2015年《水处理新技术》复习资料+++.pdf

1 1 与常规方法相比，湿式氧化技术具有哪些特点？其主要的影响因素有哪些？答：特点有：（1） 处理效率高在合适的温度和压力条件下， WAO 的 COD 处理效率 可达到 90%以上2）应用范围广几乎可以无选择地有效氧化各类高浓度有机废水，特别是毒性大、常规方法难降解的废水；也可用于吸附剂的再生、电镀金属回收、放射性废物处理等3）氧化速度快大部分的反应停留时间在30～60min 以内（停留时间短）4）二次污染较少在反应过程中无NOx、SO2、HCl、CO等有害的物质产生5）能耗少，可以回收能量和有用物料系统的反应热可以用来加热进料，系统中排出的热量可以用来产生蒸汽或加热水，反应放出的气体可以用来产生机械能或电能等6）WAO 工艺在较高温度和压力条件下操作需要耐高温、高压和腐蚀性的设备主要影响因素：（1）反应时间 有机底物的浓度是时间的函数为了加快反应速率，缩短反应时间，可以采用提高反应温度或投加催化剂等措施2）废水性质有机物氧化与物质的电荷特征和空间结构对该工艺有很大影响，不同的废水有各自的反应活化能和不同的氧化反应过程，因此湿式氧化的难易程度不同3）温度温度是湿式氧化过程中的主要影响因素，温度越高，反应速率越快，反应进行越彻底。

但温度升高，总压力增大，动力消耗增加，且对反应器的要求越高4）压力压力在反应中主要保证呈液相反应，总压不应低于该温度下的饱和蒸汽压2 光催化氧化技术可分为均相光催化氧化与非均相光催化降解两大类，请简述这两类技术各自的特征并试举两例光催化氧化技术在废水处理中的应用20 分）答：均相光催化氧化： 主要是指 UV/Fenton 试剂法，以 Fe2+或 Fe3+及 H 2O2为介质，通过光助—芬顿反应使污染物得到降解，此类反应能直接利用可见光Fenton试剂是亚铁离子和过氧化氢组合的传统强氧化剂非均相光催化降解：在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料，结合一定量的光辐射，使光敏半导体在光照下激发产生电子—空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子—空穴作用，产生氧化性极强的自由基， 通过与污染物之间羟基加合、 电子转移等作用使污染物全部矿化，最终生成无机离子等 （6 分）2 应用：（1）染料废水处理染料废水碱度高、 色泽深、臭味大，并且还有苯环、 胺基、偶氮基团等致癌物质， 一般的生物化学法对于水溶性染料的降解效率很低，且易造成二次污染光催化降解染料效果好2）含油废水处理含油废水是一种不溶于水且漂浮于水面上的油类，含有大量的有机物， TiO2 光催化技术处理含油废水的降解率可达95% ，且不会像使用化学方法一样产生二次污染。

3. 简述短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的作用机理与各自在污水处理过程中的优势答：短程硝化反硝化： 理论核心为使硝化反应停留在亚硝化阶段生物脱氮的硝化过程由两类微生物组成，AOB （氨氧化菌）和NOB （亚硝氮氧化菌）实现短程硝化主要办法就是使AOB 在活性污泥中成为硝化菌的优势菌， 尽可能抑制 NOB ，防止硝化过程第二步的进行，避免全程硝化反应，然后将中间产物NO2-还原优势：亚硝酸菌世代周期比硝酸菌世代周期短，泥龄也短， 控制在亚硝酸型阶段易提高微生物浓度和硝化反应速率，缩短硝化反应时间， 从而可以减少反应器容积， 节省基建投资控制在亚硝酸型阶段可以节省氧化亚硝态氮到硝态氮的氧量，还可以在反硝化时降低或省去有机碳源的总需求量，与传统工艺相比，O2和 CH3OH分别节约了因此，亚硝酸型硝化提高整体工艺处理效率同步硝化反硝化：由于氧扩散的限制，在微生物絮体内产生溶氧（梯度微生物絮体的外表面 DO较高，以好氧菌、硝化菌为主；深入絮体内部，反硝化菌占优势；正是由于微生物絮体内缺氧环境的存在，导致同步硝化反硝化的发生由于大多数异养硝化菌同时是好氧反硝化菌，能够直接把氨转化成最终气态产物，从生物学的角度看，好氧同步硝化反硝化是可能的。

优势：（1）曝气量减少，降低能耗；（2）反硝化产生 OH-可就地中和硝化产生的H+；（3）不需缺氧反应池，可以节省基建费用；（4）能够缩短反应时间，节约碳源；（5）简化了系统的设计和操作等4.简述厌氧生物处理的基本原理并列举两项厌氧生物处理工艺答：基本原理：在无氧的条件下，由兼性厌氧细菌及专性厌氧细菌降解有机物使污泥得到稳定，其最终产物是二氧化碳和甲烷其过程有三个阶段：（1）水解发酵阶段，3 复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下被分解为简单的有机物2）产氢产乙酸阶段产氢产乙酸菌将第一阶段的中间产物转化为乙酸和氢3）产甲烷阶段甲烷菌把乙酸、氢、二氧化碳等转化为甲烷工艺：（1）移动式厌氧污泥床反应器（AMBR ）该工艺在 UASB 和 ASBR 反应器的基础上，将 ASBR 工艺运用到连续流系统中AMBR 有两种不同的构造形式一种在相邻格室中间设置一系列垂直安装的导流板，以减少底物的短路循环 另一种是在反应器中间格室底部有一圆形开孔， 底部的小孔可以使底物与污泥充分接触以保证污泥的迁移，同时防止发生短路循环2） 两相厌氧工艺两相厌氧法是一种新型的厌氧生物处理工艺，有机底物的厌氧降解， 可以分为产酸和产甲烷两个阶段。

把这两个阶段的反应分别在两个独立的反应器内进行分别创造各自最佳的环境条件，培养两类不同的微生物，并有旺盛的生理功能活动， 将这两个反应器串联起来， 形成能够承受较高的负荷率的两相厌氧发酵系统5.简述剩余污泥的危害及当下对污泥处理的基本理念，试列举两项污泥减量技术并阐明其特点答：污泥危害：（1）污泥填埋需占用大量土地2）污泥中细菌、病原体含量很高，且含有一定量的铜、锌、铬、汞、铅、镉等重金属，增加农业、林业的污染风险，同时污染地表水、地下水，重金属则可能通过富集效应进入人类食物链；（3）污泥直接填埋易堵塞垃圾填埋场的渗滤液排水管，雨天可能造成填埋场沼泽化，从而导致填埋场提前报废；（4）污泥恶臭污染环境，容易大量滋生蚊蝇，传染疾病；（5）污泥含水率多达80% 左右，外运成本高，直接焚烧代价高基本理念：优先利用污泥，尽可能挖掘污泥中蕴藏的物质与能量，使之变废为宝，循环利用，达到污泥的减量化、无害化、资源化技术：（1） 蠕虫减量污泥技术该技术是通过利用蠕虫削减污泥的一项生物技术，也是利用利用了微型动物与细菌之间的共生关系以实现变废为宝的一种有效途径在该技术中， 细菌对微型动物捕食可以形成菌胶团进行抵抗，同时细菌的分泌物能促进原生动物的生长， 反过来原生动物的活动产生溶解性有机物质可以被细菌再利用，促进细菌生长。

蠕虫能使污泥中干物质含量降低, 污泥体积减小 , 4 达到污泥减量的目的; 另一方面生成的蠕虫具有良好的利用价值, 可以作为鱼的饵料 ( 鱼虫) 其能耗低、不产生二次污染, 作为一种生态工程技术日益受到关注2） 溶胞技术该技术使细菌能够迅速死亡并分解成为基质再次被其他细菌所利用，是在污泥减量过程中广为应用的手段促进细胞溶解， 在传统模型中可以认为是增大了细胞衰减速率， 这样可以降低剩余污泥的产量 通常的溶胞作用包括各种化学、 物理、生物及其相互联合的作用 通过溶胞强化细菌的自身氧化在工程应用上极为容易实现6. 简述传统生物脱氮除磷工艺A2/O 的特点与不足并列举一种生物除磷新工艺，说明其工艺特征答：特点：厌氧、缺氧、好氧在不同环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合，能同时去除有机物和除磷脱氮 A2/O工艺流程简单，总水力停留时间少于其他工艺，且不需外加碳源，厌氧、缺氧段只进行缓速搅拌基建和运行费用较低不足：对于连续流工艺中的A2/O工艺，很难避免污泥回流所携带的硝酸盐对厌氧释磷的影响、 混合液回流过程中所携带的溶解氧对反硝化作用的不利影响，以及聚磷菌与反硝化菌在碳源上的竞争和异养菌与自养菌在泥龄上的矛盾。

新工艺：AOA-SBR 脱氮除磷工艺 AOA-SBR 法就是将厌氧 / 好氧/ 缺氧工艺应用于SBR中充分利用了 DPB在缺氧且没有碳源的条件下能同时进行脱氮除磷的特性，使反硝化过程在没有碳源的缺氧段进行，不需要好氧池与缺氧池之间的循环，达到氮磷在单一的 SBR中同时去除的目的7、 简述膜分离技术的基本原理、特点以及在水处理中的应用答：（1）膜分离技术的基本原理：膜分离技术是一种使用半透膜分离方法，其分离原理是依据物质分子尺度的大小，借助膜的选择渗透作用， 在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级提纯和富集，从而达到分离、提纯和浓缩的目的2）简述膜分离技术的特点主要表现在①膜分离技术能耗低因为膜分离过程不发生相变化，其中以反渗透耗能最低，这对于克服国家的能源危机有相当的意义5 ②膜分离技术对于热敏感物质分离效果好因为膜分离技术是在常温下进行的③膜分离技术适用的范围广， 且反应过程不会改变物质的属性，也不需要有添加剂参加反应，不会带来新的污染物和浪费其他的物质, 可用于多种类型的废水处理过程④膜分离技术所需设备简单， 便于维修，而且设备占地面积一般小于常规处理方法，处理效果好，所以运营成本低。

⑤膜分离技术设备可实现定型化，自控性强, 便于管理和运行，也有利于产业化发展3）膜分离技术水处理中的应用①处理工艺废水随着工业发展的进程的逐渐加快，工业废水的排放造成了环境的污染，工业废水排放的范围比较广、排量大、化学物质含量超标，有的含有的一定的毒性，对人类的健康和环境的保护都产生了很大危害在进行废水处理的过程中， 膜分离技术发挥了重要的作用，对工业废水而言，不但可以有很好的分离净化效果，经过相关的处理之后工业废水可以达到排放标准，废水中的有效成分可以得到回收和在利用，实现能源的在循环, 还能达到节能和环保的效果所以，膜技术在工业废水的处理中得到了广泛的应用②处理饮用水经济发展逐渐加快 , 环境的污染问题也越来越严重，饮用水的净化问题也越来越突出对水体进行净化，主要是去掉水中的杂质、细菌和一些有效的成分膜分离技术的应用为水资源净化提供了便利，以其自身特点， 为饮用水进行处理带来了历史性变革 膜处理技术在净化水资源会有多种方法，主要包括了微滤方式、超滤方式和纳滤方式等， 膜处理技术有着强大的过滤功能，对去除水中细小的颗粒有着很好的效果和传统水处理技术相比，有一定的优越性， 对纳米型的微粒，常用的过滤方式是不能将其去除的，应用膜分离技术对以上现象有很好的效果， 能够有效的去除水中的漂浮的杂质和有害物质，有效的提高了饮用水的质量。

③海水淡化海水是地球分布比例最大的水资源, 针对水资源的危机，对海水进行淡化处理， 是解决水资源危机的有效方法 现阶段 , 运用海水资源淡化技术 , 包括反渗透、电渗透和膜蒸馏技术等等利用电渗析技术对海水进行淡化处理, 淡化处理后的海水可以当成饮用水使用， 主要缺点是对能源的消耗比较高， 回收在利用效率低然而利用反渗透膜进行海水淡化处理， 可以消耗较少的能源， 得到更高的脱盐率反渗透技术的应用， 是海水淡化领域的重大突破，它降低了海水淡化的成本 现今, 利用反渗透技术对海水进行淡化处理，并用这种处理方式制造饮用水，可以解决水资源危机，有效降低水资源的淡化成本6 ④苦咸水脱盐为了有效的缓解资金紧张解决水资源短缺，把苦咸水进行脱盐处理， 是一个的有效的解决方法现阶段，用于苦咸水脱盐的膜分离技术包括了电渗析技术、反渗析技术和纳滤技术等等 其中电渗析技术和反渗析技术对水中的细菌和杂物不能有效的去除， 对能源消耗小， 应用受到了一定的限制 反渗析技术可以对苦咸水进行脱盐处理，淡化水资源保证了水体的质量， 达到了饮用水的卫生的要求利用反渗透方式进行脱盐处理，其操作过程很简便、处理效果好, 减少了对能源的消耗，成本低廉方便控制，是苦咸水脱盐的一种常用方法。

8、 简述人工湿地处理技术的定义， 表层人工湿地和潜流人工湿地的特点及人工湿地的应用答：（1）定义：人工湿地处理技术是近年来迅。