哈工大环境工程考研真题及答案.pdf

05年复试1、描述氮、磷、硫酸盐等污染物在自然界中的降解过程?简述脱氮除磷的主要处理工艺,分析其处理机理及优点缺点。答:氮:氮在自然界中的降解过程主要是生物脱氮作用,包括同化作用和异化作用。生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和氨态氮转化为N2的过程。其中包括氨化、硝化和反硝化反应过程。即污水中的有机氮,在氨化微生物的作用下,在好氧或厌氧的条件下,经氨化作用转化为氨态氮;接着在好氧条件下,在亚硝化菌和硝化菌的硝化作用下,将氨态氮--转化为亚***盐和***盐氮;在缺氧条件下,NO2和NO3在反硝化菌的作用下经反硝化作用还原为氮气,最终进入大气;有机氮(蛋白质、尿素)氨化菌氨氮同化有机氮()(细菌细胞)NH3-NO2亚硝化菌亚硝态氮反硝化菌-(NO2)缺氧O有机碳2硝化菌硝态氮反硝化菌氮气(NO-)缺氧(N)32有机碳磷:::磷在自然界中的降解过程主要指磷酸盐的生物降解过程,包括同化作用和异化作用;即污水中的PAOs(聚磷微生物)先在厌氧阶段分解细胞中的聚磷物质,合成PHB或PHV等物质,然后在好氧或缺氧的条件下,以分子氧或化合态氧作为电子受体,氧化分解PHB或PHV等,并产生能量,过量地从污水中摄取磷酸盐,能以ATP的形式存储,其中一部分又转化为聚磷,作为能量储存在细胞内,另外微生物也可将部分磷酸盐同化成细胞物质。硫酸盐:硫酸盐的生物降解主要依靠硫酸盐还原菌SRB,即SRB在厌氧条件下,以硫酸盐作为电子受体氧化分解有机物,生成硫化氢气体或难溶金属硫化物的过程。脱氮除磷机理:脱氮:氨化(好氧或厌氧)、硝化(好氧)、反硝化(缺氧)、同化(直接利用氨氮);除磷:在厌氧条件下,PAOs将细胞中的聚磷水解成磷酸盐并获得能量,用于吸收水中的VFA并合成PHB或PHV;然后在缺氧或好氧条件下,PAOs以分子氧或化合态氧为电子受体,水解细胞中的PHA或PHB并产生能量,用以超量吸收污水中的磷酸盐合成距离贮藏于细胞中。常见脱氮除磷工艺比较:A2/O(anaerobic-anoxic-oxic):污水依次流经厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器,二沉池回流污泥至厌氧区,好氧反应器出水内回流至缺氧反应器;微生物在厌氧反应器中释磷和进行氨化反应,在缺氧反应器利用内回流的硝化液进行反硝化产生氮气,在好氧反应器进行硝化反应和超量富集磷(。优点:①比较简单的同步脱氮除磷工艺,总水力停留时间少于其他同类工艺。※②厌氧(缺氧)好氧交替运行,抑制丝状菌增殖,有效控制污泥膨胀。③厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌,以不提高溶解氧含量为度,运行费用低。不足::进入二沉池的混合液需保持一定的溶解氧,以防止二沉池发生反硝化和污泥厌氧释磷,但这会使回流污泥存在溶解氧和少量***盐,破坏厌氧反应器的厌氧条件,对PAOs具有毒害作用;仅有部分污泥经历了完整的厌氧-好氧过程,影响除磷效果;污泥泥龄兼顾硝化菌的生长而较长,导致除磷效果进一步降低,总之,不能同时取得良好的脱氮除磷效果,尤其是除磷效果难于进一步提高。倒置A2/O:污水经短时初沉池后,依次流经缺氧反应器、厌氧反应器和好氧反应器,二沉池回流污泥至缺氧反应器,好氧反应器出水内回流至缺氧区。(优点:采用短时初沉池,保证进水有足够的碳源满足反硝化菌和聚磷菌的需求;整个系统的污泥均经历了完整的厌氧-好氧过程,保证了剩余污泥对磷的充分吸收;避免了回流液中***盐对聚磷菌的影响;总回流量较少)。SBR:通过时间顺序上的控制,SBR工艺也具有脱氮除磷功能。进水后进行一定时间的缺氧搅拌,好氧菌将利用进水中携带的有机物和溶解氧进行好氧分解,此时水中的溶解氧将迅速降低甚至达到零,这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵,反硝化菌进行脱氮;然后池体进入厌氧状态,聚磷菌释放磷;接着进行曝气,硝化菌进行硝化反应,聚磷菌进行磷吸收;经一定反应时间后,停止曝气,进行静置沉淀;当污泥沉淀下来后,滗出上部清水,而后再进入原污水进行下一个周期循环,如此周而复始。工艺优点缺点A2/O同时脱氮除磷;回流污泥还有一定的溶解氧和***盐,对除磷效果有影响;反硝化过程为硝化过程提供一定的碱度;聚磷菌和反硝化菌同时需要易降解有机物;反硝化同时去除有机物;脱氮受内回流比影响污泥沉降性能好;只有部分污泥经历了完整的厌氧-好氧过程;倒置A2/O同时脱氮除磷;厌氧释磷得不到优质易降解的无混合液回流时,流程简捷,节有机物;能无混合液内回流时总氮去除效反硝化同时去除有机物;率不高;好氧吸磷充分污泥沉降性能好;厌氧区释放磷无***盐和DO干扰;SBR可同时脱氮除磷;同时脱氮除磷时操作复杂;静置沉淀出水SS低;设计过程复杂;耐水力冲击负荷;维护要求高,运行对自动控制依赖性强;操作灵活,自动化程度高;池体容积较大;设计过程复杂滞水设备的可