《水处理工程》第二篇习题集

第 9 次课 32、吸附再生法中的吸附池与 A-B 法中的 A 段都是利用微生物的吸附功能，试分析比较其异同之处。 33、试比较“生物膜法”和“膜生物反应器”中的“膜”有何不同？ 34、请简述 Orbal 氧化沟的基本概念。
第 10 次课 35、请解释与好氧生物处理工艺相比，厌氧生物处理工艺的主要优点和主要缺点。 36、请简述早期厌氧反应器的主要特点，并分别说明化粪池和 Imhoff 池的原理、结构特点。 37、请简述高速消化池的基本原理及其主要特点，并与传统消化池进行比较。 38、一个城市污水处理厂每日的剩余污泥产量为 1500m3/d，含水率为 96%，请计算如果这些污泥经过厌氧 消化后大约能产生多少沼气？
第 6 次课 19、请画出氧转移双膜理论的示意图，并结合图从 Fick 定律推导出氧的总转移系数 KLa 的表达式，并对影
响氧转移速率的因素进行分析。
第 7 次课 20、试用选择性理论解释为什么完全混合式活性污泥法比推流式更易出现由丝状菌引起的污泥膨胀？ 21、在一个启动运行不久的处理厌氧反应器出水的活性污泥工艺中，由于负荷较低，曝气池内的溶解氧较
水处理工程（二）习题集
清华大学环境科学与工程系
一、简答题
第 1 次课 1、从工艺流程、工艺参数、平面布置等角度简单描述一个你所了解的城市污水处理厂。 2、请分别画出一个典型的工业废水处理厂和城市污水处理厂的完整工艺流程。
第 2 次课 3、请分别简述温度对于好氧微生物和厌氧微生物活性的影响，并利用示意图加以解释。 4、请解释为什么对于同样数量基质，细菌的合成量在好氧条件下会大于在厌氧条件下？ 5、在好氧条件下，废水中有机物的去除主要是由哪几个生物过程完成的？请分别给出其反应方程式。 6、试简述影响废水好氧生物处理的主要因素。 7、废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方法有那几种？各有何优缺点？ 8、试简述厌氧消化过程的三阶段理论，并结合该理论简述在厌氧反应器中维持稳定 pH 值的重要性。 9、请简述硫酸盐对厌氧生物处理过程的影响及相应的对策。 10、试用示意图表示厌氧消化过程的三阶段理论和四菌群学说，并分别对其中涉及到的主要菌群的生理特
点加以说明。 11、试讨论代谢、能量和合成之间的关系以及在好氧和厌氧条件下它们对生长的影响，包括两种情况对生
长速率、代谢程度和限制因素的说明。
第 3 次课 12、请区别以下三个概念：Anaerobic、Anoxic、Aerobic，并结合水处理工程给出应用实例。 13、试结合示意图简述生物除磷的原理，并给出影响生物除磷的主要因素。
第 3 次课 3、以葡萄糖为碳源和能源，以硝酸盐为氮源，分别计算在好氧和厌氧条件下的合成系数，并给出生物反
应的总反应方程式。 4、某污水含有氨氮（以 N 计）150mg/L，BOD5 浓度为 210mg/L，pH 值为 7.5。设计采用两级活性污泥法
脱氮工艺进行处理，硝化池中投加 Na2CO3 维持 pH 值，反硝化池中投加甲醇为外加碳源。假设硝化池 对氨氮和 BOD5 的去除率均为 95%；反硝化池中的反硝化率为 90%，试计算：（1）硝化池中完成硝化 作用所需要的氧量以及为维持适宜的 pH 值所需要投加的 Na2CO3 的量；（2）反硝化池中所需的甲醇的 投加量。（计算过程中可忽略细菌的同化作用）
泥脱水后泥饼的含水率一般是多少？脱水后泥饼的最终处置途径有哪几种？ 48、试简述大型城市污水处理厂的污泥处理的基本流程，并给出可能的污泥处置的最终途径。
综合 49、写出以下英文简称的中英文全名：SBR、MBR、ABR，并对其工艺特点进行简单介绍。 50、试比较“两相厌氧工艺”和“三相分离器”中的“相”有何不同？ 51、请对以下几种微生物进行简单描述，并分别指出它们最常见于何种水处理工艺或反应器中：原生动物、
并说明工艺中每个反应单元的主要功能。
第 13 次课 44、试简述兼性塘中所发生的主要生物过程。 45、试简述土地处理过程中的主要净化机理，并给出几种主要的土地处理工艺。 46、试简述稳定塘中的主要净化机理，并给出几种主要的稳定塘工艺。
第 14 次课 47、请给出常规的城市污水处理厂的剩余活性污泥的处理流程，并说明主要的污泥脱水机械有哪几种？污
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11、原始数据：Q = 10000m3/d；BOD5 = 200mg/L；MLVSS/MLSS = 0.8；Y = 0.5；K2 = vmax/Ks = 0.1L/mg.d； Kd = 0.1d-1；SVI = 96；处理出水应为 6mg/L。采用完全混合活性污泥系统处理，要求确定： 1）所需曝气池的容积； 2）计算运行时的θc； 3）确定合适的回流比 R。
第 5 次课 10、原始数据：Q = 10000m3/d；BOD5 = 200mg/L；X = 2000mg/L；MLVSS/MLSS = 0.8； S（e BOD5）= 10mg/L；
Y = 0.5；R = 30~40%；K2 = vmax/Ks = 0.1L/mg.d；Kd = 0.1d-1。采用完全混合活性污泥系统处理，经计 算确定： ① 所需曝气池的容积； ② 污泥龄（θc）； ③ 当 SVI 在 80 ~ 160 之间变化，假设θc 值不变时，确定其对处理效果的影响。
么？试分别予以简单说明。
第 8 次课 26、试简述生物膜去除有机污染物的原理与过程，并比较活性污泥法与生物膜法之间的主要差别。 27、请简述生物膜的形成过程及其基本结构。 28、请结合生物膜的基本结构简述生物膜的主要性质。 29、请从微生物学与工艺运行两个方面简述生物膜法废水处理工艺的特征。 30、为什么与活性污泥法相比，生物膜法在处理低浓度废水时更具有优势。 31、生物膜法的基本运行原则主要有哪些？
13、试用动力学公式设计完全混合活性污泥法。废水量为 10000m3/d，进水溶解性 BOD5 为 120mg/L，出 水溶解性 BOD5 为 7mg/L。为了确定曝气池尺寸，选用污泥龄为 10d，MLVSS 为 2000mg/L，试验得到 的动力学常数为 Y=0.60mgVSS/mgBOD5，kd=0.06d-1，ks=60mg/L(BOD5)和 Vmax=5.0d-1。
第 6 次课 14、一个城市污水处理厂，设计流量 Q＝1000000m3/d，一级处理出水 BOD5＝180mg/L，采用活性污泥法
处理，处理水 BOD5≤15mg/L。采用微孔曝气盘作为曝气装置。曝气池容积 V＝300000m3，Xr=2000mg/L， EA=25%，曝气池出口处溶解氧 Cl =2mg/L，曝气盘安装在水下 4.5m 处，冬季平均水温 T1=100C，夏季 平均水温 T2=300C。 有关参数为：a’=0.5, b’= 0.1, α=0.85, β=0.95，ρ=1.0 请分别求出冬季和夏季两种条件下： (1)采用鼓风曝气时，所需的供气量 Gs（m3/min）； (2)采用表面机械曝气器时的充氧量 R0(kgO2/h)； (3)如果在鼓风曝气中，改为以纯氧为气源，曝气池上空的氧气含量为 80%，请计算所需要的纯氧的气
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第 4 次课 14、普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特点？在一般情况下，对于有机废水 BOD5 的去
除率如何？根据活性污泥增长曲线来看，这几种运行方式的基本区别在什么地方？各自的优缺点是什 么？ 15、试指出污泥沉降比 SV、污泥浓度 MLSS 和污泥指数 SVI 的定义，以及其在水处理工程中的实际意义 以及一般的正常数值范围。
第 5 次课 16、试推导 L—M 模式的两个基本方程和四个基本导出方程。 17、进水条件和出水水质要求相同时，如果单从反应动力学的角度来考虑，采用推流式曝气池和完全混合
式曝气池，那种所需要的池容较小？并请结合 Monod 模式给出合理解释。 18、试推导出活性污泥系统出水水质与动力学常数之间的关系式。
出水 SS 为 20mg/L（出水所含的未沉淀的 MLSS 称为 SS），曝气池内维持 MLSS 浓度为 2500mg/L，活 性污泥废弃量为 155m3/d，其中含 MLSS 8000mg/L，根据这些数据计算曝气时间、BOD5 容积负荷、 F/M 负荷和污泥龄。 8、采用高纯氧活性污泥法处理未经沉淀的生活污水，污水量为 1100m3/d，平均 BOD5 为 200mg/L，试计 算 最大允许 BOD5 负荷为 2kg/m3.d 和最小曝气时间为 1.8h 时所要求的曝气池容积。假定 MLSS 为 5500mg/L，MLVSS/MLSS 为 75%，对于这样大的曝气池，单位为 kgBOD5/kgMLVSS.d 的负荷为多大？ 9、某市某区拟采用普通活性污泥法处理城市污水，废水量为 20000m3/d，原污水的 BOD5 为 300mg/L，初 沉池的 BOD5 去除率为 30%，要求处理后出水的 BOD5 为 20mg/L，试设计该污水处理厂，包括工艺流 程的选择、曝气池的计算与设计、曝气系统的计算与设计等，同时还要求在设计时还应使该厂能方便 地改变为多点进水法和吸附再生法运行，请从设计上给出具体措施。
其中挥发性悬浮固体占 75%。试求：F/M、 LsrBOD5 、 LvBOD5 、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥龄。
（已知：a = 0.76kgVSS/kgBOD5.d，b = 0.016d-1；a’ = 0.38kgO2/kgBOD5，b’ = 0.092kgO2/kgVSS.d） 7、普通活性污泥法系统处理废水量为 11400m3/d，BOD5 为 180mg/L，曝气池容积为 3400m3。运行条件为：
12、试用动力学公式设计完全混合活性污泥法。废水量为 10000m3/d，进水溶解性 BOD5 为 120mg/L，要 求出水溶解性 BOD5 小于 10mg/L。假设选用污泥龄为 10d，曝气池中的 MLVSS 为 2000mg/L，试验得 到的动力学常数为 Y = 0.60mgVSS/mgBOD5，Kd = 0.06d-1，Ks = 60mg/L(BOD5)和 Vmax = 5.0d-1。试确定 曝气池的基本尺寸和尽可能多的运行参数。
产氢产乙酸细菌、除磷Biblioteka Baidu菌。
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52、假定以葡萄糖为碳源，以氨氮为氮源，请计算好氧条件下的产率系数和需氧量。
二、计算题
第 2 次课 1、在无初沉池的活性污泥法中，咖啡生产废水与生活污水合并处理。混合废水中咖啡废水占 40%，生活
污水占 60%。咖啡废水的 BOD5 为 840mg/L，总氮为 6mg/L，生活污水 BOD5 为 200mg/L，总氮为 35mg/L， 总磷为 5mg/L。如果对于活性污泥法要求 BOD5:N:P 为 100:5:1，混合废水中的氮和磷是否合适？如果 不合适，需要在废水中投加多少 NH4NO3 和 KH2PO4？ 2、合成纤维纺织厂废水排入城市污水处理厂与生活污水合并处理。合成纤维纺织厂废水水质为：BOD5 1500mg/L，SS 2000mg/L，N 30mg/L，无磷。生活污水的性质和上题相同。如果需要的 BOD5/N/P 的重量比为 100/5/1，为给生物处理提供合适的养料，试求每 1000 立方米纺织废水最少需要与多少立 方米生活污水混合？
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第 11 次课 39、试简述 UASB 反应器的原理、结构以及工艺特点。 40、请简述两相厌氧工艺的基本特点。 41、请给出 UASB 反应器的中英文全称，并简述 UASB 反应器的主要特点。 42、请简述厌氧内循环（IC）反应器的基本原理。
第 12 次课 43、试简述生物脱氮、生物除磷的原理，并分别给出一个脱氮、除磷和一个能同时脱氮除磷的工艺流程，
高，结果发现污泥在二沉池中有上浮的现象；从曝气池中取混合液测定其 SV 时发现污泥的沉降很好， 但 0.5 小时后，即出现污泥成团上浮；镜检观察未发现有大量丝状菌；试分析其可能的原因并给出解 决对策。 22、试简述活性污泥膨胀的产生原因、分类、以及相应的对策。
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23、试简述活性污泥系统运行过程中曝气池中常见的异常现象，并同时给出简单的原因分析和处理对策。 24、试比较以下概念：污泥腐化、污泥解体、污泥上浮、污泥膨胀，并分别给出其形成原因及相应对策。 25、沉淀可以分为几大类？主要的沉淀池形式有几种？活性污泥法中的二沉池与初沉池的主要区别是什
第 4 次课 5、普通活性污泥法曝气池中的 MLSS 为 3700mg/L，SVI 为 80mL/g，求其 SV 和回流污泥中的悬浮固体浓
度。
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6、某造纸厂采用活性污泥法处理废水，废水量为 24000m3/d，曝气池容积 V 为 8000m3。经初次沉淀，废 水的 BOD5 为 300mg/L，曝气池对 BOD5 的去除率为 90%，曝气池混合液悬浮液固体浓度为 4000mg/L，