水质工程重点思考题.docx
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水质工程重点思考题.docx
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水质工程重点思考题
教学单元1水质工程学概论
课后思考题
1.何为生物化学需氧量,何为化学需氧量,在水处理领域中如何应用,并请对两者进行对比分析。
在水温为20℃的条件下,由于微生物(主要是细菌)的生活活动,将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量,称为生物化学需氧量或生化需氧量,用BOD表示。
在酸性条件下,将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量,称为化学需氧量,用CODCr表示,一般简写为COD。
在实际工程中,一般用BOD5作为可生物降解有机物的综合浓度指标。
BOD5能直接反映可生物降解的有机物量;但BOD5作为有机物的浓度指标,也存在着一些缺点:
①测定时间需5d,太长,难以及时指导生产实践;②如果污水中难生物降解的有机物浓度较高,BOD5测定的结果误差较大;③某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质或者含有抑制微生物生长的有毒有害物质,影响测定结果。
COD能克服上述缺点,它能较精确地表示污水中有机物的含量,测定时间仅需数小时,且不受水质影响;但是它不能像那样BOD那样反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度,此外,污水中存在的还原性物质(如硫化物)也需消耗氧,所以COD值也存在一定误差。
BOD5/COD的比值可作为污水是否适宜于生物处理的判别标准,其比比值越大,越容易被生物处理。
一般认为此比值大于0.3的污水,才适于采用生物处理。
2、污水中含氮物质的分类及相互转换?
污水中含氮物质主要有四种:
有机氮(O-N)、氨氮(NH3-N)、亚硝酸盐氮(NO-2-N)、硝酸盐氮(NO-3-N)。
四种含氮化合物的总量称为总氮。
污水中含氮物质的相互转换:
有机氮很不稳定,容易在微生物的作用下,分解成其他三种。
3、什么是水体富营养化?
富营养化有哪些危害?
水体富营养化是指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水,在光照和其他环境条件适宜的情况下,水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物的代谢活动中,水体中的溶解氧很可能被耗尽,造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。
富营养化的危害很大,对人类健康、水体功能等都有损害:
①使水味变得腥臭难闻;
②降低水的透明度;
③消耗水中的溶解氧;
④向水体中释放有毒物质;
⑤影响供水水质并增加供水成本;
⑥对水生生态的影响。
教学单元2水体污染与自净
课后思考题
1.简述水体自净的含义及机理。
污染物随污水排入水体后,经过物理的、化学的、生物化学的作用,是污染物的浓度降低或总量减少,受污染的水体部分地或完全地恢复原状,这种现象称为水体自净或水体净化。
水体自净过程非常复杂,其自净机理可分为3类:
①物理净化作用:
水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发,使浓度降低,但总量不减;
②化学净化作用:
水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚等过程,使存在形态发生变化及浓度降低,但总量不减;
③生物化学净化作用:
水体中的污染物通过水生生物特别使微生物的生命活动,使其存在形态发生变化,有机物无机化,有害物无害化,浓度降低,总量减少。
生物化学净化作用是水体自净的主要原因。
2.绘出氧垂曲线,并加以简要描述。
氧垂曲线在水污染控制中有什么实际意义?
①分析受有机物污染的河水中DO的动态变化,推求河流的自净过程,推算最大亏氧点即氧垂点到达的位置和时间
②推算环境容量,并依此制定河流水体防护措施
③计算排放入水体污染物的量和削减量,确定污水厂的处理程度
教学单元3混凝
课后思考题
1.何谓胶体稳定性?
试用胶体间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
胶体稳定性:
系指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
相互作用势能与粒间距离关系
(a)双电层重叠;(b)势能变化曲线
由图可知,当oa 当x 不过,x>oc时虽然两胶粒表现出相互吸引趋势,但由于存在着排斥势能这一屏障,两颗粒无法接近。 只有当x 要使两胶粒间距小于oa,不朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax才行。 然而,胶粒布朗运动的动能远小于Emax,两胶粒之间距离无法靠近到oa以内,故胶粒体处于分散稳定状态。 2.混凝过程中,压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别? 简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH的关系。 二则区别: 由压缩双电子层机理可知,通过静电引力进入胶体颗粒表面的高价反离子都会置换出等量电荷的低价反离子,双电子层被压缩但始终保存电中性,这可以很好的解释胶体颗粒在加入一定量的高价反离子电解质后脱稳产生凝聚的实验现象;而由吸附电性中和作用的机理可知,胶体颗粒与异号离子的作用,首先是吸附然后才是电性中和,由此可以推知,胶体表面电荷不但可能将为零,而且还可能带上相反的电荷,能很好的解释胶体颗粒的再稳定现象,而压缩双电子层则不能。 硫酸铝混凝机理主要通过压缩双层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用,使水中细微悬浮粒子和胶体粒子脱稳、聚集、絮凝、混凝、沉淀达到净化处理效果。 当pH<3时,简单水合铝离子可起压缩双电子层作用;在pH=4.5~6.0范围内主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起电性中和作用,凝聚体比较密实;在pH=7~7.5范围内,电中性氢氧化铝聚合物可起吸附架桥作用,同时也存在某些羟基配合物的电性中和作用。 3.高分子混凝剂投量过多时,为什么絮凝效果不好? 当高分子物质投量过多时,胶体颗粒表面被高分子所覆盖,两个胶体颗粒接近时,受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力,使胶体不能凝集,所以混凝效果不好。 4.絮凝过程中G值与GT值的真正含义是什么? 沿用已久的G值与GT值范围存在什么缺陷? G─指相邻两水层中两个颗粒的速度差与垂直于水流方向的两流层之间的距离的比值,即速度梯度,s-1;GT─反应絮凝效果的一个参数,它是一个无因次数。 G、GT值的变化幅度大,从而失去控制意义。 5.目前我国常用的混凝剂有哪几种? 各有何优缺点? 目前我国常用的混凝剂有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁等。 种类 优点 缺点 硫酸铝 运输使用方便;操作简单;混凝效果好。 水温低时水解困难,形成的絮凝体松散,混凝效果变差;腐蚀性强。 三氯化铁 易溶解;使用的pH值范围较宽;形成絮凝体比铝盐密实;处理低温或低浊度都水的效果优于硫酸铝。 易吸水潮解,不易保管,腐蚀性强;处理水色度比铝盐高;最佳投加量范围较窄,不易控制等。 硫酸亚铁 价格低廉 处理后的水色较重;与有色胶体作用后会产生颜色更深的溶解物。 6.为什么有时需要将PAM在碱性条件下水解城HPAM? PAM的水解度是何含义? 一般要求水解度为多少? PAM的水解度过高,负电性过强,对絮凝产生阻碍作用,所以有时需要将PAM水解成HPAM作助凝剂以配合铝盐或铁盐作用,其效果才显著。 PAM的水解度为酰胺基转化为羧基的百分数,亦即y/x值。 一般要求水解度在30%~40%。 教学单元4沉淀 课后思考题 1.什么叫自由沉淀,拥挤沉淀和絮凝沉淀? 自由沉淀: 颗粒在沉淀过程中,彼此没有干扰,只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用; 拥挤沉淀: 颗粒在沉淀过程中,彼此相互干扰,或者只受到容器壁的干扰,虽然粒径和自由沉淀的粒径相同,但是沉速却小;絮凝沉淀: 在沉淀过程中,颗粒的大小,形状和密度都有所变化,随着沉淀深度和时间的增长,沉速越来越大。 2.已知悬浮颗粒的密度和粒径,可否采用公式 直接求得沉速,为什么? 否;CD为阻力系数,与雷诺数Re有关, Re在不同的范围,沉速U的公式待定,在求某一特定的颗粒时,既不能直接用此公式,因为沉速本身为待求值,既然U是未知数,Re也是未知数。 其中一种求法就是先假定流速U,然后再经试算求得确定的U。 3.了解肯奇理论的基本概念和主要用途。 由肯奇理论可得: 其涵义是高度为Ht均匀浓度为Ct的沉淀管中所含悬浮物的量和原来高度为H0、均匀浓度为C0的沉淀管中的所含悬浮物量相等。 根据这些可分析沉淀过程与沉淀高度无关,使有可能用较短的沉淀池作实验,来推测实际沉淀效果。 4.理想沉淀池应符合哪些条件? 根据理想沉淀池沉淀条件,沉淀效率与沉淀池的深度,长度及面积关系如何? 理想沉淀池满足3个假设: ①自由沉淀,在沉淀过程中,颗粒互不干扰,颗粒密度粒度,沉淀的沉速始终不变。 ②水平推流式,即: 层流状态,各个断面的流速相等,在断面上的各点流速相等,各个点的流速相等。 ③沉淀到池底即被去除,即: 没有沉淀冲刷现象。 假设颗粒的截流沉速为Uo,具有沉速为Ui的颗粒不能100%被去除,则沉速为Ui的颗粒的去除率E为: (哈真公式)由此可得: 颗粒在理想沉淀池中的去除率只与颗粒的沉速和表面负荷有关,而与沉淀池的长度,水平流速,停留时间无关。 讨论 ,Ui一定,增加沉淀池底面积A,则提高E。 或者当沉淀池的容积一定,池越浅,则A越大,E也就越高(浅池理论)。 5.影响平流式沉淀池沉淀效率的因素有哪些? 沉淀池的纵向分格有何作用? ①进出水的影响: 配水花墙孔口流速V孔=0.1~0.2m/s,而沉淀池底水平流速V=10~25m/s,由于二者的速度差异和集水槽水舌的形成,会造成短流现象。 ②异重流的影响: a.密度异重流(特别是高浊水)形成短流;b.温度异重流,如果存在0.1℃的温差,就会有温度异重流,形成短流;c.偏流,风吹起时,相对静止的水易产生偏流,沉淀池的构造也会形成偏流。 ③沉泥冲刷。 ④雷诺数Re和佛罗德数Fr的判别,即水流稳定性的判别。 ⑤絮凝过程的影响。 ⑥纵向分格的作用: 降低Re和提高Fr,减小水力半径。 斜板和斜管沉淀池也能达到此目的。 6.沉淀池的表面负荷与颗粒截留沉速关系如何? 两者的含义有何区别? 截留沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷,但二者的含义不同,表面负荷 : 单位沉淀池表面积的产水量,U0能去除的颗粒中最小颗粒的沉速。 教学单元5过滤 课后思考题 1、什么粒径小于滤层孔隙尺寸的颗粒会被滤层拦截下来? 小颗粒的运动主要是扩散作用,并且颗粒越小,扩散作用越大,分子运动剧烈,范德华引力大于双电子层的斥力时悬浮物就能附着于滤料表面而被截留下来。 2、从滤层中杂质分布规律,分析改善快滤池的几种途径和发展趋势。 滤层杂质分布规律: 过滤初期,滤料较干净,孔隙率大,空隙流速较小,水流剪力较小,因而粘附作用占优势。 随着时间的延长,滤层中杂质逐渐增多,孔隙率逐渐减小,水流剪力逐渐增大,以至最后粘附颗粒先脱落下来,或则不再有粘附现象,于是,悬浮颗粒便向下层推移,下次滤料截留作用渐次得到发挥。 然而,滤料经过反冲洗后,滤层因膨胀而分层,表面滤料粒径最小,粘附比表面积大,截留悬浮颗粒量最多,而孔隙尺寸又小,因而,过滤一段时间后,表面滤料间孔隙将逐渐被堵塞,使过滤阻力剧增,造成下层滤料截留悬浮颗粒作用远未得到充分发挥时,过滤就停止。 为了改善滤料层中杂质分布状况,提高滤层含污能力,而采取双层、三层或均质滤料。 3、直接为过滤有哪两种方式? 采用原水直接过滤应注意哪些问题? 直接过滤的两种方式: ①接触过滤: 原水经过加药后,直接进入滤池过滤的过滤方式。 ②微絮凝过滤: 滤池前设一简易微絮凝池,原水加药混合后先经过微絮凝池,形成粒径相近的微絮粒后,即刻进入滤池过滤的过滤方式。 过滤要求: ①原水浊度一般不超过50NTU。 ②一般采用多层滤料滤池或者均匀粒径的深床滤料滤池。 ③适当降低滤速,应根据原水水质决定滤速。 ④原水在进入滤池前,无论是接触过滤或微絮凝过滤,均不应该形成大的絮体以免很快堵塞滤池表面孔隙。 投加阳离子高聚物作为助凝剂 4、清洁滤层水头损失与哪些因素有关? 过滤过程中水头损失与时间存在什么关系? 可否用数学式表达? 清洁滤层水头损失的影响因素: 水的粘度系数,滤料的孔隙率,滤层厚度,滤速,滤料颗粒特性。 在过滤过程中,水头损失随时间增加而增长。 目前有不少学者提出了一些数学公式,但是与生产实践仍有一定的差距,根据实验水头损失和时间呈直线关系。 因此,目前还没有准确的数学表达式。 5、什么叫等速过滤和变速过滤? 两者分别在什么情况下形成? 分析两种过滤方式的优缺点。 等速过滤: 当滤池过滤速度保持恒定不变的过滤方式;变速过滤: 滤速随过滤时间而逐渐减少的过滤方式。 当滤料粒径,形状滤层级配和厚度以及水温已定时,随着过滤时间的延长,滤层中截留的悬浮物量逐渐增多,滤层孔隙率逐渐减少,在水头损失保持不变的条件下,将引起滤速减少;反之,滤速保持不变时,将引起水头损失的增加,这样就产生了等速过滤和变速过滤。 优缺点: 等速过滤各层滤料水头损失的不均匀可能会导致某一深度出现负水头而影响过滤;变速过滤滤后水质较好,过滤初期,滤速较大可使悬浮杂质深入下层滤料,过滤后期滤速减少,可防止悬浮颗粒穿透滤层。 6、什么叫负水头? 它对过滤和冲洗有何影响? 如何避免过滤过程中负水头的产生? 负水头: 在过滤过程中,当滤层截留了大量杂质以至砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时,便出现负水头现象。 危害: 负水头溶解于水中的气体释放出来而形成气囊,气囊对过滤有破坏作用,一是减少有效过滤面积使过滤时水头损失及滤层空隙流速增加,严重时会影响滤后水质: 二是气囊会穿过滤层上升,有可能把部分细滤料或轻质滤料带出,破坏滤层结构。 反冲洗时,气囊更易将滤料出滤池。 措施: 增加砂面上水深或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。 7、滤层反冲洗强度和滤层膨胀度之间的关系如何? 滤层全部膨胀起来后,反冲洗强度增大,水流通过滤层的水头损失是否同时增大,为什么? 当反冲洗流速小于最小流态化流速时,滤层不发生膨胀。 当反冲洗流速大于最小流态化流速时,滤层膨胀起来,此时,冲洗强度愈大,膨胀度愈大。 当滤层膨胀到一定程度后,不再发生膨胀,此时滤层全部膨胀。 当滤层全部膨胀起来后,反冲洗强度增加,水流通过滤层的水头损失不变。 因为增大冲洗强度只是使滤层膨胀度增大,而水头损失保持不变。 8、什么叫最小流态化速度? 当反冲洗流速小于最小流态化速度时,反冲洗的滤层水头损失是否与反冲洗强度有关? 最小流态化速度: 反冲洗时滤料刚刚开始流态化的冲洗流速。 当反冲洗流速小于最小流态化速度,滤层未膨胀,水流通过滤料层的水头损失按欧根公式可知: 当滤料粒径,形状,密度,厚度,孔隙率以及水温等一定时,反冲洗强度越大,水头损失越大。 9、气-水反冲洗有哪几种操作方式? 各有何优缺点? 大阻力配水系统和小阻力配水系统的 含义是什么? 各有何优缺点? ①先用空气反冲,然后再用水反冲; ②先用气-水同时反冲然后再用水反冲; ③先用空气反冲,然后用气-水同时反冲,最后再用水反冲。 优缺点: 单独水冲耗水量大,冲洗结束后滤料上细下粗分层明显;气水反冲保持原来滤层结构,而提高滤层含污能力,又节省冲洗水量。 但需增加气冲设备,池子结构及冲洗操作复杂。 大阻力配水系统是减小孔口总面积以增加孔口阻力系数而使配水均匀系统;小阻力配水系统是减小干管和支管进口流速使配水均匀的系统。 优缺点: 大阻力配水系统配水均匀性较好,但结构复杂,孔口水头损失大,冲洗时动力消耗大,管道易结垢增加检修困难;小阻力配水系统中的压力变化对布水均匀性的影响不大,在此基础上,可以减少孔口阻力系数以减少孔口水头损失。 教学单元6消毒 课后思考题 1.目前水的消毒方法主要有哪几种? 简单评述各种方法的优缺点. 目前水的消毒方法主要有氯消毒.臭氧消毒.紫外线消毒. ①氯消毒优点: 效果可靠,投配设备简单,投量准确,价格便宜。 缺点: 氯消毒后产生有害健康的副产物,如三卤甲烷。 ②臭氧消毒优点: 杀菌作用快,效率高并去除色、味;消毒效用受PH值.水温及干扰物质的影响较小;不会产生三卤甲烷等副产品。 缺点: 投资大,成本高,设备管理较复杂。 ③紫外线消毒优点: 消毒速度快,效率高,基本不影响水的物化性质,操作简便。 缺点: 能耗大,不能解决消毒后的再度细菌污染问题。 2.什么叫自由性氯? 什么叫化合性氯? 两者消毒效果有何区别? 简述两者消毒原理。 ①当水中所含的氯以CI2,HOCI,OCI? 形式存在时,称为自由性氯。 ②当水中所含的氯以氯胺形式存在时,称为化合性氯。 ③自由性氯的消毒效果比化合性氯高的多,但是自由性氯消毒的持续性不如化合性氯,后者的持续消毒效果好。 ④消毒原理: 自由性氯主要通过次氯酸HOCI起消毒作用,当HOCI分子到达细菌内部时,与有机体发生氧化作用而使细菌死亡。 化合性氯主要通过氯胺与水发生反应,生成HOCI进行消毒。 3.水的PH值对氯消毒有何影响? 为什么? PH值越低消毒作用越强,因为HOCI是消毒的主要因素,而PH值低有利于反应向生成HOCI的方向进行。 4.什么叫折点加氯? 出现折点的原因是什么? 折点加氯有何利弊? ①加氯量超过折点需要量时的氯化消毒操作,称为折点加氯。 ②随着加氯量的增加,氯与氨生成氯胺,氯胺被HOCI氧化成一些不起消毒作用的化合物,余氯反而逐渐减少,最后到达折点。 ③折点加氯: 利: 降低水的色度,去除恶臭,降低水中有机物含量;还能提高混凝效果。 弊: 水中污染物能与氯生成三卤甲烷,具有致癌性。 5.什么叫余氯? 余氯的作用是什么? ①水中加氯量减去用于灭火水中微生物,氧化有机物和无机还原性物质等所消耗的氯量叫余氯。 ②余氯作用: 抑制水中残余病原微生物的再度繁殖。 6.制取CIO2有哪几方法? 写出它们的化学反应式并简述CIO2消毒原理和主要特点。 ①制取方法: 用亚硝酸钠和氯制取,反应如下: CI2+H2O→HOCI+HCI HOCI+HCI+2NaCIO2→2CIO2+2NaCI+H2O 用酸与亚硝酸钠反应制取,反应如下: 5NaCIO2+4HCI→4CIO2+5NaCI+2H2O 10NaCIO2+5H2SO4→8CIO2+5Na2SO4+4H2O ②消毒原理: CIO2对细菌的细胞壁有很强的吸附和穿透能力,从而有效地破坏细菌内含疏基的酶,CIO2也可快速控制微生物蛋白质的合成,故CIO2对细菌,病毒有很强的灭火能力。 ③主要特点: 不会与水中有机物作用生成三卤甲烷;消毒能力比氯强;CIO2余量能在管网中年保持很长时间;消毒效果受PH值影响小。 7.用什么方法制取臭氧? 简述其消毒原理与优缺点。 ①制取方法: 在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器高压放电产生。 ②消毒原理: 臭氧具有很高的氧化电位,容易通过微生物细胞膜扩散,并能通过氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。 ③优点: 杀菌作用快,效率高并去除色.味;消毒效用受PH值.水温及干扰物质的影响较小;不会产生三卤甲烷等副产品. 缺点: 投资大,成本高,设备管理较复杂,电耗也较高。 教学单元7活性污泥法 课后思考题 1. 什么是活性污泥法? 活性污泥法正常运行必须具备哪些条件? 活性污泥是以活性污泥法为主体的污水生物处理技术。 向生活污水注入空气进行曝气,每天保留沉淀物,更换新鲜污水。 这样,在持续一段时间后,在污水中即将形成一种呈黄褐色的絮凝体。 这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成,它易于沉淀与水分离,并使污水得到净化、澄清。 这种絮凝体就是称为“活性污泥”的生物污泥。 活性污泥法正常运行必须具备的条件: ①污水中含有足够的可溶解性易降解有机物,作为微生物生理活动所必需的营养物质; ②混合液中含有足够的溶解氧; ③活性污泥在曝气池中呈悬浮状态,能够与污水充分接触; ④活性污泥连续回流,同时,还要及时地排出剩余污泥,使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度; ⑤没有对微生物有毒害作用的物质进入。 2. 试指出污泥沉降比、污泥浓度、污泥容积指数在活性污泥法运行中的重要意义。 污泥沉降比(SV)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。 它是活性污泥处理系统重要的运行参数,也是评定活性污泥水量和质量的重要指标。 污泥浓度(MLSS)表示在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总量,它表示的是活性污泥的相对值,不能精确地表示具有活性的活性污泥量。 污泥容积指数(SVI)能够反应活性污泥的凝聚、沉降性能,对生活污水及城市污水,此值一般介于70~100之间为宜。 若SVI值过低,说明泥粒细小,无机质含量高,缺乏活性;过高,说明污泥的沉降性能不好,并且已有产生膨胀现象的可能。 3. 试讨论影响活性污泥法运行的主要环境因素。 ①温度 在影响微生物生理活动的各项因素中,温度的作用是非常重要。 温度影响微生物酶系统的活性,从而影响酶催化反应的效率;同时,温度也影响基质扩散到细胞的速率。 温度适宜能够促进、强化微生物的生理活动;温度不适宜能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。 温度过高会导致微生物死亡,即高温具有灭菌的作用;温度过低会降低微生物的活性;最适宜温度(一般为15℃~35℃)下,微生物的生理活动强劲、旺盛,增殖速度快,世代时间短。 ②PH值 微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关,只有在适宜的酸碱度条件下,微生物才能进行正常的生理活动。 PH值表示的氢离子浓度能够影响微生物细胞质膜上的电荷性质;PH值国大地偏离适宜数值,微生物的酶系统,的催化功能就会减弱,甚至消失;高浓度的氢离子可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。 参与污水生物处理的微生物,一般最佳的PH值范围,介于6.5~8.5之间。 ③DO 参与污水活性污泥处理的是以营好氧呼吸的好氧菌为主体的微生物种群,因此,在曝气池内必须有足够的溶解氧。 溶解氧不足,对微生物的生理活动产生不利影响;溶解氧过高会导致有机污染物分解过快,从而使微生物缺乏营养,活性污泥易于老化,结构松散;同时,会增加污水厂的能耗。 ④营养物质平衡 参与活性污泥处理的微生物,在其生命活动过程中,需要不断地从其周围环境的污水中吸取其所必需的营养物质,包括: 碳源、氮源、无机盐及某些生长素等。 碳是构成微生物细胞的重要物质,参与活性污泥处理的微生物对碳源的需求量较大;氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素;磷是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素,它在微生物的代谢和物质转化过程中起着重要作用;微生物对碳、氮、磷的需求可按BOD: N: P=100: 5: 1的比例考虑;微生物对无机盐类的需求量很小,但却是不可少的,如硫、钠、钾、钙、镁、铁等。 ⑤有毒物质 有毒物质是指对微生物生理活动有抑制作用的某些无机物质和有机物质,如重金属、酚、氰等。 重金属离子对微生物都产生毒害作用,它们能够与细胞的蛋白质结合,而使其变性或沉淀;或者与微生物酶系统蛋白质的-SH基结合,而抑制其正常的代谢功能。 酚类化合物对菌体细胞膜有损害作用,并能够促使菌体蛋白凝固;酚又能对某些酶系统产生抑制作用,破坏细胞的正常代谢;酚的许多衍生物都有很强的杀菌功能。 甲醛能够与蛋白质的氨基结合,而使蛋白质变性,破坏菌体的细胞质。 但是有毒物质对微生物的毒害作用,只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时,毒害和抑制作用才显露出来,这一浓度称为有毒物质极限允许浓度。 4. 简述影响曝气池中氧转移速率的因素。 ①污水水质 污水中含有各种杂质,它们对氧的转移产生一定影响,特别是某些表面活性物质,如短链脂肪酸和乙醇等,这类物质的极性端亲水,非极性端疏水,它们将聚集在气液界面上,形成一层分子膜,阻碍氧分子的扩散转移,总转移系数KLa值将下降,故引入小于1的系数α对它进行修正: 由于污水中含有盐类,因此,氧
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