜反应器运行中，生物膜稳定期的维持一直认为是过程稳定性的必要保证，而在三相流化床等生物反应器中，在高底物浓度、高剪切力作用下，这一阶段时间很短，甚至不出现。 6脱落期

随着生物膜的成熟，部分生物膜发生脱落。生物膜内微生物自身氧化、内部厌氧层过厚以及生物膜与载体表面间相互作用等因素可加速生物膜脱落。另外，某些物理作用也可以导致生物膜脱落。此阶段中，出水悬浮物浓度增高，直接影响出水水质；底物降解过程受到影响，其结果是底物去除率降低，而我们在运行生物膜反应器的时候应该尽量避免生物膜同时大量脱落。 5生物膜法有哪几种形式？试比较它们的特点。

答: 生物滤池：处理效果好，BOD5的去除率可达90％以上，出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。 生物转盘：（1）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低；（2）运行管理简单，技术要求不高；（3）工作稳定，适应能力强；（4）适应不同浓度、不同水质的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；（6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题；（7）可多层立体布置；（8）一般需加开孔防护罩保护、保温。

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生物接触氧化法：一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池和生物滤池综合在一起的处理构筑物，兼有两者优点：(1)具有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/L；(2)生物膜具有丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳定的生态系统，污泥产量低；(3)具有较高的氧利用率；(4)具有较强的耐冲击负荷能力； (5)生物膜活性高；(6)没有污泥膨胀的问题。

生物流化床：滤床具有巨大的表面积容积负荷高，抗冲击负荷能力强，生物流化床每单位体积表面积比其他生物膜大，单位床体的生物量很高（10～14g/L），传质速度快，废水一进入床内，很快被混合稀释。 微生物活性强，对同类废水，在相同处理条件下，其生物膜的呼吸速率约为活性污泥的两倍，可见其反应速率快，微生物的活性较强。 传质效果好，由于载体颗粒在床体内处于剧烈运动状态，气－固－液界面不断更新，因此传质效果好，这有利于微生物随污染物的吸附和降解，加快了生化反应速率。

答：1、生物滤池 优点：（1）处理效果好（2）运行稳定、易于管理、节省能源 缺点：（1）占地面积大、不适于处理量大的污水； （2）滤料易于堵塞；

（3）产生滤池蝇，恶化环境卫生 （4）喷嘴喷洒污水，散发臭味。 2、生物转盘 优点：（1）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低； （2）运行管理简单，技术要求不高； （3）工作稳定，适应能力强；

（4）适应不同浓度、不同水质的污水； （5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；

（6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题； （7）可多层立体布置； 缺点：（1）占地面积大 （2）散发臭气

（3）寒冷地区需加保温装置。 3、 生物接触氧化

优点：(1)具有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/L；

(2)生物膜具有丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳定的生态系统，污泥产量低； (3)具有较高的氧利用率；

(4)具有较强的耐冲击负荷能力； (5)生物膜活性高；

(6)没有污泥膨胀的问题。

缺点：滤床易堵塞和更换，运行费用较高。 4、 生物流化床 优点：（1）容积负荷高，抗冲击负荷能力强 （2）微生物活性高 （3）传质效果好

缺点：设备磨损较固定床严重

生产运行过程中设备堵塞，曝气方法、进水配水系统选用及生物颗粒流失等问题。 6试述各种生物膜法处理构筑物的展本构造及其功能。 答：普通生物滤池

普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统等四个部分所组成 （1） 池体 普通生物滤池在平面上多呈方形或矩形。四周筑墙称之为池壁，池壁具有维护滤料的作用，应当能够承受滤料的压力，一般多用砖石构造。池壁可构成带孔洞的和不带孔洞的两种形式，

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