1、第十六章1 什么事生物膜？它有哪些特點？答：生物膜是一種膜狀生物污泥，由細菌、真菌、藻類、原生動物和后生動 物組成的生物群落，附著于濾料或某些載體上生長發育而成的。特點：(1) 結構特點： 生物膜是高度親水物質 生物膜具有好氧和厭氧雙層結構 生物膜及水層之間存在多種傳質過程(2) 生物特點：微生物種類具有多樣性 生物的食物鏈很長( 3)工藝特點： 抗沖擊負荷能力強 產泥量少， 運行管理方便 污泥沉 降性能良好 容積負荷有限2 生物膜的形成過程、更新方式和傳質原理。答：( 1)形成過程：生物膜的形成一般要經歷五個階段： 可逆接觸階段 細 胞在載體表面的可逆粘附， 利用鞭毛、纖毛和菌絲等胞外細胞器

2、和外層膜蛋白粘 附于載體表面。 不可逆接觸階段 細菌通過分泌的胞外多聚物增強細胞和載 體之間的粘附菌落形成階段 粘附在載體表面的細胞分裂，小菌落的形成。該 過程菌落明顯增大，胞外多聚物量增多并形成一層水凝膠覆蓋在細胞表面。 生 物膜的成熟階段 粘附小菌落成長為具有三維結構的成熟生物膜 生物膜的脫 落階段 由于生物膜的老化，部分細胞從生物膜上脫落。(2) 生物膜的更新方式：隨著生物的成熟，生物膜的厚度不斷增加，氧氣不 能透入的內部深處將轉為厭氧狀態， 形成厭氧膜； 隨著厭氧反應的進行， 厭氧代 謝產物不斷增多， 導致厭氧膜和好氧膜之間的平衡被破壞； 厭氧產生的氣態物質 不斷逸出， 減弱了生物膜在

3、填料上的附著能力， 導致老化的生物膜不斷脫落。 老 化的生物膜脫落之后，新的生物又逐漸生長起來。(3) 傳質原理：由生物膜的結構可知，空氣中的氧氣先溶于流動水層中，再 通過附著水層傳遞給生物膜， 供微生物新陳代謝； 污水中的有機物由流動水層擴 散進入生物膜， 并通過微生物的降解作用得到凈化， 同時產生的代謝產物由流動 水層帶走；一些氣態產物通過水層逸出，進入到空氣中。5 什么叫回流？回流在高負荷生物濾池系統運行中有何意義？答： ( 1)在高負荷生物濾池系統運行中， 回流是指把處理達標的一部分水通 過回流設備與原污水按一定比例混合，使進水水質滿足系統處理要求。( 2)意義：處理水回流可以均化和穩

4、定進水水質，加大水力負荷，即使沖刷 過厚和老化的生物膜， 加速生物膜更新， 抑制厭氧層發育， 使生物膜保持較高的 生物活性；同時，抑制濾池蠅的國度滋長，減輕發散的臭味。10 簡述生物流化床與其他生物膜法工藝的異同，說明其優越性。答:老師，這題真做不出來，求老師答疑第十七章1試簡述厭氧生物處理的基本原理，影響厭氧處理的主要因素有哪些？答：（1）基本原理：復雜的大分子、不溶性有機物在胞外酶作用下水解為小 分子和溶解性有機物，滲入到細胞體內后，在發酵細菌的作用下，分解產生高級 脂肪酸、醇和醛類等；產氫產乙酸菌將各種高級脂肪酸、醇和醛類等降解為乙酸 轉化為甲烷和二氧化碳和氫氣，在降解奇數碳時還形成二氧

5、化碳； 產甲烷菌將前 面過程產生的乙酸、氫氣、和二氧化碳。（2）主要影響因素： 溫度 溫度對厭氧細菌的影響尤為顯著，主要是通過 對厭氧微生物細胞內酶的活性的影響而影響微生物的生長速率和對基質的代謝 速率，進而影響到污水厭氧處理工藝中污泥產量，有機物的去除率和反應器的處 理負荷；另外，溫度還會影響生化反應過程中中間產物的形成及各種物質在水中 的溶解度，進而影響到沼氣的產量和成分。中溫甲烷菌的適宜溫度范圍為：30 36C,高溫甲烷菌的適宜溫度范圍為：5053C,中或高溫厭氧處理允許的溫度 變化范圍為：+1.52.0 C。pH值和酸堿度 不適應厭氧微生物生長的pH值 和酸堿度會影響厭氧微生物的活性及

6、污水處理效果，影響出水水質，為了滿足厭氧微生物的生長代謝要求，處理系統中，pH值一般保持在6.57.5，HCO堿度 保持在20005000mg/L（以碳酸鈣計），揮發酸為200400mg/L（以HAc計） 氧化還原電位 不同的厭氧消化系統對煙花還原電位的要求也不一樣， 在厭氧 發酵過程中，不產甲烷菌對氧化還原電位要求不甚嚴格，可在 +100-100 mV的 環境中正常生長活動；而產甲烷菌的最適宜氧化還原電位為 -350-400mV> 營養比 為了滿足厭氧微生物的正常代謝營養要求，控制進入厭氧反應器的C、N、P比例為C:N:P=200300:5:1 有毒物質 有毒性是相對的，當一些物質濃

7、度達到一定值時，就會顯現毒性，對微生物產生抑制作用，低于這個值時，則不 會顯現毒性。某些物質的度閾值濃度物質名稱毒閾濃度界限（mg/L）物質名稱毒閾濃度界限（mg/L）堿金屬及堿土金屬 cf、Mg+、ns、 k10-1 10+5胺類10-5 1重金屬CiT Ni2+、Zn2+、Hd+、Fe3+10-5 10-3有機物-6101H> OH10-6 10-4 水力停留時間 它直接影響著反應器的運行穩定性和高效性。它對厭氧工藝的影響是通過上升流速來體現的。在 UASB反應器中，一般控制反應區內的平均 上升流速不低于0.5m/h，設計推薦制為1.253m/h。 有機負荷 有機負荷是影響厭氧消化的

8、重要因素之一， 直接影響產氣量和處 理效率。 在一定的范圍內， 隨著有機負荷的提高， 單位重量物料的產氣量趨于下 降，而反應器的容積產氣量則增加，反之亦然。在處理常規的有機工業污水時，一般厭氧工藝的進水有機負荷為 510kgBOD(m3 d),有的高達50kgBOD(m3 )7 簡述厭氧接觸工藝的優缺點。對其缺點應如何改進？答：(1)厭氧接觸的優點：消化池污泥濃度達到 510gVSS/L,耐沖擊負 荷能力強。 與普通厭氧法相比， 該工藝減少了出水微生物的濃度。 適合處理 懸浮物濃度、有機物濃度高的污水。(2) 缺點：從厭氧反應器中排除的混合液中的污泥由于附著大量氣泡，在沉 淀池中易于上浮到水面

9、而被出水帶走， 此外，進入沉淀池的污泥仍有產甲烷菌的 活動，并產生沼氣，使已沉淀的污泥上翻，引起固液分離不佳。(3) 對于這些問題采取的措施：在消化池和沉淀池之間設置真空脫氣器， 但不能抑制產甲烷菌在沉淀池的內繼續產甲烷。 在消化池和沉淀池之間設置冷 卻器，使溫度從35r降到15C，以抑制產甲烷菌在沉淀池內的活動。向混合 液中投加混凝劑，提高沉淀效果。用超濾器代替沉淀池，以提高固液分離。8 簡述升流式厭氧濾池的特點答：升流式厭氧生物濾池內可以保持很高的微生物濃度， 因此有機負荷率高， 適合處理含懸浮物濃度較高的有機廢水； 微生物停留時間長， 因此， 耐沖擊負荷 能力強；不需要回流污泥，耗能低；

10、設備簡單，操作管理方便；出水懸浮物濃度 低；升流式厭氧生物濾池底部易于堵塞； 污泥濃度沿深度分布不均勻， 上部濾料 不能充分利用。9 UASB由哪幾部分構成？簡述 UASB的特點。答：(1) UASB主要由以下幾部分組成：進水配水系統：負責把污水均勻 分配到反應器的很斷面上， 使有機物能在反應區均勻分布， 有機遇污水與微生物 充分接觸；反應區顆粒污泥區污泥濃度4080mg/L懸浮污泥區污泥濃度 1030mg/L;三相分離器：由沉淀區/回流縫和氣封組成，其主要功能是氣液 分離、固液分離和污泥回流；氣罩：主要是收集產生的沼氣；污水排除系統： 其功能是將沉淀區水面上的處理水， 均勻地加以收集， 排除

11、反應器； 浮渣清除 系統：其功能是清除沉淀區表面和氣室表面的浮渣； 排泥系統： 起作用時均勻 地排除反應區的剩余污泥。(2)特點： 實現了污泥的顆?；?； 容積負荷率高，處理效率高； 實 現了 SRT與HRT的分離； 實現固、液、氣分離的一體化； 設備簡單，運行 管理方便，無需設置沉淀池和污泥回流裝置。10 EGSB與 UASB勺區別?答：與UASB相比，EGSB有以下幾個顯著的特點： 能在高負荷下取得稿 處理效率，尤其在低溫條件下對有機污水的處理； 反應器內維持很高的水流表 觀上升流速。在UASB反應器中液流上升流速為1m/h，而EGSB反應器中液流上 升的流速可達310m/h，最高可達15m

12、/h:采用的高徑比更大；EGSB反應 器中顆粒污泥沉降性能更好，機械強度更大； EGSB反應器對布水要求較為寬 松，但對三相分離器要求較嚴格。EGSBR用處理水回流技術。13簡述兩項厭氧工藝的特點，并說明其適合處理哪類污水答（1）特點：兩相厭氧消化工藝將產酸菌和產甲烷菌分別置于兩個反應 器內，并為它們提供了最佳的生長和代謝條件，使它們能夠發揮各自最大的活性， 較單相厭氧消化工藝的處理能力和效率大大提高；反應器的分工明確，產酸反應器對污水進行預處理，不僅為產甲烷反應器提供了更適宜的基質， 還能夠解除 或降低水中的有毒物質如硫酸根、重金屬離子的毒性，改變難降解有機物的結構， 減少對產甲烷菌的毒害作

13、用和影響，增強了系統運行的穩定性；產酸相的有機 負荷率高，緩沖能力較強，因而沖擊負荷造成的酸積累不會對產酸相有明顯的影 響，也不會對后續的產甲烷相造成危害， 提高了系統的抗沖擊能力；產酸菌的 世代時間遠遠短于產甲烷菌，產酸菌的產酸速度高于產甲烷菌降解酸的速率， 產 酸反應器的體積總是小于產甲烷反應器的體積；（2）兩相厭氧工藝適于處理高濃度有機污水、懸浮物濃度很高的污水、含有 毒物質及難降解物質的工業廢水和污泥。第十八章好氧塘污水凈化原理。答：塘內存在著菌、藻和原生動物的共生系統。有陽光照射時，塘內的藻類 進行光合作用，釋放出氧，同時，由于風力的攪動，塘表面還存在自然復氧，二 者使塘水呈好氧狀態

14、。塘內的好氧型異養細菌利用水中的氧， 通過好氧代謝氧化 分解有機污染物并合成本身的細胞質（細胞增殖），其代謝產物則是藻類光合作用 的碳源。藻類光合作用使塘水的溶解氧和 pH值呈晝夜變化。白晝，藻類光合作 用釋放的氧，超過細菌降解有機物的需氧量，此時塘水的溶解氧濃度很高，可達 到飽和狀態。夜間，藻類停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解 氧濃度下降，凌晨時達到最低。陽光再照射后，溶解氧再逐漸上升。好氧塘的 pH值與水中CO濃度有關，受塘水中碳酸鹽系統的 CO平衡關系影響。第二十章1何為硝化反應與反硝化反應？簡述硝化反應與反硝化反應的影響因素有哪些答：（1）硝化反應：硝化反應是指在好氧條

15、件下，通過硝化菌的作用將氨氮氧化 為硝酸鹽氮的過程，它包括亞硝化反應和硝化反應。(2) 反硝化反應：反硝化反應是指在缺氧條件下，由反硝化細菌將亞硝酸鹽和 硝酸鹽還原為氣態氮的過程。(3) 硝化反應影響因素：溫度 溫度不僅影響硝化菌的比增長率， 而且影響硝化菌的活性。硝化反應的適宜溫度為2030C；pH值 硝化菌對pH值變化十 分敏感，為了適宜硝化菌的生長繁殖，一般建議pH=8.08.4 :溶解氧 硝化反應時好氧反應，所以溶解氧濃度不能低于1.0mg/L ;泥齡 為了使硝化菌能夠在連續流反應器中存活，微生物在反應器中停留時間必須大于自養型硝化菌的 最小世代時間，一般要求為硝化菌最小世代時間的2倍

16、以上。 重金屬及有毒物質 為了保證硝化反應的效果，對進水中 NH-N、NO2、NQ、BOD及重金屬離 子的濃度要嚴格要求，控制在危害范圍內。(4) 反硝化反應影響因素：溫度 反硝化效果隨溫度的變化而變化，反硝化反 應的適宜溫度為3035C；pH值pH值是反硝化的重要影響因素，最適宜反 硝化菌的pH=6.57.5 :溶解氧反硝化菌是兼性細菌，在同時存在分子態氧和硝酸鹽態氧是優先進行有氧呼吸。因此，為使反硝化反應的正常進行，應保持反應在缺氧狀態下運行，一般要求溶解氧濃度保持在0.5mg/L以下；碳源 一般認為，污水中BODTN值為35時，可以認為碳源充足，無需外加碳源；當 污水中污水中BODTN值

17、小于35時，需另行投加有機碳源，目前使用最多的 碳源是甲醇。2敘述A/O法脫氮機理，畫出A/O法的工藝流程圖。答：(1) A/O法脫氮機理：在好氧池中，污水有機氮在氨化菌的作用下轉化為氨 氮，在有氧條件下，硝化菌將氨氮氧化為硝態氮，通過內回流系統，消化液與原 污水在厭氧池混合，反硝化菌利用原污水中有機碳源進行反硝化作用，將硝態氮 還原為無害化的無機物N，排入到空氣當中。(2)工藝流程圖如下：4簡述生物除磷的影響因素有哪些?答：溫度 溫度對除磷影響效果不明顯，一般在 530C范圍內，都可以取得 較好的除磷效果；pH值除磷過程適宜pH=6-8;溶解氧溶解要的影響主 要有兩方面：一是在聚磷菌釋磷的厭

18、氧反應器中， 應保持絕對的厭氧條件，即使 是化合態的氧也不允許存在；二是在聚磷菌攝磷的好氧反應器中，則應保持充足 的溶解氧濃度，這樣才可滿足聚磷菌對其儲存的的PHB進行降解，釋放足夠的能量供其過量攝磷。，一般要求厭氧段溶解氧濃度保持在 0.2mg/L以下，而好養 段的溶解氧濃度保持在2.0mg/L左右；泥齡生物除磷主要是通過排除剩余污 泥而去除磷。泥齡越長，污泥處于厭氧狀態，聚磷菌就會內源呼吸釋放其中的磷， 除磷效果降低；短泥齡可取得較好的除磷效果，同時還可以控制過度的硝化作用， 繼而防止回流時過量硝態氮帶入厭氧段而影響充分釋磷；NO-N和NQ-N濃度NO-N和NO N存在會助長反硝化細菌的生

19、長，一反面會和聚磷菌爭奪碳源，抑 制聚磷菌的生長；另外一方面，某些生物聚磷菌會以硝態氮作為電子受體進行反 硝化作用，從而影響發酵產酸過程。兩方面的影響使得聚磷菌的聚磷和攝磷都不 能徹底，進而影響除磷效果；BOD和有機物性質較高的BOD負荷可以取得較 好的除磷效果，其低限值是BOD比TP大于等于 15.污水中是否含有足夠的易 降解有機質提供給聚磷菌合成PHB，關系到聚磷菌在厭氧條件下能否順利生存 的重要因素。5說明A/O生物除磷工藝的特點及存在的問題答：(1) A/O工藝特點：效率高。該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高 的去除效果。當總停留時間大于 54h，經生物脫氮后的出水再經過混凝沉淀，

20、可 將COD6降至100mg/L以下，其他指標也達到排放標準，總氮去除率在75流右； 流程簡單，投資省，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳 源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源；缺氧反硝化過程對污染物具有較高的 降解效率；容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化，反硝化階段又采用了 高濃度污泥的膜技術，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度， 與國外同類工藝 相比，具有較高的容積負荷； 缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水 質波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡 單。(2)存在的問題： 由于沒有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特 功能的污泥

21、，難降解物質的降解率較低；、若要提高脫氮效率，必須加大內循 環比，因而加大了運行費用。另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90 %。8繪圖說明A2/O同步脫氮除磷的工藝流程，說明各反應器的主要功 能及該工藝流程存在的主要問題。答a2/o同步脫氮除磷工藝流程圖如下所示:(2) 各反應器的主要功能：厭氧池：其主要的功能是釋磷，使污水中磷的濃度升高，溶解性有機物被微生物吸收利用使污水中BOD濃度下降；另外，NH-N因細胞合成濃度下降；缺氧池：反硝化菌利用污水中的有機物作為碳源， 將回 流混合液中帶入的大量 NO-N和NON還原為M釋放至

22、空氣中，因此BOD濃度下 降，NO-N濃度大幅度下降；好氧池：有機物被微生物繼續生化降解而減少； 有機氮被氨化、硝化，因此NH-N濃度顯著下降；聚磷菌過量攝取磷，污水中 P 的含量以較快的速速下降；沉淀池：實現泥水分離，排除處理水，回流部分污 泥至厭氧池中，排除剩余污泥。(3) 存在的主要問題：工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，一般要求較大的回流比比保證好氧池的硝化作用；同時，除磷效果受回流污泥中夾帶的DO和硝態氧的影響；另外，硝化菌需要較長的泥齡繁殖，而聚磷菌吸收磷后應盡快 排放，因而很難同時達到較好的脫氮除磷效果。設計題一根據進水水質及出水水質的要求，設計如下廢水處理流程：印染廢水人工

23、格柵空氣攪拌調節池提升泵水解酸化池污泥回流鼓風機緩沖池鼓風曝氣 接觸氧化池混凝劑混凝反應池剩 余 污 泥污水管線 投藥管線上清液回流管線 空氣管線 污水管線排出的廢水收集后經粗細兩道格柵， 去除較大懸浮物后，進入調節池。在調節 池內，底部設置曝氣穿孔管采用空氣攪拌進行調節。廢水經均質均量后，由提升泵提升到水解酸化池，水解酸化池內設置彈性填料，提供厭氧細菌的生長環境， 提高厭氧污泥的去除效率。在水解酸化池停留較長時間，一方面去除了污水中的 污染物，另一方面也減輕了后續處理的負荷， 提高了污水的可生化性，并提高了 處理效率。廢水經水解酸化池后進入緩沖池， 緩沖池進行緩沖處理，再到接觸氧 化池，接觸

24、氧化池內設置組合填料，提供活性污泥的生長環境，增大廢水與活性 污泥的接觸面積，提高對有機物的去除效率，在鼓風曝氣提供充足氧源的情況下， 好氧微生物通過吸收廢水中的有機質實現自身的新陳代謝等生命活動，同時廢水中的有機質得到充分去除，填料上脫落下來的生物膜（污泥）與廢水一起進入二 級接觸氧化池內；廢水在二級接觸氧化池中進一步處理， 混合廢水在二級接觸氧 化池內進一步強化處理后，廢水內的有機污染物基本被完全消解， 二級接觸池出 水進入混凝反應池，在混凝反應池進水端投加混凝劑，混凝劑與廢水在混凝反應 池內充分混合反應，而后進入沉淀池進行固液分離。沉淀池部分污泥回流至水解 酸化池和接觸氧化池，剩余污泥排放進污泥濃縮池，經沉淀池處理的廢水自流入 脫色池，往脫色池內加入脫色劑進一步去除廢水中的色度后，達標清