穩定塘系統凈化污水的機理

1. 現在農業面源污染最常用的治理技術是什麼

農村生活污水治理技術
近20年來, 國外在農業面源污染控制實踐中, 農村生活污水治理研究得到了較大發展。國內在消化、吸收國外先進技術的基礎上, 對生活污水處理技術進行了集成及創新, 尤其針對我國農村分散式生活污水處理, 開展了技術研究與工程實踐, 取得了較好進展。
人工濕地污水處理系統是一種研究較為廣泛的污水處理系統。它是在自然濕地基礎上發展起來的污水處理生態工程技術, 利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化[5−6]。澳大利亞科學和工業研究組織(CSIRO)研製的「FILTER」污水處理系統則是一種「過濾、土地處理與暗管排水相結合的污水再利用系統」。其特點是過濾後的污水都匯集到地下暗管排水系統中, 並設有水泵, 可以控制排水暗管以上的地下水位以及處理後污水的排出量[7]。「FILTER」系統對生活污水的處理效果好, 其運行費用低, 特別適用於土地資源豐富、可以輪作休耕的地區, 或是以種植牧草為主的地區。毛細管滲濾溝污水處理, 是一種基於土地的地下污水滲濾處理系統, 它利用了自然凈化能力, 是一種簡單、高效的小規模污水處理工藝, 特別適用於污水管網不完備的地區, 是一項處理分散排放的污水的實用技術。
蚯蚓生態濾池處理系統是近年在法國和智利發展起來的一項針對農村生活污水的處理技術, 該工藝僅通過向土壤處理系統中接種蚯蚓, 改善生態濾池的處理環境, 提高污水處理效率, 適宜用於農村生活污水處理[8]。李軍狀等[9]採用塔式蚯蚓生態濾池處理系統對集中型農村生活污水進行處理, 該系統對COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分別為86.7%、91.3%、72.4%和96.2%。不過, 如何長期保持蚯蚓良好的活性, 是該技術面臨的一個重要問題。另外, 對蚯蚓生態濾池處理系統的長期運行效果, 尚需檢驗。
穩定塘處理系統是由美國加州大學伯克利分校的Oswald提出的, 是一種利用天然凈化能力的生物處理構築物的總稱, 主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物[10]。Babu等[11]的研究證明, 其建造的藻類穩定塘的主要除N機理是硝化−反硝化、藻類對N的利用以及礦化作用。趙學敏等[12]對滇池流域大清河生物穩定塘系統中的水質凈化效果進行了分析, 結果表明, 生物穩定塘系統對TN、TP、NH4+-N、BOD5和COD的去除率分別達29.29%、48.68%、33.68%、68.14%和71.25%。
生物膜處理技術是近幾十年來得到迅速發展的污水處理方法。生物膜法就是利用微生物分解功能, 採取人工措施來創造更有利於微生物生長和繁殖的環境, 使微生物大量繁殖, 以提高對污水中有機物的氧化降解效率。吳迪等[13]對改進後的「一體化生物膜技術」處理農村生活污水進行了實際應用, 監測結果表明, 其對COD、BOD、NH4+-N、TN、TP和SS平均去除率分別為75.6%、85.9%、86.7%、63.9%、69.3%和85.5%。吳永紅等[14]系統研究了自然生物膜對於N、P等營養元素的去除效果和機理。其N、P去除機理首先是生物膜利用沉積於膜上的有機物為營養物質, 將一部分物質轉化為細胞物質, 進行生長繁殖, 成為生物膜中新的活性物質; 其次由於生物膜的蓬鬆的絮狀結構, 微孔多, 表面積大, 具有很強的吸附能力。
2.2 生活垃圾和農業廢棄物處理技術
生活垃圾、農作物秸稈、畜禽養殖廢棄物等是我國農村主要的固體廢棄物, 實現農村固體廢棄物的資源化是當前農村生態環境建設的重要內容。由於生活垃圾來源和成分復雜, 目前的主要處理方式以「村收集−鎮轉運−縣(市)集中處理」為主, 大部分被集中填埋或焚燒, 少部分與農作物秸稈、畜禽養殖廢棄物等進行堆肥化處理。高溫堆肥過程中如何減少N的損失是高溫堆肥要解決的關鍵技術。
農作物秸稈是農村主要的固體廢棄物, 目前其資源化率還比較低, 部分地區農作物秸稈的焚燒已導致嚴重的生態環境問題, 尤其在我國的東部地區。目前, 農作物秸稈的處理以還田為主, 包括部分還田或全量還田。隨著作物收獲機械的改進, 秸稈全量還田已成為主要還田方式。此外, 秸稈打捆收獲後用作能源、建築材料、花卉盆缽等新型資源化方式也已形成一定的規模。
畜禽糞便是農業面源污染的主要來源, 已經成為經濟發達地區或水環境敏感地區優先控制的污染源。在中國的傳統農業中, 畜禽糞便是優質的農家肥, 不僅能提供農作物生長所需的養分, 也能改善土壤物理化性質, 是中國農業數千年持續發展的重要物質基礎。畜禽糞便資源化的主要途徑是農肥化, 固體部分經發酵後生產優質有機肥, 再進行還田以實現循環利用。液體部分目前主要處理方式包括厭氧發酵生產沼氣, 或直接進入污水處理工程進行凈化, 或與農村的固體廢棄物如秸稈、生活垃圾等進行聯合發酵。其中沼液的安全處置是當前急需要解決的關鍵問題。
2.3 農業化學品減量化技術 2.3.1 化肥減量化技術
我國是世界上化肥施用量最多的國家, 肥料的平均利用率只有30%左右, 大多數養分隨徑流、滲漏和揮發等途徑損失掉了, 不僅浪費了資源, 而且
加劇了水體富營養化。因此, 根據不同地區的實際情況研究減量施肥技術具有重大的意義。目前主要的化肥減量技術有以下幾種:
氮肥運籌優化技術: 在施氮量相等的情況下, 合理調整基追肥的分配比例, 如太湖流域的稻田土壤, 基於目前常規施肥量, 將基肥施用量削減20%, 可有效地協調當地的經濟效益和環境效益[15]。Qiao等[16]的研究證實, 在太湖地區水稻產區通過兩年連續試驗, 消減50%的施氮量(相對於常規施氮量)並未顯著影響水稻產量。何傳龍等[17]在巢湖地區根據蔬菜地養分供應能力和甘藍的營養特性, 運用減量平衡施肥技術, 使肥料施用量減少30%, N、P、K肥利用率分別提高27.3%、23.4%和23.5%, N、P淋失量分別減少90.0%、78.4%。但是此類研究一般局限於較短時間, 對於長期減量施肥對作物產量有何影響, 尚需進一步探明。
種植制度優化技術: 比如稻麥輪作制中引入豆科綠肥, 既可降低旱季的施氮量, 又可補充稻季的氮素。在太湖地區進行的水稻−紫雲英輪作試驗結果表明, 冬季將小麥改為紫雲英, 稻季不施用化學氮肥, 水稻產量可達到農戶常規產量的95%左右, 如果補充農戶施氮量的30%, 則可獲得與農戶正常產量相當的產量, 或略有增產[16]。王靜等[18]在滇池流域蔬菜產地的調查表明, 合理的輪作模式可減少蔬菜地N、P的盈餘量。
緩控釋等新型肥料技術: 緩控釋肥料中養分的釋放與作物養分需求比較吻合, 養分的釋放供應量前期不過多, 後期不缺乏, 具有「削峰填谷」的效果, 可以大大降低向環境排放的風險。田琳琳等[19]在太湖流域大田蔬菜地的試驗結果表明, 在蔬菜生產中, 「低量控釋肥+低量化肥」是兼具經濟效益和環境效益的施肥模式。但是目前緩控釋肥費用相對普通化肥較高, 限制了其廣泛使用。
施加土壤改良劑控制N、P流失: 生物質炭(biochar)由於其良好的吸附性能、低廉的成本以及良好的生物親和性, 將其運用於農田營養鹽釋放控制, 受到研究人員的關注[20]。Ding等[21]在農田表層20 cm的土壤施加0.5%的生物質炭, 可以減少15.2%的NH4+-N損失量。姬紅利等[22]以滇池設施農業土壤和坡耕地土壤為研究對象, 採用外源施用土壤改良劑(硫酸亞鐵、硫酸鋁和聚丙烯醯胺)和土壤消毒劑(五氯硝基苯)的辦法, 研究了土壤改良劑對土壤解吸過濾液中TP和TDP濃度變化的影響。野外田間試驗表明: 施加改良劑後, 徑流雨水中TP和TDP值明顯降低, 上述土壤改良劑的施用對降低P流失具有明顯效果。但是其經濟性與環境風險如何尚待進一步研究。 2.3.2 農葯減量化與殘留控制技術
在化學農葯減量施用方面, 當前主要發展趨勢是由化學農葯防治逐漸轉向非化學防治技術或低污染的化學防治技術。近年來, 江蘇省多家單位聯合開展水稻化學農葯污染控制技術研究, 針對水稻螟蟲、灰飛虱、條紋葉枯病與紋枯病等重大病蟲害, 研究開發了多項無公害關鍵技術, 在水稻核心示範區減少了30%農葯用量。盧仲良等[23]選用高效低毒的三唑磷、丙溴磷、井岡黴素、噻嗪酮、毒死蜱等葯劑進行施葯, 增產6.97%。在農葯殘留生物降解方面, 國內外做了很多研究工作, 包括細菌、真菌、放線菌等各種降解農葯的微生物菌株相繼被分離和鑒定, 用以降解有機磷、有機氯和三嗪類除草劑、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等多種農葯。近年來伴隨著基因工程和分子生物學的發展, 構建高效工程菌是當前研究的熱點, 將高效降解農葯酶的基因構建到載體上, 經轉化獲得工程菌, 以期提高具降解作用的特定蛋白或酶的表達水平, 從而提高降解活性。但是目前的研究仍然存在不足, 大多數研究以實驗室研究為主, 降解機理研究不夠深入, 中間產物難以檢測, 技術零散、集成度低、配套性差和展示度低等仍然是目前我國集約化農田農葯減量化與殘留控制需求中的突出問題。
2.4 污染物質的生態攔截技術
農業面源污染物質大部分隨降雨徑流進入水體, 在其進入水體前, 通過建立生物(生態)攔截系統, 有效阻斷徑流水中的N、P等污染物進入水環境, 是控制農業面源污染物的重要技術手段。國外主要是設置寬廣的生物隔離帶來控制N、P的徑流遷移, 如加拿大一種「草地−樹木過濾帶系統」, 可以顯著降低徑流的污染物含量[25]。楊林章等[26]結合太湖地區實際情況提出了生態攔截型溝渠系統, 它主要由工程部分和植物部分組成, 能減緩流速, 促進流水攜帶顆粒物質的沉澱, 有利於構建植物對溝壁、水體和溝底中逸出養分的立體式吸收和攔截, 從而實現對農田排出養分的控制。溝渠系統對農田徑流中TN、TP的去除效果分別達到48.1%和40.2%。但是, 在生態溝渠的農田規劃和設計標准、兩側及岸邊植物品種篩選及空間配置技術、水生經濟植物的品種篩選及空間配置技術、浮床植物的肥葯管理技術、浮床植物殘體的再利用技術以及植物的高效N、P利用機制等的研究還需要進一步拓展和深化。

2. 穩定塘法的基本原理是怎樣的

穩定塘法的基本原抄理是通過水塘中的「藻菌共生系統」進行廢水凈化。所謂「藻菌共生系統」是指水塘中細菌分解廢水的有機物產生的二氧化碳、磷酸鹽、銨鹽等營養物供藻類生長，藻類光合作用產生的氧氣又供細菌生長，從而構成共生系統。不同深淺的塘在凈化機理上不同，可分為好氧塘、兼氧塘、厭氧塘、曝氣塘、田塘（水生植物塘）和魚塘（放養鴨、魚等的氧化塘）。好氧塘為淺塘，整個水層處於有氧狀態；兼氧塘為中深塘，上層有氧、下層厭氧；厭氧塘為深塘；除表層外絕大部分厭氧；曝氣氧化塘為配備曝氣機的氧化塘；田塘即種植水生植物的氧化塘；魚塘是放養鴨、魚等的氧化塘。

3. 氧化塘凈化污水的原理

污水經過從前往後具有細菌→原生動物→後生動物,從表至里具好氧→兼氧→厭氧的生物處理系統而得到凈化的生物處理技術.1. 生物膜的構造特徵：生物膜(好氧層+兼氧層+厭氧層)+附著水層(高親水性).2．降解有機物的機理：微生物:沿水流方向為細菌——原生動物——後生動物的食物鏈或生態系統.具體生物以菌膠團為主,輔以球衣菌,藻類等,含有大量固著型纖毛蟲(鍾蟲,等枝蟲,獨縮蟲等)和游泳型纖毛蟲(楯纖蟲,豆形蟲,斜管蟲等),它們起到了污染物凈化和清除池內生物(防堵塞)作用.污染物:重→輕(相當多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶).3.供氧：藉助流動水層厚薄變化以及氣水逆向流動,向生物膜表面供氧.4.傳質與降解：有機物降解主要是在好氧層進行,部分難降解有機物經兼氧層和厭氧層分解,分解後產生的H2S,NH3等以及代謝產物由內向外傳遞而進入空氣中,好氧層形成的NO3--N,NO2--N等經厭氧層發生反硝化,產生的N2也向外而散入大氣中.5.生物膜更新：經水力沖刷,使膜表面不斷更新(DO及污染物),維持生物活性(老化膜固著不緊).

4. 穩定塘有哪幾方面的凈化作用影響穩定塘凈化過程的因素有哪些

（1）凈化作用：稀釋作用；沉澱和絮凝作用；微生物的代謝作用；浮游微生物的作用；水生維管束植物的作用。
（2）影響穩定塘凈化過程的因素：溫度、光照、混合、營養物質、有毒物質、蒸發量和降雨量等。

5. 人工濕地「入蔽涫污水處理系統怎樣運作

氧化塘：是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構築物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程過程相似。通常是將土地進行適當的人工修整，建成池塘，並設置圍堤和防滲層，依靠塘內生長的微生物來處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物。穩定塘污水處理系統具有基建和運轉費用低、維護和維修簡單、便於操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優點
人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉澱、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。
四川永沁環境

6. 穩定塘的優點

在我國，特別是在缺水乾旱的地區，生物氧化塘是實施污水的資源化利用的有效方法，所以穩定塘處理污水成為我國著力推廣的一項新技術。
（1）能充分利用地形，結構簡單，建設費用低。
採用污水處理穩定塘系統，可以利用荒廢的河道、沼澤地、峽谷、廢棄的水庫等地段建設結構簡單，大都以土石結構為主，在建設土地具有施工周期短，易於施工和基建費低等優點。污水處理與利用生態工程的基建投資約為相同規模常規污水處理廠的1/3-1/2。
（2）可實現污水資源化和污水回收及再用，實現水循環，既節省了水資源，又獲得了經濟收益。
穩定塘處理後的污水，可用於農業灌溉，也可在處理後的污水中進行水生植物和水產的養殖。將污水中的有機物轉化為水生作物、魚、水禽等物質，提供給人們使用或其他用途。如果考慮綜合利用的收入，可能到達收支平衡，甚至有所盈餘。
（3）處理能耗低，運行維護方便，成本低。
風能是穩定塘的重要輔助能源之一，經過適當的設計，可在穩定塘中實現風能的自然曝氣充氧，從而達到節省電能降低處理能耗的目的。此外，在穩定塘中無需復雜的機械設備和裝置，這使穩定塘的運行更能穩定並保持良好的處理效果，而且其運行費用僅為常規污水處理廠的1/5-1/3。
（4）美化環境，形成生態景觀。
將凈化後的污水引入人工湖中，用作景觀和游覽的水源。由此形成的處理與利用生態系統不僅將成為有效的污水處理設施，而且將成為現代化生態農業基地和游覽的勝地。
（5）污泥產量少。
穩定塘污水處理技術的另一個優點就是產生污泥量小，僅為活性污泥法所產生污泥量的1/10，前端處理系統中產生的污泥可以送至該生態系統中的藕塘或蘆葦塘或附近的農田，作為有機肥加以使用和消耗。前端帶有厭氧塘或鹼性塘的塘系統，通過厭氧塘或鹼性塘底部的污泥發酵坑使污泥發生酸化、水解和甲烷發酵，從而使有機固體顆粒轉化為液體或氣體，可以實現污泥等零排放。
（6）能承受污水水量大范圍的波動，其適應能力和抗沖擊和能力強。
我國許多城市其污水BOD濃度很小，低於100mg/L，是活性污泥法尤其是生物氧化溝無法正常運行，而穩定塘不僅能夠有效的處理高濃度有機物水，也可以處理低濃度污水。

7. 穩定塘有哪幾方面的凈化作用影響穩定塘凈化過程的因素有哪些

（1）凈化作用：稀釋作用；沉澱和絮凝作用；微生物的代謝作用；浮游微生物的作用；水生維管束植物的作用.
（2）影響穩定塘凈化過程的因素：溫度、光照、混合、營養物質、有毒物質、蒸發量和降雨量等.

8. 穩定塘的介紹

穩定塘舊稱氧化塘或生物塘，是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構築物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似。通常是將土地進行適當的人工修整，建成池塘，並設置圍堤和防滲層，依靠塘內生長的微生物來處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物。穩定塘污水處理系統具有基建投資和運轉費用低、維護和維修簡單、便於操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優點，

9. 水質工程學

十四章

1、生物濾池有多種工藝形式，如普通生物濾池、高負荷生物濾池、塔式生物濾池。舉出三種可）

2、生物膜法有多種處理系統，如 生物濾池法、生物轉盤法、生物接觸氧化法、 生物流化床法 。

3、 生物膜法的實質是使細菌類微生物和原生動物、後生動物類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，並在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。

4、生物膜的性質：①高度親水，存在著附著水層；②微生物高度密集：各種細菌以及微型 動物，形成了有機污染物——細菌——原(後)生動物的食物鏈。

厭氧膜的出現：①生物膜厚度不斷增加，氧氣不能透入的內部深處將轉變為厭氧狀態； ②成熟的生物膜由厭氧膜和好氧膜組成；③好氧膜是有機物降解的主要場所，一般厚度 為2mm。

5、生物膜的原理：廢水從上向下從濾料空隙間流過，與生物膜充分接觸，其中的有機污染 物被微生物吸附並降解。

6、高負荷生物濾池特點：①採用污水迴流，增加進水量，稀釋進水濃度，沖刷生物膜使其常保活性，且防止濾料堵塞，抑制臭味及濾池蠅的過度滋生；②增加濾料直徑，以防止迅速增長的微生物膜堵塞濾料；③水力負荷和BOD負荷大大提高；占底面積小，衛生條件較好。

出水水質水力負荷的關系：由於水力負荷高，大大縮短了污水在濾池中的停留時間，但不發生硝化反應，可是生物膜吸附有機物速度很快，保證了出水水質的要求。

7、生物轉盤：又稱浸沒式生物濾池，由許多平行排列浸沒在一個水槽中的塑料圓盤所組成。8、生物轉盤的特點：①廢水處於半靜止狀態，而微生物則在轉動的盤面上；②轉盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉動；③盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質及轉速有關，一般0.1~0.5mm。

9、生物接觸氧化法：在池內充填一定密度的填料，從池下通入空氣進行曝氣，污水浸沒全部填料並與填料上的生物膜廣泛接觸，在微生物新陳代謝功能的作用下，污水的有機物得以去除，污水得到凈化。

10、基本工藝流程 ：原污水—（初沉池——生物接觸氧化池——二沉池）排泥——處理水。

11、生物流化床：以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體填充在床體內，因載體表面覆蓋著生物膜而使其質地變化輕，污水以一定流速從下向上流動，使載體處於流化狀態。

12、生物流化床由床體、載體、布水裝置和膜脫落裝置等組成。

13、生物接觸氧化法在工藝、功能及運行方面的主要特徵有哪些？

在工藝方面，使用多種型式的填料，填料表面布滿生物膜，形成了生物膜的主體結構。在功能方面，生物接觸氧化處理技術具有多種凈化功能。在運行方面，對沖擊負荷有較強的適應能力，在間歇運行條件下，仍能夠保持良好的處理效果，對排水不均勻的企業，更具有重要意義，操作簡單，運行方便，易於維護管理，勿需污泥迴流，不產生污泥膨脹現象，也不產生濾池蠅，污泥生成量少，污泥顆粒較大，易於沉澱。

14、生物膜法污水處理系統，在微生物相方面和處理工藝方面有哪些特徵。（ 7 分）

①微生物相方面的特徵⑴生物膜中的微生物多樣化，能夠存活世代時間較長的微生物⑵生物的食物鏈長⑶分段運行與優勢菌屬② 處理工藝方面的特徵⑴耐沖擊負荷，對水質，水量變動有較強的適應性⑵微生物量多，處理能力大，凈化能力強⑶污泥沉降性能良好，易於沉降分離⑷能夠處理低濃度的污水⑸易於運行管理，節能，無污泥膨脹問題

十五章

1、升流式厭氧污泥床系統（ UASB ）組成：進水配水系統、反應區（懸浮層和污泥層）、三相分離器、出水系統、集氣罩。

2、厭氧生物處理的基本原理：

1）水解階段：固態有機物被細菌的胞外酶水解；

2）第二階段是酸化：開環、斷鏈，以小分子的有機物作為受氫體，使有機酸增加，pH下降

3）第三階段是在進入甲烷化階段之前，代謝中間液態產物都要乙酸化，稱乙酸化階段；

4）第四階段是甲烷化階段。（在厭氧消化系統中微生物主要分為兩大類：非產甲烷菌和產甲烷細菌。）

3、厭氧生物處理的主要特徵

主要優點：（1）能耗低，且還可回收生物能（沼氣）；（2）污泥產量低；——厭氧微生物的增殖速率低，——產酸菌的產率系數Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，——產甲烷菌的產率系數Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，——好氧微生物的產率系數約為0. 5~0.6kgVSS/kgCOD。（4）厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些有機物進行降解或部分降解；

主要缺點：（1）反應過程較為復雜——厭氧消化是由多種不同性質、不同功能的微生物協同工作的一個連續的微生物過程；（2）對溫度、pH等環境因素較敏感；（3）出水水質較差，需進一步利用好氧法進行處理；（4）氣味較大；（5）對氨氮的去除效果不好；等

3、影響產酸細菌的因子

主要影響因子：pH值（pH3.5-8之內都可生存，最適pH值為6－7）、ORP（氧化還原電位）（最適ORP為－200～－300mV）、鹼度、溫度35℃、水力停留時間和有機負荷（有機負荷影響不是很大，正常為5～60kgCOD/(m3*d)，水力停留時間過短將影響底物的轉化程度）

4、影響產甲烷細菌的因子

主要生態因子：pH6.5～ 7.5、氧化還原電位- 300～ - 500mV、有機負荷率（直接反應了底物與微生物之間的平衡關系）、溫度（中溫區在30~390C之間，高溫區在50~600C之間）、污泥濃度、鹼度、接觸與攪拌、營養（COD∶N ∶P= 500∶5∶1）、抑制劑和激活劑。

5、UASB（升流式厭氧污泥層）工作原理：當反應器運行時，廢水自下部進入反應器，並以一定上升流速通過污泥層向上流動。進水底物與厭氧活性污泥充分接觸而得到降解，並產生沼氣，使污泥膨脹。隨著氣量增加，這種攪拌混合作用更強，氣體從污泥層內不斷逸出，引起污泥層呈沸騰流化狀態。氣、液、固的混合液上升至三相分離器，氣體可被收集，污泥和水則進入上部相對靜止的沉澱區，在重力作用下，水與污泥分離，上清液從沉澱區上部排出，污泥被截留在三相分離器下部並通過斜壁返回到反應區內。

特點：在反應器上配有氣-液-固三相分離裝置。在運行時能形成具有良好沉降性能的顆粒污泥，大大提高了反應器的生物量，使厭氧處理效率顯著提高。

6、UASB反應器的工藝特徵：（1）在反應器的上部設置了氣、固、液三相分離器；（2）在反應器底部設置了均勻布水系統；（3）反應器內的污泥能形成顆粒污泥：（直徑為0.1~0.5cm，濕比重為1.04~1.08；具有良好的沉降性能和很高的產甲烷活性；污泥濃度可達50gVSS/l以上，污泥齡一般為30天以上；）（4）水力停留時間大大縮短，具有很高的容積負荷；（5）適於處理高、中濃度有機工業廢水，也可以處理低濃度城市污水；（6）將生物反應與沉澱分離集中在一個反應器內，結構緊湊；（7）無需設置填料，節省費用，提高容積利用率。

第十六章 自然生物處理系統

填空題：

1、常見的污水土地處理系統工藝有以下幾種：穩定塘；好氧塘；兼性塘；厭氧塘；曝氣塘與深度處理塘。

3、在污水的穩定塘自然生物處理中，根據塘水中的微生物的優勢群體類型和塘水中的溶解氧情況， 將穩定塘分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘。

名詞解釋：

1、穩定塘 ：是人工適當修整或人工修建的設有圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能。P547

2、污水土地處理 P563污水有節制的投配到土地上，通過土壤-植物系統的物理的、化學的、生物的吸附、過濾與進化作用和自我調控功能，使污水可生物降解的污染物得以降解、凈化，氮、磷等營養物質得以再利用，促進綠色植物生長並獲得增產。

3、慢速滲濾處理系統 P566 是將污水投配到種有作物的土地表面，污水緩慢地在土地表面流動並向土壤中滲透，一部分污水直接為作物所吸收，一部分則滲入土壤中，從而使污水達到凈化目的的一種土地處理工藝。

問答題：

2、穩定塘有哪幾種形式？它們的處理效果如何？適用條件如何？P547-548

好氧塘：深度較淺，陽光能透過池底，主要由藻類供氧，全部塘水呈好氧狀態，由好氧微生物起有機污染物的降解作用。

兼氧塘：塘水較深，從塘面到一定深度（0.5m）左右，陽光能夠透入，其污水凈化是由好氧和厭氧微生物協同作用完成的。

厭氧塘：塘水深，有機負荷率高，整個塘水呈厭氧狀態。

曝氣塘：由表面曝氣器供氧，塘水呈好氧狀態，污水停留時間短，由於塘水被攪動，藻類的生長與光合作用受到抑制。

4、穩定塘對污水的凈化作用有哪些? P550-551

1、稀釋作用:污水進入穩定塘後和原塘水進行一定程度的混合，降低了各種污染物的濃度；2、沉澱與絮凝作用：在絮凝作用下，污水中的細小懸浮顆粒聚集成為大顆粒沉澱於塘底；3、微生物的代謝作用 4、浮游生物的作用 5、水生維管束植物的作用。

第十七章污泥處理、處置與利用

填空題：

1、污泥處理的目的是使污泥減量化、穩定化、無害化和資源化。

2、污泥中所含水分大致分為4類：間隙水、毛細水、吸附水、結合水 。

3、污泥 按成分可以分為以下兩種：有機污泥和無機污泥 。

4、污泥濃縮的目的在於減容。

5、降低污泥含水率的方法主要有濃縮、自然干化法、機械脫水法、乾燥與焚化法。

6、污泥按來源不同可分為沉澱污泥和生物處理污泥；按成分不同可分為有機污泥和無機污泥。

名詞解釋：

1、消化池的投配率 ：是消化池設計的重要參數，是每日投加新鮮污泥體積占消化池污泥總體積的百分數。P591

3、污泥含水率（計算公式）P578污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數。

4、有機物負荷率（ S ）：指消化池的單位容積在單位時間內能夠接受的新鮮污泥中揮發性干污泥量。P592

問答題：

1、污泥穩定的主要目的是什麼？P576

答：便於污泥的儲存和利用，避免惡臭產生。

3、影響污泥消化的因素有哪些？P519

答：PH值與鹼度、溫度與消化時間、負荷率、毒性物質、營養與C/N比等。

4、為什麼機械脫水前，污泥常須進行預處理？怎樣進行預處理？

原因：污水處理廠初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥均由親水性帶負電的膠體顆粒組成，揮發性固體物質含量高、比阻大，脫水較困難，因此機械脫水前必須進行污泥調理。

污泥調理就是破壞污泥的膠態結構，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。方法有化學調理法、熱處理法、冷凍溶解法、淘洗法。

8、試述厭氧消化的影響因素。P591

1、PH值和鹼度，最佳PH值為7.0~7.3 鹼度為2000mg/L；2、溫度與消化時間溫度是影響厭氧消化的主要因素，溫度的高低不但影響產氣量，還決定消化過程的快慢；消化時間是指產氣量達到總量所需的時間。 3、負荷率：厭氧消化池的容積決定於厭氧消化的負荷率，負荷率的表達方式包括污泥投配率和有機物負荷率兩種； 4、有毒有害物質 5、營養與C/N比。

第十八章 常用給水處理工藝系統

問答題：

1、給水處理系統的選擇原則是什麼？ P619

給水處理系統應該在技術上是可行的，在經濟上是合理的，在運行上是安全可靠和便於操作的。(技術可行性可以通過實驗驗證和參考已建的原水水質相近的水處理工藝系統的運行經驗；經濟合理性是滿足處理水質要求前提下，使建設費用和運行費用最低；水處理工藝系統的抗沖擊性是其安全性和可靠性的重要內容之一。)

2、舉例說明微污染水的處理系統。P620 圖

原水——混合裝置——絮凝池——沉澱池——過濾池————清水池——出水

混凝劑 Cl2

第十九章 特種水源水處理工藝系統

1、常用的水的葯劑軟化法有：石灰軟化法、石灰-蘇打法、磷酸鹽法及掩蔽劑法。

2、列舉3種除鹽的方法：蒸餾法、電滲析法、反滲透法、離子交換法、電子混合床法。

3、常用的除氟方法有：吸附法、葯劑法、電滲析法等。

問答題：

1、地下水除鐵除錳的主要方法是什麼？P643 P646

氧化法，將水中的二價鐵氧化成三價鐵，將水中的二價錳氧化成四價錳，由於三價鐵、四價錳在水中的溶解度極小，故能從水中析出，再用固液分離的方法將其去除。

2、舉例說明游泳池水的處理方法。P657 圖

平衡水池上部設補充水管，循環水泵由平衡池抽水，水泵吸水管上設毛發過濾器，截留水中的毛發，將混合劑和中和劑（除藻劑）投加到水泵吸水管中，利用水泵葉輪攪拌混合，最後，處理水進入游泳池前要對水進行消毒

3、舉例說明高濁水的處理方法。P641圖

高濁度水首先進入輻流式沉澱池沉澱，再向水中投加混凝劑，經混合、絮凝、沉澱、過濾、投氯消毒，即可獲得合格的處理水。

第二十章 城市污水處理工藝系統

填空題：

1、污水處理的物理法有：沉澱法、過濾法、氣浮法、篩濾法、反滲透法和上浮法 等。

2、污水的化學處理法通常有：中和、混凝、電解、氧化還原、吸附、離子交換等。

3、污水的生物處理通常包括好氧氧化法和厭氧還原法兩類。

名詞解釋：

1、 SV(settling velocity)（污泥沉降比）：又稱30min沉降率。混合液在量筒內靜置30min後所形成沉澱污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。

SVI(sludge volume index)（污泥容積指數）：本項指標的物理意義是從曝氣池出口處取出的混合液，經過30min靜沉後，每克干污泥形成的沉澱污泥所佔有的容積，以ml計。SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L) 單位：mL/g

SOUR(specific oxygen uptake rate)（活性污泥的比耗氧速率）：是衡量活性污泥生物活性的一個指標。是指單位重量的活性污泥在單位時間內所能消耗的溶解氧量，其單位為mgO2/(gMLVSS.h)mgO2/(gMVSS.h)。

8、泥齡（單位d） ：在曝氣池內，微生物從其生長到排出的平均停留時間，也就是曝氣池內的微生物全部更新一次所需要的時間 。從工程上來說，在穩定條件下，污泥齡就是曝氣池內活性污泥總量與每日排放的剩餘污泥量之比。

9、污泥迴流比 ：從二沉池返回到曝氣池的迴流污泥量QR與污水流量Q之比，常用%表示。

10、BOD—容積負荷率 （標明單位）：單位曝氣池容積（m3），在單位時間（d）內接受的有機物量。Nv=Q*So/V kgBOD/(m3曝氣池.d)

11、污泥解體：當活性污泥處理系統出現處理水質混濁，污泥絮凝體微細化，處理效果變壞等時的現象。

12、污泥膨脹 ：是一種絲狀菌在絮體中大量生長以致影響沉降的現象。

13、污泥上浮 ：是由於曝氣池內污泥泥齡過長，硝化進程較高,但卻沒有很好的反硝化，因而污泥在二沉池底部產生反硝化，硝酸鹽成為電子受體被還原，產生的氮氣附於污泥上，從而使污泥比重降低，整塊上浮。

14、同步馴化法 ：在培養開始就加入少量工業廢水，並在培養過程中逐漸增加比重，使活性污泥在增長的過程中，逐漸適應工業廢水並具有處理它的能力。

10. 穩定塘的好氧塘

——好氧塘凈化污水的基本原理如圖：
好氧塘內有機物的降解過程，實質上是溶解性有機污染物轉化為無機物和固態有機物——細菌與藻類細胞的過程。 好氧細菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物，使成為無機物CO2、NH4+、和PO43-、並合成新的細菌細胞。而藻類則利用好氧細菌所提供的二氧化碳、無機營養物以及水，藉助於光能合成有機物，形成新的藻類細胞，釋放出氧，從而又為好氧細菌提供代謝過程中所需的氧。在好氧塘中，藻是生產者，好氧細菌是分解者。此外，好氧塘中存在的浮游動物以細菌、藻類和有機碎屑為食物，是初級消費者。生產者、分解者和消費者，與塘水共同組成一個水生態系統，完成系統中物質與能量的循環和傳遞，從而使進塘的污水得到凈化。
塘中的藻類，除在其光合作用中為污水的好氧降解提供溶解氧以外，還能去除污水中的氮、磷營養物質，並能吸附一些有機質。
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，且由於生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧濃度下降，凌晨時達到最低。陽光再照射後，溶解氧再逐漸上升。好氧塘的pH值與水中CO2濃度有關，受塘水中碳酸鹽系統的CO2平衡關系影響。
白天，藻類光合作用使CO2降低，pH值上升。夜間，藻類停止光合作用，細菌降解有機物的代謝沒有中止，CO2累積，pH值下降。
——好氧塘的分類：
（1）高負荷好氧塘
有機負荷較高，HRT（Hydraulic Retention Time水力停留時間）較短，塘水的深度較淺。出水中藻類含量高。
（2）普通好氧塘
有機負荷比前者低，水力停留時間較長。以處理污水為主要目的，起二級處理作用。
（3）深度處理好氧塘
有機負荷較低，水力停留時間也短。其目的是在二級處理系統之後，進行深度處理。 優點：
（1）投資省。
（2）管理方便。
（3）水力停留時間較短，降解有機物的速率很快，處理程度高。
缺點：
（1）池容大，佔地面積多。
（2）處理水中含有大量的藻類，需要對出水進行除藻處理。
（3）對細菌的去除效果較差。
適用條件：
適用於去除營養物，處理溶解性有機物；由於處理效果較好，多用於串聯在其他穩定塘後做進一步處理，處理二級處理後的出水。 （1）好氧塘應該建在溫度適宜、光照充分、通風條件良好的地方。
（2）既可以單獨使用，又可以串聯在其他處理系統之後，進行深度處理。
（3）如果好氧塘用於單獨處理廢水，則在廢水進入好氧塘之前必須進行徹底的預處理。 （1）設計方法：
實際工程中多採用經驗數據進行設計，即BOD5表面負荷法。下表是好氧塘的典型設計參數：
▲表3 好氧塘的典型設計參數 設計參數 高負荷好氧塘 普通好氧塘 深度處理好氧塘 BOD5表面負荷[kgBOD5/（104m2.d）] 80~160 40~120 <5 水力停留時間（d） 4~6 10~40 5~20 有效水深（m）~ 0.3~0.45 0.5~1.5 0.5~1.5 pH值 6.5~10.5 6.5~10.5 6.5~10.5 溫度范圍（℃） 5~30 0~30 0~30 BOD5去除率（%） 80~95 80~95 60~80 藻類濃度（mg/L） 100~260 40~100 5~10 出水SS（mg/L） 150~300 80~140 10~30 （2）構造及主要尺寸：
1）好氧塘多採用矩形塘，長寬比為3：1~4：1。
2）塘深：
高負荷好氧塘：0.3~0.45m；
普通好氧塘：0.5~1.5m；
深度處理好氧塘：0.5~1.5m；
好氧塘的超高取為0.6~1.0m。
3）堤坡：塘內坡度1：2~1：3；塘外坡度：1：2~1：5。
4）塘數及單塘面積：好氧塘的座數一般不少於3座，至少為2座。單塘面積一般不得大於（0.8~4.0）×104m2。