题

SBR及变形工艺 可同时脱氮除磷；静置沉淀可获得低SS出水；耐受水力冲击负荷；操作灵活性好 同时脱氮除磷时操作复杂；滗水设施的可靠性对出水水质影响大；设计过程复杂；维护要求高，运行对自动控制依赖性强；池体容积较大

9．仔细分析污水中COD的组成，并说明它们在污水处理系统中的去除途径。

污水中COD其中可生物降解的大多数被微生物降解；不可生物降解的溶解态COD随出水流走，颗粒态COD进入剩余污泥。

10．二沉池的功能和构造与一般沉淀池有什么不同？在二沉池中设置斜板为什么不能取得理想效果？ 二沉池的功能要考虑固液分离和污泥浓缩的要求；

活性污泥法中的二沉池在功能上要同时满足澄清和污泥浓缩两个方面的要求，他的工作效果将直接影响系统的 和回流污泥浓度，二沉池中发生的沉淀为絮凝沉淀和压缩沉淀，和一般沉淀池中发生的沉淀不同，故结构也不同。

在二沉池中沉淀形式主要是成层沉淀而非自由沉淀，在二沉池中设置斜板后，实践上可以适当提高池子的澄清能力，这是由于斜板的设置可以改善布水的有效性和提高斜板间的弗劳德数，而不属于浅池理论原理。而且假设斜板既增加了二沉池基建投资，且会由于斜板上积存污泥，造成运行上的麻烦。

二沉池的构造可与污水处理厂的初沉池类似，可以采用平流式、竖流式和辐流式。但在构造上要注意以下几点：

（1）二沉池的进水部分要仔细考虑，应使布水均匀并造成有利于絮凝的条件，使污泥絮凝结大。 （2）二沉池中污泥絮凝体较轻，容易被水挟走，因此要限制出流堰处的流速，可在池面设置更多的出水堰槽，使单位堰长的出水量符合规范要求，一般二沉池出水堰最大负荷不大于1.17L/(s?m)。 （3）污泥斗的容积，要考虑污泥浓缩的要求。

（4）二沉池应设置浮渣的收集、撇除、输送和处置装置。

斜板可以提高沉淀效能的原理主要适用于自由沉淀，但在二沉池中，沉淀形式主要属于成层沉淀而非自由沉淀。

第十三章、生物膜法

1．什么是生物膜法？生物膜法有哪些特点？

答：污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。

特点： 微生物相方面的特点：参与净化反应的微生物多样化；生物的食物链长；能够存活世代时间较长的微生物；分段运行和优占种属；

处理工艺方面的特点：对水质、水量变动有较强的适应性；污泥沉降性能好，宜于固液分离；能够处理低浓度的污水；易于维护运行、节能；

生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内的微生物不断生长与繁殖。 生物膜法具有以下特点：

（1）固着于固体表面的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。 （2）不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。

（3）由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。

（4）因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转化为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。 （5）多采用自然通风供氧。

（6）活性生物量难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。

（7）由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。 2．试述生物膜法处理污水的基本原理？

生物膜法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥—生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。 3．比较生物膜法和活性污泥法的优缺点。 答：普通活性污泥法工作流程

优点:BOD和SS去除率高,可达90%-95%,适于处理要求高,水质稳的废水. 缺点:对水质变化适应差;实际需氧前大后小,使前段氧少,后段氧余;曝气池容积负荷低,占地面积大,基建费高.

改进： 阶段曝气:克服前段氧少,后段氧余缺点,曝气池容积减少30%.完全混合:承受冲击负荷强,适应工业废水特点,可处理高浓度有机废水;污泥负荷高,需氧均匀,动力省;但连续出水时,水质不理想,污泥膨胀.延时曝气:低负荷运行,池容积大,耗时长,积污水和污泥处理于一体,污泥氧化彻底,脱水迅速,无臭,水质稳定,受低温影响小.但池容积大,曝气量大,部分污泥老化.适于处理要求高,不便于污泥处理的小城镇污水和工业废水. 废水→ 初沉池 → 二沉池 → 生物滤池 →出水 （生物膜法工作流程） 2.生物膜法

优点 ★生物膜对水质,水量变化适应性强,稳定性好;★无污泥膨胀,运转管理方便;★生物膜中生物相丰富,生物种群呈一定分布; ★有高营养级别微生物存在,产能多,剩余污泥少;★自然通风供氧,省能耗. 缺点 ★运行灵活性差,难以人为控制;★载体比表面积小,设备容积负荷小,空间效率低;★处理效率差,BOD去除率约80%左右,出水BOD 28mg/l(活性污泥法BOD >90%,出水14mg/l). 4．生物膜的形成一般有哪几个过程？与活性污泥相比有什么区别？

答：1潜伏期或适应期 ：微生物在经历不可逆附着过程后，开始逐渐适应生存环境，并在载体表面逐渐形成小的，分散的微生物。这些初始菌落首先在载体表面不规则处形成。这一阶段的持续时间取决于进水第五浓度以及载体表面特性。在实际生物膜反应器启动时，要控制这一阶段是很困难的。

2对数期或动力学增长期：在适应期形成的分散菌落开始迅速增长，逐渐覆盖载体表面。生物膜厚度可以达到几十μm。多聚糖及蛋白质产率增加，大量消耗溶解氧，后期氧成为限制因素，此阶段结束时，生物膜反应器的出水底物浓度基本达到稳定值，这个阶段决定了生物膜反应器内底物的去除效率及生物膜自身增长代谢的功能。

3线性增长期：生物膜在载体表面以恒速率增长，出水底物浓度不随生物量的积累而显著变化；其好氧速率保持不变；此阶段生物膜总量的积累主要源于非活性物质。此时生物膜活性生物量所占比例很小，且随生物膜总量的增长呈下降趋势。原因是：可剩余有效载体表面饱和；禁锢作用明显，有毒或抑制性物质的积累。这个阶段对底物的去除没有明显的贡献，但在流化床反应器内，这个阶段可以改变生物颗粒的体积特性。

4减数增长期：由于生存环境质量的改变以及谁理学的作用，出现了生物膜增长速率变慢，这一阶段是生物膜在某一质量和膜厚上达到的稳定的过渡期。此时生物膜对水力学剪切作用极为敏感。生物膜结构疏松，出水中悬浮物的浓度明显增高，末期，生物膜质量及厚度都趋于稳定，运行系统也接近稳定。 5生物膜稳定期：生物膜新生细胞与由于各种物理力所造成的生物膜损失达到平衡。次阶段，生物膜相及液相均已达到稳定状态。在生物膜反应器运行中，生物膜稳定期的维持一直认为是过程稳定性的必要保证，而在三相流化床等生物反应器中，在高底物浓度、高剪切力作用下，这一阶段时间很短，甚至不出现。

6脱落期：随着生物膜的成熟，部分生物膜发生脱落。生物膜内微生物自身氧化、内部厌氧层过厚以及生物膜与载体表面间相互作用等因素可加速生物膜脱落。另外，某些物理作用也可以导致生物膜脱落。此阶段中，出水悬浮物浓度增高，直接影响出水水质；底物降解过程受到影响，其结果是底物去除率降低，而我们在运行生物膜反应器的时候应该尽量避免生物膜同时大量脱落。 5．生物膜法有哪几种形式？试比较它们的特点。

生物滤池：处理效果好，BOD5的去除率可达90％以上，出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。优点：（1）处理效果好（2）运行稳定、易于管理、节省能源 缺点：（1）占地面积大、不适于处理量大的污水；（2）滤料易于堵塞；（3）产生滤池蝇，恶化环境卫生

（4）喷嘴喷洒污水，散发臭味。

生物转盘： 优点：（1）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低；（2）运行管理简单，技术要求不高；（3）工作稳定，适应能力强；（4）适应不同浓度、不同水质的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；（6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题；（7）可多层立体布置；（8）一般需加开孔防护罩保护、保温。 缺点：（1）占地面积大（2）散发臭气（3）寒冷地区需加保温装置。 生物接触氧化法：一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池和生物滤池综合在一起的处理构筑物，兼有两者优点：(1)具有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/L；(2)生物膜具有丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳定的生态系统，污泥产量低；(3)具有较高的氧利用率；(4)具有较强的耐冲击负荷能力； (5)生物膜活性高；(6)没有污泥膨胀的问题。 缺点：滤床易堵塞和更换，运行费用较高。

生物流化床：滤床具有巨大的表面积容积负荷高，抗冲击负荷能力强，生物流化床每单位体积表面积比其他生物膜大，单位床体的生物量很高（10～14g/L），传质速度快，废水一进入床内，很快被混合稀释。 微生物活性强，对同类废水，在相同处理条件下，其生物膜的呼吸速率约为活性污泥的两倍，可见其反应速率快，微生物的活性较强。 传质效果好，由于载体颗粒在床体内处于剧烈运动状态，气－固－液界面不断更新，因此传质效果好，这有利于微生物随污染物的吸附和降解，加快了生化反应速率。 优点：（1）容积负荷高，抗冲击负荷能力强（2）微生物活性高（3）传质效果好

缺点：设备磨损较固定床严重，生产运行过程中设备堵塞，曝气方法、进水配水系统选用及生物颗粒流失等问题。

6．试述各种生物膜法处理构筑物的基本构造及其功能。

普通生物滤池 普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统等四个部分所组成

池体 普通生物滤池在平面上多呈方形或矩形。四周筑墙称之为池壁，池壁具有维护滤料的作用，应当能够承受滤料的压力，一般多用砖石构造。池壁可构成带孔洞的和不带孔洞的两种形式，有孔洞的赤壁有利于滤料内部的通风，但在低温季节，易受低温的影响，使净化功能降低。为了防止风力对池表面均匀布水的影响，池壁一般应高出滤料表面0.5～0.9m。 池体底部为池底，它的作用是支撑滤料和排除处理后的污水。

滤料 滤料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响。

布水装置 生物滤池布水装置的首要任务是向滤池表面均匀的散布污水。此外，还应具有：适应水量的变化；不易堵塞和易于清通以及不受风、雪的 影响等特征。

排水系统 生物滤池的排水系统设于池的底部，它的作用有二：一是排除处理后的污水；二是保证滤池的良好通风。 高负荷生物滤池：

在构造上，高负荷生物滤池与普通生物滤池基本相同，但也有不同之处，其中主要有以下各项。 高负荷生物滤池在表面上多为圆形。

高负荷生物滤池多使用旋转式的布水装置，即旋转布水器。

塔式生物滤池：在构造上由塔身、滤料、布水系统以及通风及排水装置所组成。 塔身 塔身主要起围挡滤料的作用。 滤料 宜采用轻质滤料。 布水装置

通风 一般采用自然通风

曝气生物滤池：

设备与给水处理的快滤池相类似。池类底部设承托层，其上部则是作为滤料的填料。在承托层设置曝启用的空气管及空气扩散装置，处理水集水管兼作反冲洗水管也设置在承托层内。 生物转盘：生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽3部分组成。

盘片 是生物转盘的主要部件，应具有轻质高强，耐腐蚀、耐老化、抑郁挂膜、不变形，比表面积大，易于取材、便于加工安装等性质。 接触反应槽 转轴

驱动装置，提供动力

7．生物滤池有几种形式？各适用于什么具体条件？

答：低负荷生物滤池（现在已经基本上不常用）：仅在污水量小、地区比较偏僻、石料不贵的场合尚有可能使用。

高负荷生物滤池（大多采用）：适用于大部分污水处理过程，水力负荷及有机负荷都比较高。 8．影响生物滤池处理效率的因素有哪些？它们如何影响处理效果的？ 答：影响生物滤池处理效率的因素有：

（1）滤池高度：滤床上层，污水中有机物浓度较高，微生物繁殖速率高，种属较低级，以细菌为主，生物膜量较多，有机物去除速率较高。随着滤床深度增加，微生物从低级趋向高级，种类逐渐增多，生物膜两从多到少。研究表明，生物滤池的处理效率，在一定条件下是随着滤床高度的增加而增加的，在滤床高度超过某一数值后，处理效率的提高微不足道，是不经济的。

（2）负荷：负荷是影响生物滤池性能的主要参数，通常分为有机负荷和水力负荷。

（3）处理水回流：回流对生物滤池性能有下述影响：①回流可提高生物滤池的滤速，它是使生物滤池由低负荷变为高负荷的方法之一②提高滤率有利于防止灰蝇和减少恶臭；③当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有毒有害物质时，回流可改善进水的腐化状况，提供营养元素和降低毒物浓度；④进水的水质水量有波动说，回流有调节和稳定进水的作用。

（4）供氧：向生物滤池供给充足的氧是保证生物膜正常工作的必要条件，也有利于排除代谢产物。 9．影响生物转盘处理效率的因素有哪些？它们如何影响处理效果的？

答：影响生物转盘处理效率的因素有：水力负荷、转盘的转速、级数、水温和溶解氧等。水力负荷对出水水质和BOD5去除率有明显的影响；生物转盘的转速也是影响处理效果的重要因素，包括影响溶解氧的供给，微生物与污水的接触，污水的混合程度和传质，过剩生物膜的脱落，从而影响有机物的去除率。 10．某工业废水水量为600 m3/d，BOD5为430 mg/L，经初沉池后进入高负荷生物率池处理，要求出水BOD5≤30 mg/L，试计算高负荷生物率池尺寸和回流比。 解：设回流稀释后进水BOD5为250mg/L 430Q1+30Q2=250(Q1+Q2) 回流比＝Q2/Q1=0.82

设有机负荷Lv=1.2kgBOD5/(m3*d) V=QS/(Lv*1000000) =215m3 设池深为2.5m,A=V/H=86m2 采用5个池，则：A1=A/5=17.2m2