合肥工业大学水污染控制工程试题答案

130 0.414m 3 / m 2 h 628 2
以进水 BOD5 为基础的有机物负荷为：
FW QL1 130 24 180 0.89kgBOD5 / m 3 d V 628 1000
以 BOD5 去除量为基础的有机物负荷为：
U Q ( L1 L2 ) 130 24 (180 27) 0.76kgBOD5 Байду номын сангаас m 3 d V 628 1000
8、评价活性污泥性能的常用指标有： 污泥沉降比 、 污泥浓度 、 污泥指数 、 污泥呼吸速率 。 9、活性污泥法好氧生物处理的主要工艺有 普通活性污泥法 、 渐减曝气法 、
多点进水法 、 完全混合法 、 浅层曝气法 、 深层曝气法 、 延时曝气法 、 氧化沟 和 SBR 法 等。 10、污泥处理处置的常用方法有： 污泥浓缩 、 污泥调理 、 污泥消化 、 污泥脱水 和 填埋、焚烧 等。 二、问答题（50 分） 1、 （12 分）活性污泥法与生物膜法相比较各自的优缺点有哪些？ 答：活性污泥法的主要优点： （1）污泥、废水、溶解氧混合程度高，传质快，处理效率高； （2）既 可用于大规模污水处理，也适合小型污水处理； （3）运行成本较低。 活性污泥法的主要缺点： （1）占地面积大，容积负荷低； （2）抗冲击负荷能力差； （3）运行管理难 度大； （4）剩余污泥量大，含水率高，较难处置。 生物膜法的主要优点： （1）抗冲击负荷能力强； （2）生物相丰富，对废水适应性强； （3）容积负荷 大； （4）占地面积小； （5）剩余污泥少，含水率低，易于处置。 生物膜法的主要缺点： （1）处理效率略低； （2）不适合大规模污水处理。 2、 （15 分）画出一种废水生物脱氮的工艺流程图，并说明该工艺是如何实现脱氮的。 答：可采用 A/O 法工艺实现生物脱氮。 碱 污水 预处理 厌氧反应池 好氧反应池 二沉池 出水
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则： V1（1－99％）＝V2（1－97％） 即： V2＝1/ 3 V1 因此，浓缩后污泥体积缩小为原来的 1/3。 2、 （15 分）已知某生物滤池滤料体积为 628m3，厚度为 2 m。处理的废水量为 130m 3/h，进入生物滤池的 废水 BOD5 浓度为 180mg/L，经生物滤池处理后出水的 BOD5 浓度为 27 mg/L。试求该生物滤池的水力 负荷 q，以进水 BOD5 为基础的有机物负荷 FW 和以 BOD5 去除量为基础的有机物负荷Ｕ。FW 与Ｕ的关 系如何？ 解： 水力负荷为： q
结果表明：FW 大于Ｕ。
水污染控制工程试卷（B 卷）标准答案
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一、填空题（30 分 每小题 3 分） 1、天然水中的杂质按存在状态可分为： 悬浮物 、 胶体物 和 溶解物 。
2、废水水质的物理性指标主要有 温度 、 色度 、 嗅和味 、 固体物质 、 氧化还原电位 、 电导率 等。 3、影响水混凝效果的主要因素有 温度 、 pH 、 水力条件 、 水中杂质的性质。 4、常用的絮凝剂有 氯化铁 、 硫酸铝 、 聚合氯化铝 PAC 、 聚丙烯酰胺 PAM 。 5、平流式沉淀池的主要设计参数有 水力停留时间 和 表面负荷 。 6、 影响微生物生长的环境因素主要有： 营养物质 、 温度 、 pH 值 、 溶解氧 、 有毒物质 。 7、活性污泥法降解有机物的过程可分为： 吸附 和 分解稳定 两个阶段。
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达 40～50 kgCOD/m3·d。 （4）剩余污泥量少，且易脱水处置。剩余污泥量仅为好氧法的 5～20％，且污泥稳定，易脱水，甚 至可作为饲料、肥料。 （5）对 N、P 营养元素要求低。通常只要求 BOD5:N:P＝200～300：5：1，甚至在 BOD5:N:P＝800：5： 1 时仍能正常运行。 （6）可杀菌解毒。 （7）可间歇运行。 工艺缺点 （1）厌氧微生物增殖缓慢，厌氧反应速度慢，所以厌氧设备启动和处理时间长。 （2）废水处理不彻底，出水达不到排放标准，一般需再进行好氧处理。 （3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。 3、（10 分）试述工业废水水质对离子交换的影响？ 答：①悬浮杂质和油类的影响：这些物质会堵塞树脂内部的空隙，包裹树脂颗粒，使树脂的交换容 量降低；②溶解盐类的影响：当溶解盐含量超过 1000~2000mg/L 时，将大大缩短树脂的工作容量； ③pH 的影响：第一，影响某些离子在废水中的存在形态，第二，影响树脂交换基团的离解；④温 度的影响：工业废水的稳定一般较高，虽然可提高扩散和离子交换速度，但温度过高就可能引起 树脂的分解，从而破坏树脂的交换能力；⑤高价金属离子的影响：高价金属离子与树脂交换基团 有较大的亲和力，可以优先被交换，因此可采用较大的流速进行去除，但它们交换到树脂上去以 后，再生比较困难，容易引起树脂“中毒” ，降低树脂的交换容量；⑥氧化剂和高分子有机物的影 响： （1）氧化剂氧化，会破坏树脂的网状结构和改变交换基团的性质和数量，是树脂发生化学降 解，稳定性降低，同时降低交换容量； （2）有机污染：由于废水中某些高分子量的有机离子与树 脂交换基团固定离子结合力很大，在树脂颗粒内部扩散速度小，它们交换到树脂上以后就很难洗 脱下来，使树脂交换容量降低。 4、（15 分）简述生物法脱氮的基本原理和影响因素。 答：生物脱氮机理 原污水在氨化菌作用下， 将污水中有机氮(OR-N)转化成氨氮(NH4-N)， 与原污水中 NH4-N 一并， 在适宜的条件下，利用亚硝化及硝化自养菌，将污水中 NH4-N 硝化，生成亚硝酸盐氮(NO2-N) 和硝酸盐氮(NO3-N)。然后再利用原污水中 BOD 成分(或外加甲醇等为碳源)作为氢供体(有机碳 源)进行反硝化，将亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N) 转化成 N2 释放到大气中，从而实现 废水脱氮。 影响因素 （1）酸碱度：pH； （2）溶解氧：DO； （3）碳氮比：BOD5/TKN 三、计算题（20 分） 1、 （5 分）含水率为 99％的活性污泥，浓缩至含水率 97% 其体积将缩小多少？ 解：设原污泥体积为 V1，浓缩后的污泥体积为 V2，
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回流污泥
剩余污泥
在好氧反应池内， 通过硝化作用， 将废水中的氨氮转化为硝态氮， 然后回流到前面的厌氧反应池， 与进来的原废水混合，利用原废水中的碳源，通过反硝化作用， 将硝态氮转化为氮气，释放到大气 中，从而实现废水生物脱氮。 3、 （13 分） 吸附再生法中吸附池与 AB 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。 答： （1）相同点：①都是利用了微生物对有机物、胶体、某些重金属等的吸附功能。②一般接触时间较 短，吸附再生法中吸附池为 30~60min，AB 法中 A 段为 30min。 （2）不同点：①微生物来源不同：吸附再生法中吸附池的微生物来自循环活性污泥系统内部，并且 整个流程中只有一种污泥；而 AB 法中 A 段的微生物主要来自于排水系统，排水系统起到了“微生物选择 器”和中间反应器的作用，培育、驯化、诱导出了与原污水相适应的微生物种群，因此，A 段是一个开 放性反应器，同时，A 段和 B 段是独立的，各自有一套循环活性污泥系统，微生物种群也存在差别。② 微生物的作用机理不完全相同：虽然两者都是利用微生物的吸附功能，但在吸附再生法中，还要利用微 生物的生物降解作用，二者缺一不可。而 AB 法中 A 段微生物的吸附作用占主导地位，生物降解只占 1/3 左右。③流程不同：吸附再生法中为了恢复微生物的吸附作用，需将污泥经过再生池，通过生物降解作 用，使微生物进入内源呼吸阶段，恢复活性，而 AB 法中 A 段主要是利用微生物的吸附作用，因此污泥经 过中间沉淀池后直接回流至吸附池，当微生物吸附能力达到饱和时，直接排出活性污泥系统，这也使得 污泥产率较高。 4、 （10 分）简述污泥的培养和驯化历程。 答： （注：答间歇培养或连续培养均正确） 污泥间歇培养过程 （1）将过滤后的粪便水投入曝气池并加生活污水或自来水稀释至 BOD5 约 200～300mg/L，连续曝气； （2）一周左右，当出现模糊的活性污泥絮体后，静沉 60～90min，排放约 60～70％的上清液； （3）投加新的生活污水或自来水与粪便水的混合液，连续曝气一天后重新换水； （4）反复操作，直至污泥沉降比达到 30％左右为止。 污泥连续培养过程 （1）第一次加料曝气至出现活性污泥絮体后，连续投入生活污水或自来水与粪便水的混合液，投加 量按每天使曝气池内混合液更新一次计算； （2）从二沉池内回流污泥，回流比约 50％左右； （3） 不断增大进水量， 至曝气池内混合液每天更新 2 次， 当污泥沉降比达到 30％左右时， 培养成功。 污泥驯化历程 在进水中不断增加待处理的废水，第一次废水投加量按曝气池设计处理规模的 20％，达到设计处理 效率后，按 20％的幅度继续增加进水量，直至达到满负荷运行。 活性污泥的培养还可以从附近污水处理厂直接取性能良好的污泥投入曝气池，并投加一定量的 N、P 营养物质后连续曝气，随后逐渐加入废水进行驯化，可大大缩短培养和驯化时间。
微生物 两种）以及 厌氧呼吸 （按受氢体不同又可分为 发酵 和
8、 废水厌氧处理的主要方法有 化粪池 、 厌氧滤池 、 厌氧接触法 、 升流式厌氧污泥床反应器 （UASB） 、 厌氧折流板反应器（ABR） 、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB) 等。 9、目前膜分离法技术主要有 微滤 、 超滤 、 纳滤 和 反渗透 。 10、污泥中水的存在形式大致分为 自由水 、 毛细水 、 结合水 三类。 二、问答题（50 分） 1、 （15 分）如果某污水厂经常会发生严重的活性污泥膨胀问题，大致可以从哪些方面着手进行研究、分 析，可以采取哪些措施加以控制？ 答：产生污泥膨胀的主要原因有：废水中碳水化合物较多、溶解氧不足、缺乏 N、P 营养元素、水温 高或 pH 较低时都会使丝状菌或真菌增殖过快，引起污泥膨胀。 发生污泥膨胀后可采取以下的控制措施： （1）加强曝气，维持混合液 DO 不少于 1～2mg/L； （2）投加 N、P 营养元素，使 BOD5:N:P 约为 100：5：1； （3） 在回流污泥中投加漂白粉或液氯， 杀灭丝状菌或真菌，投加量按干污泥 0.3～0.6％； （4）调整 pH 至 6～8； （5）投加惰性物质， 如硅藻土等； （6）废水处理规模较小时，可考虑采用气浮池代替二沉池。 2、（10 分）与好氧生物处理比较，厌氧生物处理有何优缺点？ 答：工艺优点 （1）应用范围广。好氧工艺只适用于中、低浓度和易生物降解的有机废水处理；而厌氧工艺既适用 于高浓度有机废水处理，也适用于中、低浓度和难生物降解的有机废水处理。 （2）能耗低。当原水 BOD5 达到 1500mg/L 时，沼气能量可以抵消消耗能量，原水有机物浓度越高， 剩余能量越多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的 1/10。 （3）负荷高。通常好氧法的容积负荷为 1～4kgBOD/m3·d，而厌氧法为 2～10kgCOD/m3·d，高的可