武汉大学环境工程学简答题

水部分

1、混凝处理原理是什么？完成混凝过程所需要

的设备有哪些？

混凝原理：

A.压缩双电层机理：扩散层厚度减少，电位减低

B.吸附电中和机理：中和电荷，减少静电斥力

C.吸附架桥机理：两端吸附胶粒，在较远的两胶

粒间架桥

D.网捕机理

所需设备：

混凝剂的配制和投加设备分为干投和湿投两类；

混合设备（1）水泵混合（2）隔板混合（3）机械混合

反应设备（1）隔板反应池（2）机械反应池

影响混凝效果的因素：

A.废水水质的影响

a)水温无机盐类混凝剂的水解是吸热

反应，水温低时，水解困难。且水温低，

粘度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝。

b)PH值视混凝剂的品种而异。

c)水中杂质的成分、性质、浓度有些杂

质能促进混凝过程。如除硫、磷化合物

以外的无机金属盐，能压缩扩散层；有

些杂质不利于混凝，如磷酸离子、亚硫

酸离子，高级有机酸离子，氯、水溶性

高分子物质、表面活性物质等。

B.混凝剂的影响

a)混凝剂的种类

b)混凝剂的投加量

c)混凝剂的投加顺序：一般先投加无机混

凝剂，再投加有机混凝剂，但当胶粒在

50μm时，先投加有机混凝剂吸附架桥，

再投加无机混凝剂压缩扩散层使胶体脱

稳。

C.水力条件的影响

混凝过程可分为两个阶段：混合和反应。混合

要求快速和剧烈搅拌；而反应阶段要求搅拌强

度或水流速度随着絮凝体的结大而逐渐降低。

2、简述活性污泥降解废水中有机物的过程，构成活性污泥法的基本要素有哪些？各起什么作用？

活性污泥降解污水中有机污染物的过程：

吸附阶段：活性污泥具有很大活性表面（含有多糖类粘性物质），对污水中的有机污染物具有良好的吸附作用；稳定阶段：在有氧条件下，活性污泥降吸附的有机污染物作为营养物，一部分合成新细胞质，另一部分则分解代谢以提供合成新细胞所需的能量，并最终形成CO2和H2O等稳定物质。

活性污泥法的三个基本要素：

A.活性污泥：吸附和氧化分解有机污染物的微生

物；

B.污水中的有机污染物：活性污泥法的处理对

象，微生物的营养物质；

C.溶解氧：耗氧微生物赖于生存、降解有机污染

物的必要物质。

3、水处理中常用膜分离技术有哪些？膜技术在水处理中大规模使用还需要解决哪些问题？

常用膜分离技术：目前有扩散渗析法、电渗析法、反渗透法、和超过滤法等。

尚待解决的问题：（1）分离膜没有足够高的选择透过性，难以满足处理要求。

（2）膜污染和浓差极化问题，导致渗透通量下降。如食品工业中膜污染可导致微生物繁殖，损害产品质量。

（3）实际分离过程中，膜性能随操作时间延长，发生很大变化。典型是：透过膜的通量随时间的推移下降。

（4）膜的使用寿命问题。

4、画出A2/O生物脱氮除磷工艺流程图，并叙述其脱氮除磷工作过程。

工艺流程图：

A2/O工艺脱氮除磷过程：

在A/O工艺中增设一个缺氧区，并使好氧区的混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮；而二沉池的污泥回流到厌氧区完成放磷过程，然后通过缺氧区到好氧区完成吸磷过程；从而达到同时脱氮除磷的目的；

污泥交替进入好氧缺氧和有机物浓度高低变化之中，丝状菌少，有利于改善污泥性能；

生物脱氮的基本原理：

在微生物的作用下，污水中的N通过生物降解氨化、硝化和反硝化等过程转化为N2、NOx溢出；

A.硝化反应：在好氧条件下，污水中的硝化菌将

NH4+氧化为NO2－和NO3－的过程；

B.反硝化反应：在无氧条件下，污水中反硝化菌

将NO2－和NO3－转化为N2的过程；

C.脱氮过程：有机氮→氨氮→硝态氮→单质氮

（气态氮氧化物）；

生物法除磷机理：

A.污水中的有机物转化：含有过量磷的微生物排

出沉淀池后进入厌氧状态，其携带的污水中的

有机物在产酸菌的作用下转化为乙酸苷；

B.污泥中的聚磷菌厌氧放磷：活性污泥中的聚磷

菌在厌氧条件下分解体内的聚磷为无机磷重

新溶入污水中，产生的能量供自身生存和吸收

污水中的乙酸酐并转化为聚β羟基丁酸

（PHB)贮存于体内；

C.污泥中的聚磷菌好氧吸磷：聚磷菌在好氧条件

下将体内的聚β羟基丁酸（PHB)好氧分解，

释放的能量供聚磷菌增殖和吸收污水中的磷

酸盐以聚磷的形式积聚于体内；

D.过量增殖的聚磷菌以剩余污泥的形式（含有过

量吸收的磷）排出系统，达到污水除磷的目的。

5、以海水淡化为例，简述电渗析法的基本原理。电渗析原理：以电位差为推动力，把电解质从溶液中分离出来的膜过程

在用于海水淡化的电渗析槽阴极和阳极之间交替地平行排列着一系列阴离子交换膜和阳离子交换膜。加电压后，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。但由于离子交换膜的选择透过性，结果使一些隔室离子浓度降低而成为淡水室，相邻的隔室则因富集离子成为浓水室。

6、简述有机物的厌氧发酵过程。

A.水解发酵：大分子有机物在细菌的胞外酶作用

下水解为溶解态有机物；

B.酸化：溶解态有机物在产酸细菌作用下转化为

有机酸、醇、醛和CO2、H2、NH3、H2S等

气体；

C.乙酸化：有机酸、醇、醛在乙酸菌作用下转化

为乙酸；

D.甲烷化：乙酸在乙酸型甲烷菌作用下转化为

CH4和CO2 ; H2和CO2在嗜氢甲烷菌作用下

转化为CH4 。7、厌氧处理一般用来处理什么样的污水？控制反应进行的是哪个阶段？为什么在厌氧处理中酸化细菌和甲烷细菌能够共存？

厌氧处理目前一般用来处理污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的有机工业废水。

控制步骤是甲烷化阶段(甲烷菌对温度、pH、有毒物质敏感）；

污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其PH值有可能维持在6.8之上，酸化和甲烷化两大类细菌就有可能共存，从而消除分阶段现象。

8、目前在污水处理中除磷的方法主要有哪些？

除磷的方法主要分为物理法、化学法及生物法三大类。

A.物理法因成本过高、技术复杂而很少应用。

B.化学法是以磷酸盐能和某些化学物质如铝盐、

铁盐、石灰等反应生成不溶的沉淀物为基础进

行的。这些反应常有伴生反应，产物常具絮凝

作用，有助于磷酸盐的分离。

C.生物法是利用微生物在好氧条件下对污水中

溶解性磷酸盐的过量吸收作用，然后沉淀分离

而除磷。

9、试述加压溶气浮上法的基本原理，并画出该方法的工艺流程图。

加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来

需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备。

A.空气在水中的溶解度与压力的关系

空气在水中的溶解度与温度、压力有关。在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。一定温度下，溶解度与压力成正比。

B.气泡与悬浮颗粒的粘附形式

C.“颗粒-气泡”复合体的上浮速度

D.化学药剂的投加对气浮效果的影响工

艺流程见P47.

10、气浮分离主要是去除废水中哪些污染物质，需要满足哪些条件？

应用方面：

✧石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水

分离;

✧工业废水处理;

✧污水中有用物质的回收;

✧取代二次沉淀池，特别是用于易产生活性污泥

膨胀的情况;