过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水得到净化。
4.土地处理系统的主要工艺参数为负荷率。常用的负荷率有水量负荷和有机负荷,有时还辅以氮负荷和磷负荷。
要考虑的问题是:土壤性质、透水性、地形、作物种类、气候条件和废水处理程度的要求。
5.厌氧塘对有机污染物的降解,与所有的厌氧生物处理设备相同,是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。即先由兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物,再由专性厌氧菌将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。
6.土壤的固磷作用主要有以下四种机制:
(1)化学沉淀作用:在酸性土壤中,磷与铁、铝等作用,生产不溶性磷酸盐 (2)表面反应:土壤胶体和H2PO4-在土壤表面发生交换反应和吸附反应 (3)闭蓄反应:土壤中的Fe(OH)3和其他不溶性的铝质和钙质胶膜将含磷矿化物包裹起来,将其丧失在土壤中的流动性
(4)生物固定作用:土壤中的无机磷被微生物所吸收作用,转化为有机磷
7.白天溶解氧增多,PH上升;晚上溶解氧减少,PH下降。
藻类的光合作用使塘水的溶解氧和PH呈昼夜变化。在白昼,藻类光合作用释放的氧,超过细菌降解有机物的需氧量,此时塘水的溶解氧浓度很高,可达到饱和状态。夜间,藻类停止光合作用,且由于生物的呼吸消耗氧,水中的溶解氧浓度下降,凌晨时达到最低。阳光再照射后,溶解氧再逐渐上升。
第十五章 污水的厌氧生物处理
一、填空题
1.污泥的厌氧处理面对的是固态有机物,所以称之为() 2.产甲烷菌适宜的PH应在()之间 3.消化池的水力停留时间等于()
4.UASB的中文名是()
5.搅拌的方法一般有:()、()和()
二、名词解释 1.两相发酵
三、简答题
1.厌氧生物处理的基本原理是什么?
2.厌氧发酵分为哪个阶段?为什么厌氧生物处理有中温消化和高温消化之分?污水的厌氧生物处理有什么优势,又有哪些不足之处?
3.影响厌氧生物处理的主要因素有哪些?提高厌氧处理的效能主要从哪些方面考虑?
4.试比较现有几种厌氧处理方法和构筑物的优缺点和适用条件。
5.某地区设计人口为80000人,人均日污水量为100L,污泥含水率为95%,试估算完全混合污泥消化池的有效容积。 6.两相厌氧法有哪些特点?
答案:
一、填空题
1.硝化
2.6.8—7.2 3.污泥泥龄
4.上流式厌氧污泥床反应器
5.水射器搅拌法、消化气循环搅拌法、混合搅拌法
二、名词解释
1.把产酸和产甲烷两个阶段的反应分别在两个独立的反应器内进行,以创造各自
最佳的环境条件,并将这两个反应器串联起来,形成两相厌氧发酵系统
三、简答题
1.废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,
也称为厌氧消化。厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,依靠三大主要类群的细菌,即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
2.通常厌氧发酵分为三个阶段:
第一阶段为水解发酵阶段:复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,首先被分解为简单的有机物。继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。 第二阶段为产氢产乙酸阶段:产氢产乙酸菌把第一阶段中产生的中间产物转化为乙酸和氢,并有二氧化碳生成。 第三阶段为产甲烷阶段:产甲烷菌把第一阶段和第二阶阶段产生的乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷。
厌氧生物处理可以在中温(35℃一38℃)进行(称中温消化),也可在高温(52℃一55℃)进行(称高温消化)。因为在厌氧生物处理过程中需考虑到各项因素对产甲烷菌的影响,因为产甲烷菌在两个温度段(即35℃一38℃和52℃一55℃)时,活性最高,处理的效果最好。
厌氧生物处理优势在于:应用范围广,能耗低,负荷高,剩余污泥量少,其浓缩性、脱水性良好,处理及处置简单。另外,氮、磷营养需要量较少,污泥可以长期贮存,厌氧反应器可间歇性或季节性运转。其不足之处:厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长;出水达不到要求,需进一步进行处理;处理系统操作控制因素较复杂;过程中产生的异味与气体对空气有一定影响。
3.影响厌氧生物处理的主要因素有如下:pH、温度、生物固体停留时间、搅拌和混合、营养与C/N比、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、有毒物质等。 提高厌氧生物处理的效能可考虑:1 .pH维持在6.8~7.2之间, 2.温度可以维持在中温(35℃一38℃),也可以是高温(52℃一55℃) 3.保持较长的生物固体停留时间 4.系统内避免进行连续的剧烈搅拌 5.碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜。 6.需控制有毒物质的浓度,以防止有毒物质影响微生物的生存而使效果降低。 4.几种厌氧处理方法和构筑物的优缺点和适用条件如下表:
方法或反应器 适用条件 优点 缺点 反应时间长,池容积大;污泥易随水在一个消化池内进行酸设备简单 传统消化法 化,甲烷化和固液分离。适用于小型,低投入系统。 流带走 微生物固着生长在滤料设备简单,能承受较高负底部易发生堵塞,厌氧生物滤表面,适用于悬浮固体荷,出水悬浮固体低,能填料费用较贵 池 量低的污水 耗小 用沉淀池分离污泥并进行回流,消化池中进行适当搅拦,池内呈完全厌氧接触法 混合,能适应高有机物浓度和高悬浮固体的污水 能承受较高负荷,有一定负荷高时污泥会抗冲坝子负荷能力,运行流失,设备较多,较稳定,不受进水悬浮固操作要求较高 体的影响;出水悬浮固体低 上流式厌氧消化和固液分离在一个负荷高;总容积小,能耗如设计不善,污泥污泥床反应池内,微生物量很高,低,不需搅拌 会大量消失,池的器 适用于高负荷污水 构造复杂 酸化和甲烷化在两个反能承受较高负荷,耐冲设备较多,运行操两相厌氧处应器进行,两个反应器击,运行稳定 作较复杂 理法 可以采用不同反应温度
5.设采用厌氧消化法,消化时间为0.5天,则V=Qt=80000*0.1*0.5=4000m3
6.其特点如下:
(1)为产酸菌、产甲烷菌分别提供各自最佳的生长繁殖条件,在各自反应器能够得到最高的反应速率
(2)酸化反应器有一定的缓冲作用,缓解冲击负荷对后续的产甲烷反应器的影响
(3)酸化反应器反应进程快,水力停留时间短,COD浓度可去除20%—25%,能够大大减轻产甲烷反应器的负荷 (4)负荷高,反应器容积小基建费用低
第十六章 污水的化学和物理化学处理
一、填空题
1.混凝所处理的对象主要是水中的( )和( )。 2.影响混凝效果的主要因素有( )( )和( )。
3.化学混凝的设备包括:混凝剂的溶解配置和投加设备、混合设备和反应设备。常用的混合方式是( )( )和( )。反应设备有( )和( )两大类。 4.混凝过程可分为( )和( )两个阶段。 5.按照作用机理,吸附可分为( )和( )。 6.活性炭的再生方法主要有( )和( )。
7.离子交换运行操作包括( )( )( )和( )四个步骤。 二、名词解释 1.絮凝、凝聚、混凝
2.ζ电位、总电位、压缩双电层 3.等电电位、临界电位 4.吸附等温式
5.全交换容量、工作交换容量 6.交联度 7.膜析法 三、简答题
1.试叙述脱稳和凝聚的原理。
2.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题,它们对搅拌的要求有何不同?为什么?
3.混凝药剂的选用应遵循哪些原则?
4.铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理过程中发挥哪三种作用? 5.什么叫助凝剂?助凝剂按投加的目的划分为哪几类? 6.离子交换树脂的分类。
7.请描述电渗析过程,并比较其与离子交换树脂在离子交换过程中作用的异同。
答案:
一、填空题
1.微小悬浮固体,胶体杂质 2.水温,水质,水利条件
3.水泵混合,隔板混合,机械混合。水力搅拌,机械搅拌 4.混合,反应 5.物理吸附,化学吸附 6.加热再生法,化学再生法 7.交换,反洗,再生,清洗