水质工程学 - 课后练习题

④温度：10～30℃； ⑤pH值：一般为6～8； ⑥NOx－：NOx－越低越好。

教学单元8 生物膜法

课后思考题

1. 试述生物膜法、活性污泥法处理废水的基本原理？

答：（1）生物膜法是利用微生物去除废水中有机物的方法，其基本原理是使细菌类微生物和原生动物、后生动物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，微生物自身得到繁衍增殖，同时污水得到净化。

（2）活性污泥法的基本原理：污水中的有机物在曝气池内被活性污泥吸附，并被存活在其中的微生物利用而得到降解，污水得到净化。然后，混合液流入二次沉淀池，进行固液分离，混合液中的活性污泥沉淀下来与水分离。由二次沉淀池溢流堰排出的澄清水则为净化后的处理出水。

2. 简述生物膜法处理废水的净化过程。

答：在生物膜内、外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传递给生物膜，供微生物呼吸；污水中有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解。这样就使污水在其流动过程中逐步得到净化。微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走，而CO2和厌氧层分解产物如H2S、NH3以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。

3. 试分析生物膜法的生物相特点及工艺特点。 答：（1）生物相特点：

①生物膜中的微生物多样化，能够存活世代时间较长的微生物； ②生物的食物链长； ③分段运行与优势菌属。 （2）工艺特点： 优点：

①耐冲击负荷，对水质、水量变动有较强的适应性； ②微生物量多，处理能力大、净化功能强； ③污泥沉降性能良好，易于沉降分离； ④能够处理低浓度的污水；

⑤易于运行管理，节能，无污泥膨胀问题。 缺点：

①需要较多的填料和支撑结构，在不少情况下基建投资超过活性污泥法； ②出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低；

③活性生物量较难控制，在运行方面灵活性差。

4. 试比较活性污泥法中的回流与高负荷生物滤池中回流的异同及目的？ 答：活性污泥法中二次沉淀池底部的沉淀浓缩污泥一部分作为接种污泥返回至曝气池中，即为回流污泥，其目的是为保持曝气池内恒定的污泥浓度。 高负荷生物滤池中的回流分为处理水回流和污泥回流，并根据回流方式的不同分为很多组合方式，其回流的目的在于通过回流来均化水量和水质，适宜于处理浓度和流量变化较大的废水。

5. 简述接触氧化法的作用机理及工艺特征？ 答：（1）作用机理：

生物接触氧化法就是在池内充填一定密度的填料，从池下通过空气进行曝气，污水浸没全部填料并与填料上的生物膜广泛接触，在微生物新陈代谢功能的作用下，污水中的有机物得以去除，污水得到净化。该工艺是介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。

（2）工艺特征：

在工艺方面，使用多种型式的填料，填料表面布满生物膜，形成了生物膜的主体结构。

在功能方面，生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，如运行得当还能够用以脱氮，因此，可以作为三级处理技术。

在运行方面，对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义；操作简单、运行方便、易于维护管理，勿需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇；污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。

生物接触氧化处理技术的主要缺点是：去除有机物效率不如活性污泥法高，工程造价也较高，如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，布水、曝气不易均匀，可能在局部出现死角，同时大量产生的后生动物（如轮虫类）容易造成生物膜瞬时大量脱落，影响出水水质。

教学单元9 厌氧生物处理

课后思考题

1. 试述厌氧生物处理的优缺点和适用范围。 答：

优点：能耗少、运行费低；污泥产量少；营养盐需要少；产生甲烷，可作为潜在的能源；可消除气体排放的污染；能处理高浓度的有机废水；可承受较高的有机负荷和容积负荷；厌氧污泥可长期储存，添加底物后可实现快速响应。 缺点：欲达到理想的生物量启动周期长；有时需要提高碱度；常需进一步通过好氧处理达到排放要求；低温条件下降解速率低；对某些有毒物质敏感；产生臭味和腐蚀性物质。

适用于高浓度、难降解的污水或污泥处理。 2. 试述厌氧生物处理法的基本原理？ 答：（1）厌氧生物处理法的基本原理是四阶段理论：

①水解阶段：复杂的非溶解性有机物质在产酸细菌胞外水解酶的作用下被转化为简单的溶解性单体或二聚体；

②产酸发酵阶段：将溶解性单体或二聚体有机物转化为以挥发性脂肪酸和醇为主的末端产物，同时产生新的细胞物质；

③产氢产乙酸阶段：是将产酸发酵阶段2C以上的有机酸（除乙酸）和醇转化为乙酸、氢气、二氧化碳的过程，并产生新的细胞物质；

④产甲烷阶段：是由严格专性厌氧的产甲烷细菌将乙酸、甲酸、甲胺和CO2/H2

等转化为CH4和CO2（沼气）的过程。

3. 什么是二相消化？请简明阐述二相消化的理论基础。

答：二相消化是特指厌氧生物处理中，至少两个独立控制的反应器串联，第一个反应器是产酸相，第二个反应器是产甲烷相。

二相消化是基于产酸菌、产甲烷菌的影响因子不同，通过在不同的反应器中构造不同的生态环境，分别调控产酸相和产甲烷相的运行参数，供给它们各自的最佳生态条件，以分别培养产酸菌和产甲烷菌，提高废水处理能力和反应器的运行稳定性。

4. 试述升流式厌氧污泥床颗粒污泥形成的机理及影响因素。 答：颗粒污泥中存在着大量的丝状甲烷菌属，如索氏丝状甲烷菌，这些丝状菌具有极强的附着能力，可促进颗粒的形成。影响污泥颗粒化的因素有：

①接种污泥； ②废水的性质； ③反应器的工艺条件。

教学单元10 污水自然生物处理

课后思考题

1.试述稳定塘净化污水机理？稳定塘的主要类型有哪些？

答：稳定塘是人工适当修整或人工修建的设有围墙和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能。污水在塘内流动缓慢，贮存时间较长，以太阳能为初始能源，通过污水中存活的微生物的代谢活动和包括水生植物在内的多种生物的综合作用，使有机污染物得以降解。

稳定塘按工作原理，即塘内微生物类型及供氧方式，可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘；根据塘的功能，可分为熟化塘和生态塘；根据处理水的出水方式，稳定塘又可分为连续出水塘、控制出水塘和完全贮存塘等。

2.试述土地处理污水的机理？土地处理的主要类型有哪些？

答：土地处理污水的机理为污水有节制地投配到土地上，通过土壤——植物系统的物理的、化学的、生物的吸附、过滤与净化作用和自我调控功能，使污水可生物降解的污染物得以降解、净化，氮、磷等营养物质和水分得以再利用，促进绿色植物生长并获得增产。

污水土地处理可分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地处理和地下渗滤系统等5种工艺。

教学单元11 污泥处理

课后思考题

1、污泥稳定的主要目的是什么？

答：污泥中有机物含量达60%~70%，极易腐败并产生恶臭。因此，污泥稳定处理的主要目的是为了减少有机组分含量或抵制细菌代谢，避免恶臭产生，便于污泥的储存和利用。

2、影响污泥消化的因素有哪些？ 答：影响污泥厌氧消化的因素有： ①pH值与碱度 ②温度与消化时间 ③负荷率

影响污泥好氧消化的因素有： ①pH值与碱度 ②溶解氧的浓度

3、在污泥处理的多种方案中，请分别给出污泥以消化、堆肥、焚烧为目标的工艺方案流程。 答：（1）以消化为目标：

1）生污泥→浓缩→消化→自然干化→最终处置 2）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置 3）生污泥→浓缩→消化→最终处置 （2）以堆肥为目标：

生污泥→浓缩→自然消化→堆肥→最终处置 （3）以焚烧为目标：

生污泥→浓缩→机械脱水→干燥、焚化处理→最终处置