水质工程学（下）考试复习资料

1. 解释生化需氧量BOD 在水温为20度的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化为无机物所消耗的溶解氧量。

2. 解释化学需氧量COD 用强氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化为CO2与H2O所消耗的氧量。 √3. 解释污泥龄 曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间。

4. 绘图说明有机物耗氧曲线 5. 绘图说明河流的复氧曲线

6. 解释自由沉降 当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉底过程。

7. 解释成层沉降 又称区域沉淀，当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液——固界面，沉淀显示为界面下沉。 √8. 解释沉淀池表面负荷的意义在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。 √9. 写出沉淀池表面负荷q0的计算公式 q=Q/A

√10. 曝气沉砂池的优点 平流沉砂池主要缺点是沉砂池中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理增加难度，故需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运，曝气沉砂池可克服这一缺点。

√11. 说明初次沉淀池有几种型式 平流式沉淀池、普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜板（管）沉淀池

√12. 说明沉淀有几种沉淀类型 自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩 13. 说明沉砂池的作用 去除比重较大的无机颗粒。

√14. 辐流沉淀池的进水和出水特点 普通辐流式沉淀池中心进水，周边出水，中心传动排泥。进水管设穿孔挡板，变速水流，中心流速最大，沉下的颗粒也是中心最大，向四周逐渐减小，出水用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。

15. 解释向心辐流沉淀池的特点 向心辐流式沉淀池周边进水，中心出水。流入槽采用环形平底槽，等距设布水孔导流絮凝区的宽度与配水槽等宽，沉淀池的表面负荷可高于普通辐流式2倍，流水槽，可用锯齿堰出水。

16.绘图解释辐流沉淀池的工作原理

17. 解释竖流沉淀池的特点竖流沉淀池可用圆形或正方形，沉淀区呈圆柱形，污泥斗呈截头倒锥体。污水从中心管自上而下，经反射板折向上流，沉淀水用设在池周的锯齿溢流堰，溢入出水槽。水流速度向上。 √18. 解释浅层沉降原理 池长为L，池深为H，水平流速v，颗粒沉速为u，理想状态下L/H=v/u，可见L与v不变时池深H越浅，可被除去的悬浮颗粒也越小。

√19. 说明二次沉淀池里存在几种沉淀类型、为什么 自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩 √20. 活性污泥的定义及组成 定义：污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体，其中含有大量活性微生物，这种污泥就是活性污泥。 组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体（2）微生物内源代谢、自身氧化物的残留物（3）由原污水夹入的难为细菌降解的惰性有机物（4）由污水夹入的无机物质

√21. 绘图说明活性污泥增长曲线 （1）适应期。微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境的适应过程，初期微生物不裂殖，数量不增加；后期，细胞开始分裂、增殖。（2）对数增长期。营养物质非常充分，不是微生物增殖的控制因素。增值速度与时间呈直线关系。（3）减速增殖期。微生物大量繁殖，营养物质被大量耗用，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增殖速度慢，几乎与细胞衰亡速度相等，微生物活体数达到最高水平，趋于稳定。本期末端，由于微生物增殖数抵不上衰亡数时，曲线开始出现下降趋势。（4）内源呼吸期。营养物质继续下降，开始利用体内物质进行内源代谢。多数细菌进行自身代谢二逐步死亡，只有少数细胞继续裂殖，活菌体数大为下降，曲线呈下降趋势。综述，决定微生物活体数量和增殖曲线上升、下降走向的主要因素是周围环境中营养物质的多寡。

√22. 说明生物絮体形成机理 当曝气池内有机营养物质降到一定程度，细菌增殖速度低下或停止，处于内源呼吸期或减速增殖期后段，运动性能微弱，动能很低，不能与范德华力相抗衡，并且在布朗运动的作

用下，菌体相互碰撞，相互结合，形成菌胶团，同时也吸附了微小颗粒和可溶性有机物。 √23. 解释混合液浓度MLSS

MLSS即混合液悬浮固体浓度，表示的是在曝气池单位容积混合液内所有的活性污泥固体物的总重量MLSS=Ma+Me+Mi+Mii

√24.解释混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS

MLVSS即混合液挥发性悬浮固体浓度，表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度。MLVSS=Ma+Me+Mi √26. 解释污泥沉降比 SV， 污泥指数 SVI

污泥沉降比SV，单位mg/L混合液，指混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。它能够反映曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它 及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。

污泥指数SVI，单位ml/g，物理意义是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以ml计。SVI=SV/MLSS.SVI值过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性不好，并且已有产生膨胀现象的可能。

√27. 解释BOD污泥负荷率,容积负荷率及计算公式 BOD污泥负荷率表示的是曝气池内单位重量（kg）活性污泥，在单位时间（1d）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。 负荷率Ns=F/M=QSa/XV [kgBOD/(kgMLSS×d)]

Q：污水流量，m3/d,Sa:原污水中有机污染物（BOD）的浓度，mg/L，V曝气池容积，X：混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/L。

容积负荷Nv=QSa/V [kgBOD/(m3曝气池×d)]，即单位曝气池容积在单位时间内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。

√28. 解释活性污泥反应的影响因素 营养物质平衡、溶解氧量、pH值、水温、有毒物质

√29. 剩余污泥量计算公式 剩余污泥量Qs=△X/fXr，△X：挥发性剩余污泥量，f约为0.75，Xr：回流污泥浓度

30. 微生物的总需氧量计算公式 包括对有机污染物的氧化分解和自身内源代谢两部分 √31. 解释传统活性污泥法的运行方式及优缺点

运行方式：原污水从曝气池首端进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥液同步注入。污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端，流出持外流入二次沉淀池，在这里处理后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流曝气池，部分污泥作为剩余污泥排出系统。

优点：传统活性污泥法对污水处理的效果极好，BOD去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。

缺点：曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用土地较多，基建费用高；耗氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其吻合适应，在池前段可能出现耗氧速度高与供氧速度的现象，池后又可能出现溶解氧过剩的现象；对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质水量变化的影响。

√32. 解释阶段曝气活性污泥法的运行方式及优缺点 曝气活性污泥法与传统活性污泥处理系统主要不同点是污水沿曝气池的长度分散的，但均衡的进入。 33. 解释吸附——再生活性污泥法的运行方式及优缺点

运行方式：污水和经过再生池充分再生，活性很强的活性污泥同步进入吸附池，在这里充分接触30-60min，使部分呈悬浮、胶体和溶解性状态的有机污染物为活性污泥所吸附，有机污染物得以去除。混合液继之流入二次沉淀池，进行泥水分离，澄清水排放，污泥则从底部进入再生池，进行第二阶段的分解和合成代谢反应，活性污泥微生物并进入内源呼吸期，使污泥的活性得到恢复，在其进入吸附池与污水接触后，能够充分发挥其吸附的功能。

优点：（1）污水与活性污泥在吸附池内接触时间较短，因此，吸附池的容积一般较小，而再生池接纳的是已排出剩余污泥的回流污泥，因此，再生池的容积也是较小的。吸附池与再生池容积之和，仍低于传统活性污泥法曝气池的容积。（2）对水质水量的冲击负荷具有一定的承受能力。

缺点：处理效果低于传统法和不易处理溶解性有机污染物含量较多的污水。 √34．解释完全混合池的运行方式及优缺点

运行方式：污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合，可以认为池内混合液是已经处理而未经泥水分离的处理水。

优点：对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是浓度较高的工业废水；可通过对F:M值的调整，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，在处理效果相同的条件下，负荷率较高与推流式曝气池；曝气池内混合液的需氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。

缺点：微生物对有机物的降解动力低下，活性污泥易于产生膨胀现象；处理水水质低于采用推流式曝气池的活性污泥法系统，

√35．绘图说明传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附——再生活性污泥法、完全混合池的各自BOD降解曲线 （1）运行特点：传统活性污泥法：①处理效果好②不易污泥膨胀③供氧与需氧不平衡④耐冲击负荷能力差

吸附—再生活性污泥法：①处理质量差②耐冲击负荷强③适合处理胶体物质含量高的工业废水④BOD降解曲线是呈急剧下降、缓慢下降曲线

延时曝气活性污泥法：①由于负荷低，延时曝气池容积大，占地面积较大②对水质水量变动性强③产污泥量少④处理效果好

完全混合法：①耐冲击负荷强②供氧与需氧平衡③易污泥膨胀

（2）对BOD去除率：传统活性污泥法对BOD去除率在90%以上。吸附—再生活性污泥法去除率低于传统活性污泥法。延时曝气活性污泥法去除率高于传统活性污泥法、完全混合污泥法

（3）基本区别: 传统活性污泥法中活性污泥由池首至池尾依次经历了对数增长期、减速增长期、内源呼吸期；吸附—再生活性污泥法中在吸附去除阶段利用了活性污泥的内源呼吸期，再生阶段活性污泥则经历了对数增长期、减速增长期、内源呼吸期；延时曝气活性污泥法中活性污泥一直处于内源呼吸期；完全混合污泥法

36．绘图说明间歇式活性污泥法的运行特点

运行方式：间歇式运行，分为流入，反应，沉淀，排放，待机五步。

工艺特点：（1）不需设污泥回流设备，二次沉淀池，建设费用低 （2）一般不设调节池（3）SVI值较低，不产生污泥膨胀（4）可以进行脱氮除磷（5）处理水质优于连续式 √37．解释活性污泥曝气池的曝气作用与原理

作用：（1）提供足够的溶解氧 (2)使混合液中的活性污泥和污水充分接触 原理：

√38．根据氧转移公式解释如何提高氧转移速率 dC/dt=KLa(Cs-C) （1）提高KLa值。需要加强液相主体的紊乱程度，降低液膜厚度，加速气、液界面更新，增大气液接触面积。（2）提高Cs值。提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气、深井曝气。

√39．氧转移速率的影响因素并分析 （1）污水水质：杂质影响氧的转移，特别是表面活性物质等两亲分子，在水液界面上形成一层分子膜，阻碍氧分子的扩散转移，而且水中溶解氧的饱和度也受水中盐类的影响。（2）水温：影响水的粘滞性，从而影响扩散系数，液膜厚度也随之变化，影响氧转移速率；同时影响溶解氧的饱和度，从而影响氧转移速率。（3）氧分压：影响转移氧的推动力从而影响氧转移速率；影响溶解氧的饱和度，从而影响氧转移速率。（4）气液之间的接触面积和接触时间（5）水流的紊流程度：紊流程度大则气水接触充分，氧转移速率也就提高了。（6）气泡大小：影响气水接触面 40．活性污泥的培养驯化方式 异步培驯法、同步培驯法、接种培驯法。

41. 解释活性污泥系统运行中的污泥异常情况 （1）污泥膨胀：污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少，颜色也有异变，这就是污泥膨胀。原因：主要是丝状菌大量繁殖引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。（2）污泥解体：处理水质浑浊，污泥絮凝体微细化，处理效果变坏是污泥解体现象。原因：运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物-营养

的平衡遭到破坏，使微生物量减少并失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质混浊，SVI值降低；也可能是由于污水中混入了有毒物质。对策：调整污水量、回流污泥量、排泥状态等指标。（3）污泥腐化：在二次沉淀池有可能由于污泥长期滞留而产生厌气发酵生成气体，从而使大块污泥上浮的现象。对策：安设不使污泥外溢的浮渣清除设备，清除沉淀池的死角地区，加大池底坡度，不使污泥滞留于池底。（4）污泥上浮：由于曝气池内污泥泥龄过长，硝化进度较高，在沉淀池底部产生反硝化，硝酸盐的氧被利用，氮即呈气体脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。对策：增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，降低混合液污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧。（5）泡沫问题：污水中存在大量合成洗涤剂或其他起泡物质。对策：分段注水以提高混合液浓度，进行喷水或投加除沫剂，用风机机械消泡。

42. 解释污泥膨胀 原因：主要是丝状菌大量繁殖引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小也会引起，排泥不畅易引起结合水性污泥膨胀。对策：缺氧、水温高等加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS值，使需氧量减少等，如污泥负荷率过高，可适当提高MLSS值，以调整负荷。如缺氮、磷、铁养料，可投加消化污泥液。如pH值过低，可投加石灰等调节。如污泥大量流失，可投加5-10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长；也可投加漂白粉或氯液，抑制丝状菌繁殖。也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。

√43. 解释生物膜的构造与净化机理 构造：厌氧层、好氧层。净化机理：在生物膜内外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传递给生物膜，供微生物用于呼吸；污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而降解。这样就是使污水在流动过程中得到净化。

√44. 解释生物膜中的物质迁移 在生物膜内外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传递给生物膜，共微生物用于呼吸；污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而降解。微生物的代谢产物如H2O通过附着水层进入流动水层，并随其排走，而CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3及CH4等气态代谢产物则从水层溢出进入空气中。

√45. 解释生物膜微生物相方面的特征 （1）参与净化反应微生物多样化（2）生物的食物链长（3）能够存活时代时间长的微生物（4）分段运行与优占属种，有利于微生物新陈代谢的充分发挥和有污染物的降解。 46. 说明高浓度氮的如何吹脱去除 √47. 解释生物脱氮原理

（1）氨化反应：在氨化菌的作用下，将化合态有机氮转变为铵态氮（2）亚硝化、硝化反应：在亚硝化细菌作用下将NH3-N转化为NO2-N，在硝化细菌的作用下，进一步氧化为NO3-N（3）反硝化：在厌氧条件下，在反硝化细菌作用下，将NO3-N、NO2-N还原成N2排出。 √48. 解释A/O法生物脱氮工艺

原污水在厌氧反硝化池内，在反硝化细菌作用下，将NO3-N、NO2-N转变成N2排出；在好氧池内，BOD得到降解，同时发生氨化、硝化反应，将各种形态的氮转化为NO3-N、NO2-N。由于反硝化液回流，NO3-N、NO2-N又得到降解。 影响因素：（1）温度：要适宜（2）DO：亚硝化、硝化阶段，DO不能太高或太低；反硝化阶段，控制在兼性条件下（3）PH值：最好在中性条件附近，硝化阶段产H，需要加碱（4）有机物浓度：反硝化消耗有机物（5）有毒物质的影响 √49. 解释生物除磷机理，了解A/O生物除磷工艺

机理：生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从污水中除磷的效果。基本过程：在好氧条件下，聚磷菌对磷过剩摄取；在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP水解，放出H3PO4。

工艺特点：（1）在反应器内停留时间较短（2）反应器内污泥浓度在2700—3000mg/L（3）BOD去除率与活性污泥系统相同，磷的去除率较好（4）污泥的肥效好（5）易沉淀，不膨胀 缺点：①除磷率难于进一步提高②在沉淀池内容易产生磷的释放现象。

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√50. 绘图说明A/O法同步脱氮除磷工艺

优点：（1）达到同时去除有机物、氮、磷的多重目的，为最简单的同步脱氮除磷工艺（2）水力停留时间少于其他工艺（3）好氧、厌氧交替运行，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀问题（4）污泥中含磷浓度高，肥效高（5）运行中无需投药，两个A段只用轻搅拌，运行费用低。

缺点：（1）除磷效果很难提高，污泥增长不易提高（2）脱氮效果也很难提高（3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧

51. 解释生污泥 生污泥包括初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐质污泥。 52.解释消化污泥 生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后，称为消化污泥。 53.解释可消化程度 可消化程度表示污泥中可被消化降解的有机物数量。

√54. 解释污泥含水率 污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数V1/V2=W1/W2=(100-p2)/(100-p1)=C2/C1 p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度。

55. 说明污泥流动的水力特征 污泥在含水率较高的状态下，属于牛顿流体，流动的特性接近水流。随着固体浓度的增高，污泥的流动显示出半塑性或塑性流体的特征，必须克服初始剪力以后才能开始流动，固体浓度越高，初始剪力越大。所以污泥流动特性不同于水流。污泥流动阻力，在层流条件下，由于初始剪力值的存在，阻力很大，因此污泥输送管道的设计，常采用较大流速，使污泥处于紊流状态。污泥流动的下临界速度约为1.1m/s，熵临界速度约为1.4 m/s,。 56. 污泥浓缩的目的：减容

57. 重力浓缩池垂直搅拌栅的作用 垂直搅拌栅随着刮泥机转动，每条栅条后面，可形成微小涡流，有助于颗粒之间的絮凝，使颗粒逐渐变大，并可形成空穴，促使污泥颗粒的空隙水与气泡溢出，浓缩效果可提高20%以上。

√58. 厌氧消化的影响因素，厌氧消化为什么需要搅拌

影响因素：（1）温度因素，消化反应与温度之间的关系是不连续的。（2）污泥龄与负荷（3）搅拌和混合（4）营养与C/N比（5:1）（5）氮的守恒与转化（6）有毒物质（7）酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用 厌氧消化是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应，因此，需要搅拌。

√59. 厌氧消化的投配率 投配率是每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数。投配率过高，消化池内脂肪酸可能积累，pH下降，污泥消化不完全，产气率降低；过低，污泥消化较完全，产气率较高，消化池容积大，基建费用增高。 60. 厌氧消化为什么需要搅拌

61. 说明污泥的厌氧消化机理 第一阶段在水解与发酵菌的作用下，使碳水化合物、蛋白质、脂肪水解与

发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等。第二阶段在产氢产乙酸菌的作用下把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。

62. 解释两段厌氧消化的机理 第一阶段是酸性发酵阶段，有机物在产酸细菌的作用下，分解成脂肪酸及其他产物，并合成新细胞；第二阶段是甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌——产甲烷菌的作用下转化成CH4和CO2。

63. 说明厌氧消化的C/N比 合成细胞的C/N约为5:1，因此要求C/N达到（10-20）：1为宜。C/N太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH值容易降低；太低，氮量过多，pH值可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化过程。

64. 说明厌氧消化产甲烷菌的特点 属于绝对厌氧菌，主要代谢产物为甲烷 65. 消化污泥的培养与驯化方式 逐步培养法、一次培养法

66. 说明消化池异常现象 （1）气产量下降 原因与解决办法①投加的污泥浓度过低，甲烷菌的底物不足，应设法提高投配污泥浓度。②消化污泥排量过大，使消化池内甲烷菌减少，破坏甲烷菌与营养的平衡。应减少排泥量。③消化池温度降低，可能是由于投配的污泥过多或加热设备发生故障。应减少投配量与排泥量，检查加温设备，保持消化温度。④消化池的容积减少，由于池内浮渣与沉砂量增多，使消化池容积减少，应检查池内搅拌效果及沉砂池的沉砂效果，并及时排除浮渣与沉砂。⑤有机酸积累，碱度不足。应减少投配量，继续加热，观察池内碱度的变化，如不能改善，应投加碱度，如石灰。（2）上清液水质恶化 表现在BOD5和SS浓度增加，原因可能是排泥量不够，固体负荷过大，消化程度不够，搅拌过度。（3）沼气的气泡异常 三种表现形式①连续喷出像啤酒开盖后出现的气泡，这是消化状态严重恶化的征兆。原因可能

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