环境工程学各章重点内容-第3章水的生物化学处理方法.pptx
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第二节 好氧悬浮生长技术一、活性污泥法(1)活性污泥法的基本流程;(画图简答)(2)活性污泥去除污水中有机物的三个阶段及各自特点。(3)影响活性污泥法的因素:溶解氧、营养比例、pH及温度。(4)MLSS、MVLSS概念及其作用;(5)污泥沉降比(SV%)概念及其作用;(6)污泥体积指数(SVI)的概念、计算以及实际应用(选择题或判断题):活性污泥系统运行正常时,SVI值范围(50150)。(7)污泥泥龄的概念及计算;(8)曝气的作用,常用的曝气方法及其应用场合;(9)鼓风曝气系统的组成;(10)表面曝气器的分类。(11)曝气池的类型及构造;(一)(三)(3)至少能例举10种以上活性污泥工艺;(4)重点掌握传统推流式、完全混合法、吸附再生法、氧化沟、序批式活性污泥法(SBR法)、膜生物反应器运行特点。一、活性污泥法(四)活性污泥法的运行方式传统推流式:优点:处理效率高,出水水质较好。缺点:(1)对水量、水质变化的适应性较差(抗冲击负荷能力差;(2)曝气池容积大,占地大,基建费用高;(3)在曝气池内,有机物浓度和需氧量沿池长逐步下降,而供氧量沿池长均匀分布,供氧方式不合理。完全混合法:污水与回流污泥进入曝气池后,立即与池内的混合液充分混合,故其有如下特点:优点:(1)污水进入曝气池后立即被稀释均化,故对冲击负荷具有较强的适应能力。(2)可以通过对F/M的调整,使整个曝气池的工况控制在最佳条件。(3)池内各个部分的需氧量比较均匀。缺点:污泥易膨胀 序批式活性污泥法(SBR法):其操作流程由(进水、反应、沉淀、排水和闲置)五个阶段组成。优点:(1)工艺系统组成简单,无需二沉池及污泥回流设备,基建费用低;(2)耐冲击负荷;(3)出水水质好(优于连续流系统);(4)具有脱氮除磷的效果;(5)有效地防止丝状菌膨胀;(6)便于自控运行,易于维护管理。能够例举集中能够例举集中SBRSBR法的变形工艺。法的变形工艺。氧化沟:沟槽中设有机械曝气装置,曝气设备工作时,推动沟中混合液迅速流动,并实现供氧,污水进入沟内被立即稀释均化。其水流形态将推流式与完全混合式相结合。优点:(1)对水温、水质、水量变动有较强的适应性;(2)独特的水流状态,有利于活性污泥的生物凝聚作用,而且在沟内不同位置形成好氧区,缺氧区,具有脱氮功能;(3)水力停留时间长,污泥产率低。例举几种氧化沟工艺模式。吸附再生法:原理及基本流程。(简答)原理:主要依据活性污泥降解有机物的两个阶段,并充分利用活性污泥的初期吸附能力,在较短的时间里通过吸附去除污水中悬浮的和胶态的有机物,再通过液固分离,污水即获得到净化。基本流程:(略)优点:1、池容积小,可以大大节省基建投资;、池容积小,可以大大节省基建投资;2、工艺灵活,最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水,、工艺灵活,最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水,如制革废水、焦化废水等如制革废水、焦化废水等;3、对水质、水量的冲击负荷具有一定的承受能力。、对水质、水量的冲击负荷具有一定的承受能力。缺点:缺点:1、吸附时间较短,处理效果不及传统法的高;、吸附时间较短,处理效果不及传统法的高;2、不易处理溶解性有机物含量较多的污水。、不易处理溶解性有机物含量较多的污水。膜生物反应器的特点(简答);1)利用膜组件代替二沉池;2)出水优质稳定,在通常情况下无需消毒即可达到回用标准;3)反应器内污泥浓度高,单位容积内生物量大;4)污泥龄长,剩余污泥产量少,降低了污泥处理费用;5)结构紧凑,工艺流程简单,占地面积小,不受设置场合限制;6)可有效去除氨氮和难降解有机物;7)操作管理方便,易于实现自动控制。1)膜造价高,使膜生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺;2)容易出现膜污染,给操作管理带来不便;3)能耗较大(维持操作压力、曝气量大、反冲洗),运行费用较高。(五)活性污泥法处理系统工艺设计基础(五)活性污泥法处理系统工艺设计基础一、曝气池容积设计计算:污泥负荷法劳-麦第二数学模型二、剩余污泥量的计算:污泥泥龄法产率系数法三、需氧量计算:注:注:以上公式要重点掌握,熟记活用以上公式要重点掌握,熟记活用四、每日排放的湿污泥体积:每日产生的剩余污泥中,干污泥量为 ,设湿污泥的含水率为a%(质量分数),湿污泥密度取1000kg/m3。则是污泥体积:公式应用的注意事项:1、单位统一,如Ls与X(或 XV)单位对应。2、凡涉及生化反应动力学参数的公式,污泥浓度要代入XV(MLVSS)。(五)活性污泥法处理系统工艺设计基础(五)活性污泥法处理系统工艺设计基础例题 某污水处理厂采用活性污泥法处理生活污水,处理量为9000m3/d,进入曝气池的BOD5为350mg/L。要求出水的BOD5小于20mg/L,计算水温为30,拟采用传统推流式曝气池,试计算曝气池的有效容积、每日排放的湿污泥体积和曝气系统。有关设计参数为:;(1)曝气池中混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)同混合液悬浮固体(MLSS)之比为0.8;(2)剩余污泥含水率按99%(质量分数),密度与水接近;(3)曝气池中MVLSS为3000 mg/L;(4)污泥负荷为0.3kg BOD5/(kg MLVSSd);(5)污泥泥龄为8.3d;(6)需氧量设计参数:氧化分解需氧率a=0.53 kgO2/kgBOD5,内源代谢需氧率b=0.11 kgO2/kgBOD5;cs(20)=9.17mg/L,cs(30)=7.6mg/L,=0.8,=0.9,F=0.8,E=20%,大气压为1atm。(7)设计的有效水深H=5m。1、根据污泥负荷法计算曝气池的有效容积:2、每日排放污泥量:则日排湿污泥量:3、曝气系统设计(1)计算曝气池实际需氧量,根据式(12-68)(2)空气扩散器口处的绝对压力pd 有效水深为有效水深为5.0m,扩散器距池底,扩散器距池底0.2m安装,则扩散器上静水压头为安装,则扩散器上静水压头为4.8m,则:,则:(3)空气离开曝气池面时,氧的百分比 选用氧转移效率选用氧转移效率EA=18%扩散器,则:扩散器,则:(12-47)(4)30时曝气池混合液中平均氧饱和度(12-45)值取值取0.8,值取值取0.9,=1,30饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度cs=7.6mg/L(5)将实际需氧量换算为标准状态下的冲氧量OS(12-51)(6)供气量计算GS(12-54)如选用如选用3台风机,二用一备,则单机风量:台风机,二用一备,则单机风量:1915.2m3/h计算若曝气池中的污泥浓度为2200mg/L,混合液在100mL量筒内经30min沉淀的污泥量为18mL,计算污泥体积指数、所需回流比和回流污泥浓度。解:污泥体积指数为:回流污泥浓度为:对进出曝气池的污泥量进行物料衡算:计算某城市污水设计流量Q=10 000m3/d,进水BOD5平均浓度为300mg/L,若用4座完全混合曝气池,去除率90%,求每个曝气池有效容积和平均需氧量。取Ls=0.5kgBOD/kgMLVSSd,MLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.76,a=0.6,b=0.07。解:1)若采用四座曝气池,则每座曝气池设计流量为:利用污泥负荷法求每座曝气池的有效容积:曝气池内挥发性悬浮固体浓度为:2)曝气池的平均需氧量:计算某污水处理站,采用好氧活性污泥法处理污水,日处理能力为2000m3,进水BOD5为500mg/L,曝气池混合液污泥浓度MLSS为3g/L,要求出水BOD5小于20mg/L,污泥负荷为0.2kgBOD5/kgMLSSd,每日排放剩余污泥(以MLSS计)250kg(干污泥质量),试计算曝气池的有效体积、污泥泥龄及每日排放湿污泥体积(污泥含水率为99%,密度为1000kg/m3)。解:利用污泥负荷法求每座曝气池的有效容积:污泥泥龄为:湿污泥体积为:计算题城市污水厂流量Q=6000m3/d,进水BOD5=200 mg/L。出水BOD5=25mg/L,曝气池容积1000m3,MLVSS=3g/L,MLVSS/MLSS=0.75,产率系数Y=0.4(mgVSS/mgBOD5),内源代谢系数Kd=0.06(d-1)。若剩余污泥含水率为99%,密度为1000kg/m3,则每日排放的剩余污泥量(干污泥质量kg/d和湿污泥体积m3/d);试判断水温为15时,活性污泥系统是否具有硝化功能,并说明原因。(15 时,硝化菌的世代周期为5.5d)。解:污泥负荷为:污泥泥龄为:由计算可知,污泥泥龄大于硝化菌的世代周期,因此硝化菌可以在系统中存活,系统具有消化功能。每日排放的干污泥质量为:每日排放的湿污泥体积为:补充:污泥膨胀:1、定义及其带来的危害 2、原因:主要掌握由于污水水质导致的污泥膨胀原因;3、辨别哪些工艺容易发生污泥膨胀,哪些不容易发生。4、如发生污泥膨胀,可采取哪些措施。(简答)典型题简答题在活性污泥法基本流程中,活性污泥法由哪些部分组成,并说明每一部分的作用?答案:包括曝气池、曝气设备、沉淀池、污泥回流系统及剩余污泥排出系统组成。曝气池:为微生物降解污染物提供场所;曝气设备:为好养微生物提供溶解氧,并使混合液呈悬浮状态,使微生物、有机物和氧充分接触。(充氧和混合);沉淀池:固液分离,并使污泥初步浓缩;污泥回流系统:将沉淀池大部分污泥回流至曝气池,使曝气池内保持一定的生物量;剩余污泥排放系统:排出增殖的微生物,维持活性污泥系统的稳定运行。简答题SBR工艺能否作为脱氮工艺?为什么?答案:能。SBR工艺运行时,进水、曝气、沉降、排水分阶段进行。进水时,池内呈缺氧状态,反硝化菌利用污水中的有机物进行反硝化反应;曝气时,硝化菌又可进行硝化反应,从而实现脱氮的目的。简答题与一般沉淀池相比,二沉池的构造在设计时应注意哪些?在二沉池中设置斜板或斜管能取得理想的沉淀效果么?为什么?答案:二沉池的进水部分更需合理设计,使布水均匀,以利于污泥絮凝;限制出流堰处的流速,避免污泥絮体被出水带走;污泥斗容积要考虑污泥浓缩的要求;池表面应设置除渣装置。斜板(管)主要适用于沉淀类型为自由沉淀的沉淀池,但二沉池中沉淀类型主要属于成层沉淀;且活性污泥黏度大,容易粘附在斜板(管)上,造成积泥堵塞,影响沉淀效果。第三节 好氧附着生长处理技术(1 1)生物膜的定义)生物膜的定义;(2 2)生物膜的生物相组成(与活性污泥的区别);)生物膜的生物相组成(与活性污泥的区别);(3 3)净化污水机理:)净化污水机理:吸附,降解,好氧层,厌氧层,增厚,吸附,降解,好氧层,厌氧层,增厚,脱落,更新;脱落,更新;(4 4)生物膜法污水处理特征:微生物方面的特征和处理工艺)生物膜法污水处理特征:微生物方面的特征和处理工艺方面的特征;方面的特征;(简答题简答题)(1 1)生物滤池的构造及分类;)生物滤池的构造及分类;(2 2)提高生物滤池负荷的方法:处理水)提高生物滤池负荷的方法:处理水回流、增大滤床高度;回流、增大滤床高度;(3 3)回流的作用:)回流的作用:1 1)可以均化与稳定进水水质;)可以均化与稳定进水水质;2 2)加大水)加大水力负荷力负荷,促进生物膜更新,使生物膜保持较高的活性;促进生物膜更新,使生物膜保持较高的活性;3 3)抑制滤)抑制滤池蝇的过度滋长,减轻臭味。池蝇的过度滋长,减轻臭味。(4 4)曝气生物滤池的用途及特点)曝气生物滤池的用途及特点。【简答题】(。【简答题】(264264页)页)高负荷生物滤池设计高负荷生物滤池设计 Se 出水的BOD,mg/L;Si 原污水的BOD,mg/L;(2)核算水力负荷(滤率)滤床总体积(V)回流时,滤池进水中有机物浓度计算:例题已知某城镇人口80000人,排水量定额为100L/(人d),BOD5为 20g/(人 d)。设有一座工厂,污水量为2000m3/d,其BOD5为2200mg/L。拟混合采用回流式高负荷生物滤池进行处理,处理后出水的BOD5要求小于30mg/L。(根据经验参数设计)解:基本设计参数计量 生活污水和工业废水总水量:生活污水和工业废水混合后的BOD5浓度:由于生活污水和工业废水混合后BOD5浓度较高,应考虑回流,根据表13-3确定回流比为3,则:生物滤池的个数和滤床尺寸计算 设生物滤池的有机负荷采用2kgBOD5/(m3d),于是生物滤池总体积为:设池深为2m,则滤池总面积为:若采用5个滤池,每个滤池面积:滤池直径为:核算水力负荷 滤率在1036m/d之间(表14-4),符合设计要求。经过计算,采用5个直径21m、高2m的高负荷生物滤池。三、生物转盘(1 1)生物转盘的工作原理)生物转盘的工作原理;(;(简答题简答题)(2 2)生物转盘的构造)生物转盘的构造;(3 3)生物转盘系统布置形式;)生物转盘系统布置形式;四、生物接触氧化法(1 1)工作原理:在曝气池中设置填料,作为生物膜载体,)工作原理:在曝气池中设置填料,作为生物膜载体,利用生物膜和活性污泥中的微生物的联合作用净化污水。利用生物膜和活性污泥中的微生物的联合作用净化污水。(2 2)生物接触氧化池的构造;)生物接触氧化池的构造;(3 3)常用的填料种类;)常用的填料种类;第四节 厌氧生物处理技术(1 1)厌氧消化的三阶段理论)厌氧消化的三阶段理论(简答题、判断、选择简答题、判断、选择)第一阶段为水解发酵(酸化)阶段:第一阶段为水解发酵(酸化)阶段:在厌氧菌胞外酶作用下,在厌氧菌胞外酶作用下,将复杂有机物分解为简单有机物将复杂有机物分解为简单有机物;第二阶段为产氢产乙酸阶段:第二阶段为产氢产乙酸阶段:在产氢产乙酸菌的作用下,把在产氢产乙酸菌的作用下,把第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段为产甲烷阶段第三阶段为产甲烷阶段:产甲烷菌把前两个阶段产生的乙酸:产甲烷菌把前两个阶段产生的乙酸、氢及二氧化碳等转化为甲烷。、氢及二氧化碳等转化为甲烷。(2 2)厌氧消化的影响因素:产甲烷菌对环境条件的变化较为)厌氧消化的影响因素:产甲烷菌对环境条件的变化较为敏感,产甲烷阶段是厌氧消化反应的控速阶段,因此厌氧反应器敏感,产甲烷阶段是厌氧消化反应的控速阶段,因此厌氧反应器的各项影响因素也以对产甲烷细菌的影响因素为准。的各项影响因素也以对产甲烷细菌的影响因素为准。温度的影响;温度的影响;适宜的适宜的pHpH值范围;值范围;C/N比一般来讲要求比一般来讲要求C/N比达到(比达到(1020):):1为宜。为宜。搅拌的影响;搅拌的影响;(3)提高厌氧消化池处理负荷所采用的方法:加热和搅拌;常规厌氧消化池在运行中容易出现的问题(厌氧消化作用的欠平衡);(4)高效厌氧反应工艺的种类:厌氧接触法、UASB、厌氧滤池、厌氧流化床等;(5)厌氧接触法流程及优点、脱气和冷却的作用。(6)上流式厌氧污泥反应床(UASB)工作原理(简答)、高效运行三个重要条件、特点。第四节 厌氧生物处理技术(7)与普通单级厌氧处理法相比,分段厌氧处理法(两相厌氧法)特点:使产酸和产甲烷两个阶段分别在两个独立反应器内进行,不同功能的厌氧菌在各自适宜的条件下生存,处理效率和产气率提高;可承受较高负荷,反应器容积缩小,基建费用较低;缺点是设备较多,操作流程复杂。第五节 生物脱氮除磷技术(1 1)生物脱氮机理)生物脱氮机理(2 2)生物除磷机理生物除磷机理(简答题简答题,文字描述文字描述)注意注意:硝化及反:硝化及反硝化阶段对溶解氧、硝化阶段对溶解氧、温度及温度及PH的要求。的要求。第五节 生物脱氮除磷技术(1)(3 3)至少能例举5种脱氮除磷工艺;(填空或选择)(4)A2/O工艺:(简答)工艺流程(简图)及特点;不能同时取得良好的脱氮除磷效果的原因(除磷效率较低的原因)(5)SBR法脱氮除磷的工艺流程。(画图简答)第六节 水处理厂污泥处理技术(1)污泥的来源及危害;(2)污泥含水率与污泥体积的关系:(3)污泥的最终处置方式:填埋、农业利用、焚烧、建材等。(4)污泥处置前的处理:污泥浓缩、污泥稳定、污泥调理、污泥脱水(6)常用的污泥脱水机械设备;(5)污泥浓缩的方法;- 配套讲稿:
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- 环境 工程学 各章 重点 内容 生物化学 处理 方法
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