水质工程学讲课稿

水质工程学1. 解释生化需氧量BOD 在水温为20度的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化为无机物所消耗的溶解氧量。

2. 解释化学需氧量COD 用强氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化为CO2与H2O所消耗的氧量。

3. 解释污泥龄曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间。

4. 绘图说明有机物耗氧曲线5. 绘图说明河流的复氧曲线6. 解释自由沉降当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉底过程。

7. 解释成层沉降又称区域沉淀，当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液——固界面，沉淀显示为界面下沉。

8. 解释沉淀池表面负荷的意义在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。

9. 写出沉淀池表面负荷q0的计算公式 q=Q/A10. 理想沉淀池的假定条件及去除率分析 (1)污水在池内沿水平方向做等速流动，水平流速为v，从入到出口的流动时间为t（2）在流入区，颗粒沿截面AB均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v（3）颗粒沉到池底即认为被去除。

去除率η=u/q,仅决定于表面负荷q及颗粒沉速u，而与沉淀时间无关。

11. 曝气沉砂池的优点平流沉淀池主要缺点是尘沙池中夹杂有15%的有机物，是尘沙的后续处理增加难度，故需配洗砂机，把排沙经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，在外运，曝气沉砂池可克服这一缺点。

12. 说明初次沉淀池有几种型式平流式沉淀池、普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜板（管）沉淀池13. 说明沉淀有几种沉淀类型自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩14. 说明沉砂池的作用去除比重较大的无机颗粒。

15. 绘图解释辐流沉淀池的工作原理，辐流沉淀池的进水和出水特点普通辐流式沉淀池中心进水，周边出水，中心传动排泥。

进水管设穿孔挡板，变速水流，中心流速最大，沉下的颗粒也是中心最大，向四周逐渐减小，出水用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。

16. 解释向心辐流沉淀池的特点向心辐流式沉淀池周边近水，中心出水。

流入槽采用环形平底槽，等距设部水孔导流絮凝区的宽度与配水槽等宽，沉淀池的表面负荷可高于普通辐流式2倍，流水槽，可用锯齿堰出水。

17. 解释竖流沉淀池的特点竖流沉淀池可用圆形或正方形，沉淀区呈圆柱形，污泥斗呈截头倒锥体。

污水从中心管自上而下，经反射板折向上流，沉淀水用设在池周的锯齿溢流堰，溢入出水槽。

水流速度向上。

18. 解释浅层沉降原理池长为L，池深为H，水平流速v，颗粒沉速为u，理想状态下L/H=v/u，可见L与v不变时池深H越浅，可被除去的悬浮颗粒也越小。

19. 说明二次沉淀池里存在几种沉淀类型、为什么自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩20. 活性污泥的定义及组成定义：污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体，其中含有大量活性微生物，这种污泥就是活性污泥。

组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体（2）微生物内源代谢、自身氧化物的残留物（3）由原污水夹入的难为细菌降解的惰性有机物（4）由污水夹入的无机物质21. 绘图说明活性污泥增长曲线（1）适应期。

微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境的适应过程，初期微生物不裂殖，数量不增加；后期，细胞开始分裂、增殖。

（2）对数增长期。

营养物质非常充分，不是微生物增殖的控制因素。

增值速度与时间呈直线关系。

（3）减速增殖期。

微生物大量繁殖，营养物质被大量耗用，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增殖速度慢，几乎与细胞衰亡速度相等，微生物活体数达到最高水平，趋于稳定。

本期末端，由于微生物增殖数抵不上衰亡数时，曲线开始出现下降趋势。

（4）内源呼吸期。

营养物质继续下降，开始利用体内物质进行内源代谢。

多数细菌进行自身代谢二逐步死亡，只有少数细胞继续裂殖，活菌体数大为下降，曲线呈下降趋势。

综述，决定微生物活体数量和增殖曲线上升、下降走向的主要因素是周围环境中营养物质的多寡。

22. 说明生物絮体形成机理当曝气池内有机营养物质降到一定程度，细菌增殖速度低下或停止，处于内源呼吸期或减速增殖期后段，运动性能微弱，动能很低，不能与范德华力相抗衡，并且在布朗运动的作用下，菌体相互碰撞，相互结合，形成菌胶团，同时也吸附了微小颗粒和可溶性有机物。

23. 解释混合液浓度MLSS和MLVSSMLSS即混合液悬浮固体浓度，表示的是在曝气池单位容积混合液内所有的活性污泥固体物的总重量MLSS=Ma+Me+Mi+Mii MLVSS即混合液挥发性悬浮固体浓度，表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度。

MLVSS=Ma+Me+Mi24. 解释污泥沉降比 SV，污泥指数 SVI污泥沉降比SV，单位mg/L混合液，指混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。

它能够反映曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。

污泥指数SVI，单位ml/g，物理意义是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以ml计。

SVI=SV/值过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性不好，并且已有产生膨胀现象的可能。

25. 回流污泥浓度、污泥回流比及计算回流污泥量QR=RQ,R=X/Xr-X X混合液污泥浓度，Xr回流污泥浓度。

污泥回流比：回流污泥量与污水流量的比值。

26. 解释BOD污泥负荷率,容积负荷率及计算公式 BOD污泥负荷率表示的是曝气池内单位重量（kg）活性污泥，在单位时间（1d）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。

负荷率Ns=F/M=QSa/XV [kgBOD/(kgMLSS×d)]Q：污水流量，m3/d,Sa:原污水中有机污染物（BOD）的浓度，mg/L，V曝气池容积，X：混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/L。

容积负荷Nv=QSa/V [kgBOD/(m3曝气池×d)]，即单位曝气池容积在单位时间内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。

27. 解释活性污泥反应的影响因素营养物质平衡、溶解氧量、pH值、水温、有毒物质28. 剩余污泥量计算公式剩余污泥量Qs=△X/fXr，△X：挥发性剩余污泥量，f约为，Xr：回流污泥浓度29. 微生物的总需氧量计算公式包括对有机污染物的氧化分解和自身内源代谢两部分30. 解释传统活性污泥法的运行方式及优缺点运行方式：原污水从曝气池首端进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥液同步注入。

污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端，流出持外流入二次沉淀池，在这里处理后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流曝气池，部分污泥作为剩余污泥排出系统。

优点：传统活性污泥法对污水处理的效果极好，BOD去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。

缺点：曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用土地较多，基建费用高；耗氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其吻合适应，在池前段可能出现耗氧速度高与供氧速度的现象，池后又可能出现溶解氧过剩的现象；对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质水量变化的影响。

31. 解释阶段曝气活性污泥法的运行方式及优缺点曝气活性污泥法与传统活性污泥处理系统主要不同点是污水沿曝气池的长度分散的，但均衡的进入。

32. 解释吸附——再生活性污泥法的运行方式及优缺点运行方式：污水和经过再生池充分再生，活性很强的活性污泥同步进入吸附池，在这里充分接触30-60min，使部分呈悬浮、胶体和溶解性状态的有机污染物为活性污泥所吸附，有机污染物得以去除。

混合液继之流入二次沉淀池，进行泥水分离，澄清水排放，污泥则从底部进入再生池，进行第二阶段的分解和合成代谢反应，活性污泥微生物并进入内源呼吸期，使污泥的活性得到恢复，在其进入吸附池与污水接触后，能够充分发挥其吸附的功能。

优点：（1）污水与活性污泥在吸附池内接触时间较短，因此，吸附池的容积一般较小，而再生池接纳的是已排出剩余污泥的回流污泥，因此，再生池的容积也是较小的。

吸附池与再生池容积之和，仍低于传统活性污泥法曝气池的容积。

（2）对水质水量的冲击负荷具有一定的承受能力。

缺点：处理效果低于传统法和不易处理溶解性有机污染物含量较多的污水。

33．解释完全混合池的运行方式及优缺点运行方式：污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合，可以认为池内混合液是已经处理而未经泥水分离的处理水。

优点：对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是浓度较高的工业废水；可通过对F:M值的调整，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，在处理效果相同的条件下，负荷率较高与推流式曝气池；曝气池内混合液的需氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。

缺点：微生物对有机物的降解动力低下，活性污泥易于产生膨胀现象；处理水水质低于采用推流式曝气池的活性污泥法系统，34．绘图说明传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附——再生活性污泥法、完全混合池的各自BOD降解曲线（同81）35．绘图说明间歇式活性污泥法的运行特点运行方式：间歇式运行，分为流入，反应，沉淀，排放，待机五步。

工艺特点：（1）不需设污泥回流设备，二次沉淀池，建设费用低（2）一般不设调节池（3）SVI 值较低，不产生污泥膨胀（4）可以进行脱氮除磷（5）处理水质优于连续式36．解释活性污泥曝气池的曝气作用与原理作用：（1）提供足够的溶解氧(2)使混合液中的活性污泥和污水充分接触原理：37．根据氧转移公式解释如何提高氧转移速率 dC/dt=KLa(Cs-C) （1）提高KLa值。

需要加强液相主体的紊乱程度，降低液膜厚度，加速气、液界面更新，增大气液接触面积。

（2）提高Cs值。

提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气、深井曝气。

38．氧转移速率的影响因素并分析（1）污水水质：杂质影响氧的转移，特别是表面活性物质等两亲分子，在水液界面上形成一层分子膜，阻碍氧分子的扩散转移，而且水中溶解氧的饱和度也受水中盐类的影响。

（2）水温：影响水的粘滞性，从而影响扩散系数，液膜厚度也随之变化，影响氧转移速率；同时影响溶解氧的饱和度，从而影响氧转移速率。

（3）氧分压：影响转移氧的推动力从而影响氧转移速率；影响溶解氧的饱和度，从而影响氧转移速率。