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- ["问:什么是水的自然循环和社会循环?", "答:水的自然循环是指在太阳能的作用下,海洋和陆地表面的水蒸发到大气中形成水汽,水汽随大气环流运动,一部分进入陆地上空,在一定条件下形成雨雪等降水;大气降水转化为地表水、地下水、土壤水,最终经河流又回到海洋,由此形成淡水的动态循环。\n水的社会循环是指人类为了满足生活和生产的需求,不断取用天然水体中的水,经过使用,一部分天然水被消耗,但绝大部分变成生活污水和生产废水,经过处理、排放,最终重新进入天然水体。\n在水的社会循环中,生活污水和工农业生产废水的排放,是形成自然界水污染的主要根源,也是水污染防治的主要对象。"]
- ["问:我国地表水质量是如何分类的?", "答:依据我国现行《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中地表水水域环境功能和保护目标,地表水按功能高低依次划分为五类:\nI类主要适用于源头水、国家自然保护区;\nⅡ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等;\nⅢ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;\nIV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区:\nV类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。"]
- ["问:河水为什么会变黑、变臭?", "答:河水变黑变臭是水体受到污染后,在厌氧菌的作用下,水质腐败所导致。自然界水体存在一定的自净能力,即在物理、化学和生物作用下,受污染水体逐渐自然净化,水质复原。当水体受到污染、超过其自净能力时,引起厌氧反应,水体呈灰色或黑色,进而水体变臭。水体中的硫、氮及有机物被还原产生硫化氢、有机硫化物和氨气等臭味物质。\n黑臭水体水质通常低于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类水质标准,溶解氧(DO)小于2.0mg/L,具体可根据透明度、溶解氧、氧化还原电位(ORP)和氨氮(NH_3-N)4个评价指标对其进行分级。黑臭水体不仅给群众带来极差感官体验,也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题,2015年出台的《水污染防治行动计划》提出“到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内,到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制目标。"]
- ["问:湖泊为什么会变绿?", "答:湖泊变绿是水体富营养化造成的。富营养化是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质随着水流大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他生物大量繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,导致鱼类等生物大量死亡。水体表面大量生长的蓝藻、绿藻等藻类生物,往往形成一层“蓝色或绿色浮渣”,水面呈现绿色。"]
- ["问:地下水也会被污染吗?", "答:地下水也会被污染。地下水污染,主要指人类活动引起地下水化学、物理和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,因此,地下水污染具有不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,即使彻底消除其污染源,也需要较长时间才能使水质复原。\n地下水污染的原因主要有:工业废水、生活污水、人畜粪便及残余农药、化肥随水渗入地下,受污染的地表水浸入地下含水层,致使地下水中有害成分如酚、铬、汞、类金属砷、放射性物质、细菌等含量增高,对人体健康和工农业生产等危害严重。"]
- ["问:水污染的无机污染物主要有哪些?", "答:无机污染物是指对水体造成污染的无机酸、无机碱、无机盐和氮、磷、重金属离子及其化合物等。\n水体中无机酸、无机碱等物质浸入水体后会改变受纳水体的pH,从而抑制或杀灭微生物及其他水生生物,削弱水体的自净能力,破坏生态平衡。\n无机盐的增多,导致水中硬度和离子增加,影响工农业和生活用水的水质。\n水体中氮、磷无机营养物增多时,藻类及水生植物会大量繁殖,导致湖泊、水库、港湾、内海等缓流水体或水域的富营养化。\n无机化学毒物包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、镍等,如汞进入人体后被转化为甲基汞,在脑组织内积累,破坏神经系统,严重时造成死亡;非金属毒物主要为砷、硒、氰化物、氟化物、亚硝酸盐等,如砷中毒时能引起中枢神经紊乱,诱发多种癌症,而氰化物多有剧毒。"]
- ["问:水污染的有机污染物主要有哪些?", "答:水体中普遍存在的有机污染物有碳水化合物、蛋白质、脂肪等,可分为易降解和难降解两类。\n易降解有机污染物如有机酸、糖类、丙三醇等,可在微生物作用下分解。在分解过程中需要消耗水中溶解氧,当溶解氧不足时形成厌氧状态,在厌氧菌的作用下,便产生硫化氢、甲烷、甲硫醇等难闻气体,使水体变黑变臭。\n难降解有机污染物如有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等,在水体中相对稳定,难以被微生物降解,部分有致畸、致癌、致突变作用,且有生物蓄积性。"]
- ["问:水污染的卫生学指标主要是什么?", "答:水污染的卫生学指标主要是粪大肠菌群,用来衡量水体受粪便污染的程度。粪大肠菌群生长于人和温血动物肠道中,随粪便排出体外。当水体受到粪大肠菌群污染时,可能会引起流行疾病的发生。"]
- ["问:水体中的重金属污染物主要有哪些?", "答:通常将相对密度大于5的金属称作重金属。水体中的重金属污染物主要有汞、镉、铬、铅、镍以及类金属砷等及其化合物。含重金属的污水排入河流、湖泊或海洋中,不能被生物降解,在食物链中逐渐富集。通过食物链进入人体,并在人体的器官中累积,造成慢性中毒甚至死亡。"]
- ["问:什么是“水体热污染”?其影响和危害有哪些?", "答:生产、生活中产生的大量废热排入江、河、湖、海,使水体水温上升,导致浮游生物异常繁殖,促使水体缺氧,影响鱼类等水生生物正常生长,这种向水体排出的废热造成的污染称为“水体热污染”。\n“水体热污染”对水生植物的直接影响和危害:会减少藻类种群的多样性,随着水温的升高,不耐高温的种类将迅速消失。\n“水体热污染”对水生动物的直接影响和危害:水生动物绝大部分是变温动物,随水温的升高,体温也会随之升高。当体温超过一定温度时,会使水生动物的酶系统失去活性,代谢机能失调,直至死亡。\n“水体热污染”对水生生物的间接影响和危害:水温升高会使水体中的某些污染物毒性增加,如水温上升10℃时,氰化钾对鱼类的毒性将增加一倍。水温升高还会加速微生物对有机物的分解,从而消耗溶解氧。如水温升高10℃,水生生物呼吸耗氧量通常增加一倍,水体溶解氧减少,危害水生生物的正常生长。"]
- ["问:什么是水体的放射性污染?", "答:水体的放射性污染是指放射性物质进入水体导致水体的放射性水平超过本底值或国家规定的标准限值,对人、动物、植物以及其他生物造成危害。未经合格处理而排放的含有放射性物质的污(废)水,会造成水体的放射性污染,并对人体造成伤害。"]
- ["问:水体污染的主要来源有哪些?", "答:水体污染可分为点源污染和面源污染。\n点源污染是指溶解态和固态污染物在固定的排污口排放造成的污染,主要是指生活污水、医疗及工业废水和溢流污水的集中排放等造成的污染。\n面源污染是指溶解态、固态和气态污染物从非特定地点随降水或融雪汇入水体造成的污染。如农业生产施用的化肥、农药经雨水冲刷流入水体而造成的污染;汽车尾气排放出的重金属等物质和工业生产排放的烟尘,随降雨或融雪从路面或地面流入水体而造成的污染:未经收集处理的农村生活污水、生活垃圾、分散畜禽养殖等产生的粪便等随降雨进入水体而造成的污染。"]
- ["问:什么是生活污水?", "答:生活污水是人类生活过程中产生的污水,主要来自家庭、机关、商业和城镇公用设施,其中粪便和洗涤污水等是城镇生活污水的主要组成部分。生活污水中含有大量的有机物,如纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质,以及氮、磷等,也常含有相当数量的病原微生物,如病菌、病毒、寄生虫等。"]
- ["问:什么是医院废水?", "答:医院废水主要是医院的门诊、化验室、病房、手术室、各类检查室、病理解剖室、放射室、洗衣房、太平间等处的诊疗、生活及粪便污水。医院废水所含污染物种类复杂,除有大量病原微生物和寄生虫卵外,还有有机污染物,甚至含有放射性物质,未经处理随意排放,不仅会对水体造成严重污染,甚至引发传染性疾病的流行。1991年秘鲁的霍乱大流行和1998年我国某城市的肝炎流行都是由于水体被病原微生物污染而引发的。"]
- ["问:什么是工业废水?", "答:工业废水指工业生产过程中排出的废水,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物,种类繁多、成分复杂。工业废水未经处理直接排入水体,会污染地表水,甚至污染地下水。"]
- ["问:雨水也有污染吗?", "答:通常大雨后河水会变脏,是由于初期雨水裹挟溶解了空气中的大量飘尘及工业废气、汽车尾气污染物等,以及冲刷夹带了房屋、道路、建筑工地、废物堆弃地的污染物,使初期雨水中含有有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质。初期雨水污染物含量相对较高,有时甚至超过了集中收集的城镇污水,未经处理直接排入水体会对水体造成污染。"]
- ["问:什么是溶解氧?", "答:溶解氧是指溶解于水中的分子态氧,通常记作DO,用每升水中氧气的毫克数表示。溶解氧通常有两个来源:一个是大气中的氧气,当水中溶解氧未饱和时,大气中的氧气可向水体渗入;另一个是水中植物通过光合作用释放出的氧。\n溶解氧是衡量水体自净能力的一个重要指标。当水体受到有机物污染、耗氧严重、溶解氧得不到及时补充时,水体中的厌氧菌就会很快繁殖,有机物因腐败而使水体变黑、发臭。当水体的溶解氧值降到5mg/L时,一些鱼类就会出现呼吸困难。"]
- ["问:什么是COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)?", "答:COD是化学需氧量的简称。利用化学氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)将水中可氧化物质(如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等)氧化分解,然后计算出的氧消耗当量,即为COD。这是表示水体中污染物含量的重要指标,其单位是毫克/升。COD值越高,说明水体污染越严重。其中高锰酸钾只能部分氧化有机物,不能全面反映水体中总有机物含量。重铬酸钾法的化学需氧量,记为COD_{Cr};高锰酸钾法测得的化学需氧量,记为COD_{Mn},又称为高锰酸钾指数。重铬酸钾法氧化率高、再现性好、准确可靠,是国际社会普遍公认的经典标准方法。我国水环境标准中,仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。国际标准化组织(ISO)建议高锰酸钾法仅限于测定地表水、饮用水和生活污水,不适用于工业废水。\nBOD(生化需氧量,也称为五日生化需氧量,记作BOD_5)是指在20℃下水体中有机物被好氧微生物分解成无机物所需的氧量,一般测量时间为5天,也是衡量水体中有机物含量的重要指标,通常在污水处理行业中使用。\n同一污染水体的COD值与BOD值有一定的相关性,通常COD值高于BOD值,BOD/COD的比值越大,说明污水的可生化性越好,易于采用生物处理技术对污水进行处理。由于COD的分析测定较BOD快捷简单,因此COD指标得到了更广泛的应用。\n据有关部门统计,我国城镇人均COD产生量为59g/(人·d)。"]
- ["问:什么是总氮(TN)和总磷(TP)?", "答:总氮是指水体中的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、有机氮等化合物中氮的总和;总磷是指磷酸盐、有机磷等化合物中磷的总和。\n污水中的总氮和总磷主要来自生活污水、工业废水和农业及园林绿化化肥施用后的排出水。氮和磷是生物生长不可或缺的营养元素,但水体含有过量的氮和磷,就会造成水体的富营养化。近年来见诸报端的赤潮和水华现象,就是海洋与湖泊中氮、磷等营养物质含量过高造成的水体富营养化。氮和磷是水污染治理中的重要控制指标。"]
- ["问:什么是氨氮?", "答:水污染指标中的氨氮,是指污水中以游离氨(NH_3)和铵离子(NH_4^+)形式存在的氮的总和。水体中氨氮含量高会给水体带来危害,可导致水体富营养化,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害作用。我国现行地表水、地下水、城镇污水和工业废水的排放标准以及渔业水质标准中均规定了氨氮的浓度限值。"]
- ["问:什么是水体悬浮物(SS)?", "答:水体悬浮物是指在水中处于悬浮状态的颗粒物质。它包括无机悬浮物和有机悬浮物。\n水体中的无机悬浮物主要是指在污水中呈悬浮状态的泥沙、粉尘、微小的金属残片等颗粒物质,一般来自生活污水和初期雨水。\n水体中的有机悬浮物主要指污水中呈悬浮状态的纤维、塑料制品、树枝木块、卫生巾等条状和块状物质,一般来自生活污水和工业废水。"]
- ["问:什么叫“海绵城市”?", "答:海绵城市是依据低影响开发的理念,把城市规划建设得像海绵一样,在适应城市环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时下渗、储蓄、滞留、净化雨水和污水,从而避免短时间内大量雨水、污水聚集带来的城市内涝问题,雨后又能将储蓄的雨水、污水进行处理、排放或加以利用。\n建设海绵城市,核心理念是保证城市区域开发前后的雨水径流量基本不变,在优先保护现有湿地、河湖、林地、绿地等生态涵养区域的同时,建设透水地面与路面、下沉式绿地与广场、屋顶花园等“绿色”设施,实现雨水“慢排缓释”和“源头分散”的目标。"]
- ["问:国外典型的水污染与治理案例有哪些?", "答:英国伦敦泰晤士河\n泰晤士河全长402km,流经伦敦市区,是英国的母亲河。19世纪以来,随着工业革命的兴起,河流两岸人口激增,大量的工业废水、生活污水未经处理直排入河,沿岸垃圾随意堆放.1858年,伦敦发生“大恶臭”事件,政府开始治理河流污染,主要思路和措施有:\n第一是通过立法严格控制污染物排放。20世纪60年代初,政府对入河排污做出了严格规定,企业废水必须达标排放,或纳入城市污水处理管网。企业必须申请排污许可,并定期进行审核,未经许可不得排污。定期检查,起诉、处罚违法违规排放等行为。\n第二是修建污水处理厂及配套管网。1859年,伦敦启动污水管网建设,在南北两岸共修建七条支线管网并接入排污干渠,减轻了主城区河流污染,但并未进行处理,只是将污水转移到海洋。19世纪末以来,伦敦市建设了数百座小型污水处理厂,并最终合并为几座大型污水处理厂。1955—1980年,流域污染物排污总量减少约90%,河水溶解氧浓度提升约10%。\n第三是从分散管理到综合管理。自1955年起,逐步实施流域水资源水环境综合管理。1963年颁布了《水资源法》,成立了河流管理局,实施取用水许可制度,统一水资源配置。1973年《水资源法》修订后,全流域200多个涉水管理单位合并成泰晤士河水务管理局,统一管理水处理、水产养殖、灌溉、畜牧、航运、防洪等工作,形成流域综合管理模式。1989年,随着公共事业民营化改革,水务局转变为泰晤士河水务公司,承担供水、排水职能,不再承担防洪、排涝和污染控制职能;政府建立了专业化的监管体系,负责财务、水质监管等,实现了经营者和监管者的分离。\n第四是加大新技术的研究与利用。早期的污水处理厂主要采用沉淀、消毒工艺,处理效果不明显。20世纪五六十年代,研发采用了活性污泥法处理工艺,并对尾水进行深度处理,出水生化需氧量为5~10mg/L,处理效果显著,成为水质改善的根本原因之一。泰晤士水务公司近20%的员工从事研究工作,为治理技术研发、水环境容量确定等提供了技术支持。\n第五是充分利用市场机制。泰晤士河水务公司经济独立、自主权较大,其引入市场机制,向排污者收取排污费,并发展沿河旅游娱乐业,多渠道筹措资金。仅1987—1988年,总收入就高达6亿英镑,其中日常支出4亿英镑,上交盈利2亿英镑,既解决了资金短缺难题,又促进了社会发展。通过治理,水质逐步改善,20世纪70年代,泰晤士河重新出现鱼类并逐年增加;80年代后期,无脊椎动物达到350多种,鱼类达到100多种,包括鲑鱼、鳟鱼、三文鱼等名贵鱼种。目前,泰晤士河水质恢复到了工业化前的状态。\n韩国首尔清溪川\n清溪川全长11km,自西向东流经首尔市,流域面积为51km²。20世纪40年代,随着城市化和经济的快速发展,大量的生活污水和工业废水排入河道,后来又实施河床硬化、砌石护坡、裁弯取直等工程,严重破坏了河流自然生态环境,导致流量变小、水质变差,生态功能基本丧失,50年代后成为盖板河。\n21世纪初,政府下决心开展综合整治和水质恢复工作,主要采取了三方面措施第一是疏浚清淤,2005年总投资3900亿韩元(约3.6亿美元)的“清溪川复原工程”竣工,拆除了河道上的高架桥、清除了水泥封盖、清理了河床淤泥、还原了自然面貌;第二是全面截污,两岸铺设截污管道,将污水送入污水处理厂统一处理,并截流初期雨水;第三是保持水量,从汉江日均取水9.8万t,通过泵站注入河道,加上净化处理的2.2万t城市地下水,总注水量达12万t,让河流保持40cm水深。\n治理取得明显效果。从生态环境效益看,清溪川成为重要的生态景观,除生化需氧量和总氮两项指标外,各项水质指标均达到韩国地表水一级标准;从经济社会效益看,由于生态环境、人居环境的改善,周边房地产价格飙升,旅游收入激增,带来的直接效益是投资的59倍,附加值效益超过24万亿韩元,并解决了20多万个就业岗位。\n德国埃姆舍河\n埃姆舍河全长约70km,位于德国北莱茵—威斯特法伦州鲁尔工业区,是莱茵河的一条支流;其流域面积为865km²,流域内约有230万人,是欧洲人口最密集的地区之一。该流域煤炭开采量大,导致地面沉降,致使河床遭到严重破坏,出现河流改道、堵塞甚至河水倒流的情况。19世纪下半叶起,鲁尔工业区的大量工业废水与生活污水直排入河,河水遭受严重污染,曾是欧洲最脏的河流之一。\n该河流治理思路与措施为:\n第一是雨污分流改造和污水处理设施建设。流域内城市历史悠久,排水管网基本实行雨污合流。因此,一方面实施雨污分流改造,将城市污水和重度污染的河水输送至两家大型污水处理厂净化处理,减少污染直排。另一方面建设雨水处理设施,单独处理初期雨水。此外,还建设了大量分散式污水处理设施、人工湿地以及雨水净化厂,全面削减入河污染物总量。\n第二是采取“污水电梯”、绿色堤岸、河道治理等措施修复河道。“污水电梯”是指在地下45m深处建设提升泵站,把河床内历史积存的大量垃圾及浓稠污水送到地表,分别进行处理处置。绿色堤岸是指在河道两边种植大量绿植并设置防护带,既改善河流水质又改善河道景观。河道治理是指配合景观与污水处理效果,拓宽、加固清理好的河床,并在两岸设置雨水、洪水蓄滞池。\n第三是统筹管理水环境水资源。为加强河流治污工作,当地政府、煤矿和工业界代表,于1899年成立了德国第一个流域管理机构,即“埃姆舍河治理协会”,独立调配水资源,统筹管理排水、污水处理及相关水质,专职负责干流及支流的污染治理。治理资金60%来源于各级政府收取的污水处理费,40%由煤矿和其他企业承担。\n治理取得明显效果:河流治理工程预算为45亿欧元,已实施了部分工程,预计还需几十年时间才能完工。目前,流经多特蒙德市的区域已恢复自然状态。"]
- ["问:什么是城镇排水与污水处理系统?", "答:城镇排水与污水处理系统是收集、输送、处理、处置和利用雨水及污水的一整套工程设施,由排水管网、排水泵站、污水处理厂、再生水厂、再生水管网、污泥处理处置设施等部分组成。\n城镇排水与污水处理系统是城镇公共基础设施的重要组成部分,其主要功能是避免城镇内涝、保障公共卫生安全、保护水环境和促进水资源循环利用。完善的城镇排水与污水处理系统是城镇安全稳定运行的前提和基本保障。"]
- ["问:什么是城镇排水的合流制和分流制?", "答:污水的排除方式分为合流制和分流制。合流制是将城镇生活污水、工业废水和雨水在同一个管渠系统内的收集和排除的方式。分流制是将城镇生活污水和雨水在各自独立的管渠系统内收集和排除的方式。合流制适用于附近具有较大水体、发展受限的小城镇和雨水稀少、废水能够全部处理的地区。分流制比较灵活,根据社会经济发展和环保要求较易进行调整,因此在新建排水系统中一般采用分流制。"]
- ["问:城镇排水与污水处理系统在公共卫生安全中发挥哪些作用?", "答:城镇排水与污水处理系统的主要作用之一是收集和输送生活污水,城镇生活污水中含有大量的污染物、细菌与病毒,如果不及时收集、排除和处理,散布在人们的生活环境中,就会成为重要的传染源。2003年香港某社区出现的严重SARS疫情,就是由于排泄物中的SARS病毒从污水管道的裂缝外漏到空气中,又逐步扩散到社区,致使整个社区出现严重疫情并殃及全国。因此,完善的城镇排水与污水处理系统,对保障城镇公共卫生安全具有重要作用。"]
- ["问:城镇排水与污水处理系统在节能减排工作中有\n什么贡献?", "答:城镇排水与污水处理系统承担着收集、处理、处置、利用城镇污水的功能,对控制水污染、保护水环境、节约水资源、构建生态文明社会、促进可持续发展具有重要作用。\n据环境保护部统计,2014年我国COD总减排量约为2800万t,城镇污水处理削减的COD总量约达到1200万t,面源治理削减的COD量约为1000万t,工业污染源削减COD量约600万t,可见城镇排水与污水处理已成为国家水污染物减排的主要贡献者。"]
- ["问:城镇排水与污水处理系统在国家资源战略中有哪些作用?", "答:水资源短缺是我国的基本国情之一。我国北方不少地区存在着资源性缺水问题,南方一些地区则因水体污染呈现着水质性缺水困境。因此,通过工程技术手段加强污水处理与再生利用,在治理水污染的同时,大力开发非传统水资源已经成为我国许多城镇保障社会经济可持续发展的重要举措之一。"]
- ["问:城镇排水与污水处理系统在内涝防控中有哪些作用?", "答:城镇排水与污水处理系统通过管网、泵站、调蓄池等系统设施收集、调蓄和排除雨水、污水,避免地面产生积水,是城镇内涝防控的主要措施。管网系统中的调蓄池可在暴雨时存蓄雨水,起到高峰流量的削峰作用,雨量小时用泵持续排出处理,对存蓄的雨水进行科学利用。"]
- ["问:造成我国城镇内涝的主要原因有哪些?", "答:城镇内涝指的是在城镇区域内,由于暴雨或连续降雨使地面径流汇集的水量超过城镇排水系统的排放能力而导致的严重积水。通常来说,积水深度达到15cm以上且不能短时排除将会影响交通并引发相关灾害,这种情形可视为城市积水或内涝。造成内涝的原因主要有以下几个方面:\n(1)城镇排水系统设计标准偏低。我国原有的设计规范规定,一般排水管道、泵站及附属设施设计重现期为0.5~2年,但是随着城市社会经济的快速发展,高层建筑林立,立交道路纵横,加上地面大面积硬化造成雨水的渗、蓄、滞能力差,进一步增加了排水管道的输排压力,原有的设计标准偏低,亟待调整。\n(2)城镇排水系统建设滞后。未按规划及时完成合流制改造和新设施建设,造成断头管、断头河现象。随着城镇建设工作的发展,原有的汇水分区被改变,超出本区域设施设计能力的客水汇入,造成汛期严重积水,特别是下凹式立交桥区问题更为突出。\n(3)城镇排水系统资金投入不足,养护缺失、管理不到位。社会上违规地向排水管道倾倒垃圾、泥浆以及破坏设施造成雨水口堵塞,管道积泥堵塞,形成“肠梗阻”,面对这种情况,一些城镇资金投入不足、养护缺失、管理不到位,造成城镇的部分地区汛期严重积水。\n(4)城镇防洪和排涝的衔接不顺。汛期城镇河道排泄能力不足、河道水位过高,造成顶托,导致雨水不能及时排除。\n(5)应急联动能力不足。信息化和指挥调度体系不健全,机动应急抢险能力不能满足要求。\n近年来北京、余姚、武汉、深圳、昆明等多个城市汛期先后变成“水城”,都与排水与污水处理系统设施标准偏低、建设滞后、年久失修失养等关系密切,给国家和人民生命财产带来巨大损失。"]
- ["问:暴雨的红色、橙色、黄色、蓝色预警是怎样划分的?", "答:我国将汛情可能造成危害的程度由低到高划分为蓝色汛情预警 (IV级)、黄色汛情预警(Ⅲ级)、橙色汛情预警(Ⅱ级)、红色汛情预警(I级)四个预警级别。\n暴雨蓝色预警信号:12h内降雨量将达50mm以上,或者已达50mm以上,可能或已经造成影响且降雨可能持续。\n暴雨黄色预警信号:6h内降雨量将达50mm以上,或者已达50mm以上,可能或已经造成影响且降雨可能持续。\n暴雨橙色预警信号:3h内降雨量将达50mm以上,或者已达50mm以上,可能或已经造成较大影响且降雨可能持续。\n暴雨红色预警信号:3h内降雨量将达100mm以上,或者已达100mm以上,可能或已经造成严重影响且降雨可能持续。"]
- ["问:城镇排水与污水处理设施地理信息系统有哪些作用?", "答:随着我国城镇化水平的不断提高,城镇污水处理厂越来越多,城镇排水管网趋于完善,大型城市的排水管网可达上万公里。面对这些复杂的地下城镇排水系统,传统的依靠经验和图纸的管理手段,已经很难适应现代化管理的要求。借鉴发达国家的成功经验,通过对排水与污水处理设施的普查,建立相应的地理信息系统(GIS),运用计算机技术、数字模型技术、地理信息技术,可有效地分析解决排水设施规划、建设、改造与运行管理中的各种错综复杂的问题,变“被动应对响应”为“主动预警处置”,变“看不见的风险”为“可感知、可预警”的形象管理。\n目前,我国已有部分城市采用这种科学的管理手段并收到很好的效果。新颁布的《城镇排水与污水处理条例》已经对建设排水设施地理信息系统提出明确要求。从发展趋势来看,建设完善的排水设施地理信息系统,对提升排水设施管理的标准化、信息化、精细化水平具有重要意义。"]
- ["问:城镇排水管网包括哪些设施?", "答:城镇排水管网包括各类雨水进水口、雨污水管道、检查井、排水泵站及其附属设施。道路边常见的排水沟、雨水篦子、井盖等也是排水设施的组成部分。\n管道:用来输送雨水、污水的各类排水管线。管道可分为污水管道、雨水管道和合流管道三种。\n雨水口:设置在道路两侧用于收集地面雨水的专用附属构筑物,其上部装有雨水算子,可以拦截大的垃圾杂物以防止堵塞排水管道。\n检查井:设置在排水管渠的交汇、转弯处,以及管径、坡度及高程的变化处,是用于对排水管道进行清淤疏通、检查维修的附属构筑物。\n排水泵站:泵房及其配套设施的总称,是为提升污水、雨水而设置的,分为污水泵站、雨水泵站和合流泵站。\n排放口:用来将收集的雨水排入水体和将污水处理厂处理后的污水排入水体的专用设施。\n溢流口:为了应对雨季进入污水管网水量过大而设置的,防止对污水处理系统产生冲击。"]
- ["问:城镇排水管网的主要作用是什么?", "答:城镇排水管网是城镇重要的市政基础设施,其作用是收集污水和排除雨水,污水通过分流制的污水管网或合流制管网收集和输送至城镇污水处理厂处理达标排放,雨水则通过分流制的雨水管网或合流制管网收集和排放至水体。"]
- ["问:城镇排水管道的特点是什么?", "答:城镇排水管道是收集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施,其特点是重力流、埋深大、易淤积、占用地下空间多、会产生有毒气体等。由于排水管道具有上述特点,需要优先规划、优先建设,预留地下空间;在清淤养护过程中,通常需要预先通风和占道作业。由于排水管道往往直径较大,管内污水有时充满度较高,行人不慎坠入,极易被淹溺或冲走,甚至气体中毒,造成生命危险。"]
- ["问:排水泵站的作用是什么?", "答:排水泵站是设置于雨水、污水管道系统中的一个重要设施,其作用是提升雨水、污水。由于城市雨水、污水管网是地下的长距离输水设施,若靠水的自重流到末端的污水处理设施,管网要保持一定的坡度,会造成管道埋地很深,考虑到施工难度和成本问题,有时会在排水系统中设置中途泵站,将雨水、污水提升到一定的高程,便于继\n续输送。\n下凹式立交桥区是积水重灾区,往往下挖深、汇水点低,极易造成道路淹泡,利用抽升泵站排水是将低洼处积水及时排出的最有效方法。"]
- ["问:调蓄池的作用是什么?", "答:调蓄池是设置在合流制或分流制的管网系统中,用于汛期调节、储存雨水、污水的地下设施,目的是削减高峰流量,控制初期雨水或合流溢流污染,存蓄的污染雨水最终还需要排入污水处理厂进行处理。"]
- ["问:为什么要对排水管网进行定期检查?", "答:城镇排水管网深埋地下,就像人的血管一样需要定期检查,以便掌握管道的排水和结构状况。检查通常包括水深、水量,管壁老化、损坏、渗漏、腐蚀、管道淤堵情况等,为排水管道的维护提供依据。发现问题后,要及时消除隐患,保障排水管网的安全稳定运行和公共安全。\n定期检查包括人工巡查和仪器探查,人工巡查主要是针对地面设施的损坏、占压、非法接入、施工影响等,仪器探查主要是针对地下管道内部状况的影像检查。"]
- ["问:排水管网为什么要定期清淤?", "答:在收集和输送污水时,排水管网中会沉积滞留很多泥沙,如果不定期清淤,不仅影响管道输水通畅,还会产生沼气等易燃易爆气体和硫化氢等有害气体,发生爆炸或人员中毒等伤亡事故。因此,管道污泥必须及时清除。\n排水管道清淤疏通清掏上来的污泥一般要经过妥善处理处置。管道污泥含水率一般在91%~93%,以无机成分为主,有机物含量在20%~30%。污泥容积大、有恶臭味,若不经过无害化处理处置,将会对环境造成二次污染,而经初步浓缩后运送到集中处置站,进行筛分、淘洗、脱水,就可作为路基材料和建筑材料等。"]
- ["问:排水管网是如何进行维护操作的?", "答:排水管道养护维修的主要内容包括清淤疏通、附属构筑物整修和管道修复更新等。一般有准备、作业、收尾三个阶段:准备阶段主要包括交通导行、占道围挡、管道通风与有毒气体检测等;作业阶段主要是采用专用机械设备、工具器械等对管道及其附属构筑物进行养护维修;收尾阶段主要包括复原检查井盖、清理作业垃圾、拆除作业\n围挡、恢复道路交通等。\n排水管道的养护维修作业周期较长,为减少对道路交通的影响,通常在夜间进行。"]
- ["问:排水管道中有害气体的组成和危害有哪些?", "答:排水管道中的污水在收集、输送过程中,有机物会发生厌氧反应,产生硫化氢、甲烷、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等有毒有害、易燃易爆气体,可导致人员昏迷、麻痹,以致死亡,遇有明火还会发生爆炸。"]
- ["问:如何防止排水管网中有害气体的中毒与爆炸?", "答:按照国家安监局《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》,专业人员进入排水管道作业需取得有限空间操作证,严格按照安全操作规程进行作业。非专业人员严禁进入排水管道及其附属设施、不得私自打开路面井盖、不得在井盖附近燃放烟花爆竹等。"]
- ["问:城镇污水处理的主要作用和手段有哪些?", "答:城镇污水处理的主要作用是净化污水、开发利用水资源、保护水环境。城镇污水处理的主要手段包括人工处理和自然处理。\n人工处理指城镇污水通过管网系统进入污水处理厂,经物理、生物、化学等方法进行污染物的分离、降解、氧化等,净化处理达到一定标准后排放水体或作为再生水水源。\n自然处理是利用自然形态的设施通过生物作用去除污水中的污染物,主要包括氧化塘和湿地处理。氧化塘处理主要是通过塘内各物种间的相互作用形成食物链生态系统,包括细菌、真菌、藻类和其他水生动植物,对污水中的污染物进行有效的处理和利用。湿地是指水域与陆地交界的沼泽地带,人们把湿地比作城市的“肾”,它是通过自然沉淀、微生物降解、水生植物吸收等去除污水中的污染物。湿地处理不仅能净化水质、涵养生态,还可调节区域气候。"]
- ["问:城镇污水处理厂的处理对象是什么?", "答:城镇污水处理厂的处理对象是由城镇管网收集的全部污水废水,包括居民生活和公共服务、饭店宾馆等排出的污水和医院及工厂预处理后排出的废水,还有通过雨水管网收集的初期雨水。"]
- ["问:什么是污水的物理处理?", "答:污水物理处理又称污水一级处理,是通过简单的沉淀、过滤或适当的曝气,以去除污水中的悬浮物、调整pH及减轻污水的腐化程度的工艺过程,去除污水中大部分粒径在100μm以上的颗粒物质。方法有:\n(1)重力分离法,其处理单元有沉淀、上浮(气浮)等,使用的处理设备是沉淀池、沉砂池、隔油池、气浮池及其附属装置等。\n(2)离心分离法,其本身是一种处理单元,使用的设备有离心分离机、水力旋流分离器等。\n(3)筛滤截留法,有栅筛截留和过滤两种处理单元,前者使用格栅、筛网,后者使用砂滤池、微孔滤机等。\n此外,还有废水蒸发处理法、废水气液交换处理法、废水磁分离处理法、废水吸附处理法等。\n物理处理法的优点是:设备大都较简单,操作方便,分离效果良好,故使用极为广泛。"]
- ["问:什么是污水的化学处理?", "答:污水的化学处理是通过化学反应和传质作用来分离、去除污水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的污水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等;以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。"]
- ["问:什么是污水的生物处理?", "答:污水生物处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一,主要借助微生物的分解作用把污水中的有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较方便、简单,按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。\n厌氧生物处理是利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢气等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。\n好氧生物处理是采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘。"]
- ["问:什么是污水的一级处理?", "答:污水一级处理是通过物理拦截、沉砂、沉淀等方法去除污水中非溶解性的固体和悬浮物。通过一级处理可以去除60%~80%的悬浮物(SS),以及部分非溶解性的COD和BOD。污水在一级处理阶段的停留时间一般为2~3h。城镇污水仅采用一级处理工艺一般仍达不到较好的出水水质。"]
- ["问:什么是污水的二级处理?", "答:污水二级处理又称生化处理或生物处理,是在污水一级处理基础上通过生物化学方法进一步去除污水中的胶体、溶解性有机污染物、氮和磷。经过一级处理和二级处理后,污水中90%以上的SS、BOD、COD以及部分的氮和磷得到去除。在二级处理阶段污水停留时间一般为8~15h。二级处理通常包括曝气生物反应池(简称曝气池)、二沉池。"]
- ["问:什么是污水的深度处理?", "答:污水深度处理通常是以污水的再生利用为目的,在二级处理后根据水质要求增加的处理工艺,常用于进一步去除水中难以降解的COD、SS、氮、磷,以及盐类和病毒,主要有混凝沉淀、介质过滤、膜分离、臭氧氧化、活性炭吸附、消毒、湿地净化等方法。"]
- ["问:城镇污水二级处理的主要工艺有哪些?", "答:城镇污水二级处理主要采用氧化沟、A^2/O、SBR工艺等活性污泥处理工艺,生物接触氧化、生物滤池等生物膜法和化学方法等也有一定的应用。活性污泥法的基本原理是向污水中不断注入空气,维持水中适当的溶解氧,利用微生物组成的活性污泥絮凝体,首先吸附污水中的有机污染物,再通过自身代谢将有机污染物氧化分解成二氧化\n碳和水,使污水得以净化,同时微生物自身得到增殖繁衍。"]
- ["问:什么是氧化沟工艺?", "答:氧化沟属于活性污泥处理工艺的一种变形工艺,一般采用转刷、转碟等表面曝气设备对污水供氧;氧化沟采用环形沟渠形式,混合液在氧化沟曝气器的推动下作水平流动,氧化沟采用延时曝气,不需初沉池且不采用污泥消化处理;氧化沟分为很多种类型,如传统转刷曝气氧化沟、三沟式氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、一体化氧化沟、微曝氧化沟。\n氧化沟工艺具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗小、全程自动化控制等优点,但同时也存在污泥膨胀、流速不均等不足。"]
- ["问:什么是A^2/O工艺?", "答:A^2/O工艺是厌氧—缺氧—好氧单元处理技术英文单词Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的组合,是一种常用的污水处理工艺,可用于二级污水处理及深度处理,具有良好的脱氮除磷效果。厌氧一般放在流程前端,是为好氧段除磷创造条件;后续的缺氧是为了脱氮;最后的好氧是降解有机污染物、硝化、除磷的主要单元。A^2/O工艺具有同时脱氮除磷、污泥沉降性能好等优点,但回流污泥中含有的硝酸盐进入厌氧区会影响除磷效果,脱氮效果也受到内回流比的影响。"]
- ["问:什么是SBR工艺?\n", "答:SBR是序批式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)的英文缩写,是一种按时间序列将污水均化、沉淀、生物降解等功能集一池完成的活性污泥处理技术。具有设施简单、布置紧凑的特点,多在中小型污水处理厂使用。"]
- ["问:什么是生物接触氧化工艺?", "答:生物接触氧化工艺与上述悬浮式生物处理技术不同,它采用固定式填料作为微生物的载体,克服了悬浮式生物处理技术中活性污泥易于流失的缺点,在反应器中能保持很高的生物量。因此,多在水量小、水质波动较大和污染物浓度较低、活性污泥不易培养等情况下采用,具有占地少、耐低温的优点。"]
- ["问:什么是曝气生物滤池工艺?", "答:曝气生物滤池工艺出现于20世纪70年代末80年代初,是一种生物膜法处理工艺。与传统活性污泥法相比,曝气生物滤池中活性微生物浓度要高得多,反应器体积小,占地面积少,具有良好的处理性能,还具有模块化结构、便于自动控制、臭气少等优点,在我国主要用于城镇污水、部分工业废水的深度处理。"]
- ["问:什么是人工湿地?", "答:人工湿地是指人为设计、建设的湿地系统,分为表流和潜流两种类型,其中生长着挺水、浮水和沉水植物,能够对污染物质进行吸收、代谢、分解,实现水体净化。目前全世界有众多的人工湿地用于污水处理,面积从几百平方米到几千公顷不等。\n人工湿地由沟槽、防渗层、填料层及水生植物组成,污水由湿地的一端通过布水管渠进入,与生物填料及植物根区接触而获得净化。\n人工湿地与传统污水处理厂相比具有投资少、运行成本低等明显优势,但占地较大,受气候条件限制,处理效率较低,常作为二级处理出水的深度处理工艺。"]
- ["问:什么是MBR工艺?", "答:MBR工艺是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理技术,是膜生物反应器(MembraneBio-reactor)的英文缩写,常用的膜生物反应器有两类:一类是浸没式膜-生物反应器,另一类是外置式膜-生物反应器。与许多传统的生物水处理工艺相比,MBR工艺出水水质好、有利于水的再生利用、剩余污泥产量少、占地面积小、有利于氨氮及难降解有机物的去除,但该工艺建设和运行成本较高,维护管理较复杂。"]
- ["问:污水处理中为什么要设置消毒处理单元?", "答:城镇污水处理系统中,普通生物处理只能除去污水中部分细菌、病毒等病原微生物,水质虽已改善,但细菌的绝对数量仍很多,且有病原菌存在。为了防止疾病的传播,必须灭活这些微生物,废水才可安全地排入水体或循环再用。消毒是灭活这些致病微生物的有效方法,因此污水处理厂应设置消毒单元。"]
- ["问:污水处理中常用的消毒方法有哪些?", "答:污水处理中常用的消毒方法有氯剂消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。\n氯剂消毒:通过氯制剂(如氯气、次氯酸钠、二氧化氯)的氧化作用,对细菌、病毒进行灭活。\n臭氧消毒:通过臭氧的氧化还原反应,对细菌、病毒进行灭活,臭氧的灭活作用极强。\n紫外线消毒:利用紫外线照射水流,使水中的各种病原体细胞组织中的DNA结构受到破坏而失去活性,从而达到消毒杀菌的目的。"]
- ["问:如何控制城镇污水处理厂产生的臭味?", "答:城镇污水处理厂的臭味主要来自一级处理区域和污泥处理区域。通常采取封闭、收集、净化处理后排放,并在厂区周围设置隔离带。我国城镇污水处理厂臭味排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)。"]
- ["问:如何控制城镇污水处理厂产生的噪声?", "答:城镇污水处理厂的噪声一般来自各类水泵、鼓风机、压缩机等设备,通常采取减振、消音、隔声、吸音、封闭等措施。我国城镇污水处理厂的厂界噪声执行《声环境质量标准》(GB3096)。"]
- ["问:城镇污水处理厂是如何选址的?", "答:污水处理厂选址的基本原则有:①应设在地势较低处,便于污水自流入厂;②宜靠近排放水体,便于处理后的净化水就近排放;③设在城镇、工厂及居住区的主导风向的下风向;④不宜设在雨季易受水淹的低洼处;⑤应与城镇总体规划相一致。"]
- ["问:什么是再生水?", "答:再生水是指污水经二级处理后,再经过深度处理,达到冲厕、景观、洗车及工业冷却等用水水质标准的水。我国颁布的《城市污水再生利用分类》(GB/T18919)标准中,按照用途将再生水分为城市杂用水、景观环境用水、工业用水、农田灌溉用水、地下水回灌用水五大类。"]
- ["问:再生水是如何生产出来的?", "答:再生水生产通常以城镇污水为水源,经二级处理后再增加“混凝、过滤、消毒”或“膜过滤+消毒”等深度处理工艺,部分新建再生水厂直接采用“膜生物反应器(MBR)+消毒”工艺生产再生水。\n当用户对再生水水质要求高时,根据水质及处理要求,可在深度处理中增加活性炭吸附、氨吹脱、离子交换、折点加氯、反渗透、臭氧氧化等单元,或几种单元技术的组合。"]
- ["问:为什么要大力推进再生水的应用?", "答:再生水水量水质稳定,用途广泛。与海水淡化和跨流域调水相比,再生水开发成本低,可减少清洁水用量,对缓解水资源匮乏、减轻水体污染、改善生态环境,实现水生态的良性循环等意义重大。我国水资源短缺,再生水可作为城镇第二水源,应大力推广发展。"]
- ["问:再生水是如何输送给用户的?", "答:再生水的输送一般是根据工矿企业用水、景观补充水和市政杂用等不同用途,采用管道输送、加水机供水、再生水直供三种方式。当输水管线过长、沿程压力损失大时,需要在适当位置设置加压泵站。"]
- ["问:再生水的成本构成是怎样的?", "答:再生水的成本通常由原水输送、处理和再生水供给三个子系统的费用构成。采用的处理技术、系统规模不同,制水成本也不同。据统计,目前我国城镇再生水制水及供水成本为1.5~4.5元/t。"]
- ["问:再生水供应过程中有哪些安全保障措施?", "答:再生水输送和储存与自来水一样可能会产生水质二次污染、病原菌滋生以及管道腐蚀等问题。相关部门应建立完善的再生水水质安全保障体系,包括输水管网维护、委托有资质的检测机构进行定期检测、利用在线水质监测系统进行实时监督。"]
- ["问:国外再生水利用的典型案例有哪些?", "答:美国\n再生水作为一种合法的替代水源,在美国正得到越来越广泛的利用,成为城市水资源的重要组成部分。美国产业化的污水再生回用设施建设的全面展开,始于20世纪90年代初期。早在1992年,美国国家环保局就会同有关方面推出了再生水回用建议指导书,包括回用处理工艺、水质要求、监测项目与频率、安全距离和条文说明,为尚无法则可遵循的地区提供了重要的指导信息。\n美国城镇再生水回用的用途十分广泛,包括非饮用用途的直接利用和饮用用途的间接利用。从回用水的使用构成上看,农作物灌溉、回灌地下水、景观与生态环境用水以及工业用水,是目前美国城镇污水回用最主要的几项用途。来自加州的统计数据显示,全部回用水总量中,约32%用于农业灌溉,27%用于回灌地下水,17%用于绿化灌溉,7%用于工业生产,3%用于补充地表径流、营造湿地和休闲娱乐水面等景观生态用水,1%用于屏蔽海水入侵,其余13%用于城镇公共建筑和居民家庭的多种非饮用用途,包括冲厕、洗车、街道清洗、建筑物的卫生保洁、非食品和非饮食用具的洗涤等。\n美国的城镇污水回用厂供应工商业用户和居民家庭使用的回用水水价,一般按供水价的50%~75%收取。\n日本\n日本于1962年开始利用再生水,1980年开始以东京为首迅速发展再生水利用设施。经过30多年的积累,在综合管理、技术开发应用等方面取得了一定的成果。\n目前日本大城市普遍形成了双管供水系统,一个是饮用水系统,另一个是再生水系统,即“再生水道”系统。“再生水道”以输送再生水供生活杂用著称,约占再生水回用量的40%。日本年生活用水量达157亿m²,年污水处理量为143亿m³,处理率在90%以上,每年再生水回用约2亿m³,主要用于缺水城市中的河道补水、景观用水、融雪用水、冲厕用水、道路和绿地喷洒用水、工业用水和农业灌溉用水。\n日本再生水水费的设定和征收在综合考虑再生水生产、输配设施建设及维护管理费用的基础上,针对不同用户对象,制定不同的水价。例如,福冈对再生水的收费实行按量阶梯式水价,每月再生水使用量为1~100m³的,每吨收费150日元;每月再生水使用量为100~300m³的,每吨收费300日元;每月再生水使用量超过300m³的,每吨收费350日元。\n以色列\n以色列是一个严重缺水的国家,因此,是全世界再生水利用程度最高的国家之一。1972年就开始规模化污水再利用,目前全国几乎所有的家庭都实现了自来水和再生水的双管供水系统,100%的生活污水和72%的市政污水得到回用。\n以色列要求城市的每一滴水至少应回收利用一次,再生水的利用主要是把工业与城市生活产生的污水集中起来,进行净化处理后二次用于农业生产灌溉和工业企业、市民冲厕、河流复苏等。46%的再生水直接回用于灌溉,其余的33.3%和20%分别回灌于地下或排入河道。除用于农业灌溉外,再生水还用于工业用水、公园和体育馆灌溉、清洗街道、洗车、消防用水、混凝土搅拌、采用双配水系统的宾馆和写字楼冲厕、补给地下水以及避免海水倒灌等。\n在以色列,水是实行严格和高度计划管理的。以色列设有专门的水资源管理委员会,每个公民都有用水限额,农业和工业用水也都是按计划分配。为鼓励农业经营者多使用二次净化水,净化水价格低廉,如使用由农庄和农户自己简单处理的水质不太好的净化水,则价格更低。现在,以色列每年要把3.3亿m³的净化水用于农业生产,占农业用水总量的1/3,这不仅节约了水资源,同时也在很大程度上避免了各种废水对有限的土地资源与环境所造成的污染与侵蚀,因而有利于土地和生态环境的保护。\n新加坡\n新加坡于1988年开始进行再生水研究,于2003年2月正式启动再生水推广活动,并建立了勿洛和克兰芝两座新生水厂,新生水开始投入大规模批量生产。新加坡的水资源管理由公用事业局负责,实施水资源的全方位管理,建设下水道收集系统进行废水和污水收集,并且建造相对独立的排水系统和下水道污水处理体系实现广泛的污水处理和再利用。\n目前,新加坡已经建造了五座新生水厂,当地新生水总产量在2010年达到全国供水总量的30%。已有超过300家商业企业使用新生水,较大幅度地节省了工业用水。新加坡再生水绝大部分供应给工业、商业、服务业、环境美化,同时有很小部分与天然水混合后送往自来水厂,经进一步处理后达到饮用水标准,间接作为饮用水供应。\n新加坡政府鼓励用户使用再生水,先后对再生水价进行了三次调整:2005年年初把再生水售价从每立方米1.30新加坡元调低到1.15新加坡元,之后再次下调为1.0新加坡元。"]
- ["问:污水处理过程中为什么会产生污泥?", "答:污水处理过程中会产生污泥,污泥主要来自初沉池、二级生物处理单元和化学处理单元等。\n初沉污泥:污水中可沉降的污泥包括泥沙、未降解的固体颗粒等,它们大部分由一级处理系统排出。\n剩余活性污泥:在生物处理过程中由于微生物的新陈代谢,产生了新的污泥,为保持生物体总量平衡,必须排出一部分老化的微生物体,这部分微生物体称为剩余活性污泥,由二级生物处理系统排出。\n化学污泥:经混凝、沉淀等物理、化学方法处理后产生的污泥。"]
- ["问:处理每万吨污水通常会产生多少污泥?", "答:根据污水处理厂地域和进水污染物浓度不同,处理每万吨城镇污水通常会产生5~10t脱水泥饼(含水率80%)或1~2t干固体,具体产生量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。"]
- ["问:未经处理的污泥有哪些危害?", "答:污水处理厂脱水泥饼含水率一般低于80%,未经进一步脱水处理,不能达到卫生填埋场污泥含水率(≤60%)的进场标准,不仅会占用垃圾填埋场库容,而且会堵塞垃圾渗滤液收集系统。\n湿污泥未经无害化处理,运输过程中易发生遗撒,散发臭气和异味,影响市容环境,传播疾病,危害公共卫生安全。\n当污泥无序露天堆放时,污染物还会随水流入水体,造成土壤和水体二次污染。"]
- ["问:为什么说污泥也是一种资源?", "答:城镇污水处理厂的污泥中含有大量的矿质元素、营养元素和一些植物生长所需要的营养物质,通过适当处理可以土地利用,还可以制砖、沼气利用、制取活性炭等,变废为宝,转化为可被人类利用的资源。当前,污泥处理处置技术不断发展,污泥资源化已成为必然的发展方向。"]
- ["问:污泥处理处置的“四化”原则是什么?", "答:减量化:通过脱水等技术手段减少污泥的重量和体积。\n稳定化:通过生物、化学及物理方法降解污泥中容易腐蚀的有机物质。\n无害化:通过处理使污泥不对环境造成二次污染,不对人体健康产生危害。\n资源化:通过技术措施回收污泥中具有使用价值的物质和资源。"]
- ["问:污泥是如何进行浓缩处理的?", "答:污泥浓缩是减容的主要方法,通常采用重力浓缩法和气浮浓缩法。\n重力法是利用重力将污泥中的固体与水分离,降低其含水率,污泥含水率可从99%降至96%。\n气浮法是利用在一定的温度下,空气在液体中的溶解度与空气受到的压力成正比,即服从亨利定律。当压力恢复到常压后,所溶空气即变成微细气泡从液体中释放出来。大量微细气泡附着在污泥颗粒的周围,可使颗粒比重减少而被强制上浮,达到浓缩的目的。"]
- ["问:污泥为什么要进行消化处理?", "答:污泥消化的目的是使污泥中的有机物质稳定化、减少污泥体积、降低病原体数量,可分为厌氧消化和好氧消化。\n污泥厌氧消化是利用微生物在无氧条件下的代谢作用,使污泥中的有机物质分解为甲烷、二氧化碳和水等。主要作用是使污泥达到不易腐烂的稳定状态,以利于对污泥进一步处理和利用,同时产生的气体(俗称沼气)经适当脱硫等处理净化后,是一种清洁燃料。通过厌氧消化有机物可降解40%。但厌氧消化运行管理要求高,消化池需要密闭、池容大、池数多。\n污泥好氧消化,是对污泥进行较长时间的曝气,使污泥中微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。"]
- ["问:污泥为什么要进行脱水处理?", "答:污泥脱水是将浓缩或消化后的污泥进一步脱除水分,转化为半固态泥块的一种污泥处理过程,主要有压滤和离心机等机械方法。污泥脱水减少的是间隙水和表层吸附水,其目的是进一步减小体积,将污泥含水率从95%~97%控制到60%~80%,便于外运、处置和利用,减少污染。"]
- ["问:什么是污泥的干化处理?", "答:污泥干化是将脱水后的污泥进一步降低含水率的工艺过程,主要有自然干化、化学干化、电干化、热干化等方式,通常含水率控制在40%~60%。污泥干化会大幅减少污泥含水量,目的是便于后续污泥的处理处置和利用。"]
- ["问:什么是污泥的堆肥处理?", "答:污泥堆肥通常采用好氧静态发酵工艺,是指在人为控制条件下供氧,通过微生物的生化作用,将脱水污泥中的有机物分解、腐熟并转变成稳定腐殖土的过程。在堆肥过程中,由于持续的高温,几乎可将污泥中病原菌和寄生虫卵全部杀灭,且提高了可被植物利用的营养成分,可作为土壤改良剂和有机肥料。\n厌氧堆肥由于发酵周期长、产生臭味多,目前较少采用。"]
- ["问:什么是污泥的卫生填埋?", "答:卫生填埋是将污泥脱水至含水率小于60%,进入垃圾填埋场与垃圾混合填埋处置的一种方法。\n目前卫生填埋是我国应用较多的污泥处置方式,具有投资少、操作简单、易处理等特点。但污泥含水率高时,填埋操作困难,并占用填埋场库容。"]
- ["问:什么是污泥的干化焚烧?", "答:污泥的干化焚烧是将脱水污泥干化后进行焚烧。焚烧对污泥的处理较为彻底,二次污染得到一定程度的控制。但污泥焚烧一次性投资大、系统构成复杂,为了控制尾气中的二噁英,燃烧温度要求高,烟气要进行特殊处理,焚烧飞灰也需按照危险废物处置,运行管理要求严格,处理处置费用高。"]
- ["问:污泥可以土地利用吗?", "答:污泥中含有机物、氮、磷、钾等有益成分,经过无害化、稳定化处理后,可用作土壤改良剂或肥料,更适用于林地的土壤修复和生态工程建设。土地利用的主要形式有农业利用、森林利用、园艺利用和土地改良等。\n但是未经稳定化、无害化处理的污泥施用于土壤,可能造成土壤以及水体的二次污染。因此,污泥的土地利用应依据国家的有关规定和标准,科学管理、规范实施。"]
- ["问:污泥处理处置的其他方式方法有哪些?", "答:污泥除厌氧消化、堆肥、干化、焚烧、填埋和土地利用之外,还可用于烧制水泥和陶粒(工程应用阶段)。当前,国内外科学家对于污泥制活性炭、制吸附剂、用作黏结剂、污泥油化、降解氯代化合物等都有一定的研究,但尚处于探索阶段,尚未得到大规模商业应用。"]
- ["问:排水许可与排污许可是一回事吗?", "答:排水许可与排污许可不是一回事。排水许可是排水户向城镇排水管网排放污水执行的许可管理制度,排污许可主要指工业企业等产生的污废水,经处理达到污染物排放标准,不经城镇排水管网直接向自然水体排放污水执行的排污许可管理制度。经城镇污水处理厂处理后的出水向自然水体排放的,也应办理排污许可。\n办理了排水许可证的工业等排水户,不再需要办理排污许可证。"]
- ["问:为什么要对污水处理厂实施排污许可证制度?", "答:排污许可证制度是指凡是需要向环境排放各种污染物的单位或个人,都必须事先向环境保护部门办理申领排污许可证手续,经环境保护部门批准获得排污许可证后方能向环境排放污染物的制度。我国2007年颁布的《排污许可证管理条例》首次将污水处理厂纳入排污许可证的发放范围。因为,化学需氧量(COD)和氨氮(NH_3-N)的排放是国家刚性的削减指标,而生活污染源是化学需氧量和氨氮的排放大户,给污水处理厂发放排污许可证,就是要提高城市综合污水处理的达标率,控制水中主要污染物的排放,为完成污染总量控制的削减任务、有效控制水体污染提供保障。"]
- ["问:为什么地方要制定严于国家标准的地方污水排放标准?", "答:国家标准是适用于全国范围的标准。我国幅员辽阔,人口众多,各地区对环境质量要求也不相同,各地工业发展水平、技术水平和构成污染的状况、类别、数量等都不相同;水体环境中稀释扩散和自净能力也不相同。为了更好地控制和治理水环境污染,各地政府应结合当地的地理特点、水文气象条件、经济技术水平、工业布局、人口密度等因素,进行全面规划,综合平衡,划分区域和质量等级,提出符合实际情况的环境质量要求,同时增加或补充国家标准中未规定的当地主要污染物的项目及容许浓度。这样有助于结合实际治理水污染,保护和改善水环境。\n地方标准应该符合以下两点:一是国家标准中所没有规定的项目;二是地方标准应严于国家标准,以起到补充、完善的作用。"]
- ["问:城镇污水处理厂在线监测的主要指标有哪些?", "答:国家环保总局2005年公布的《污染源自动监控管理办法》(国环〔2005〕28号令)要求,污水处理厂应当按照规定的时限建设、安装自动监控设备及其配套设施,配合自动监控系统的联网。通过污水处理厂在线监测系统,可以获得24h连续的在线监测数据,实现监控中心对污水处理厂的远程监控。\n在线监测指标由污水处理厂所在地的环保监测部门根据污水处理厂出水达标具体要求设置,一般监测指标有进出水流量、COD、氨氮、pH,其他监测指标可包括进出水总氮、总磷和总有机碳等。在线监测指标将随着管理的逐渐加严而逐渐增加。"]
- ["问:日常生活中哪些行为会影响排水设施的正常运行?", "答:(1)向雨水口倾倒生活污水会污染河道。\n(2)向雨水口和雨水算子内倾倒建筑垃圾、塑料袋、一次性筷子、竹签、卫生巾等固体垃圾,极易造成管道堵塞。雨季易导致路面积水,影响通行甚至引发内涝灾害。\n(3)向下水道倾倒消毒剂、染发剂、废酸等化学制剂,会造成管道腐蚀。\n(4)向下水道倾倒施工泥浆和装修垃圾,特别是油漆、涂料等,会造成排水管道堵塞和坏损及爆炸。\n(5)向下水道倾倒各种油脂特别是动物油,油脂容易板结堵塞下水道。\n(6)使用含磷洗衣粉,污水进入水体会造成污染,进入污水处理厂会影响安全达标运行。\n(7)其他偷盗、损毁、占压排水设施等不良行为,均会影响排水设施正常运行和功能发挥。"]
- ["问:发现排水设施损毁等现象应该怎么办?", "答:保护排水设施是公民的责任和义务,也是保障自身安全的需要。偷盗或损毁排水井盖和雨水算子、占压井口或管道、向排水管道乱扔垃圾等行为,都会对排水设施功能正常发挥和市民出行安全等造成严重影响。对此类不良行为和不法活动,广大市民要坚决抵制。发现排水设施被盗、被毁等情况应及时打政府便民电话(“12345”)及水\n务热线、排水热线,也可直接向主管部门或运营单位反映。"]
- ["问:暴雨期间城镇居民出行应注意什么?", "答:(1)暴雨天气,市民应尽量减少出行。一旦遇到暴雨,若受阻或所处地段危险,应尽可能联络家人,告知你的具体位置,以方便救援。\n(2)暴雨伴随雷电时应及时关闭手机,扔掉带金属杆的雨伞,不倚靠路灯杆、信号杆、树干、高压线和变压器,以防遭雷击。\n(3)行走要远离检查井口。暴雨来临前选择地势较高安全的位置避雨,并停留至暴雨结束为止。\n(4)严禁私自打开井盖和雨水算子等设施,避免给他人造成伤害;如果路面水满,要站立在安全处切勿贸然涉水,以防遇到被掀起井盖的井口而跌落造成伤害。\n(5)下凹立交桥积水超过警戒线时,严禁驾车通行。\n(6)留意外界动向,警惕泥石流等灾害,并远离不牢固围墙、广告牌等,以防砸伤等事故。"]
- ["问:城镇排水管网占道维护作业中,公众应如何配合?", "答:排水设施进行养护和维修,需要占道施工时,主管部门一般会选择夜间或不影响正常生活秩序的施工方案。但有时也会出现白天占路抢修的情况,可能会给公众出行带来不便,或产生噪声、异味等不利影响。对此,需要公众给予理解,选择绕道出行等方式配合相关作业。"]
- ["问:为什么不能私接和混接排水管道?", "答:私接和混接排水管道是违法的、不道德的行为。\n排水管的大小和走向都是经过科学设计的,而且每一个接口都是经过专业封闭的。私接管道带有很大的盲目性,接口也没有进行封闭,很容易出现下水井排量超负荷造成污水冒井的现象,会严重影响居民的生活和出行,还会对管道及附属构筑物造成结构安全隐患;混接是指将雨水排入污水管道或者污水排入雨水管道的行为。混接会造成管道中产生有毒有害气体,影响公共卫生和公众安全,造成水体污染,甚至引发疫情。因此,公民应自觉不私接、乱接和混接排水管道。"]
- ["问:为什么不能占压排水设施?", "答:地面检查井口、雨水口等排水设施一旦被社会车辆、临时建筑、材料堆放等占压,会影响其正常运行和维护,甚至导致设施损坏。遇有紧急情况,还会影响及时的抢修和维护,造成污水冒溢、内涝和爆炸等严重后果。所以,公民应自觉禁止任何占压、围堵地面排水设施的行为。"]
- ["问:为什么不能将粪便等直接倒入排水设施?", "答:粪便中含有大量有机物,在微生物的作用下易发酵产生沼气,遇到明火会发生爆炸,影响公共安全。同时,粪便直接倒入检查井、雨水口等排水设施,也会造成管道堵塞和水体污染。所以要杜绝向排水设施直接倾倒粪便等不良行为。"]
- ["问:为什么燃放烟花爆竹需要远离排水检查井?", "答:城镇排水管网的检查井是与排水管道连通的。污水长期滞留在管道内,会发酵产生甲烷气体(沼气),一旦遇到烟花爆竹等明火就会引起爆炸,造成人身伤害和财产损失。因此,公众燃放烟花爆竹时要谨记远离排水检查井,更禁止将爆竹插在井盖孔上或掀开井盖燃放。"]
- ["问:井盖和雨水篦子丢失会造成什么危害?", "答:雨(污)水井盖和雨水篦子等是城镇排水设施的重要组成部分,一旦被偷盗、损毁或挪移,不但影响排水设施功能正常,还会造成“马路陷阱”,给行人和车辆造成巨大安全隐患。因此,发现其丢失或损毁时,公民可拨打排水服务热线告知有关部门及时处理,避免损失和造成人身伤害。"]
- ["问:为什么餐饮企业的排水系统须设置隔油池和格栅?", "答:餐饮企业排水中含有大量的动植物油脂,低温时冷凝挂壁易堵塞管道,高温时易产生恶臭,腐蚀管道;含油污水随管道进入污水处理厂不利于水厂的稳定运行,进入水体会造成污染,影响鱼类生存。因此,餐饮企业的排水需采取设置隔油池和格栅等措施,处理达标后,方可排入城镇排水管网。"]
- ["问:公众使用再生水时应注意哪些问题?", "答:(1)目前我国进入家庭冲厕或市政杂用的再生水不是饮用水,不能直接或间接饮用。\n(2)必须使用专门再生水管道,不得私自改动与其他管道连接,以免再生水和自来水等管道连通,危害用户健康。\n(3)用户发现再生水有异味、颜色异常等情况时,要立即停止使用并及时报告,确定水质安全后再使用。"]
- ["问:怎样区别再生水管道与自来水管道?", "答:我国对于再生水管道的标识有明确规定。根据《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》(GB7231)规定:再生水管道上贴有黄色(淡黄色、中黄色)标识,注明管道内为再生水。在管道上以宽为150mm的色环标识,两个标识之间最小距离应为10m,其标识的场所应该包括所有管道的起点、终点、交叉点、转弯处、阀门和穿墙孔两侧等的管道上和其他需要标识的部位。识别符号由物质名称、流向和主要工艺参数等组成。"]
- ["问:为什么要交纳污水处理费和再生水费?", "答:污水处理费是水费的重要组成部分,属行政事业性收费,一般在收取自来水费时同时代收。\n《中华人民共和国水污染防治法》第四十四条规定,“城镇污水应当集中处理。”\n“设施的运营单位按照国家规定向排污者提供污水处理的有偿服务,收取污水处理费用,保证污水集中处理设施的正常运行。向城镇污水集中处理设施排放污水、缴纳污水处理费用的,不再缴纳排污费。收取的污水处理费用应当用于城镇污水集中处理设施的建设和运行,不得挪作他用。”\n再生水费和污水处理费性质相同,《城镇排水与污水处理条例》规定,再生水应纳入水资源统一配置。\n因此,治理水污染、保护水环境、开发水资源,需要国家投入、社会支持、公民参与。缴纳污水处理费和再生水使用费既是法律规定,也是公民的责任和义务。"]
- ["问:哪些行为会危及城镇排水与污水处理设施安全?", "答:《城镇排水与污水处理条例》第四十二条规定,禁止从事下列危及城镇排水与污水处理设施安全的活动:\n(一)损毁、盗窃城镇排水与污水处理设施;\n(二)穿凿、堵塞城镇排水与污水处理设施;\n(三)向城镇排水与污水处理设施排放、倾倒剧毒、易燃易爆、腐蚀性废液和废渣;\n(四)向城镇排水与污水处理设施倾倒垃圾、渣土、施工泥浆等废弃物;\n(五)建设占压城镇排水与污水处理设施的建筑物、构筑物或者其他设施;\n(六)其他危及城镇排水与污水处理设施安全的活动。"]
- ["问:城镇污水处理厂数量不断增长,为什么黑臭水体依然很多?", "答:近年来,我国城镇污水处理事业快速发展,污水处理厂数量迅速增加。污水中的污染物在污水处理厂得到大量削减,达标排放进入河道的水对城镇水体改善起到了重要作用。\n但很多水体依然黑臭,原因是多方面的。例如:城镇排水管网建设滞后,管网收集率低,造成部分污水没有通过管网收集进入污水处理厂而是直接入河导致污染;污水私接乱排,致使污水通过雨水管直接入河导致污染;初期雨水和雨污合流溢流未截蓄处理的水直接排入水体造成污染;有的河道长期得不到清淤整治,水体中大量污染物沉淀并积累在河流底泥中,致使水体污染黑臭;有些河道生态系统遭到破坏尚未得到恢复,自净能力减弱。而排入水体的污染物量又超过水体的自净能力,从而造成水体溶解氧耗尽,出现厌氧过程,导致水体黑臭等。正是因为这些问题的存在,致使很多河道虽有污水处理厂达标排放的水,仍不能恢复水体的自然修复生态功能。\n2015年,住房和城乡建设部牵头有关部委编制了《城市黑臭水体整治工作指南》,国家将进一步加强黑臭水体的综合治理,而且将全社会、全体公民的支持、参与和监督纳入综合治理的重要举措中。"]
- ["问:公众发现污水处理厂违法排污应如何投诉举报?", "答:发现污水处理厂违法排污时,公众可拨打政府公众服务热线(“12345”)、环保热线(“12369”)或直接向环境保护主管部门投诉举报。"]
- ["问:什么是发酵工业?", "答:所谓发酵工业,就是利用微生物的生命活动产生的酶对无机或有机原料进行加工获得产品的工业。它包括传统发酵工业(有时称酿造),如某些食品和酒类的生产,也包括近代的发酵工业,如酒精、乳酸、丙酮-丁醇等的生产,还包括新兴的发酵工业,如抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、单细胞蛋白等的生产。\n在我国常常把由复杂成分构成的、并有较高风味要求的发酵食品,如啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒等饮料酒,以及酱油、酱、豆腐乳、酱菜、食醋等副食佐餐调味品的生产称为酿造工业;而把经过纯种培养、提炼精制获得的成分单纯且无风味要求的酒精、抗生素、柠檬酸、谷氨酸、酶制剂、单细胞蛋白等的生产叫做发酵工业。"]
- ["问:在我国,食品发酵工业存在的主要问题表现在哪些方面?", "答:在我国,食品发酵工业存在的主要问题表现在,生产虽有一定规模,但产品结构不合理,粗放经营,资源浪费严重,环境污染突出,经济效益低下。"]
- ["问:我国发酵工业若要在今后几年保持稳定、快速发展,要怎么办?", "答:我国发酵工业若要在今后几年保持稳定、快速发展,就不能再以简单增加资源、能源、劳动力的方式来扩大生产,而要大力开发生物技术,大幅度增加技术含量,依靠先进的科技来增加产量,降低成本,增加效益。"]
- ["问:发酵工业废水主要来源是什么?", "答:发酵工业的主要废渣水来自原料处理后剩下的废渣(如蔗渣、甜菜粕、大米渣、麦糟、玉米浆渣、纤维渣、葡萄皮渣、薯干渣等)、分离与提取主要产品后废母液与废糟(如玉米、薯干、糖蜜酒精糟,味精发酵废母液,白酒糟,葡萄酒糟,柠檬酸中和废液等)以及加工和生产过程中各种冲洗水、洗涤剂和冷却水。"]
- ["问:发酵工业为什么会污染环境?", "答:发酵工业采用玉米、薯干、大米等作为主要原料,并不是利用这些原料的全部,而只是利用其中的淀粉,其余部分(蛋白、脂肪、纤维等)限于投资和技术、设备、管理等原因,很多企业尚未加以很好地利用。发酵工业年耗粮食、糖料、农副产品达8000多万t,其中玉米、大米等原料耗量为2500万t左右。若粮薯原料按平均淀粉含量60%(质量分数)计,则上述行业全年将有1000万t原料尚未被很好利用,其中有相当部分随冲洗水及洗涤水排入生产厂周围水系,不但严重污染环境,而且大量地浪费了粮食资源。"]
- ["问:味精工业废水对环境造成了怎样的污染?", "答:味精工业废水对环境造成的污染问题日趋突出,在众所周知的淮河流域水污染问题中,它是仅次于造纸废水的第二大污染源;在太湖、滇池、松花江、珠江等流域,也因味精废液污染问题,成为公众注目的焦点。对于味精废液,过去一直采用末端治理的技术,投资大,不能从根本上解决问题。随着生产规模的不断扩大,味精废液的污染日趋严重。1996年我国味精产量55万t,废液中约有8.4万t蛋白质和54.6万t硫酸铵,其中大多数被排放掉了,造成资源、能源的极大浪费。"]
- ["问:甘蔗糖厂对环境造成了怎样的污染?", "答:全国目前共有甘蔗糖厂440家。20世纪80年代以来,甘蔗糖厂的主要污染源糖蜜酒精废液的治理一直是人们研究的重大科研项目,先后有许多的治理方案和治理工程问世,但是没有一种方案和工程技术既可达到酒精废液的零排放又有明显的环境效益、社会效益和很好的经济效益。"]
- ["问:食品与发酵工业废水的主要特点是什么?", "答:食品与发酵工业的废水具有水质差异大、有机物质和悬浮物含量高、易腐败的特点。虽然一般不具有毒性,但会导致受纳水体富营养化,使水体缺氧,进而恶化水质,对环境造成污染。"]
- ["问:发酵工业废水主要包含哪些废渣?", "答:主要包含蔗渣、甜菜粕、大米渣、麦糟、玉米浆渣、纤维渣、葡萄皮渣、薯干渣等原料处理后的废渣,以及玉米、薯干、糖蜜酒精糟、味精发酵废母液、白酒糟、葡萄酒糟、柠檬酸中和废液等分离与提取主要产品后的废母液与废糟。"]
- ["问:发酵工业废水的主要成分有哪些?", "答:食品与发酵工业生产过程中产生的废渣水含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、糖类以及多种微量元素。常见的废渣包括酒精糟、白酒糟、麦糟、废酵母、黄浆大米渣、薯干渣、玉米浆渣等。"]
- ["问:发酵工业废水有哪些再利用价值?", "答:理想的饲料原料,也是微生物增殖的营养源。还可以用废渣为培养基进行厌氧发酵,将复杂的有机物通过微生物作用降解转化,获得大量沼气。更重要的是,废渣水在生产饲料和沼气的同时,能大大降低污染负荷。"]
- ["问:用废渣水来生产饲料和沼气的工艺是怎样的?", "答:用废渣水来生产饲料和沼气的工艺,是拟将废渣水进行固液分离,滤渣干燥生产各种产品,而滤液再行处理(生产沼气)。应指出的是,废渣水也可先进行厌氧发酵来生产沼气(如生产粮薯酒精的废渣水),但是厌氧消化液也需固液分离。"]
- ["问:废渣水的处理方式有哪些?", "答:废渣水通常采用固液分离的方式进行处理。常见的固液分离操作包括沉降、离心、过滤、蒸发浓缩和干燥等方法。处理后的固体渣可以用作饲料原料或进行沼气生产,而滤液则可进一步处理用于生产沼气。"]
- ["问:不同类型的发酵工业废水有何不同?", "答:根据发酵工业的性质和产品特点,废水主要包括酒类生产废水、糖类生产废水、乳品工业废水、味精生产废水、柠檬酸生产废水和抗菌素类生物制药废水等。这些废水在水质特征上各有不同,需要针对性地进行处理。"]
- ["问:酒精工业废水的主要来源和特点是怎样的?", "答:酒精工业的污染主要体现在废水的排放方面,其废水主要来源于蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟、生产设备的洗涤水和冲洗水,以及蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水等。相比之下,酒精生产很少排放废渣和废气,而排放的废气和废渣主要来自锅炉房。"]
- ["问:酒精工业废水的主要成分和排放情况是怎样的?", "答:酒精工业废水的主要成分是酒精糟,其排放量相当可观。每生产1吨酒精大约会排放13至16立方米的酒精糟。酒精糟具有酸性,其COD高达5至7×10^6mg/L,是酒精工业中最主要的污染源之一。"]
- ["问:啤酒工业废水的主要来源是什么?", "答:啤酒厂废水主要来源有:麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水,发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水,凝固物洗涤水;糖化过程的糖化、过滤洗涤水;发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水;罐装过程洗瓶、灭菌、破瓶啤酒及冷却水和成品车间洗涤水。此外,啤酒厂废水还包括来自办公楼、食堂、宿舍和浴室等处的生活污水。"]
- ["问:啤酒工业废水的主要成分和超标情况是什么?", "答:啤酒厂排放的废水超标项目主要是COD、BOD₅和SS等。其中,COD和BOD₅是衡量废水中有机污染物含量的重要指标,SS则代表废水中的悬浮物。"]
- ["问:啤酒工业废水的特点有哪些?", "答:啤酒厂生产啤酒过程用水量很大,特别是酿造、罐装工艺过程大量使用新鲜水,相应产生大量废水。啤酒的生产工序较多,不同啤酒厂生产过程中吨酒耗水量和水质相差较大。管理和技术水平较高的啤酒厂耗水量为8~12m³/t,我国啤酒厂的吨酒耗水量一般大于该参数。据统计,国内啤酒从糖化到灌装吨酒平均耗水量为10~20m³。"]
- ["问:啤酒工业废水中的清洗废水是什么?", "答:清洗废水如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等。这类废水受到不同程度的有机污染。"]
- ["问:啤酒工业废水中的冲渣废水是什么?", "答:冲渣废水如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等。这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物。工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过滤槽和沉淀槽洗涤水。此外,糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮固体。"]
- ["问:啤酒工业废水中的灌装废水是什么?", "答:在灌装酒时,机器的跑冒滴漏时有发生,还经常出现冒酒,将大量残酒掺入废水中。另外,喷淋时由于用热水喷淋,啤酒升温引起瓶内压力上升,“炸瓶”现象时有发生,致使大量啤酒洒散在喷淋水中。为防止生物污染,循环使用喷淋水时需加入防腐剂,因此,被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。"]
- ["问:啤酒工业废水中的洗瓶废水是什么?如何处理?", "答:清洗瓶子时先用碱性洗涤剂浸泡,然后用压力水初洗和终洗,瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥砂等。碱性洗涤剂要定期更换,更换时若直接排入下水道,则可使啤酒废水呈碱性,因此,废碱性洗涤剂应先进入调节、沉淀装置进行单独处理。若将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来用以调节废水的pH值(啤酒废水平时呈弱酸性),则可以节省污水处理的药剂用量。"]
- ["问:啤酒厂废水排放量存在哪些差异?", "答:啤酒厂之间的废水排放量差距很大,这与生产工艺和管理水平等因素密切相关。同时,同一厂在不同时间段的排水量也存在较大差异,这可能是由于季节和生产量的变化所导致的。"]
- ["问:啤酒厂的酒损率和什么有关,一般是多少?", "答:一般来讲,从麦芽制备开始直到成品酒出厂,每一道工序都有酒损产生。酒损率与生产厂的设备先进性、完好性和管理水平有关。酒损率越高,造成的环境污染越严重。先进酒厂的酒损率约为6%~8%,设备陈旧及管理不善的酒厂酒损率可高达18%以上,一般水平的啤酒厂的酒损率为10%~12%。"]
- ["问:啤酒工业废水的有机物排放情况是怎样的?", "答:与废水排放量一样,废水的水质在不同季节也有一定的差别,尤其是处于高峰流量时的啤酒废水,其有机物含量也处于高峰。一般来讲,每制1t成品酒,排出COD污染物约25kg,或BODs污染物15kg,悬浮性固体约15kg。"]
- ["问:乳品工业包括哪些?", "答:乳品工业包括乳场、乳品接收站和乳制品加工厂。乳品接收站主要任务是从乳场接收乳品,然后装罐运输到装瓶站或加工厂。乳场除做好运输准备工作外,有时还要在分离器中将乳品脱脂,把奶油运出或加工成黄油,而脱脂乳可用做饲料或加工成酪朊。乳品加工厂主要生产奶粉、炼乳、酸奶、酪朊、冰激凌等产品。"]
- ["问:乳品工业废水主要来自哪些来源?", "答:乳品工业废水主要来自乳场、乳品接收站和乳制品加工厂。乳场废水主要来自洗涤水、冲洗水;乳品接收站废水主要是为运送乳品所用设备的洗涤水;乳品加工废水主要是生产工艺废水和大量的冷却水,冷却水占总废水量的60%~90%。"]
- ["问:乳品加工厂废水包括什么?", "答:乳品加工厂废水包括各种设备的洗涤水、地面冲洗水、洗涤与搅拌黄油的废水以及生产各种乳制品的废水(如奶粉厂的废水主要来自设备洗涤水和大量的冷却水,酪朊厂的废水主要来自真空过滤机的滤液、产品的洗涤水、蒸发器的冷凝水)。"]
- ["问:乳制品厂废水的处理量和排放量受什么因素影响?", "答:乳制品厂废水的处理量和排放量受到生产规模、加工工艺、管理水平等因素的影响。一般来说,生产规模大的乳品加工厂单位产品耗水量和废水排放量会比生产规模小的少。"]
- ["问:乳品加工厂废水中含有哪些主要污染物?", "答:乳品加工厂废水含有大量的有机物质,主要是含乳固形物,包括乳脂肪、酪蛋白、其他乳蛋白、乳糖、无机盐类等。这些物质在水中呈可溶性或胶体悬浮状态。"]
- ["问:味精工业生产工艺是怎样的?", "答:生产工艺与其他发酵产品一样,为\n原料→处理→淀粉→液化→糖化→发酵→分离与提取→产品\n味精生产工艺主要有淀粉水解糖的制取、谷氨酸发酵、谷氨酸的提取与分离和由谷氨酸精制生产味精。"]
- ["问:味精工业废水的主要来源有哪些?", "答:其主要废(渣)水来自:原料处理后剩下的废渣(米渣);发酵液经提取谷氨酸(麦麸酸)后废母液或离子交换尾液;生产过程中各种设备(调浆罐、液化罐、糖化罐、发酵罐、提取罐、中和脱色罐等)的洗涤水;离子交换树脂洗涤与再生废水;液化(95℃)至糖化(60℃)、糖化(60℃)至发酵(30℃)等各阶段的冷却水;各种冷凝水(液化、糖化、浓缩等工艺)。"]
- ["问:味精工业废水中主要的污染物是什么?", "答:发酵废母液或离子交换尾液虽占总废水量的比例较小,但是COD负荷高达30000~70000mg/L,废母液pH值为3.2,离子交换尾液pH值为1.8~2.0,是味精行业亟待处理的高浓度有机废水。而属于中浓度有机废水的洗涤水、冲洗水排放量大(100~250m³/t产品),其COD负荷为1000~2000mg/L,相当于啤酒行业的废水污染负荷,也是应该设法处理的有机废水。至于冷却水,只要管道不渗漏,是不应有污染负荷的。"]
- ["问:味精废水处理的主要问题是什么?", "答:目前的主要问题是味精废水处理投资和运行费用过高,企业无法承受。采用厌氧处理,运行费用较低,但是厌氧处理目前尚无法有效解决高浓度硫酸盐问题。部分味精厂有饲料酵母生产线,用发酵废母液培养饲料酵母后,可使其COD下降40%左右。但目前大部分的味精厂采用冷冻等电点-离子交换工艺提取谷氨酸,因为离子交换尾液生产饲料酵母绝大多数是亏损运行,工厂的生产积极性已明显减弱。"]
- ["问:针对味精废水处理,有哪些可能的解决方案?", "答:针对味精废水处理,目前尚未出现一种能在工业中真正实际应用的有效处理方法。部分味精厂尝试使用厌氧处理降低COD含量,但尚无法有效解决高浓度硫酸盐的问题。另外,有些厂家尝试用发酵废母液培养饲料酵母以降低COD含量,但这也存在一定局限性。因此,味精行业希望能找到一种技术上可行、经济上合理、在工业中可实际应用的处理工艺成套设备。"]
- ["问:抗菌素是什么?", "答:抗菌素(antibiotics)是微生物、植物、动物在其生命过程中产生(或利用化学、生物或生化方法)的化合物,具有在低浓度下选择性地抑制或杀灭它种微生物或肿瘤细胞的能力,是人类控制感染性疾病、保障身体健康及防治动植物病害的重要药物。"]
- ["问:抗菌素工业是什么?", "答:抗菌素工业属于发酵工业的范围。抗菌素发酵是通过微生物将培养基中某些分解产物合成具有强大抗菌或抑菌作用的药物,它一般都是采用纯种在好氧条件下进行的。抗菌素的生产以微生物发酵法进行生物合成为主,少数也可用化学合成方法生产。此外,还可将生物合成法制得的抗菌素用化学、生物或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物,称为半合成抗菌素。"]
- ["问:抗菌素生产工艺主要包括哪些?", "答:抗菌素生产工艺主要包括菌种制备及菌种保藏、培养基制备(培养基的种类与成分、培养基原材料的质量和控制)与灭菌及空气除菌、发酵工艺(温度与通气搅拌等)、发酵液的预处理和过滤、提取工艺(沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法)、干燥工艺等。抗菌素生产工艺流程与一般发酵产品工艺流程基本相同。生产工艺包括微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程。"]
- ["问:抗菌素生产工艺的主要废渣水来自那里?", "答:抗菌素生产工艺的主要废渣水来自以下三方面:一是提取工艺的结晶废母液,即采用沉淀法、萃取法、离子交换法等工艺提取抗菌素后的废母液、废流出液等污染负荷高(属高浓度)的有机废水;再则是中浓度有机废水,主要是来自于各种设备的洗涤水、冲洗水;最后是冷却水。此外,为提高药效,还将发酵法制得的抗菌素用化学、生物或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物,即半合成抗菌素,其生产过程的后加工工艺中包括有机合成的单元操作,可能排出其他废水。"]
- ["问:抗菌素生产废水中的发酵废水是怎么来的?BOD₅浓度为多少?", "答:发酵废水如果不含有最终成品,则BOD₅浓度为4000~13000mg/L。当发酵过程不正常、发酵罐出现染菌现象时,导致整个发酵过程失败,必然将废发酵液排放到废水中,从而增大了废水中有机物及抗菌素类药物的浓度,使得废水中COD、BOD₅值出现波动高峰,此时废水的BOD₅浓度可高达(2~3)×10mg/L。"]
- ["问:抗菌素生产废水中冷却水中污染物的主要成分是什么?", "答:冷却水中污染物的主要成分是发酵残余的营养物,如蛋白质、脂肪和无机盐类(Ca^{2+}、Mg^{2+}、K^{+}、Na^{+}、SO_{4}^{2-}、HPO_{4}^{2-}、Cl^{-}、C_{2}O_{4}^{2-}等),其中包括酸、碱、有机溶剂和化工原料。"]
- ["问:抗菌素制药废水的水质特征有哪些?", "答:从抗菌素制药的生产原料及工艺特点中可以看出,该类废水成分复杂,有机物浓度高,溶解性和胶体性固体浓度高,pH经常变化,温度较高,带有颜色和气味,悬浮物含量高,含有难降解物质和有抑菌作用的抗菌素,并且有生物毒性等。COD浓度高、废水中SS浓度高、存在难生物降解和有抑菌作用的抗菌素等毒性物质、硫酸盐浓度高、水质成分复杂、水量小且间歇排放,冲击负荷较高"]
- ["问:为什么抗菌素制药废水COD浓度高?", "答:抗菌素制药废水中主要包括发酵残余基质及营养物、溶媒提取过程的萃余液,经溶媒回收后排出的蒸馏釜残液,离子交换过程排出的吸附废液,水中不溶性抗菌素的发酵滤液,以及染菌倒罐废液等。这些成分浓度较高,如青霉素浓度COD为15000~80000mg/L、土霉素COD浓度为8000~35000mg/L。"]
- ["问:为什么抗菌素制药废水中存在难生物降解和有抑菌作用的抗菌素等毒性物质?", "答:由于抗菌素得率较低,仅为0.1%~3%(质量分数),且分离提取率仅为60%~70%,因 此废水中残留抗菌素含量较高, 一般条件下,四环素残余浓度为100~1000 mg/L, 土霉素残 余浓度为500~1000mg/L 。废水中青霉素、四环素、链霉素浓度低于100 mg/L 时不会影响\n好氧生物处理,但当浓度大于100 mg/L 时会抑制好氧污泥活性,降低处理效果。"]
- ["问:为什么抗菌素制药废水中硫酸盐浓度高?", "答:链霉素废水中硫酸盐含量为3000 mg/L 左右,最高可达5500 mg/L, 土霉素废水为 2000mg/L 左右,庆大霉素废水中为4000 mg/L 。一般认为,好氧条件下硫酸盐的存在对生物处理没有影响,但对厌氧生物处理有抑制作用。"]
- ["问:为什么抗菌素制药废水中水质成分复杂?", "答:中间代谢产物、表面活性剂(破乳剂、消沫剂等)和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等原料成分复杂,易引起 pH 值大幅度波动,影响生化反应活性。"]
- ["问:啤酒废水的处理方法是什么?", "答:啤酒废水主要采用生物氧化法进行处理。由于啤酒废水含有大量的有机碳而氮源含量较少,因此在传统的生物氧化处理过程中,可能需要补充氮源以达到处理效果。生物氧化过程中,传统的活性污泥法处理效果可能较差,因为一些微生物如球衣细菌和酵母菌难以在活性污泥中正常生长。"]
- ["问:为什么啤酒废水通常采用生物接触氧化法?", "答:啤酒废水通常采用生物接触氧化法,因为该方法利用池内填料聚集球衣细菌等微生物,使处理效果更为理想。这种方法可以有效处理啤酒废水中的悬浮有机污染物。"]
- ["问:啤酒废水进入生物接触氧化池前要进行什么处理?", "答:啤酒废水中含有大量悬浮有机污染物,进入生物接触氧化池前应进行初级处理。初级 处理装置可选用格栅和机械细筛两级处理,使悬浮有机物的去除率达80%以上。"]
- ["问:为什么在啤酒废水处理过程中需要考虑预曝气装置或加大好氧生物处理装置的容量?", "答:啤酒废水自然存放4 h后会发生腐败,而腐败的废水进入好氧处理系统会影响处理效果。因此,在处理过程中,应考虑使用预曝气装置或者加大好氧生物处理装置的容量,以确保处理系统具备足够的缓冲能力。"]
- ["问:SBR(序批活性污泥法)工艺处理废水的工艺流程是怎样的?", "答:废水通过机械格栅分离出固体颗粒,然后进入调节池。通过提升泵将废水再从调节池泵入 CASS池,CASS法反应的容积一般包括选择区、预反应区和主反应区。废水由提升泵直接提升到 CASS 的选择区与回流污泥混合,选择区不曝气,相当于活性污泥工艺中的厌氧选择器。在该区内,回流污泥中的微生物菌胶团大量吸附废水中的有机物,能迅速降低废水中有机物浓度,并防止污泥膨胀。预反应区采用限制曝气,控制溶解氧浓度为0.5 mg/L, 使反硝化过程得以可能进行。主反应区的作用是完成有机物的降解或氨氮的硝化过程。选择区、预反应区和主反应区的 体积比为1:5:20,反应池污泥回流比一般为30%~50%。曝气方式采用鼓风曝气,曝气器选用微孔曝气器。"]
- ["问:CASS池中的撇水装置由什么组成?", "答:CASS池中的撇水装置采用旋转式港水器,主要由浮箱、堰口、支撑架、集水支管、集水总 管(出水管)、轴承、电动推杆、减速机和电机等部件组成港水器和整个工艺采用可编程序 控制器(PLC)进行控制,主要根据时间、液位和茫水器位置等因素来综合控制各部件运行。\n主要控制参数包括废水流量,提升时间,污泥回流时间,曝气时间,气流量,沉淀时间,撇水时间、流量,茫水器的速度及原点,高低位,剩余污泥排放时间、流量,主反应池高、低液位,污泥 池高、低液位等。工艺控制系统预先设置控制程序发出指令,控制部件能够按照设定的程序 自动操作,既降低劳动强度,又简化操作。"]
- ["问:什么是水解-好氧生物处理技术?是如何处理啤酒废水的?", "答:水解-好氧联合工艺主要针对低浓度污水,利用厌氧水解反应器进行水解酸化,而不是进行甲烷发酵。然后将废水送入好氧生物处理单元。这种工艺能够将废水中的大分子、难降解有机物转变为易降解的小分子有机物,从而改善废水的可生化性能。"]
- ["问:为什么水解反应器对废水中的有机物去除率较高?", "答:水解反应器对废水中的有机物去除率较高,特别是对悬浮物的去除率显著高于具有相同停留时间的初沉池。这是因为水解池能够截留悬浮性颗粒物质,从而去除了相当一部分的有机物。"]
- ["问:水解-好氧生物处理技术中水解池有什么用?", "答:水解池是一种以水解产酸菌为主的厌氧上流式污泥床,水解反应工艺是一种预处理工 艺,其后可以采用各种好氧工艺,如采用活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和序批活性污泥法 (SBR) 。"]
- ["问:水解-好氧联合工艺的主要特点是什么?", "答:水解-好氧联合工艺的主要特点是将好氧工艺中二级的接触氧化工艺简化为一级接触氧化,并且能耗大幅度降低。实际运行结果显示,出水的COD也有所改善。"]
- ["问:水解池的设计参数包括哪些?", "答:水解池的设计参数包括平均水力停留时间(HRT)、反应器深度(H)、布水管密度、出水三角堰负荷、污泥床的高度、污泥排放口位置等。设计污泥系统需按冬季最不利情况考虑。"]
- ["问:UASB(升流式厌氧污泥床)工艺是如何处理啤酒废水的?", "答:UASB工艺利用升流式厌氧污泥床反应器进行废水处理。废水在该反应器中通过,在厌氧条件下,有机物被微生物降解,达到去除污染物的目的。"]
- ["问:UASB(升流式厌氧污泥床)工艺的主要特点是什么?", "答:UASB工艺的主要特点包括高效率的有机污染物去除率、适用于常温低浓度啤酒废水的处理以及能耗低等。此外,该工艺还能够适应不同规模的废水处理需求。"]
- ["问:UASB(升流式厌氧污泥床)工艺的改进版本是什么?", "答:UASB工艺的改进版本是厌氧内循环(IC)反应器。IC反应器是以UASB反应器内污泥已颗粒化为基础构造的新型厌氧反应器,由两个UASB反应器的单元相互重叠而成,一个是极端高负荷,一个是低负荷。因此,其反应器 高度较大, 一般在20m 以上。由于可采用的负荷较高,所以实际水流的上升流速很高, 一般 为10m/h 以上。它的另一个特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分为两个阶段。"]
- ["问:IC反应器的工作原理是怎样的?", "答:IC反应器的工作原理是废水直接进入反应器的底部,在第一级高负荷的反应区内有一个污泥膨胀床,COD的大部分被转化为沼气,沼气被第一级三相分离器收集。产生的沼气量很大,在上升的过程中产生强烈的提升能力,迫使废水和部分污泥通过提升管上升到反应器顶部的气液分离器中。在气液分离器中,气体离开反应器,而污泥与水的混合液通过下降管回到反应器的底部,完成内循环的过程。出水经过第二个精处理区域后再次进入反应器的底部,最终出水可以保持较低的悬浮物含量。"]
- ["问:IC反应器中的膨胀床部分是什么?", "答:膨胀床部分是由包含高浓度颗粒污泥的膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成,废水和污泥之间有效的接触使污泥具有高的活性,可以获得高的有机负荷和转化效率。"]
- ["问:IC反应器中的精处理区是什么?", "答:在精处理区内,由于低的污泥负荷率、相对长的水力停留时间和推流的流态特性,产生了有效的后处理。另外,由于沼气产生的扰动在精处理区较低,使得生物可降解 COD 几乎全部被去除。"]
- ["问:IC 反应器与 UASB(升流式厌氧污泥床)反应器相比的特点是什么?", "答:反应器总的负荷率较高,但因为内部循环流体不经过精处理区域,因此,在精处理区的上升流速也较低,这两点提供了固体的最佳停留条件。"]
- ["问:IC反应器中的回流系统是什么?", "答:内部的回流系统是利用气提原理,因为在上层和下层的气室间存在着压力差。回流的比例 由产气量(进水 COD 浓度)确定,因此,是自调节的。IC 反应器也可配置附加的回流系统,产 生的沼气可以由空压机在反应器的底部注入系统内,从而在膨胀床部分产生附加扰动;气体 的供应也会增加内部水淤泥的循环。内部的循环也同时造成了污泥回流,这使得系统的启动过程加快,并且可在进水有毒性的情况下采用 IC 反应器。"]
- ["问:IC反应器与传统厌氧处理工艺相比有哪些特点?", "答:1、占地面积小, 一般高为16~25 m, 平面面积相对很小;\n2、有机负荷高,水力停留时间短;\n3、剩余污泥少,约为进水 COD 的 1%,且容易脱水;\n4、靠沼气的提升产生循环,不需用外部动力进行搅拌混合和使污泥回流,节 省动力的消耗。但是对于间歇运行的 IC 反应器,为使其能快速启动,需要设置附加的气体 循环系统,因为生物降解后的出水为碱性,当进水酸度较高时,可以通过出水的回流使进水 得到中和,减少药剂用量;耐冲击性强,处理效率高,COD 去除率为75%~80% ,BODs 去除率 为 8 0 % ~ 8 5 % 。"]
- ["问:IC 反应器与好氧气提反应器 (CIR- COX)串联一起使用有哪些特点?", "答:IC 反应器应用 于高浓度有机废水,CIRCOX 反应器适用于低浓度的废水,两者串联起来是较优化的工艺组 合。具有占地面积小、无臭气排放、污泥量少和处理效率高等优点。"]
- ["问:IC 反应器与好氧气提反应器 (CIR- COX)串联一起使用的流程是怎样的?", "答:具体的流程是,啤酒生产废水汇集至进水井,由泵提升至旋转滤网。其出水管上设温度 和 pH 值在线测定仪,当温度和 pH 值的测定值满足控制要求时,废水就进入缓冲池,否则排 至应急池。缓冲池内设有淹没式搅拌机,使废水均质并防止污泥沉淀。废水再由泵提升至 预酸化池,在其中使有机物部分降解为挥发性脂肪酸,并可在其中调节营养比例和 pH 值。 然后,废水由泵送入IC 反应器,经过厌氧反应后,流入 CIRCOX 反应器,出水流至斜板沉淀池,加入高分子絮凝剂以提高沉淀效果。污泥用泵送至污泥脱水系统,出水部分回用,其余 排放。各个反应器的废气由离心风机送至涤气塔,用处理后的废水或稀碱液吸收。"]
- ["问:在高浓度废水厌氧处理工艺中的主要设置是什么?", "答:在高浓度废水厌氧处理工艺中,主要设置了硫酸盐还原-好氧脱硫反应器,以消除硫酸盐的影响。此外,为了有效去除COD,脱硫后又设置了厌氧反应器。"]
- ["问:在高、低浓度废水混合处理中的主要设置是什么?", "答:在高、低浓度废水混合处理中,设置了厌氧反应器,进一步降低了COD。为了保证达到NHt-N的排放要求,经过SBR硝化的废水回流到厌氧反应器脱氮,以减少运行费,使出水达标排放。"]
- ["问:在投药系统中,CaO的量如何计算得出?", "答:CaO 是按能去除50%的SO₂²-计算出的。在脱硫反应器运行初期,投加 CaO 是必须的,但是,随 着微生物的培养和驯化与脱硫效率的提高,可以逐步降低 CaO 的投加量,同样可以保证对硫酸盐的去除。这样,相应的药剂费用和污泥脱水费用均可以减少。"]
- ["问:我国制革工业在其发展过程中呈现出哪些特点?", "答:从 整体分布上看,70%的企业集中在华东和中南经济繁荣地区,企业的经济类型以公有制为主 体,而近几年,“三资”企业、民营企业已成为不可忽视的新生力量。\n从规模上 看,上规模企业较少,小型企业约占全行业企业总数的97%以上,企业分布虽遍布全国各 地,但逐步从大中城市向小城市和乡镇转移,其中以乡镇最为兴旺;生产集中度比较低,生产分散,管理粗放,技术落后。\n从资源上看,我国拥有丰富的原料皮资源。"]
- ["问:制革工业生产的准备工段是什么?目的是什么?", "答:准备工段是指将原料皮从浸水到浸酸之前的操作,其目的是除去制革加工不需要的物 质(如头、蹄、耳、尾等废物)以及血污、泥沙和粪便、防腐剂、杀虫剂等;使原料皮恢复到鲜皮 状态,以使经过防腐保存而失去水分的原料皮便于制革加工,并有利于化工材料的渗透和结 合;除去表皮层、皮下组织层、毛根鞘、纤维间质等物质,适度松散真皮层胶原纤维,为成革的 柔软性和丰满性打下良好基础;使裸皮处于适合鞣制状态,为鞣制工序顺利进行做好准备。"]
- ["问:制革工业生产的鞣制工段包括哪些主要操作?", "答:鞣制工段包括鞣制和鞣后湿处理两部分。以铬鞣为例, 一般指从鞣制到加油之前的操 作。它是将裸皮变成革的质变过程。鞣制后的革与原料皮有本质的不同,它在干燥后可以 用机械方法使其柔软,具有较高的收缩温度,不易腐烂,耐化学药品作用,卫生性能好,耐曲 折,手感好。\n铬初鞣后的湿铬鞣革称为蓝湿革。为进一步改善蓝湿革的内在品质和外观,需要进行 鞣后湿处理,以增强革的粒面紧实性,提高革的柔软性、丰满性和弹性,并可染成各种颜色, 赋予革某些特殊性能,如耐洗、耐汗、防水等性能。"]
- ["问:制革工业生产的整饰工段的主要内容是什么?", "答:整饰工段包括皮革的整理和涂饰操作,它属于皮革的干操作工段。其中整理多为机械 操作,它可改善革的内在和外观质量,提高皮革的使用价值和利用率。皮革经过干燥、整理 后大多数产品需要进行涂饰,才能成为成品革。涂饰是指在皮革表面施涂一层天然或合成 的高分子薄膜的过程。皮革涂饰过程中,经常辅以磨、抛、压、摔等机械加工,以提高涂层乃至成革的质量。"]
- ["问:制革工业为什么会产生废水?", "答:皮革加工是以动物皮为原料,经化学处理和机械加工而完成的。在这一过程中,大量的 蛋白质、脂肪转移到废水、废渣中;在加工过程中采用的大量化工原料,如酸、碱、盐、硫化钠、 石灰、铬鞣剂、加脂剂、染料等,其中有相当一部分进入废水之中。"]
- ["问:制革废水主要来自于哪些工段?", "答:制革废水主要来自于准 备、鞣制和其他湿加工工段。这些加工过程产生的废液多是间歇排出,其排出的废水是制革工业污染的最主要来源,约占制革废水排放总量的2/3。"]
- ["问:制革工业鞣前准备工段产生的废水主要污染物有哪些?", "答:主要污染物为有 机废物(包括污血、蛋白质、油脂等)、无机废物(包括盐、硫化物、石灰、Na₂CO₃ 、NH₄、NaOH)和有机化合物(包括表面活性剂、脱脂剂等)"]
- ["问:制革工业鞣制工段产生的废水主要来源于什么?废水排放量是怎样的?", "答:在该工段中,废水主要来自水洗、浸酸、鞣制,主要污染物为无机盐、重金属铬等。其污水排放量约占制革总水量的8%左右。"]
- ["问:鞣后湿整饰工段产生的废水主要来源于什么?废水排放量是怎样的?", "答:在该工段中,废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂、喷涂机的除尘等,主要污染物为染 料、油脂、有机化合物(如表面活性剂、酚类化合物、有机溶剂)等。鞣后湿整饰工段的废水量约占制革总水量的20%左右。"]
- ["问:制革工业废水的耗水量是多少?", "答:一般情况下,每生产加工一张猪皮约耗水0.3~0.5 m³, 生产加工一张盐湿牛皮耗水 1~1.5m³, 生产加工一张羊皮约耗水0.2~0.3 m³, 生产加工一张水牛皮耗水1.5~2m³ 。根据产品品种和生坯类别的不同,每生产1 t 原料皮需用水60~120 m³。"]
- ["问:制革废水的时流量变化和日流量变化是怎样的?", "答:制革废水的时流量变化表现为每天出现约5小时的高峰排水,高峰排水量可能为日平均排水量的2~4倍。而日流量变化则受操作工序时间安排影响,每个周末和周日排水量相对较少。"]
- ["问:制革废水的水质变化情况如何?", "答:制革废水的水质变化很大,COD浓度在一天中可能出现4~5次超过3000mg/L,BOD浓度在一天中也可能出现3次以上超过2000mg/L。pH值变化范围很大,最高可达11,最低可达2左右,显示出污染物排放的无规律性。"]
- ["问:制革废水的污染负荷有多重?", "答:制革工业废水具有重的污染负荷,主要表现为碱性大、色度重、耗氧量高、悬浮物多,同时含有硫、铬等。制革废水中有毒、有害废水(含硫、含铬废水)通常占总废水量的15%~20%(体积分数),其中来自铬鞣工序的废水铬含量高达2~4g/L,来自灰碱脱毛的废液中硫化物含量可达2~6g/L。这些高浓度废水是制革废水污染防治的重点,必须加以单独处理。"]
- ["问:制革废水的色度是怎样的?", "答:制革废水色度较大,采用稀释法测定其稀释倍数, 一般在600~3500倍之间,主要由植鞣、染色、铬鞣和灰碱废液造成,如不经处理而直接排放,将使地表水带上不正常颜色,影响水质和外观。"]
- ["问:制革废水的碱性是怎样的?", "答:制革废水总体上呈偏碱性,综合废水 pH 值在8~10之间。其碱性主要来自于脱毛等工序用的石灰、烧碱和Na₂S。碱性高而不加处理会影响地表水的 pH 值和农作物生长。"]
- ["问:制革废水的悬浮物是怎样的?", "答:制革废水中的悬浮物(SS)高达2000~4000 mg/L,主要是油脂、碎肉、皮渣、石灰、毛、泥 沙、血污,以及一些不同工段的废水混合时产生的蛋白絮、Cr(OH); 等絮状物。如不加处理 而直接排放,这些固体悬浮物可能会堵塞机泵、排水管道及排水沟。此外,大量的有机物及油脂也会使地表水耗氧量增高,造成水体污染,危及水生生物的生存。"]
- ["问:制革废水的硫化物是怎样的?", "答:硫化物主要来自于灰碱法脱毛废液,少部分来自于采用硫化物助软的浸水废液及蛋白 质的分解产物。含硫废液在遇到酸时易产生 H₂S 气体,含硫污泥在厌氧情况下也会释放出H₂S气体,对水体和人的危害性极大。"]
- ["问:制革废水的氯化物及硫酸盐是怎样的?", "答:氯化物及硫酸盐主要来自于原皮保藏、浸酸和鞣制工序,其含量为2000~3000 mg/L。 当饮用水中氯化物含量超过500 mg/L 时可明显尝出咸味,如高达4000 mg/L 时会对人体产生危害。而硫酸盐含量超过100 mg/L 时也会使水味变苦,饮用后易产生腹泻。"]
- ["问:制革废水的铬离子是怎样的?", "答:制革废水中的铬离子主要以 Cr^{3+}形态存在,含量一般为60~100 mg/L。Cr^{6+}虽然比 Cr^{3+}对人体的直接危害小,但它能在环境或动植物体内产生积蓄,从而对人体健康产生长远影响。"]
- ["问:制革废水的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)是怎样的?", "答:由于制革废水中蛋白质等有机物含量较高又含有一定量的还原性物质,所以 COD 和 BOD 都很高,若不经处理直接排放会引起水源污染,促进细菌繁殖;同时废水排入水体后要 消耗水体中的溶解氧,而当水中的溶解氧低于4 mg/L 时,鱼类等水生生物的呼吸将会变得困难,甚至死亡。"]
- ["问:制革废水中的脱脂废液是什么?", "答:原料皮经组批后,要经过去肉、浸水和脱脂。 一般情况下,生猪皮的油脂含量在21%~ 35%(质量分数)之间,去肉(机械脱脂)后油脂去除率为15%,脱脂后油脂去除率为10%;浸 灰、鞣制后,原有油脂的85%左右被去除,大多数转移到废水中,并主要集中在脱脂废液中, 致使脱脂废液中的油脂含量、COD 和 BOD 等污染指标很高。"]
- ["问:制革废水处理技术中,脱脂废液的处理方法有哪些?", "答:对于脱脂废液的处理,可以采用分隔治理的方法,通过分离废液中的油脂并进行回收。常用的油脂回收方法包括酸提取法、离心分离法和溶剂萃取法。其中,酸提取法是较为普遍和经济的方法。该方法在酸性条件下破乳废水中的油脂,使其分离出来,经过分层后回收油脂,并通过碱皂化和酸化水洗等步骤最终得到混合脂肪酸。酸提取法的工艺流程相对清晰明了,操作相对简单,因此被广泛接受和采用。"]
- ["问:什么时候使用离心分离法进行脱脂废液的油脂回收?", "答:据有关资料介绍,当废液中油脂 含量在6000 mg/L 以上时,采用离心分离法分离油脂是经济的。 一些制革厂采用这种方法 时,经一次离心,废水中油脂去除率达60%,再经第二次离心,油脂去除率可达95%。但离 心分离技术从设备投资、能量消耗和操作管理上看,现阶段还是较难实现的"]
- ["问:酸提取法的工艺流程是怎样的?", "答:脱脂废液出鼓后,由集液槽收集,经分隔沟排入集水池,在集水池入流处放置格栅或滤 床,经过滤后的脱脂废液既可提高粗油脂质量,又可防止运行中工作泵的堵塞。集水池的沉 淀物由排泥管可排至污泥浓缩脱水系统中。上层清液由泵提升至后处理工序的反应器中进 行破乳分离操作。"]
- ["问:在我国制革工业生产中,脱毛操作多采用什么技术?", "答:目前,在我国制革工业生产中,脱毛操作多采用硫化碱脱毛技术,由于它质量稳定可靠, 生产操作简单,易于控制。因此,在相当长的一段时期内,硫化碱脱毛技术将成为我国制革 工业使用的主要脱毛技术。"]
- ["问:灰碱脱毛废液的水量和水质是怎样的?", "答:脱毛用的化工原料主要是 Na₂S 和石灰,其废水产生量约占制革废水总量的10%。每加 工一张猪皮平均产生脱毛废液15~20 L, 每张牛皮产生脱毛废液65~70 L。其废水污染负 荷高,毒性大,硫化物含量在2000~4000 mg/L 之间。这部分废液的 COD 占污染总量的 50%,硫化物污染占95%以上。此外,悬浮物和浊度值都很高,是制革工业中污染最为严重 的废水。"]
- ["问:处理灰碱脱毛废液的化学沉淀法是什么?", "答:向脱毛废液中加入可溶性化学药剂,使其与废水中的 S²- 起化学反应,并形成难溶解的 固体生成物,通过固液分离而除去废水中S²- 。 去除硫化物常用的沉淀剂有亚铁盐和铁盐等。\n采用亚铁盐时,利用 S²-和 Fe²+在 pH 值大于7.0的条件下,反应生成不溶于水的 FeS沉淀,然后进行硫化物分离。其反应式为FeSO₄+Na₂S—→FeS↓+Na₂SO₄"]
- ["问:化学沉淀法处理灰碱脱毛废液的工艺流程是怎样的?", "答:脱毛废液出鼓后由集液槽收集,经分隔沟排入集水池,在集水池入口处设置格栅或滤 床,过滤掉毛和灰渣。由于脱毛废液是强碱性溶液,如直接加铁盐或亚铁盐脱硫,沉淀剂用 量过大,颗粒细,速度慢,通常是先向脱毛废液中加入少量硫酸,调节废液 pH 值 在 8 ~ 9 之间,再投入沉淀剂,除硫效果好,反应终点 pH 值在7左右,不会产生硫化氢气体。待静置澄清后,上清液进入水处理系统,污泥则进入污泥浓缩干化系统。"]
- ["问:化学沉淀法处理灰碱脱毛废液时脱硫后的废水不稳 定的原因及处理办法?", "答:由于脱硫后的废水中含有大量有害杂质,虽然经过脱硫沉淀,但处理后的水质仍不稳 定,存放期稍微加长就会出现水质变浊,这主要是由于存在大量不稳定的中间产物。向废水 中加入一定量的氧化剂或通入空气进行曝气氧化即可克服上述缺陷,其中通入空气曝气较 投加氧化剂在成本上要合理得多。另外,曝气搅拌可促使反应更加充分,其不足之处就是沉淀剂消耗量大,污泥产生量大,易造成二次污染,水体易受影响(带有黑色)。"]
- ["问:酸化吸收法是如何处理脱毛废液中的硫化物的?", "答:在酸化吸收法中,首先将废水中的硫化物与硫酸反应产生硫化氢气体(H₂S),随后利用碱液吸收生成的硫化氢气体,形成硫化碱以便回用。\n反应方程式如下\n加酸生成硫化氢气体\nNa₂S+H₂SO₄=H₂S+Na₂SO₄\n碱液吸收\nH₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O\nH₂S+NaOH=NaHS+H₂O\nNa₂S+H₂S=2NaHS"]
- ["问:酸化吸收法处理灰碱脱毛废液工艺流程是怎样的?", "答:将含 Na₂S 的脱毛废液由高位槽放入反应釜中,至有效液位后关闭阀门。从贮酸高位槽 往反应釜中加入适量硫酸,将反应物的pH 值调至4~4.5,再用空压机把空气从反应釜底部 送入釜中,将所产生的硫化氢气体缓缓地吸入吸收塔,用真空泵连续抽出吸收塔尾部的气 体,而后排空。整个过程约需要6 h 才可完成。\n在整个反应过程中,要求吸收系统完全处于负压和密闭状态,以确保硫化氢气体不致外 漏。反应完毕后的残渣可直接进入板框进行压滤脱水。这种残渣中主要含有有机蛋白质, 可用做农肥或饲料。"]
- ["问:催化氧化法是处理脱毛废液的优势?", "答:在化学沉液法和酸化吸收法的脱硫体系中,特别是化学沉淀法除硫操作中,会产生大量 的含硫污泥,而硫化物在污泥中的积累是皮革废水处理所不希望的,它极易造成二次污染, 给污泥的后期处置带来很大的问题。为了避免产生硫化物在污泥中积蓄,应将废水中有毒 的 S²- 转变为无毒的硫酸盐、硫代硫酸盐或元素硫。氧化法可达到这一目的。"]
- ["问:什么是处理脱毛废液的催化氧化法?", "答:氧化法是借助空气中的氧,在碱性条件下将负二价的硫氧化成元素硫及其相应 pH 值 条件下的硫酸盐。为提高氧化效果,在实际操作中大多添加锰盐作为催化剂,这就是常说的 催化氧化法。\n通常,不论在酸性条件下还是碱性条件下,氧气都可将负二价硫氧化成单质硫。其反应 如下\n碱性条件 O₂+2S²-+2H₂O=2Sy+4OH- \n酸性条件 O₂+2S²-+4H+=2Sv+2H₂O"]
- ["问:催化氧化法是如何处理脱毛废液中的硫化物的?", "答:在催化氧化法中,废水中的负二价硫被氧气氧化成元素硫或硫酸盐。这个过程中常使用锰盐作为催化剂,通过催化剂的作用,废水中的硫化物被氧气氧化。"]
- ["问:国内制革厂对含硫废液进行分隔治理采用什么方法?", "答:目前,国内制革厂对含硫废液进行分隔治理时多采用空气-硫酸锰催化氧化法。在该 工艺中,MnSO₄ 只是一种催化剂,起载体作用。在碱性条件下,Mn²+ 会促进空气中氧对 S²- 的氧化,其反应式为\n2S²-+2O₂+H₂O=S₂O₃²-+2OH-\n2HS-+2O₂=S₂O₃²-+H₂O\n4S₂O₃²-+5O₂+40H-=6SO₄²-+2S↓+2H₂O\n通常,氧化1 kg 的硫化物需O₂ 为 1 kg, 相当于空气3.7 m³(标准大气压)。但在废水处 理中,反应式存在,也需消耗 O₂, 故必须通入过量的 O₂ 以使反应完全、较快地进行。"]
- ["问:催化氧化法工艺流程是怎样的?", "答:收集的脱毛废液经分隔沟进入除硫系统。首先,脱毛废液经格栅滤去大块碎皮等固体 杂物,集中在贮液池内,再经离心泵运至反应池内,催化剂由贮罐经计量后加入反应池内,开 动循环水泵,使废水通过充氧器进行强制循环。在催化剂作用下,废液中的硫化物被氧气氧 化,以达到去除的目的。充氧器的作用是提供足够的氧气,使氧能充分地与硫化物接触反应,故充氧器的结构、所采用的充氧方式等是使氧气与硫化物充分接触的一个重要因素。"]
- ["问:铬鞣工序为什么会造成污染?", "答:一 些人认为,铬鞣工序的红矾用量越多,生产出的成品革性能越好,因此,红矾用量一般都在 5%左右(以浸灰后裸皮质量计),有些工厂甚至用量高达8%。这不仅浪费了大量铬盐,提 高了成本,同时也造成了铬盐对环境的影响。\n对铬鞣中铬的物料平衡分析表明,革中结合的铬(包括废革屑)约占使用量的77%,过多的铬(约20%~23%)则留在废铬液中被排放。"]
- ["问:铬会对环境造成什么影响?", "答:过多的铬随废水排放后,将严重污染江河湖海,如与碱性的其他废水混合,大量的铬将 以氢氧化铬形式沉积于污泥中。这些含有大量铬的污泥如施用于农田,将被植物所吸收,人 通过食用含铬的食物而将铬带到身体内,日积月累会造成严重后果。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水综合处理工作流程是怎样的?", "答:预处理后废水与其他制革废水通过综合管道输送至废水处理厂进行初级处理、二级处理和化学处理。综合废水经细格栅、曝气沉砂池、调节池和初沉池,均衡水质水量,去除大颗粒无机物、部分 COD 和 BOD;再进入传统活性污泥曝气池(活塞流式反应器),经鼓风曝气,废水中污染 物在此阶段最大限度地被降解去除。最后废水进入化学池进行化学混凝沉淀,凝聚剂采用 碱式氯化铝,斜管沉淀,进一步降低废水中的 SS和 COD。\n将废水处理过程中产生的初沉污泥、剩余污泥和化学污泥集中汇集,经重力浓缩、污泥 调质后,进入板框压滤机压滤脱水,滤液重返废水处理系统,滤饼由当地环保部门外运集中 处理。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水中含硫废水的氧化脱硫,其技术要点是什么?", "答:专用管道单独收集,粗、细格栅两道过滤;催化 剂采用硫酸锰, 分别于曝气前及曝气投加;表面 叶轮曝气机强制充氧; 用醋酸铅试纸检验脱硫效果,硫化物去除率 不小于95%;试将制革铵盐脱灰软化的废液纳入含硫废液,在氧化脱硫过程中,兼有除氨作用,NH₄N 去除率约为30%;定期清除池底结泥,确保处理效果。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水中含铬废水的沉淀回收,其技术要点是什么?", "答:专用管道单独收集,格栅及滤布过滤;在沉淀液 中投加35%(质量分数)的NaOH 溶液,控制反应过程中的pH=7~8; 用压缩空气混合搅拌, 持续反应时间为15~30 min;板框压滤,铬泥含固率约为20%(质量分数),含铬量为7%~ 20%(质量分数);铬去除率99.5%。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水中初级处理的技术要点和处理效果是什么?", "答:自动旋转的细格栅截留废水中大颗粒固体如毛 发、皮边、烂肉等;曝气沉砂池采用穿孔管均匀曝气,沉降去除废水中砂、石子等小颗粒物;调 节池24 h 曝气搅拌,均衡水质水量,根据日均水量来确定调节池容纳水量的液位上下限;根 据液位高低调节气量,定期清池,疏通空气穿孔管,保证空气畅通;平流式初沉池,采用机械刮泥和重力排泥结合,离心泵机械排泥;根据日均污水量确定初沉池进水流量,根据排放污 泥性质(如厚薄、气味等)确定排泥次数及时间。通过初级处理,COD、BOD 和 SS 的去除率可 分别达到23%、27%和33%。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水中生物处理的技术要点和处理效果是什么?", "答:采用处理效果稳定的传统活性污泥法;进水可采 用推流式进水,也可采用多点进水,后者较前者可均匀分配污水负荷和需氧量,但对 BOD、 COD 和 NH-N 的去除率相对较低;鼓风曝气用固定双螺旋曝气器;分建平流式二沉池;曝 气池水力停留时间为2~3 d,F/M<0.1, 污泥龄为20 d,污泥浓度为6000 mg/L, 污泥回流比 为100%,每日剩余污泥180m³(含固率1%);将溶解氧浓度控制在2~8 mg/L 之间,pH 值为5~9;通过生物处理,COD、BOD、NH4-N 和 SS 的去除率可分别达到93%、95%、50%和90%。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水中化学处理的技术要点和处理效果是什么?", "答:投加絮凝剂、碱式氯化铝(含 Al₂O₃ 质量分数为 6%),投加浓度为100~400mg/L; 采用液碱调整反应区的 pH 值为6~8;化学污泥通过斜管 沉淀排除;化学处理必须控制进水流量均匀稳定,絮凝剂的投加和反应区 pH 值的控制保持 不变,根据实际水质水量及时调整。通过化学处理,COD、BOD 和 SS 的去除率可分别达到 35%、50%和65%。"]
- ["问:活性污泥法处理制革废水中污泥处理要点是什么?", "答:初沉污泥、剩余污泥和化学污泥汇集后首先通过重力浓缩池,水力 停留时间为1~2d, 污泥含固率由2%增至5%~7%;用FeCl₃ 和石灰调解污泥 pH 值,提高 污泥疏水性能,35%(质量分数)FeCl₃ 的投加量为7~10 kg/m³ 污泥,控制 pH 值在7~8之 间;板框压滤,过滤面积为242m², 过滤容积3 L, 过滤周期2~4h, 滤饼含固率为30%~40%左右。滤饼由当地环保部门外运集中处理,滤液重返废水处理系统。"]
- ["问:氧化沟工艺处理制革废水工艺流程可以怎样?", "答:由于制革废水中含有大量的毛、渣等物,因此在制革车间废水排放口需设置格栅以去除 体积较大的毛和渣,并在废水进入集水井处设置自动机械格栅再次去除较大毛渣。集水井中设有ABS 潜水泵,将废水提升至沉砂池中沉淀,在沉淀 池中去除大颗粒的砂、石,再经过反切式旋转细格栅进一步去除制革废水中的毛渣类污 染物。经过上述处理,可以大大降低后续处理构筑物的负荷。\n经过滤、沉淀后的制革废水再进入曝气调节池进行水质、水量调节。 经调节后的废水由ABS 潜水泵抽送至一沉池进行沉淀。 一沉池采用平流式沉淀池。平流式沉淀池内可安装上下刮泥的刮 泥设备进行刮排泥。制革废水经一沉处理后进入氧化沟处理单元,两组一沉池的出水经过蝶阀与氧化沟连接。\n经一沉处理后的制革废水重力流入氧化沟进行生化处理。采用 Orbal 氧化沟和周边进水、周边出水二沉池的生化 处理系统。分别设计有 Orbal 氧化沟和二沉池。每由于制革废水和含有大量生物的絮状活性污泥的混合液在沟内循环流 动,因而在 Orbal氧化沟内兼具有完全混合型和推流型的特点,各沟内形成缺氧区、过渡区和富氧区,使制革废水的各种污染物在氧化沟中均可得到有效去除。"]
- ["问:Orbal 氧化沟的沟I有哪些特点?", "答:Orbal 氧化沟的沟I 占总容积的70%,是 BOD被氧化、氨氮硝化和硝酸盐被还原为氮气的最关键和最重要的区域,该沟内溶解氧 浓度在0~0.5mg/L 之间,而在富氧区(靠 近氧化沟转碟碟片处),有机污染物得到 好氧分解,氨氮转化为硝酸盐,少量的硫 化物作为好氧菌生长的营养物质也被降 解。因而,在沟 I 内废水中的有机污染物 和硫化物可以被去除。在缺氧区(远离转 碟碟片处),反硝化细菌以有机碳作为碳源和能源,以硝酸盐作能源代谢过程中的电子受体,把硝酸盐还原成氮分子。\n该沟内提供的氧仅能将 BOD 氧化,但沟体内的溶解氧却接近于零,这样既可以节约供 氧能耗,又为反硝化创造了条件。"]
- ["问:Orbal 氧化沟的沟Ⅱ有哪些特点?", "答:Orbal 氧化沟的沟Ⅱ占总容积的20%,它是沟I 和沟Ⅲ的缓冲地带。沟内有机物(BOD) 继续被氧化,氨氮继续被硝化。沟内溶解氧浓度升至1mg/L。"]
- ["问:Orbal 氧化沟的沟Ⅲ有哪些特点?", "答:Orbal氧化沟的沟Ⅲ占总容积的10%,该沟已是预排水阶段,沟内溶解氧已经升至2mg/L, 有机污染物得到最大限度地去除。\n三个氧化沟中形成的较大溶解氧梯度,可以有效地去除有机污染物,同时对于氮、硫等污染物的去除也十分有效,也有利于提高氧化沟的充氧效率。"]
- ["问:射流曝气工艺处理制革废水工艺特点是什么?", "答:由于制革工业生产的特异性,采用此处理工艺时日处理水量可大可小,甚至可以停止进 水几天后再进行运转,处理操作十分灵活;可以根据制革废水水质的不同,很方便地调整污 泥负荷,保证出水水质稳定达标;特型射流器技术大大地提高了氧的转化率;由于系统氧的 转化率高,因此采用此工艺技术对废水进行曝气的时间也就短,通常为2.5~4 h,曝气池容 积小,投资省;工艺简单,运行操作简便,维修方便;运行费用低。"]
- ["问:废水处理过程中产生的污泥如何处理?", "答:废水处理过程中产生的初沉污泥、剩余污泥和化学污泥集中汇集,经重力浓缩、污泥调质后,进入板框压滤机压滤脱水,滤液重返废水处理系统,滤饼由当地环保部门外运集中处理。"]
- ["问:曝气沉砂池和调节池分别采用了哪些关键技术手段?", "答:曝气沉砂池采用穿孔管均匀曝气,以沉降去除废水中的小颗粒物。调节池通过24小时曝气搅拌,以均衡水质水量,并根据日均水量确定容纳水量的液位上下限。"]
- ["问:什么是煤气化?", "答:煤的气化过程是一个热化学过程。它是以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯 氧)、蒸汽或氢气等作气化剂(或称气化介质),在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的 可燃部分转化为气体燃料的过程。气化所得的可燃气体称为气化煤气,其有效成分包括 CO、H₂ 及 CH₂ 等。气化煤气可用做城市煤气、工业燃气和化工原料气。"]
- ["问:气化和液化、干馏有什么不同?", "答:从工程和化学的角度来看,气化与液化有很大不同。气化也不同于干馏,干馏仅能将煤 本身不到10%的碳作为副产品变为不同数量的(取决于煤化程度和温度)可燃气体混合物, 气化则将煤中全部的碳都转化成气态。煤化程度和温度对气化速率有影响,如有必要,可使 气中除含少量气体(如 H₂S)外几乎完全由CO 和 H₂ 组成。"]
- ["问:发生炉中的气化过程是如何进行的?", "答:原料(煤或煤焦)由上部加入炉膛,原料层及灰渣层由 下部炉栅支撑,空气中通入一定量的水蒸气所形成的气化 剂由下部送风口进入,经炉栅均匀分配,与原料层接触发 生气化反应。反应生成的气化煤气由原料层上方引出,气 化反应后残存的炉渣由下部的灰盘排出。水夹套可以防 止炉体经受高温,并可回收炉体散热。\n在发生炉中,原料与气化剂逆向流动,气化剂由炉栅 缝隙进入灰渣层,接触热灰渣后被预热,然后进入灰渣层 上面的氧化层(又称燃烧层)。在这里,气化剂中的氧与原料 中 的 碳 作 用 , 生 成 CO₂, 生 成 气 体 与 未 反 应 的 气 化 剂 一 起上升,与上面炽热的原料接触,被碳还原,CO, 与水蒸气被还原为 CO 和氢气,该层称为还原 层。还原层生成的气体和剩余未分解的水蒸气一起继续上升,加热上面的原料层,使原料进 行干馏,该层称为干馏层。该层下部的原料即为干馏产物或焦炭,干馏气与上升的气体混合 即为发生炉煤气。煤气经过最上面的原料层将原料预热并干燥后,进入发生炉上部窖,由煤 气出口引出。"]
- ["问:在发生炉中的原料层各自的作用是什么?", "答:灰渣层主要预热气化剂和保护炉栅不受高温影响;氧化层进行碳的氧化反应,这是速度很快的放热反应,温度最高;还原层主要进行CO和水蒸气的还原反应,这是吸热反应,所需热量由氧化层带入;干馏层进行原料的干馏,产生干馏气体;干燥层对原料进行预热和干燥。"]
- ["问:在实际操作中,发生炉内的气化反应是如何进行的?", "答:在实际操作中,发生炉内的气化反应并不是在明确分隔的区域中进行的,而是在原料层中进行着复杂的氧化和还原反应。通常采用将空气和水蒸气交替鼓入炉内的方法,先用空气燃烧产生高温状态,然后再通入水蒸气进行反应,以产生CO和H₂为主的水煤气。"]
- ["问:煤气化的实质是什么?", "答:煤气化的实质是将煤由高分子固态物质转化为低分子的气态物质,从而改变燃料中碳、氢比结构的过程。当煤气作为气态燃料使用时,其有效成分为CO、H₂和CH₄。而当煤气作为化工合成工业的原料时,经过净化处理后,其主要成分为CO和H₂,含量在80%以上。"]
- ["问:自热式气化的特点是什么?", "答:自热式气化过程中没有外界供热,煤与水蒸气进行吸热反应所消耗的热量由煤与氧进行的放热反应提供。这种气化过程的反应温度在800~1800℃之间,压力在0.1~4MPa之间,制得的煤气主要含有CO和H₂,同时也可能含有相当量的氮气。"]
- ["问:外热式煤的水蒸气气化的特点是什么?", "答:上述方法使用的工业氧的价格较贵,制得的煤气中 CO₂ 的含量较高,降低了气化效率。 如使煤仅与水蒸气反应,从气化炉外部供给热量,则这种过程称为外热式煤的水蒸气气化, 以这个原理为基础的工艺结构形式,由于气化炉的热传递差,所以不经济。新发展的流化床 和气流床气化,由于采用了较好的热传导方式,同时供给反应所需的热量不一定由煤或焦炭 的燃烧提供,从而可节省煤炭。"]
- ["问:代用天然气的制备方法是什么?", "答:代用天然气的制备方法主要利用煤的加氢气化原理。煤与氢气在800~1000℃温度范围内,在一定压力下反应生成CH₄,从而制备类似天然气的煤气。此外,也可以通过煤的水蒸气气化和甲烷化相结合的方法制备代用天然气。"]
- ["问:鲁奇加压气化工艺中气化工段是什么?", "答:气化工段生成的粗煤气约在454 ℃时被排出。粗煤气中含有焦油、石脑油、酚类、氨和 少量未经反应的煤和灰分等。粗煤气出口与冷却洗涤用的洗涤器相连,用循环煤气水洗净 粗煤气,再经废热锅炉冷却到182 ℃左右;回收的焦油送入气化炉进行再循环,产生的灰排入灰槽,用水直接冷却。"]
- ["问:鲁奇加压气化工艺中CO 变换工段是什么?", "答:为把冷却后部分粗煤气中的 CO 和 H₂O 转换成 H₂ 和 CO₂, 将其送入 CO 转换段,用催化 剂进行转换;为脱除石脑油等烃类及含水酚类和氨等,要进行冷却;在送入后面低温甲醇洗涤工段之前,应与粗煤气相混合,把 H₂ :CO 值调整为3:1。"]
- ["问:鲁奇加压气化工艺中低温甲醇洗涤工段是什么?", "答:在此工段使用-45.6℃的低温甲醇,有选择地将 H₂S 、CO₂ 和 CO 吸收脱除,同时减少 CO 和水分,使之成为可送入甲烷化工段的洁净煤气。"]
- ["问:鲁奇加压气化工艺中甲烷化工段是什么?", "答:在固定床上,以Ni 作催化剂,在一定条件下与 CO、H, 进行甲烷化反应,产生的水回收\n后作为气化流程中的锅炉用水,产生的反应热用来产生水蒸气。"]
- ["问:脱酚工段的作用是什么?它如何实现酚的回收?", "答:脱酚工段的作用是将粗煤气中含有的酚类进行回收。它将含有酚类的粗煤气水送入脱酚工段,与异丙醚接触,从而将酚萃取出来,达到回收酚的目的。"]
- ["问:煤加压气化工艺产生的废水主要来自哪里?它含有的污染物会受到什么因素的影响?", "答:煤加压气化工艺产生的废水主要来自于其循环系统的排污水,其中溶解或悬浮有粗煤气中的多种成分。废水中的污染物浓度会受到多种因素的影响,如原料煤种类、成分,气化工艺及其操作等。"]
- ["问:废水处理的主要方法有哪些?它们分别用于处理废水的哪些方面?", "答:废水处理通常可分为预处理、二级处理和深度处理。预处理主要是指有价物质的回收,如酚、氨等。二级处理主要是生化处理。深度处理常用的方法包括混凝法、活性炭吸附法和臭氧氧化法,用于进一步处理污染物,达到无害化的目的。"]
- ["问:使用鲁奇加压气化工艺时,每处理1吨煤会产生多少废水?", "答:对于目前比较典型的鲁奇加压气化工艺,气化1 t煤约产出1.0 m³ 废水,除蒸汽冷凝水 外还有煤本身所含有的水分。因此,不同煤质所含的水分不同,气化废水的量也大不相同。 如沈北褐煤含水量为20.7%~22.2%(质量分数),而云南开远小龙潭褐煤则高达35.6%, 官地贫煤仅0.3%,所以,气化1 t 煤产生的废水量大致在0.8~1.1 m³ 范围内"]
- ["问:鲁奇加压气化工艺产生的废水中主要含有哪些污染物?这些污染物的浓度如何?", "答:鲁奇加压气化工艺产生的废水主要含有酚、氨等污染物。废水中COD的60%以上是酚类物质,其中挥发酚占40%以上。废水中酚的浓度可高达5500mg/L,远远超过了排放标准。另外,氨的浓度也很高。因此,对这类废水进行生化处理难以使出水达到排放标准。"]
- ["问:废水处理中,为什么首先需要回收酚和氨?", "答:首先回收酚和氨是因为它们的含量很高,如果直接对这类废水进行生化处理,很难使处理后的废水达到排放标准。通常会使生化处理前的废水酚含量不超过200~300mg/L,然后再进行生化处理。这样做不仅避免了资源的浪费,还大大降低了后续废水的处理难度,对处理后的出水效果有着重大的影响。"]
- ["问:如何分析煤气化废水的可生化性?", "答:对于煤气化废水的可生化性分析,通常可以采用BOD₅/COD值法。这个方法将废水中的COD分成可生化降解的CODg和不可生化降解的CODx两部分。其中,CODx/COD的比值N表示难降解有机物所占的最大比例数,而BOD₅/CODg的比值M反映了可降解有机物的换算关系,同时表示生物降解的速率。M值越大,生物氧化速度越快,生化处理效果越好;而N值越大,可生化性越差。综合M和N值可以更全面地评价废水的可生化性,因为它同时考虑了生物降解的速度和程度两个方面。"]
- ["问:废水处理中如何应用M和N值?", "答:废水处理中,通过M和N值可以评价废水的可生化性。M值不受浓度影响,而N值与浓度有关。根据相关方程,可计算出难降解COD(即CODx)的值。这些值可以帮助评估废水中的有机物的生化降解情况,指导后续的废水处理工作。"]
- ["问:煤气废水处理的物理化学法包括哪些?", "答:物理化学法包括蒸氨、除油、 溶气气浮、溶剂萃取脱酚、碱性氯化法、次氯酸钠氧化法、活性炭吸附和混凝沉淀等方法,每 种方法都是有选择地去除或回收废水中某一种或几种污染物质。物理化学法常常需要几种 方法联合使用,通常运行费用较高,而且个别项目达到排放标准,因此,物理化学方法主要是 作为生物处理的预处理和后处理,或用于废水回用的处理工艺"]
- ["问:生物处理法在废水处理中的作用分别是什么?", "答:煤气废水中的许多污染物 质可通过微生物的生物化学作用来降解。与物理化学法相比,生物处理法具有运行费用低、 操作简便、适用范围广等特点,是煤气废水处理工艺中的主体。"]
- ["问:煤加压气化过程中酚是怎么产生的?", "答:在煤加压气化过程中,煤的大分子端部分含氧化合物大约在250~350 ℃之间开始分 解,酚便是其中的主要产物,它随着粗煤气的流动进入煤气净化系统。"]
- ["问:去除或降低煤气废水中酚含量的基本途径有哪些?", "答:到目前为止,国内外去除或降低煤气废水中酚含量的方法很多,但主要有两个基本途 径: 一是从生产工艺着眼,尽可能改革工艺,降低污染物浓度,减少废水水量,并循环或重复 使用煤气洗涤水,使废水趋于“零排放”;二是当废水洗涤是盈水循环系统时,采用回收利用或处理方式解决外排废水。"]
- ["问:我国通常采用什么方法处理废水中酚?", "答:多年来,我国通常采用溶剂萃取法或稀释法使生化处理前的废水中酚含量不超过 200~300 mg/L,然后经一段或两段生化处理,使排放废水中酚含量达到国家要求的污水排放标准,即0.5 mg/L 以下。"]
- ["问:溶剂萃取脱酚的工艺原理是什么?", "答:溶剂萃取脱酚是利用某些溶剂中酚的溶解度大于在水中的溶解度的特性。当含酚废水与溶剂充分混合接触时,废水中的酚会转移到溶剂中,这个过程称为萃取,所用的溶剂称为萃取剂。"]
- ["问:脉冲萃取脱酚的装置流程是怎样的?", "答:脉冲萃取脱酚采用往复叶片式脉冲筛板塔。塔内分三部分,中间为工作区,上下两个扩大部分为分离区。含酚废水和萃取剂油在塔内逆向流动。脱酚后的废水从塔底排出,送往蒸氨系统。而含酚的萃取剂油则从塔顶流出,送往再生塔进行反萃取。"]
- ["问:废水中经水蒸气脱酚法处理后,酚的浓度会有怎样的变化?", "答:经过水蒸气脱酚法处理后,废水中的酚浓度会显著降低。然而,即使经过回收酚后,水中仍含有100mg/L以上的酚。这种低浓度的含酚废水需要进一步进行无害化处理,通常采用生化处理法。"]
- ["问:氨的回收工艺流程是怎样的?", "答:首先,废水经过汽提处理,可溶性气体析出,然后通过吸收器,氨被磷酸铵溶液吸收,从而使氨与其他气体分离。接着,将富氨溶液送入汽提器,使磷酸铵溶液再生,并回收氨。回收的氨再经过蒸馏提纯。此过程中,加入苛性碱是为了防止微量成分的形成。脱酚蒸氨后的废水,酚和氨的浓度大大降低,可以送去进行二级处理,经生化处理后,废 水可接近排放标准。"]
- ["问:煤加压气化废水中酚、氨等污染物质的含量与煤种及气化工艺等因素有哪些关系?", "答:煤加压气化废水中酚、氨等污染物质的含量与煤种及气化工艺等因素有很大的关系,如果气 化炉所产的酚类很高(如鲁奇炉),从废水中回收酚、氨就可能是经济的;如果酚的含量不高, 则可在采用生化处理前对废水进行稀释以降低酚的浓度,而后再进入生化段处理,这样可不 必进行废水的萃取脱酚处理,直接进入二级生化处理装置。因此,是否对废水中酚、氨等物 质加以回收,需根据废水的水质,或者说需根据采用汽化炉的型式和煤种而定。"]
- ["问:组合生物处理技术是指什么?", "答:组合生物处理技术是指在对酚、氨进行回收和预处理后,仍需采用生物处理工艺来降低煤加压气化废水中污染物质含量的一种处理方法。这种技术通过生物处理工艺来达到将废水中污染物含量降低到符合排放标准的目的。"]
- ["问:鲁奇加压气化废水处理的工艺流程是怎样的?", "答:鲁奇加压气化废水处理的工艺流程采用了低氧、好氧曝气、接触氧化法生物处理的方式。经预处理后的煤加压气化废水,首先进入低氧曝气池,在低氧浓度下,利用兼性菌特性 改变部分难降解有机物的性质,使一些环链状高分子变成短链低分子物质,这样,在低氧状 态下能降解一部分有机物,同时使其在好氧状态下也易于被降解,从而提高对有机物的降解 能力。进入好氧曝气池后,在好氧段去除大部分易降解的有机物,进入接触氧化池的废水有 机物浓度低,且留下的大部分是难降解有机物。在接触氧化池中,经过充氧的废水以一定流 速流经装有填料的滤池,使废水与填料上的生物膜接触而得到净化。接触氧化法的特点是 有较高的生物量,除填料表面有生物膜外,在填料空隙之间,还有悬浮生长的微生物,接触氧 化膜上的微生物数目多,种类也丰富,能降解难降解的有机物。因此,对难降解有机物的去 除效果好,接触氧化池出水的 COD浓度可达150~300 mg/L, 再经进一步的混凝沉淀处理后可达到排放标准。"]
- ["问:采用本工艺流程对煤加压气化废水进行处理时,需要对原废水中的油类污染物质进行必要的预处理。如何预处理?", "答:对鲁奇煤加压气化废水经脱酚蒸氨后,可采用斜管除油池作预处理,以提高对油和其他污染物的去除率。设计中,除油池停留时间可采用0.5h,水力负荷可取4.8m³/(m²·h)。"]
- ["问:斜管除油池的除油效果如何?", "答:斜管除油池除油效果较好,对油及其他污染物具有较高的去除效果。油的去除率为84.5%,COD去除率为27.56%,酚的去除率为46.5%,硫化物的去除率达82.64%。然而,出水中所剩油类物质主要是乳状油,对其去除效果不太理想。"]
- ["问:生化处理的具体步骤是什么?", "答:进行生化处理时,首先应进行污泥接种,接着开始微生物的培养、驯化、挂膜。驯化结束后,在接触氧化池填料上长出一定量的生物膜。待接触氧化生物池中生物膜完全成熟后(约4个月),整个流程便具备了处理高浓度煤加压气化废水的能力。"]
- ["问:经过低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理工艺处理后,煤加压气化废水的出水COD浓度是多少?其他指标呢?", "答:经过脱酚蒸氨后,废水中的酚和氨的浓度会大大降低。这样处理后的废水可以送去进行二级处理,经过生化处理后,废水可接近排放标准。"]
- ["问:煤加压气化废水中难降解有机物的含量是多少?", "答:煤加压气化废水中难降解有机物的含量高达23%(质量分数),即如果进水COD浓度为1500~1600mg/L,则其中有350~400mg/L是难降解有机物。"]
- ["问:采用低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理工艺对煤加压气化废水难降解有机物的去除效果如何?", "答:该工艺使生化段出水COD浓度降至83~284mg/L,其中主要原因是第一级曝气池在低溶解氧浓度的条件下运行。利用低氧曝气池中的兼性微生物进行“同时酸化发酵”反应,改变难降解有机物的结构和性质,使其在好氧条件下易于被氧化,从而提高了COD的去除率。"]
- ["问:第三级接触氧化池在处理煤加压气化废水中的作用是什么?", "答:第三级接触氧化池能够提高出水水质,因为其填料上的生物相种类丰富,促进了生化段出水水质的提高。填料上的生物膜中的一些生物能够对难降解有机物进行连续降解,同时原生动物的繁殖也会降低出水中的浊度、活细菌数、悬浮固体、COD、有机氮等指标,从而提高出水水质。"]
- ["问:生物脱氮的反应条件是什么?", "答:生物脱氮反应指的是氮的分解还原反应或反硝化 作用,它包括把废水中存在的硝酸盐和亚硝酸盐还原成释放到大气中的气态氮的反应,通过 这种工艺去除氮是由于生物氧化还原反应的结果,反应能量从有机物中获取。"]
- ["问:为什么硝酸盐能代替氧作为电子受体?", "答:因为硝酸盐的电子轨迹非常类似氧的电子轨道,因而硝酸盐很容易代替氧作为电子受体,其差别在于 细胞色素的电子传输,特定的还原酶被硝酸盐还原酶置换,这种硝酸盐还原酶能催化电子, 使其最终传输给硝酸盐而不是氧,脱氮有机物纯种培养的研究表明,溶解氧的存在阻碍了把 末端电子传输给硝酸盐所需酶的形成。"]
- ["问:低氧曝气池在生物脱氮中的作用是什么?", "答:低氧曝气池中的微生物主要是兼性微生物,这些微生物可以在厌氧条件下实现脱氮。此外,低氧曝气池中的好氧氧化有机物的菌种与对有机物进行酸化发酵的菌种及脱氮的菌种之间差别很小,因此在合适的环境下,好氧条件下产生的微生物会立即表现出脱氮的能力。"]
- ["问:低氧曝气池为什么能提供无氧条件?", "答:因为生物絮体的形成增加了氧向生物絮体内部传递和渗透的阻力,同时在低溶解氧浓度下运行,氧的浓度梯度小,氧不易向污泥絮体深部渗透,从而在深部形成了无氧条件。"]
- ["问:低氧曝气池中主要存在哪些微生物?", "答:曝气池在低氧浓度下运行,第一级 低氧曝气池中的微生物主要是芽孢杆菌属和真菌属的兼性微生物,这些微生物大部分可以 异化脱氮,对于兼性微生物,既可以好氧氧化有机物,在厌氧条件下也可以对有机物酸化发 酵、异化脱氮"]
- ["问:低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理工艺中第一级低氧曝气池对废水中硝酸盐和亚硝酸盐氮的脱除能力如何?", "答:第一级低氧曝气池具备较高的脱氮能力,因为其具备了脱氮所需的条件,如无氧的环境、兼性菌团和合适的电子供体。"]
- ["问:在煤加压气化废水处理工艺中,为什么第一级低氧曝气池的存在有利于提高氨氮去除率?", "答:第一级低氧曝气池去除了大量的BOD物质,减轻了有机物对硝化反应的影响,从而有利于提高氨氮去除率。"]
- ["问:低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物法处理煤加压气化废水具有很好的缓冲性能的原因是什么?", "答:第一方面原因是该工艺前面二级处理采用完全混合反应器进行处理,完全混合反应器的特征是反应器中各部分的池液组成相同,池液中物料浓度较低,等于出水中的浓度,入流废水可以在瞬间和池液均和,因而骤然增加的负荷可为全池混合液共同分担,迅速被稀释,使微生物承受的负荷不会过高。\n第二方面是由于第一级曝气池的保护作用,即使进水负荷突然增加,第一级曝气池受到冲击,但由于在第一级曝气池中使入流负荷进行稀释,进入第二级曝气池的浓度将会降低,第二级曝气池和第三级接触氧化池仍然可在比较平稳的状态下工作,从而使生化段的出水稳定。\n第三方面原因是第三级接触氧化池本身具有较大的缓冲作用,因为接触氧化池内填料上具有生物膜,生物膜上具有各类丰富的、数量多的微生物群体。由于微生物数量多,突然增加浓度不至于使微生物负担过重,因而不会影响出水水质。"]
- ["问:第一级曝气池的保护作用是什么?", "答:即使进水负荷突然增加,第一级曝气池受到冲击,但由于使入流负荷进行稀释,进入第二级曝气池的浓度将会降低,从而使第二级曝气池和第三级接触氧化池仍然可在比较平稳的状态下工作,保持生化段出水稳定。"]
- ["问:第三级接触氧化池本身具有怎样的缓冲作用?", "答:接触氧化池内填料上具有生物膜,生物膜上具有各类丰富的、数量多的微生物群体,因此突然增加的浓度不至于使微生物负担过重,从而不会影响出水水质。"]
- ["问:溶解氧浓度过低或过高会对兼性微生物的生长有何影响?", "答:溶解氧浓度过低将有利于污泥絮体内形成厌氧状态,促进“同时酸化发酵”,但不利于兼氧微生物的生长繁殖。 溶解氧浓度过高将有利于兼性微生物的生长,但会影响污泥絮体内部的厌氧状态,从而影响“同时酸化发酵”的效果。"]
- ["问:低氧曝气池中溶解氧浓度在0.5 mg/L左右时,生化段出水COD浓度的变化是怎样的?", "答:生化段出水COD浓度较低,说明对难降解有机物的去除效果好,也说明“同时酸化发酵”的效果好。"]
- ["问:低氧曝气池中溶解氧浓度超过2 mg/L时会发生什么情况?", "答:当溶解氧浓度超过2 mg/L时,实际上已经成为好氧曝气池,因此,“同时酸化发酵”现象将消失,从而影响废水中难降解有机物的去除效果。"]
- ["问:低氧曝气池中水力停留时间对处理煤加压气化废水中难降解有机物的去除效果有何影响?", "答:在低氧曝气池中,溶解氧浓度的控制对处理煤加压气化废水中难降解有机物的去除效果有着重要影响。当溶解氧浓度控制在0.2~0.6mg/L范围内,有利于兼性微生物进行\"同时酸化发酵\"反应,提高了对难降解有机物的去除效果。此时,生化段出水的COD浓度较低,说明去除难降解有机物的效果较好。然而,当溶解氧浓度过高(超过1.5mg/L),或过低(低于0.1mg/L)时,均不利于\"同时酸化发酵\"现象的发生,影响了对难降解有机物的去除效果,导致生化段出水的COD浓度升高。因此,在低氧曝气池中,控制溶解氧浓度在适宜范围内是保证对难降解有机物有效去除的关键。"]
- ["问:煤加压气化废水中难降解有机物含量高时,第一级低氧曝气池的曝气时间应该如何设置?", "答:当煤加压气化废水中难降解有机物含量高时,第一级低氧曝气池的功能是利用兼氧微生物对废水中难降解有机物进行酸化发酵。因此,第一级低氧曝气池的曝气时间应设置较长一些。"]
- ["问:采用厌氧悬浮污泥反应器处理有机废水时,水力停留时间的设定是多少?", "答:采用厌氧悬浮污泥反应器处理有机废水时,水力停留时间通常为10~24小时,因为在酸化发酵阶段,微生物增殖较慢,需要较长的时间来维持较高的微生物浓度。"]
- ["问:低氧曝气池中水力停留时间与生化段出水COD浓度的关系是怎样的?", "答:在低氧曝气池中,水力停留时间在5小时左右时,生化段出水COD浓度在200 mg/L左右,表明对难降解有机物的去除已经有较好的效果。"]
- ["问:总曝气时间对处理效果有何影响?该工艺中如何控制总曝气时间?", "答:总曝气时间是生化处理过程中的关键参数,直接影响着处理效果和构筑物容积。一般来说,总曝气时间越长,处理效果越好,但相应地构筑物容积会增大,投资成本也会增加。在本工艺中,总曝气时间的范围约在20~40小时之间。初始阶段,总曝气时间大约为40小时,随着处理流程的稳定,后期可缩短至20小时左右。在总曝气时间为20小时时,第三级接触氧化池内的生物膜已经完全生长成熟,整个流程具备了去除高浓度煤加压气化废水的能力,处理效率稳定,出水水质好,COD去除率可达85%~90.2%。因此,总曝气时间控制在20小时,甚至小于20小时,均能满足处理要求。"]
- ["问:进水COD浓度在该工艺中扮演着怎样的角色?如何控制进水COD浓度?", "答:进水COD浓度是煤加压气化废水处理中的重要参数,由于其含量较高,对处理效果产生显著影响。通常,未脱酚蒸氨废水的COD浓度可高达16000~21000mg/L。通过预处理除油,可去除COD的一部分,使进水COD浓度降至1159~1521mg/L之间。此外,进水中还会混入生活污水和冲洗地坪污水,进一步降低进水COD浓度。在本工艺中,进入生化段的COD浓度一般不会超过1600mg/L,且可通过生化处理后进一步去除悬浮物质,如采用混凝沉淀,使COD达到排放标准。因此,控制进水COD浓度在2000mg/L以下是十分关键的,有助于保证后续处理阶段的效果和水质。"]
- ["问:COD负荷对生化处理效果有何影响?", "答:COD负荷是指单位微生物量所能消耗的有机污染物量,即单位污泥(VSS)在一定时间内消耗的COD量。在生化处理中,微生物通过氧化和同化作用来分解有机污染物,而溶解氧充足的情况下,反应速度主要取决于微生物的数量和所能供给的食物量,即污泥负荷。污泥负荷能全面体现COD浓度、时间和生物量等因素的作用,对生化处理效果有着极为重要的影响。"]
- ["问:容积负荷在生化处理中的作用是什么?", "答:容积负荷是指单位反应器容积所能承受的有机污染物量,即单位反应器体积在一定时间内处理的COD量。在生化处理中,容积负荷反映了反应器的处理能力和稳定性。较低的容积负荷通常意味着反应器内有足够的时间和空间来处理污染物,从而保证较高的去除率。因此,控制适当的容积负荷对于保证生化处理效果至关重要。"]
- ["问:运行中的COD负荷与去除率有何统计结果?", "答:根据统计结果,在正常运行期间,当COD负荷在0.2~1.0 kgCOD/(kgVSS·d)范围内时,COD去除率可达80%~90.9%。当COD负荷小于1.0 kgCOD/(kgVSS·d)时,去除率仍然高于80%。特别是当COD负荷小于0.5 kgCOD/(kgVSS·d)时,去除率可超过85%。此外,容积负荷与去除率的关系也得到了类似的结果,当容积负荷在1.2~2.2 kgCOD/(m³·d)范围内时,COD去除率为80%~90%。当容积负荷小于2.2 kgCOD/(m³·d)时,去除率仍然大于80%。在容积负荷小于2.5 kgCOD/(m³·d)时,去除率可超过85%。"]
- ["问:请描述一下煤加压气化废水处理中采用的低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理工艺的优势。", "答:用低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理工艺处理煤加压气化废水具有以下优势:\n1.高效去除难降解有机物:该工艺能够有效去除废水中的难降解有机物,使废水的处理效果优异。生化段出水COD浓度低,溶解性COD浓度很低,通过进一步去除悬浮物质,即可使COD达到排放标准。\n2.简化工艺流程:相较于其他工艺,如多级活性污泥法,采用低氧、好氧曝气、接触氧化法工艺能够省去活性炭吸附单元,从而简化了工艺流程,减少了处理系统的复杂性。\n3.降低投资成本:简化的工艺流程意味着减少了设备和设施的投资,降低了处理系统的建设成本。相对于其他需要设置活性炭的处理工艺,如多级活性污泥法,采用该工艺能够节省投资、降低造价,并减少运行成本。\n4.适用性广泛:该工艺适用于处理不同类型的废水,对于我国煤加压气化废水处理具有广泛的推广应用价值。通过调整工艺参数和操作条件,可根据实际情况灵活应用,提高废水处理效率。\n综上所述,低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理工艺在煤加压气化废水处理中展现出了明显的优势,具有较高的处理效率、简化的工艺流程和较低的投资成本,适用性广泛,是一种值得推广应用的有效处理技术。"]
- ["问:煤气废水脱氮技术的发展有哪些进展?", "答:随着人们对环境问题的日益重视和废水处理技术的发展,国内外对废水生物脱氮技术的研究已经不仅限于城市污水,也开始对一些含有高浓度氨氮的难处理工业废水进行研究,特别是焦化和煤气废水。采用的工艺流程主要有缺氧-好氧两级流化床法、悬浮污泥A/0工艺和多级生物处理工艺等。"]
- ["问:煤气废水脱氮技术中哪些比较突出?", "答:流化床法具有水力停留时间短、污染物负荷高、设备容积小和处理效果好等优点。但由于需要较大的回流比和复杂的操作管理,其动力消耗和运行费用较高。另外,针对煤气废水水质的特点,提出了采用亚硝酸型硝化一反硝化处理煤气废水的新工艺,可以增加污染物负荷能力,减少氧和碳源的需求,明显提高反硝化效率。"]
- ["问:亚硝酸型硝化反应的可行性分析是什么?", "答:在传统的生物脱氮工艺中,通常认为亚硝酸氮(NO₂-N)只是一个中间产物,会迅速被转化为硝酸氮(NO₃-N)。然而,在处理含有高浓度氨氮的煤气废水时,经常出现亚硝酸氮(NO₂-N)的积累现象,即使在好氧条件下完成了硝化反应,在缺氧条件下进行的反硝化过程中,当硝酸氮(NO₃-N)浓度较高时,也会导致亚硝酸氮(NO₂-N)浓度增加。这表明部分硝酸氮(NO₃-N)没有被完全转化为氮气(N₂),而是被保留为亚硝酸氮(NO₂-N),进一步在曝气池内被氧化成硝酸氮(NO₃-N),形成了一个循环,增加了有机碳源和氧气的消耗量,但总氮去除率并未提高。\n亚硝酸型硝化反应和硝酸型硝化反应分别由亚硝酸菌和硝酸菌完成,两种菌的特性大致相似,但它们所适应的最佳条件有所不同。因此,只要适当控制生物脱氮工艺的运行条件,就可以促使亚硝酸型硝化反应发生,并保持其稳定运行。研究表明,在废水中氨氮浓度较高、pH值偏碱性时,容易出现亚硝酸型硝化反应;相反,当氨氮浓度较低、pH值偏酸性时,则更容易出现硝酸型硝化反应。此外,温度和亚硝酸盐的积累也会影响硝化反应,低温似乎更有利于亚硝酸盐的积累。\n因此,亚硝酸型硝化反应在处理煤气废水脱氮过程中具有一定的可行性,可以通过调节操作条件来实现其稳定运行,从而提高总氮去除率。"]
- ["问:亚硝酸硝化-反硝化工艺流程相较于现有生物脱氮工艺有哪些特点?", "答:1.硝化和反硝化过程缩短:NH-N只转化为NO₂进行反硝化,减少了需氧量约25%。此外,在亚硝酸化反应后对NO₂-N进行反硝化,可提高总氮去除率,因为所需碳源减少了约40%。\n2.污泥处理优化:在缺氧段内加入填料,使反硝化菌固定生长在填料上,增加了生物量、提高了反硝化率。而现有生物脱氮工艺中,污泥是由好氧段回流到缺氧段,不同菌种的生长条件相异,不能充分发挥作用,延长了水力停留时间。\n3.后曝气池设置:出水中的NO₂-N对受纳水体的水生生物毒性远大于NO₃-N,因此设置了后曝气池将NO₂-N氧化为NO₃-N,加入了填料使硝化菌固定生长在填料上,提高了处理效率。"]
- ["问:什么是制浆造纸工业?", "答:制浆造纸工业中的制浆是指利用化学方法、机械方法或是化学与机械相结合的方法,使 植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程;而造纸则是指将纸浆抄造成纸产 品的过程。"]
- ["问:制浆造纸工业是怎么污染环境的?", "答:制浆造纸工业的整个生产过程,包括从备料到成纸、化学品回收、纸张的加工等 都需要大量的水,用于输送、洗涤、分散物料及冷却设备等。尽管在生产过程中也有水的回 收、处理及再用,但仍有大量的废水排入水体,造成了水环境严重污染。"]
- ["问:一般采取什么方法处理备料过程中的废水,效果怎样?", "答:湿法剥皮废水经格栅及筛网后,可基本去除木屑和树皮,但还会有细小悬浮物留在废水 中。每1 m³ 实积木材的备料废水量约为30 m³ 。为减少污染负荷,有的制浆厂改用干法剥 皮机,但其剥皮能力降低50%。"]
- ["问:不同原料制浆的工艺对废水的产生有何影响?", "答:不同的制浆方法对木片的大小、厚度要求不同,因此备料废水量及水质也会有所不同。以稻草或麦草为原料的制浆厂在备料时为防止草屑与尘土造成大气污染,一般都设有除尘设施,其废水中除含有悬浮固体外,还含有一定量草屑中的可溶性有机物。"]
- ["问:什么是制 浆 造 纸 工 业中的蒸煮废液?", "答:植物纤维原料经化学蒸煮后, 一般可得到50%~80%的纸浆,而其余的20%~50%的 物质则溶于蒸煮液中。蒸煮结束时,提取蒸煮液。在碱法制浆中,此液呈黑色,故称“黑液”; 而在酸法制浆中,此液呈红色,故称“红液”。二者均称为制浆废液。"]
- ["问:黑液提取的原理是什么?", "答:黑液提取是通过挤压、过滤和扩散作用,以及多段逆流提取和高温洗涤来实现的。黑液大部分分布于纸浆纤维之间的空隙内,部分存在于细胞腔内,也有少部分浸入细胞壁孔隙中。通过提取过程,将黑液中的有机物和无机物与纸浆分离出来。"]
- ["问:黑液中主要含有哪些物质?", "答:黑液中主要含有两大类物质:有机物和无机物。有机物主要是碱、木素、半纤维素的降解产物,而无机物主要是各种钠盐,如硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠,以及NaOH和Na₂S(硫酸盐法制浆时)。"]
- ["问:为什么要对黑 液碱进行回收?", "答:若对黑 液碱进行回收,制浆厂总排污负荷可减少80%~85%,还可以回收黑液中有机物燃烧产生 的热能及黑液中所含的化学品,是解决制浆厂废水污染的重要途径之一。"]
- ["问:红液的主要成分是什么?", "答:红液是酸法制浆过程中产生的蒸煮废液,其化学成分十分复杂。主要成分包括木素、纤维素、糖类以及制浆药剂。对于以亚硫酸铵为蒸煮药剂的红液,还含有较高的肥分,如总氮和总钾,并含有一定量的磷。"]
- ["问:红液的回收利用方式有哪些?", "答:红液可以通过回收化学品及热能来解决其污染问题。其中,采用燃烧法回收盐基时,镁盐基红液的回收工艺可行性较高。此外,红液还可以用于生产酒精、酵母、香兰素、木精、黏合剂、扩散剂等产品,这些利用途径也备受关注。"]
- ["问:污冷凝水是如何产生的?", "答:污冷凝水是在化学法制浆过程中产生的,主要来源于蒸煮锅放汽和放锅排出的蒸汽经直接接触冷凝器或表面冷凝器冷却产生的水。在碱法蒸煮过程中,污冷凝水主要含有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物;而在硫酸盐法制浆过程中,还含有硫化氢及有机硫化物。如果制浆原料是针叶木,冷凝液表面可能还会有一层松节油。"]
- ["问:碱法蒸煮过程中污冷凝水的主要污染物有哪些?", "答:碱法蒸煮过程中产生的污冷凝水主要含有烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物。此外,当制浆纤维原料是针叶木时,冷凝液表面可能还会有一层松节油。"]
- ["问:亚硫酸盐法制浆厂中红液蒸发污冷凝水的主要污染物是什么?", "答:在亚硫酸盐法制浆厂中,红液蒸发污冷凝水的主要污染物是醋酸,其次是甲醇及糠醛。在蒸发前,用碱性物质中和稀红液可以降低冷凝液中的醋酸含量。"]
- ["问:污冷凝水的处理方法是什么?", "答:污冷凝水的处理方法包括蒸发浓缩和中和。在蒸发浓缩过程中,污冷凝水中的污染物被集中,使废水减少。而在中和过程中,采用碱性物质中和稀红液可以降低冷凝液中的醋酸含量。冷凝液有时也可以部分循环再用于制酸工序,但仍有一定量的污冷凝水需要处理。"]
- ["问:机械浆废水的产生率和污染物排放情况如何?", "答:机械浆得率通常在90%~98%之间,因此产生的污染物相对较少。其中,磨石磨木浆(GMP)和木片磨木浆(RMP)的污染物产生量尤其少。预热磨木浆(TMP)由于磨浆温度较高,木材溶出物较多,因此废水污染负荷相对较高。化学机械浆(CMP)是两步制浆法,纤维原料在进入机械磨浆之前会先进行温和的化学处理,因此浆得率较高,而污染物的排放负荷比化学制浆过程少得多,但相比传统的磨木浆排污负荷可能高若干倍。"]
- ["问:哪种制浆过程产生的废水污染负荷最大?", "答:化学机械浆(CMP)相对于其他制浆过程来说,排污负荷相对较高。虽然CMP的浆得率较高,但在预处理阶段使用的化学药剂可能导致废水中有机物的排放增加。"]
- ["问:洗浆废水的主要来源是什么?", "答:洗浆废水的主要来源包括设备的跑、冒、滴、漏以及洗浆机和相关的贮槽清洗水。这种废水的水质和水量与管理水平密切相关。良好的管理能够减少或基本上消除洗浆废水的排放。"]
- ["问:洗浆和筛选过程中产生的废水的主要污染物是什么?", "答:在洗浆和筛选过程中产生的废水主要包含有生片、木节、粗纤维素、非纤维素细胞、沙砾、金属屑等杂质。对于化学浆及化学机械浆,洗涤和筛选废水的污染物主要与相应的蒸煮废液一样,包括高浓度的化学药剂和悬浮纤维素。而对于机械浆,洗涤和筛选废水中的主要污染物是悬浮纤维和溶解性有机物。"]
- ["问:废纸回用过程产生的废水有哪些主要来源?", "答:废纸回用过程产生的废水主要来源于碎解、净化、筛选和浓缩等工序。废纸首先通过水力碎浆机碎解,然后经过疏解机将小纸片疏解分散,接着进入净化、筛选和浓缩工序。在废纸脱墨的过程中,需要使用化学药品,同时还要用洗涤法或浮选法洗除纸浆中的油墨粒子。一般情况下,回收1吨二次纤维需要排放约100立方米的废水,但其中的污染物较少。"]
- ["问:漂白废水的污染情况如何?", "答:漂白废水的污染情况严重,尤其是使用含氯漂白剂的漂白过程产生的废水。传统的漂白流程使用含氯漂白剂,如氯化、次氯酸盐漂白,会破坏木素及有色物质的结构,使其溶解,导致废水污染较重。漂白废水中含有大量的有机物、悬浮物和氯化物等,而且漂白度越高,有机污染物越多。在漂白过程中,废水中还可能残留有剩余的漂白剂。"]
- ["问:如何减少漂白废水的污染?", "答:为了减少漂白废水的污染,现已出现了许多新的漂白工艺,如氧-碱漂白、O₃漂白、气相漂白、置换漂白等。这些新的漂白工艺相比传统的漂白工艺具有更低的环境污染程度,能够有效减少废水排放中有机物和氯化物等污染物的含量。"]
- ["问:造纸废水主要来源于哪些工序", "答:造纸过程中的废水主要来自打浆、纸机前筛选和抄造等工序。在造纸机的造纸网上,浆料流动时,一部分辅助化学品和辅助剂会保留在浆料中,而另一部分会随着用于悬浮纤维的水流向网下。这些从网上纸料中脱除的水称为“白水”,其中含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及染料等。"]
- ["问:造纸废水中主要的溶解性物质和悬浮物来自于哪里?", "答:造纸废水中的溶解性物质和悬浮物主要来自原料、辅助化学品和助剂。辅助化学品在纸浆中的保留率较高,而辅助剂(如防腐剂、杀菌剂、消泡剂等)在纸浆中的保留率很低,相当大一部分会随着“白水”排出。"]
- ["问:如何减少造纸废水的污染?", "答:为了减少污染并节省动力消耗,许多造纸车间都建立了“白水”循环系统。这个系统可以将“白水”回收再利用于造纸生产系统的不同部位,例如稀释纸浆、喷水管水等。剩余的“白水”经过过滤、气浮或沉淀等处理方法,可以回收纤维后再次用于抄纸过程中,从而最大限度地减少废水的排放。"]
- ["问:制浆造纸废水的主要污染指标是什么?", "答:主要污染指标包括化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、pH值以及悬浮物(SS)。对于某些制浆方法,重金属离子和颜色也是重要的污染指标。"]
- ["问:在制浆造纸废水的处理中,有哪些需要特别关注的污染物?", "答:在某些制浆方法中,需要特别关注重金属离子、颜色等污染物。特别是在硫酸盐法、烧碱法及中性亚硫酸盐半化学法制浆中,颜色也是一项需要重视的指标。"]
- ["问:制浆造纸废水的污染负荷与什么有直接关系?", "答:制浆造纸废水的污染负荷与浆得率有直接关系。化学浆得率最低,机械浆得率最高,对应的污染负荷也有所不同,化学浆废水的污染负荷最高,而机械浆废水的污染负荷最低。不同的制浆方法由于加工深度、原料材种、工艺条件等因素的不同,其对水体的污染物排放负荷差别很大。"]
- ["问:生物接触氧化法处理废水是什么?", "答:所谓生物接触氧化法处理废水就是指使废水与附着在填料上的微生物膜充分接触,利 用微生物的代谢作用使废水中的有机物、氮、磷等污染物质实现分解和转化,从而使废水得 到净化的过程。"]
- ["问:生物膜中的微生物如何处理废水中的污染物?", "答:废水中的污染物进入生物膜内后,低分子量的有机物通常在界面层中被微生物分解,而较大分子量的有机物则附着在黏膜层上,与其中的微生物接触分解。"]
- ["问:造纸中段废水中的COD主要成分是什么?", "答:中段废水中的 COD 主要成分是溶解于水中 的木质素, 一般在800~1400 mg/L, 其BOD₅/COD 值为0.30左右,为较难生化降解的废水。"]
- ["问:生物接触氧化法在处理制浆造纸废水的工艺流程是怎样的?", "答:废水首先进入沉砂池,通过沉淀去除相对密度较大的杂质,再 经格栅截留大块悬浮物与漂浮物后,由污水泵提升,经配水后送入两个初次沉淀池,除去粗 纤维及大部分可沉物后,废水流入生物接触氧化池。在氧化池内废水与生长于软性填料上 的微生物接触,并通过向池内鼓风供氧和投加营养盐等手段,使废水中有机物被微生物氧化 分解。在接触氧化池出口管道上投加絮凝剂,废水与絮凝剂经管道混合器进入二沉池,出水 排入受纳水体。初沉池产生的污泥,由泥浆泵送入污泥脱水间脱水;二沉池污泥由泥浆泵送入污泥浓缩 池,浓缩后的污泥由浓缩泵房内的泥浆泵送入脱水间脱水;脱水后的污泥送该公司林场作林\n业肥料。"]
- ["问:生物接触氧化法的主要制约因素是什么?", "答:主要受F/M(污泥负荷与微生物生长速率比值)影响,较低的F/M下可取得较高的BODs去除率,对于制浆造纸洗、选、漂废水,BOD₅容积负荷应控制在2.0 kg/(m³·d)以下。"]
- ["问:生物接触氧化法在废水处理中有哪些优势和应用前景?", "答:生物接触氧化法在低负荷、冲击负荷较大的废水处理中具有广泛的应用前景,随着企业排污负荷的降低和技术不断完善,其应用前景更为广阔。"]
- ["问:Carrousel 氧化沟处理麦草浆中段废水的工艺流程是怎样的?", "答:中段废水由厂区排水沟汇合流入废水 处理厂,经过机械细格栅去除较大悬浮物后进入集水池。在集水池内废水由污水泵一次提 升至高位斜筛,去除细小短纤维回收废纸浆后,出水自流入初次沉淀池,从而去除大部分 SS;然后再进入 Carrousel 氧化沟,由低速倒伞型充氧曝气机曝气供氧,在好氧微生物作用下 进行生物氧化代谢,降解废水中可溶性有机物。混合液进入二沉池实现泥水分离,澄清水达 标排放。底部污泥大部分回流,少量剩余污泥进入浓缩池,经重力浓缩后,同初沉池污泥一 起进入污泥脱水机进行机械脱水,泥饼送锅炉焚烧或厂外处置,滤液回流再行处理,不产生 “二次污染”。"]
- ["问:为什么在制浆造纸废水处理中要特别重视纤维回收?", "答:由于当前我国制浆造纸行业技术水平有限,企业排放的中段废水中常含有大量的细小纤维,导致废水中固体悬浮物浓度较高。很多企业缺乏规范的纤维回收装置,通常只使用简易的人工斜网捞浆,这导致废水中的纤维无法有效回收,造成资源浪费和后续处理负担增加。"]
- ["问:麦草浆中段废水处理中,为什么不适合采用机械驱动的纤维回收装置?", "答:在麦草浆中段废水处理中,机械驱动的纤维回收装置效果不佳,因为麦草浆中硅含量较高,容易发生类似于草浆碱回收中的“硅干扰”,导致系统出现难以正常运行的问题。"]
- ["问:针对麦草浆中段废水处理,采用了什么样的纤维回收装置?", "答:可采用无动力弧形细格栅进行纤维回收。这种格栅操作原理类似于人工斜网,但由于其特殊的弧形结构,处理能力大大增强。纤维回收以浓缩方式进行,排出的浆料浓度不低于5%。"]
- ["问:为什么联用物化-生化处理工艺是麦草浆中段废水处理的最佳选择?", "答:草浆造纸工业废水处理一直是困扰我国造纸行业的一个难题,许多采用好氧生物处理 工艺的中段废水处理工程,尚无几家能达到国家排放标准,处理效率远低于设计指标,不达 标的主要项目为 COD。由于我国麦草浆黑液提取率较低,导致中段废水污染物浓度较高, 实际 COD 值通常在2000 mg/L 以上。采用常规好氧生物处理,COD去除率 一般在50%左 右,若要达到国家排放标准,则必须增加物化处理单元。实践证明,联用的物化-生化处理\n工艺是麦草浆中段废水处理的最佳选择。"]
- ["问:为什么制浆造纸废水处理系统需要具有耐冲击负荷能力?", "答:大部分麦草浆造纸厂黑液提取率较低,碱回收系统故障率较高,导致中段废水处理系统经常受到高浓度废水的冲击。这种冲击会影响常规的好氧生物处理系统的效果。因此,废水处理系统需要具有强大的耐冲击负荷能力。"]
- ["问:为什么Carrousel氧化沟在中段废水处理中具有较强的耐冲击负荷能力?", "答:Carrousel氧化沟是一个多沟串联的系统,进水与活性污泥混合后在沟内不停地循环流动。由于氧化沟是一个完全混合池,原水一进入氧化沟就会被大量的循环流量所稀释,因此适宜于处理各种浓度的有机废水,对水量和水质的冲击负荷具有一定的承受能力。"]
- ["问:Carrousel氧化沟中的活性污泥有什么优点?", "答:Carrousel氧化沟中的活性污泥具有良好的性状,其降解废水中的可溶性有机物的能力高,且具有良好的沉降性能。这有助于获得良好的出水水质。此外,Carrousel氧化沟中的活性污泥能有效地抑制泡沫产生和活性污泥膨胀。"]
- ["问:Carrousel氧化沟相较于其他处理工艺,为什么能够有效地避免活性污泥膨胀?", "答:Carrousel氧化沟中曝气装置每组沟渠只安装一套,并且均安装在氧化沟的一端,形成靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游及外环的缺氧、厌氧区,自身组成不同比例的A/O或A²/O过程。这种构造有利于生物凝聚,使活性污泥易于沉降,对抑制泡沫产生及活性污泥膨胀发生具有重要作用。氧化沟中缺氧(或厌氧)与好氧状态的交替,能抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖,从而有效地抑制了活性污泥膨胀的发生。"]
- ["问:Carrousel氧化沟中的活性污泥具有什么样的性状?", "答:Carrousel氧化沟中的活性污泥呈黄褐色,泥水界面清晰,絮凝和沉降性能非常好。化验分析测得的污泥浓度(MISS)高达5~6 g/L,SVI为30~60 ml/g。在镜检中可观察到数十到上百个菌胶团,标志着活性污泥性能良好。原生动物如钟虫、豆形虫、漫游虫等也可在镜检中观察到,这进一步说明了活性污泥的优良性状。"]
- ["问:如何控制污泥膨胀问题?", "答:除了采取必要手段控制污泥膨胀外,在设计阶段就应考虑选用正确的处理工艺。Carrousel氧化沟的设计能有效避免活性污泥膨胀的发生,从而保证了处理系统的稳定运行和良好的处理效果。"]
- ["问:Carrousel氧化沟对中段废水的处理效果如何?", "答:经过Carrousel氧化沟工艺处理后,中段废水的出水水质非常稳定且效果良好。生化系统的COD去除率达到80%以上,这是常规好氧生物处理工艺难以达到的。"]
- ["问:Carrousel氧化沟对有机物的降解机制是怎样的?", "答:Carrousel氧化沟中交替存在着好氧区与厌氧(或缺氧)区,这实现了动态水解酸化-好氧分解功能。厌氧区的存在可以提高废水的BOD/COD值,增加其可生化性。厌氧-好氧生物处理可以取得较高的COD去除率,可能与厌氧反应能够将难以降解的木素及其衍生物水解为易于生物降解的小分子物质有关。Carrousel氧化沟由于可以在同一条沟中交替完成厌氧、好氧过程,因而取得了较高的COD去除率。"]
- ["问:为什么Carrousel氧化沟的处理效果优良且稳定?", "答:Carrousel氧化沟中交替存在着好氧区与厌氧(或缺氧)区,实现了动态水解酸化-好氧分解功能。这种处理机制使得废水中有机物的降解更为高效,从而使得处理效果优良且稳定。"]
- ["问:Carrousel氧化沟对有机卤代物有何去除作用?", "答:Carrousel氧化沟在厌氧或缺氧条件下对有机卤代物(AOX)显示出较好的厌氧可生物降解性,厌氧还原是一条重要的脱氯途径。因此,Carrousel氧化沟的好氧、厌氧交替存在将使中段废水中AOX的去除率有显著提高,有望实现在低氯漂白条件下的达标排放。AOX的降低对改善水环境、保证人体健康具有十分重要的意义。"]
- ["问:控制进水浓度和保持高活性污泥浓度对于防止泡沫产生有何重要性?", "答:控制进水浓度并保持高活性污泥浓度是防止泡沫产生的关键。在处理麦草浆中段废水时,稍有冲击就会导致大量泡沫产生。在氧化沟活性污泥驯化初期,污泥浓度较低且进水浓度较高时,会出现大量泡沫。然而,通过控制进水COD浓度和保持MLSS浓度在4g/L以上,泡沫产生量可以显著减少。在正常运行后,氧化沟中高浓度的活性污泥对抑制泡沫的产生起到决定性作用。"]
- ["问:如何防止中段废水处理过程中大量泡沫的产生?", "答:适当控制进水浓度并保持高活性污泥浓度是防止大量泡沫产生的关键。在氧化沟活性污泥驯化初期,控制进水COD浓度为2000mg/L左右,并使MLSS浓度达到4g/L以上,能减少泡沫产生量到令人满意的程度。此外,当氧化沟中的活性污泥浓度达到5~6g/L时,泡沫的产生得到了有效抑制。"]
- ["问:Carrousel氧化沟的操作管理情况如何?", "答:Carrousel氧化沟用于处理5万m²/d的中段废水,只需8台大功率倒伞型表面曝气机,操作管理方便,无需专人看护,减小了工人劳动强度。表曝机支承方式为立轴式,机械受力合理,因而使用寿命长,易于维修管理,能长期稳定运行。"]
- ["问:曝气池中氧的溶解是如何实现的?", "答:曝气池中压缩空气从搅拌叶轮下方进入后,被剪切成细小气泡并扩散到整个曝气池中,加速空气中的氧在水中的溶解,使池中溶解氧分布均匀,从而提高氧的利用率。"]
- ["问:为什么对二次沉淀池出水要采用化学混凝-气浮后续处理?", "答:考虑到化学处理费用高于生物处理费用,对于制浆造纸废水采用先活性污泥处理法、后化学混凝-气浮处理的方法是经济合理的。铝盐混凝剂对于生化处理后二次沉淀池出水中COD的去除是非常有效的,但采用气浮池进行泥水分离有利于污泥的进一步浓缩和脱水处理。"]
- ["问:为什么在一次沉淀池前增加纸浆回收装置?", "答:增加纸浆回收装置可以利用制浆废水中含有的可回收纸浆,降低后续工序的处理负荷,同时实现资源的充分利用,从而达到降低成本、提高经济效益的目的。"]
- ["问:为什么对曝气池的搅拌器进行改造?", "答:原设计的平板叶轮搅拌器存在动力消耗高、故障多、维修工作量大的问题。改造为鼓风式潜水曝气机后,电耗大幅降低,同时运行稳定可靠,节约了运行费用,提高了设施的效率。"]
- ["问:对消沫器进行改造的目的是什么?", "答:对消沫器进行改造的目的是提高其性能,延长使用寿命,降低电耗,使其更加稳定、可靠。改造后的消沫器具有更好的效果稳定性、使用方便性以及节能节水等优点。"]
- ["问:污泥浓缩池刮泥机改造的主要内容是什么?", "答:污泥浓缩池刮泥机改造的主要内容是将原单臂、周边驱动式的刮泥机改造为钢轨及钢轮结构,以解决原胶轮易损坏、使用寿命短的问题,从而提高运行稳定性。"]
- ["问:污泥浓缩池刮泥机改造后的主要优点是什么?", "答:污泥浓缩池刮泥机改造后,主要优点包括:\n1.提高了稳定性和耐用性。\n2.避免了胶轮易损坏的问题,延长了使用寿命。\n3.通过改造,确保了刮泥机的正常运行,有利于污泥的有效浓缩和处理。"]
- ["问:消沫器的消泡原理是什么?", "答:消沫器启动后,叶轮高速旋转,在吸沫罩附近形成一定的负压,将池面泡沫吸入消沫器中。在叶轮的剪切和离心力作用下,泡沫被破碎成液滴,然后通过排液口返回曝气池中。这样可以有效地消除泡沫,维持曝气池的正常运行。"]
- ["问:CXQF高效气浮器处理白水的工艺流程是怎样的?", "答:纸机白水由白水槽贮存,再用白水泵通过支架带动的布水管均匀地进入气浮器的槽体 内。 一部分净化水经加压泵加压后与压缩空气在一个特殊构造的溶气罐内接触,从而制备 溶气水,溶气水经蟹形释放器在气浮器槽体前的管路中与处理前的白水混合。在工艺需要 加絮凝剂时,则将制备好的絮凝剂用泵送入溶气水入口处前的管路中,使其与白水混合。\n溶气水的空气减压释放形成微小气泡粘附于悬浮物(纸浆、填料)上浮到液面,由旋转的序斗收集于收浆斗内,并倒入浮渣槽中回收利用。澄清水由集水机构收集,经溢流堰排入净 化白水槽中回用或排放。白水中重杂物沉淀于槽底,由滑动的刮泥板刮至排泥槽中,通过排 泥管定期排出。"]
- ["问:白水中纸浆纤维的种类及填料含量对气浮效率有何影响?", "答:一般来说,化学浆纤维比机械浆纤维更易于气浮;草类纸浆纤维比木浆纤维更易于气浮;不含填料的白水比含填料的白水气浮处理效率高,因为前者密度低,易于粘附气泡。"]
- ["问:CXQF高效气浮器处理白水时,在何种情况下可以考虑加入絮凝剂来提高处理效率?", "答:若白水中SS浓度过大、含填料量过高或对处理后水质有特殊要求时,可以考虑加入絮凝剂以提高处理效率,常用的絮凝剂包括聚丙烯酰胺(PAM)、聚合铝(PAC)等。"]
- ["问:CXQF高效气浮器在白水处理中的优势是什么?", "答:CXQF高效气浮器运行稳定,易于管理,每班操作工为1~2人,检修、刷洗周期为1~3个月。设备运行能耗低,运行费用小,设备投资回收期短。"]
- ["问:高温厌氧处理的工艺流程是怎样的?", "答:高温厌氧处理的工艺流程如下:\n1. 氧化槽:向氧化槽内通入空气,在FeCl₃的催化作用下将SO₃²-氧化生成SO₄²-,实现污冷凝水中SO₃²-的脱除。\n2. 中和槽:将污冷凝水、核酸抽提废液与来自好氧生物处理的剩余污泥混合,加入NH₂OH以维持COD:N:P=100:5:1的营养物比例,同时加入碱抽提废液调节混合液的pH值为4.2。\n3. 厌氧反应器:混合液进入厌氧反应器,通过水蒸气调节反应温度,一般控制在51~54 ℃。混合废水在反应器内的停留时间为2.5天。\n4. 沉淀池:厌氧反应器出水溢流入沉淀池,在进入沉淀池前加入纸厂带纤维的废水,降温终止厌氧反应产气,同时细纤维也有絮凝作用,有利于污泥沉降。"]
- ["问:高温厌氧处理法处理纸浆厂废水运行管理中的主要指标有哪些?", "答:主要指标包括pH值、温度、H₂S浓度、挥发酸浓度、污泥浓度及沼气组成。其中,pH值尤为重要,一般控制在7.0~7.7范围内,最低为6.8。另外,要注意H₂S对产甲烷菌的抑制作用。"]
- ["问:医院污水的来源有哪些?", "答:医院污水的主要来源包括诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光洗印、动物房、同位素治疗诊断室、手术室等医疗设施,以及医院行政管理和医务人员排放的生活污水,食堂、单身宿舍、家属宿舍排水等。"]
- ["问:医院污水排放的主要部门和设施有哪些?", "答:医院污水排放的主要部门和设施包括诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光洗印、动物房、同位素治疗诊断室、手术室等医疗设施,以及医院行政管理和医务人员排放的生活污水,食堂、单身宿舍、家属宿舍排水等。"]
- ["问:医院污水的水量主要受哪些因素影响?", "答:医院污水的水量受到医院的规模、性质、所处地区的生活习惯以及医院设施情况等因素的影响。一般来说,大型医院的平均日污水量会比中小型医院大,而设备较齐全的医院则通常会有更高的日污水量。此外,随着生活水平的提高和医院设施条件的改善,医院的用水量和排水量也会不断增加。"]
- ["问:《医院污水处理设计规范》提出的综合医院排水量为多少?", "答:《医院污水处理设计规范》提出的综合医院排水量为:①设备比较齐全的大型医院平均 日污水量为400~600 L/(床·d),时变化系数 K=2.0~2.2;② 一般设备的中小医院,平均日 污水量为300~400 L/(床·d),时变化系数 K=2.2~2.5;③ 小型医院平均日污水量为250~ 300 L/(床·d),时变化系数K=2.5。"]
- ["问:医院污水对环境、人体有哪些危害?", "答:医院污水除了含有传染病等病原体的污水以外,还有来自诊疗、化验、研究室等各种不 同类别的污水,这些污水往往含有重金属、消毒剂、有机溶剂以及酸、碱等,有些重金属和难 生物降解的有机污染物是致癌、致畸或致突变物质,这些物质排入环境中将对环境产生长远 的影响,他们可以通过食物链富集浓缩,进入人体,而危害人体健康。医院在使用放射性同 位素诊断、治疗和研究中,还产生放射性污水、污物,也必须通过处理,达到规定的排放标准\n后方可排放或运送至专门的机构处置。\n医院污水特别是传染病房排出的污水如不经消毒处理而直接排入水体,可能会引起水 源污染和传染病的爆发流行。通过流行病学调查和细菌学检验证明,国内外历次大的传染 病爆发流行,几乎都与饮用或接触被污染的水有关。1987年上海发生甲肝流行,29万多人\n发病,主要是食用了被粪便污染水里生长的毛蚶所致。"]
- ["问:医院污水的水质特征主要包括哪些方面?", "答:医院污水的水质特征主要包括以下几个方面:\n1.含有传染病等病原体的污水,可能含有重金属、消毒剂、有机溶剂、酸碱等物质,具有极大的危害性。\n2.医院污水特别是传染病房排出的污水如不经消毒处理而直接排入水体,可能会引起水源污染和传染病的爆发流行。\n3.主要污染物包括病原性微生物、有毒有害的物理化学污染物和放射性污染物。"]
- ["问:什么是粪大肠菌群数和大肠菌群数?", "答:粪大肠菌群数和大肠菌群数通常被用作衡量水质受到生活粪便污染的生物学指标。大肠杆菌在水环境中的存活力与肠道致病菌的存活力相近似,因此被用作衡量水质污染的指标。近年来,有建议用粪大肠菌作为更具代表性的衡量指标,因为粪大肠菌更能反映水质受到粪便污染的情况。"]
- ["问:粪大肠菌群数指标的含义是什么?", "答:粪大肠菌群数指的是能够在44.5℃、24小时内发酵乳糖产生酸和气体的、需氧及兼性厌氧的、革兰氏阴性的无芽孢杆菌。这些细菌反映了存在于温血动物肠道内的大肠菌群。监测粪大肠菌群数通常采用多管发酵法。"]
- ["问:我国《传染病防治法》将传染病分为几类?", "答:根据我国1989年4月颁布的《中华人民共和国传染病防治法》,传染病分为甲、乙、丙三类。其中,甲类传染病包括鼠疫、霍乱和 SARS;乙类传染病有24种,如病毒性肝炎、痢疾、伤寒、艾滋病等;丙类传染病有9种,包括血吸虫病、丝虫病、包虫病等。"]
- ["问:我国对这些传染病的管理是怎样的?", "答:对甲类传染病须强制管理:对传染病疫点、疫区的处理, 对病人及病原携带者的隔离治疗和易感染人群的保护措施等均具有强制性;对乙类传染病 须严格管理:在管理上采取了一套常规的严格的疫情报告办法;对丙类传染病实施监测管 理:通过确定的疾病监测区和实验室对传染病进行监测。《传染病防治法》要求:对被传染病病原体污染的污水、污物、粪便,必须按照卫生防疫机构提出的卫生要求进行处理。"]
- ["问:医院污水和生活污水中经水传播的疾病主要是什么?", "答:医院污水和生活污水中经水传播的疾病主要是肠道传染病,如伤寒、痢疾、霍乱以及马\n鼻病、钩端螺旋体、肠炎等;由病毒传播的疾病有肝炎、小儿麻痹等疾病。"]
- ["问:SARS是如何传播的?", "答:SARS(重症急性呼吸道综合症)是一种由冠状病毒引起的急性呼吸道传染病,主要通过呼吸飞沫和亲密接触传播。此外,许多病人的粪便中也含有冠状病毒,而且这种病毒在粪便中的存活时间比附着在物件表面更为长久。"]
- ["问:传染病在医院污水中如何传播?", "答:传染病主要通过水传播,包括污水和生活污水。这些病原体可以通过污水排放进入水体,再通过水体污染、接触和饮用水等途径传播给人体,增加了疾病的传播风险。"]
- ["问:酸性污水排放可能造成的问题是什么?", "答:酸性污水排放对管道等造成腐蚀,排入水体对环境造成一定危害。pH 值也影响某些消 毒剂的消毒效果。pH 值过低的污水排放前应进行中和处理,或采用防腐蚀管道。因此,酸性污水排放前应进行中和处理,或者采用防腐蚀管道等措施。"]
- ["问:什么是悬浮固体(SS)?", "答:悬浮固体(SS)指的是水样通过孔径为0.45μm的滤膜后,在103~105 ℃下烘干至恒重的固体物质。这些悬浮物不仅影响水体外观,还可能影响氯化消毒的灭活效果。"]
- ["问:悬浮固体(SS)对水质和消毒有什么影响?", "答:悬浮物通常成为水中微生物(包括致病微生物)的隐藏载体,从而免受消毒剂灭活。医院污水中含有大量的悬浮物,因此需要通过格栅和沉淀池等工艺去除。"]
- ["问:医院污水中BOD和COD与消毒剂的关系是什么?", "答:由于医院广泛使用消毒剂,其对生物处理是不利的。高浓度的BOD和COD意味着消耗更多的消毒剂,因此需要增加消毒剂的用量以保证消毒效果。"]
- ["问:医院污水中的动植物油会造成什么问题?", "答:医院污水中的动植物油可能形成油膜,阻碍空气中氧向水中传递,导致水体缺氧,从而危及水生生物。同时,浓度较高的含油污水排入下水道时容易堵塞下水道。因此,含油污水必须经过隔油处理再排放,以减少对环境和下水道的影响。"]
- ["问:医院污水中的总汞对人体和环境有何影响?", "答:汞及其化合物对温血动物毒性很 大。由消化道能将进入人体的汞迅速地吸收并随血液转移到全身各器官和组织,进而引起 全身性的中毒。无机汞在自然界中可转化为甲基汞,其毒性更大,汞和甲基汞可通过食物链 进入人体,并在脑中积蓄。日本发生的著名公害水俣病即是由人食用了被甲基汞污染的鱼, 而在人体中积累所致。"]
- ["问:医院污水中常见的放射性同位素有哪些?", "答:医疗单位在治疗和诊断中使用的放射性同位素主要包括^131I、^32P等。这些放射性同位素在衰变过程中会释放α、β和γ放射线,当它们在人体内积累时,可能对人体健康造成危害"]
- ["问:放射性同位素的强度是如何表示的?医院污水中的放射性同位素浓度如何衡量?", "答:放射性同位素的强度通常以贝可(Bq)为单位表示,其在污水中的浓度则以贝可每升(Bq/L)为单位表示。1 Bq/L 相当于2.7×10^{-11}Ci/L。"]
- ["问:医院放射性污水主要来自哪里?应该如何处理?", "答:医院放射性污水主要来自同位素治疗室。为了避免对环境和人体造成危害,医院应单独设置衰变池来处理放射性污水。在经过处理达到标准后,才能将其排入综合下水道。"]
- ["问:医院污水处理的目的是什么?", "答:医院污水处理的目的是通过采用各种水处理技术和设备去除水中的物理、化学和生物的各种水污染物,使水质得到净化,达到国家或地方的水污染物排放标准,以保护水资源环境和人体健康。"]
- ["问:医院污水处理常用的方法有哪些?", "答:医院污水处理常用的方法包括物理法、化学法和生物法。根据处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理等,根据处理工艺可分为预处理、主体处理、后处理等处理工艺过程。"]
- ["问:医院污水处理中一级处理的主要目的是什么?", "答:常规一级处理的主要目的是去除污水中的漂浮物和悬浮物(SS),为后续处理创造条件。通过一级处理,可以去除60%的悬浮物和25%的BOD。"]
- ["问:医院污水处理中一级处理的设备有什么用?", "答:格栅可去除污水中较大的颗粒物质和漂浮固体物质。沉淀池可去除0.2mm以上的砂粒及污水中大部分悬浮物。一般通过一级处理可去除60%的悬浮物和25%的BOD。"]
- ["问:医院污水处理中二级处理如何去除污水中的有机污染物?", "答:通过生物处理,BOD的去除率可达90%以上,处理出水的BOD可降至30 mg/L以下。同时,还可去除COD、酚、氰、LAS等有机污染物。在一些污水排放标准要求较高的地方,为防止水体的富营养化,还需要进行脱氮除磷处理,因此出现了生物脱氮除磷的改进技术,有时也称为三级处理技术。"]
- ["问:医院污水处理中的其他处理包括哪些?", "答:除了处理生活污水和含菌污水外,医院还需处理化验室废水、放射性废水、洗相室废水、食堂排出的含油污水以及口腔科排出的含汞废水等。这些废水需要采取不同的预处理措施后,再排入综合污水系统。"]
- ["问:医院污水处理的总体原则是什么?", "答:医院污水处理的总体原则是根据不同类型的污水,采取相应的预处理措施,包括消毒处理、化粪池处理、废液回收处理等。传染病房和传染科的污水应单独进行消毒处理,而普通病房和一般生活污水可经化粪池处理。针对不同来源的废水,需要采取特定的预处理措施后再排入综合污水系统。"]
- ["问:医院污水处理技术的发展趋势是什么?", "答:随着对环境保护要求的提高,医院污水处理技术的发展趋势是从源头控制有毒有害物质的排放,减轻污水处理的负荷。此外,针对新的排放标准要求,需要发展高效的脱氮除磷技术,以及针对某些难降解有机物的处理技术。水的再生利用和节水技术也将在医院污水处理中得到更广泛的应用。"]
- ["问:根据医院的性质、规模和当地要求等因素,医院污水处理工艺流程可以采用哪些方法?", "答:根据《医院污水处理设计规范》(CECS 07:88)的规定,医院污水处理工艺流程可以根据不同情况采用以下方法:\n1. 对于被病菌、病毒所污染的污水,必须进行消毒处理。\n2. 含有放射性物质、重金属及其他有毒、有害物质的污水,如果不符合排放标准,则需要进行单独处理后才能排入医院污水处理站或城市下水道。\n3. 医院的综合排水量和小时变化系数与医院性质、规模、设备完善程度相关,可根据不同情况选择适当的计算数据。\n - 设备齐全的大型医院平均日产污水量为400~600 L/(床·d),K=2.0~2.2。\n - 设备一般的中型医院平均日产污水量为300~400 L/(床·d),K=2.2~2.5。\n - 小型医院平均日产污水量为250~300 L/(床·d),K=2.5。\n4. 在没有实测数据时,可以根据每张病床每日排出的污染物量进行选择,例如BODs为60g/(床·d),COD为100~150 g/(床·d),悬浮物SS为50~100 g/(床·d)。\n5. 设计处理流程应考虑医院类型、污水排向、排放标准等因素。如果医院污水排放到有集中污水处理厂的城市下水道中,则以解决生物性污染为主,采用一级处理;如果医院污水排放到地面水域中,则需要进行全面处理,包括对生物性污染、理化性污染及有毒有害物质的处理,采用二级处理。"]
- ["问:医院污水处理的一级处理工艺流程是怎样的?", "答:医院污水处理的一级处理工艺流程包括格栅、调节池、计量池、提升泵和接触池。首先,来自病区的污水和其他含菌污水通过排水管道汇集到污水处理站。粪便污水应先通过化粪池沉淀消化处理,然后进入污水处理站。在处理站,消毒剂通过与水泵联动或与虹吸定量池同步定量投加至待处理污水中。污水和消毒剂在管道或专用设备中充分混合后,进入接触池。在接触池内,污水和消毒剂通过一定时间的接触后达到水质净化和消毒要求,然后排放。消毒剂的投加量应根据实际需要和污水特性进行控制,以确保消毒效果。消毒后产生的沉淀污泥需要定期清除和消毒处理。"]
- ["问:医院污水处理的二级处理工艺流程是什么样的?", "答:医院污水的二级处理工艺流程可以采用生物转盘法、生物接触氧化法、射流曝气法、塔式生物滤池法、氧化沟法等方法。近年来,随着处理水质要求的提高和处理技术的进步,还发展了一些改进的或替代的生物处理工艺,例如SBR法、A/O法、A²/O法、水解酸化法、AB法等。医院污水的二级处理流程主要是通过生物处理去除污水中的有机污染物,提高水质净化效果。最终达到排放标准要求。"]
- ["问:医院污水处理系统中的其他预处理工艺流程有哪些?", "答:医院污水处理系统中的其他预处理工艺流程包括投加适当混凝剂的化学处理工艺、经过预过滤处理或简单生物处理等。这些工艺不需要采用完全的二级生物处理过程,可以根据需要选用一级半处理。医院污水处理系统还需要单独处理含有重金属的废水、放射性废水、含油废水和洗印废水等特殊排水。这些废水来自不同的部门和设施,需要采用相应的处理方法进行处理,以保证废水排放符合环保要求。"]
- ["问:医院污水处理系统除了含菌污水的处理和消毒外,需要对其他特殊排水哪些单独 处理?", "答:医院污水处理系统除了含菌污水的处理和消毒外,对其他特殊排水根据需要还要单独 处理,如含有重金属的废水、放射性废水、含油废水和洗印废水等。重金属废水来自牙科治 疗和化验室,含有汞、铬等有害污染物,可用化学沉淀法或离子交换法处理。放射性废水来 自同位素治疗和诊断,低浓度放射性废水采用衰变池处理。含油废水来自厨房、食堂, 一般 采用隔油池处理。洗印废水来自照片洗印,含有银、显影剂、定影剂等有害物质,含银废水可采用电解法回收银,显影剂可用化学氧化法处理。"]
- ["问:医院如何处理酸性废水?", "答:医院中产生的酸性废水通常来自于化验项目或化学清洗剂的使用,包括硝酸、硫酸、盐酸、过氯酸、三氯乙酸等。这些物质具有腐蚀性,与金属反应产生氢气,甚至能引发爆炸。处理酸性废水通常采用中和方法,通过投加碱性物质如氢氧化钠或石灰来中和酸性废水。一般来说,需要将废水的pH值控制在6~9范围内才能安全排放。"]
- ["问:医院含氰废水有哪些危害?", "答:在血液、血清、细菌和化学检查分析中常使用氰化钾、氰化钠、铁氰化钾、亚铁氰化钾等 含氰化合物,由此而产生含氰废水和废液。氰化物有剧毒,人的口服致死剂量 HCN 平均为 50mg, 氰化钠为100mg, 氰化钾为120 mg。氰化物对鱼类毒性很大,当水中游离氰浓度为 0.05~0.10mg/L 时,许多敏感鱼类致死,浓度在0.2 mg/L 以上时,大多数鱼类会迅速死亡,所以对于含氰废液、废水应单独收集处理。"]
- ["问:医院中的含氰废水是如何处理的?", "答:含氰废水的处理方法有:化学氧化法、电解法、离子交换法、活性炭吸附法和生物处理法 等。少量的含氰废水最简单的处理方法是化学氧化法,如碱式氯化法。碱式氯化法是将含氰废水放入处理槽内,向槽内加入碱液使废水的pH 值达到10~12,然后再投加液氯或次氯 酸钠,控制余氯量为2~7 mg/L, 处理后的含氰废水浓度可达到排放标准0.5 mg/L。 其反应如下\nNaCN+2NaOH+Cl₂—NaCNO+2NaCl+H₂O (快)\n2NaCNO+4NaOH+3Cl₂——2CO₂+N₂+6NaCl+2H₂O (慢)"]
- ["问:医院废水中汞的来源有哪些?", "答:金属汞主要来自各种口腔门诊和计测仪器仪表中使用的汞,如血压计、温度计、血液气 体测定装置、自动血球计算器等,当盛有汞的玻璃管、温度计被打破或操作不当时都会造成 汞的流失。在分析检测和诊断中常使用氯化高汞、硝酸高汞以及硫氰酸高汞等剧毒物质,口 腔科为了制作汞合金,汞的用量也比较多。这些都是废水中汞的来源。"]
- ["问:汞对环境有哪些危害?", "答:汞对环境危害极大,汞进入水体以后可以转化为极毒的有机汞(烷基汞),并且通过食物 链富集浓缩。人食用了受汞污染的水产品,甲基汞可以在脑中积累,引起水俣病,严重危害 人体健康。汞对水生生物也有严重的危害作用,我国污水排放标准规定汞的最高允许浓度为0.05mg/L, 饮用水的最高允许浓度为0.001 mg/L。"]
- ["问:医院废水中汞处理方法有哪些?", "答:含汞废水处理方法有铁屑还原法、化学沉淀法、活性炭吸附法和离子交换法。\n采用硫氢化钠或硫化钠沉淀法处理含汞废水是一种简单易行的方法。采用硫氢化钠法 是将含汞废水先经沉淀后,加盐酸将pH 值调至5,再加入硫氢化钠,调pH 至8~9,再加入硫 酸铝溶液进行混凝沉淀,出水含汞浓度可降到0.05 mg/L 以下。硫化钠沉淀法是向含汞废 水加入硫化钠产生硫化汞沉淀,再经活性炭吸附处理,汞的去除率可达99.9%,出水含汞浓度可达到0.02mg/L"]
- ["问:医院中常见的含铬废水有哪些存在形式,有哪些危害?", "答:重铬酸钾、三氧化铬、铬酸钾是医院在病理、血液检查和化验等工作中使用的化学品。 这些废液应单独收集,尽量减少排放量。铬化合物中有三价铬和六价铬两种存在形式。六 价铬的毒性大于三价铬,铬化合物对人畜机体有全身致毒作用,还具有致癌和致突变作用。 六价铬能使人诱发肺癌、鼻中隔膜溃疡与穿孔、咽炎、支气管炎、粘膜损伤、皮炎、湿疹和皮肤溃疡等,是重点控制的水污染物之一。"]
- ["问:医院中常见的含铬废水如何处理?", "答:含铬废水处理的方法很多,最简单实用的方法是化学还原沉淀法。其原理是在酸性条 件下,向废水中加入还原剂,将六价铬还原成三价铬,然后再加碱中和,调节 pH 值 为 8 ~ 9 , 使之形成氢氧化铬沉淀,出水中六价铬含量小于0.5 mg/L 。采用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠还原处理含铬废水的反应如下\n2H₂CrO₄+3Na₂SO₃+3H₂SO₄—-Cr₂(SO₄)₃+3Na₂SO₄+5H₂O\n2H₂Cr₂O₇+6NaHSO₃+3H₂SO₄--2Cr₂(SO₄)₃+3NaSO₄+8H₂O\n加氢氧化钠中和沉淀反应如下\nCr₂(SO₄)₃+6NaOH=-2Cr(OH)₃↓+3Na₂SO₄"]
- ["问:医院中的洗相废水是如何处理的?", "答:医院放射科照片洗印废水是一个重要的污染源,其中包含多种化学药品,主要是显影剂、定影剂和漂白剂等。在洗照片的定影液中还含有贵重金属银,具有很大的毒性。处理含银废液的方法有电解提银法和化学沉淀法,低浓度的含银废水也可采用离子交换法和活性炭吸附法处理。由于照相废液不能随意排入下水道,需要严格收集和处理。对于高浓度的洗印显影废液,可以采用焚烧处理或氧化处理法。一般浓度较低的显影废水通过氯化氧化处理,总量可以降至安全排放标准以下。"]
- ["问:如何处理医院产生的传染性病毒废水?", "答:医院污水中含有大量的病源微生物、病毒和化学药剂,具有空间污染、急性传染和潜伏性传染的特征。未经过消毒处理的含有病源微生物污染的医院污水如果排放到城市下水道或环境水体中,会引发水体污染并造成各种疾病和传染病的暴发,严重危害人们的健康。处理传染性病毒废水的方法包括使用含氯消毒剂、过氧乙酸和紫外(UV)照射等。清华大学提出的“新型高效膜-生物反应器”技术是一种有效的处理技术,能够高效控制出水中微生物的含量,并采用高效UV消毒工艺来杀死病毒和细菌。整个系统采用全封闭结构,实现了完全自动化控制,运行安全可靠。"]
- ["问:医院中其他废液废水如何处理?", "答:医院还使用大量的有机溶剂、消毒剂、杀虫剂及其他药物,这些废液废水应严格禁止排入下水道。一些有毒有害废液应进行专门的收集处理,如焚烧或其他合适的处理方法。特别是消毒剂等化学物质倾倒至下水道可能导致污水处理设施失效,造成污水超标排放,严重污染环境,因此必须加以严格控制。"]
- ["问:医用放射性同位素污水的主要来源有哪些?", "答:医用放射性同位素污水的主要来源有:病人服用放射性同位素(如1311 药物后,所产生 的排泄物;清洗病人服用药物的药杯、注射器和高强度放射性同位素分装时的移液管等器皿 所产生的放射性污水;医用标记化合物制备和倾倒多余剂量的放射性同位素。"]
- ["问:医用放射性同位素污水的水质水量和排放标准是怎样的?", "答:医用放射性同位素污水一般分为两种,一种是未被放射性同位素污染的污水,可以按一般生活污水处理后排放;另一种是被放射性同位素污染的污水,必须经过处理,使其放射性浓度降低到国家排放管理限值后才能排放。我国《污水综合排放标准》规定了医疗放射性同位素排放标准,要求放射性废水的最高允许浓度为总α-放射性为1Bq/L,总β-放射性为10 Bq/L。"]
- ["问:放射性活度的单位是什么?", "答:放射性活度的单位是贝克(Bq),1贝克相当于放射性同位素衰变一次。1居里(Ci)等于每秒衰变3.7×10¹⁰次,即1 Ci=3.7×10^{10}Bq。"]
- ["问:医院放射性污水如何处理?", "答:医院产生的放射性污水是指在医疗诊断和治疗过程中使用的放射性同位素所产生的污水。这些污水如果不经过处理直接排放,会对环境和人体健康造成危害。因此,在排放前必须进行监测并符合排放标准。医用放射性同位素污水的主要来源包括病人排泄物、药杯、注射器等设备的清洗液以及医用标记化合物的制备过程中产生的污水。在设计上,医院的放射性污水通常被分为两部分:未被放射性同位素污染的污水和被污染的污水,需要经过处理以降低放射性浓度后才能排放。医院放射性废水的排放量与医院规模及设施配备有关,一般为0.2~5m³/d。国家标准规定了医用放射性同位素污水的排放标准,要求总α-放射性和总β-放射性浓度不超过一定数值。"]
- ["问:对于浓度高、半衰期较长的放射性污水,通常采取哪种处理方法?", "答:对于浓度高、半衰期较长的放射性污水,一般将其贮存于容器内,使其自然衰变。目前医院常用的方法是将放射性污水贮存在容器内,让其通过自然衰变减少放射性物质的浓度。"]
- ["问:对于浓度低、半衰期较短的放射性污水,采取什么处理方式?", "答:对于浓度低、半衰期较短的放射性污水,通常排入地下贮存衰变池。污水在衰变池中贮存一定时间,让放射性同位素通过自然衰变,使其放射性浓度降低到国家排放管理限值后再排放。"]
- ["问:连续式衰变池和间歇式衰变池有何区别?", "答:连续式衰变池设计为污水持续流动,池内设置导流墙,使污水在池内缓慢流动,减少短路。而间歇式衰变池则是分格贮存污水,交替使用不同的格子来存放污水,以达到自然衰变的目的。"]
- ["问:介绍一下间歇式衰变池的工作原理和设计特点。", "答:间歇式衰变池是将放射性污水储存在多个格子中,使其自然衰变。以两个格子为例,污水先填满池1,然后关闭进水闸阀,等待池2充满后,池1中的放射性污水浓度已衰变到国家排放管理的限值。然后打开池1的出水闸阀排空污水,关闭出水闸阀后,打开池1的进水闸阀,关闭池2的进水闸阀,使池1内的污水进行自然衰变。这样两个池交替使用,达到处理放射性污水的目的。"]
- ["问:什么是半衰期?", "答:放射性同位素的放射性强度是随着同位素的衰变过程不断地衰减的,其强度衰减一半 的时间称做半衰期。半衰期越短,说明放射性同位素的放射性强度衰减的越快, 一般通过\n10个半衰期放射性强度可减少到原来的1%。"]
- ["问:为什么需要进行防酸处理或采用耐酸腐蚀材料?", "答:含有放射性同位素的污水通常呈酸性,因此贮存池、管道、闸阀等设备需要进行防酸处理或采用耐酸腐蚀材料,以防止设备被腐蚀破坏,确保设备的稳定运行。"]
- ["问:放射性同位素的放射性强度随时间如何变化?", "答:放射性同位素的放射性强度随着时间的推移而衰减。衰减速度可以用衰变常数λ表示,其单位为每天(d-1)。半衰期是指放射性同位素放射性强度衰减到初始值的一半所需的时间。放射性强度随时间的变化可以通过以下公式表示:\n\\[C_t = C_0 \\times e^{-\\lambda t}\\]\n其中,\\(C_t\\)为衰变t时间后的放射性强度(Bq),\\(C_0\\)为开始时的放射性强度(Bq),λ为衰变常数(d-1),t为衰变时间(d)。"]
- ["问:氯对微生物的杀灭机理是怎样的?", "答:氯对微生物的杀灭机理是通过与细菌酶系统发生不可逆反应,导致细菌酶失活而使细菌灭活。早期一般认为氯与水反应形成次氯酸,然后释放出新生态氧,导致细菌死亡。然而,后续的研究纠正了这一错误观念,指出杀菌作用主要是由次氯酸(HOCl)引起的。进一步研究发现,次氯酸渗透速度类似于水的渗透速度,因为其分子小且不带电荷,这使得次氯酸能够更容易地渗透细菌细胞壁。此外,水中次氯酸的含量与pH值密切相关,当pH值升高时,HOCl的数量相对减少,降低了杀菌效率。"]
- ["问:次氯酸与微生物的杀灭关系是怎样的?", "答:次氯酸是氯消毒剂中杀菌力最有效的成分之一。它能够有效渗透细菌细胞壁,进而引起细菌的死亡。次氯酸根离子由次氯酸或次氯酸盐离解而形成,其杀菌效果相对较低,因为次氯酸根离子带有负电荷,与带有负电荷的细菌细胞壁难以相互渗透。**问题:影响氯化消毒效果的因素有哪些?"]
- ["问:污水处理程度对消毒效果有何影响?", "答:污水处理程度对消毒效果有重要影响。经过不同程度的预处理或二级处理后,污水中的有机和无机污染物含量会减少,这有助于提高消毒剂与细菌的接触和消毒效果。通常,一级处理可去除COD 20%~30%、SS 50%~60%,二级处理可使COD去除率达到70%~90%,SS去除率达到80%。"]
- ["问:氯与污水混合程度对消毒效果的影响是什么?", "答:消毒剂必须与污水充分混合才能有效杀灭微生物。混合程度与杀菌效率密切相关,取决于混合水流的速度梯度。一般来说,混合池中的速度梯度(混合强度)应在3~600 s-1之间,混合池的容积可按照5~15秒进行计算。"]
- ["问:接触反应时间和含氯浓度如何影响消毒效果?", "答:接触反应时间较长有助于更彻底地灭活微生物,但对于不同类型的病毒可能需要不同的时间。根据医院污水排放标准,一般性医院和结核病医院的污水消毒需要较长的接触时间和适量的余氯浓度,而对含有肝炎病毒的污水则需更高标准。"]
- ["问:我国对于接触时间的要求?", "答:我国《医院污水排放标准》规定,使用氯消毒时,对一般性医院(含肠道传染病医院)污水 接触时间应不小于1 h;接触池出口的总余氯浓度应为1~1.5mg/L; 结核病医院污水的接触 时间则需大于1.5 h,余氯浓度为6~8 mg/L。 对含有肝炎病毒的污水则因无充分的数据而 未作规定。根据上面的研究结果,对于一般性医院和结核病医院的污水消毒,结合混合状况 和被消毒污水的水质对需要的余氯量和接触时间有进行深入研究的必要。至于含肝炎病毒\n的污水,建议采用较长的接触时间,比如采用1.5 h。"]
- ["问:pH值对消毒效果的影响是什么?", "答:pH 值对余氯成分有很大的影响。这是因为,由于 pH 值降低,使得总 余氯中二氯胺和游离余氯的成分增加了,二氯胺的杀菌效率比一氯胺高2~3倍,游离氯比 化合氯高80倍左右;当 pH 值降低时,无杀菌能力的有机氯胺类形成的速度减慢了,对细菌 本身来说, 一般细菌在中性或微碱性水中有较强的抵抗力,水中 pH 值较低时微生物易被灭 活。"]
- ["问:干扰物质对消毒效果的影响是什么?", "答:污水中的干扰物质与氯发生反应,大部分氯被干扰物质攫取,使得真正起消毒作用的氯量减少。这种情况不仅适用于氯化消毒,对于其他消毒剂如臭氧、溴、碘等也存在类似情况。悬浮物可保护微生物免受氯化消毒的影响,从而降低了消毒效果。"]
- ["问:污水生物学性质对消毒效果的影响是什么?", "答:污水中消毒对象的浓度越高,达到预定排放生物学指标就越困难。不同种类的致病微生物对消毒的难易程度也不同,特别是关于传染性肝炎病毒的灭活需要进一步研究。"]
- ["问:医院污水处理中为什么需要处理污泥?", "答:在医院污水处理过程中,大量悬浮在水中 的有机、无机污染物和致病菌、病毒、寄生虫卵等通过沉淀分离出来形成污泥,这些污泥如不 妥善消毒处理,任意排放或弃置,同样会污染环境,造成疾病传播和流行。"]
- ["问:污泥的排放应满足哪些标准?", "答:污泥排放时应达 到下列标准:①蛔虫卵死亡率大于95%;②粪大肠菌值不小于0.01;③每10 g 污泥(原检 样)中,不得检出肠道致病菌和结核杆菌。无上、下水道设备或集中式污水处理构筑物的医 院,对有传染性的粪便必须进行单独消毒或其他无害化处理。"]
- ["问:医院污水处理过程中产生的污泥量与什么有关?", "答:医院污水处理过程中产生的污泥量与原水悬浮物含量及处理工艺有关,悬浮物主要来 自设备地面冲洗、粪便及其他非溶性物质。每人每日的粪便量约为150g。"]
- ["问:医院污水处理中产生的污泥通常采取什么方式进行处理?", "答:医院污水处理中产生的污泥量较少,一般情况下,如果采用一级处理加氯消毒工艺,可以不设立污泥干化池。但若采用二级处理,需要排放出二次沉淀池的活性污泥,因此通常需要设置干化池。"]
- ["问:污泥消毒的方法有哪些?", "答:污泥消毒的方法包括物理法、化学法和生物法。常见的方法有低热消毒、堆肥、氯化消毒、石灰消毒以及辐照消毒等。这些方法可以有效地杀灭污泥中的病菌和寄生虫卵,使污泥达到排放或利用的标准要求。"]
- ["问:低热消毒法是如何对医院污泥进行处理的?", "答:低热消毒法,也称为巴氏消毒法,是将污泥加热至70°C,持续30~60分钟,以全部灭活致病微生物和寄生虫卵的方法。这种加热可以采用蒸汽直接加热或间接加热的方式。在蒸汽直接加热过程中,由于蒸汽易形成凝结水,可能会使污泥体积增加约7%。医院可以使用小型低热污泥消毒罐进行污泥消毒,这种罐体由碳钢制成,设有污泥进出口、气体出口和气体过滤器、蒸汽进口以及压力和温度控制仪表,并在罐体外加保温层。"]
- ["问:在医院污水处理过程中,为什么必须对污泥进行消毒处理?", "答:在医院污水处理过程中,污水中所含的80%以上的病菌和90%以上的寄生虫卵被浓集在污泥中,因此必须对污泥进行消毒处理,以达到《医院污水排放标准》的要求,方能排放或利用。"]
- ["问:低热消毒法的优势是什么?", "答:低热消毒法的优势在于可以全部灭活致病微生物和寄生虫卵,而且可以通过蒸汽直接加热污泥。医院可以使用小型低热污泥消毒罐消毒污泥,消毒罐由碳钢制成,设有污泥进出口、气体出口和气体过滤器、蒸汽进口以及压力、温度控制仪表。"]
- ["问:堆肥是如何进行污泥消毒的?", "答:堆肥是利用有机物通过好氧菌进行好氧发酵的过程。医院污泥可以和垃圾及其他有机物混合通过堆肥处理达到消毒灭菌的目的和产出肥料。在堆肥过程中,温度和pH值不断变化,温度可达到50~70℃,pH值由5.5上升到8.2,对于灭活污泥中的各种致病菌和蠕虫卵非常有利。"]
- ["问:辐照消毒的原理是什么?", "答:辐照消毒是利用γ射线、电子束和高能X射线照射污泥,使之吸收射线所发出的能量,破坏微生物体内的核酸酶和蛋白质,促使微生物体新陈代谢紊乱,繁殖受阻,病原体失活,从而达到消毒目的。"]
- ["问:辐照消毒的优点有哪些?", "答:辐照消毒的优点:\n① 不需投加任何药剂,不产生二次污染。\n② 可在室温下灭活细菌、病毒、孢子、蠕虫卵,消毒稳定彻底。\n③ 可以改善污泥的理化性质,降低 BOD、COD 和污泥中有机物的毒性,提高污泥的沉降 脱水性能。\n④ 能耗低,可利用核废料作辐射源。\n⑤ 操作简单,设备安全可靠。"]
- ["问:精细化工产品废水治理技术的研究为什么成为重要课题?", "答:精细化工产品废水对水环境污染的控制及其治理技术的研究已经成为国内外环境科技工作者的一个重要课题,因为其治理难度大且处理成本高,是化工废水治理中的难点和重点。"]
- ["问:精细化工废水中,地面冲洗水的特点是什么?", "答:地面冲洗水中主要含有散落在地面上的溶剂、原料、中间体和生产成品。这部分废水的 水质水量往往与管理水平有很大关系。当管理较差时,地面冲洗水的水量较大,且水质也较 差,污染物总量会在整个废水系统中占有相当的比例。"]
- ["问:精细化工废水中,冷却水的处理方法是什么?", "答:冷却水一般均是从冷凝器或反应釜夹套中放出的冷却水。只要设备完好没有渗漏,冷 却水的水质一般都较好,应尽量设法冷却后回用,不宜直接排放。直接排放一方面是资源浪 费,另外也会引起热污染。 一般来说,冷却水回用后,总是有一部分要排放出去的,这部分冷却水与其他废水混合后,会增加处理废水的体积。"]
- ["问:精细化工废水中,跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染是什么?", "答:生产操作的失误或设备的泄漏会使原料、中间产物或产品外溢而造成污染,因此,在对\n废水治理的统筹考虑中,应当有事故的应急措施。"]
- ["问:精细化工废水中,二次污染废水是什么?", "答:二次污染废水一般来自于废水或废气处理过程中可能形成的新的废水污染源,如预处理过程中从污泥脱水系统中分离出来的废水、从废气处理吸收塔中排出的废水。"]
- ["问:精细化工工业废水的特性有哪些?", "答:精细化工工业废水的特点主要表现为以下方面:\n1.水质成分复杂\n2.废水中污染物含量高\n3.COD 值高\n4.有毒有害物质多\n5.生物难降解物质多\n6.有的废水中盐分含量高\n7.有的废水色度非常高"]
- ["问:为什么精细化工工业废水水质成分复杂?", "答:精细化工产品生产的特点是流程长,反应复杂,副产物多,反应原料常为溶剂类物质或\n环状结构的化合物,使得废水中的污染物质组分繁多复杂,增加了废水的处理难度。"]
- ["问:为什么精细化工工业废水废水中污染物含量高?", "答:污染物含量高是精细化工生产废水的一个显著特点,特别是一些用老工艺生产的传统 产品,设备陈旧,产品得率低,往往造成废水中的污染物含量居高不下,这类情况在小型企业和乡镇企业中比较多见。"]
- ["问:为什么精细化工工业废水废水中COD 值高?", "答:在制药、农药、染料等行业中,COD 浓度通常在几万至几十万毫克每升的废水是经常可 以见到的。这是由于原料反应不完全所造成的大量副产物和原料,或是生产过程中使用的\n大量溶剂介质进入了废水体系中所引起的。"]
- ["问:为什么精细化工工业废水废水中有毒有害物质多?", "答:精细化工废水中有许多对微生物有毒有害的有机污染物,如卤素化合物、硝基化合物、\n有机氮化合物、叔胺及季铵盐类化合物及具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。"]
- ["问:为什么精细化工工业废水废水中生物难降解物质多?", "答:精细化工废水中的有机污染物大部分属于难于生物降解的物质,如卤素化合物及醚类 化合物、硝基化合物、偶氮化合物、叔胺及季铵盐类化合物、硫醚及砜类化合物及某些杂环化\n合物等。"]
- ["问:为什么精细化工工业废水废水中有的废水中盐分含量高?", "答:染料、农药行业中的盐析废水和酸析、碱析废水经中和处理后形成的含盐废水盐分含量 较高。废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用。例如,当废水中的氯根离子超 过3000mg/L 时, 一些未经驯化的微生物的活性将受到抑制,COD 的去除率会明显下降;当 废水中的氯离子浓度大于8000 mg/L 时,会造成污泥膨胀,水面泛出大量泡沫,微生物甚至 会相继死亡。"]
- ["问:为什么精细化工工业废水废水中有的废水色度非常高?", "答:染料、农药等废水的色度一般均在几千倍甚至数万倍以上。有颜色的废水,本身就表明 水体中含有特定的污染物质,从感观上使人产生不愉快和厌恶的心理。另外,有色废水可以 阻截光线在水中的通行,从而影响水生生物的生长,以及抑制由日光催化分解有机物质的自 然净化能力。\n这些废水往往治理难度大且处理成本高,是废水治理中的难点和重点。"]
- ["问:精细化工工业废水的治理原则是什么?", "答:在处理精细化工工业废水时,应综合考虑以下几个方面的治理原则:\n 1.重视清洁生产:尽量采用无公害或少公害的生产工艺,在工艺设计、产品试制时考虑可能发生的环境污染问题,选择原料利用率最高的路线,不用或少用难生物降解物质或有毒有害物质,并加强溶剂、副产品回收及综合利用工作。\n 2.重视预处理工作:加强预处理工艺,消除妨碍生化反应的不利因素,包括加强溶剂回收、去除或转化有毒有害物质、削减COD负荷等措施。\n 3.提高生化处理能力:加强生化处理能力,采用生化处理技术完成废水净化,但考虑到有机化工废水的特殊性,必须加强预处理工艺。"]
- ["问:为了应对有机化工废水的特点,我们可以采取哪些措施来提高生化处理的效率?", "答:针对有机化工废水的特点,我们可以采取以下措施来提高生化处理的效率:\n1. 加大调节池容量,对水量和水质进行充分调节,以确保生化处理的稳定性和有效性。\n2. 适当利用生活污水稀释废水,以减轻盐分和有毒物质对生化处理的影响,并提供额外的有机物质作为微生物的营养。\n3. 选择合适的工艺参数,如pH和溶解氧(DO),以优化生化反应的进行。\n4. 在生化处理前增加兼氧段或设置填料,以提高废水的可生化性,特别是针对难降解的有机物质。\n5. 避免使用间歇式的生化处理装置,尽量采用完全混合式的生化处理工艺,以避免有毒有害物质的累积。\n6. 考虑投加添加剂来提高生化处理效率,如微量活性炭、微量元素、维生素B等,以促进微生物活性和生化反应的进行。\n7. 在必要时,进行混凝沉降处理以进一步去除COD等有机污染物。\n8. 筛选新菌种或利用基因工程技术,研发新的高效降解菌,以解决特殊有机废水的难生化处理问题。"]
- ["问:蒸馏法是如何处理精细化工工业废水中的醇类废水的?", "答:对于水溶性的醇,混凝沉降的效果比较差。对一些沸点较低而挥发性高的醇可用蒸馏 法或汽提法回收去除。如一些酚醛树脂的生产废水中往往含有甲醇(质量分数为2%),这 一部分甲醇系由甲醛溶液带入的,可用蒸馏法回收,当废水被加热到90~95℃时, 一般可回 收81%~92%的甲醇。\n在一些甲醇浓度较低的生产废水中,如果工艺允许,可以套用多次,使甲醇累积到一定 浓度,再进行蒸馏回收。例如,在生产季戊四醇时,1 t 产品约伴有20 m³ 废水产生。废水中 含有甲醇、甲醛及甲酸等。这种废水回用于下一批生产过程,套用5次后,甲醇浓度可增至 1800mg/L, 然后进行蒸馏回收。"]
- ["问:氧化法是如何处理精细化工工业废水中的醇类废水的?", "答:醇类化合物可很容易地用湿式氧化方法分解。如含有甲醇、甲醛等的废水,可在温度为 120℃、压力为0.3 MPa下,加入700 mg/L 的碳酸钙,最后在温度为180 ℃、压力为0.8 MPa的有氧存在下加热1h 而去除。又如甲醇废水(含甲醇50000 mg/L)经湿式氧化后,甲醇的去除率为76.8%。聚乙二醇被认为是一种较难生化处理的物质,含聚乙二醇的废水可在 Mn/Co 复合氧化剂的存在下,用湿式氧化法处理。这种复合催化剂的作用要比Co/Bi 或 Cu 为好。"]
- ["问:湿式氧化法如何处理含有甲醇、甲醛等废水?", "答:可在温度为120℃、压力为0.3 MPa下,加入700 mg/L的碳酸钙,然后在温度为180℃、压力为0.8 MPa的有氧存在下加热1小时以去除。例如,甲醇废水(含甲醇50000 mg/L)经湿式氧化后,甲醇的去除率可达76.8%。"]
- ["问:哪些化学氧化剂常用于处理含醇废水?", "答:主要有臭氧、过氧化氢、氯系氧化剂等。氯及其氧化性衍生物在处理含醇废水时也很有效,尤其是结合催化氯氧化或光诱导氧化更佳。在紫外辐射的诱导下进行氯氧化处理效果更好。"]
- ["问:电解氧化法如何处理尿素树脂生产废水中的甲醇?", "答:在废水中加入1 mol/L的氢氧化钠,使用不溶性阳极PbO₂作电极,在电流密度为0.19~0.22 A/cm²下电解3小时即可使废水中的甲醇全部被分解。"]
- ["问:生化法对甲醇废水的处理效果如何?", "答:甲醇废水可以利用硝酸盐在硝酸盐还原菌的存在下进行处理。在适当的操作条件下,如适当的pH值、温度和碳氮比,可以达到较高的COD去除率和硝酸盐氮利用率。"]
- ["问:醇类化合物在生化处理中的易降解程度有何特点?", "答:在活性污泥法处理含醇废水时,醇的易降解程度通常按照甲醇、乙醇、正丁醇、正戊醇、正丙醇、异丙醇的次序递减。直链醇类的化合物易被微生物降解,但若链上有甲基取代则会影响微生物的降解特性。叔醇类化合物则几乎成为不可生化降解的物质。"]
- ["问:利用硝酸盐如何处理甲醇废水?", "答:在硝酸盐还原菌的存在下,可以处理甲醇废水。最佳处理条件是在pH值为7.5、温度为25℃、碳氮比为1:4的情况下进行。在这种条件下,COD去除率和硝酸盐氮利用率均可达到最佳值,而当废水中的COD值约为600 mg/L时,出水COD值可降至158 mg/L左右。"]
- ["问:醚类废水的处理方法有哪些?", "答:1.吸附法:使用活性炭或粘土类吸附剂对聚醚类化合物进行处理。例如,蒙脱土、膨润土、酸性粘土等吸附剂的效果良好,吸附容量可达到活性炭的30%~50%。\n2.膜分离法:包括反渗透、超滤和微滤等方法。反渗透技术可去除二甲醚、苯甲醚、乙烯基乙醚等,常用的膜材料有醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺膜。超滤方法适用于处理非离子表面活性剂,效果比处理阴离子表面活性剂更好。"]
- ["问:醛及酮废水的处理技术有哪些?", "答:缩合法:通过酸碱催化和加热,使甲醛与酚类物质缩合生成不溶性物质,进一步净化水质。例如,生产酚醛树脂时产生的含甲醛-酚废水可以补加甲醛进行缩合生产油溶性酚醛树脂,用于生产酚醛漆料和配帛酸醛色漆。\n空气催化氧化法:使用硫酸活化过的软锰矿作催化剂,以空气为氧化剂去除废水中的甲醛和苯酚。即使在废水的pH值小于7时,催化氧化仍然有效。例如,废水中含有甲醛和苯酚,经过催化剂的曝气处理,甲醛的去除率可达87%~95%,苯酚的去除率可达99%。"]
- ["问:含醛(不含酚)废水的处理技术有哪些?", "答:1.回收法:适用于高浓度的甲醛废水处理。通过添加足量的甲醇和调整pH值,将甲醛回收为缩醛形式。此后,废水的毒性大幅降低,可以用生化方法进一步处理。\n2.缩合法:可分为自身缩合聚合和其他缩合剂处理两类。甲醛在碱性条件下加热能发生树脂化反应,可去除废水中的甲醛。另外,甲醛可以与其他化合物反应形成固体产物,通过此类反应也可处理废水。\n3.氧化法:可采用湿式氧化法、过氧化氢氧化法等。在氧化剂的作用下,甲醛被氧化为无害的产物。例如,可以使用硫酸活化过的软锰矿或者过氧化氢与铁共同处理废水,将甲醛氧化为二氧化碳。\n4.生化法:常用活性污泥法或生物膜法处理含甲醛废水。甲醛浓度较低时对活性污泥无不良影响。此外,对其他醛类化合物如乙醛、氯代醛等,需要预处理以避免对生化处理产生不良影响。\n5.其他方法:还可以使用臭氧氧化法、次氯酸钠处理法等。例如,对于含乙醛废水可使用次氯酸钠溶液处理,将其氧化为无害产物。"]
- ["问:含酮废水处理的方法有哪些?", "答:1.汽提或蒸馏法:适用于低沸点、挥发性强的酮类化合物。通过汽提或蒸馏法可以将酮类化合物从废水中回收去除。例如,制备双酚A的废水中含有丙酮,通过汽提法可将其去除。\n2.碱处理:对于不饱和酮等生化降解性较差的化合物,可通过加碱处理。在碱性条件下(pH值至8以上),在适当的温度下加热一定时间,可以有效去除酮类化合物。例如,乙烯基酮可通过此方法去除。\n3.生化法:是处理含酮废水的重要手段。含丙酮或丙酮-甲醛-酚的废水可以连续在曝气池中得到净化。在生产EF-1树脂的废水中含有丙酮,经过回收后,可以用生活污水进行稀释,然后进行生化氧化处理。"]
- ["问:酸类废水处理技术有哪些?", "答:1.蒸馏及蒸发法:对于含有甲酸较多的废水,可以加入过量的甲醇和少量硫酸作为催化剂,通过蒸馏或蒸发使甲酸与甲醇反应生成甲酸甲酯,然后从废水中蒸出。这种方法可以有效地回收甲酸。\n2.混凝沉降法:废水中的对苯二甲酸可用硫酸铁或三氯化铁在适当的pH值下处理,加入聚丙烯酰胺可提高去除率。此外,通过絮凝酸化方法也可以处理含酸类废水,其中酸化前要先加入适量的絮凝剂。\n3.吸附法:使用大孔吸附树脂可以对羧酸进行吸附回收。吸附树脂的结构可以通过引入氯、乙酸基或硝基等基团来适应不同的羧酸类型。\n4.萃取法:可用于回收含有酸类的废水。例如,生产醋酸丁酯的废水中的醋酸可以通过丁醇萃取来回收。\n5.沉淀法:使用三价铁盐作为沉淀剂,调节pH值使废水中的芳香酸或其盐形成沉淀,然后过滤去除。对于废水中的邻苯二甲酸,其最佳pH值为3.1。\n6.氧化法:对大多数羧酸类废水可采用氧化法处理。例如,甲酸可以在氧压下进行液相氧化,或者通过臭氧氧化方法降解。另外,萃取液进行蒸馏也可用于回收酸类废水。\n7.生化法:大部分的脂肪酸可以采用好氧生化法处理。直链的脂肪酸易于生化降解,但在同一碳原子上同时引入两个甲基会影响降解性能。此外,规律并不适用于二元酸,即使在二元酸的主碳链上同时引入两个甲基也不会有太大影响。"]
- ["问:萃取法是如何进行的?", "答:萃取法一般使用生产原料中的醇作为萃取剂,将废水中的有机物萃取出来。萃取后的液体经过脱水处理后可以重新用于原生产工艺中,而残留的水相则可以进行进一步的净化,包括生化处理。"]
- ["问:处理制备邻苯二甲酸二异辛酯的废水时,具体如何操作?", "答:可以使用质量分数为96%的硫酸进行酸化处理,然后在适当的温度下加入异辛醇,使混合物的pH值保持在1~2.5之间。随后,有机相将被分离出来,并用于下一批生产投料。废水中的水相,如果BOD为28000mg/L,可使用异辛醇进行萃取,经过水蒸气蒸馏去除异辛醇后,其BOD值可降至18mg/L。"]
- ["问:有机废水脱色技术的目的是什么?", "答:有机废水脱色技术的目的是去除废水中的有色污染物,特别是在印染工业和染料工业中产生的废水,因为有色污染物不仅影响废水的外观,还可能对环境造成毒害。"]
- ["问:药剂法是如何进行有机废水脱色的?", "答:药剂法是常用的一种脱色技术,根据污染物的特征选择合适的药剂,分为无机药剂和有机药剂两种。常用的无机药剂有铝盐、亚铁盐、铁盐、镁盐等,它们通过水解反应产生絮凝体,将有色物质吸附去除。"]
- ["问:有机药剂脱色法与无机药剂脱色法相比有何不同?", "答:有机药剂脱色法相对于无机药剂脱色法而言,使用的药剂是有机化合物而不是无机盐类。有机药剂通常是阳离子聚合物,例如聚丙烯酰胺等。相比之下,有机药剂的价格较贵,而且投药量也较大。"]
- ["问:有机药剂脱色法的主要应用场景是什么?", "答:有机药剂脱色法主要适用于处理染料废水。例如,处理碱性染料可使用阴离子絮凝剂,处理酸性染料可使用阳离子絮凝剂。有机药剂脱色法可以针对不同类型的染料选择合适的药剂进行处理。"]
- ["问:有机药剂脱色法的操作步骤是怎样的?", "答:有机药剂脱色法的操作步骤包括选择合适的有机药剂、调节适当的药剂投加量和pH值,并进行混凝沉淀过程。例如,可以将有机药剂与其他辅助药剂如氢氧化钠、聚丙烯酰胺等混合投加到废水中,经过一定时间的反应后,利用絮凝沉淀将有色物质去除。"]
- ["问:有机药剂脱色法的脱色效果如何?", "答:有机药剂脱色法可以取得较好的脱色效果,例如,对染料废水进行脱色处理后,出水可以达到无色的程度。具体的脱色效果取决于所选用的有机药剂类型、投药量、反应条件等因素。"]
- ["问:什么是吸附法?它在有机废水脱色中的作用是什么?", "答:吸附法是一种利用吸附剂吸附废水中的有机染料来实现脱色的技术。在有机废水处理中,吸附法的作用是通过吸附剂与废水中的染料发生物理或化学吸附作用,将染料从废水中去除,达到脱色的目的。"]
- ["问:有哪些吸附剂适用于有机废水脱色?", "答:吸附剂包括活性炭、天然矿物质如凹凸棒石、酸性白土、蒙脱土、高岭土、膨润土等,以及一些人工合成的无机吸附剂。活性炭是其中最常用的吸附剂之一,对于大部分有机染料具有良好的吸附性能。"]
- ["问:活性炭在有机废水脱色中的作用机理是什么?", "答:活性炭在有机废水脱色中的作用机理主要是物理吸附和化学吸附。大分子染料主要吸附在活性炭的过渡态孔隙中,而小分子染料则主要吸附在活性炭的小孔中。此外,活性炭在热再生过程中会产生孔隙结构的变化,影响对染料的吸附效果。"]
- ["问:吸附法在有机废水处理中存在哪些挑战?", "答:吸附法在有机废水处理中面临的挑战之一是废渣的再生或处置问题。如果吸附后的废渣不能得到合理的再生或处置,可能会导致二次污染。因此,在选择吸附法进行脱色时,必须考虑废渣的处理和处置方法,以避免二次污染的发生。"]
- ["问:什么是氧化法?它在有机废水脱色中的作用是什么?", "答:氧化法是利用氧化剂对染料废水中的有机染料进行氧化分解,从而实现脱色的技术。在有机废水处理中,氧化法的作用是通过氧化剂与废水中的染料发生化学反应,将染料分解成无色或低色度的物质,达到脱色的目的。"]
- ["问:氧化法在有机废水处理中的优缺点是什么?", "答:氧化法的优点是处理效果好,能够将有机染料氧化分解为无色或低色度的物质,脱色效果较为明显。但是,氧化法的缺点是处理费用较高,而且残余的氧化剂或产生的盐类化合物可能会对后续的处理造成困难。"]
- ["问:氧化法在处理染料废水时有哪些具体应用?", "答:氧化法在处理染料废水时可以针对不同的染料种类选择不同的氧化剂和处理条件。例如,可以用次氯酸钠处理含有甲基红、甲基紫、甲基蓝、孔雀绿和甲基橙等染料的废水;也可以用臭氧处理直接偶氮染料废水;另外,半导体光催化氧化剂如氧化锌-氧化铜-过氧化氢-空气体系也可用于有机染料的光催化分解。"]
- ["问:氧化法在实际应用中存在哪些问题?", "答:氧化法在实际应用中存在的问题包括处理费用高昂、残留氧化剂或产生的盐类化合物可能对后续处理造成困难等。此外,选择合适的氧化剂和处理条件也是氧化法应用中需要考虑的关键问题。"]
- ["问:什么是还原法?它在染料废水处理中的作用是什么?", "答:还原法是利用还原剂对染料废水中的有机染料进行还原反应,使其发生分解或失色,从而实现脱色的技术。在染料废水处理中,还原法的作用是通过还原剂与废水中的染料发生还原反应,将染料分解或失去色彩,达到脱色的目的。"]
- ["问:还原法在染料废水处理中有哪些具体应用?", "答:还原法在处理染料废水中的应用较为广泛。例如,可以利用硫酸亚铁或铁屑在酸性条件下处理含有偶氮染料的废水,使染料分子中的偶氮键断裂,达到脱色的目的。另外,铁屑和炭的混合床也可以用于处理含色染料的废水,通过微电解过程使污染物中的发色基团受到破坏,从而实现脱色。"]
- ["问:还原法在实际应用中存在哪些问题?", "答:还原法在实际应用中存在的问题包括处理后废水中可能残留较多的二价铁和三价铁离子,需要进一步去除以便后续处理;此外,还原法处理过程中可能产生铁屑结板等问题,需要在工程设计和操作中加以注意。"]
- ["问:还原法与其他废水处理方法相比有什么优缺点?", "答:还原法的优点是处理效果较好,能够有效地将有机染料分解或失去色彩,达到脱色的目的。而且,还原法不需要投入大量的药剂,运转费用较低。但是,还原法也存在着废水中残留二价铁和三价铁离子的问题,以及可能产生铁屑结板等操作难题。"]
- ["问:钢铁及有色金属冶炼废水的处理方式是什么?", "答:钢铁及有色金属冶炼废水的处理方式通常采用化学处理方法,如中和、化学沉淀等。此外,也可以采用电解、反渗透、活性炭吸附等物理化学处理方法对废水进行处理。"]
- ["问:有色金属冶炼过程中的单位用水量和重金属含量如何?", "答:有色金属冶炼过程中,单位用水量相对较大,例如铜、铅、锌、镍和汞的吨产品用水量分别为290m³/t、309m³/t、309m³/t、2484m³/t和3135m³/t。而废水中含有汞、镉、砷、铅、铍、铜、锌、氟、氰等重金属离子,其排放量大,对环境造成较大危害。"]
- ["问:除了钢铁和有色金属冶炼,还有哪些行业可能排放含重金属离子的废水?", "答:除了钢铁和有色金属冶炼行业外,化工行业在生产合成无机盐类和使用催化剂的工艺中也可能排放含有重金属的废水。虽然这些行业的废水量可能不大,但排放浓度较高,种类繁多,处理较为复杂。"]
- ["问:废水中的铬有哪些化学形态,它们对环境和人体的危害分别是什么?", "答:废水中的铬分为三价铬(Cr³⁺)和六价铬(Cr⁶⁺)。三价铬被认为是生物所需的微量元素,对人体有一定的益处,但在高浓度下也对肺部有一定的伤害。六价铬则对皮肤有刺激和过敏作用,可能导致皮炎和铬疮,对呼吸系统和内脏也会产生损害,可能导致鼻中隔膜穿孔、咽喉炎、肺炎等症状。"]
- ["问:废水中的六价铬对皮肤有什么危害?", "答:废水中的六价铬对皮肤有刺激和过敏作用,可能导致皮炎和铬疮。接触铬酸盐或铬酸雾会在接触部位(如手、腕、前臂、颈部等)引起皮炎,而铬溃疡则是因为六价铬经过伤口和擦伤处进入皮肤,引起腐蚀作用而产生的溃疡病变。"]
- ["问:废水中的六价铬对呼吸系统和内脏有哪些危害?", "答:废水中的六价铬对呼吸系统的损害主要表现为鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。长期接触铬雾可能导致鼻中隔出血、鼻中隔黏膜糜烂、甚至穿孔,以及咽喉充血和萎缩性咽喉炎。吸入高浓度的铬雾可能导致黏膜刺激,引起打喷嚏、流鼻涕、咽痛、支气管痉挛、咳嗽等症状,严重者可能引起肺炎。六价铬还可能通过消化道侵入,导致味觉和嗅觉减退,以及胃痛、肠胃道溃疡等内脏损害。"]
- ["问:金属镉对人体的主要影响是什么?", "答:金属镉是一种有毒物质,进入人体后主要分布于胃、肝、胰腺和甲状腺等器官,并且在体内可以留存3~9年。金属镉中毒的表现包括恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,严重者可能伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝、麻木等症状,甚至可能导致休克。口服硫酸镉的致死剂量约为30毫克。值得注意的是,金属镉中毒会导致慢性病变,最著名的例子是“骨痛病”,即富山县神通川流域发生的镉中毒,其主要原因是金属镉长期积聚导致骨质疏松,患者可能长期卧床,最终导致废用性萎缩、肾功能衰竭等并发症。"]
- ["问:铅对人体的主要影响是什么?", "答:铅及其化合物对人体的影响主要表现在多个系统,包括血液系统、神经系统、泌尿系统等。急性铅中毒的突出症状包括腹绞痛、肝炎、高血压、周围神经炎、中毒性脑炎以及贫血等。慢性铅中毒常见的症状是神经衰弱症,表现为神经系统功能障碍。铅中毒还可能引起泌尿系统的症状,包括高血压和肾炎等。"]
- ["问:镍对人体的主要影响是什么?", "答:镍进入人体后主要分布在脊髓、脑、五脏和肺等器官,尤其是肺部。误服较大量的镍盐时,可能引起急性胃肠道刺激症状,如呕吐和腹泻。镍的毒性主要表现在抑制酶系统的功能,如酸性磷酸酶等。电镀工人长期接触镍盐可能导致镍皮炎,而某些皮肤过敏者长期接触镍盐可能引发皮疹、湿疹等皮肤病变。"]
- ["问:氰化物对人体的影响是什么?", "答:氰化物(包括硫氰化物)是极具毒性的物质。氰化钾的致死剂量为0.25克,即使是少量也可能致命。氰化物能与细胞内的铁结合,导致呼吸麻痹和窒息。氰化物中毒的症状包括呼吸兴奋、麻痹、横卧、昏迷、痉挛等,并最终导致死亡。"]
- ["问:汞对人体的影响是什么?", "答:汞是一种毒性很强的污染物,它能与蛋白质结合形成稳定络合物,并且在人体内不易分解。汞会引起消化道、口腔、肾脏、肝脏等器官的损害。慢性汞中毒的表现包括神经衰弱症状,如易兴奋、震颤、口腔汞线、肾功能损害、眼晶体改变、甲状腺肿大、女性月经失调等。"]
- ["问:电解法处理含铬废水的工艺流程是怎样的?", "答:电解法处理含铬废水的工艺流程包括调节池、电解槽和沉淀槽。首先,含铬废水经过调节池进行流量平均化处理,然后进入电解槽进行电解处理,其中调节池的有效容积按不小于2小时的平均流量计算。最后,经过电解处理后的废水在沉淀槽中进行沉淀处理,沉淀后的污泥进行后续的综合利用。"]
- ["问:化学还原法处理含铬废水的工艺流程有哪些?", "答:化学还原法处理含铬废水的工艺流程包括槽内处理、间歇处理、连续处理和气浮处理四种方式。\n1.槽内处理:使用亚硫酸氢钠作为还原剂。这种方法省去了土建工程,减少了工程投资。\n2.间歇式处理法:反应池的容积一般按照2~4小时的废水量设计,采用空气或机械搅拌,药剂采用干投,反应池设有两格,交替使用。\n3.连续式处理法:采用自动控制,药剂配制浓度为5%~10%,反应池容积略大于完全反应所需时间的排水量,池内设有搅拌装置。\n4.气浮法:采用气浮槽代替沉淀槽,处理后的出水水质好,设备体积小,占地少,能连续生产。\n以上是化学还原法处理含铬废水的四种工艺流程。"]
- ["问:活性炭吸附法处理含铬废水的工艺流程是怎样的?", "答:活性炭吸附法处理含铬废水的工艺流程如下:\n1.设备选择:可根据生产条件选用国内已有的成套设备,活性炭处理含铬废水的设备已经有出售。\n2.工艺参数:\n-pH值:一般控制在pH=3.5~4.5范围内。在低于pH=2时,活性炭将Cr⁶+全部还原为Cr³+,无法吸附Cr³+;而在pH=8~12时,活性炭对Cr⁶+几乎不具备吸附作用。\n-吸附容量:指在一定工作条件下,单位吸附剂所能吸附废水中Cr⁶+的质量。平均工作吸附容量一般为q=10~20g/L,饱和吸附容量为9饱=30g/L。\n-炭层高度:一般采用3~4m,可以分段串联工作,上部应有0.2~0.3m的空间高度。\n-滤速:为10~12m/h,废水通过1m活性炭层的阻力损失为0.6~0.7m。\n-活性炭特性:粒径为20~40目,碘值大于800mg/L,机械强度大于70%。\n3.再生方式:\n-碱再生:使用NaOH作为再生剂,质量分数为8%~15%,再生效率为60%~80%。再生剂量与活性炭的体积相同,炭与碱的接触时间为30~60min。碱再生后需用酸进行活化,硫酸的质量分数为5%~10%,用量为活性炭体积的50%。\n-酸再生:使用硫酸作为再生剂,质量分数为10%~20%,用量为活性炭体积的50%,浸泡时间为4~6h,再生效率约为90%。向炭床通入空气可以提高再生效率约10%。再生后的液体可用于制作鞣革剂或抛光膏。"]
- ["问:二氧化硫还原法是如何处理含铬废水的?", "答:采用二氧化硫还原法处理含铬废水的工艺流程如下:\n1.反应方程式:\n-S+O₂→SO₂\n-SO₂+H₂O→H₂SO₃\n-H₂Cr₂O₇+3H₂SO₃→Cr₂(SO₄)₃+4H₂O\n-Cr₂(SO₄)₃+6NaOH→2Cr(OH)₃+3Na₂SO₄\n-H₂SO₃+2NaOH→Na₂SO₃+2H₂O\n-Na₂SO₃+1/2O₂→Na₂SO₄\n2.处理工艺流程:\n-采用三级还原、中和、反应、沉淀的处理工艺流程。\n-通过三级还原,中和后进入反应槽,再经过沉淀出水。沉淀后的污泥经浓缩池浓缩后进入压滤机脱水,干污泥外运。\n-工艺流程控制项目和指标见表7.7\n3.运行参数:\n-处理水量为25m²/h。\n-调节池停留时间为0.5h,喷射器进口水压为0.2MPa。\n-每级还原罐反应时间为2.4min,三级共7.2min。\n-一二级贮水槽停留时间均为35min,中和槽停留时间为7.2min。\n-反应槽停留时间为4.8min,斜板沉淀池沉淀时间为0.9h,表面水力负荷为2.2m³/(m²·h)。\n-湿泥含水率98%,脱水后含水率80%。\n4.投料控制:\n-废水的pH值为3.0~4.0时,还原速度较快;pH>4.0时,还原速度较慢。\n-使用氧化还原电位来控制处理过程,一般六价铬完全还原为三价铬时,电位值约为300~400mV。\n-实际投料比与废水的pH值有关,pH值低时投料比小,pH值高时投料比大。具体比例见表7.8。\n5.废水后处理:\n-处理后的废水pH值一般为3~5,含有低毒的硫酸铬,需加入碱液生成氢氧化铬沉淀除去三价铬,并使pH值保持在7~8符合排放标准。\n\n以上是采用二氧化硫还原法处理含铬废水的工艺流程及相关控制参数。\n"]
- ["问:活性炭吸附床的典型参数是什么?", "答:典型参数包括两根聚氯乙烯塑料柱,单柱直径为270mm,高为1250mm。处理量为0.3~1m³/h,固液两相接触时间为10min。进炭柱六价铬浓度小于80mg/L,活性炭层总高为2.4m。进液pH值为3~4。"]
- ["问:活性炭的预处理和再生方法是什么?", "答:预处理包括筛去灰分、水洗去除漂在水面的灰分,然后用5%的H₂SO₄溶液浸泡4小时以上,用水洗至出水pH=4。再生时使用2倍于活性炭体积的5%H₂SO₄溶液分2次浸泡,每次浸泡2小时以上,然后用水洗至pH值为3~4。"]
- ["问:碱性氯化法处理含氰废水的主要工艺参数是什么?", "答:主要工艺参数包括一级处理时的pH值(>4~6.5)、二级处理时的pH值(4~6.5)以及不同药剂(如Cl₂、HClO、NaClO)处理氰化物时的投药比。"]
- ["问:碱性氯化法处理含氰废水的反应时间如何确定?", "答:对于一级处理,当pH≥11.5时,反应时间为1分钟;当pH=10~11时,反应时间为10~15分钟。对于二级处理,当pH=7时,反应时间为10分钟;当pH=9~9.5时,反应时间为30分钟,通常选择15分钟。"]
- ["问:碱性氯化法处理含氰废水的效果如何?", "答:处理后水中CNO-含量约为4左右(以CN-计),CN-含量为0~0.1mg/L,总CN含量为<3mg/L,CNCl含量为0mg/L,剩余活性氯含量为10~100mg/L。"]
- ["问:在碱性氯化法处理含氰废水中,为什么要控制温度?", "答:控制温度是为了防止处理后出水中有残留的CNCl。在温度较低时,需要适当延长反应时间或提高废水的pH值,以保证废水中的CNCl被充分水解。"]
- ["问:二氧化氯协同破氰法的工作原理是什么?", "答:二氧化氯协同破氰法利用专用发生器产生二氧化氯协同氧化剂,通过其强氧化性在碱性条件下氧化氰,使其转化成N₂和CO₂气体,从而实现破氰消毒的目的。同时,利用氧化还原原理,可以消除废水中的部分阴离子和阳离子。"]
- ["问:二氧化氯协同氧化剂处理含氰废水的投加量和反应时间是多少?", "答:当含氰浓度为100mg/L时,二氧化氯投加量为100mg/m³,反应时间为24小时。处理含氰废水时,二氧化氯协同氧化剂的药剂投加量约为碱性氯化法处理废水时药剂投加量的1/5,同时设备的一次性投资比次氯酸钠发生器少20%~30%。"]
- ["问:电解氯化法处理含氰废水的工作原理是什么?", "答:电解氯化法利用电解过程中,在阳极和阴极上的化学反应将废水中的氰电解氧化为二氧化碳和氮气,从而有效去除废水中的氰。在阳极产生的化学反应中,简单氰化物首先被氧化为氰酸根离子,接着进一步氧化生成二氧化碳和氮气;对络合氰化物,也会发生类似的氧化反应。在阴极产生的化学反应中,氢离子被还原为氢气,同时可以在阴极回收金属。"]
- ["问:电解氯化法处理含氰废水的工艺参数是怎样的?", "答:电解法处理含氰废水的工艺参数包括槽电压、电流浓度、电流密度、电解时间和食盐投量等。具体参数随着废水中含氰浓度的变化而调节,例如,当含氰浓度为50mg/L时,槽电压为6~8.5V,电流浓度为0.75~1.0A/L,电流密度为0.25~0.3A/m²,电解时间为25~20min,食盐投量为1.0~1.5g/L。处理时还需要适量的空气搅拌和压力调节。"]
- ["问:电解氯化法处理含氰废水的效果如何?", "答:经过电解氯化法处理后,出水中氰的浓度一般在0~0.5mg/L范围内,同时在阴极可以回收金属。然而,在处理过程中会产生少量的氰氯气体,因此需要采取防护措施。"]
- ["问:臭氧氧化法处理含氰废水的工艺参数是怎样的?", "答:臭氧氧化法处理含氰废水的工艺参数包括臭氧投量、接触时间、pH值和催化剂的影响。臭氧投量一般为每氧化1gCN-需投加5gO₃,接触时间对游离CN-一般为15分钟至20分钟,对络合CN-的去除效率较低。废水的pH值一般在9~11较为适宜,而催化剂的存在,如1mg/L的Cu+可以缩短O₃处理时间。"]
- ["问:臭氧氧化法处理含氰废水的工艺流程是怎样的?", "答:臭氧氧化法处理含氰废水的工艺流程主要包括臭氧发生装置、接触反应器和处理后的出水系统。废水经过臭氧处理后,含氰浓度可降至很低的水平,使废水可以作为清洗水进行回用。"]
- ["问:臭氧氧化法处理含氰废水的效果如何?", "答:当废水含氰浓度为20~30mg/L时,按照1:5的CN-:O₃质量比进行臭氧投加后,处理后的出水含氰浓度可达到0.01mg/L以下,可以满足清洗水的要求并进行回用。"]
- ["问:离子交换法处理含镉废水的工艺流程是怎样的?", "答:首先进行预处理,然后废水经过阳离子树脂柱、阳离子树脂柱2、离子树脂柱、阴离子树脂柱进行处理,接着经过人中和池中和、阳离子树脂柱洗脱液、除氰处理、过滤并洗沉淀等步骤,最终经过电解槽处理镉的回收。"]
- ["问:离子交换法处理含镉废水的工艺参数有哪些?", "答:离子交换法处理含镉废水的工艺参数包括交换容量、交换速度、交换终点、再生剂和再生速度等。交换容量一般为31mg/g,交换速度以每小时20倍离子交换树脂体积为宜,交换终点控制在Cd的泄漏量为0.1mg/L。再生剂用NH₄NO₃和NH₄OH混合液,再生速度每小时用1~2倍于树脂体积进行交换。"]
- ["问:离子交换法处理含镉废水的效果如何?", "答:离子交换法处理含镉废水可以使出水中镉的浓度控制在较低的水平,同时可以进行镉的回收利用。在处理过程中需要注意除氰处理和镉的回收,以确保废水处理后达到排放标准,并且可以回收镉进行再利用。"]
- ["问:如何使用化学沉淀法处理含镉废水?", "答:化学沉淀法处理含镉废水有两种方法:\n1.加碱处理无氰镉废水:废水加入碱剂,将pH值调节至10.5以上,此时发生Cd²+与OH-的反应生成Cd(OH)₂沉淀。可以采用NaOH或Ca(OH)₂作为碱剂。处理后的出水中含镉量可达到排放标准\n2.加漂白粉或次氯酸钠处理氰化镀镉废水:废水中加入漂白粉或利用次氯酸钠发生器或二氧化氯协同发生器电解食盐产生次氯酸钠,控制余Cl-浓度为3~6mg/L。这样可以氧化废水中的CN-,然后用碱性药剂调节pH至11~12,经沉淀可以使处理后出水中Cd的浓度小于1mg/L。如果要求出水浓度达到0.1mg/L,则需要使用其他过滤设备进行进一步处理。通常情况下,滤后Cd²+的浓度小于0.01mg/L。处理后的镉渣需要进行处理或综合利用。"]
- ["问:化学沉淀法处理含镉废水的效果如何?", "答:化学沉淀法处理含镉废水可以有效地将镉沉淀下来,从而将废水中的镉含量降低到达到排放标准的水平。对于无氰镉废水,通过加碱处理可以直接沉淀镉,处理后的出水中镉的浓度可达到排放标准。对于含氰镉废水,通过加漂白粉或次氯酸钠处理,先将氰化物氧化,然后通过沉淀将镉沉淀下来,处理后的出水中镉的浓度可以达到排放标准要求。"]
- ["问:电解气浮法的工艺流程是怎样的?", "答:电解气浮法处理含镉废水的工艺流程如下:\n1.准备阶段:将含镉废水调节至中性(pH=7~9)。\n2.进入电解槽:调节后的废水进入铝阳极电解槽。\n3.电解过程:在电解的作用下,从阳极溶出的铝生成氢氧化铝,而在阴极附近,重金属镉与氢氧根结合生成氢氧化物,吸附在产生的氢气上,并且容易上浮。\n4.气浮处理:为了加速上浮,可以采用溶气气浮工艺进行再处理。\n5.污泥去除:上浮的污泥通过刮泥机去除。\n6.出水处理:处理后的水达到排放标准。"]
- ["问:化学沉淀-反渗透法的工艺流程是怎样的?", "答:化学沉淀-反渗透法处理氰化镀镉漂洗水的工艺流程如下:\n1.破氰处理:废水首先通过加入工业级H₂O₂溶液进行破氰处理。\n2.沉降:处理后的溶液静置沉降,使沉淀物沉降。\n3.过滤:上清液通过滤器送入贮槽。\n4.反渗透浓缩:上清液进行反渗透浓缩,分离淡水回到漂洗槽,而浓缩液则回到贮槽。\n5.闭路循环:每次处理回收槽液,并将漂洗槽的水依次倒入前槽,实现了闭路循环。"]
- ["问:中和沉淀法是如何处理电镀混合废水的?", "答:中和沉淀法是一种传统的处理电镀混合废水的方法。它的工艺流程如下:\n1.准备阶段:向废水中投加碱性物质,使重金属离子转变为金属氢氧化物沉淀。常用的中和剂有石灰、石灰石、电石渣、碳酸钠、氢氧化钠等,其中以石灰应用最广。\n2.中和反应:重金属离子与碱发生中和反应,生成相应的金属氢氧化物沉淀。典型的反应如下:\n\\[M^{n+}+nOH^-\\rightarrowM(OH)_n\\]\n3.沉淀除去:生成的金属氢氧化物沉淀被除去,常见的方法是通过沉淀、过滤或离心等工艺手段将沉淀物分离出来。\n4.回收与处理:沉淀物中可以含有多种金属,但除了汞以外的所有重金属离子可以共沉除去。后续可以对沉淀物进行处理或回收其中的有价值金属。\n5.pH控制:关键是控制好处理过程中的pH值。根据处理水质和需要除去的重金属种类,可以选择一次中和沉淀或分段中和沉淀等不同的处理方式。"]
- ["问:中和沉淀法的优势和适用情况是什么?", "答:中和沉淀法的优势在于操作简便、成本较低、处理效果较好。具体优势和适用情况包括:\n-沉淀效果好:通过中和反应生成的金属氢氧化物沉淀能有效去除废水中的重金属离子。\n-操作简便:工艺流程简单,操作方便,适用于规模较小的电镀厂或车间。\n-成本较低:中和剂价格相对较低,例如石灰是一种价格便宜且广泛应用的中和剂。\n-适用范围广:除了汞以外的所有重金属离子可以共沉除去,因此适用于多种重金属废水的处理。"]
- ["问:如何控制中和沉淀法处理过程中的pH值?", "答:控制处理过程中的pH值是中和沉淀法中的关键步骤。可以根据处理水质和需要除去的重金属种类选择合适的控制方法,包括以下几点:\n1.选择适当的中和剂:根据废水中的金属离子种类和含量,选择合适的中和剂。常见的中和剂有石灰、石灰石、电石渣、碳酸钠、氢氧化钠等。\n2.一次中和沉淀或分段中和沉淀:根据不同金属氢氧化物在不同pH值下沉淀的特性,选择一次中和沉淀或分段中和沉淀。一次中和沉淀法简单易行,而分段中和沉淀法则可以分别回收不同金属。\n3.pH自动控制:可以使用仪表分段自动控制pH值的工艺。通过监测废水中的pH值并根据预设的参数进行自动调节,以实现精确的pH控制。\n4.回流法节约中和剂用量:采用将部分石灰中和沉渣返回反应池的碱渣回流法,可以节约中和剂用量,提高处理效率。\n通过以上控制方法,可以有效地控制处理过程中的pH值,确保重金属废水的处理效果和处理成本的平衡。"]
- ["问:电解气浮法是如何处理含镉、铜、铬废水的?", "答:电解气浮法是一种结合了电解反应、絮凝沉淀和气浮法的新方法。在电解过程中,废水中的金属离子随可溶性阳极(通常是铝或铝合金)的剥离生成胶状氢氧化物,并借助于电解时产生的氢气和氧气泡浮升到液面,然后通过刮除予以分离。"]
- ["问:采用电解气浮法具有哪些优点?", "答:采用电解气浮法能够同时去除多种金属离子,具有以下优点:\n-净化效果好:能够有效地去除废水中的金属离子。\n-泥渣量少:产生的泥渣量相对较少。\n-占地面积小:相比其他处理方法,所需占地面积较小。\n-噪音小:操作过程中产生的噪音相对较小。"]
- ["问:化学处理闭路循环法是如何处理电镀混合废水的?", "答:化学处理闭路循环法采用氧化-还原-中和沉淀处理电镀混合废水。主要包括以下两种处理方法:\n1.氧化-还原-中和沉淀处理:这种方法能够在同一装置内完成一系列处理过程,包括将六价铬还原为三价铬、酸碱中和、重金属氢氧化物沉淀、清水回用或排放以及污泥过滤干化等。技术指标要求六价铬的去除率达到99.99%、Zn²+的去除率达到99.99%、CN-的去除率达到99.0%。采用这种方法可以一次性去除氰、铬、酸、碱及其他重金属离子,适用于各种规模的电镀企业和车间\n2.电镀混合废水一步净化器:这是近年来研究开发的新型处理装置。工艺流程包括高速涡流反应区、渐变缓冲反应区、悬浮澄清沉淀区、强力吸附区和污泥浓缩区。该装置的工作原理是通过这五个功能区的作用,实现氧化还原、中和反应、高速凝聚、悬浮澄清、强力吸附和污泥浓缩等多种处理效果,可以有效地处理包括电镀废水在内的多种工业废水。\n这两种方法都具有较高的处理效率和较好的适用性,能够有效解决电镀混合废水中的各种污染物问题。"]
- ["问:铁屑内电解法的主要特点是什么?采用了哪些改进措施?", "答:铁屑内电解法处理混合电镀废水的主要特点包括\n1.工艺简单、一次达标:这种方法工艺流程简单,能够一次性处理综合性电镀废水并达到排放标准。\n2.低成本:除了电耗外,主要原料是价格低廉的铁屑,而且铁屑的消耗量会随废水中有害物质浓度的变化而自动调节,因此运行费用低。\n3.操作简便、管理便捷:反应催化、吸附、沉淀等过程在一个反应柱(池)内进行,操作管理十分简便,而且材料利用率高。\n针对铁屑内电解法存在的问题,采取了逆向处理工艺流程,并引入了压缩空气间歇脉冲式反冲的改进措施:\n1.逆向处理工艺流程:将过去的顺流处理改为了逆向处理,避免了底部结块现象导致的堵塞问题。\n2.压缩空气间歇脉冲式反冲:为了有效解决废水处理柱表层结块现象,引入了压缩空气间歇脉冲式反冲的方法,及时有效地将反应生成的沉积物冲走,避免了铁屑结块问题的发生,从而提高了处理效果。\n"]
- ["问:肉类加工的主要过程包括哪些?", "答:肉类加工的主要过程包括牲畜的检疫验收、宰杀放血、去毛、剖肚取内脏、冲洗胴体、分割、冷藏,以及加工成不同的肉类食品等。\n典型肉类加工工序简图 如图所示:\n@TZFSCLJS801.jpg@$"]
- ["问:我国肉类加工厂的规模如何?", "答:我国肉类加工厂的规模较大,日屠宰生猪数在500~5000头的大型肉类加工厂数量不下千座,而日屠宰生猪数在500头以下的中、小型肉类加工厂更是成千上万。"]
- ["问:肉类加工过程中会产生什么废水?", "答:肉类加工过程中会产生含有血污、油脂、毛、肉屑、畜禽内脏杂物、未消化的食料和粪便等污染物质的废水,并且这些废水中还含有大量对人类健康有害的微生物。"]
- ["问:肉类加工废水对环境和人畜健康有何影响?", "答:肉类加工废水如不经处理直接排放,会对水环境造成严重污染,导致鱼类和水生生物因缺氧而死亡,水质恶化并产生臭味,影响卫生。同时,废水中的致病微生物会大量繁殖,危害人民健康。"]
- ["问:肉类加工废水的来源有哪些?", "答:肉类加工废水的来源主要包括屠宰工序和预备工序,如圈栏冲洗、宰前淋洗、屠宰、放血、脱毛、解体、开腔劈片、清洗内脏肠胃等工序,以及油脂提取、剔骨、切割和副食品加工等工序。此外,还有冷冻机房的冷却水,车间卫生设备、洗衣房、办公楼和场内福利设施排出的生活污水等。"]
- ["问:肉类加工废水的排放量受哪些因素影响?", "答:肉类加工废水的排放量受多种因素影响,包括加工对象、数量、生产工艺、管理水平等。此外,由于肉类生产具有季节性变化,因此废水流量在一年内有很大的变化。同时,各肉类生产厂的生产特点,如每日一班生产、两班生产或三班连续生产,也会导致废水流量在一天内有较大的变化。"]
- ["问:如何计算肉类加工废水的排放量?", "答:肉类加工废水的排放量可以通过一定的公式进行计算。例如,可以使用公式q=0.849-0.0000592X来计算每加工一头猪的排水量,其中q为废水排水定额,X为每日屠宰加工量。这个公式可以根据实际的屠宰加工量来估算废水排放量。"]
- ["问:肉类加工废水的计算公式是如何得出的?", "答:肉类加工废水的计算公式是通过大量的实测数据和统计分析得出的。通过收集不同肉类加工厂的废水排放数据,并分析其与加工对象、数量、生产工艺、管理水平等因素之间的关系,可以建立起相应的数学模型或计算公式。这些公式能够较为准确地反映肉类加工废水的排放量与各种因素之间的关系,为废水处理系统的设计和运行提供重要依据。"]
- ["问:肉类加工废水的污染指标主要有哪些?", "答:肉类加工废水的污染指标主要有pH、BOD、COD、SS等,此外还有总氮、有机氮、氨氮、硝态氮、总固体、总磷、硫酸根、硫化物和总碱度等。在微生物方面的指标为大肠杆菌。"]
- ["问:如何处理肉类加工厂的废水?", "答:在进行废水处理系统的规划设计时,应考虑设置调节池,以调节水质、水量,保证处理系统的正常运行。同时,应对该厂的废水水质作深入地调查研究,以各项指标的实测数据作为设计的原始参数。"]
- ["问:我国肉类加工废水处理技术的发展历程是怎样的?", "答:我国肉类加工废水处理技术的发展历程大致可分为几个阶段:20世纪50年代以前,大多数肉类加工厂没有完整的废水处理系统,只有少数厂建有以双层沉淀池为主的一级处理技术;60年代,稳定塘处理污水技术开始兴起并应用于肉类加工废水处理;70年代是一个转折点,随着环保意识的提高,活性污泥法工艺开始用于肉类加工废水的处理;80年代以后,更多的生物处理技术,如射流曝气法、生物膜法等,以及厌氧生物处理技术开始应用于肉类加工废水处理。目前,我国对肉类加工废水处理主要采用生物处理技术。"]
- ["问:肉类加工废水中通常含有哪些成分?", "答:肉类加工废水中含有大量的非溶解性蛋白质、脂肪、碳水化合物和其他杂物。这些成分在废水中可能导致设备的堵塞,并可能对生物处理工艺的处理效果产生影响。"]
- ["问:肉类加工废水处理中为何需要物理及物化处理工艺?", "答:肉类加工废水的水质和水量在24小时内变化较大,为了防止设备的堵塞、回收有用副产品、降低生物处理设施的负荷以及稳定生物处理工艺的处理效果,物理及物化处理工艺常被用作生物处理工艺前的预处理。此外,在废水排放标准高或废水准备回用等情况下,物理或化学处理法也被用于生物处理工艺出水的深度处理。"]
- ["问:肉类加工废水处理中常见的物理及物化处理工艺有哪些?", "答:肉类加工废水处理中常见的物理及物化处理工艺包括筛除、撇除、调节、沉淀、气浮、过滤、微滤、反渗透和活性炭吸附等。其中,筛除用于去除较粗的分散性悬浮固体;撇除主要用于去除废水中的油脂;调节则用于对废水的水质和水量进行调节,以稳定后续处理工艺的效果。"]
- ["问:筛除在肉类加工废水处理中的作用是什么?", "答:筛除在肉类加工废水处理中主要用于分离较粗的分散性悬浮固体。通过格栅和格筛等设备,可以有效拦截较大的悬浮物固体,保护水泵并减少后续处理设备的负担。筛除的效率与废水中颗粒的分布有关,对于分散性差的或胶体悬浮物比例高的废水,筛除效率可能会受到影响。"]
- ["问:撇除在肉类加工废水处理中的作用是什么?", "答:撇除在肉类加工废水处理中主要用于去除废水中的油脂。由于肉类加工废水中含有大量的油脂,这些油脂如果不及时去除,容易造成管道、水泵和其他设备的堵塞,并对生物处理工艺造成一定的影响。此外,油脂的回收还有一定的经济价值。因此,撇除工艺在肉类加工废水处理中具有重要意义。"]
- ["问:调节池在肉类加工废水处理中的作用是什么?", "答:调节池在肉类加工废水处理中主要用于对废水的水质和水量进行调节。由于肉类加工废水在24小时内水质和水量的变化幅度较大,通过设置调节池可以减弱这种变化幅度,使后续处理工艺的处理效果更加稳定。此外,调节池还可以将一班或两班的废水均匀分配在一天内进行处理,减少处理构筑物的容积和降低投资。然而,调节池的设置需要根据具体情况进行权衡,以平衡整个处理流程的投资和运行管理费用。"]
- ["问:调节池的设置方案应如何确定?", "答:调节池的设置方案应根据肉类加工废水的实际情况和处理流程的需求来确定。需要考虑的因素包括废水水质和水量的变化幅度、处理工艺的要求、投资和运行费用等。在实际做法上,调节池可以采用线内设置或线外设置两种布置形式。线内设置的调节效果最好,但可能增加投资;线外设置可以减少泵抽水量,但调节水质的效果可能降低。因此,在确定调节池的设置方案时,需要进行全面的权衡和比较,以选择最适合的方案。"]
- ["问:沉淀在肉类加工废水处理中有什么作用?", "答:沉淀在肉类加工废水处理中主要用来去除原废水中的无机固体物和有机固体物,以及分离生物处理工艺中的生物相(活性污泥或脱落的生物膜)和液相。初次沉淀用于去除原废水中的有机固体物,二次沉淀则用于分离生物处理工艺中的生物相和液相。"]
- ["问:沉砂池在肉类加工废水处理中的作用是什么?其在国内外的应用有何不同?", "答:沉砂池一般设在格栅和格筛之后,用于去除废水中的无机固体物,如蹄角、猪牙及砂粒等。为了避免废水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀,可以采用曝气沉砂池。在国内,沉砂池的设置并不普遍,即使设置,其停留时间也较短;而在国外,沉砂池的停留时间通常较长。"]
- ["问:初沉池在肉类加工废水处理中的作用是什么?", "答:初沉池用于去除废水中可沉淀的有机固体物,以降低后续处理工艺的负荷。根据国内外的实践经验,利用初沉池处理肉类加工废水,可以去除约30%的BOD₅和约55%的SS。"]
- ["问:二沉池在肉类加工废水处理中的作用是什么?它与其他沉淀池相比有何特点?", "答:二沉池主要用于好氧生物处理工艺中,用于分离生物相和液相。它的停留时间通常为2.4小时左右,表面负荷为1.4m³/(m²·h)左右。近年来,国内多采用斜板(管)沉淀池作为二沉池,其水力停留时间较短,表面负荷较高,但沉淀效果好。然而,斜板(管)二沉池易挂菌膜和藻类,需要定期冲洗。"]
- ["问:气浮法在肉类加工废水处理中的应用是怎样的?", "答:气浮法主要用于去除肉类加工废水中的乳化油,同时对BOD和SS等也有较好的去除效果。在实际应用中,加压溶气气浮是较常用的气浮方法。在国内,尚未见有采用气浮工艺处理肉类加工废水的报道;而在国外,气浮多作为生物处理工艺前的预处理,或是作为废水排放城市下水道前的预处理。气浮可以去除95%以上的油脂和40%~80%的BOD和SS。"]
- ["问:电解絮凝在肉类加工废水处理中的应用情况如何?", "答:电解絮凝是通过电解产生离子来实现絮凝的方法。在肉类加工废水处理中,电解絮凝的应用并不普遍。实际应用中更多采用的是化学絮凝方法,因为它更为简单和有效。"]
- ["问:化学絮凝剂在肉类加工废水处理中如何应用?", "答:化学絮凝剂在肉类加工废水处理中通过与废水混合,使悬浮颗粒凝聚成大颗粒的絮凝体,从而便于沉淀或气浮去除。常用的化学絮凝剂包括无机絮凝剂(如硫酸铝、氯化铁等)和有机絮凝剂(如聚合电解质)。投加适量的化学絮凝剂可以显著提高沉淀或气浮的处理效果。例如,投加硫酸铝和石灰等无机絮凝剂可以去除一定比例的BOD、COD、SS和油脂。"]
- ["问:聚铁絮凝剂和斜板沉淀池在肉类加工废水处理中的中试研究结果如何?", "答:在采用聚铁絮凝剂和斜板沉淀池进行的中试研究中,结果表明,在聚铁絮凝剂投加量为37.5mg/L、斜板沉淀过流率为0.34m³/(m²·h)的条件下,屠宰废水COD的去除率为77%,BOD的去除率为60%,SS的去除率为91%。这表明聚铁絮凝剂和斜板沉淀池在肉类加工废水处理中具有较好的处理效果。"]
- ["问:生物处理工艺在肉类加工废水处理中的作用是什么?", "答:生物处理工艺在肉类加工废水处理中最为有效和经济,是肉类加工废水处理中普遍采用的主体工艺。由于肉类加工废水中的污染物主要是易于生物降解的有机物,生物处理工艺能够高效地去除这些污染物。"]
- ["问:好氧生物处理工艺包括哪些主要类型?", "答:好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式可分为活性污泥工艺和生物膜工艺。活性污泥工艺包括浅层曝气、生物吸附-再生、射流曝气、水力循环喷射曝气、延时曝气(包括卡鲁塞尔工艺)、氧化沟、纯氧活性污泥法和曝气沉淀池等;生物膜工艺包括生物滤池、生物转盘(筒)、生物流化床和生物接触氧化等。"]
- ["问:浅层曝气工艺的原理和特点是什么?", "答:浅层曝气工艺的原理是基于液体曝气吸氧作用的研究,通过缩短气泡上升距离所节省的能量来增加空气量,利用较高的氧转移速率来提高处理效果。其特点是将曝气装置设在池面下一定深度,通常为0.8m,从而降低所需风压,增加风量。这种工艺在国内肉类加工废水处理中应用较多,设计灵活,可根据需要按不同方式运行,如生物吸附再生、普通活性污泥法或阶段曝气方式。"]
- ["问:生物吸附-再生工艺的原理和流程是怎样的?", "答:生物吸附-再生工艺的原理是基于活性污泥净化废水的两个阶段:吸附阶段和氧化阶段。在吸附阶段,废水主要通过活性污泥的吸附作用得到净化;在氧化阶段,继续分解、氧化前阶段被吸附的有机物。生物吸附-再生法将这两个阶段分开进行,吸附和再生部分可分别在两个池子中进行,或是在一个池子的两部分进行。这种工艺通过控制吸附和再生的时间比例,实现高效的废水处理。\n生物吸附再生法的两种布置方案如图所示:\n@TZFSCLJS803.jpg@$"]
- ["问:生物处理工艺在实际应用中可能遇到的问题有哪些?", "答:在生物处理工艺的实际应用中,可能会遇到以下问题:预处理不当导致的布水管堵塞、供气量减少影响提升、污泥缺氧上浮;废水浓度低时,溶解氧偏高导致污泥沉降性能差、结构松散、浓度降低;未设调节池导致水质水量无法调节,构筑物进水浓度变化大,间歇运行,处理设施规模大造成浪费;设计进水浓度取值偏高、MLSS取值偏低或设计规模考虑偏小,导致无法适应污泥负荷变化等问题。"]
- ["问:国内处理肉类加工废水的生物吸附-再生工艺通常的设计参数有哪些?", "答:国内用于处理肉类加工废水的生物吸附-再生工艺,通常的设计参数包括:总停留时间为4h,其中吸附和再生的时间比为1:3;污泥负荷为0.47kgBOD₅/(kgMLSS·d);MLSS为3000mg/L;容积负荷为1.4kgBOD₅/(m³·d);空气用量为46.4m³空气/(m³水)或74m³空气/去除kgBOD;回流比为50%;实际BOD去除率为92.5%。这些设计参数根据具体工艺条件和废水特性进行确定,以达到最佳的处理效果。"]
- ["问:微生物对废水中底物的代谢过程是怎样的?", "答:微生物对废水中底物的代谢可分为底物吸附到细胞表面、底物向细胞内运输和底物在细胞内代谢三步。其中,底物由水中向细胞内的转移是控制活性污泥代谢有机废物的限速步骤。"]
- ["问:射流曝气工艺的原理和优点是什么?", "答:射流曝气工艺中,废水、污泥和由射流造成的负压所吸入的空气同时通过射流器,废水、污泥和空气同时被剧烈剪切、粉碎,大大增加了它们之间的接触界面,加速了底物向细胞内的传递速度,提高了污泥代谢有机物的速率,也加快了吸附饱和了的污泥活性的恢复,从而促进了废水中有机物的去除。射流曝气活性污泥工艺具有处理效率高、氧利用率高、噪声低、操作管理方便、投资低、对负荷变化的适应性强等优点。"]
- ["问:射流曝气工艺在实际应用中可能遇到的问题有哪些?", "答:射流曝气工艺在实际应用中可能遇到的问题包括:对温度变化的适应性差,温度低时处理效果明显下降;在一些情况下会产生大量泡沫,造成污泥流失,影响设备正常运行和卫生条件;射流曝气装置产生的气泡小,气液分离不易彻底,曝气池出水中可能会夹带一些气泡,影响二沉池中固液分离效果。"]
- ["问:射流曝气工艺中为什么会产生大量泡沫?", "答:射流曝气工艺中产生大量泡沫可能与废水中相对分子质量较大的有机酸的存在有关。当废水中含有相对分子质量较大的有机酸时,这些有机酸分子作为发泡剂,在曝气设备的搅动下,会造成大量气泡的产生。因此,在采用射流曝气工艺时,为了防止气泡的产生,必须控制进水中的相对分子质量较大的有机酸的含量。"]
- ["问:延时曝气工艺的特点是什么?", "答:延时曝气活性污泥法的特点是负荷低、曝气时间长、微生物生长处于内源呼吸代谢阶段。由于负荷低和曝气时间长,有机物和氮的去除率都较高。延时曝气工艺基本上可以没有污泥外排,管理方便。"]
- ["问:氧化沟工艺与延时曝气工艺有何关系?", "答:氧化沟工艺实际上也属于延时曝气工艺,只是在曝气池的结构上与一般延时曝气池不同,常采用沟形曝气池(一般多为环行沟)。由于氧化沟实质上属于延时曝气,其曝气时间一般也都较长,多超过1~2d。"]
- ["问:国内在处理肉类加工废水方面有哪些实践经验?", "答:国内近些年来也建了一些处理肉类加工废水的厌氧塘-兼性塘串联系统,能有效去除BOD和COD。此外,还进行过采用养鱼塘处理肉联废水的试验,结果表明肉联废水可用于养鱼,且效果优于清水鱼塘。"]
- ["问:利用肉类加工废水养鱼有哪些实践摸索出的规律?", "答:国内有些地方通过实践摸索出利用肉类加工废水养鱼的规律,包括鱼塘宜大以防止泛塘,灌放废水应细水长流,并注意天气变化以调节废水投放量。同时,为避免鱼群因缺氧死亡,可安装充氧设备。"]
- ["问:在利用屠宰废水养鱼时,对杀菌消毒水应如何处理?", "答:在利用屠宰废水养鱼时,杀菌消毒水应另行处理,不宜直接排入鱼塘。因为曾有因将杀菌消毒水排入鱼塘而引起大量死鱼的事故发生,这强调了正确处理杀菌消毒水的重要性。"]
- ["问:为什么在处理屠宰废水时选择沉淀法除油而不是气浮法?", "答:在处理屠宰废水时选择沉淀法除油而非气浮法的原因主要是屠宰废水中粒径大于50μm的可浮油占50%~80%,这使得沉淀法对油脂的去除率几乎等价于气浮法。此外,采用沉淀法还可以节省能量,并避免气浮过程产生的泡沫问题。"]
- ["问:如何确保肉类加工废水处理的安全性和可持续性?", "答:要确保肉类加工废水处理的安全性和可持续性,需要综合考虑废水处理工艺的选择、运行管理、杀菌消毒水的处理、致病菌变化规律的研究以及资源循环利用等方面。同时,还需加强相关法规的制定和执行,促进废水处理技术的创新和应用。"]
- ["问:渗滤工艺在处理肉类加工废水时的效果如何?", "答:渗滤工艺在处理肉类加工废水时,在负荷为6.3~10cm废水/周的情况下,COD可去除98%~99%,油脂可去除100%,TKN可去除50%~72%。"]
- ["问:漫滤工艺在处理肉类加工废水时的效果如何?", "答:漫滤工艺在BOD负荷为5.1~53.55kgBOD₅/(hm²·d)、COD负荷为18.9~119.1kgCOD/(hm²·d)的情况下,BOD去除率为83%~99.9%,COD去除率为70%~98.9%。当作为深度处理工艺接在延时曝气工艺后,BOD₅去除率为85.7%,TSS去除率为95.5%。"]
- ["问:渗滤和漫滤工艺在处理肉类加工废水时有何异同?", "答:渗滤和漫滤工艺都能有效处理肉类加工废水,对有机碳的去除都很有效。但渗滤工艺的去除率更高,但系统更复杂且昂贵,回收水较困难。渗滤系统对N的去除效果较好,去除P的潜力较大。而漫滤系统对地下水造成污染的可能性较小。"]
- ["问:采用土地处理系统处理肉类加工废水时面临哪些主要问题?", "答:采用土地处理系统处理肉类加工废水时,可能的问题包括废水中的病原菌污染,特别是通过气溶胶的飘移,以及由于废水含N量高可能引起的地下水硝酸盐污染。此外,油脂对废水长期渗透率也有影响。"]
- ["问:国内如何利用肉类加工废水进行农田灌溉?", "答:国内采用经简单一级处理后的肉类加工废水灌溉农田,一方面净化废水,另一方面为农作物提供生长所需的养分。实践证明,在合理使用的情况下,肉类加工废水灌溉可使农作物增产,并节省化肥使用。"]
- ["问:使用肉类加工废水灌溉农田有哪些潜在好处和风险?", "答:使用肉类加工废水灌溉农田的潜在好处包括提供作物所需养分和弥补水资源不足。然而,风险在于废水中含有的有机物和病原菌若使用不当,可能对环境造成严重污染,危害人畜健康。"]
- ["问:国内肉类加工废水灌溉农田的实践效果如何?", "答:国内肉类加工废水灌溉农田的实践效果显著,可使农作物大幅度增产。一些地方利用肉类加工废水灌溉蔬菜和水稻,产量都有明显增加,同时节省化肥使用。"]
- ["问:厌氧接触工艺与传统消化池有何不同?", "答:厌氧接触工艺是对传统消化池的一种改进,它通过将由出水带出的污泥进行沉淀与回流,延长了生物固体停留时间,从而提高了厌氧消化池的负荷能力和处理效率。"]
- ["问:根据国外数据,厌氧接触工艺在何种条件下的BOD去除率如何?", "答:根据国外数据,在温度为7~18℃、HRT为1.5~4.7d、容积负荷为0.18~1.11kgBOD₅/(m³·d)的条件下,BOD₅去除率为92.3%~97.2%;在温度为32~35℃、HRT为0.6d、容积负荷为2.50kgBOD₅/(m³·d)的条件下,BOD₅的去除率为90.8%。"]
- ["问:如何使升流式厌氧污泥床(UASB)处理肉类加工废水取得成功?", "答:使UASB处理肉类加工废水取得成功的关键在于维持反应器中高浓度的厌氧污泥,并确保气-固-液三相分离过程顺利进行。此外,适当的操作运行条件也至关重要,以避免形成沉降性能差的污泥形态。"]
- ["问:当肉类加工废水浓度不高,水力负荷相对较高时,UASB中可能出现什么问题?", "答:当肉类加工废水浓度不高,水力负荷相对较高时,若气-固-液三相分离进行的不好,UASB中可能出现污泥流失大于污泥生成量的情况,导致反应器中污泥量不断减少,处理效率大幅度下降。"]
- ["问:20世纪60年代,谁对厌氧滤池进行了进一步的研究?", "答:20世纪60年代,McCarty等人对厌氧滤池进行了进一步的研究,从理论和实践上系统地研究了这种用于处理溶解性有机污水的固定膜厌氧生物反应器。"]
- ["问:石油化工工业在环保方面面临的主要挑战是什么?", "答:石油化工工业是一个“三废”排放量大、容易产生污染、危害环境的工业部门。其污染的普遍性和复杂性决定了在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作。"]
- ["问:石油化工废水的排放量有多大?", "答:石油化工废水的排放量变化范围大。如石油炼制,每吨原油在生产过程中废水的排放量在0.69~3.99m³之间,平均值为2.86m³;生产每吨石油化工产品的废水排放量为35.81~168.86m³,平均值为117m³;生产每吨石油化纤产品的废水排放量为106.87~230.67m³,平均值为161.8m³;生产每吨化肥的废水排放量为2.72~12.2m³,平均值为4.25m³;生产每吨合成橡胶的废水排放量平均值为3.31m³。"]
- ["问:石油化工废水中的污染物组分主要有哪些?", "答:石油化工废水中的污染物组分复杂,主要包括油、硫、酚、氰(腈)、COD、氨氮、SS、酸、碱、盐等,还含有各种有机物及有机化学产品,如醇、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酯、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。"]
- ["问:石油化工废水的处理难度如何?", "答:石油化工废水的处理难度较大,因为其中含有多种有机物及有机化学产品,其中部分难以被生物降解或不能被生物降解。\n主要有机化合物可生物降解性的评定单位如图所示:\n@TZFSCLJS805-1.jpg@$、@TZFSCLJS805-2.jpg@$"]
- ["问:石油化工废水的治理原则?", "答:1.控制工艺过程尽量少产生水污染\n增强生产工艺过程的环境保护意识,不断改进技术及设备,选用无污染或少污染的生产工艺、设备及原材料,最大限度地降低排污量及废水排放量。\n(1)控制生产过程\n石油加工过程采用干式减压蒸馏代替湿式减压蒸馏,用重沸器代替蒸汽汽提。产品精制采用催化加氢工艺代替酸碱洗涤。\n(2)选用适当的生产方法\n在石油化工生产过程中,用低碱醇解法代替高碱醇解法生产聚丙烯醇,采用裂解法工艺代替脱氢法工艺生产烷基苯。在石油化纤生产过程中,采用直接酯化法代替酯变换法生产聚酯熔体和切片,采用干法纺丝代替湿法纺丝生产丙烯腈。\n2.节约用水,提高水的重复利用率,降低排水量\n根据炼油、化工、化纤、化肥生产过程对水温、水质的要求不同,采取一水多级串联使用、循环使用、废水处理后再回收利用等方法,减少生产过程的废水排放量。\n(1)一水多用\n将锅炉使用的一次性水,先用于工艺过程的冷凝、冷却,升温后送化学水处理进行脱盐,再送到除氧器脱氧供给锅炉使用。将丁二烯精馏塔、脱水塔冷却水串级使用之后送循环水厂做补充水用。\n(2)循环使用\n对工艺过程的冷凝、冷却应首先选择空冷或增湿空冷代替水冷。对必须用水冷却的工艺,则采用循环水进行冷却。改进水质,加强水质稳定处理,提高循环水的浓缩倍数,从而降低循环水的补充用水量,减少循环水的排污量。\n(3)废水回用\n开源节流,利用中水系统进行废水回用。如将炼油工艺过程中产生的含硫含氨冷凝水,经汽提脱H₂S、氨、氰后的净化水回用作为电脱盐的注水。将冷焦水、切焦水经隔油、沉淀、过滤后闭路循环使用。将洗槽废水经隔油、浮选、过滤后“自身”循环使用。将二级废水处理后的排放水,作为废水处理滤池的反冲洗用水及瓦斯罐、火炬水封罐的补充水。\n3.加强分级控制,搞好污染源的局部预处理和综合回收利用\n石油化工工艺过程产生的废水中所含的污染物,大多数为生产过程流失的物料及有用的物质。因此,治理废水要从加强污染源控制,实行废水局部预处理及综合回收利用入手,回收废水中有用的物料,降低消耗,变有害为有利。这是消除废水中污染物、减轻对环境污染的有效办法。\n(1)采用预处理收油措施\n从炼油工艺过程的电脱盐排水、油品冷凝排水、油罐切水中回收油,采用汽提法从含硫废水中回收H₂S、HN₃,采用萃取工艺方法从废碱液中回收环烷酸,从含酚废水中回收酚等方法,是提高产物的回收率,减轻废水后续处理负荷的有效措施。\n(2)加强废水的预处理措施\n采用蒸馏分离预处理方法,可从甲醇废水中回收甲醇,能有效地降低废水中甲醇的含量;采用三级沉降分离方法,进行二氧化钛废水的预处理,二氧化钛去除率可达99%;采用调节、分离、蒸发、沉淀处理流程进行聚乙烯废水预处理,可有效地降低废水中油、COD等污染物含量,减轻二级废水处理负荷。\n采用酸化法处理PTA废水,调节pH值小于4.2,进行酸化沉淀预处理,可回收TA,降低废水中TA的含量,减轻后续处理负荷;采用超滤膜过滤方法,进行油剂废水预处理既可回收废水中的有用物料(油剂),又降低了废水中油剂含量;既减少了对环境的污染,又可取得一定的经济效益、环境效益和社会效益。\n采用脱氰降镍、氨汽提工艺流程和尿素解析工艺流程,对化肥废水进行预处理,回收废水中的氨和尿素,不但降低了废水中的污染物,减少了生物处理负荷,而且为废水达标排放创造了有利条件。\n4.严格实行清污分流,污污分治,合理划分排水系统\n由于炼油、化工、化纤和化肥等厂的生产性质不同,产品品种差别很大,生产过程中产生的废水种类又较多,水质差异很大,因此,排水系统应主要根据废水的水质特征和处理方法来确定。只有科学合理地划分系统,才有利于清污分流、分级控制及分别进行局部预处理和集中处理,确保废水达标排放。\n全厂性废水系统包括生产废水系统(含油废水、工艺废水、有机废水、化学废水)、假定净水系统(包括清洁废水、清净废水)、含油雨水系统和生活污水系统。局部特殊性废水系统包括含酸、含碱、含盐、含硫、含酚、含氰(腈)、含氟、含酮、含醇、含醛、含铬、含氨、含尿素及油剂、焦粉、有机氯、PTA、悬浮物、颗粒物等特殊性物质的废水。\n清污分流,进行系统划分的目的是为了能针对含有不同污染物质的废水,分别进行处理及回收有用物质,并有利于提高废水最终处理效果,降低能耗,减少处理费用,为排放废水达标创造条件。\n5.加强废水的集中处理\n针对炼油、化工、化纤、化肥等厂生产过程中产生的共性废水,需设置集中的废水处理厂(净化水厂),其应具有技术经济合理、便于管理、有利于处理废水达标排放等优点。\n一般集中处理的净化深度多为二级,其处理水量变化较大,如炼油行业的废水量一般为300~500m³/h,大型炼油厂的废水量可达600~800m³/h;石油化工企业的废水量一般为600~800m³/h,大型联合企业的废水量可达1600~2500m³/h;石油化纤企业的废水量一般为500~800m³/h,大型联合企业的废水量可达1800~3200m³/h;化肥企业的废水量通常在200~400m³/h。\n废水集中处理设施包括格栅、分离沉淀、pH值调整、水量调节、水质均衡等;去除浮油、粗分散油及悬浮物的处理设施有平流隔油沉淀、斜板隔油;去除细分散油、乳化油及胶体物的处理设施有絮凝、浮选;去除溶解性有机物的处理设施有预曝气、生物曝气(如加速曝气池、传统曝气池、延时曝气池、深层曝气池(井)、接触氧化池、生物滤塔、氧化沟等)、二次沉淀池或厌氧兼氧及好氧相结合的A/O处理系统等。后续处理设施有砂滤、絮凝沉淀、气浮、生物炭过滤、氧化塘或稳定塘。为保证废水处理后水质达标排放,在总排放口之前设置监护池(监测池)。当监测发现排放超标时,可将不合格废水返回事故存储池,再行处理或及时调整优化处理流程,使处理水质达标。\n针对集中处理过程产生的油泥、浮渣、剩余活性污泥,应设置浓缩、机械脱水等设施;泥饼可进行资源化综合利用或焚烧、填埋处理。对集中处理产生的废水与不合格水一并进行再处理。\n6.建立健全管理制度和体制,提高科学管理水平\n石油化工废水的治理难度很大,即使进行了清污分流和污染物分级处理,也不能发挥其应有的作用,取得好的效果。因此,首先要健全制度,从严管理,方能确保处理后的废水达标。\n(1)建立全厂废水排放管理制度\n制定生产装置单元废水的排放分级控制指标,像管理工艺生产一样,纳入日常生产管理考核,实行行政、调度、环保三方监督,并列入生产调度管理。\n(2)建立独立的水质净化厂,承担废水处理任务\n同生产厂或工艺装置一样,进行生产管理考核,并同责任制控制指标及经济效益挂钩,对各排水分厂或装置单元实行按水量、水质分级控制指标考核收费,进行成本核算,把废水管理纳入标准化的科学管理轨道,提高管理水平。"]
- ["问:以常压渣油为原料的催化裂化装置会产生什么影响?", "答:以常压渣油为原料的催化裂化装置,为了防止催化裂化反应过程中产生二次反应,采用了加大雾化蒸汽量,从而使分馏塔顶部的油水分离器废水产生量增加一倍,废水中的油、硫、酚、氰等各种污染物含量也明显增多,COD值也相应增高。"]
- ["问:生产合成氨的废水产生量和水质会受到什么因素的影响?", "答:生产合成氨采用的原料不同,其生产过程产生的废水量、水质也有所不同。以不同原料为例,废水产生量和水质中各种物质的含量均有所差异。"]
- ["问:以油田气为原料的合成氨装置废水产生量和水质如何?", "答:以油田气为原料,年产6万t合成氨装置的废水产生量为16.5m³/h,水质中含NH₃为493~594mg/L,COD为189~320mg/L,还有少量油、甲醇及微量硫、酚等,pH值在7.83~9.79范围内。"]
- ["问:以石脑油为原料的合成氨装置废水产生量和水质如何?", "答:以石脑油为原料,年产30万t合成氨装置的废水产生量为49m³/h,废水水质中含NH₃为819~1200mg/L,甲醇为410mg/L,COD为1068~1467mg/L,还有微量的K₂CO₃、二乙醇胺及氨基乙酸等。"]
- ["问:以渣油为原料的合成氨装置废水产生量和水质如何?", "答:以渣油为原料年产30万t合成氨装置的废水产生量为40.6m³/h,废水水质中含NH₃-N为4100mg/L,CN^-为0.2~7.79mg/L,Ni为0.37~7.37mg/L,油为5.78mg/L,COD为394~680mg/L。"]
- ["问:采用脱氢法和裂解法生产烷基苯工艺的影响是什么?", "答:采用脱氢法工艺时,原料为蜡油,经过加氢精制和脱氢后得到单烯烃,再与苯在氢氟酸催化剂作用下反应制得直链烷基苯。此过程中产生的含油废水及含氟废渣较难处理,易造成污染。裂解法则以蜡下油或蜡膏为原料,经裂解得到的α-烯烃与苯在催化剂AlCl₃作用下进行烷基反应,后续经氨水洗、中和、脱苯、精馏后制得烷基苯。此过程中产生的废水,经过蒸汽吹脱法回收苯后,不仅降低了废水排放量,还减少了污染,并带来经济效益。"]
- ["问:采用低温氧化法、改良高温氧化法和高温氧化法生产对苯二甲酸工艺的影响是什么?", "答:低温氧化法是在低温中压下,以对二甲苯为原料,通过醋酸钴催化、三聚乙醛促进的空气氧化反应制得对苯二甲酸。高温氧化法则在高温高压下,以对二甲苯为原料,在醋酸介质中以钴、锰为催化剂进行空气氧化,再经加氢去除对甲醛制得精对苯二甲酸。此过程中产生的废水量相对较少,但废水中的TA含量、pH值及COD值波动大,对生物处理有冲击性负荷,可能导致排放水质超标。"]
- ["问:采用酯交换法和直接酯化法生产聚酯工艺的影响是什么?", "答:酯交换法以对苯二甲酸二甲酯与乙二醇为原料,通过连续酯交换及连续缩聚制得聚酯。每吨产品产生的废水中主要含乙二醇、甲醇、二甘醇、氢氧化钠等,经生物处理可消除污染。直接酯化法则以精对苯二甲酸与乙二醇为原料,采用直接酯化连续缩聚工艺,不仅投资少、原材料消耗低、生产安全,还设有乙二醇及三甘醇的回收设施,减少了污染物排放量。每吨切片产生的废水量较少,且易于生化处理。"]
- ["问:采用水相悬浮聚合湿法(ACC)纺丝及干法纺丝生产聚丙烯腈工艺的影响是什么?", "答:水相悬浮聚合湿法工艺采用丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯为原料,水相悬浮聚合,使用硫氰酸钠为溶剂,废水产生量大,生物处理难度大。干法工艺则采用丙烯腈、丙烯酸甲酯、苯己烯磺酸钠为原料,二甲基甲酰胺为溶剂,废水量少且易于生化处理。两种工艺路线的废水量和水质存在显著差异。"]
- ["问:氧氯化法生产氯乙烯工艺的影响是什么?", "答:目前国内采用的氧氯化法工艺流程长、方法繁琐,排放的污染物多且难处理。废水中含有氯、二氯乙烷、盐酸、三氧化铁等,需经过复杂的中和、沉淀及汽提预处理才能排放。此方法的缺点是治理耗能高、费用多,易造成污染。而国外采用的乙烯高温法生产氯乙烯,基本上不产生废水,从而消除了废水带来的污染。"]
- ["问:在原油电脱盐过程中加入破乳剂和水的主要目的是什么?", "答:在原油电脱盐过程中,加入破乳剂和水的主要目的是去除原油中含有的无机盐类、悬浮固体物、砷及其他重金属杂质,以减轻加工设备的腐蚀和堵塞,避免加热炉管的结焦。然而,加入这些助剂会产生一定量的废水,且废水的水质随使用的助剂种类而有所不同。"]
- ["问:常减压蒸馏过程中为何需要注入氨、碱、缓蚀剂和水等物质?", "答:在常减压蒸馏过程中,为了防止设备腐蚀,通常需在塔顶注入氨、碱、缓蚀剂和水等物质。这些物质的加入有助于减少设备的腐蚀程度,但相应地也增加了废水量及废水中的污染物量。"]
- ["问:加氢裂化工艺中为何需要注入软化水?", "答:加氢裂化工艺中,为防止原料油在加氢、裂化和异构化反应过程中产生的氨和硫化氢在冷却器内形成硫氢化铵结晶,导致管壁结垢,需在冷却器入口处注入一定量的软化水。这一步骤虽然有助于防止结垢,但无形中增加了油水分离后废水和水中污染物的排放量。"]
- ["问:加氢精制工艺中为何需要注入工艺冲洗水?", "答:加氢精制工艺中,为防止反应过程中产生的硫化氢和氨生成硫氢化铵在冷却过程中结晶而堵塞管线及设备,需在工艺过程的特定部位注入工艺冲洗水。这一步骤导致了从高、低压分离器排出大量含硫、氨废水。"]
- ["问:减压蒸馏的减压塔抽真空方式的改变对废水排放有何影响?", "答:减压蒸馏的减压塔抽真空方式过去采用大气冷凝器的方式,用循环水进行直接冷却,这种方式导致了循环水排污的水中含油量高,且含有一定量的硫、酚、氰等污染物。而现今减压塔抽真空方式改用水或空气间接冷凝冷却及干式减压后,彻底消除了废水及污染物的排放,显著降低了对环境的污染。"]
- ["问:冷焦、切焦过程中的废水处理有哪些挑战和改革措施?", "答:在冷焦、切焦过程中,水与焦直接接触,导致排放水中含有大量的焦粉及蜡油、硫、酚、氰、重金属等污染物,处理起来既困难又容易造成严重污染。为了应对这些挑战,工艺经过改革,采取了闭路循环重复利用的方式,即将冷焦、切焦水在装置内除油沉淀、过滤后进行循环使用,从而基本消除了废水排放所造成的污染。"]
- ["问:石油化工生产中的开工、停工、事故等非正常操作对废水排放有何影响?", "答:石油化工生产中的开工、停工、事故等非正常操作对废水排放有显著影响。开工期间,装置需要较长时间才能达到稳定的生产条件,这期间产生的废水量比正常生产时要多,且废水中污染物浓度波动大,可能形成冲击负荷,影响废水处理的稳定运行。停工阶段,大量的水用于降温、降压、放料、放空和设备清洗,导致废水排量突然增多和大量污染物随水排入管网系统。此外,事故发生时,也需要将大量含生产物料的水排到事故储存池。这些非正常操作都会增加废水的排放量和污染物的浓度,对排水系统和污水处理设施造成不良影响。"]
- ["问:石油化工生产中设备性能不佳或操作不当如何影响废水水质和水量?", "答:石油化工生产中,设备性能不佳或操作不当会严重影响废水的水质和水量。例如,当设备性能不佳或仪表性能不稳定时,装置运转可能会出现不稳定,甚至导致局部停车或全部停车,进而造成生产物料流失,使废水中污染物浓度增高。同时,操作不当也可能导致大量含生产物料的水排放到事故储存池,进一步增加了废水的处理难度和污染负荷。因此,保持设备的良好性能和规范操作对于控制废水排放和保护环境至关重要。"]
- ["问:什么是城市垃圾?", "答:城市垃圾是指城市居民在日常生活中所抛弃的家庭垃圾、商业垃圾、道路扫除物及部分建筑垃圾,其产生量取决于城市发展规模、人口的增长速度及居民的生活水平与习惯等因素。"]
- ["问:城市垃圾为什么需要进行无害化处理?", "答:城市垃圾如果未经任何处理而直接堆放,将对城市周边地区的生态环境造成破坏,影响人们的身心健康。因此,为了保护环境和人类健康,城市垃圾必须进行无害化处理。"]
- ["问:卫生填埋是如何进行城市垃圾处理的?", "答:卫生填埋是指采用合理的工程技术措施,将城市垃圾分层填入经防渗处理的场地,层层覆土压实,使垃圾在一定的物理化学和生物的条件下发生转化,有机物得到降解,最终使垃圾实现稳定化和无害化。"]
- ["问:什么是垃圾渗滤液?", "答:垃圾渗滤液是在垃圾的卫生填埋过程中,由于压实、降水和微生物的分解等作用,从垃圾层中渗出的一种成分复杂的高浓度废水。它是垃圾处理的一种主要二次污染源,必须对其采取严格而有效的处理措施加以控制。"]
- ["问:垃圾渗滤液的产生主要来源于哪些方面?", "答:垃圾渗滤液的产生主要来源于三个方面:大气降水和径流、垃圾中原有的含水、垃圾中有机物由于微生物的分解等作用而形成的水。虽然垃圾本身含有一定量的水分,而且还会因为有机物分解产生一定量的水分,但垃圾渗滤液的主要来源还是降水。"]
- ["问:垃圾渗滤液的产生受到哪些因素的影响?", "答:垃圾渗滤液的产生受到诸多因素的影响,包括大气降水、地表径流、垃圾分解过程和地下水浸入等。其中,大气降水是影响垃圾渗滤液产生的决定性因素,气候和降水量的变化导致渗滤液产生量具有明显的季节变化特征。此外,垃圾填埋的密度也会对渗滤液的产生量产生影响。"]
- ["问:垃圾渗滤液与城市污水和工业废水相比有何特性?", "答:与城市污水和工业废水相比,垃圾渗滤液具有明显的水量、水质变化的特异性,不仅变化幅度大,而且呈现非周期性变化。这种特性使得垃圾渗滤液的处理更为复杂和困难。"]
- ["问:垃圾渗滤液产量的计算的水量平衡计算法", "答:以垃圾填埋场为主体,根据进出水量平衡图示(图10.1填埋场系统水量平衡(TZFSCLJS806.jpg))可得到在△t时间内渗滤液产生量的表达式为:流入水量=△t×I×A/1000+S_i+G+W\n流出水量=△t×E×A/1000+S_e+Q\n△t时间内,覆土中的水分变化为△C_w,垃圾中的水分就变化为△R_w,填埋场的水量平衡可以表示为:流入水量-流出水量=水分变化量\n即\nQ=(1-E)×A/1000+(S_i-S_e)+G+W-(△C_w+△R_w)\n式中Q—△t时间内产生的渗滤液量,m³;I—大气降雨量,mm/d;E—蒸发蒸腾量,mm/d;A—填埋场汇水面积,m²;W—△t时间内随垃圾和覆土带入填埋场的水量,m³;S_i—△t时间内场外径流进入填埋场的水量,m³;S_e—△t时间内降入填埋场的雨水在接触垃圾前排出场外的水量,m²;\nG—渗入填埋场的地下水量,m³;△C_w、△R_w—△t时间内覆土和垃圾中水分的变化量,m²。\n渗滤液产生量可以通过式(10.3)准确计算,但是由于蒸发量、径流量的计算过程中不确定参数很多,在实际计算中难以得到满意的结果。因此,根据式(10.3)可简化得到垃圾填埋场渗滤液产生量的经验公式(经验-合理式数学模型),即:Q=C×I×A×10^-3\n式中Q—渗滤液产生量,m³/d;I—降雨量,mm/d;C—浸出系数;A—填埋区面积,m²。\n因填埋场中填埋施工区和填埋完成后封场区域的地表状况不同,浸出系数C的数值也有较大的差异。设填埋区的面积为A₁,浸出系数为C₁,封场区的面积为A₂,浸出系数为C₂,则:Q=(C₁A₁+C₂A₂)×I\n在一般渗滤液产生量的预测中,根据经验,人们一般认为C₂=0.6C₁。\n式(10.5)所提出的经验-合理式数学模型,将各因素的影响归纳为参数C,模式简单且易于采用,其中C的取值可根据各填埋场已有的监测资料或环境相似的填埋场资料确定。"]
- ["问:山谷型垃圾填埋场渗滤液产生量的简化计算法?", "答:对于山谷型垃圾填埋场,其渗滤液的产生量可由下列计算式得到:Q=q+G+B-L\n式中Q—渗滤液产生量,m³;q—由垃圾降解产生的渗滤液量,m²;G—由地下水转化的渗滤液量,m³;L—从填埋场防渗层渗漏出去的水量,m³;B—由垃圾填埋场表面降雨转化产生的渗滤液量,m³。\n此数学模型是将渗滤液的产生量根据不同的产生源进行分别计算,然后求出总的渗滤液产生量。这种模式的计算存在较大的误差,较难用于实际工程的计算和预测。\n在湿润地带,垃圾分解产生的渗滤液量相对较小,一般可以忽略。对于以高密度聚乙烯(HDPE)和粘土作为防渗材料的填埋场,从防渗层渗漏出去的水量一般非常小,也可忽略。对于填埋场区表面降雨量转化的渗滤液量B,计算方法已比较成熟,其计算式为:B=(P-E)×A×10³\n式中P—丰水年降水量,mm;E—年平均蒸发量,mm;A—场区汇水面积,km²。\n对于地下水转化的渗滤液量G,尚无明确的计算方法,目前国内外提出的计算方法大致分为以下三种形式:\n(1)以大气降水量为依据计算地下水转化的渗滤液量G,其计算式为:G=P×A×10³\n式中P—大气降水量,mm;A—汇水面积,km²。\n(2)以大气降水量中进入地表的部分作为G值计算的依据,其计算式为:G=f_1×A×10³\n式中A—汇水面积,km²;f_1—渗漏量,mm。\n渗漏量f_1的计算式为:f₁=(P-T)(1-g₁)=P(1-t)(1-g₁)\n式中g₁—地表径流系数;P-大气降水量,mm;T—树冠截流量,mm;t—树冠截流率,%。\n(3)以地下径流量为依据,其计算式为:\nG=[(P-T)(1-g₁)-E-(F-S)]×A×10³=[P(1-t)(1-g₁)-E-(F-S)]×A×10³\n式中g₁—地表径流系数;P—大气降水量,mm;E—蒸发蒸腾量,mm;T—树冠截流量,mm;F—土壤持水量,mm;S—土壤原有含水量,mm;A—汇水面积,km²;t—树冠截流率,%。"]
- ["问:垃圾渗滤液产量的计算的经验公式估算法?", "答:日本的田中等人在对大量渗滤液产量进行分析后,提出经验公式,即当表面透水较好时:U_max=0.25[1+(C-1)lg(1.4R^0.3)]W_max/R^0.6\nU_max=0.25CW_max/R^0.6\n式中U_max—最大渗滤液发生量,mm/d;W_max—最大月降水量,mm/月;C—流出系数;R—渗滤液浸出延时时间,d。\nR值取决于填埋垃圾下层的空隙率及垃圾的透水系数,压实填埋的R值一般取10d左右,流出系数C则取决于填埋场表面的覆土情况,对于最终覆盖,C值一般在0.6~0.75左右。\n在填埋防渗衬底试验区的水量测试中,由于填埋垃圾后严格覆土、压实,表面透水性较差,用式(10.13)估算的渗滤液量为6.6mm/d,与实测的7.0mm/d相近。由实测数据可知,一个125m×400m的作业单元,在正常降雨情况下,三年日均渗滤液产量为350~500m³/d。"]
- ["问:垃圾填埋场渗滤液是如何形成的?", "答:垃圾填埋场渗滤液的形成主要来源于地表水和地下水的流入、雨水的渗入,以及垃圾本身的分解而产生的水。渗滤液中的组成成分主要包括垃圾本身含有的水分及通过垃圾的雨水溶解的大量可溶性有机物和无机物,垃圾由于生物、化学和物理作用产生的可溶性生成物,以及从覆土和周围土壤中进入渗滤液的可溶性物质。\n不同种类垃圾的渗滤液组分变化如图所示:\n@TZFSCLJS807.jpg@$"]
- ["问:垃圾渗滤液的性质会随着填埋场的使用年限如何变化?", "答:垃圾渗滤液的性质随着填埋场的使用年限的不同而发生变化。这主要是由填埋场的垃圾在稳定化过程中不同阶段的特点决定的。大体上可以分为五个阶段:最初的调节阶段、转化阶段、酸性发酵阶段、沼气产生阶段以及稳定化阶段。每个阶段渗滤液的组成和性质都会有所不同,反映了垃圾在填埋过程中的生物、化学和物理变化。"]
- ["问:“年轻”和“老年”填埋场的渗滤液水质有何不同?", "答:“年轻”填埋场(使用时间在5年以下)的渗滤液通常具有pH值低、可生化性好、氨氮浓度较低、溶出金属离子量多等特点。而“老年”填埋场(使用时间在10年以上)的渗滤液则具有pH值较高、可生化性较差、氨氮浓度高的特点。这种差异主要是由于垃圾在填埋过程中不同阶段的生物、化学和物理变化所导致的。"]
- ["问:垃圾填埋方法如何影响垃圾渗滤液的水质特征?", "答:加大垃圾的填埋密度和填埋深度可以减少垃圾的含水量和土壤的渗水量,限制外来水进入垃圾填埋场,从而推迟垃圾中有机物的降解,致使渗滤液中某些污染物的浓度降低,并延长渗滤液的产生时间。"]
- ["问:垃圾渗滤液的水质与哪些外部因素有关?", "答:垃圾渗滤液的水质与大气降水、填埋场所在的地形和地貌有关,这些因素直接关联着外来水量的多少,从而对渗滤液的污染物负荷产生明显的影响。此外,气候条件中的温度也是影响污染物溶出规律的重要因素。"]
- ["问:垃圾渗滤液中的有机物是如何变化的?", "答:垃圾渗滤液中的有机物可分为脂肪酸类、腐殖质类、碳水化合物和灰黄霉酸类物质。对于不稳定的填埋过程,可溶解性有机碳以短链的脂肪酸为主,而稳定的填埋过程则会使易降解的挥发性脂肪酸减少,而灰黄霉酸类物质增加。"]
- ["问:垃圾渗滤液中的重金属离子来源是什么?", "答:垃圾渗滤液中的重金属离子浓度高低主要取决于所填埋的垃圾类型和组分。对于仅用于城市垃圾的填埋场,重金属浓度通常较低;而对于工业垃圾和生活垃圾的混合填埋场,重金属离子的溶出量会明显增加。"]
- ["问:垃圾渗滤液中的NH₄^+-N浓度有何特点?", "答:垃圾渗滤液中含有很高浓度的NH₄^+-N,这是“中老年”填埋场垃圾渗滤液的重要水质特征之一。采用厌氧填埋技术时,NH₄^+-N浓度会在达到高峰值后延续很长时间,甚至在垃圾填埋场稳定后仍可达到相当高的浓度。"]
- ["问:垃圾渗滤液中的溶解性固体有哪些特点?", "答:垃圾渗滤液中含有较高浓度的总溶解性固体,包括无机类溶解性盐和铁、镁等。这些溶解性固体的浓度通常随填埋场时间的延长而变化,在填埋0.5~2.5年间达到高峰,之后逐渐下降直至稳定。"]
- ["问:垃圾渗滤液中常见的微生物和病原菌有哪些?", "答:垃圾渗滤液中常见的微生物包括杆菌属的棒状杆菌和链球菌、无色菌、粒状菌、好氧单胞菌属、梭状芽孢杆菌、肠杆菌、李式脱硫菌、微球菌、摩拉克氏菌属、假单胞杆菌、萘赛氏菌属、沙雷氏菌属及葡萄球菌等。此外,有的垃圾填埋场渗滤液中还曾检测出肠道病毒。"]
- ["问:垃圾渗滤液的收集处理和日常运行管理对于填埋场有何重要性?", "答:垃圾渗滤液的收集处理和日常运行管理是每个填埋场应该而且必须做好的一项工作,只有如此,才符合卫生填埋场的基本要求,也才能确保填埋场的环境安全和稳定运行。"]
- ["问:渗滤液处理在垃圾填埋场的运行和管理中面临的主要困难是什么?", "答:渗滤液处理在垃圾填埋场的运行和管理中一直是一个比较棘手的问题,主要是因为渗滤液水质水量的复杂多变性,导致难以选择一套十分完善的处理工艺。"]
- ["问:目前垃圾渗滤液的处理方案有哪些?", "答:目前垃圾渗滤液的处理方案主要有场内和场外两大类,具体包括四种方案:直接排入城市污水处理厂进行合并处理,渗滤液向填埋场循环喷洒处理,经必要的预处理后汇入城市污水处理厂合并处理,以及在填埋场建设污水站(厂)进行独立处理等。"]
- ["问:如何选择适合的渗滤液处理方案?", "答:选择适合的渗滤液处理方案需要在充分的技术经济比较和必要的可行性研究的基础上进行。需要考虑的因素包括填埋场的实际情况(如地理位置、渗滤液的产生特点及特征等)、资金的投入额度以及其他经济技术要求等。"]
- ["问:与城市污水处理厂合并处理渗滤液的主要优点是什么?", "答:与城市污水处理厂合并处理渗滤液的主要优点是节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用,降低处理成本,并利用污水厂对渗滤液的缓冲、稀释作用及与城市污水中的营养物质混合实现渗滤液和城市污水的同时处理。"]
- ["问:为什么与城市污水处理厂合并处理渗滤液并非普遍适用的方法?", "答:与城市污水处理厂合并处理渗滤液并非普遍适用的方法,原因主要有两个:一是渗滤液往往远离城市污水厂,渗滤液的输送会造成很大的经济负担;二是渗滤液特有的水量和水质特性容易影响城市污水处理厂的正常运行。"]
- ["问:渗滤液与城市污水厂合并处理时,需要考虑哪些重要因素?", "答:渗滤液与城市污水厂合并处理时,需要考虑的重要因素包括不同污染物浓度的渗滤液量与城市污水处理厂的处理规模的比例,以及合并后废水的C:N:P比例是否失调。此外,渗滤液中的重金属离子和复杂难以降解的有机物含量也是需要考虑的因素。"]
- ["问:如何确定渗滤液与城市污水的混合比例?", "答:确定渗滤液与城市污水的混合比例需要根据实际情况及渗滤液的特性来做深入的可行性研究。这通常涉及到对渗滤液和城市污水的水量、水质特性、处理工艺和处理设施的综合考虑。一般来说,混合比例应控制在一定范围内,以确保城市污水处理厂的正常运行和处理效果。"]
- ["问:当渗滤液与城市污水混合比例过高时,可能会带来哪些问题?", "答:当渗滤液与城市污水混合比例过高时,可能会带来以下问题:一是冲击负荷,即混合废水的COD浓度过高,超出城市污水处理厂的处理能力;二是重金属离子和复杂难以降解有机物的含量增加,导致处理难度和处理成本的提高;三是C:N:P比例失调,影响生物处理系统的正常运行和处理效果。"]
- ["问:如何解决渗滤液与城市污水混合比例过高带来的问题?", "答:解决渗滤液与城市污水混合比例过高带来的问题,可以通过以下措施:一是增加预处理步骤,如调节pH值、去除重金属离子等,以降低渗滤液对城市污水处理厂的冲击;二是采用高效可靠的合并处理工艺系统,如生物增强技术、高级氧化技术等,以提高混合废水的处理效果;三是扩大处理设施容积或增加曝气池中的污泥浓度,以适应高浓度的渗滤液。"]
- ["问:在与城市污水合并处理渗滤液时,生物处理系统的污泥龄与污泥量之间有何关系?", "答:在与城市污水合并处理渗滤液时,生物处理系统的污泥龄与污泥量之间存在密切关系。污泥龄表示活性污泥在生物处理系统中的停留时间,而污泥量则反映了系统中活性污泥的浓度。污泥龄的延长可以通过增加曝气池中的污泥浓度或扩大处理设施容积来实现,但过长的污泥龄可能导致污泥活性降低,影响处理效果。因此,在实际操作中,需要根据处理效果和出水水质要求,合理调整污泥龄和污泥量。"]
- ["问:国内垃圾填埋场处理渗滤液的主要方式是什么?", "答:目前,国内的垃圾填埋场多未建设场内的独立渗滤液处理系统,大多是将渗滤液直接汇入城市污水处理厂进行合并处理。这种方式虽然简单,但往往会影响污水处理厂的正常运行,因此需要谨慎考虑混合比例及必要的预处理方法。"]
- ["问:在合并处理渗滤液和城市污水时,如何确保处理效果和经济性?", "答:在合并处理渗滤液和城市污水时,为确保处理效果和经济性,可以采取以下措施:一是进行深入的可行性研究,确定合理的渗滤液与城市污水的混合比例;二是采用高效可靠的合并处理工艺系统,如两段活性污泥法、延时曝气活性污泥系统等;三是根据处理效果和出水水质要求,调整污泥龄和污泥量;四是驯化活性污泥,使其适应渗滤液和城市污水的混合废水;五是合理控制处理成本,如减少不必要的预处理步骤、优化曝气池的运行参数等。"]
- ["问:渗滤液的循环喷洒处理有哪些主要优点?", "答:渗滤液的循环喷洒处理具有以下主要优点:提高垃圾层的含水率和湿度,增强微生物活性,加速甲烷产生速率和污染物溶出及有机物分解;降低渗滤液的污染物浓度,减少渗滤液的产生量,稳定水量和水质;有利于废水处理系统的运行,节省费用;加速垃圾中有机物的分解,缩短填埋垃圾的稳定化进程。"]
- ["问:通过循环喷洒处理,渗滤液中的哪些污染物浓度可以得到降低?", "答:通过循环喷洒处理,渗滤液中的BOD₅和COD浓度可以得到降低。具体来说,Chian等人的研究表明,通过回流循环,渗滤液中的BOD₅可以降至30~350mg/L,COD可以降至70~500mg/L。"]
- ["问:Pohland等人对渗滤液喷洒回灌进行了哪些研究?", "答:Pohland等人将垃圾填埋场视为生物反应器,并进行了深入的渗滤液喷洒回灌研究。他们研究了喷洒的方式和量,提出喷洒的渗滤液量应根据垃圾的稳定化进程逐步提高,并且在填埋场的不同位置应采取不同的喷洒策略,以加速污染物的溶出和有机物的分解,同时加速垃圾层的稳定化进程。"]
- ["问:在渗滤液的循环喷洒处理中,如何确定回喷的渗滤液量?", "答:在渗滤液的循环喷洒处理中,回喷的渗滤液量应根据垃圾的稳定化进程而逐步提高。具体来说,在填埋场处于产酸阶段早期时,回喷的渗滤液量宜少不宜多,而在产气阶段则可以逐渐增加。此外,回灌的渗滤液量还可以根据填埋场的最佳运行负荷要求或产气情况来确定。"]
- ["问:渗滤液的循环喷洒处理法在实际应用中有哪些经济效益?", "答:渗滤液的循环喷洒处理法在实际应用中具有显著的经济效益。该方法可以加速垃圾的稳定化进程,减少渗滤液的场外处理量,降低渗滤液污染物浓度,从而节省处理费用。Pohland等人的经济比较表明,喷洒循环法相比其他处理方法可以节省一个平均年总费用单位,是最省的方法。"]
- ["问:虽然渗滤液的场内喷洒处理法有诸多优点,但仍存在哪些问题?", "答:虽然渗滤液的场内喷洒处理法具有诸多优点,但仍存在以下问题:一是不能完全消除渗滤液,仍有大部分渗滤液需要外排处理;二是经过喷洒循环后的渗滤液仍需进一步处理,特别是NH₄^+-N浓度的积累问题,这可能导致额外的处理费用。"]
- ["问:如何解决渗滤液循环喷洒处理中NH₄^+-N浓度积累的问题?", "答:解决渗滤液循环喷洒处理中NH₄^+-N浓度积累的问题,可以采用缺氧一厌氧—好氧—缺氧的三组分模拟垃圾填埋系统。该系统通过渗滤液的循环,将脱氮过程所需的碳源和硝态氮从底部的好氧区送至顶部的缺氧区,实现硝化和反硝化,从而有效去除NH₄^+-N。这种方法可以实现NH₄^+-N的高转化率,并同时去除渗滤液中的硫化物。"]
- ["问:渗滤液循环喷洒的场内处理方案在我国的应用情况如何?", "答:渗滤液循环喷洒的场内处理方案在我国的应用并不多见。这主要是由于我国目前处于垃圾卫生填埋技术应用的初级阶段,以及渗滤液回喷过程中可能带来的环境卫生、安全及设计技术等问题。此外,还需要考虑循环喷洒后中等或低等浓度的渗滤液仍需进一步处理的问题。"]
- ["问:预处理-合并处理是基于什么考虑而采用的一种处理方案?", "答:预处理-合并处理是基于减轻直接混合处理时渗滤液中有毒有害物质对城市污水处理厂的冲击危害而采用的一种场内场外联合处理方案。在场内首先对渗滤液进行预处理,以去除其中的重金属离子、氨氮、色度及SS等污染物质,或通过厌氧预处理改善其可生化性,降低负荷,为场外的合并处理创造良好条件。"]
- ["问:为什么对“年轻”和“老年”的混合型垃圾填埋场所产生的渗滤液进行物理化学预处理尤为重要?", "答:对于“年轻”和“老年”的含有一定量工业废弃物的混合型垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液,由于其中可能含有较高浓度的有毒有害物质,进行物理化学预处理尤为必要。这样可以有效去除渗滤液中的氨氮和重金属离子等污染物,为后续的生物处理创造良好条件。"]
- ["问:渗滤液中的高浓度NH_4^+-N对生物处理有何影响?", "答:渗滤液中的高浓度NH_4^+-N是影响其生物处理的一个主要因素。过高的NH_4^+-N浓度将抑制微生物的正常生长,从而影响合并处理后的系统正常运行。传统的生物处理工艺难以有效地去除高浓度的NH_4^+-N,因此需考虑采用其他预处理方式或选择具有生物脱氮功能的处理系统。"]
- ["问:渗滤液中的化学物质如何影响微生物的活性?", "答:渗滤液中所含的化学物质对微生物的活性具有显著影响,其影响程度与浓度密切相关。低浓度的某些物质能刺激或促进微生物的生长,而在高浓度时则可能产生强烈的抑制作用。特别是重金属离子,当其浓度超过对微生物的毒害作用限值时,将对微生物的生长造成不良影响。"]
- ["问:为什么在距离城市较远的垃圾填埋场采用独立处理渗滤液的方案更经济?", "答:由于垃圾卫生填埋场通常位于距离城市较远的偏远山谷地带,采用与城市污水合并处理的方案因渗滤液远距离的输送费用较高而不经济。因此,在这些情况下,建设场内独立的垃圾渗滤液完全处理系统更为经济合理。这样的处理系统通常包括预处理、生物处理和后处理等环节,以满足渗滤液处理的特殊需求。"]
- ["问:在设计和运行场内独立处理渗滤液的系统时,应注意哪些方面?", "答:在设计和运行场内独立处理渗滤液的系统时,应注意以下方面:一是渗滤液的水质随着填埋场年龄的增加而变化,需采用抗冲击负荷能力和适应性较强的处理工艺;二是渗滤液中可能含有多种重金属离子和较高浓度的氨氮,需进行必要的预处理和后处理;三是渗滤液中的营养比例可能失调,需调整氮磷比例;四是垃圾渗滤液处理站规模可能较小,需考虑运行费用的经济性。"]
- ["问:如何根据实际情况选择合适的渗滤液处理方案?", "答:选择合适的渗滤液处理方案应因地制宜,综合考虑技术经济因素。在经济发达且条件允许的地区,可建设场内独立的完全处理系统;在经济尚不发达的地区,可考虑预处理-合并处理的方案;在无力建设处理设施的情况下,可采用回喷与合并处理或直接将渗滤液排入城市污水处理厂的方案。关键是确保渗滤液处理负荷的增加控制在合理范围内,并与地理位置相匹配。"]
- ["问:渗滤液处理为什么需要多种工艺组合运行?", "答:渗滤液因其水质的复杂多变性,单一的处理工艺往往难以达到理想的处理效果。因此,需要多种工艺的组合运行,以充分去除渗滤液中的重金属离子、氨氮等有害物质,确保处理效果达到要求。"]
- ["问:渗滤液中的重金属离子和NH_4^+-N主要通过什么方法去除?", "答:渗滤液中的重金属离子和NH_4^+-N主要通过物理化学的方法去除。这些方法包括沉淀、吸附、离子交换等,能够有效地去除渗滤液中的这些有害物质。"]
- ["问:“年轻”填埋场的渗滤液有什么特点,适合采用哪些生物处理方法?", "答:“年轻”填埋场的渗滤液BOD₅/COD值通常在0.3~0.7之间,属于可生化性良好的有机废水。理论上,各种生物处理方法均适用于该废水的处理,如活性污泥法、生物膜法等。但在实际应用中,需根据具体情况选择最合适的工艺。"]
- ["问:厌氧生物处理在渗滤液处理中有哪些优势?", "答:厌氧生物处理在渗滤液处理中的优势主要体现在能耗低、运行费用低、剩余污泥量少以及所需营养物质少等方面。此外,厌氧处理还能产生甲烷等有价值的能源物质,实现废物的资源化利用。"]
- ["问:厌氧滤池(AF)处理渗滤液的效果如何,受哪些因素影响?", "答:AF处理渗滤液在合适的条件下,如容积负荷为1.26~1.45kgCOD/(m³·d)、水力停留时间为24~96h时,COD去除率可达90%以上。但处理效果受负荷和渗滤液成分的影响,负荷提高后,干扰作用会明显增加,因此有机负荷不宜过高。同时,投加适量的磷可能有助于提高处理效果,但具体效果还需根据渗滤液的COD组成来判断。"]
- ["问:升流式厌氧污泥床(UASB)处理渗滤液与AF相比有何不同?", "答:UASB处理渗滤液与AF相比,具有更强的处理能力。由于UASB中的颗粒污泥浓度高,可以达到60~80g/L,因此其处理能力远高于AF。在实际应用中,UASB处理渗滤液在适宜的条件下,如容积负荷为3.6~19.7kgCOD/(m³·d)时,COD和BOD₅的去除率可分别达到82%和85%。此外,UASB在处理渗滤液的过程中,还能产生一定量的甲烷气体。"]
- ["问:升流式厌氧污泥床(UASB)处理渗滤液时,无机物质会在反应器中如何变化?", "答:在UASB处理渗滤液的过程中,渗滤液中所含有的无机物质会在反应器污泥中逐步累积。在试验末期,发现沉积的无机物主要为Ca和Fe,它们分别占总固体TS的24%和7%。这表明在渗滤液处理过程中,无机物质的积累和分布是一个需要注意的问题,可能需要对反应器进行定期的清理和维护。"]
- ["问:好氧生物处理在渗滤液处理中有哪些常用的方法?", "答:好氧生物处理在渗滤液处理中常用的方法包括活性污泥法、氧化塘、氧化沟、生物转盘及接触氧化等。这些方法可以有效地去除渗滤液中的有机物和其他污染物质。"]
- ["问:活性污泥法处理渗滤液时需要注意哪些问题?", "答:采用活性污泥法处理渗滤液时,需要注意保持适当的泥龄和负荷,以避免处理效果波动和污泥丝状菌膨胀的问题。此外,为了避免堵塞问题,宜采用充氧效率较低的粗泡扩散曝气系统。"]
- ["问:活性污泥法处理渗滤液的效果如何?", "答:活性污泥法处理渗滤液可以取得良好的处理效果。研究表明,BOD₅的去除率可达80%~99%,当进水中有机碳浓度高达1000mg/L时,污泥生物相也能较快地适应并起降解作用。"]
- ["问:泥龄对活性污泥法处理渗滤液的效果有何影响?", "答:泥龄对活性污泥法处理渗滤液的效果具有显著影响。当泥龄θ小于5d时,处理结果波动较大,并可能出现污泥丝状菌膨胀的问题。而当泥龄θ不小于10d时,处理出水的BOD₅和COD可分别低于20mg/L和150mg/L,处理效果更稳定。"]
- ["问:温度对活性污泥法处理渗滤液有何影响?", "答:温度对活性污泥法处理渗滤液的效果有一定影响。当运行温度从10℃降至5℃时,处理效果可能会受到较大的影响。然而,当泥龄较长时,温度对处理效果的影响会减小。"]
- ["问:生物膜法相比活性污泥法在处理渗滤液时有何优势?", "答:生物膜法相比活性污泥法在处理渗滤液时具有抗冲击负荷能力强的优点。生物膜内的微生物相较丰富,还含有世代时间长、具有硝化作用的微生物,能实现较好的硝化效果。"]
- ["问:氧化塘处理渗滤液的特点是什么?", "答:氧化塘处理渗滤液是一种具有经济竞争力的处理方法。它因其较长的水力停留时间而具有较强的适应性,无需污泥回流、操作简单、投资省。然而,温度对氧化塘的硝化效果有较大影响,如在5℃以下时,硝化作用停止。"]
- ["问:曝气氧化塘在处理渗滤液时取得了哪些效果?", "答:曝气氧化塘在处理渗滤液时可以取得良好的处理效果。例如,在英国某填埋场的应用中,当有机负荷为0.005~0.3kgCOD/(kgMLSS·d)时,COD去除率达到97%,出水BOD₅平均为24mg/L。这种方法与直接排入城市污水管网合并处理相比,每年可节省一定的费用。"]
- ["问:在渗滤液处理过程中,为什么需要补充一定量的磷?", "答:在渗滤液处理过程中,需要补充一定量的磷是因为磷是微生物生长所必需的营养元素之一。通过补充磷,可以促进微生物的生长和代谢活动,从而提高渗滤液处理的效率。具体的磷补充量需要根据渗滤液的成分和处理工艺来确定。"]
- ["问:物化处理在渗滤液处理中起什么作用?", "答:物化处理在渗滤液处理中主要用于去除氨氮、重金属离子和难生物降解的有机物质,以保证后续生物处理工艺的正常运行。作为后处理,它还可以进一步提高出水水质,确保渗滤液处理达标排放。"]
- ["问:混凝沉淀在渗滤液处理中有什么作用?", "答:混凝沉淀可以大幅度去除渗滤液中的SS及色度等。对于“老年”填埋场的渗滤液或经过生物处理的渗滤液,混凝对COD和TOC的去除率可以达到50%~65%。"]
- ["问:化学沉淀在渗滤液处理中主要用于去除哪些物质?", "答:化学沉淀主要用于去除垃圾渗滤液的色度、重金属离子和浊度等。常用的化学药剂为Ca(OH)₂,对COD可以去除20%~40%,对重金属离子可去除90%~99%,对色度、浊度及SS等可以去除20%~40%。"]
- ["问:化学氧化主要用于去除渗滤液中的哪些物质?", "答:化学氧化主要用于去除渗滤液中的色度和硫化物,常用的氧化剂包括氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾和次氯酸钙等。该工艺对渗滤液中COD的去除率通常为20%~50%。"]
- ["问:膜分离在渗滤液处理中的作用是什么?", "答:膜分离在渗滤液处理中主要用于深度处理,包括微孔膜、超滤膜和反渗透膜等,其对渗滤液中COD和SS的去除率均可以达到95%左右。但由于费用昂贵,限制了它在实际工程中的推广使用。"]
- ["问:回灌—常规处理—膜分离结合的处理技术有什么特点?", "答:回灌—常规处理—膜分离结合的处理技术将常规处理技术、高新膜分离技术和回灌技术有机地结合起来,优势互补,解决了处理出水水质达标的难题,并加速了垃圾填埋的稳定化进程。"]
- ["问:超声降解水体中有机污染物技术的原理是什么?", "答:超声降解水体中有机污染物技术主要利用频率在15kHz以上的声波在溶液中传递,引起超声空化现象。空化过程中产生的动力学过程能够将废水中有毒的有机物转变为CO₂、H₂O、无机离子或比原有机物毒性弱的有机分子。"]
- ["问:污水处理设备运行管理的主要内容有哪些?", "答:污水处理厂设备的运行管理,是指对生产全过程中的设 备管理,即从选用、安装、运行、维修直至报废的全过程的管理。 因此,设备运行管理的内容可归纳为以下几个主要方面。\n(1)合理选用、安全使用设备。例如选配技术先进、节能降耗 的设备。根据设备的性能,安排其适当的生产任务和负荷量,为设 备创造良好的工作环境条件;安排具有一定技术水平和熟练程度的 设备操作者。\n(2)做好设备的保养和检修工作。\n(3)根据需要和可能,有计划地进行设备更新改造。\n(4)搞好设备验收、登记、保管、报废的工作。\n(5)建立设备管理档案。\n(6)做好设备事故的处理。"]
- ["问:设备运行管理的职责和制度有哪些?", "答:(1)管理人员职责 编制企业的机械设备运行维修管理 制度,编制年度检修计划和备品、备件购置计划;负责选购、建 账、调拨直至报废的管理;编绘设备图册或档案;负责提供更新、 改造的技术方案,参与设备的大修与改造、更新工作,并主持测试 验收;参加设备安全检查及事故分析处理等。\n(2)运行人员责任制 包括操作设备的职员岗位责任制、巡查 制度、交接班制度等。\n(3)机械设备的运行规程 如设备润滑保养操作规程、设备运 行操作规程、调度规程、紧急处理规程、事故处理规程等。"]
- ["问:设备维修管理的主要内容有哪些?", "答:(1)建立机械设备档案,如名称、性能、图纸、文件、 运行日期、测试数据、维修记录等。\n(2)建立设备保养和维修制度,如润滑保养制度、设备动态备 用制度等。\n(3)制定机械设备的检修规程,如检修的技术标准、检修的程 序、检修的验收等。建立备品、备件制度。"]
- ["问:设备维修保养的主要内容有哪些?", "答:设备维修保养的主要内容包括润滑、防腐、清洁、零部 件调整更换等, 一般将设备维修保养分类如下。\n(1)日常保养 这是对设备的清洁、检查、加油等外部维护, 由操作人员承担,并作为交接班的内容之一。\n(2)一级保养 对设备易损零部件进行的检查保养,包括清 洁、润滑、设备局部和重点的拆卸、调整等, 一般在专职检修人员 指导下由操作人员承担。\n(3)二级保养 对设备进行严格的检查和修理,包括更换零部 件、修复设备的精度等。由专职检修技术工人承担。\n(4)小修 这是工作量最小的局部性修理,只进行局部修理、 更换和调整。\n(5)中修 这是一种工作量较大的计划修理,污水处理厂安排 1~3年1次,内容包括更换和修复设备主要部分,检查整个设备 并调整校正,使设备能达到应有的技术标准。\n(6)大修 这是工作量最大的一种计划修理,包括对设备全面 解体、检查、修复、更换、调整,最后重新组装成新的整机,并对 设备外表进行重新喷漆或粉刷。 一般几年甚至十年才进行一次,可 由专业(修配)厂来完成。\n(7)设备的计划预修 设备在使用过程中,零部件、关键部件 会不断“磨损”,这就会影响设备的性能、效率和安全。设备预修就是根据设备的“磨损”规律,通过日常保养,有计划地进行检查 和修理,保证使设备经常处于良好状态。设备预修的主要内容包括 日常维护、定期检查和计划维修。"]
- ["问:设备维护操作人员“三好”、 “四会”和操作的“五 项纪律”的基本内容是什么?", "答:要正确操作和维护设备,必须对操作工进行基本的培训, 其培训内容可基本概括为:“三好”、“四会”和操作的“五项纪律”。\n(1)对设备操作工人的“三好”要求\n① 管好设备。操作者应负责管好自己使用的设备,未经同意 不得让他人操作使用。\n② 用好设备。严格贯彻设备操作维护规程和工艺运行管理规 程,不得超负荷使用设备,禁止违规的操作。\n③ 修好设备。设备操作工人要配合维修工人修理设备,及时 排除设备故障,按指定的设备计划检修设备。\n(2)对操作工人基本功的“四会”要求\n①会使用。操作者应先学习设备操作维护规程,正确使用设备。\n② 会维护。学习和执行设备维护、润滑规定,上班加油,下 班清扫,经常保持设备内外清洁、完好。\n③ 会检查。了解自己所用设备的结构、性能及易损零件部位, 熟悉日常检查的项目、标准和方法,并能按规定要求进行日常检查。\n④ 会排除故障。熟悉所用设备特点,懂得拆装注意事项及鉴 别设备正常与异常现象,会做一般的调整和简单故障的排除。自己 不能解决的问题要及时报告,并协同维修人员进行排除。\n(3)对设备操作工人的“五项纪律”要求\n① 实行定人定机,凭操作证使用设备,遵守安全操作规程。 \n② 经常保持设备整洁,按规定加油,保证合理润滑。\n③ 遵守交接班制度。\n④ 管好工具、附件、备件,不得遗失。\n⑤ 发现异常立即停机检查, 自己不能处理的问题应及时通知有关人员检查处理。"]
- ["问:设备正常使用前,应重点检查哪些方面?", "答:(1)设备必须按安装要求正确安装。从安装的精度、稳 定度和合理性方面综合考察。例如,水平调整、地脚螺栓牢固度是 否可靠,设备安装间距是否合理,电路、管线安装是否符合安装规 范要求等。\n(2)周围环境是否符合设备的要求。主要从温度、湿度、噪 声、振动等方面考核。例如,用一般机械油作润滑剂的设备,环境 温度不能低于10℃,否则就会影响设备的正常运转,造成设备损 坏,对电气控制设备的环境,应达到防尘、防潮等要求。\n(3)设备附属仪表、部件是否安装齐全。参照设备安装图纸对 照,并清点装箱附件是否全部安装。\n(4)能够达到安全生产的要求。必须按照说明书的要求,采取 必要的安全防护措施。尤其是加氯设备、电机类设备等必须具有防 护措施后,才能进行运行操作。\n(5)必须按照有关规定,加强对动力、起重、运输、压力容器 等机械设备进行预防性试验和必要的检查监测。"]
- ["问:设备使用前应做好哪些准备工作?", "答:(1)做好设备润滑工作。确定润滑油及脂的选用是否符 合要求,尤其是室外工作的机械设备,润滑油质量必须合格,并符 合外界环境温度要求。\n(2)操作工人要做好岗前培训工作。操作人员要熟悉设备的性能 结构、工艺范围,具有熟练的操作技术和设备的维护保养知识及技能。\n(3)要建立健全设备的操作、使用、维护保养规程和岗位责任 制。建立设备维修、保养档案,制定严格的交接班制度,做好交接 记录。针对性地和普及性地对职工进行正确使用和爱护设备的宣传 教育,形成良好的自觉爱护设备的风气和习惯,使设备经常保持 “整齐、清洁、润滑、安全”,从而处于最佳技术状态。\n(4)合理安排生产任务。应根据设备的结构、性能和其他技术 特征,恰当地安排生产任务,杜绝“小机大闲”、避免“大机小用” 和“精机粗用”等现象,这样既避免设备效率的浪费,又避免设备 的加速损坏。\n(5)保持良好的工作环境。要为设备创造良好的工作环境,对 于高精度设备,温度、湿度、尘埃、振动、腐蚀等环境需要严格控 制。对于普通设备,也要创造适宜的条件,良好的工作环境可以延 长设备的使用寿命。"]
- ["问:设备维护保养的基本要求有哪些?", "答: (1)整齐 工件、工具、附件等放置整齐;设备零部件 及安全防护装置齐全;各种标、铭牌应完整、清晰;线路、管道应 安装整齐、安全可靠。\n(2)清洁 设备内外清洁,无油渍、污垢、锈蚀、无废屑物; 各相对运动中的滑移面(如齿轮、齿条、丝杆、光杆、开关操纵 杆、轴瓦、轴颈等)无油污、无碰伤、无拉毛;不漏油、不漏水、 不漏气、不漏电;设备周围的地面经常保持清洁。\n(3)润滑 按时、按质、按量加油和换油,保持油标醒目;油 箱、油池、冷却箱应清洁,无铁屑等杂物;油壶、油枪、油杯、油 嘴齐全,油毡、油线清洁;油泵工作正常、油路畅通,各部位轴承 润滑良好。\n(4)安全 实行定人定机和严格的交接班制度,精心维护保养 设备,合理使用设备,严格遵守操作规程,熟悉设备结构与运行特 征,监视和注意异状,确保设备的安全使用。"]
- ["问:设备维护保养的类型有哪些?", "答:设备维护保养的类型可以根据不同的分类标准进行分类。一般来说,根据维护保养工作的难易程度和工作量的大小,可以将设备维护保养分为以下几类:\n1、日常保养(例行保养):这类保养由操作者负责,每日班后小维护,每周班后大维护。主要内容是认真检查设备使用和运转情况,填写好交接班记录,对设备各部件擦洗清洁,定时加油润滑;随时注意紧固松脱的零件,调整消除设备小缺陷;检查设备零部是否完整,工件、附件是否放置整齐等。\n2、一级保养:设备运行一段时间后(如一个月,两班制),以操作者为主,维修工人配合进行保养。主要工作内容包括检查、清扫、调整电器控制部位;彻底清洗、擦拭设备外表,检查设备内部;检查、调整各操作、传动机构的零部件;检查油泵、疏通油路,检查油箱油质、油量;清洗或更换渍毡、油线,清除各活动面毛刺;检查、调节各指示仪表与安全防护装置;发现故障隐患和异常,要予以排除,并排除泄漏现象等。\n3、二级保养:这是一种以维持设备的技术状况为主的检修形式,工作量介于中修理和小修理之间。它既要完成小修理的部分工作,又要完成中修理的一部分,主要针对设备易损零部件的磨损与损坏进行修复或更换。二级保养要完成一级保养的全部工作,还要求润滑部位全部清洗,结合换油周期检查润滑油质,进行清洗换油。检查设备的动态技术状况与主要精度(噪音、震动、温升、油压、波纹、表面粗糙度等),调整安装水平,更换或修复零部件,刮研磨损的活动导轨面,修复调整精度已劣化部位,校验机装仪表,修复安全装置,清洗或更换电机轴承,测量绝缘电阻等。\n此外,根据维护保养的目的和时机,还可以将设备维护保养分为以下几类:\n1、预防性维护保养:在设备出现故障之前,通过对设备进行固定的检查和维护保养活动,以减少故障和停机时间,保证设备的正常运行。\n2、纠正性维护:在已发生故障的情况下,对设备进行的维护保养。其目的是迅速排除故障,恢复设备的正常运行状态,减少损失和影响。\n3、条件性维护:根据设备运行状况和使用条件,依据一定标准和规范,对设备进行的预防性和纠正性保养。其目的是根据设备运行情况和环境变化,采取相应的保养措施,保证设备性能的稳定和正常使用寿命的延长。\n这些设备维护保养类型可以相互补充,为设备的性能和寿命提供全面保障。"]
- ["问:为什么要进行设备的维护保养?", "答:设备的维护保养是设备自身运动的客观要求,设备维护保养的目的,是及时处理设备在运行过程中,由于技术状态的变化 而引起的大量的常见问题,随时改善设备的技术状况,保证设备正 常运行,延长设备的使用寿命。\n设备的损坏往往会导致运行的失败,因此需对水处理系统的设 备进行定期的检查、保养及维修。操作人员一般应有三分之一以上 工时用于维护保养。例如即使未损坏的格栅、齿轮箱、曝气翼轮等 耐用设备亦需定期停机彻底检修,各类泵需定期拆卸清洗,轴承应 定期检查加油。主要的设备应设专卡记录产地、价格、运行状况、 维修次数、保养人等。所有设备应有足够的零配件,在寒冷地区冬 季污水处理时,尤其需要注意室外管道、闸门、水泵等设备的防冻 保温工作。"]
- ["问:常用润滑脂的品种有哪些?", "答: (1)钙基润滑脂 由动植物脂肪酸钙皂稠化矿物油制成。 常用于电动机、水泵等中等转速、中低负荷的滚动和滑动轴承 润滑。\n(2)复合钙基润滑脂 由乙酸钙复合的脂肪酸钙皂稠化机油制 成,具有较好的机械稳定性和胶体稳定性。适用于温度较高和潮湿 条件下摩擦部位的润滑。\n(3)铝基润滑脂 由脂肪酸铝皂稠化矿物油制成,具有很好的 耐火性。常用于航运机械的润滑和金属表面的防腐。\n(4)钠基润滑脂 由脂肪酸钠皂稠化矿物油制成,适用于高、 中负荷的机械设备润滑。\n(5)钙钠基润滑脂 由脂肪酸钙钠皂稠化矿物油制成。广泛用 于中负荷、中转速、较潮湿环境、温度在80~120℃之间的滚动轴 承及摩擦部位的润滑。\n(6)钡基润滑脂 由脂肪酸钡皂稠化矿物油制成,具有良好的 机械稳定性、抗水性、防护性和黏着性。适用于油泵、水泵等的 润滑。\n(7)锂基润滑脂 由高级脂肪酸锂皂稠化低凝固点、中低黏度矿物油制成适用于高低温工作的机械、精密机床轴承、高速磨头轴 承的润滑。\n(8)极压锂基润滑脂 具有良好的机械稳定性、防锈性、抗水 性、极压抗磨性等,适用于减速机等高负荷机械设备的齿轮、轴承 的润滑。"]
- ["问:设备润滑油的选用方法有哪些?", "答:在购进或引进新设备新机器时,首先碰到的一个问题是 正确选用润滑油。若选油不当,设备将会出现故障,甚至出现设备 毁坏或人身事故等严重后果。润滑油的选用,与很多因素有关,必 须具体问题具体分析。根据实践经验和有关理论, 一般可从下面三 个方面来考虑。\n(1)根据机械设备的工作条件选用\n① 载荷。载荷大,应选用黏度大、油性或极压性良好的润滑 油;反之,载荷小,应选用黏度小的润滑油。间歇性的或冲击力较 大的机械运动,容易破坏油膜,应选用黏度较大或极压性能较好的 润滑油。\n② 运动速度。设备润滑部位摩擦运动速度高,应选用黏度较 低的润滑油。若采用高黏度反而增大摩擦阻力,对润滑不利。低速 部件,可选用黏度大一些的油,目前国产中负荷、重负荷工业齿轮 油都加有抗磨添加剂的情况下,也不必过多地强调高黏度。\n③ 温度。温度分环境温度和工作温度。环境温度低,选用黏 度和倾点较低的润滑油。反之可以高一些。如我国东北、新疆地 区,冬季气温很低,应选用倾点低的润滑油。而广东、广西等地, 全年气温较高,选用的润滑油倾点可以允许高一些。工作温度高, 则应选用黏度较大、闪点较高、氧化稳定性较好的润滑油,甚至选 用固体润滑剂,才能保证可靠润滑。至于温度变化范围较大的润滑 部位,还要选用黏温特性好的润滑油。\n④ 环境、湿度及与水接触情况。在潮湿的工作环境里,或者 与水接触较多的工作条件下,应选用抗乳化性较强、油性和防锈性能较好的润滑油。\n(2)润滑油名称及其性能与使用对象要一致\n① 油名。国产润滑油,不少是按机械设备及润滑部位的名称 命名的。如汽油机油,顾名思义,用于汽油发动机。汽轮机油则用 于汽轮机,齿轮油则用于齿轮传动部位。油名选对是重要的,但必 须考虑到不同生产厂之间的质量也有所不同。\n② 黏度。选用润滑油,首先要考虑其黏度。润滑油的黏度不 仅是重要的使用性能。而且还是确定其牌号的依据。过去国产润滑 油大部分按其在50℃或100℃时的运动黏度值来命名牌号的。现在 与国外一致,工业用润滑油按40℃运动黏度中心值来划分牌号。 如32液压油,其40℃运动黏度中心值为32mm²/s, 必须注意40℃ 的新牌号与50℃的旧牌号的换算。\n润滑油的黏度与机械设备的运转关系极大。 一般说,黏度有些 变化,或稍大一些或小一些,影响不大。但如选用黏度过大或过小 的润滑油,就会引起不正常的磨损,黏度过高,甚至发生卡轴、拉 缸等设备事故。\n③ 倾点。 一般要求润滑油的倾点比使用环境的最低温度低5℃ 为宜,并应保证冬季不影响加油使用。因此,如限于华南地区使 用,不必选用倾点很低的油品,以免造成浪费。\n④ 闪点。闪点有两方面意义: 一方面反映润滑油的馏分范围; 另一方面也是一个反映油品安全性的指标。高温下使用的润滑油, 如压缩机油等,应选用闪点高一些的油。 一般要求润滑油的闪点比 润滑部位的工作温度高20~30℃为宜。\n(3)参考设备制造厂的推荐选油 这里讲的是参考,而不是根 据推荐用什么油就选用什么油。因为在我国,由于油品的知识不够 普及, 一些设备制造厂往往还是推荐全损耗系统用油(原称机械 油)、汽油机油、汽缸油等用于齿轮润滑,推荐全损耗系统用油用 于液压传动,而不了解国内已生产了专门的工业齿轮油和液压油。 近几年来,不少设备制造厂开始推荐用比较对路的油品。\n至于引进的设备, 一般推荐很多公司的油品。可以参考国外设备厂商推荐的油品类型、质量水平等选用国内质量水平相当的产 品。目前在国内,已能够生产与国外相对应的各种类型的润滑油 品, 一些油品的质量水平已达到国际同类产品水平。因此,进口设 备用油要立足国内,这样,不仅为国家节省大量外汇,而且也能为 企业增加效益。个别润滑油品种,只有在国内还未开发时,才考虑 从国外公司进口。"]
- ["问:润滑油的代用原则是什么?", "答:首先必须强调,要正确选用润滑油,避免代用,更不允 许乱代用。但是,在实际使用中,会碰上一时买不到合适润滑油的 情况,如新试制(或引进)的设备,相应的新油品试制或生产未跟 上,需要靠润滑油代用来解决。\n润滑油的代用原则基本与选油原则相同。具体要求如下。\n(1)尽量用同类油品或性能相近、添加剂类型相似的油品。\n(2)黏度要相当,以不超过原用油黏度的±25%为宜。 一般情 况,可采用黏度稍大的润滑油代替。\n(3)质量以高代低,即选用质量高一档的油品代用,这样对设 备润滑比较可靠,还可延长使用期,经济上也合算。在我国,过去 由于高档油品不多,不少工矿企业,在代用油质量上都习惯以低代 高,这样做害处很多,应当改变。\n(4)选择代用油时,要考虑环境温度与工作温度,对工作温度 变化大的机械设备,代用油的黏温特性要好一些,对于低温工作的 机械,选择代用油倾点要低于工作温度10℃以下。而对于高温工 作的机械,则要考虑代用油的闪点要高一些,氧化稳定性也要满足 使用要求。"]
- ["问:润滑油的混用原则是什么?", "答:在润滑油的使用过程中,有时会发生一种油与另一种油 混用问题。包括国产油与国外油。国产油中这类油与另一类油,同 一类油不同生产厂或不同牌号,新油与使用中的“旧”油混用等。\n油品相混后,是否会引起质量变化,哪些油品能相混,相混时应注 意哪些问题,都是润滑工作者最为关心的问题。\n润滑油的混用原则如下。\n(1)一般情况下,应当尽量避免混用,因为设备用了混合油, 如果出了毛病,要找原因就更困难了。另外,不同润滑油混合使用 也就难以对油品质量进行确切的考查。\n(2)在下列情况下,油品可以混用\n① 同类产品质量基本相近,或高质量油混入低质量油仍按低 质量油用于原使用的机器设备。\n② 需要调整油品的黏度等理化性能,采用同一种油品不同牌 号相互混用,如32号与68号 HL 液压油掺配成46号。\n③ 不同类的油,如果知道两种对混的油品都是不加添加剂的, 或其中一个是不加添加剂,或两油都加添加剂但相互不起反应的, 一般也可以混用,只是混用后对质量高的油品来说质量会有所降低。\n(3)对于不了解性能的油品,如果确实需要混用,要求在混用 前作混用试验(如采取混用的两种油以1:1混合加温搅拌均匀), 观察混合油有无异味或沉淀等异常现象。如果发现异味或沉淀生 成,则不能混用。有条件的单位,最好测定混用前后润滑油的主要 理化性能。\n(4)对混用油的使用情况要注意考查。"]
- ["问:污水处理设备润滑管理的主要内容有哪些?", "答:(1)制定设置润滑的技术标准,执行“定点、定质、定 期、定量、定人”五定工作规范。编制各类型设备润滑图表,发至 每台设备使用。对于精密、大型及生产关键设备,要单台地编制润 滑图表及有关注意事项。润滑图表要力求简明、准确、统一。另 外,还要建立各种技术操作规程,安全技术规程等。\n(2)控制润滑材料的购、储、用全过程。监督油脂按计划的品 种、数量、质量及时供应,掌握库存油料状况,要求按定额发给车 间或单台使用,以及回收废旧油料。要定出全厂统一的代表各种油料牌号的颜色,便于区别、防止混杂。\n(3)开展润滑技术培训。培养润滑工是润滑管理的第一步。在 第一线工作人员的知识和技能始终是与机械和设备的保养分不开 的,要根据工厂的实际情况规划对润滑工进行教育培训。教育培训 的内容有润滑基础知识和使用方法、供油方法、润滑技术问题的解 答,还有工厂的润滑技术管理制度的知识等。\n(4)加强对润滑系统工作状态的检查,经常进行记录。对重要 设备应作定期检修,以保证油路畅通,油压及油量适宜,各种分油 器、滤油器、压力继电器和流量保险联锁装置等灵活可靠。所有设 备均应单独设立换油记录卡片。\n(5)制定各种机型润滑材料消耗定额。定额包括表面加油消耗 定额、油箱正常消耗、月添油定额。同时,要治理设备漏油,这是 一项重要而艰难的任务,有相当的机械设备(约1/4~1/3)存在 漏油问题,这样既浪费润滑油,又污染环境,要坚持防治。\n(6)加强新知识、新技术的学习、研究。不断地学习、应用国 内外润滑新技术,试验、推广新润滑材料与润滑方式,以不断地提 高润滑效果,适应日益提高的机械性能的需要,还要采用新技术、 新仪器,对重要设备的运行状态进行定期监测。\n(7)做好废旧油料的回收利用。做好废旧油料的回收与再生利 用,有着极其重要的经济意义。要通过多次实测,订立各台设备、 各车间以至全厂的废油回收限额。废旧油要保管好,有条件的单位 要组织再生。\n(8)加强润滑管理效果的评价与改善。为了不断总结提高,必 须知道实行润滑管理的效果怎样反映到提高生产和降低成本上,把 实行润滑管理前后的设备保养费、修理费、润滑剂等润滑有关经 费、机械运转率等加以对比,从中可以总结出润滑管理的效果,并 且进一步完善提高。对于在润滑管理中做得较好的车间班组及操作 工,要给予奖励和表扬,对做得不好的要给予批评帮助。"]
- ["问:格 栅 的 作 用 是 什 么 ?", "答:格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架,斜置在进水 渠道上或泵站集水池的进口处,用以拦截污水中大块的呈悬浮或漂 浮状态的污染物,防止堵塞水泵或管道。在绝大部分污水处理工程 中,格栅是必备的设备。"]
- ["问:格 栅 的 种 类 有 哪 些 ?", "答:在所有水处理设备的运行与维护工作中,格栅是最为简 单的设备之一。根据污物的清除方式,分人工清除格栅和机械清除 格栅两类。\n(1)人工清除格栅 主要利用人工及时清除截留在格栅上的污 物,防止栅条间隙堵塞。在中小型污水处理站, 一般所需要截留的 污染物量较少,均设置人工清理格栅。这类格栅用直钢条制成,按 50°~60°倾角安放,这样有效格栅面积可增加40%~80%,而且便 于清洗,减少水头损失。\n(2)机械清除格栅 在比较大型的污水处理厂均设置机械清除 格栅,格栅一般与水面按60°~70°,有时按90°安置。格栅除污机 的传动系统有电力传动、液压传动及水力传动三种。在工程应用 上,电力传动格栅最为普遍。\n按照格栅栅条间距大小,通常将格栅分为粗格栅和细格栅两种 基本类型,粗格栅一般设置在泵站集水池中,而细格栅则设置在沉 砂池前,依据水处理工艺流程,格栅一般按照先粗后细的原则进行 设置,格栅栅条间距依据原废水水质来确定。"]
- ["问:怎样进行机械格栅的运行维护?", "答:机械清除格栅通常采用间歇式的清除装置,其运行方式 可用定时装置控制操作,亦可根据格栅前后渠道水位差的随动装置 控制操作。为保证设备的安全运行,机械除污装置应设超负荷自动 保护装置。\n为了保证机械除污机的正常运转,应制定详细的维护检修计 划,对设备的各部位进行定期检查维修并认真做好检修记录,如轴 承减速器、链条的润滑情况,传动皮带或链条的松紧程度,控制操 作的定时装置或水位差的传感装置是否正常等,及时更换损坏的零 部件。\n一般情况下,传动链条应每两月用钙基脂润滑一次。齿轮电机 的滚珠轴承每工作10000h 或一年后,需进行清洗并重新填注润滑 脂。齿轮箱每工作20000h 或两年应换油一次,润滑油推荐产品为 国产长城90重负荷齿轮油,运行过程中还应经常检查齿轮箱油位。 齿轮箱轴承每工作10000h 后也必须清洗并填装润滑油,用量为轴 承空间的2/3。\n当机械除污机出现故障或停机检修时,应采用人工方式清污。"]
- ["问:格栅运行操作的主要内容有哪些?", "答:(1)不管采用什么形式的机械格栅,操作人员都应该定 时巡回检查。根据栅前和栅后的水位差变化或栅渣的数量,及时开 启除渣机将栅渣清除。同时注意观察除渣机的运转情况,及时排除 其出现的各种故障。\n(2)检查并调节栅前的流量调节阀门,保证过栅流量的均匀分 布。同时利用投入工作的格栅台数将过栅流速控制在所要求的范围 内。当发现过栅流速过高时,适当增加投入工作的格栅台数,当发 现过栅流速偏低时,适当减少投入工作的格栅台数。\n(3)随着运行时间的延长,格栅前后的渠道内可能会积砂,应 当定期检查清理积砂,分析产生积砂的原因,如果是渠道粗糙的原因,就应该及时修复。\n(4)经常测定每日栅渣的数量,摸索出一天、 一月或一年中什 么时候栅渣量多,以利于提高操作效率,并通过栅渣量的变化判断 格栅运转是否正常。\n(5)栅渣中往往夹带许多菜叶、挥发性油类等有机物,堆积后 能够产生异味,因此要及时清运栅渣,并经常保持格栅间的通风 透气。\n(6)池前细格栅上的垃圾应及时清除。格栅内外水位差不应超 过20cm, 为防止格栅的水流漫溢,应设置水位报警器。\n(7)为了保证机械除污机的正常运转,应制定详细的维护检修 计划,对设备的各部位进行定期检查维修并认真做好检修记录,如 轴承减速器、链条的润滑情况、传动皮带或链条的松紧等。"]
- ["问:格栅安装维护使用注意事项有哪些? 其常见故障及 排 除 方 法 有 哪 些 ?", "答:格栅安装维护使用注意事项如下。\n(1)设备在装卸过程中,应保持设备的水平,注意装卸索具等 对设备的损伤并给予防护。\n(2)设备吊装到位后,注意调整设备与基础的对接口、流水槽 和各地脚螺栓等的相互位置关系。\n(3)如因运输的需要,将减速机座拆除时,应先将其恢复,注 意两链轮的传动轴线,并安装好传动链条和链罩。\n(4)认真搞好设备的润滑工作,保持传(转)动部件的良好润 滑状态。电动机、减速器及轴承等各加油部位应按规定加换润滑 油、脂。托轮的直通式压注油杯加注GB491—19822# 钙基润滑 脂。托轮与格栅筒体的摩擦处加注GB491—19822# 钙基润滑脂。 链条传动中的链条、链轮加注 SY 1232—198568# 普通开式齿 轮油。\n设备在运行中禁止人工清料或润滑,禁止在传动链条防护罩附 近逗留。\n(5)运行中通有异常情况或异常信号应立即停机并切断电源, 进行检查,及时排除故障,不得强行启动,以防事故发生。\n(6)定期检查电动机、减速器等运转情况,及时更换磨损件, 钢丝绳断股超过规定允许范围时应随时更换。同时应确定大、中修 周期,按时保养。经常检查拨动支架组件是否灵活,及时排除夹卡 异物,检查各部件螺丝是否松动。\n其常见故障如下。\n(1)格栅耙子捞不上栅渣 出现这种情况一般是因为耙子松 动,与栅面之间间隙过大,此时,应调整耙子上的调节弹簧,使耙 子与栅面贴紧。\n(2)格栅启动频繁 一种可能是水位计出现故障,使格栅启动 频繁;第二种可能是栅条间被大颗粒固体堵住,使水流通过减慢, 从而使格栅前水位一直很高,前后水位差较大,导致水位传感器动 作,使格栅频繁启动。这时应将栅条间的杂物清除干净。\n(3)格栅在中途突然停止运行 出现这种情况可能是电控柜的 空气开关跳闸所致,这时将闸合上即可。若合闸后仍不能恢复运 行,则可能是电机发生故障,这时应通知专业维修人员进行检查。"]
- ["问:栅渣压榨机的作用是什么?", "答:格栅正常运转时产生的栅渣, 一般含水较多,处于蓬松 状态,占体积较大,给栅渣外运带来极大的不便。栅渣压榨机的作 用就是将这样的栅渣压实脱水,减小栅渣的容积,防止运输过程中 沥水污染环境,同时也可改善格栅间的环境状况。"]
- ["问:栅渣压榨机使用时的注意事项有哪些? 应怎样进行 维 护 保 养 ?", "答:栅渣压榨机使用时应注意以下几点。\n(1)栅渣压榨机应与格栅联动,格栅停止后,压榨机应延续运 行一段时间,将栅渣压实。\n(2)避免大块坚硬物体的进入,如金属、石块等,遇到这些物体应及时手动清除。\n(3)当栅渣中砂石等无机颗粒较多时,栅渣的含水率较低,压 榨机出口应避免设弯度较大的弯头,以防止堵塞、磨损严重或负荷 过高引起跳闸。\n(4)栅渣压实机的出口管道,应避免使用小角度的弯头,管道 尽可能为渐扩式,以防栅渣中泥沙较多时,堵塞管道。\n栅渣压榨机维护保养对象为电机和齿轮箱。在正常条件下,每 工作10000h 进行一次换油,换油时,需用合适的溶剂清洗机体和 轴承上的油质残留物,并用新的钙基润滑脂润滑轴承,用量为轴承 空间的1/3,齿轮箱采用长城90 重负荷齿轮油。加注后应注意检 查齿轮箱的密封装置。"]
- ["问:如何估算栅渣的产生量?", "答:格栅截留的栅渣量与栅条间隙、当地的废水特征、废水 流量等因素有关。当缺乏当地运行资料时,可按下列数据估算。\n格栅间隙16~25mm, 栅渣量0.10~0.05m³ 栅渣/10³m³ 废水。\n格栅间隙30~50mm, 栅渣量0.03~0.01m³ 栅渣/10³m³ 废水。\n栅渣的含水率一般为80%,容重约960kg/m³。\n栅渣的收集、装卸设备,应以其体积为考虑依据。废水处理厂 内储存栅渣的容器小于每天截留的栅渣量。"]
- ["问:自动格栅系统的开启顺序是怎样的?", "答:每台格栅前后都装有水位计,格栅前污物较多时,格栅 前面的水位升高,当格栅前后水位差达到一定程度时,格栅系统就会自动开启,其启动顺序是先启动栅渣压实机,再启动皮带运输 机,最后启动格栅。格栅启动后,格栅前后水位差会不断下降,降 到一定水位后,格栅会自动停止运行。其停机顺序与开机顺序 相反。"]
- ["问:与格栅配套的皮带运输机应怎样维护保养?", "答:(1)每月应用润滑脂润滑皮带运输机的驱动滚筒和拉力 滚筒的轴承,可采用钙基润滑脂。\n(2)对电机和齿轮箱,在正常条件下,每工作10000 小时要进 行换油。换油时,需用合适的溶剂洗掉机体和轴承上的油质残渣。\n(3)每日巡视内容。皮带是否运转可靠;皮带刮板的可靠性和 清洁度;皮带轮的可动性和清洁度。\n(4)每周检查内容。检查驱动装置,包括功能、噪声、振动、 温度、清洁度、齿轮箱油位;检查拉紧装置、皮带轮、主轴的可动 性与工作情况;检查皮带轮的轴承噪声、温度及振动情况;检查托 辊支撑圈或碰撞环的故障情况;检查给料槽裙板及橡胶带的故障及 磨损情况;检查皮带刮板的效果及橡胶板的磨损情况;检查支架及 其结构的振动情况及紧固性。"]
- ["问:沉砂池设计、运行中的 一 般规定有哪些?", "答:(1)城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。\n(2)沉砂池按去除相对密度2.65,粒径0.2mm 以上的砂粒 设计。\n(3)设计流量应按分期建设考虑\n① 当污水为自流进入时,应按每期的最大设计流量计算。\n② 当污水为提升进入时,应按每期工作水泵的最大组合流量 计算。\n③ 在合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算。\n(4)沉砂池个数或分格数不应少于2个,并宜按并联系列设 计。当污水量较小时,可考虑一格工作, 一格备用。\n(5)城市污水的沉砂量可按10⁶m³ 污水沉砂30m³ 计算,其含 水率为60%,容重为1500kg/m³; 合流制污水的沉砂量应根据实 际情况确定。\n(6)砂斗容积应按不大于2d 的沉砂量计算,斗壁与水平面的 倾角不应小于55°。\n(7)除砂一般宜采用机械方法,并设置贮砂池或晒砂场。采用 人工排砂时,排砂管直径不应小于200mm。\n(8)当采用重力排砂时,沉砂池和贮砂池应尽量靠近,以缩短 排砂管长度并设排砂闸门于管的首端,使排砂管畅通和易于养护 管理。\n(9)沉砂池的超高不宜小于0.3m。"]
- ["问:沉 砂 池 的 作 用 是 什 么 ? 通 常 有 哪 些 形 式 ?", "答:废水中的“砂”是指与漂浮物相对应的固体物,沉降速 度极快,其包括直径大于0.2mm 的砂粒、煤渣、果核、种子及其 他颗粒较大的且尚未腐败的有机物和无机物。沉砂池的作用是去除 废水中这些密度较大的无机、有机颗粒。 一般设在泵站、倒虹管、 沉淀池前,除砂可减少后续工艺流程中机械部件、污泥泵的磨损, 减少管道的堵塞,降低污泥负荷,改善水处理条件,避免砂粒在曝 气池和污泥消化池中的积累,防止淤塞曝气头,维持污泥处理构筑 物的有效容积,提高污泥有机组分的含量,提高污泥作为肥料的 价值。\n常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟 式沉砂池等。"]
- ["问:沉砂池运行管理的注意事项有哪些?", "答:沉砂池的管理较为简单,主要应按设计流量控制运行, 停留时间越短、体积越小的构筑物,越要注意进水的均匀性。设计 中应预留有足够的超高,平流式沉砂池中废水的平均流速一般为 0.1~0.15m/s, 竖流式沉砂池的上升流速应控制在0.02~0.1m/s,排砂后应及时将砂清运,以免影响环境。\n沉砂池运行管理中应注意如下问题。\n(1)沉砂池的设计流速应控制到只能分离去除相对密度较大的 无机、有机颗粒, 一般以去除直径为0.2mm 以上的细砂为基准, 由于砂粒沉速较快,因此沉砂池设计停留时间较短。\n(2)重力排砂时,应关闭进出水闸门,对多个排砂管应逐个打 开排砂闸门.直到沉砂池内积砂全部排除干净;必要时可稍微开启 进水闸门使用污水冲洗池底残砂,应避免数天或数周不排砂,其将 导致沉砂结团而堵塞排砂口的事故发生。排砂机械应连续式运转, 以免积砂过多造成排砂机械超负荷运行而损坏。\n(3)每周对进出水闸门、排砂闸门进行一次清洁保养并定期 加油。\n(4)定期对沉砂进行化验分析,测定含水率和灰分含量。\n(5)沉砂池操作环境很差,气体腐蚀性较强,管道、设备和闸 门等容易腐蚀和磨损,因此要加强检查和保养工作,如注意运动机 械设备的加油和检查设备的紧固状态、温升、振动和噪声等常规项 目并定期用油漆防锈。"]
- ["问:曝气沉砂池的基本构造和作用是什么?", "答:曝气沉砂池是一个长形渠道,在池底设置沉砂斗,池底 坡度i=0.1~0.5 左右,以保证砂粒滑入砂槽,沿集砂斗一侧池壁 的整个长度方向上设有曝气装置,距池底约60~90cm 处,压缩空 气经空气管和空气扩散板释放到水中,池上设吸砂桥。为了使曝气 能起到池内回流作用,可在设置曝气装置的一侧装置挡板。污水在 池中作水平运动的同时,由于池一侧的曝气作用,上升的气流带动 池内水流呈旋流运动,整个池内水流呈螺旋状往前推进。"]
- ["问:曝气沉砂池的作用是什么?", "答:曝气沉砂池的作用就是去除污水中的无机砂粒,通过水 的旋流运动,增加了无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦的机会,使黏附在砂粒上的有机污染物得以 去除。把表面附着的有机物除 去,沉砂中的有机物含量低于 10%,克服了普通平流沉砂池 的缺点(沉砂中含有15%的有 机物,使沉砂的后续处理难度 增加)。通过调节曝气量,可 以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,同时曝气沉砂池还具有预曝气、脱臭、消泡、防止 污水厌氧分解等作用。这些作用为沉淀池、曝气池、消化池等构筑 物的正常运行和沉砂的干燥脱水提供了有利条件。另外,在安装曝 气管的对侧设置穿孔隔墙,还可起到除浮渣和油脂的作用(其示意 图如下)。\n@GJJ21.png@$"]
- ["问:曝气沉砂池的基本运行参数有哪些?", "答: (1)水平流速一般取0.08~0.12m/s, 旋转流速应保持 在0.25~0.3m/s。\n(2)污水在池内的停留时间为4~6min, 最大流量时为1~ 3m/s, 如作为预曝气,停留时间为10~30min。\n(3)曝气沉砂池多采用穿孔管曝气,孔径为2.5~6.0mm, 距 池底0.6~0.9m, 并应设调节阀,以便根据水量水质调节曝气量, 每立方米污水供气量为0.1~0.2m³。"]
- ["问:曝气沉砂池运行管理的注意事项有哪些?", "答:(1)控制污水在池中的旋流速度和旋转圈数。旋流速度 与砂粒粒径有关,污水中的砂粒粒径越小、要求的旋流速度越大。 但旋流速度也不能太大,否则有可能将已沉下的砂粒重新泛起。而 曝气沉砂池中的实际旋流速度与曝气沉砂池的几何尺寸、扩散器的 安装位置和强度等因素有关。旋转圈数与除砂效率相关,旋转圈数 越多,除砂效率越高。要去除直径为0.2mm的砂粒,通常需要维持0.3m/s 的旋流速度,在池中至少旋转3圈。在实际运行中可以 通过调整曝气强度来改变旋流速度和旋转圈数,保证达到稳定的除 砂效率。当进入曝气沉砂池的污水量增大时,水平流速也会加大, 此时可通过提高曝气强度来提高旋流速度和维持旋转圈数不变。\n(2)及时排砂。沉砂量取决于进水的水质,运行人员必须认真 摸索和总结砂量的变化规律,及时将沉砂排放出去。排砂间隔时间 太长会堵卡排砂管和刮砂机械,而排砂间隔时间太短亦会使排砂数 量增大、含水率增高,从而增加后续处理的难度。曝气沉砂池的曝 气作用常常会使池面上积聚一些有机浮渣,也要及时清除,以免重 新进入水中,随水流进入后续生物处理系统,增加后续处理的 负荷。\n(3)控制曝气量。曝气沉砂池水平流速为0.1m/s, 每 1m³ 污 水曝气量为0.2m³, 注意观察曝气气泡翻腾是否均匀。曝气过量会 影响砂的沉淀,使砂随水带入后续水处理构筑物,影响后续水处理 构筑物的正常运行。"]
- ["问:吸砂桥常见的故障及解决方法有哪些?", "答:(1)吸砂桥停止运行 检查电控柜内是否有空气开关跳 闸,若跳闸合上即可;有时因导向轮位置不好或导向轮损坏脱落导 致桥走偏,也可能导致跳闸,此时应将导向轮修好或调好,将桥校 正;有时因池中积砂过多,砂子到达一定高度后,挡住了吸砂管, 使行走电机虽然启动,但桥只在原地转圈,此时应将吸砂桥的控制 开关转换到手动控制处,在砂多的地方连续吸砂,将砂吸净,使桥 恢复正常运行。\n(2)吸砂泵不出水 这可能是因为吸砂泵被较大颗粒物堵塞, 此时可先将吸砂泵关闭几分钟后再开启,即可重新出水。或将吸砂 泵翻转一段时间,再重新开启。若上述方法操作几次后仍不出水, 应检查泵体是否有问题。\n(3)吸砂泵出水无砂 主要原因是吸砂管被扭断,或吸砂管上 有裂缝,此时需将沉砂池中的水抽空检查。"]
- ["问:怎样进行砂水分离器的维护保养?", "答: (1)上部轴承用加油枪加注润滑脂,润滑脂型号为钙 基脂。\n(2)底部轴承用加油泵连续供给润滑脂,加油泵无需特殊维 护,注意要定期加注润滑脂。每年要用轻柴油清洗油泵。\n(3)电机内的轴承每工作10000h 需进行换油,采用钙基脂润 滑,用量为轴承空间的一半。\n(4)齿轮箱要定期检查油位,每工作10000h 须进行换油,推 荐使用的润滑油为长城90重负荷齿轮油。"]
- ["问:活性污泥法的发展历程和基本操作过程是什么?", "答:活性污泥法是应用最广的污水好氧生物处理技术,自 1914年在英国建成活性污泥污水处理试验厂以来,活性污泥法已 有近90年的历史。随着生产上的广泛应用,对其生物反应、净化 机理、运行管理等进行了深入的研究,其工艺流程也不断有所改进 和创新,并取得很大的发展,成为目前处理有机污水的主要方法。 其基本流程一般是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统(含空气或氧 气的加压设备、管道系统和空气扩散装置)以及污泥回流系统等 组成。\n曝气池与二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。由初 次沉淀池流出的污水与从二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入 曝气池。其混合体称为污泥混合液。在曝气的作用下,混合液得到 足够的溶解氧并使活性污泥与污水充分接触。污水中的可溶性有机 污染物为活性污泥所吸附,并为存活在活性污泥上的微生物群体所 分解,使污水得到净化。在二次沉淀池内,活性污泥与已被净化的 污水(称为处理水)分离,上清液达标排放,活性污泥在污泥区内 进行浓缩,并以较高的浓度回流到曝气池。由于活性污泥不断地增 长,部分污泥作为剩余污泥从系统中排出。也可以送往初次沉淀 池,提高初沉效果。"]
- ["问:活性污泥处理系统有效运行的基本条件是什么?", "答:(1)污水中含有足够的可溶性、易降解的有机物,作为 微生物生理活动所必需的营养物质。\n(2)污泥混合液中要有足够的溶解氧,维持好氧微生物的种群优势,保持其新陈代谢活性,有效地去除污水中的污染 物质。\n(3)活性污泥在池内呈悬浮状态,使活性污泥能够充分地与污 水相接触,使活性污泥的有机负荷均衡。\n(4)要保证活性污泥连续回流,并及时地排除剩余污泥,使混 合液保持一定的活性污泥浓度。\n(5)应尽可能地防止对微生物有毒害作用的物质进入。当难以 防止有毒害物质进入活性污泥系统时,应控制其在活性污泥系统中 的浓度在不对微生物产生严重抑制的程度,通过一定时间的驯化, 生化系统可逐渐恢复正常。"]
- ["问:活性污泥法净化污水的主要过程是什么?", "答:对活性污泥法净化污水主要过程的了解,可有效地指导 活性污泥处理系统的运行和管理。活性污泥法净化污水包括三个主 要过程。\n(1)吸附 \n在很多活性污泥系统里,当污水与污泥接触后很短 时间(10~40min) 内就出现了很高的有机物 (BOD) 去除率。这 个初期高速去除现象是吸附作用引起的。由于污泥表面积很大(介 于2000~10000m²/m³ 混合液),且表面具有多糖类黏质层,因此 可以认为污水中悬浮的和胶体的物质是被絮凝和吸附去除的。呈胶 状的大分子有机物被吸附后,首先被水解菌作用,分解为小分子物 质,然后这些小分子与溶解有机物一道在透膜酶的作用或在浓差推 动下选择性渗入细胞体内。\n通过吸附作用,有机物只是从水中转移到污泥上,其性质并未 立即发生变化。活性污泥的吸附能力将随着吸附量的增加而减弱。 如果回流污泥未经充分曝气,储存在微生物体内的有机物未充分氧 化分解,活性污泥尚未达到内源呼吸阶段,这时污泥的吸附能力 较差。\n在吸附阶段,同时也进行有机物的氧化和细胞合成,但吸附作 用是主要的。\n(2)微生物代谢作用 \n活性污泥微生物以污水中各种有机物作 为营养,在有氧的条件下,将其中一部分有机物合成新的细胞物质 (原生质);对另一部分有机物则进行分解代谢,即氧化分解以获得 合成新细胞所需要的能量,并最终形成CO₂ 和 H₂O 等稳定物质。在 新细胞合成与微生物增长过程中,除氧化一部分有机物以获得能量 外,还有一部分微生物细胞物质也在进行氧化分解,并供应能量。\n活性污泥微生物从污水中去除有机物的代谢过程,主要是由微 生物细胞物质的合成(活性污泥增长)、有机物(包括一部分细胞 物质)的氧化分解和氧的消耗组成。当氧供应充足时,活性污泥的 增长与有机物的去除是并行的,污泥增长的旺盛时期,也就是有机 物去除的快速时期。\n(3)絮凝体的形成与凝聚沉淀 \n絮凝体是活性污泥的基本结 构,它能够防止微型动物对游离细菌的吞噬,并承受曝气等外界不 利因素的影响,更有利于与处理水的分离。凝聚的原因主要是细菌 体内积累的聚羧基丁酸释放到液相,促使细菌间相互凝聚,结成绒 粒;微生物摄取过程释放的黏性物质促进凝聚;在不同的条件下, 细胞内部的能量不同,当外界营养不足时,微生物的生长处于静止 期和衰亡期,微生物细胞内部能量降低,表面电荷减少,细胞颗粒 间的结合力大于排斥力,形成绒粒。而当营养充足(污水与活性污 泥混合初期, F/M 较大)时,微生物的生长处于对数增长期,微 生物细胞内部能量大,表面电荷增大,形成的绒粒重新分散。\n沉淀是混合液中固相活性污泥颗粒向污水分离的过程。固液分 离的好坏,直接影响出水水质。如果处理水夹带生物体,出水 BOD 和 SS 将增大。所以,活性污泥法的处理效率同其他生物处理 方法一样,应包括二次沉淀池的效率,即用曝气池及二沉池的总效 率表示。除了重力沉淀外,也可用气浮法进行固液分离。"]
- ["问:活性污泥处理系统运行过程中应考虑的主要影响因 素 有 哪 些 ?", "答:(1)溶解氧 (DO) \n在用活性污泥法处理污水过程中应保持一定浓度的溶解氧,如供氧不足,溶解氧浓度过低,就会使活性 污泥微生物正常的新陈代谢活动受到影响,净化能力降低,且易于 滋生丝状菌,产生污泥膨胀现象。但混合液溶解氧浓度过高,氧的 转移效率降低,不仅会增高所需动力费用,而且还会造成活性污泥 的过氧化,使污泥发散,影响沉淀效果。根据经验,在曝气池出口 处的混合液中的溶解氧浓度保持在2mg/L 左右,就能够使活性污 泥保持良好的净化功能。\n(2)水温 \n温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。 其影响主要反映在两方面:①随着温度在一定范围内升高,细胞中 的生化反应速率加快,活性污泥的增殖速度也加快;②细胞的组成 物质,如蛋白质、核酸等对温度很敏感,若温度突然大幅度增高, 并超过一定限度,可使其组织遭受到不可逆的破坏,造成微生物的 死亡,影响生化系统的稳定。\n活性污泥微生物的最适温度范围是15~30℃。 一般水温低于 10℃,即可对活性污泥的功能产生不利影响,但是,如果水温的降 低是缓慢的,微生物逐步适应了这种变化,即所谓受到了温度降低 的驯化,这样,即使水温降低到6~7℃,再采取一定的技术措施, 如降低污泥负荷、提高活性污泥与溶解氧的浓度以及延长曝气时间 等,仍能够取得较好的处理效果。在我国北方地区,大中型的活性 污泥处理系统,可在露天建设,但小型的活性污泥处理系统,因受 气温影响较大,则可以考虑建在室内。水温过高的工业污水在进入 生物处理系统前,应考虑降温措施。水温上升有利于混合、搅拌、 沉淀等物理过程,但不利于氧的传递。\n(3)营养物质 \n活性污泥微生物为了进行各项生命活动,必须 不断地从环境中摄取各种营养物质。微生物细胞的组成物质有碳、 氢、氧、氮等几种元素,约占90%~97%,其余的为无机元素, 其中磷的含量最高达50%。\n生活污水和城市污水含有足够的各种营养物质,但某些工业污 水经常会出现营养物质不均衡,碳、氮、磷的比例失调,例如石油 化工污水和制浆造纸污水缺乏氮、磷等物质。用活性污泥处理这类污水,必须考虑投加适量的氮、磷等物质,以保持污水中的营养 平衡。\n微生物对氮和磷的需要量可按 BOD:N:P=100:5:1 来计 算。但实际上微生物对氮和磷的需要量还与剩余污泥量有关,即与污泥龄和微生物的增殖速度有关。\n(4)pH值 \n活性污泥微生物的最适 pH 值介于6.5~8.5之间。如 pH 值降至4.5以下,原生动物全部消失,真菌将占优势, 易于产生污泥膨胀现象,严重影响活性污泥的处理效果。当 pH 值 超过9.0时,微生物的代谢速度将受到影响。\n微生物的代谢活动能够改变环境的 pH 值,如微生物对含氮化 合物的利用,由于硝化作用而产酸,从而使环境的 pH 值下降;由 于脱羧作用而产生碱性胺,又使 pH 值上升,因此,混合液本身是 具有一定的缓冲作用的。\n经过长时间的驯化,活性污泥系统也能够处理具有一定酸性或 碱性的污水。但是,如果污水的 pH 值突然急剧变化,对微生物将 是一个严重冲击,甚至能够破坏整个系统运行。在用活性污泥系统 处理酸性、碱性或 pH 值变化幅度较大的工业废水时,应考虑事先 进行中和处理或设均质池。\n(5)有毒物质(抑制物质) \n对微生物有毒害作用或抑制作用 的物质较多,大致可分为重金属、氰化物、 H₂S 、 卤族元素及其化 合物等无机物质,酚、醇、醛、染料等有机化合物。\n重金属及其盐类都是蛋白质的沉淀剂,其离子易与细胞蛋白质 结合,使之变性,或与酶的—SH 基结合而使酶失活。\n酚、醇、醛等有机化合物能使活性污泥中生物蛋白质变性或使 蛋白质脱水,损害细胞质而使微生物致死。\n实践证明,由于微生物具有时代时间短,变异性强等特点,经 过长期驯化后,活性污泥能够承受较高的有毒物质浓度,有毒的有 机化合物还能被微生物所氧化分解,甚至可能成为活性污泥微生物 的营养物质而被摄取。\n有毒物质的毒害作用还与 pH 值、水温、溶解氧、有无另外共存的有毒物质以及微生物的数量等因素有关。\n(6)有机负荷率 \n活性污泥系统的有机负荷率,又称为 BOD 污泥负荷。它所表示的是曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间 内承受的有机物质量。\nBOD污泥负荷是影响有机污染物降解、活性污泥增长的重要 因素。采用较高的 BOD 污泥负荷,将加快有机污染物的降解速度 与活性污泥增长速度,降低曝气池的容积,在经济上比较适宜,但 处理水水质未必能够达到预定的要求。采用低值的BOD 污泥负荷, 有机污染物的降解速度与活性污泥增长速度,都将降低,曝气池的 容积加大,建设费用有所增高,但处理水水质可能提高,达到预定 的要求。"]
- ["问:如何进行活性污泥的培养与驯化?", "答:活性污泥是通过一定的方法培养和驯化出来的。培养的 目的是使微生物增殖,达到一定的污泥浓度;驯化则是对混合微生 物群进行选择和诱导,使具有降解污水中污染物活性的微生物成为 优势。\n(1)菌种和培养液的选择 \n 除了采用纯菌种外,活性污泥菌种 大多取自粪便污水、生活污水和性质相近的工业污水处理厂二沉池 剩余污泥。培养液一般是由上述菌液和一定诱导比例的营养物,如 尿素或磷酸盐等组成。通常情况下,可直接使用待处理的废水,若 待处理的废水浓度较高或生化性较差,可先用生活污水稀释、调 配,然后增加待处理废水的比例,直至完全使用待处理废水。\n(2)培养与驯化方法 \n培养与驯化方法有:异步法和同步法。\n异步法主要适用于工业污水,程序是:将经过粗滤的浓粪便水 投入曝气池,用生活污水(或河水)稀释成 BOD约300~500mg/L, 加培养液,连续曝气1~2d, 池内出现絮状物后,停止曝气,静置沉 淀1~1.5h, 排除上清液(约池容的50%~70%),再加粪便水和稀 释水,重新曝气,待污泥数量增加一定浓度后(约1~2周),开始 进工业污水(10%~20%),当处理效果稳定 (BOD 去除率达80%~90%)和污泥性能良好时,再增加工业污水的比例,每次宜增加 10%~20%,直至满负荷。\n同步法适用于处理城市污水和以生活污水为主的工业废水,即 曝气池全部进污水,连续曝气,二沉池不排泥,全部回流。活性污 泥培养成熟的标志是它具有良好的凝聚、沉淀性能,污水中含有大 量的菌胶团和纤毛类原生动物。\n在培养与驯化期间,应保证良好的微生物生长繁殖条件,如温 度(15~35℃)、DO(0.5~3.0mg/L) 、pH 值(6.5~7.5)、营养 比等。活性污泥的培养周期决定于待处理水质及培养条件。\n为了缩短培养和驯化的时间,也可以把培养、驯化这两个阶段 合并起来进行。可以在活性污泥培养的过程中,不断地加入待处理 的工业废水,使活性污泥在增长过程中,逐渐适应处理工业废水的 能力。这样做的缺点是,如果在培养、驯化的过程中发生问题,那 么,究竟是培养的问题,还是驯化的问题,就不容易确定。有时还 可从工业废水的排放口处,捞取含有大量微生物的污泥,这些微生 物已经经过工业废水的长期驯化,对工业废水具备了良好的适应能 力和降解能力,其投入曝气池可以加快特定微生物的培养速度,提 高驯化效果。"]
- ["问:活性污泥法处理系统运行操作效果检测的常用指标有 哪 些 ?", "答:(1)进、出水的 BOD/COD 比 值 \n当污水 BOD/COD< 0.25时污水难生化;当0.25<BOD/COD<0.5 时,污水可生化;当 BOD/COD>0.5 时,污水易生化。污水中的 COD 组分可分为可生 物降解的 COD 组分和不可生物降解的 COD 组分,污水经生物处 理后,可生物降解的 COD 组分大都得以去除,而不可生物降解的 COD 组分除有少量被活性污泥吸附外,大多数未能去除,因此污 水的 BOD 去除率总大于COD 的去除率,结果使出水的 BOD/COD 大大降低,出水的 BOD/COD 一般小于0.2。因此,通过测定进、 出水的 COD 、BOD, 观察其 BOD/COD 变化情况,即可判断系统的运行情况。\n(2)出水的悬浮固体 (SS) 在污水中,悬浮固体 SS 主要是 有无机成分组成的非挥发性悬浮固体和由有机成分组成的挥发性悬 浮固体两部分组成。在生物处理中, SS 经预处理后大部分被去除, 剩余的 SS 在曝气池中大部分被活性污泥所吸附,只有极少部分被 出水带走。另外,如果活性污泥的沉降性能较差、结构较松散、颗 粒较小,它们在流经二沉池时,部分活性污泥就会随出水上浮外 漂,造成出水 SS 升高。因此,通过测定出水的 SS 就可以判断系 统的运行效果,但因二沉池引起的出水悬浮物升高应区别对待。 一 般运行效果好的活性污泥系统,其出水 SS 小于20mg/L。\n(3)进、出二沉池混合液的上清液的 BOD (或 COD) 污水 的生物处理系统主要通过曝气系统将有机污染物进行降解去除,因 此流出曝气池的泥水混合液的上清液的 BOD (或 COD) 均已降到 设计浓度。二沉池的作用只是使从曝气池排出的泥水混合液进行泥 水分离,因此,在正常情况下,进、出二沉池的混合液的上清液的 BOD (或 COD) 浓度不会有太大变化。当系统运行异常时,曝气 池污泥混合液中的有机物尚未完全降解即被送入二沉池,在沉淀池 中,污泥微生物可利用残留的溶解氧继续氧化分解残留的有机物, 造成二沉池上清液中BOD (或 COD) 有较大的下降,可据此来判 断系统生化作用进行得是否完全和彻底。\n(4)进、出二沉池混合液中的溶解氧 (DO) 进、出二沉池混 合液的溶解氧 (DO) 在正常情况下不应有太大变化。当发现 DO 有较大变化时,说明是活性污泥混合液进入二沉池后的后继生物降 解作用耗氧所致。借此可判断活性污泥系统的运行情况。另外,用 此方法判断时,应考虑到活性污泥内源呼吸对溶解氧的影响。\n(5)曝气池中溶解氧 (DO) 的变化 曝气池进水端因有机物 浓度较高,污泥耗氧量较高,因此其 DO 值较低,到曝气池末端, 有机物浓度降低,耗氧量降低,其 DO 值上升。因此,可根据曝气 池进出端混合液中 DO 的浓度可判断系统的运行情况。\n(6)曝气池混合液的 MLSS、 沉降比和污泥指数 曝气池混合液的 MLSS 应在工艺设计的要求范围内。过高,就应加大剩余污 泥的排放量,过低,就应减少或停止剩余污泥的排放。沉降比SV 一般控制在30%以内,较高时,应先计算污泥指数,判断污泥是 否正常,再确定是否排泥或采取其他措施。\n一般 SV 和 DO最好2~4h 测定一次,至少每班一次,以便及 时调节回流污泥量和空气量。微生物观察最好每班一次,以预示污 泥异常现象,除氮、磷、MLSS 、MLVSS 、SVI 可定期测定外, 其他各项应每天测一次。"]
- ["问:活性污泥法运行操作中常见的异常情况有哪些?可 采取的相关解决措施是什么?", "答:(1)污泥膨胀 \n污泥膨胀是指活性污泥的凝聚、沉降性 能恶化,导致处理系统出水水质浑浊的现象。正常活性污泥的含水 率一般在99.7%左右,具有良好的沉降性能。而当活性污泥因某 种原因发生变质时,其含水率上升,体积膨胀,澄清液减少,难于 沉淀分离,发生所谓污泥膨胀的现象。污泥膨胀的主要原因之一是 大量丝状菌(特别是球衣细菌)或真菌在污泥内繁殖,使泥块松 散,密度降低所致。丝状菌和真菌生长时需要较多的碳素,对氮、 磷,特别是溶解氧的要求较低,因此,在废水中碳水化合物较多, 曝气池溶解氧不足,养料配比不当,水温偏高或 pH 值偏低等场合 下,都容易引起污泥膨胀现象的发生。\n当污泥发生膨胀后,解决的办法可针对引起膨胀的原因采取措 施:如缺氧、水温高等可加大曝气量,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。必要时还要停止进水,“闷曝” 一段时间。如缺氮、磷、铁养料,可投加硝化污泥液或氮、磷等成 分;如pH 值过低,可投加石灰等调节 pH 值;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 加漂白粉或液氯(按干污泥的0.3%~0.6%投加),抑制丝状菌 繁殖。\n(2)污泥不增长或减少 \n污泥不增长或减少主要因为污泥上浮 流失或养料不足,有机物含量少,也有可能是剩余污泥排放过多。\n防治办法是:提高沉淀效率,防止污泥流失;投入足够养料, 包括进水水量;如果养料少,应减少空气量,防止“过氧化”;养 料多,应增加曝气量,使活性污泥迅速增长;减少剩余污泥的排 放量。\n(3)泡沫问题 \n曝气池中产生泡沫的主要原因是:污水中存在 大量合成洗涤剂或其他起泡物质。泡沫会给生产操作带来一定困 难,如影响操作环境,带走大量污泥。当采用机械曝气时,还能影 响叶轮的充氧能力。\n消除泡沫的主要措施有:在曝气池上安装消泡水管道,用压力 水喷洒,打破泡沫;除泡剂(机油、煤油等)以破除泡沫,油类物 质的投量控制在0.5~1.5mg/L 范围内,过高,会引起二次污染, 并且对微生物活性有影响;提高曝气池中活性污泥的浓度等。\n(4)污泥的脱氮 \n当进水中含有较多的氮化合物,系统运行的 曝气时间较长、曝气量充分时,在曝气池中所发生的高度硝化作用 会使混合液中含有较多的硝酸盐。当后续进行泥-水分离操作的沉 淀池当中出现溶解氧低于0.5mg/L 的条件时,就会在污泥区中发 生反硝化细菌将硝酸盐还原成氮气的反硝化作用过程。这样逸出的 氮气就会携带污泥一起浮升,导致污泥的上浮。\n防止由于脱氮而引起污泥上升的办法如下。\n① 增加污泥的回流量或及时排放剩余污泥,以减少沉淀池中 的污泥量及停留时间,避免出现缺氧或厌氧现象。\n② 减少系统的曝气量或缩短曝气时间,以减弱曝气池的硝化 作用,但需要除磷脱氮的工艺,不宜使用。\n(5)污泥腐化 \n如果操作不当,系统曝气量过小,则二沉池的 污泥可能由于缺氧而腐化,即造成厌氧分解,产生大量气体,携带 污泥上升。此时,应加大生化系统的曝气量,以保证系统正常 运行。\n(6)污泥解体 \n处理水浑浊,污泥絮凝体微细化,处理效果变坏等均属污泥解体现象。导致这种异常现象的原因有运行中的问 题,也有因污水中混入有毒物质所致。\n运行不当,如曝气量过大,会使活性污泥的营养平衡遭到破 坏,使微生物量减少而失去活性,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,造成处理水水质浑浊、 SVI 值降低等。当污水中存在有毒物质时,微生物会受到抑制或伤 害,生化能力下降或完全停止,从而使污泥失去活性。\n一般可通过显微镜观察来判别产生的原因。当鉴别出是运行方 面的问题时,应对污水量、回流污泥量、空气量和排泥状态以及 SV 、MISS 、DO 、N 等多项指标进行检查,并加以调整。当确定 是污水中混入有毒物质时,则需查明来源,采取措施。"]
- ["问:曝气设备的主要作用是什么?", "答:曝气设备的主要作用是使空气中的氧转移到混合液中而 被微生物利用,为活性污泥微生物提供所需的溶解氧,以保障微生 物代谢过程的需氧量,同时还起到混合和搅拌的作用,曝气可使曝 气池中的污泥处于悬浮状态,使污水中的有机物、活性污泥和溶解 氧三者都均匀混合,提高活性污泥的降解效率。"]
- ["问:衡量曝气设备效能的指标有哪些?", "答:(1)氧转移率,单位为mgO₂/(L·h);\n(2)充氧能力(或动力效率)即每消耗1kW·h 动力能传递到 水中的氧量(或氧传递速率),单位为 kgO₂/(kW·h);\n(3)氧利用率,通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总 供氧的百分比,单位为%。机械曝气无法计量总供氧量,因而不能 计算氧利用率。"]
- ["问:曝 气 设 备 是 如 何 分 类 的 ?", "答:活性污泥的曝气方法大体分为三类: 一是鼓风曝气;二 是机械曝气;三是上述两类曝气的结合。其中前两类应用较多。根据曝气方法的不同,曝气设备可分为鼓风曝气设备和机械曝气 设备。"]
- ["问:鼓风曝气系统的基本组成有哪些?其作用是什么?", "答:鼓风曝气属于深层充氧的方式,其曝气系统由鼓风机、 空气净化器、空气输配管系统和浸没于混合液中的扩散器组成。鼓 风机所提供的风量应能满足生化反应的需氧量以及保持混合液悬浮 固体呈悬浮状态的需求,而其所提供的风压除需满足克服管道系统 和扩散器的阻力损耗以及扩散器上部的净水压之外,还需满足扩散 器所要求的出口余压。鼓风机常用的有离心鼓风机和罗茨鼓风机。 中小型污水处理厂一般采用罗茨鼓风机,但其缺点是噪声太大,必 须采取消音或隔音措施。大型污水处理可采用离心鼓风机,离心鼓 风机的优点是噪声较小,且效率较高。\n空气净化器的作用是过滤进气中的悬浮颗粒物,防止扩散器被 杂质堵塞,改善整个曝气系统的运行状态。\n空气输送管道是风机出口至曝气器的通道,起输送和配气作 用。 一般曝气池液面以上部分采用焊接钢管,液面以下部分采用 PVC 或 ABS 管材。曝气池的风管宜联成环网,以增加灵活性,改 善布气效果,风管接入曝气池时,管顶应高出水面至少0.5m, 以 免回水。风管中空气流速一般为干、支管10~15m/s, 竖管、小支 管4~5m/s, 流速不宜过高,以免产生噪声。\n扩散器是整个鼓风曝气系统的关键部位,它的作用是将鼓风机 所提供的压缩空气分散成尽可能小的空气泡,以增大空气和混合液 的接触界面,促进空气中的氧溶解到水中的传质过程。空气扩散设 备即曝气器,其主要类型有微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、 水力冲击等类型。"]
- ["问:为保证鼓风机的运行应重点注意哪些方面?", "答:鼓风机相当于污水处理系统的心脏,其运行状态的正常 与否直接影响着污水处理系统的稳定。为保证鼓风机的正常运行应重点注意以下几个方面。\n(1)保证鼓风机房的通风良好。鼓风机是污水处理系统中的耗 能大户,其运行过程中会产生热量,若其温度不能及时扩散,尤其 是在夏季,会导致鼓风机温升过高。这样不仅会影响电动机的寿 命,严重时还会使鼓风机因动力不足,造成鼓风机停机。必要时可 采用空调降温的方式,解决鼓风机温升问题。使用空调时,可采用 对室内空气降温和直接给鼓风机进气降温两种方式。\n(2) 日常管理过程中应经常检查鼓风机的进、出口风压。若进 风风压过低,则应及时清洗或更换进风过滤器,若出风风压过高, 则应检查出气管路,其原因可能是曝气器微孔膜堵塞或空气管道积 水,及时清洗微孔膜或放水即可解决。\n(3)应控制鼓风机的出气温度,尤其是夏天。出气温度过高不 仅能引起风机温度的升高,而且还影响充氧量。 一般可采取暴露并 防止太阳直射方式预防。\n(4)注意润滑保养,严格按照鼓风机厂家要求的运行、保养操 作规程,定期检查并及时更换润滑油。"]
- ["问:罗茨鼓风机的工作原理及其特点是什么?", "答:罗茨鼓风机是一种双转子压缩机械,双转子和轴线相互 平行,转子由叶轮和轴组合而成,叶轮之间、叶轮与机壳之间留有 微小的间隙以免直接接触,双转子由电机通过一对同步齿轮驱动作 方向相反的等速转动,借助于叶轮的相互配合、鼓风机的进、出气 彼此互相隔离,使排出的气体无法返回到进气室而被压送进入出气 管道。与离心鼓风机相比,罗茨鼓风机具有结构简单、无喘振、压 头高、流量受阻力影响小、送风稳定等优点,但效率较低、噪声 大。罗茨鼓风机的进气温度应不高于40℃,气体中固体颗粒的含 量应低于100mg/m³, 颗粒直径应小于汽缸内各相对运动部件的最 小工作间隙的一半,但若采用的是微孔曝气装置,还应考虑曝气膜 堵塞的问题。"]
- ["问:如何进行罗茨鼓风机的运行操作?", "答:新安装或经过检修的鼓风机,均应进行运转前的空载与 负荷试车, 一般空载运转2~4h, 然后按出厂技术要求,逐渐加压 到满负荷试车8h 以上,操作方法如下。\n(1)开车前的准备与检查\n① 电源电压的波动值在380V±10% 范围内。\n② 仪表和电器设备处于良好状态,待查接线情况,需接地的 电器设备应可靠接地。\n③ 鼓风机和管道各接合面连接螺栓、机座螺栓、联轴器柱销 螺栓均应紧固。\n④ 齿轮油箱内润滑油应按规定牌号加到油标线的中位。轴封 装置应用压注油杯加入适量的润滑油。\n⑤ 按鼓风机旋向,用手盘动联轴器2~3 圈,检查机内是否有 摩擦碰撞现象。\n⑥ 鼓风机出风阀应关闭,旁通阀处于全开状态,对安全阀进 行校验。\n⑦ 检查皮带松紧程度,必要时进行调整。\n⑧ 空气过滤器应清洁和畅通,必要时进行清洗或更换。\n(2)空载运转\n① 按电器操作顺序开启风机。\n② 空载运转期间,应注意机组的振动状况和倾听转子有无碰 撞声和摩擦声,有无转子与机壳局部摩擦发热现象。\n③ 滚动轴承支承处应无杂声和突然发热冒烟状况,轴承处温 度不应超过规定值。\n④ 轴封装置应无噪声和漏气现象。\n⑤ 同步传动齿轮应无异常不均匀冲击噪声。\n⑥ 齿轮润滑方式一般为“飞溅式”,通过油箱上透明监视窗应 看到雾状油珠聚集在孔盖下。\n⑦ 空载电流应呈稳定状态,记下仪表读数。\n(3)负荷运转\n① 开启出风阀,关闭旁通阀,掌握阀门的开关速度,升压不 能超过额定范围,满载试车。\n② 风机启动后,严禁完全关闭出风道,以免造成爆裂。\n③ 负荷运转中,应检查旁通阀有无发热、漏气现象。\n④ 大小风机要同时开时,应按上述程序先开小风机,后开大 风机。要开多台风机时应待一台开出正常后,再开另一台。\n⑤ 其他要求同空载运转。\n(4)停机操作\n① 停机前先做好记录,记下电压、电流、风压、温度等数据。\n② 逐步打开旁通阀,关闭出气阀,注意掌握好阀门的开关 速度。\n③ 按下停车按钮。\n(5)巡视管理\n① 鼓风机在运转时至少每隔1h 巡视一次,每隔2h 抄录仪表 读数一次(电流、电压、风压、油温等)。\n② 巡视检查内容如下。\n听鼓风机声音是否正常,运转声并不应有非正常的摩擦声和撞 击声,如不正常时应停车检查,排除故障。\n检查风机各部分的温度,两端轴承处温度不高于80℃,齿轮 润滑油温度不超过60℃,风机周围表面用手摸时不烫手,电动机 应无焦味或其他气味。\n检查油位。油面高度应在油标线范围内,从油窗盖上观察润滑 油飞溅情况应符合技术要求。发现缺油应及时添加,油箱上透气孔 不应堵塞。\n检查风机是否正常,各处是否有漏气现象,检查各运转部件, 振动不能太大,电器设备应无发热松动现象。\n(6)紧急停车 发现以下情况时应立即停车,以避免设备 事故:\n① 风叶碰撞或转子径向、轴向窜动与机壳相摩擦,发热冒烟时。\n② 轴承、齿轮箱油温超过规定值时。\n③ 机体强烈振动时。\n④ 轴封装置涨围断裂,大量漏气时。\n⑤ 电流、风压突然升高时。\n⑥ 电动机及电器设备发热冒烟时,等等。"]
- ["问:如何进行罗茨鼓风机的保养?", "答:(1)做好例行保养工作。鼓风机房应保持清洁,设备表 面无积土和油垢。\n(2)定期(每月)检查风机各连接螺栓的紧固程度。\n(3)新机或大修以后的风机运转48h 后,应将油箱内的润滑油 全部换去,重新加入规定牌号的润滑油。\n(4)齿轮箱润滑油牌号应符合产品说明要求,连续工作满 500h, 应全部换新油。\n(5)滚动轴承每周须加注润滑油一次,轴封装置每24h 加注机 油一次。\n(6)每周应打开轴封放油螺塞一次,以清除废油,若轴封出现 微量漏气,为减少热空气对轴承的影响,应将此螺栓常开,但应相 应增加注入油封机油。\n(7)润滑油或润滑脂应专人验收,专人保管、专人指导使用, 定期检查,不可混入杂质或进水乳化,所加机油一定要过滤,润滑 脂用手刮一遍,以防混入杂质,加注润滑油前应先检查油枪,油杯 是否畅通。\n(8)风机尽可能避免长时间备用,应采取动态备用方式,使鼓 风机交替运行,以免电机受潮绝缘降低。\n(9)停用后的鼓风机应每隔24h 盘动转轴,翻转180°改变风 叶停留位置。\n(10)为延长风机使用寿命及合理安排检修期,应适当安排鼓 风机的运转周期,做到交叉间歇使用。为此,连续运转的机组最多10d应换机一次。正常情况下,鼓风机每运转500h 检查一次,每 2000h 进行小修,每3000h 进行中修,每15000h 进行大修。蝶阀 或闸阀每两周保养一次。"]
- ["问:离心鼓风机的运行维护内容有哪些?", "答:(1)鼓风机运行时,应定期检查鼓风机进、排气的压力 与温度,冷却用水或油的液体、压力与温度、空气过滤器的压差 等。做好日常读表记录,并进行分析对比。\n(2)定期清洗检查空气过滤器,保持其正常工作。\n(3)注意进气温度对鼓风机(离心式)运行工况的影响,如排 气容积流量、运行负荷与功率、喘振的可能性等,及时调整进口导 叶或蝶阀的节流装置,克服进气温度变化对容积流量与运行负荷的 影响,使鼓风机安全稳定运行。\n(4)经常注意并定期测听机组运行的声音和轴承的振动,即采 取措施,必要时应停车检查,找出原因后,排除故障。\n(5)严禁离心鼓风机机组在喘振区运行。\n(6)按说明书的要求,做好电动机或齿轮箱的检查和维护。\n(7)首次开机后200h 应换油。如果被更换的油未变质,经过 滤机过滤后仍可重新使用。首次开机后500h 作油样分析,以后每 月抽一次油样分析,发现油变质应即时换油。油号必须符合规定, 严禁使用其他牌号的油。\n(8)检查油箱中的油位,不得低于最低油位线,看油压是否保 持正常值。经常检查轴承出口处的油温,不应超过50℃,并根据 情况调节油冷却器的冷却水量,使进水轴承前的油温保持在30~ 40℃之间。\n(9)定期清洗滤油器。经常检查空气过滤器的阻力变化,定期 进行清洗和维护,使其保持正常工作。"]
- ["问:机械曝气设备有哪些形式?", "答:鼓风曝气是水下曝气,机械曝气则是表面曝气,机械曝 气是用安装在曝气池表面的曝气机来实现的。按照利用叶轮等器械 引入气泡的曝气方式, 一般又可分为两种类型,即机械表面曝气和 淹没叶轮曝气。机械表面曝气直接从空气中吸入氧气,而淹没叶轮 曝气是从曝气池底部空气分布系统引人的空气中吸取氧气。按照转 轴方向的不同,机械曝气又可分为竖式和卧式两种类型。常用的有 泵型叶轮、转盘、转刷等。"]
- ["问:表面曝气机运行管理的主要内容有哪些?", "答:(1)定期巡视检查 一般5~7h 检查一次,巡视检查的 主要内容有:曝气机(包括电机、减速器、主轴箱)转动是否正 常,包括温升、声响、振动等,若是变速电机还要检查电动机 转速。\n(2)经常检查减速器油位 如油不足,需及时添加。如发现漏 油、渗油情况,应及时解决。\n(3)定期检查和添加主轴箱润滑脂。\n(4)定期检查叶轮或转刷勾带污物情况 叶轮或转刷如有勾带 污物情况,则应及时消除。\n(5)经常检查曝气池溶解氧情况 曝气池溶解氧过高或过低 时,应及时调整转速或调节叶轮或转刷浸没深度。有时发现曝气池 溶解氧上升,污泥浓度异常减少,则可能是叶轮或转刷夹带垃圾异 物,使提升能力降低,污泥下沉到池底导致耗氧减少所致,这时应 停车清除叶轮或转刷内垃圾杂物。\n(6)在恶劣天气,如暴雨、下雪等情况下,注意电动机是否有 受潮可能,如有可能应采取遮盖措施。\n(7)每天做好清洁工作,保持机组整洁。"]
- ["问:氧化沟工艺中导流和混合辅助装置的结构和作用?", "答:为了保持氧化沟内具有污泥不沉积的流速,减少能量损 失,需设置导流墙和导流板。 一般在氧化沟转折处设置导流墙,使 水流平稳转弯并维持一定流速。由于氧化沟中分隔内侧沟的弧度半 径变化较快,其阻力系数也较高,为了平衡各分隔弯道间的流量, 导流墙可在弯道内偏置,以使较多的水流向内汇集,避免弯道出口 靠中心隔墙一侧流速过低,造成回水,引起污泥下沉。\n距转刷之后的一定距离内的水面以下设置导流板,使水流在横 断面内分布均匀,增加水下流速。通常在曝气转刷上、下游设置导 流板,目的是使表面较高流速转入池底,提高氧传递速率。上游导 流板高0.6m, 垂直安装于曝气转刷上游2~5m 处。下游的导流板 通常设置于吸气转刷下游2~2.6m处,与水平呈60°角倾斜放置, 顶部在水面下150mm 。其目的是使刚刚经过充氧,并受到曝气转 刷推动的表面高速水流转向下部,改善溶解氧浓度和流速在垂直方 向上的分布,促进中、上层水流和下层水流的垂直混合,从而降低 沟内表面和底部的流速差。为了保持沟内的流速还可以根据需要设 置水下推进器。"]
- ["问:微孔曝气器结构和特点是什么?", "答:微孔曝气器也称为多孔性空气扩散装置,采用多孔性材 料如陶粒、粗瓷等掺以适当的黏合剂,在高温下烧结成为扩散板、 扩散管及扩散罩的形式,目前应用较多的是用橡胶膜片激光打孔, 制成的膜片式微孔曝气装置。微孔曝气器的主要性能特点是产生微 小气泡,气、液接触面大,氧利用率高;缺点是气压损失较大,易 堵塞,送入的空气应预先通过过滤处理。\n膜片式微孔曝气器采用ABS 工程塑料为底盘、托板及压箍, 布气膜片由特殊合成橡胶制成,表面布满微细的小孔。曝气器在充 氧曝气时,布气膜片上的微孔在气体的作用下能自行鼓胀且微孔张开,以确保气体从微孔通过。当静止状态时,布气膜片上的微孔呈 封闭状态。有的微孔曝气器在曝气器的底盘设有气阀装置,当管道 系统停止供气时阻止混合液进入布气支管,这样,可避免混合液进 入支管而被堵塞。"]
- ["问:微孔曝气器运行过程中可能出现哪些问题?", "答:(1)膜片阻力增大 其可能的原因有:鼓风机进气过滤 效果不好或无过滤器,空气中的颗粒物附着在膜片内侧并积累在膜 片上,使微孔变小甚至堵塞微孔;微孔曝气器浸没在污泥混合液 中,微生物在膜片上附着生长,使微孔变小甚至堵塞微孔。\n(2)膜片脱落 其可能的原因是:在膜片安装过程中,膜片压 板未上紧,曝气过程中振动松脱,导致膜片脱落。\n(3)膜片破裂 其可能的原因是:膜片老化引起膜片破裂;膜 片微孔阻力增大,引起风压升高,膜片内外压差增大引起破裂,尤 其是曝气池检修放水,曝气池水位降低时,更易发生此类情况。"]
- ["问:怎样对微孔曝气器进行维护保养?", "答:对微孔曝气器进行合理的维护保养,可延长膜片的寿命, 保持曝气效果,降低鼓风机的动力消耗。微孔曝气器的维护保养, 可从以下几方面着手。\n(1)定期清洗膜片。微孔曝气器膜片的清洗剂一般采用甲酸溶 液,甲酸具有强腐蚀性,清洗效果较好。在进入曝气池前的曝气主 管道上,设一个甲酸投加孔。通过特制的甲酸投加设备将甲酸喷入 甲酸投加孔,甲酸随管道内的空气均匀输送到每个曝气头,达到清 洗的目的。根据实际情况, 一般半月或一个月清洗一次,甲酸量约 每个曝气头1.0g 甲酸。在操作时,应采取严密的防范措施,戴好 面具和防甲酸手套,若不慎将甲酸溅到皮肤上,应立即用清水 冲洗。\n(2)保证空气过滤效果。定期清洗鼓风机的空气过滤器,或及 时更换过滤网。\n(3)避免出现膜片内外压差过大情况。曝气池检修放水时,应 关闭主管道上的空气阀门,避免因水位的降低引起膜片内外的压差 增大;鼓风机选型时,其额定鼓风压力不能太高, 一般比水位超高 0.5~1.0m 即可。"]
- ["问:影响氧转移的因素有哪些?", "答:(1)氧的饱和浓度 (c) \n氧转移效率与氧的饱和浓度 (c) 成正比,不同温度下饱和溶解氧的浓度也不同,随温度升高而 降低。\n(2)水温 \n在相同的气压下,温度对总传质系数 K_{La} 和溶氧饱 和度cs 也有影响。温度上升K_{La} 的值随着上升,而 c_s 值却下降。 曝气池的工作温度在10~30℃范围内,这时温度的影响不很显著, 因为它对 K_{La} 和c_s 的影响几乎相互抵消。水温的变化对K_{La} 值的影 响较大。\n(3)废水性质\n① 废水中含有的各种杂质(尤其是一些表面活性物质)对氧 的转移产生一定的影响,把适用于清水的 K_{La}用于废水时,要乘以 修正系数α。\n② 由于在废水中含有盐类也影响氧在水中的饱和度 (c_s), 废 水 c_s 值用清水 c 值乘以β来修正,β值一般介于0.9~0.97 之间。\n③ 氧分压 \n大气压影响氧气的分压,因此影响氧的传递, c_s 也有影响。随着气压的升高,两者都上升。对于大气压不是1.013× 10⁵Pa 的地区,c 值应乘以压力修正系数,设为ρ, 即 ρ为所在地区 实际气压/(1.013×10⁵)。\n④ 水深 对于鼓风曝气池,空气压力还同池水深度有关。安 装在池底的空气扩散装置使出口处的氧分压最大, c_s 值也最大。 但随气泡的上升,气压也逐渐降低,在水面时,气压为1.013× 10⁵Pa(latm, 即一个大气压),气泡上升过程中的一部分氧已转 移到液体中。鼓风曝气池中的c_s值应是扩散装置出口和混合液表 面两处溶解氧饱和浓度的平均值。\n另外,氧的转移还和气泡的大小、液体的紊动程度和气泡与液 体的接触时间有关。空气扩散器的性能决定了气泡粒径的大小。气 泡愈小接触面越大,将提高K_{La} 值,利于氧的转移;但另一方面不 利于紊动,从而不利于氧的转移。气泡与液体的接触时间越长,越 利于氧的转移。氧从气泡中转移到液体中,逐渐使气泡周围液膜的 含氧量饱和,因而,氧的转移效率又取决于液膜的更新速度、紊流 和气泡的形成、上升、破裂,都有助于气泡液膜的更新和氧的 转移。"]
- ["问:活性污泥法处理污水的曝气池类型有哪些?", "答:活性污泥法处理污水的主要构筑物是曝气池。曝气池的 种类较多,按混合液在曝气池中的流态可分为推流式、完全混合式 和循环混合式;按平面几何形状可分为长方形、廊道形、圆形、方 形和环形;按所采用的曝气方法可分为鼓风曝气、机械曝气和两种 曝气方法联合使用的联合式;按曝气池和二次沉淀池的关系可分为 分建式和合建式。"]
- ["问:推流式曝气池的结构和运行操作方法是什么?", "答:推流式曝气池为长方廊道形池子,常采用鼓风曝气。根 据符合供气量要求的情况下,曝气装置可采用单侧安装的方式,这 样布置可使水流在池中呈螺旋状前进,增加气泡和水的接触时间。 为了帮助水流旋转,池侧面两池壁的上部和与池底交汇处,设成倒 角形式,外凸呈斜面。为了节约空气管道,相邻廊道的扩散装置常 沿公共隔墙布置。\n曝气池的数目随污水厂大、小和流量而定,在结构上可以分成 若干单元,每个单元包括几个池子,每个池子常由一至四个折流的 廊道组成。用单数廊道时,入口和出口在池子的两端;采用双数廊 道时,入口和出口在池子的同一端。曝气池的选用取决于污水厂的 总平面布置和运行方式。\n曝气池长可达100m 。为了防止短流,廊道长度和宽度之比应大于5,甚至大于10。为了使水流更好地旋转前进,宽深比常在 1.5~2之间。池深常在3~5m, 池深与造价和动力费有密切关系 池子深一些,氧的转移效率就高一些,可以降低空气量,但压缩空 气的压力将提高;反之空气压力降低,氧转移效率也降低。\n曝气池进水口一般淹没在水面以下,以免污水进入曝气池后沿 水面扩散,造成短流,影响处理效果。曝气池出水设备可用溢流堰 或出水孔。\n有时可在曝气池半深处和距池底1/3深处以及池底处设置放水 管。前两者用于间歇运行(培养活性污泥)时;后者用于池子清洗 放空时。"]
- ["问:AB 法 处 理 工 艺 中 A 段 曝 气 池 的 运 行 控 制 参 数 有哪 些 ?", "答:( 1)水力停留时间 \n一般控制水力停留时间为1~2h。\n(2)污泥浓度 \n一般控制污泥浓度为4000mg/L左右。这是一个重要的参数,要经常测定流量、浓度与污水处理效果,及时调整。 \n(3)污泥负荷 \n污泥负荷通常为4kgBOD₅/(kgMLSS·d),由于进水流量与水质发生变化,在实际运行中,要加强检测计量。 由于 BOD₅ 值 要 5d 后才取得,故利用长期积累的数据,找出 BOD₅ 与 COD_{Cr} 的关系,通过计算机辅助处理后进行调整,可指导 生产运行。\n(4)剩余污泥量及污泥泥龄 \n由于不设初沉淀池,故 A 段污 泥量大大增加。 A 段污泥与初沉池污泥相比有所不同,初沉污泥 是单纯的沉淀作用, A 段污泥有絮凝吸附作用,把大部分不可沉 的悬浮物被污泥絮体吸附并相结合沉淀去除。另外,微生物吸附水 中物质,并不断地初步分解与脱附,形成剩余污泥排出系统。再有 一些大颗粒的可沉物也会在中间沉淀池中去除,因此, A 段污泥 包括这三个部分,比单纯沉淀的污泥量大。A 段污泥量计算,依 照进水 BOD₅ 值 、SS 值来估算,如果按 BOD₅ 值估算,A 段污泥 量大约为进水 BOD₅ 值的1~1.4倍,污泥泥龄大约为0.2~0.5d。\n(5)回流污泥量 \nA 段污泥沉降性能良好,污泥沉降比大约 10%~25%,回流污泥量按高峰流量的100%配置,可在较宽的条 件下运行。\n(6)供氧量 \nA 段曝气池供氧量除供氧外,还起搅拌作用。 一般溶解氧量控制在0.1~0.5mg/L 即可。"]
- ["问:序批式活性污泥法的运行操作程序是什么?", "答:序批式活性污泥法又称间歇式活性污泥法,简称 SBR (sequencing batch reactor) 法,是连续式活性污泥法的一种改型, 它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基本相 同,仅运行操作不一样。SBR 的操作模式由进水、反应、沉淀、 滗水和静置等5个基本过程组成(见下图)。从污水流入开始到静 置时间结束为一个周期。在一个周期内一切过程都在一个设有曝气 或搅拌装置的反应池内依次进行,这种操作周期周而复始反复进 行,以达到不断进行污水处理的目的。因此不需要传统活性污泥法 中必需设置的沉淀池、回流污泥泵等装置。传统活性污泥法是在空 间上设置不同设施进行固定的连续操作,而 SBR 是在单一的反应 池内,在不同时间阶段进行各种目的不同操作。\n@GJJ22.png@$\n(1)进水阶段 \n进水阶段是 SBR 反应池接纳污水的过程。在 污水流人开始之前是前个周期的静置或待机状态,因此反应池内剩 有高浓度的活性污泥混合液。这相当于传统活性污泥法中污泥回流 的作用,此时反应池内的水位最低。在进水过程所确定时间内或者说在到达最高水位之前,反应池的排水系统一直是在关闭状态。\n一般间断的来水通常采用一个反应器即可满足需要,若是连续 来水,如24h 生产的工厂污水,几乎是连续排放的,那么一个反应 池就处理不了全部污水,这样处理系统就需要多个反应池来组成。 这种连续进水的 SBR 系统称为连续进水间歇式活性污泥法。\n由于进水阶段仅仅流入污水,不排放处理水,反应池起到了调 节池作用,在 SBR 法运行中即使有水量与水质的变化,对处理水 质也没有多大的影响。但对于某些污染物浓度变化较大的工业污水 处理时,为避免在进水阶段集中进入高浓度废水,在设定的生化时 间内难以达标或对活性污泥形成冲击,也应设调节池。\n(2)反应阶段 \n当污水注入到达预定容积后,进行曝气或搅拌, 以达到反应目的(去除 BOD₅ 、 硝化、脱氮除磷)。例如为达到脱氮 的目的,通过好氧反应(曝气)进行氧化、硝化,然后通过厌氧反 应(搅拌)而脱氮。为保证沉淀阶段的效果,在反应阶段后期,进 入沉淀阶段之前需进行短暂的微量曝气,去除附着在污泥上的氮气。\n(3)沉淀阶段 \n本阶段相当于传统活性污泥法中的二次沉淀 池。停止曝气和搅拌,活性污泥颗粒进行重力沉淀和上清液分离。 传统活性污泥法的二沉池是各种流向的沉降分离,而 SBR 的沉淀 阶段是静置沉淀,而且有更高的沉淀效率。\n(4)滗水阶段 \n排出活性污泥沉淀后的上清液,作为处理后的 出水, 一直排放到最低水位。反应池底部沉降的活性污泥大部分作 为下个处理周期的回流污泥使用。此阶段还可进行剩余污泥的排放。另外反应池中还剩下一部分处理水,可起循环水和稀释水的作用。\n(5)静置阶段 \n沉淀之后到下个周期开始的期间称为静置阶 段。根据需要可进行搅拌或者曝气。在厌氧条件下采用搅拌不仅能 节省能量,同时对保持污泥的活性也是有利的。在以脱磷为目的的 装置中,剩余污泥的排放一般是在静置阶段之初和沉淀阶段的最后 进行。"]
- ["问:CAST 系统的组成及主要控制机理是什么?", "答:CAST 系统的组成包括:选择器、厌氧区、主反应(曝 气)区、污泥回流/剩余污泥排放系统和撇水装置。选择器设在池 首(第一区域),其最基本的功能是防止污泥膨胀,其作用原理是 让回流污泥与新鲜污泥进行短时间的快速混合,由于基质浓度高, 有利于的菌胶团的生长,使得进入主反应区后,菌胶团细菌在数量 上占绝对优势,从而有效地抑制了丝状菌过度生长而引起的污泥膨 胀,另外,在此选择器中,污水中胶体性有机物质能通过生物吸附 作用得到迅速去除,回流污泥中的硝酸盐也可在此选择器中得以反 硝化,选择器可以恒定容积,也可以变容积运行,多池系统的进水 配水池也可用作选择器。厌氧区设置在池子的第二区域中,主要是 创造超量生物除磷的条件,池子的第三区域为主曝气区,主要进行 有机物降解和N 的硝化/反硝化过程。\n污泥回流/剩余污泥排放系统设在池子的末端,采用潜水泵, 在潜水泵吸水口上设置一根带有狭缝的短管,污泥通过此潜水泵不 断地从主曝气区抽送至选择器中,污泥回流量约为进水量的20% 左右,撇水装置也设在池子末端,由电机驱动可升降的排水堰,撇 水装置及其他操作过程如溶解氧和排泥等均实行中央自动控制。"]
- ["问:SBR 工艺滗水器的结构和操作要求是什么?", "答:S BR 工艺的最基本特点是单个反应器的排水形式均采用静 置沉淀、集中滗水(或排水)的方式运行,由于集中滗水时间较短, 因此每次滗水的流量较大,这就需要在短时间大量排水的状态下,对反应器内的污泥不造成扰动,因而需要安装特别的排水装置—— 滗水器,见下图。滗水器是随着 SBR 而发展起来的,早期的 SBR 系统采用手动形式进行滗水,如采用在反应器不同高度上安装 排水阀门或排水泵,根据反应的周期要求定时、定量排除处理后的 污水。这种滗水方式适用于小型的污水处理设施,其滗水效果不理 想,大型的污水处理系统无法采用。\n@GJJ23.png@$\n滗水器的组成一般分为收水装置、连接装置及传动装置。收水 装置设有挡板、进水口及浮子等,其主要作用是将处理好的上清液 收集到汽水器中,再通过导管排放,由于滗水时瞬间流量较大,在 滗水时,既要使水顺利通过,又要使反应器中的沉淀污泥不受扰 动,更不能使污泥随水流出。因此收水装置的设计是十分重要的, 特别是在虹吸式、自流式滗水器中尤为重要。\n滗水器的连接装置是滗水器的又一关键部位,汽水器在排水中 需要不断地转动,其连接装置既要保证运转自由,同时又要保证密 封性。滗水器的转动装置是保证滗水器正常动作的关键,不论是采 用液压式还是机械式转动,均需要同自控和污水处理系统进行有机 的结合,通过自动的程序控制滗水动作。"]
- ["问:旋转式滗水器的工作过程、特点及运行参数是什么?", "答:(1)旋转式滗水器工作过程 \n旋转式滗水器由电动机、减速执行装置、四连杆机构、载体管道、浮子箱(拦渣器)、淹没 式出流堰口、回转接头等组成。通过电动机带动减速执行装置和四 连杆机构,使堰口绕出水汇管做旋转运动、滗出上清液,液面也随 之同步下降。浮子箱(拦渣器)可在堰口上方和前后端之间形成一 个无浮渣或泡沫的出流区域,并可调节和堰口之间的距离,以适应 堰口淹没深度的微小变化。堰体本身与浮力形成平衡,保证其水流 均衡。\n(2)特点 \n旋转式滗水器运行可靠,负荷大,滗水深度行程 大;纯机械部件,加工精度高,但造价偏高;回转密封接头要求质 量高,寿命有一定限制,需定时检修;外形美观,可做成大型淹水 器,对中大型 SBR 厂较适宜;也可制成小型渑水器,用于工业水 处理,也较方便。\n(3)运行控制参数 \n滗水器堰口负荷20~32L/(m·s), 滗水 深度0.5~2.5m, 淹水保护高度0.5m。"]
- ["问:虹吸式滗水器的原理、工作过程、特点是什么?", "答:(1)结构原理 \n虹吸式滗水器实际是一组淹没出流堰, 由一组垂直的短管组成,短管吸口向下,上端用总管连接,总管与 U 形管相通, U 形管一端高出水面一端低于反应池的最低水位, 高端设自动阀与大气相通,低端接出水管以排出上清液。运行时通 过控制进、排气阀的开闭,采用 U 形管水封封气,来形成淹水器 中循环间断的真空和充气空间,达到开关滗水水器和防止混合液流入 的目的。滗水水的最低水面限制在短管吸口以上,以防浮渣或泡沫进 入。其工作过程是: SBR 池在反应阶段水位不断上升,这时空气 被阻留在滗水水器管路中,短管中的空气被水头压向管上方,由于U 形管的存在,空气的压力被U 形管内造成的水位差所平衡,只能 滞留在管路中,气阻使池中的水不能流出。沉淀阶段结束后打开电 磁阀,阻留的空气被放出,上清液便通过所有的垂直短管经 L 形 管流出池外。电磁阀随后关闭,滗水水仍会在虹吸作用下继续进行, 一直到最低水位,这时再将电磁阀打开破坏虹吸,滗水水结束。\n(2)特点 \n虹吸式滗水水器是一种结构简单、运行可靠、易于操 作特别是价格显著低廉的设备,采用这种渑水器可以有效降低设备 费用。但它的潜水深度调节幅度小,不能在滗水水深度变化大的情况 使用。\n(3)运行参数 \n滗水水器堰口负荷一般小于10L/(m·s), 淹水 深度一般小于1m, 滗水保护高度通常为0.5m。"]
- ["问:套筒式滗水水器的结构和工作原理是什么?", "答:套筒式滗水水器有丝杠式和钢丝绳式两种,都是在一个固 定的池内平台上,通过电动机带动丝杠或滚筒上的钢丝绳,牵引出 流堰口上下移动。堰口下的排水管插在有橡胶密封的套筒中,可以 随出水堰上下移动,套筒连接在出水总管上,将上清液滗水出池外, 在堰口上也有一个拦浮渣和泡沫用的浮箱,采用剪刀式铰链和堰口 连接,以适应堰口淹没深度的微小变化。"]
- ["问:浮力式滗水水器的工作原理是什么?", "答: 浮力式滗水水器是依靠堰口上方的浮箱本身的浮力,使堰 口随液面上下运动而不需外加机械动力。按堰口形状可分为条形堰 式、圆盘堰式和管道式等。堰口下采用柔性软管或肘式接头来适应 堰口的位移变化,将上清液滗水出池外。浮箱本身也起拦渣作用。为 了防止混合液进入管道,在每次滗水水结束后,采用电磁阀或自力式 阀关闭堰口,或采用气水置换浮箱,将堰口抬出水面。"]
- ["问:选择填料的性能要求有哪些?", "答:填料是生物膜载体,是生物接触氧化法处理工艺的关键 部位,它直接影响处理效果,它的费用在生物接触氧化法系统的基 建费中占用比重较大,所以选定适宜的填料具有经济和技术的意 义。选择填料的性能要求基本有以下几点。\n(1)水力特性 \n要求比表面积大、孔隙率高、水流畅通、阻力 小、流速均一。\n(2)孔隙率及表面粗糙度 \n载体表面具有一定的孔隙率及粗糙 度有利于微生物膜的附着、生长,并减少载体之间摩擦碰撞而造成 固着微生物的脱落,有利于生物滤池的运行。\n(3)化学与生物稳定性 \n要求经久耐用,不溶出有害物质,不 导致产生二次污染。生物膜在新陈代谢过程中会产生多种代谢产 物,某些代谢产物会对载体产生腐蚀作用,因此生物膜载体必须具有一定的化学稳定性和抗腐蚀性,同时需不参与生物膜的生物化学反应,且其本身是不可生物降解的。\n(4)表面电性和亲水性 \n微生物一般带有负电荷,而且亲水, 因此载体表面带有正电荷将有利于微生物固着生长。载体表面的亲 水性同样有利于微生物的附着,使附着的生物膜数量尽可能多。\n(5)密度 \n载体密度过大,造成在反冲洗时载体悬浮困难或使 反冲洗时能耗增加;密度过小,又不易于载体在反应器中的运行工 况,因此载体密度需在一定范围之内。\n(6)机械强度好 \n填料必须具有可以满足所用反应器在不同强 度的水力剪切作用以及载体之间摩擦碰撞过程中破损率低的机械强 度要求。因为填料破损的直接后果会导致出水水质扰动,布水布气 短路。\n(7)经济性 \n要求价格便宜、货源广,便于运输和安装。"]
- ["问:生物接触氧化法中的填料是如何分类的?", "答:(1)按形状分 \n有蜂窝状、束状、筒状、列管状、波纹 状、板状、网状、盾状、圆环辐射状以及不规则粒状等。\n(2)按性状分 \n有硬性、软性、半软性等。\n(3)按材质分 \n有塑料、玻璃钢、纤维等。"]
- ["问:影响生物膜法功能的主要因素有哪些?", "答:(1)温度 \n温度是影响微生物正常代谢的重要因素之一。 任何一种微生物都有一个最佳生长温度,在一定的温度范围内,大 多数微生物的新陈代谢活动都会随着温度的升高而增强,随着温度的下降而减弱。好氧微生物的适宜温度范围是10~35℃,一般水\n温低于10℃,对生物处理的净化效果将产生不利影响。在温度高 的夏季,生物处理效果最好;而在冬季水温低,生物膜的活性受到 抑制,处理效果受到影响。水温在接近细菌生长的最高生长温度 时,细菌的代谢速度达到最大值,此时,可使胶体基质作为呼吸基 质而消耗,使污泥结构松散而解体,吸附能力降低,并使出水由于 飘泥而浑浊、出水 SS 升高,结果出水 BOD₅ 反而增加;温度升高 还会使饱和溶解氧降低,氧的传递速率降低,在供氧跟不上时造成 溶解氧不足,污泥缺氧腐化而影响处理效果,超过最高温度时,最 终会导致细菌死亡。因此,对温度高的工业废水必要时应予以降温 措施。\n(2)pH值 \n微生物的生长、繁殖与 pH 值有着密切关系,对 好氧微生物来说, pH 值在6.5~8.5之间较为适宜。细菌经驯化 后对 pH 值的适应范围可进一步提高。如印染废水进入水解酸化池 时,pH 值控制在9.0~10.5范围内,经长期驯化后,处理效果保 持良好。\n一般来讲,废水中大多含有碳酸、碳酸盐类、铵盐及磷酸盐类 物质,使污水具有一定的缓冲 pH 值的能力。在一定范围内,对酸 或碱的加入能起到缓冲作用,不至于引起 pH 值大的变化。 一般来 说,城市污水大都具有一定的缓冲能力,生物反应都是在酶的参与 下进行,酶反应需要合适的 pH 值,因此污水的 pH 值对细菌的代 谢活性有很大的影响,此外, pH 值还会改变细菌表面电荷,从而 影响它对营养的吸收。微生物对 pH 值的波动十分敏感,即使在其 生长 pH 值范围内的 pH 值的突然改变也会引起细菌活性的明显下 降,这是由于细菌对pH 值改变的适应比对温度改变的适应过程慢 得多。因此应尽量避免污水 pH 值突然变化。\n(3)水力负荷 \n水力负荷的大小直接关系到污水在反应器中与 载体上生物膜的接触时间。微生物对有机物的降解需要一定的接触 反应时间作保证。水力负荷越小,污水与生物膜接触时间越长,处 理效果越好。\n水力负荷的大小在控制生物膜厚度,改善传质方面也有一定的 作用。水力负荷的提高,其紊流剪切作用对膜厚的控制以及对传质 的改善有利,但水力负荷应控制在一定的限度以内,以免因水力冲 刷作用过强,造成生物膜的流失。因此,不同的生物膜法工艺应有 其适宜的水力负荷。\n(4)溶解氧 \n溶解氧是生物处理的一个重要控制因素。在生物 膜法处理中,溶解氧应保持一定的水平, 一般以4mg O₂/L左右为 宜。在这种情况下,活性污泥或生物膜的结构正常,沉降、絮凝性 能也良好。而溶解氧的低值, 一般应维持不低于2mgO₂/L, 而且 这个低值亦只是发生在反应器的局部地区,如反应器的进口部分, 有机物相对集中及较多的地方。另外,氧供应过多,反而会因代谢 活动增强,营养供应不上而使污泥或生物膜自身产生氧化,促使污 泥老化。\n(5)载体表面结构与性质 \n作为生物载体对处理效果的影响主 要反映在载体的表面性质,包括载体的比表面积的大小、表面亲水 性及表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、堆积密度、孔隙率、强 度等。因此载体的选择不仅决定了可供生物膜生长的比表面积的大 小和生物膜量的大小,而且还影响着反应器中的水动力学状态。在 正常生长环境下,微生物表面带有负电荷,如果载体表面带正电 荷,这将使微生物在载体表面附着、固定过程更易进行。载体表面 的粗糙度有利于细菌在其表面附着、固定,粗糙的表面增加了细菌 与载体间的有效接触面积,比表面积形成的孔洞、裂缝等对已附着 的细菌起到屏蔽保护,具有免受水力剪切的冲刷作用。\n(6)生物膜量及活性 \n生物膜的厚度反应了生物量的大小,也 影响着溶解氧和基质的传递。当考虑生物膜厚度时,要区分膜的总 厚度与活性厚度,生物膜中的扩散阻力(膜内传质阻力)限制了过 厚生物膜实际参与降解基质的生物膜量。只有在膜活性厚度范围 (70~100nm) 内,基质降解速度随膜厚度的增加而增加。当生物 膜为薄层膜时,膜内传质阻力小,膜的活性好。当生物膜超出活性 厚度时,基质降解速度与膜厚无关。由此推知,各种生物膜法适宜的生物膜厚度应控制在159nm 以下。随生物膜厚度增大,膜内传 质阻力增加,单位生物膜量的膜活性下降,已不能提高生物膜对基 质的降解能力,反而会因生物膜的持续增厚,膜内层由兼性层转入 厌氧状态,导致膜的大量自动脱落(超过600nm 即发生脱落),或 填料上出现积泥,或出现填料堵塞现象,从而影响到生物池的出水\n水质。\n(7)有毒物质 \n一般在工业废水中,存在着对微生物具有抑制 和杀害作用的化学物质,这类物质称之为有毒物质,如重金属离 子、酚、氰等。毒物对微生物的毒害作用,主要表现在细胞的正常 结构遭到破坏以及菌体内的酶变质,并失去活性。如重金属离子 (砷、铅、镉、铬、铁、铜、锌等)能与细胞内的蛋白质结合,使 它变质,使酶失去活性。为此,在废水生物处理中,对这些有毒物 质应严加控制。不过,它们对微生物的毒害和抑制作用,有一个量 的概念。即当达到一定浓度时,这个作用才显示出来。只要在允许 的浓度内,微生物还是可以承受的。对生物处理来讲,废水中存在 的毒物浓度的允许范围至今还没有一个统一的标准,还需通过试验 不断完善。对某一种废水来说,必须根据具体情况,做具体的分 析,必要时通过试验,以确定生物处理对水中毒物的容许浓度。因 为微生物通过适应和驯化,可能会承受更高一些的浓度。\n(8)盐度 \n污水中的盐度对微生物维持正常的渗透压非常重 要,虽然微生物对盐度有一定的驯化和适应能力,但微生物通常不 适应短时间盐度的大幅度、突然变化,尤其是对盐度的突然降低比 盐度的突然升高更加敏感。容易引起活性污泥的解体。"]
- ["问:接触氧化法运行管理中应注意哪些问题?", "答:(1)填料的选择 \n填料是附着生物膜生长的介质,可直 接影响接触氧化池中微生物生长数量、空间分布状况、代谢活性 等,还对接触氧化池中布水、布气产生影响。除考虑寿命长、价格 适中等通常的要求外,还应考虑废水的性质和浓度等因素。例如: 处理高浓度废水时,由于微生物产量高、生长快,微生物膜较厚,应使用易于生物膜脱落的填料,通常使用弹性填料。当处理低浓度 废水时,微生物增长较慢,生物膜较薄,应尽可能较少生物膜的脱 落,增强生物膜的附着力,可选择易于挂膜和比表面积较大的软性 纤维填料或组合填料。在生物脱氮系统的硝化区段,由于硝化细菌 是一类严格好氧微生物,只生长在生物膜的表层,因此最好选样空 间分布均匀,且比表面积较大的悬浮填料或弹性立体填料。对悬浮 填料除了按上述标准注意其空间形状结构外,还应注意其相对密 度,以附着生物膜后相对密度略大于水为佳,这样在曝气后可使填 料似活性污泥一样在接触氧化池内上下翻腾,以利与污水中有机物向生物膜中转移和对曝气气泡的切割,增强传质效果,并有利于过 厚的生物膜脱落。\n(2)防止生物膜过厚、结球 \n在固定悬浮填料的处理系统中, 在氧化池不同区段应悬挂一根下部不固定的填料,操作人员定期将 填料提出水面观察其生物膜的厚度,在发现生物膜不断增厚,生物 膜呈黑色并散发出臭味、处理出水水质不断下降时,应采取措施 “脱膜”。此时可通过瞬时的大流量、大气量的冲刷使过厚的生物膜 从填料上脱落下来,此外还可以来用“闷”的方法,即停止曝气一 段时间,使内层厌氧生物膜在厌氧条件下发酵,产生二氧化碳、甲 烷等气体,产生的气体使生物膜与填料间的附着力降低,此时再以 大气量冲刷脱膜效果较佳。某些工业废水中含有较多黏性污染物 (如饮料废水中的糖类,腈纶废水中的低聚物,机织印染废水中的 聚乙烯醇等)导致填料严重结球,此时的生物膜几乎是“死疙瘩”、 大大降低了生物接触氧化法的处理效率,因此在设计中应选择孔隙 率较高的漂浮填料或弹性立体填料等,对已经结球的填料应瞬时使 用气或水进行高强度冲洗,必要时应更换填料。\n(3)及时排出过多的积泥 \n在接触氧化池中的积泥主要来源于 脱落的老化生物膜和预处理阶段未分离彻底的悬浮固体。较小絮体 及解絮的游离细菌可随出水外流,而吸附了大量杂质的相对密度较 大的絮体,难以随出水流出而沉积在池底,这类大块的絮体若未能 从池中及时排出,会逐渐自身氧化,同时释放出的代谢产物,会提高处理系统的负荷,使出水 COD 升高,因此影响处理的效果。另 外,池底积泥过多还会引起曝气器微孔堵塞。为避免这种情况的发 生,应定期检查氧化池底部是否积泥,池中悬浮固体的浓度(即脱 落的生物膜浓度)是否过高,发现池底积有黑色的污泥或悬浮物浓 度过高时,应及时设泵排泥或通过加大曝气使池底积泥松动后再 排,必要时还可以在曝气主气管上临时焊接支管,安装橡皮管,管 前端安装一段钢管或塑料管,人工移动管口朝着池子的四角及易积 泥的底部充气,使积泥重新悬浮后随出水外排。"]
- ["问:生物转盘运行管理过程中的异常问题及其解决对策是 什 么 ?", "答:生物转盘是生化处理中工艺控制最为简单的一种处理方 法,其处理效果受水质、水量、气候等因素影响较大,加上操作管 理不当,也会严重影响或破坏生物膜的正常工作,并导致处理效果 下降,常见的异常现象有如下几种。\n(1)生物膜严重脱落 \n在生物转盘启动后的两周内,盘面上生 物膜大量脱落是正常的,当转盘采用其他水质的活性污泥来接种, 脱落现象更为严重。但正常运转阶段,膜大量脱落会给运行带来困 难,产生这种情况的主要原因有以下几个方面。\n进水中含有较多有毒物质或生物抑制性的物质,例如重金属、 氯或其他有机合物。这时应首先查明引起中毒的物质和它的浓度, 并立即将氧化池内的水排空,用其他废水稀释。最终解决办法是防 止毒物进入,或设调节池使毒物稀释后均衡进入。\npH 值突变。当进水 pH 值在6.0~8.5范围时,运行正常,膜 不会大量脱落。但若进水 pH 值急剧变化,在pH<5 或 pH>10.5时,生物膜将受到严重影响,使生物量减少。这时需投加化学药剂 予以中和,使其pH 值保持在正常范围内。\n(2)产生白色生物膜 \n当进水已发生腐败或含有高浓度的含硫 化合物(如 H₂S 、Na₂S 、 亚硫酸钠等),或负荷过高使氧化池混合 液缺氧时,生物膜中硫细菌(如贝氏硫细菌和发硫细菌)会大量产生,并占优势生长。有时除上述条件外,进水偏酸性,使膜中丝状 真菌大量繁殖。这时,盘面会呈白色,处理效果大大下降。\n解决方法:\n① 对原水进行预曝气,或在氧化池增设曝气装置;\n② 投加氧化剂,以提高污水的氧化还原电位,如投加 H₂O₂、NaNO₃ 等;\n③ 控制生产过程含硫废水的排放,实行清洁生产,减少含硫\n物质的使用,并尽可能实现废水中含硫物质的回收利用;\n④ 消除超负荷状况,增加第一级转盘的面积,将一、二级串 联运行改为并联运行以降低第一级转盘的负荷。\n(3)处理效率降低 \n凡存在不利于生物的环境条件,皆会影响 处理效果,主要有以下几点。\n① 废水温度下降 \n当废水温度小于13℃时,生物活性减弱,有机物去除率降低。\n② 流量或有机负荷的突变 \n短时间的超负荷对转盘影响不大,持续超负荷会使 BOD₅ 去除率降低,大多数情况下,当有机负荷冲击小于全日平均值的两倍时,出水效果下降不多,在采取措施前, 必须先了解存在问题的主要原因,如进水流量、停留时间、有机物 去除率等;如属昼夜瞬时冲击,则可通过控制排放废水时间或设调 节池予以解决;如长期流量或负荷偏高,则需减少水量或工程 扩建。\n③ pH 值 \n氧化池内pH 值必须保持在6.5~8.5范围内,进 水 pH 值一般要求调整在6~9范围内,经长期驯化适应范围略可 扩大。超过这一范围处理效率将明显下降。硝化转盘对 pH 值和碱 度的要求比较严格。硝化时 pH 值应尽可能控制在8.4左右,进水 碱度至少应为进水氨氮浓度的7.1倍,以使反应完全进行而不影响 微生物的活性。\n(4)固体的累积 \n沉砂池或初沉池中固体物去除效果不好,会 使悬浮固体在氧化池内积累并堵塞废水进入的通道。挥发性悬浮物 (主要是脱落的生物膜)在氧化池中大量积累,也会产生腐败,发出臭气,并影响系统的运行。在氧化池中积累的固体物数量上升 时,应用泵将它们抽出,并检验固体物的类型,以针对产生的原因 解决。"]
- ["问:影响曝气生物滤池反应器运行的主要因素有哪些?", "答:影响曝气生物滤池反应器运行的各种影响因素中,最主 要的有:进水底物浓度、营养物质、溶解氧、酸碱度、温度、毒性 抑制、反应器内水力停留时间与负荷率等。\n(1)进水底物浓度 \n污水中有机物的组分是反应器内生物膜微 生物食物与能量的主要来源。 一般情况下,污水中的大部分有机物 和部分无机物都可以作为微生物的营养源加以利用,这些可被微生 物利用并在酶的催化作用下进行生物化学转化的物质称为底物。对 于去除有机污染物而言,底物则是可生物降解的有机物。污水中有 机物浓度在长时间或短时间内的改变均可导致微生物生长形式的改 变,其结果必然会影响到处理水的水质和反应器的处理效率以及剩 余污泥量的产量。\n(2)溶解氧 \n对于曝气生物滤池反应器来讲,起净化作用的主 要是专性好氧微生物及兼性微生物,它们生长在氧化还原电位较高 的有氧环境中。为使得反应器有足够的溶解氧供好氧微生物生命代 谢所需,采用鼓风机强制外部供氧(不同于传统塔式滤池),这是 采用曝气生物滤池工艺处理污水中主要的能源消耗。对于以除碳为 目的的曝气生物滤池反应器,其出水溶解氧保持在2~3mg/L, 有 利于反应器微生物种群的生长繁殖。若反应器中溶解氧不足,轻则 好氧微生物的活性受到影响,新陈代谢能力降低,重则微生物的生 长规律遭到破坏,好氧微生物受到抑制而死亡;若反应器中溶解氧 过足, 一方面不经济造成能耗白白浪费,处理不经济;另一方面会 导致微生物活性过强,在营养供给不足的情况下,生物膜自身会发生氧化分解。\n曝气生物滤池反应器氧的利用率较高,主要是由于气泡在滤料 层的上升过程中,随颗粒间的空隙大小而不断受到挤压变形,并不断改变方向,被滤料无数次切割,气液界面不断更新。氧的传质速 率加快。根据试验,滤料层每增加1m, 氧利用率提高1%~2%。 曝气生物滤池反应器氧的利用率约为活性污泥法的2倍,对于不考 虑生物脱氮的反应器,其耗氧量为0.5~0.8kgO₂/kgBOD₅。\n(3)酸碱度 \n生物体内的生化反应都在酶的参与下进行,酶反 应需要合适的 pH 值范围。尽管曝气生物滤池反应器具有较强的耐冲 击负荷能力,但如果pH 值变化范围过大,对微生物造成损伤而使反 应器失效。对于曝气生物滤池反应器,理想的 pH 值为6.8~8.5。\n(4)温度 \n温度对曝气生物滤池反应器影响是多方面的。温度 改变,参与净化的微生物种属与活性以及生化反应速率都将随之改 变。任何一种微生物都有一个最适的生长温度,在一定的范围内, 随着温度的上升,微生物生长加速。另外还有最低生长温度和最高 生长温度。所谓最低生长温度,就是指低于这一温度时,微生物的 生长就停止,但并未死亡。例如,当水温低于13℃时,生物处理 效果开始加速下降,当水温低于4℃时,几乎无处理效果。所谓最 高生长温度就是指高于这个温度微生物生长停止,并最终导致死 亡,当水温高于40℃时,其处理效率会急剧降低。\n由于生物膜内的微生物是由多种菌共同组成的复杂群体,各种 细菌的最佳生长温度范围和最低、最高生长温度都不一致,在水温 随季节逐月缓慢变化时,存在着一个天然的驯化和淘汰的过程,与 变化的水温相适宜的细菌逐渐繁殖并不断增多。因此,当水温在 15~35℃范围内运行时,对污水处理厂的处理效果有影响,应通过 降低水力负荷等措施加以解决。另外,由于曝气生物滤池反应器中 微生物的食物链长,同时在反应器底部强制供氧,经过滤料的反复 切割作用,氧的吸收利用率较高。\n(5)反应器内水力停留时间与负荷率 \n水力停留时间指的是待 处理污水在反应器内的平均停留时间,也就是污水与生物反应器内 微生物作用的平均反应时间。对于曝气生物滤池反应器,物理吸附 截留作用,和水力停留时间无关(其主要与水流剪切力和生物膜网 捕作用有关),而其内的生物氧化作用主要发生在填料区,填料上的微生物对污水中的基质进行生化作用,其反应时间与反应速率有 关,反应速率又取决于温度及基质可生化性等因素。 一般反应时间 越长,反应器对基质的去除率越高,但在工程实际中应根据实际参 数合理控制,不能无限制地延长水力停留时间,否则会导致反应器 的容积增大,基建投资增加。当反应器内水温在15~25℃之间变 化,滤料区污水水力停留时间小于1h。\n当曝气生物滤池的水力负荷一定时,其出水 COD_{Cr} 及 BOD₅ 随容积负荷的增加而增高,呈线性关系,当容积负荷一定时,水力 负荷在3~8m³/(m²·h) 范围内变化,对曝气生物滤池出水 COD_{Cr} 及 BOD₅ 影响不大,说明曝气生物滤池耐冲击负荷能力 较强。"]
- ["问:影响曝气生物滤池反应器硝化作用的主要因素有\n哪 些 ?", "答:(1)进水底物浓度 (NH₃-N) \n硝化反应器的进水底物浓 度对生物膜代谢作用有较大程度的影响,同消化滤池一样存在某一 临界进水浓度,它反应了该反应器实际承受的最大进水底物浓度。 对好氧生物膜反应器,最大进水 NH₃-N 浓度为70~80mg/L。\n(2)进水有机污染物 (COD_{Cr}) 浓度 \n硝化滤池中的生物膜应 以自养性的硝化细菌为主。由于硝化菌的世代周期较异养菌长得 多,生长繁殖速度缓慢,产率较低,若进水中有机污染物 (COD_{Cr}) 大大超过氮时,异养菌大量繁殖,并在与硝化竞争中占 优势,逐渐成为优势菌种,从而降低反应器的硝化效率。\n(3)DO 浓度 \n当 DO 浓度由1.5mg/L 增加到2.5mg/L 时, 硝化菌的生长速率比理论值增高7%。当然,DO 对硝化作用的影 响与生物膜厚度、氧的渗透率、氧的利用率等因素密切相关,对于 曝气生物滤池反应器,溶解氧浓度通常控制在2~3mg/L, 当溶解 氧浓度大于3.0mg/L 时,溶解氧浓度对硝化作用的影响可不予考 虑。当溶解氧低于1.0mg/L 时,硝化作用基本停止。\n(4)温度 \n温度对硝化细菌的生长和硝化速率有较大的影响,是工程设计中重要的参数之一。温度对硝化细菌的生长速率影响很 大。硝化细菌合适的生长温度在25~30℃之间,温度高于30℃硝 化细菌生长减慢,10℃以下硝化细菌生长及硝化作用显著减慢。\n(5)酸碱度 \n酸碱度是影响硝化作用的又一重要因素。在 pH 值中性或微碱性条件下,硝化过程迅速,若 pH 值进一步上升(大 于9.6时),虽然NH₃-N 转化为 NO₂⁻ 和 NO₃⁻ 的过程仍然非常迅 速,但是从NH₄⁺ 的电离平衡关系可知,NH₃ 的浓度会迅速增加。 由于硝化细菌对 NH₃ 极敏感,结果会影响到硝化作用速率。在酸 性条件下,当 pH 值小于7.0 时硝化作用速率减慢, pH 值小于 6.5硝化作用速率显著减慢,pH 值小于5.0时硝化作用速率接近 零。所以,在生物硝化反应器中,应尽量控制混合液的 pH 值大于 7.0。在满足pH 值的同时,系统中还要保持一定的碱度,可以用 完全硝化1g 氨氮消耗7.14gCaCO₃ 碱度进行校核。"]
- ["问:影响曝气生物滤池反应器反硝化作用的主要因素有哪 些 ?", "答:(1)碳源 \n反硝化细菌所能利用的碳源是多种多样的, 但从废水生物处理生物脱氮角度分为三类,废水中所含的有机碳 源、外加碳源、内碳源。\n废水中各种有机基质都可以作为反硝化过程中的电子供体,当 废水中有足够的有机物质,就不必另外投加碳源。 一般实际工程中 应控制BOD₅/TN 大于4:1。当废水中碳氮比过低,即 BOD₅/TN 小于3:1时,需要另外投加碳源才能达到理想的去碳效果。\n(2)溶解氧 \n氧的存在会抑制硝酸盐的还原,其原因主要为: 一方面阻抑硝酸盐还原酶的形成,另一方面可作为电子受体,从而 竞争性地阻碍了硝酸盐的还原。所以对于生物反硝化系统都必须设 立一个不充氧的缺氧池或缺氧区段,以便使硝酸盐通过反硝化途径 转化成气态氮。对于曝气生物滤池反应器属于生物膜法反硝化,由 于生物膜层从内到外依次存在厌氧层、缺氧层、好氧层和水膜层, 虽然生物膜外层有一定的溶解氧存在,氧在向膜内层转移过程中不断被膜微生物所消耗,其内层呈缺氧状态,即使反应器中存在一定 浓度(>0.5mg/L) 的溶解氧,反硝化作用仍然能高效进行,当然 其所允许的溶解氧值与生物膜的厚度等参数有关。正由于生物膜这 一特殊结构,使得好氧反应器在硝化的同时能进行部分反硝化作用。\n(3)温度 \n反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那样敏感, 但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高,反硝化速率也越 高,在30~35℃时,反硝化速率增至最大。当低于15℃时,反硝 化速率将明显降低,至5℃时,反硝化作用将趋于停止。因此,在 冬季要保证脱氮效果,就必须提高生物膜量,适当减少滤池反冲洗 次数及降低负荷(水力负荷)等措施来补救。\n(4)pH 值和碱度 \n反硝化细菌对 pH 值变化不如硝化细菌敏 感,在pH 值为6~9的范围内,均能进行正常的生理代谢,但生物 反硝化的最佳 pH 值范围为6.5~8.0。当pH 值>7.3时,反硝化的 最终产物为N₂, 当 pH 值<7.3时,反硝化的最终产物为N₂O。\n由于反硝化细菌对pH 值范围要求较宽,因而在生物脱氮工艺 中,pH 值控制的关键在于生物硝化,只要 pH 值变化不影响硝化 的顺利进行,则肯定不会影响反硝化;反之,当pH 值变化对硝化 产生较大影响,使之不能顺利进行时,不管 pH 值对反硝化是否影 响,脱氮效果都不会理想。在生物反硝化过程少将每克NO₃-N 转 化为N₂, 约可产生3.57g 碱度,这样可补偿生物硝化所消耗的碱 度的一半左右。由此,很多本应外加碱源才能顺利进行硝化的污 水,可以不再需要加碱。"]
- ["问:曝气生物滤池运行中出现的异常问题有哪些及解决对 策 是 什 么 ?", "答:(1)气味 \n对于曝气生物滤池,当进水有机物浓度过高 或滤料层中截留的微生物膜过多时,滤料层内局部会产生厌氧代 谢,有可能会产生异味,解决办法如下。\n① 减少滤池中微生物膜的积累,让生物膜正常脱膜并通过反 冲洗排出池外;\n② 保证曝气设施的正常工作;\n③ 避免高浓度或高负荷污水的冲击。\n(2)生物膜严重脱落 \n在滤池正常运行过程中,微生物膜的不 正常脱落是不允许的,产生大量的脱膜主要是水质原因引起的,如 抑制性或有毒性污染物浓度太高或 pH 值突变等。\n解决办法是:改善水质,使进入滤池的水质基本稳定。\n(3)处理效率降低 \n若滤池系统运行正常,且微生物膜生长情 况较好,仅仅是处理效率有所下降,这种情况一般不会是水质的剧 烈变化或有毒污染物质的进入造成的,而可能是进水的 pH 值、溶 解氧、水温、短时间超负荷运行所致。对于这种现象,只要处理效 率降低的程度不影响出水水质的达标排放,即可不采取措施,过一 段时间便会恢复正常;若出水水质影响达标排放,则需采取一些局 部调整措施加以解决,如调节进水的 pH 值、调整供气量、对反应 器进行保温或对进水进行加热等。\n(4)滤池截污能力下降 \n滤池运行过程中,当反冲洗正常,仅 滤池的截污能力下降,这种情况可能是预处理效果不佳,使得进水 中的SS 浓度较高所引起的,所以此时必须加强对预处理设施的运 行管理。\n(5)进水水质异常\n① 进水浓度偏高 这种情况很少出现。如果出现这种情况, 则应当通过加大曝气量和曝气时间来保持污泥负荷的稳定性。\n② 进水浓度偏低 这种情况主要出现在暴雨天气,应当通过 减少曝气力度和曝气时间来解决。\n(6)出水水质异常\n① 出水带泥、水质浑浊 这种情况的出现主要是生物膜厚度 太厚,反冲洗强度过强或冲洗次数过频,导致微生物流失,处理效 率下降。解决办法是控制酸化池出水 SS 的去除率,减少反冲洗次 数,调整反冲洗合适强度。\n② 水质发黑、发臭 水质发黑、发臭的原因可能是溶解氧不 够,造成污泥厌氧分解。解决办法是加大曝气量,提高溶解氧的含量即可。\n也可能是局部布水系统堵塞,造成局部缺氧。解决办法是,检 修或加大反冲强度。\n(7)出水呈微黄色 \n主要原因是生物滤池进水化学除磷的加药 量太大,铁盐超标,减小加药量即可。"]
- ["问:膜生物反应器中膜污染物质的主要来源有哪些?", "答:膜生物反应器中膜污染的物质来源是活性污泥混合液。 污泥混合液的组成是复杂而变化的,它包括微生物菌群及其代谢产 物、要处理废水中的有机大分子、小分子、溶解性物质和固体颗 粒。分置式好氧 MBR 工艺中,数量占绝对多数的生物絮体起主导 作用;厌氧 MBR 工艺中,消化上清液中微小胶体尽管数量相对少 但对沉积层阻力贡献最大,无机污染物磷酸铵镁和微生物细菌一并 沉积并吸附在膜表面,形成黏附性极强、限制膜通量的凝胶层。而 在膜的生物污染中, 一个非常重要的因素是生物细胞产生的胞外聚 合物 (EPS),EPS 既在曝气池中积累,也在膜上积累,从而引起 混合液黏度和膜过滤阻力的增加。"]
- ["问:膜污染后的清洗方法有哪些?", "答:膜污染后的清洗方法有水力清洗和化学清洗。\n(1)水力清洗 \n在清洗时关闭透过液出水阀,采用低压、高膜 面流速的操作条件,错流运行方式进行水力清洗,在反扩散和膜面 剪切作用下,对沉积物具有较好的清洗效果。\n也可采用膜的透过水施加一个反冲洗压力,使清洗水反向穿过 膜,将膜孔中的堵塞物洗脱,并使膜表面的沉积层悬浮起来,然后 被水流冲走。\n(2)化学清洗 \n在膜生物反应器的运行中最好能够避免化学清 洗, 一方面,化学清洗消耗药剂,造成二次污染;另一方面,化学 清洗将会给实际工程的运行带来诸多不便。但是,经过很长时间的 运行后,必须通过化学清洗来维护膜的通量。\n当膜污染主要是由膜内表面微生物的滋生所造成时,可在药洗过程中,把一定浓度的 NaClO 溶液(2%~5%)从管道加药口加 入到中空纤维膜内部,让其在从膜的一端流向另一端的过程中和膜 内表面充分接触,杀死并氧化滋生在膜面上的微生物,再使微生物 残体和溶液随出水流出。\n无机陶瓷膜进行化学清洗,可首先用稀碱热溶液(主要成分是 次氯酸钠)冲洗20min 左右,膜面流速4m/s, 初步破坏凝胶层, 使之从无机膜表面剥离下来,碱洗的作用对象主要是其中的有机物 如多糖类等;然后用稀酸热溶液(主要成分是硝酸)持续冲洗 5min 左右,膜面流速与碱洗时相同,已溶出凝胶层中结合在有机 大分子间的无机金属离子如Cu²⁺、Fe³⁺等,将凝胶层等从无机膜 表面彻底洗脱以恢复其通透能力。"]
- ["问:MSBR 工艺主要设备的选择及维护要求是什么?", "答:MSBR 反应池中的主要设备有曝气系统、空气出水堰、 测量仪表及浮筒搅拌器、潜水回流泵等。因 MSBR 反应池序批出 水的特性,因此其设备的维护也与其他工艺略有不同。\n(1)由于曝气系统中的曝气管膜表面存在易生长生物膜、被杂 物堵塞、发生破损等的可能性,从而影响曝气效率,因此曝气系统 最好采用可提升管式曝气,运行中应根据管道风压及池面曝气状 态,定期检查维护曝气管膜;同时运行中还要观察空气管道上的开 关阀及调节阀,定期对这些阀门进行维护保养,以避免因为阀门故 障而产生的曝气问题。\n(2)回流泵控制使用变频器,既可精细化控制又能节省能耗。\n(3)MSBR系统内的测量仪表主要有 DO/ (溶解氧仪)、ORP (氧化还原电位分析仪)及 MLSS (污泥浓度计),只有保证测量仪表数据 的准确性,才能稳定工艺的可靠运行。因此需要定期对测量仪表的 探头进行清理及校准。\n(4)序批池电动开关阀及调整阀的维护保养要及时,定期检查 其状态,建议增加阀门故障报警。"]
- ["问:初沉池的作用是什么?", "答:初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后, 约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD₅ 的20%,按去除 单位质量 BOD₅ 或固体物计算,初沉池是经济上最为节省的净化步 骤,对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处 理。初沉池的主要作用如下。\n(1)去除可沉物和漂浮物,减轻后续处理设施的负荷。\n(2)使细小的固体絮凝成较大的颗粒,强化了固液分离效果。\n(3)对胶体物质具有一定的吸附去除作用。\n(4)一定程度上,初沉池可起到调节池的作用,对水质起到一 定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击。\n(5)有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池, 发挥二沉池污泥的生物絮凝作用,可吸附更多的溶解性和胶体态有 机物,提高初沉池的去除效率。\n另外,还可在初沉池前投加含铁混凝剂,强化除磷效果。含铁 的初沉池污泥进入污泥消化系统后,还可提高产甲烷细菌的活性, 降低沼气中硫化氢的含量,从而既可增加沼气产量,又可节省沼气 脱硫成本。"]
- ["问:影响初沉池运行的主要因素有哪些?", "答:(1)表面负荷 \n表面负荷增加,可影响悬浮物的有效沉 降,使悬浮物的去除率下降,水力负荷率一般取0.6~1.2m³/ (m²·h) 为宜。\n(2)废水性质\n① 新鲜程度 新鲜的污水沉淀后去除率较高,废水新鲜程度 又取决于污水管道的长短、泵站级数等,此外缺氧的高浓度工业废 水易于腐败变质。\n② 固体物颗粒大小、形状和密度 废水中固体物粒大、形状 规则、相对密度大时沉降较快。\n③ 温度 废水温度降低、水中悬浮物黏滞度增加,例如悬浮 物在27℃时比10℃时沉降快50%。然而水温高也会加速污水的腐 败、厌氧发酵,出液的密度差减少,不利于颗粒物下沉,从而降低\n悬浮物的沉降性能。故应综合这两个因素并结合污水网管系统具体 状况一起分析。\n(3)操作因素 \n前道工序如格栅井或沉砂池的运行状况可直接 影响初沉池的运行。若前道工序运行不好会加重初沉池的负荷,并 降低去除效果。\n在二沉池污泥和污泥消化池的消化污泥进入初沉池的处理系统 中,应特别注意使污泥均匀、稳定地进入。切忌间歇、冲击式投 加,否则会使初沉池超负荷运行,腐化污泥数量亦大大增加,影响 到固体的去除,并对环境产生不良影响。"]
- ["问:初沉池日常管理、操作的基本内容有哪些?", "答:(1)检查和控制初沉池水力条件 \n均匀进水和出水,防 止异常水力条件是所有废水处理构筑物的运行管理中都应注意的问 题。初沉池的进、出水口设置应该注意防止水的断流、偏流、出现 死角以及防止已经沉降的悬浮颗粒重新泛起,以保证较高的沉淀效 率,采取的措施有:进水口和出水口之间的距离宜尽可能加大;对 进水进行导流和整流,如采用淹没潜孔、穿孔墙、导流筒和导流窗 进水等;加大出水堰长度、降低堰口单位长度的过流量和过流速 度。出水堰口须保持水平或设置锯齿堰,以保证流量均衡,防止发 生短流。\n长时间运行后,沉淀池的进出水堰板可能发生倾斜,导致沿堰 板长度不均匀进出水现象,影响沉淀池工作效率,必须定期检查并进行必要的校正。 一般通过调整堰板孔螺钉位置来校正堰板水平 度,但铁螺钉经过长时间浸泡后极易生锈,使用不锈钢螺钉可以解决整个问题。\n(2)浮渣清除 \n初沉池浮渣清除有人工清捞和机械撇除两种, 在带有回转式刮泥机的辐流式或平流式沉淀池中,电机往往同时带 动沉淀池水面的浮渣刮除板工作。撇除的浮渣黏性强,难以自流出 斗,必要时应辅以水冲或人工捞出,机械去除浮渣的装置要定期检 查,对无该装置的初沉池,操作者需经常清除浮渣,减少苍蝇滋 生、减少气味,改善厂区卫生。 一般冬天油脂较多,浮渣也较多, 污泥较难泵送,但腐败及气味问题较少,夏季情况正好相反。\n(3)排泥 \n初沉池为间歇式排泥,也可连续式排泥,间歇式排 泥需要掌握排泥时间间隔和排泥持续时间,排泥间隔时间过长将引 起池底污泥厌氧产气而上浮,恶化出水水质; 一次排泥持续时间过 长则污泥含水率过高,将增加污泥处理设施的负担。排泥操作依据 不同的污水类型和沉淀池工作情况具体确定,以保证排出污泥的含 水率不低于97%作为标准, 一般地,夏天排泥间隔时间为8~12h, 冬季排泥间隔时间可延长到24h, 一次持续排泥时间一般为几分钟 到几十分钟。当采取重力排泥时,排泥水头应不低于1.5m, 排泥 管管径一般不得小于200mm 。多个或多格沉淀池的排泥应逐个进 行,连续式工作的沉淀池排泥时不需要关闭进出水闸门。\n(4)设备保养 \n初沉池栏杆、排泥阀、配水阀等容易生锈,需 要经常检查,定期除锈、油漆、保养。\n(5)刮泥机检查、保养 \n每 2h 巡视一次刮泥机的运行情况, 包括机件紧固状态、温升、振动和噪声等,每班检查一次减速器润 滑油情况,每隔3个月更换润滑油一次,驱动轮和链条经常加油。\n(6)清洗 \n长时间运行后,沉淀池的出水管、堰口或渠道都会 黏附有污物,必须定期清除,以保证排水通畅。\n(7)正确投加混凝剂 \n当初沉池用于混凝工艺的液固分离时, 正确投加混凝剂是沉淀池运行管理的关键之一。根据水质水量的变 化及时调整投药量,特别要防止断药事故的发生,因为即使短时期停止加药也会导致出水水质的恶化。"]
- ["问:初沉池运行过程中的异常问题及其解决对策有哪些?", "答:(1)污泥上浮 \n有时在初沉池可出现浮泥异常增多的现 象,这是由于本可下沉的污泥解体而浮至表面,因废水在进入初沉 池前停留时间过长发生厌氧腐败时也导致污泥上浮,这时应加强去 除浮渣的撇渣器的工作,使它及时和彻底地去除浮渣。\n在二沉池污泥回流至初沉池的处理系统中,有时二沉池污泥中 硝酸盐含量较高,进入初沉池后缺氧时可使硝酸盐反硝化,还原成 氮气附着于污泥上,使之上浮。这时可控制后面生化处理系统,使 污泥的泥龄减少,降低硝化程度,亦可加大回流污泥量,使之停留 时间减少。\n(2)黑色或恶臭污泥 \n产生原因是废水水质腐败或进入初沉池的废水浓度过高。\n解决办法如下:\n① 切断已发生腐败的污水管道;\n② 减少或暂时停止高浓度工业废水(如造纸废水等)的进入; ③ 对高浓度工业废水进行预曝气;\n④ 改进污水管道系统的水力条件,减少易腐败固体物的淤积; ⑤ 必要时可在污水管线中加氯,以减少或延迟污水的腐败,这种做法在污水管线不长或温度高时尤其有效。\n(3)受纳浓度过高的消化池上清液\n① 改进消化池的运行,提高效率;\n② 减少受纳上清液的数量直至消化池运行改善;\n③ 将上清液倒入氧化塘、曝气池或污泥干化床;\n④ 上清液预沉淀。\n(4)浮渣溢流 \n产生原因为浮渣去除装置不当或不及时。\n改进措施如下:\n① 加快除渣频率;\n② 更改除渣口位置,浮渣收集离出水堰更远;\n ③ 严格控制工业废水进入,特别是含油脂、高浓度碳水化合 物等的工业废水。\n(5)悬浮物去除率低 \n产生的原因是水力负荷过高、短流,活 性污泥或消化污泥回流量过大,工业废水影响。解决方法如下:\n① 设调节池,均衡水量和水质负荷;\n② 投加絮凝剂,改善沉淀条件,提高沉淀效果;\n③ 有多个初沉池的处理系统中,若仅一个池超负荷则说明出、 进水口堵塞或堰口不平导致污水流量分布不均匀;\n④ 防止短流,工业废水或污水流量不一,产生密度流,出水 堰板安装不均匀,进水时流速过高等,为证实短流的存在与否,可 使用染料进行示踪实验;\n⑤ 正确控制二沉池污泥回流量和剩余污泥的排放量;\n⑥ 减少高浓度的油脂和碳水化合物污水的进入量。\n(6)排泥故障 \n排泥故障分沉淀池结构、管道状况以及操作不 当等情况。\n① 沉淀池结构 \n检查初沉池结构是否合理,如排泥斗倾角是 否大于50°,泥斗表面是否平滑、排泥管是否伸到了泥斗底,刮泥 板距离池底是否太高,池中是否存在刮泥设施触及不到的死角等, 集渣斗、泥斗以及污泥聚积死角排不出浮渣、污泥时应采取水冲的 方法,或设置斜板引导污泥向泥斗汇集,必要时进行人工清除。\n② 排泥管状况 \n排泥管堵塞是重力排泥场合下初沉池的常见 故障之一。排泥管发生堵塞的原因有管道结构缺陷和操作失误两方面。结\n构缺陷如排泥管直径太小(一般不应小于200mm), 管道太长、弯头太多、排泥水头不足等。\n③ 操作失误 \n如排泥间隔时间长,沉淀池前面的细格栅管理不当使得棉纱、布屑等进入池中,造成堵塞。\n堵塞后的排泥管有多种清理方法,如将压缩空气伸入排泥管中,进行空气冲动;将沉淀池放空后,采取水力反冲洗;堵塞特别 严重时需要人工下池清掏。当斜板沉淀池中斜板上积泥太多时,可以通过降低水位使得斜板部分露出,然后使用高压水进行冲洗,但 操作时应严格控制水位降低的高度,防止斜板露出过多,污泥将斜 板压塌。"]
- ["问:平流式沉淀池结构及运行管理是什么?", "答:平流式沉淀池是水从池的一端流入,从另一端流出,水 流在池内做水平运动,池平面形状呈长方形,可以是单格或多格串 联的沉淀池。池的进口端底部或沿池长方向,设有一个或多个贮泥 斗,贮存沉积下来的污泥,或不设泥斗,而采用行走式吸泥机排 泥。平流式沉淀池的结构按功能可分流入区、流出区、沉淀区、污 泥区和缓冲层五部分。\n流入区和流出区的任务是使水流均匀地流过沉淀区;沉淀区即 工作区,是可沉颗粒与水分离的区域;污泥区是污泥贮放、浓缩和 排出的区域;缓冲层则是分隔沉淀区和污泥区的水层,保证已沉下 的颗粒不因水流搅动浮起。\n平流式沉淀池的沉淀区长度一般为30~50m, 有效水深一般 为2~3m, 污水在池中停留时间为1~2h, 表面负荷1~3m³/ (m²·h), 水平流速一般不大于5mm/s 。 池的长宽比以4~5为 宜,长深比不小于10。沉淀区的作用是使可沉颗粒与污水分离, 使悬浮物沉降, 一般出水达到悬浮物含量低于10mg/L, 特殊情 况下不大于15mg/L。\n沉淀池水流的均匀平稳流动是保证沉淀效率的关键。因此,在 进水区的入口装有入流装置,又称配水槽。入流装置由设有侧向或 槽底潜孔的配水槽、挡流板(挡板)组成。挡板高出水面0.15~ 0.2m, 其在水下的深度不小于0.2m 。当配水装置穿孔槽的潜孔在 槽的底部时,挡板则横放于池深约1/2处。其作用是使水流均匀地 分布在沉淀池的整个过水断面上,尽可能减少扰动。在日常管理过 程中应定期清理配水槽内的杂物及浮渣,以防杂物、浮渣等淤积影 响均匀配水。\n出水区设有出流装置,又称集水槽。出流装置由出水堰和流出槽组成。出水堰是沉淀池的重要组成部分,不仅控制池内水面的高 度,而且对池内水流的均匀分布有直接影响,单位长度堰口流量必 须相等,并要求堰口下游应有一定的自由落差。在运行管理过程 中,出水堰可能发生松动、移位和缺失现象,应注意观察出水堰出 水是否均匀和出水堰的完整情况,尤其是碳钢、铝合金、PVC 等 材料的出水堰板。堰前设挡板,以阻拦浮渣,或设浮渣收集和排除 装置。\n污泥区用于存积下沉的泥,另一方面是供排泥用。为了排泥, 沉泥池底部可采用斗形底,采取穿孔排泥和机械虹吸排泥等形式, 沉淀池的污泥斗常设在池的前部。污泥斗的上底可为正方形(边长 同池宽)或长方形(其一边长同池宽);下底为正方形,泥斗倾斜面 与底面夹角不小于50°。排泥装置是及时排出沉淀池的污泥,是保证 沉淀池正常工作、出水水质的一项重要措施。常用的排泥方法有静 水压力法、机械排泥法,机械排泥又可分为刮泥机法和吸泥机法。 一般刮泥机法主要适用于初沉池,吸泥机法主要用于二沉池排泥。"]
- ["问:保证平流式沉淀池穿孔管排泥正常运行的基本参数 要 求 有 哪 些 ?", "答:(1)穿孔管沿沉淀池宽度方向布置, 一般设置在平流式 沉淀池的前半部,即沿池长1/3~1/2 处设置。积泥按穿孔管长度 方向均匀分布计算。\n(2)穿孔管全长采用同一管径, 一般为150~300mm, 不得小 于150mm。\n(3)穿孔管末端流速一般采用1.8~2.5m/s。\n(4)穿孔管中心间距与孔眼的布置、孔眼作用水头及池底结构 形式等因素有关。 一般平底池子可采用1.5~2m, 斗底池子可采用 2~3m。\n(5)穿孔管孔眼直径可采用20~35mm 。孔眼间距与沉泥含水 率及孔眼流速有关, 一般采用0.2~0.8m。孔眼多在穿孔管垂线下 做成两行交错排列。平底池子时,两行孔眼可采用45°或60°夹角;斗底池子宜用90°。全管孔眼按同一孔径开孔,间距可根据经验公 式计算。\n(6)孔眼流速一般为2.5~4m/s。\n(7)配孔比(即孔眼总面积与穿孔管截面积之比)一般采用 0.5~0.8。\n(8)排泥周期与原水水质、泥渣粒径、排出泥浆的含水率及允 许积泥深度有关,在运行管理过程中根据实际情况确定。"]
- ["问:链带式刮泥机的运行方式和主要问题有哪些?", "答:链带式刮泥机一般用于平流式初沉池,并设在沉淀池的 池底部,链带缓缓地沿与水流相反的方向滑动,刮板嵌于链带上, 在滑动中池底沉泥被推人贮泥斗中,而当其移到水面时,又将浮渣 顺流推到出口的浮渣槽中。\n链带式刮泥机的主要问题是各种机件都在水下,易于腐蚀,难 以维护。链轮在池底滚动时,链轮对混凝土池底的磨损均较严重, 同时也易造成链轮的损坏,此类问题一般采用链轮下敷设钢板或 PVC 板行走路面的形式来缓解磨损问题。"]
- ["问:如何进行二沉池的运行、管理?", "答:二沉池运行、管理的主要内容是刮泥和排泥操作,刮泥 和排泥操作一般有两种方式,间歇刮(排)泥和连续刮(排)泥。\n(1)刮泥 \n通过刮泥机械把池底污泥刮至泥斗,有的刮泥机同 时将池面浮渣刮入浮渣槽。平流式沉淀池采用行车刮泥机时, 一般 用间歇刮泥。采用链条式刮泥机时,则既可间歇刮泥,也可连续刮 泥。刮泥周期长短取决于污泥的量和质,当污泥量大或已腐变时, 应缩短周期,但刮板行走速度不能超过其极限,即1.2r/min, 否 则会搅起已经沉淀的污泥,影响出水质量,连续刮泥易于控制,但 链条和刮板磨损较严重。辐流式沉淀池周边沉淀的污泥要较长时间 才能被刮板推移到中心泥斗, 一般须采用连续刮泥。采用周边刮泥 机时,周边线速度不可超过3m/min, 否则周边沉淀污泥会被搅起,使沉淀效果下降。\n(2)排泥 \n对排泥操作的要求是既要把污泥排净,又要使污泥 浓度较高。排泥时间长短取决于污泥量、排泥泵流量和浓缩池要求 的进泥浓度。排泥时间确定方法如下:在排泥开始时,从排泥管定 时连续取样测定含固量变化,直至含固量降至基本为零,所需时间 即排泥时间。大型污水处理厂一般采用自动控制排泥,多用时间程 序控制,即定时开停排泥泵或阀,这种方式不能适应泥量的变化。 较先进的排泥控制方式是定时排泥,并在排泥管路上安装污泥浓度 计或密度计,当排泥浓度降至设定值时,泥泵自动停止。PLC 自 动控制系统能根据积累的污泥量和设定的排泥浓度自动调整排泥时 间,既不降低污泥浓度,又能将污泥较彻底排除。"]
- ["问:二沉池运行管理应注意哪些事项?", "答:沉淀池运行管理的基本要求是保证各项设备安全完好, 及时调控各项运行控制参数,保证出水水质达到规定的指标。为 此,应着重做好以下几方面工作:\n(1)避免短流 \n进入沉淀池的水流,在池中停留的时间通常并 不相同, 一部分水的停留时间小于设计停留时间,很快流出池外; 另一部分则停留时间大于设计停留时间,这种停留时间不相同的现 象叫短流。\n短流使一部分水的停留时间缩短,得不到充分沉淀,降低了沉 淀效率;另一部分水的停留时间可能很长,甚至出现水流基本停滞 不动的死水区,减少了沉淀池的有效容积,死水区易滋生藻类。总 之短流是影响沉淀池出水水质的主要原因之一。\n形成短流的原因很多,为避免短流,可采取以下措施。\n一是在设计中尽量采取一些措施。如采用合理的进水分配装 置,以消除进口射流,使水流均匀分布在沉淀池的过水断面上;降 低紊流产生,防止污泥区附近的流速过大;增加溢流堰的长度;沉 淀池加盖或设置隔墙,以降低池水受风力和光照升温的影响;高浓 度水经过预沉淀等。\n二是加强运行管理,应严格检查出水堰是否平直,发现问题, 要及时修理。\n另外,在运行中,浮渣可能堵塞部分溢流堰口,致使整个出流 堰的单位长度溢流量不等而产生水流抽吸,操作人员应及时清理堰 口上的浮渣。通过采取上述措施,可使沉淀池的短流现象降低到最 小限度。\n(2)及时排泥 \n及时排泥是沉淀池运行管理中极为重要的工 作,污水处理过程中沉淀池中所含污泥量较多,且绝大部分为有机 物,如不及时排泥,就会产生厌氧发酵,致使污泥上浮,不仅破坏 了沉淀池的正常工作,而且使出水水质恶化。\n二次沉淀池排泥周期一般不宜超过2h 。当排泥不彻底时应停 止工作,采用人工冲洗的方法彻底清除污泥,机械排泥的沉淀池要 加强排泥设备。\n(3)污泥回流 \n应使进出二沉池的污泥保持平衡,若出池污泥 大于进池污泥,则抽出的污泥中水分过多;若出池污泥小于进池污 泥,则二沉池会积泥。 一沉池污泥存积应越少越好。生物滤池系统 二沉池中的污泥被送至初沉池或送至污泥浓缩池、消化池以做进一 步处置。\n(4)数据的测定\n① 固体浓度 \n出水固体浓度对出水水质有很大的影响,测定 进出二沉池的固体浓度即可得知二沉池的效率。\n② DO 值 \n定期采样测定进出二沉池液体的 DO 值,若二沉池 出水中 DO 值显著下降,表明二沉池污泥仍具有较高的需氧量,水 质处理不完全,仍未稳定化;若 DO 值下降少说明污泥稳定状态是 可以接受的。\n③ pH 值 \n二沉池中 pH 值下降,同时有小气泡表明污泥存在 腐败条件。若二沉池中 pH 值上升,同时有小气泡表明污泥存在反 硝化现象。\n④ 温度 \n 温度会影响污泥的沉降性能,由于水的密度上升和 黏滞力升高,温度低时二沉池的水力停留时间延长。由于温度下降后出水的 BOD升高,可使浮渣增多。\n⑤ BOD 、COD 测定 \nBOD 、COD 值可得知处理系统的负荷及 处理效率。若将出水中的 BOD/COD 同进水时的比值相比较,比 值大大下降,表明可以生物氧化分解的有机物已基本上被除去。"]
- ["问:二沉池运行过程中常见的异常问题及其解决对策有 哪 些 ?", "答:(1)出水带有细小悬浮污泥颗粒 \n产生原因主要有: \n① 因短流而减少了停留时间,以使絮体在沉降前即流出;\n② 活性污泥过度曝气,使污泥过氧化;\n③ 水力超负荷;\n④ 因操作或水质关系产生针状絮体。\n解决办法有:\n① 减少水力负荷;\n② 调整出水堰的水平;\n③ 投加化学絮凝剂;\n④ 调节曝气池中运行的工艺,以改善污泥的性质,例如缺营养时,应加营养,如泥龄过长则应使之缩短,合理控制曝气量。\n(2)污泥上浮 \n污泥结块、堆积并引起污泥解絮,污泥升至表面。\n解决办法有:\n① 更经常、更频繁地从沉淀池排放污泥;\n② 更换损坏的刮泥板;\n③ 将黏附在二沉池内壁及部件上的污泥用刮板刮去。\n(3)出水堰脏 \n因固体物(主要是污泥、塑料袋等)积累,黏 附及藻类长在堰板上。\n解决办法有:\n① 经常和彻底地擦洗与废水接触的所有表面;\n② 先加氯后再清洗。\n(4)污泥管道堵塞 \n产生原因为管道中流速低,重物含量高。\n解决办法有:\n① 疏通沉积的物质;\n② 用水、气等反冲堵塞的管线;\n③ 较频繁地用泵送污泥;\n④ 改进泥管线。\n(5)短流 \n产生原因有:\n① 水力超负荷;\n② 出水堰不平;\n③ 设备失去功能;\n④ 污泥或砾石过多地积累,因此减少了停留时间。 \n⑤ 风的影响。\n解决办法有:\n① 减少流量;\n② 调整出水堰水平;\n③ 修理或更换损坏的进泥和刮泥装置;\n④ 避免风的影响;\n⑤ 去除沉积的过量固体物。\n(6)刮泥器扭力过大 \n因刮泥器上承受负荷过高所致。\n解决办法有:\n① 定期放空水并检查是否有工具、砖、石和松动脱落的零件 卡住刮泥板;\n② 及时更换损坏的刮泥板等部件;\n③ 当二沉池表面结冰时应破冰;\n④ 减慢刮泥器的转速。"]
- ["问:沉淀池出水堰的作用和基本要求是什么?", "答:沉淀池集水槽前多设置自由式出水堰。出水堰是沉淀池 的重要部件,出水堰的主要作用不仅是控制沉淀池内水位的高程, 而且对沉淀池内水流的均匀分布有着直接影响。\n为了防止池内水流产生偏流现象,要使出水堰口尽量水平,以 保证每单位长度堰的流量都相等;为了减少池内向出口方向流动的行进流速,应对每单位长度堰的过流量进行控制, 一般初次沉淀池 应控制在27m³/(m·h) 以内,二次沉淀池在7.0~10m³/(m·h)以内。出流堰大多采用锯齿形三角堰,这种堰常用钢板、铝合金或 PVC 板制成,齿深50mm, 齿距200mm, 直角,用螺栓固定在出 口的池壁上。池内水位控制在锯齿高度的1/2处为宜。如采用平 堰,要求施工严格水平。为了适应水流的变化或构筑物的不均匀沉 降,在堰口处需设置使堰板能上下移动的调整装置。"]
- ["问:重力浓缩池的运行控制参数有哪些?", "答:重力浓缩法操作简便,维修、管理及动力费用低,应用 较为广泛。其主要的运行控制参数如下。\n(1)进泥含水率 \n当为初次污泥时,其含水率一般为95%~ 97%;当为剩余活性污泥时其含水率一般为99.2%~99.6%;当 为混合污泥时,其含水率一般为98%~99.5%。\n(2)污泥固体负荷 \n当为初次污泥时,污泥固体负荷宜采用 80~120kg/(m²·d); 当为剩余活性污泥时,污泥固体负荷宜采用 30~60kg/(m²·d); 当为混合污泥时,污泥固体负荷宜采用25~ 80kg/(m²·d)。\n(3)浓缩后污泥含水率 \n由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩 池的污泥含水率,当采用99.2%~99.6%时,浓缩后污泥含水率 宜为97%~98%。\n(4)浓缩停留时间 \n浓缩时间不宜小于12h, 但也不要超过 24h, 以防止污泥厌氧腐化。\n(5)有效水深 \n一般为4m, 最低不小于3m。\n(6)污泥室容积和排泥时间 \n应根据排泥方法和二次排泥间隔 时间而定,当采用定期排泥时,两次排泥间隔一般可采用8h。\n(7)集泥设施 \n辐流式污泥浓缩池的集泥装置,当采用吸泥机 时,池底坡度可采用0.003;当采用刮泥机时,不宜小于0.01。当 设刮泥设备时,池底一般设有污泥斗,其污泥斗与水平面的倾角 应不小于55°。刮泥机的回转速度设为0.75~4r/h, 吸泥机的回转速度设为1r/h, 其外缘线速度一般宜为1~2m/min 。 同时,在 刮泥机上可安设栅条,以便提高浓缩效果,在水面设除浮渣装 置。当浓缩池较小时,可采用竖流式浓缩池, 一般不设刮泥机, 污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度应不小于55°,中心 管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行 设计。"]
- ["问:重力浓缩池运行时应注意哪些问题?", "答:(1)控制浓缩池污泥的负荷 \n按照设计参数要求进入污 泥量,避免浓缩池的处理量过大,造成停留时间不足使上清液浑 浊,也要防止因为停留时间过长导致污泥厌氧分解上浮。\n(2)控制搅拌条件 \n缓慢搅动有利于污泥颗粒的凝聚和颗粒间 水分的析出,但搅拌速度过快会打碎污泥颗粒,阻碍污泥颗粒的有 效凝聚。\n(3)防止污泥上浮 \n在夏天,污泥上浮是重力浓缩池的主要异 常问题,这往往是污泥厌氧消化产气所致,也可能是由于污泥中硝 酸盐氮反硝化产气引起,其根本原因是因为浓缩池缺氧和污泥停留 时间过长以及温度升高。在污泥进入浓缩池之前进行短时曝气,可 以有效地解决污泥上浮问题。另外,加大浓缩池中污泥的进出流量 也可以获得较好效果。\n(4)溶磷 \n具有生物除磷功能的污水处理厂排出的富磷污泥进 入浓缩池后,若停留时间过长将导致磷的回溶现象,造成磷重新回 到污水处理系统,污泥中磷的释放主要是浓缩池缺氧引起的。\n(5)上清液 \n浓缩池的上清液应重新回流到初沉池或调节池前 进行处理,不能直接排放。\n(6)二次污染 \n污泥浓缩池污泥停留时间较长, 一般会产生酸 化厌氧,散发臭气,必要时应考虑防臭或脱臭措施。臭气控制可以 从以下三个方面着手,即封闭、吸收和掩蔽。所谓封闭,是指用棚 子或其他设备封住臭气发生源或用引风机将臭气送入曝气池内吸收 氧化;所谓吸收,是指用化学药剂来氧化或净化臭气;所谓掩蔽,是指采用掩蔽剂使臭气暂时不向外扩散。"]
- ["问:重力浓缩池刮泥机的基本类型和要求有哪些?", "答:重力浓缩池中设置污泥刮泥机,刮泥机的形式有悬挂式 中心传动刮泥机、垂架式中心传动刮泥机和周边传动刮泥机。\n刮泥机刮臂外缘线速度一般均小于3.5m/min, 而用于给水厂 污泥刮泥机刮臂外缘线速度均小于2m/min, 中心传动刮泥机采用 悬挂时,池径一般小于12m 。采用垂架式时则适用于池径大于 20m, 甚至到50m, 而国外生产的垂架式中心传动刮泥机可适用于 池径100m。"]
- ["问:浮选浓缩池撇渣机的基本类型和适用特点有哪些?", "答:浮选浓缩池撇渣机的形式有绳索牵引式撇渣机,链条牵 引式撇渣机,行车式撇渣机。\n行车式撇渣机适用于池内水位稳定,池面漂浮物的密度小于介 质密度,介质温度在0℃以上的工况。如果浮选浓缩池设在室外露 天,池上需架设防雨棚,以免雨水打碎浮渣。\n绳索牵引式撇渣机适用范围同行车式撇渣机,钢丝绳应具有较 好的挠曲性、耐磨性和耐腐蚀性,优先选用不锈钢钢丝绳,当使用 普通钢丝绳时,运行中应注意经常清除钢丝绳表面的污物并涂油 保护。\n链条牵引式撇渣机的链条是主要部件。链条的结构形式有两 种,即片式牵引链和销钉链,销钉链的耐磨性和耐腐蚀性较好。在 同等工况下链条牵引式撇渣机要比绳索牵引式撇渣机寿命长,出于 该型撇渣机是在池上做单向直线运动,不需换向装置,电源连接和 控制系统都较简单,因而减少了故障率,但造价比绳索牵引式 要高。"]
- ["问:如何进行吸泥桥的操作运行?", "答:吸泥桥控制柜设有运行指示灯,能够显示设备的运行、故障、备用等状态,还有自动运行、手动运行转换开关。\n(1)若采用自动运行,只需将控制柜上的开关置于自动位置上 即可。\n(2)若采用手动运行,需将吸泥泵、行走电机开关置于手动 处,然后可选择行进速度, 一般设有1 速(2 . 1m/min) 和 2 速 (4.2m/min), 可根据实际情况选择。\n(3)吸泥泵出口一般设有电磁阀控制,通过将电磁阀开关打到 手动位置处,可调整出口阀门的开启度(0~100%),用来调节回 流污泥流量。\n另外,在桥上一般都设有急停开关,桥无论是在手动条件下运 行,还是在自动条件下运行,如遇到紧急情况,都可迅速按下急停 开关,使桥停止运行。"]
- ["问:如何进行吸泥桥的维护保养?", "答:在对桥维护前应首先采取以下措施。\n(1)切断桥的电源。\n(2)打开开关柜,将开关置于 “OFF” 处。\n(3)悬挂禁止合闸指示牌。\n吸泥桥的维护项目如下。\n(1)每月至少全面检查一次整个桥的机械,电气功能。\n(2)每周检查桥上所有螺栓,若松动应立即进行紧固。\n(3)每周检查导向轮有无损坏,并调整好导向轮位置,保证桥 不走偏。\n(4)驱动电动机耐磨轴承应用钙基脂润滑。\n(5)齿轮箱内的润滑油,每3年更换一次。\n(6)电控柜内要防潮, 一般情况下,应将电控柜的门关闭,将 其温度维持在20℃左右,但在一些特殊情况下,如电控柜内的通 风扇发生故障而不能正常工作时,则最好不要将门关上,应保持良 好的通风,以免发生过热现象,将电控柜烧坏。\n日常巡视内容如下。\n(1)检查桥运行是否正常,吸泥泵是否出泥。\n(2)检查行走轮是否完好,导向轮是否损坏。\n(3)检查电缆卷筒运转是否正常,电缆缠绕是否整齐。\n(4)检查电机在运行过程中有无杂音及异常情况。"]
- ["问:吸泥桥常见故障及解决办法有哪些?", "答:(1)机械方面 \n导向轮损坏或脱落,会导致桥体严重走 偏,此时应及时更换导向轮,并调整好桥的位置。桥行走轮上紧固 螺栓松动,严重时甚至脱落,会严重影响桥的运行,应立即对这些 松动的螺栓进行紧固。\n(2)电气方面\n① 桥不行走:应先检查电控柜内是否有空气开关跳闸,应现 试合几次(一般不超过3次),若不能合闸,须让专业维修人员清 查故障原因,待完全排除后方可合闸。若无跳闸现象,而控制柜上 指示灯也无故障显示,则可能是熔断器烧坏,应更换一个新的熔断 器即可。\n② 吸泥泵不出泥:此时,应对吸泥泵的电气线路进行检查。"]
- ["问:什么是加压溶气气浮?", "答:溶气气浮是使空气在一定的压力下溶于废水并呈饱和状 态,然后使废水压力骤然降低,这时溶解的空气便以微小的气泡 从水中析出,实现气浮效果。用这种方法产生的气泡直径约为 20~100μm, 并且可人为地控制气泡与废水的接触时间,应用 广泛。\n根据气泡从水中析出时所处的压力不同,溶气气浮又可分为两 种方式: 一种是空气在常压或加压下溶于水中,在负压下析出,称 为溶气真空气浮;另一种是空气在加压下溶入水中,在常压下析 出,称为加压溶气气浮。后者广泛用于含油废水的处理,通常作为 除油后的补充处理和生化处理前的预处理。"]
- ["问:气浮的基本原理是什么?", "答:气浮法,又称浮选法。它是将污水通入空气,产生微小 气泡作为载体,使污水中的乳化油、微小悬浮物等污染物质黏附在 气泡上,形成浮选体,利用气泡的浮升作用,上升到水面,通过收 集水面上的泡沫或浮渣达到分离杂质、净化污水的目的。这种方法 主要用来处理污水中靠自然沉降或上浮法难以去除的乳化油或相对 密度近于1的微小悬浮颗粒。\n气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒(固体或液滴)附着以及 上浮分离等连续步骤。实现气浮法分离的必要条件有两个:第一, 必须向水中提供足够数量的微细气泡,气泡理想尺寸为15~ 30μm; 第二,必须使目的物呈悬浮状态或具有疏水性质,从而附 着于气泡上浮。\n当水中升起的空气泡与疏水固体粒子接近时,穿透包围固体粒 子的水层(具有某一临界厚度),气泡与粒子黏着, 一起上浮至水 面,形成泡沫(亦称浮渣)。水中通入气泡后,并非任何悬浮物都 能与之黏附。这取决该物质的润湿性,即能被水润湿的程度。各种 物质对水的润湿性可用它们与水的接触角来反映。黏附的概率与粒 子浸润性有关,粒子的浸润性以浸润角的大小来表示,浸润角越 大,附着的概率越大,气泡附着在粒子表面也就越牢固。吸附现象 和水中的表面活性物质、电解质均影响悬浮粒子表面的浸润性能。 表面活性物质吸附在粒子表面,降低其浸润性,使粒子变为疏水 性。常用的表面活性物质有植物油、脂肪酸及其盐类、硫醇、烷基 硫酸盐和胺等,提高溶解气体在粒子表面的分子吸着作用也可增加 粒子的疏水性。通常情况下,浸润角>90°者称为疏水性物质,容 易与气泡吸附,当该物质相对密度小于1时,用气浮法就特别有 利。当浸润角趋近180°时,这种物质最易被气浮。浸润角<90°者 称为亲水性物质,这种物质吸附不牢,易于分离。当浸润角趋近 0°时,这种物质就不能被吸附。\n气浮分离的效果与气泡的大小和数量有关。气泡理想尺寸为15~30μm, 同时必须提高水中的含气量。废水中杂质含量提高, 接触和黏着的概率也随着提高,因此,空气的单位体积耗量也就减 少。上浮过程中必须稳定气泡大小,为此,加入各种泡沫生成剂, 以减少相分离的表面能。如加入松脂、甲酚、酚、烷基硫酸钠等。 这些物质中的一部分功能团具有捕集和生成泡沫等特性。废水中杂 质粒子的重量不超过粒子对气泡的黏着力和气泡浮力,气浮性能良 好的粒子尺寸大小取决于物质的密度,约为0.2~1.5mm。\n气浮过程也可与混凝法结合使用,称为混凝气浮法,气泡对新 生成的絮凝物的附着概率比加药前生成的絮凝物要高些。"]
- ["问:常见的气浮方法有哪些?", "答:按水中气泡产生的方法不同,将气浮法分为三大类:充 气气浮、溶气气浮和电解气浮法。目前,电解气浮法应用较少,这 里主要介绍前两种。\n(1)充气气浮法 \n充气气浮法是利用机械剪切力将混合于水中 的空气分割成微小气泡以进行浮选处理的方法,又称布气浮选法。 按粉碎气泡方法的不同,充气气浮又分为射流气浮、叶轮气浮和扩 散板(管)气浮几种。\n(2)溶气气浮法 \n溶气气浮法是使空气在一定压力下溶于水中 并达到过饱和状态,然后再突然降低污水压力,这时溶解于水中的 空气便以微小气泡的形式从水中逸出,以进行浮选的方法。\n根据气泡从水中析出时所处压力的不同,溶气气浮又可分为加 压溶气气浮和溶气真空气浮两种类型。前者空气在加压条件下溶于 水中,而在常压下析出;后者是空气在常压或加压条件下溶入水 中,在负压条件下析出。"]
- ["问:射流气浮的结构特点和运行参数有哪些?", "答:射流气浮是采用以水带气的射流器向水中充入空气。当 水从射流器喷嘴高速喷出时,将其周围的空气一起卷带走,使吸入 室形成负压,继而从吸气管吸入空气。当水气混合体进入喉管段后进行充分混合并伴随着激烈的能量交换,空气被粉碎成微小气泡, 然后进入扩散段,水气混合体降低流速,动能转化为势能,进一步 压缩气泡,最后从排出口排出,进入浮选池中进行气水分离,完成 浮选过程。为保证射流器不堵塞,要求悬浮物颗粒直径小于喷嘴直 径,喉管直径与喷嘴直径之比为2~2.5。\n射流气浮的优点是装置简单,造价低。但是它效率较低,在不 投混凝剂时,去除含油污水中乳化油的比率约为65%左右。且喷 嘴及喉管处易被油污堵塞,故应配备蒸汽清扫措施。\n射流气浮池多用竖流圆形,其设计运行参数一般如下。\n(1)保证射流器不堵塞,要求悬浮物颗粒粒径小于喷嘴直径。 \n(2)反应段上升流速60~80m/h。\n(3)分离段上升流速6~8m/h。\n(4)停留时间8~15min。\n(5)进水压力98~294kPa。\n(6)气浮渣由液位控制溢流排出。\n(7)空气量为水量的5%~8%。\n(8)SS 去除效率一般为90%~95%。"]
- ["问:叶轮气浮的运行过程和结构特点有哪些?", "答:叶轮气浮的充气是靠叶轮高速旋转时在固定盖板下产生 负压,从空气管中吸入空气。进入污水中的空气在叶轮的搅动下被 粉碎成细小的气泡,并与水充分混合后一起被导向叶片甩出,再经 整流板稳流后消能,在池内垂直上升,进行气浮。形成的浮渣不断 被缓慢转动的刮板刮出槽外。叶轮气浮池一般采用正方形,边长不 超过叶轮直径的6倍。当处理规模较大时,可在一个气浮池中设有 多个叶轮。气浮池的工作水深一般为2.5~4m, 气浮时间15~ 20min 。叶轮气浮净化效果与叶轮转速有关,转速越快,形成的气 泡越小,效果越好。但转速过快会产生紊流,破坏絮状粒子,从而 降低处理效果。\n叶轮气浮适用于处理水量不大、悬浮物浓度较高的污水,如用来从洗煤水中回收细煤粉。其优点是设备不易堵塞,缺点是其产生 的气泡较大,气浮效率偏低。"]
- ["问:涡凹气浮的原理及特点是什么?", "答:涡凹气浮 (CAF) 是叶轮气浮的改进形式。它是利用射 流泵叶轮在池内高速旋转产生负压吸入空气,高速旋转的叶轮将吸 入的空气切割成小气泡,从而实现气浮的目的。\n涡凹气浮的特点是占地面积小,运行费用低,抗负荷能力强, 配套设施少,自动控制,维护工作量小,使用方便,因此,适用于 稀油污水的处理。但是,对于高温稠油污水,由于涡凹气浮主要依 靠射流泵叶轮在池内高速旋转产生负压吸入空气,高速旋转的叶轮 再将吸入的空气切割成小气泡,在无压体系中自然释放,气泡直径 大,对于高温稠油污水处理效果较差,而且动力消耗高。"]
- ["问:DAF 高效溶气气浮设备的原理及特点是什么?", "答:气浮设备的工作原理是采用多相流体泵实现吸气、溶气 功能。通过该多相流混合泵所具有的特殊结构叶轮的高速旋转剪切 作用,将吸入的空气剪切为直径微小的气泡,随后在泵的高压下溶 于水,并在随后的减压阶段,溶解的气体以微气泡的形式释放出 来。其特点如下。\n(1)产生的气泡密集微小,直径<20μm, 而传统 DAF 气泡直 径一般只有50~100μm。\n(2)溶气效率高,空气最大溶解度达100%,最大含气量为 30%(常规 DAF 为8%)。\n(3)处理效果好,出水 SS≤10mg/L, 油≤5mg/L,SS 或油 去除率可分别达99%。\n(4)水力停留时间短,气浮池体积小,与传统 DAF 相比可节 省占地面积60%。\n(5)边吸水边吸气,泵内加压混合。\n(6)气泡均匀稳定,不会发生大气泡翻腾问题。\n(7)不会出现溶气释放器堵塞问题。\n(8)电耗与运行费用低,可节约50%能耗。\n(9)系统构造简单,不需要空压机、压力溶气罐、溶气释放器 及高压泵等。\n(10)全自动操作,使用方便,维修次数少。\n(11)设备材质好,聚丙烯或304/316不锈钢材质,耐腐蚀。\n其运行参数为:水力表面负荷10m³/(m²·h), 回流比20%, 溶氧压力5~8个大气压,废水停留时间15min, 气固比0.0008。"]
- ["问:扩 散 板 ( 管 ) 气 浮 的 结 构 和 特 点 有 哪 些 ?", "答:扩散板(管)气浮是过去常采用的一种气浮方法。它是 把压缩空气通过位于池底部的微孔板(管),使空气分割成细小气 泡分布于水中,进行浮选。这种方法简单易行,能耗也低,但其缺 点较多,如气泡较大,上升速度快,剧烈扰动水体,对于分离水中 较小的颗粒杂质和易被撞破的疏松絮体,浮选效果就差。另外,空 气扩散装置中的微孔易于堵塞。这种方法近年已少用。"]
- ["问:加压溶气气浮的基本原理是什么?", "答:加压溶气气浮是国内外最常用的气浮方法,它是通过溶 气罐使空气在一定压力下溶入水中并呈饱和状态,然后在气浮池中 使废水压力骤然降低,这时空气便以微小的气泡从水中析出并进行 气浮。这种方法形成的气泡直径只有80μm 左右,净化效果比充气 气浮好,可处理悬浮物浓度4~5g/L 的废水。\n加压溶气气浮是依靠无数微气泡去黏附絮粒,因此,对凝聚的 要求可适当降低。能节约混凝剂量和减少反应时间。由于气浮是依 靠气泡来托起絮粒的,絮粒越多、越重,所需气泡量就越多。故气 浮不宜用于高浊度废水而较适用于低浊度废水。"]
- ["问:加压溶气气浮有哪些优点?", "答: (1)在加压情况下,空气的溶解度大,供气浮用的气泡数量多,保证了气浮效果,处理效果显著而且稳定。\n(2)溶入水中的气体经骤然减压释放,产生的气泡微细,气泡 直径在80μm左右,粒度均匀,而且上浮稳定,对液体扰动微小。 因此特别适用于疏松絮粒、细小颗粒的固液分离。\n(3)工艺过程及设备比较简单,便于管理、维护。\n(4)特别是部分回流式,处理效果显著、稳定,并能较大地节 约能耗。"]
- ["问:加 压 溶 气 气 浮 有 哪 些 基 本 流 程 ? 其 特 点 是 什 么 ?", "答:加压溶气气浮根据加压情况,可分为全部进水加压、部 分进水加压及部分出水回流加压三种流程,其特点如下。\n(1)全部进水加压溶气气浮 \n全部进水加压溶气气浮是将全部 污水用加压泵加压至3~4个大气压,并在压力管上通入一定量的 压缩空气后,水气混合物进入溶气罐,在其中停留一段时间进行水 气混合与溶解,然后经过减压阀进入常压气浮池进行气浮。这一流 程比较简单,但全部水量加压,流经溶气罐,耗电量大,所需溶气 罐容积大。此外,若在气浮之前需经混凝处理时,则已形成的絮凝 体易在加压或减压过程中破碎,影响混凝效果。\n(2)部分进水加压溶气气浮 \n部分进水加压溶气气浮是取部 分污水加压和溶气,其余污水直接进入气浮池并在气浮池中与溶 气污水混合。部分出水回流加压溶气气浮是取一部分出水回流后 进行加压和溶气,减压后直接进入气浮池,与来自混凝池的污水 混合和浮选。这两种流程中,用于加压溶气的水量通常只占总水 量的15%~40%,故溶气罐体积较小。与全部进水加压相比, 在相同电耗条件下,溶气压力可提高,因而形成的气泡分散度更 高、更均匀。此外,在混凝法配合使用时,絮凝体不易受到 破坏。"]
- ["问:加压溶气气浮法的设计运行常规参数有哪些?", "答:(1)一般溶气压力用200~400kPa, 回流比取25%~50%。\n(2)根据试验时选定的混凝剂及其投加量和完成絮凝的时间及难易度,确定反应形式及反应时间, 一般反应时间比沉淀所需的反 应时间短些,10~15min 为宜。\n(3)接触室必须为气泡与絮凝体提供良好的接触条件,其宽度 还应考虑易于安装和检修要求。为避免打碎絮体,应注意水流的衔\n接,反应池与气浮池可合建。进入气浮池接触室的流速宜控制在 0.1m/s 以下。\n(4)接触室的水流上升流速一般取10~20mm/s, 室内的水力 停留时间一般不宜小于60s。\n(5)接触室内的溶气释放器,需根据选定的回流量、溶气压力 及各种型号释放器的作用范围确定合适的型号与数量。\n(6)气浮分离室的水流(向下)流速, 一般取1.5~2.5mm/s, 即分离室的表面负荷率取5.4~9.0m³/(m²·h)。\n(7)气浮池的有效水深, 一般取2.0~2.5m, 池中水力停留时 间一般在10~20min。\n(8)气浮池一般单格宽度不超过10m, 池长不超过25m 为宜。\n(9)气浮池排渣, 一般采用刮渣机定期排除,刮渣机的行车速 度宜控制在5m/min 以内。\n(10)气浮池集水应力求均匀, 一般采用穿孔集水管,集水管 的最大流速控制在0.5m/s 左右。\n(11)压力溶气罐直径, 一般根据过水截面负荷率100~ 150m³/(m²·h) 选取,罐高2.5~3.0m 。填料有瓷质拉西环、塑 料斜交错淋水板、不锈钢圈填料、塑料阶梯环等。由于阶梯环具有 高的溶气效率,故可优先考虑,填料层高通常取1~1.5m 。有的溶 气罐做成空罐,但空罐易使水流短路,容积利用系数小。根据某炼 厂废水站实测,废水在空罐内实际停留时间只有1.5min, 而设计 理论停留时间为3min, 容积利用系数只有0.5。\n(12)溶气罐顶需设放气阀,以便定期地积存罐顶的受压空气 放出,否则溶气罐的容积将相应地减小,而且气浮池将特大气泡冒 出,影响气浮效果。"]
- ["问:加压溶气气浮的主要组成有哪些?", "答:加压溶气气浮装置主要由三个部分组成:溶气罐、释放 器和气浮池。\n(1)溶气罐 \n其作用是在一定的压力(约为0.2~0.4MPa) 下,保证空气能充分地溶于水中,并使水、气良好混合。溶气罐内 水的理论停留时间一般采用2~5min 。溶气罐中的水气混合时间与 进气方式有关,泵前进气的混合时间略短,泵后进气的混合时间则 相对要长些。溶气罐的顶部设有排气阀,用以定期排出罐顶部未溶 解的空气,保持溶气罐出口处的压力恒定,保证溶气罐的有效容积 和溶气效率。罐底设有放空阀,在清洗时用来放空溶气罐。为防止 罐内短路,增大紊流程度,罐内还设有挡板或填料。溶气形式有多 种,如水泵吸气式,射流溶气式及空压机供气式等;空压机可保证 水泵在高效条件下工作、使溶气效率有很大提高。由于空气溶解度 甚小,故一般只需小功率空压机即可,从节能的观点来看,十分适 于用空压机供气,在无填料的情况下,溶气效率可达60%左右, 如果用填料式溶气罐,可比不加填料时提高效率30%左右,影响 溶气效率因素众多,如填料品种、填料层的高度、溶气罐中水位高 低、供气流量大小、供气方式、水温等,在设计溶气罐时都应 考虑。\n(2)释放器 \n要提高气浮法净水效果,不仅需要提高溶气效 率,而且需要好的释放条件使微气泡能彻底释出。释放器的作用是 当压力溶气水进入释放器时,释放器内特殊的结构使溶气水在极短 的时间内(约0.1s) 经历反复的收缩、扩散、撞击和返流、旋流, 其压力损失达95%以上,由于压力的下降,使得原溶解于水中的 空气迅速释放。常用的 TS 型溶气释放器,能在0.15~0.20MPa 的低压下完全地释放出大量可供气浮净水用的有效气泡,该释放器 由底座、孔盒、管嘴接头等部分组成,其关键部位在于孔盒的构 造,即进、出水孔直径及位置、圆环直径及宽度、环与盒盖间的缝 隙尺寸、孔盒高度等的合理选择与组合。\n(3)气浮池 \n气浮池是气浮处理系统的核心设备,它为气泡与 水中的悬浮颗粒的混合、接触、黏附以及分离提供了一定的空间。 其运行过程是当污水从减压阀流入敞口水池后,由于压力减至常 压,使溶解于污水中的空气以微小气泡形式逸出。气泡在上升过程 中吸附乳化油和细小悬浮颗粒,上浮至水面形成浮渣,由刮渣机除去。气浮池形式多样,可根据原水水质、水量大小、水温、建造条 件等因素综合考虑后选定。 一般是溶有过饱和空气的废水通入浮选 器,析出的气泡捕集悬浮物,上浮后的泡沫层用刮板刮入残渣接收 器。因重力作用沉人浮选器底部的固体粒子由底部刮板刮人接收 器,通过管道排出。加压溶气浮选池的种类较多, 一般可归纳成平 流式、竖流式两种,它们分别与平流式和竖流式沉淀池类似。此 外,还有斜板式浮选池,这种浮选池类似于斜板隔油池,浮选室内 斜板分隔成若干小室,每个小室均有进液管引入溶气水。泡沫由上 部刮泡器排出,处理水和不浮污泥由与各小室相通的污泥管和处理 水管排出。"]
- ["问:溶气真空气浮的结构和特点有哪些?", "答:溶气真空气浮的特点是气浮池在负压状态下运行。至于空 气的溶解,可在常压下进行,也可在加压下进行。由于气浮池在负压 状态下运行,故溶于水中的空气易于呈过饱和状态,从而大量地以气 泡的形式从水中析出,进行气浮。溶气真空气浮池平面上多为圆形, 池面压力多取30~40kPa, 污水在池内的停留时间为5~20min。\n溶气真空气浮的主要优点是:空气溶解所需压力比压力溶气 低,动力设备和电能消耗较少,而且气泡的生成及其与粒子间的黏 着是在静止介质中进行的,故气泡-粒子聚集体的破坏概率可减小 到最低程度。但这种浮选方法最大缺点是:浮选在负压下进行, 一 切设备部件,如除泡沫的刮板设备等,都要密封在浮选池内,浮选 池的构造复杂,给运行和维护都带来很大困难。此外,因废水中所 含气泡不多,在悬浮物浓度较高时(超过250~300mg/L) 不宜使 用这种方法。"]
- ["问:溶气释放器选择的基本要求有哪些?", "答:溶气释放器是将压力溶气水通过消能、减压,使溶入水 中的气体以微气泡的形式释放出来,并迅速而均匀地与水中杂质相 黏附。选择溶气释放器时的基本要求如下。\n(1)充分地减压消能,保证溶入水中的气体能充分地全部释放 出来。\n(2)保证气泡的微细度,增加气泡的个数,增大与杂质黏附的 表面积,防止微气泡之间相互碰撞而扩大,以减少不利于气浮过程 的大粒径气泡的产生。\n(3)创造释气水与待处理水中絮凝体良好的黏附条件,避免水 流冲击,确保气泡能迅速均匀地与待处理水混合,提高捕捉概率。\n(4)要有防止堵塞的措施,为了迅速地消能,必须缩小水流通道, 因而水中杂质堵塞通道是很难避免的,故必须要有防止堵塞的措施。\n(5)构造力求简单,材质要坚固、耐腐蚀,同时要便于加工、 制造与拆装。尽量减少可动部件,确保运行稳定、可靠。"]
- ["问:加压溶气气浮法初次运行操作时的注意事项有哪 些 ?", "答:(1)初次进水前,首先要用压缩空气或高压水对管道和 溶气罐反复进行吹扫清洗,直到没有容易堵塞的颗粒杂质后,再安 装溶气释放器。同时,要检查连接溶气罐和空压机之间管道上的单 向阀方向是否指向溶气罐。\n(2)先开空压机,要等空压机的出口压力大于溶气罐的压力 后,再打开压缩空气管道上的阀门向溶气罐注入空气。\n(3)先用清水调试压力溶气系统与溶气释放系统,待系统运行 正常后,再向反应池内注入污水。\n(4)压力溶气罐的出水阀门必须完全打开,以防由于水流在出 水阀处受阻,使气泡提前释放、合并变大。\n(5)控制气浮池出水调节阀门或可调堰板,将气浮池水位稳定在集渣槽口以下5~10cm, 待水位稳定后,用进出水阀门调节并测 量处理水量,直到达到设计水量。\n(6)等浮渣积存到5~8cm 后,开动刮渣机进行刮渣,同时检 查刮渣和排渣是否正常,出水水质是否受到影响。"]
- ["问:气浮法日常运行管理有哪些注意事项?", "答:(1)巡检时,通过观察孔观察溶气罐内的水位。要保证 水位即不淹没填料层,又不低于0.6m, 以免影响溶气效果,防止 大量空气窜入气浮池。\n(2)巡检时要注意观察池面情况。如果发现接触区浮渣面高低 不平、局部水流翻腾剧烈,这可能是个别释放器被堵或脱落,需要 及时检修和更换。如果发现分离区浮渣面高低不平、池面常有大气 泡鼓出,这表明气泡与杂质絮粒黏附不好,需要调整加药量或改变 混凝剂的种类。\n(3)冬季水温较低影响混凝效果时,除可采取增加投药量的措 施外,还可利用增加回流水量或提高溶气压力的方法,增加微气泡 的数量及其与絮粒的黏附,以弥补因水流黏度的升高而降低带气絮 粒的上浮性能,保证出水水质。\n(4)为了不影响出水水质,在刮渣时必须抬高池内水位,因此 要注意积累运行经验,总结最佳的浮渣堆积厚度和含水量,掌握浮 渣积累规律和刮渣时间,定期运行刮渣机除去浮渣,建立符合实际 情况的刮渣制度。\n(5)根据反应池的絮凝、气浮池分离区的浮渣及出水水质等变 化情况,及时调整混凝剂的投加量等混凝参数,同时要经常检查加 药管的运行情况,防止发生堵塞(尤其是在冬季)。\n(6)做好日常运行记录,包括处理水量、水温、进出水水质、 投药量、溶液气水量、溶气罐压力、刮渣周期、泥渣含水率等。"]
- ["问:气液多相溶气泵 (EDUR) 气浮的原理及特点是\n什么?", "答:埃杜尔 (EDUR) 气浮装置吸收了CAF 切割气泡和 DAF稳定溶气的优点,采用德国进口专利溶气泵作为回流泵,气体在泵 进口管道直接吸入,利用 EDUR 气液多相泵特殊的叶轮结构,在 泵内建立压力的过程中产生气液二相充分的混合并达到饱和,高速 旋转的多级叶轮将吸入的空气多次切割成小气泡,并将切割后的小 气泡在泵内的高压环境中瞬间溶解于回流污水中。这种特殊结构的 气液多相泵产生的气泡直径小于30μm, 吸入空气最大溶解度达到 100%,溶气水中最大含气量达到30%,泵的性能在流量变化和气 量波动时十分稳定,为泵的调节和气浮工艺的控制提供了极好的操 作条件。\nEDUR 气浮的特点是没有释放器、溶气罐等易堵塞部件,通 过调节进气和进水阀门即可方便地调节气液比,操作管理十分方 便,同时省却了溶气罐、空压机、回流泵、释放器、储气罐以及阀 门和管路等诸多配套设施,采用 EDUR 溶气泵代替溶气气浮,可 节约工程投资40%,运行费用约30%。"]
- ["问:平流式气浮池的运行过程和特点是什么?", "答:平流式气浮池的运行操作过程如下。\n废水自下部进入,加入絮凝剂后和溶气水混合并均匀分布于整 个池宽上,气浮池的前部设有倾角为60°的隔板,板顶部距离水面 约0.3m, 以防止进水水流对颗粒上浮的干扰。隔板之前的部分称 为接触区,板后部分称为分离区。接触区主要作用是使颗粒黏附于 气泡上,水流上升速度为20mm/s, 上端速度为5~10mm/s, 停留 时间应大于120s。分离区完成颗粒与水的分离,颗粒随气泡上浮, 清水由下部排出。当颗粒上浮所需时间小于水流平流所需时间时, 方可实现固液分离,否则颗粒会随水流排出。分离室废水力停留时 间一般为10~20min, 浮渣由刮渣机刮入集渣槽,清水进入底部的集水管。\n平流式气浮池构造简单,管理方便,但池容利用率较低。"]
- ["问:选择氧化剂时应考虑哪些因素?", "答:(1)对水中特定的杂质是否有良好的氧化作用。\n(2)反应后的生成物应无害,不需二次处理。\n(3)价廉、货广。\n(4)常温下反应迅速,不需加热。\n(5)反应时所需的pH 值(不宜太高或太低)。"]
- ["问:水处理中常用的氧化剂有哪些?", "答:(1)氧化剂在接受电子后还原成带负电荷离子的中性原 子,如气态的O₃ 、Cl₂ 、O₂ 等。\n(2)氧化剂中带正电荷的离子接受电子后还原成负电荷离子, 例如漂白粉,在碱性介质中漂白粉的次氯酸根 [OCl⁻] 中的 Cl⁺ 接受电子后还原成 Cl⁻, 次氯酸钠也类似。\n(3)带正电荷的离子,接受电子后还原成带低正电荷的离子, 例如高锰酸盐 (KMnO₄) 中的Mn⁷⁺ 接受电子后还原成Mn²⁺。\n(4)电解,以不溶性电极(石墨、不锈钢等)为阳极,利用阳 极吸收电子的能力,使还原性污染物(如 CN⁻ 、C₆H₅OH 等 ) 得 以氧化。"]
- ["问:影响氧化还原反应的因素有哪些?", "答:影响氧化还原反应的因素有溶液的酸碱度、温度、反应 物的浓度等。其中溶液的酸碱度尤为重要,因为它将决定溶液中各 种离子的电离度和存在形态,因而决定氧化还原反应速率的快慢。 例如用高锰酸盐把氰化物氧化为氰酸盐时,在pH 值为9左右有最高的氧化速度,而在酸性范围内 (pH<6) 时,氰化物主要是以 HCN 的分子形态存在,氧化反应基本上停止。另外, H⁺和 OH⁻ 离子在氧化反应中也起着非常重要的作用。因此,在氧化反应中应 重点控制溶液的酸碱度。酸碱度值的确定,应根据实际水样,进行 反复测试,找到最佳值。"]
- ["问:空气氧化法的应用和设计运行参数有哪些?", "答:空气氧化法和纯氧氧化法都是利用氧去氧化废水中污染 物的一种处理方法。\n在高温、高压、催化剂、γ射线辐射下可断开氧分子中的氧氧 键,使之氧化反应速率大大加快。“湿式氧化法”处理含大量有机 物的污泥和高质量分数有机废水,就是利用高温、高压强化空气氧 化过程的。\n空气氧化法主要用于含硫废水的处理,其空气氧化脱硫工艺可 在各种密封塔(空塔、筛板塔、填料塔等)中进行。含硫废水和蒸 汽及空气通过射流混合器后,进入氧化塔脱硫,塔分四段,段高 3m。 每段进口处有喷嘴,使废水、蒸汽、空气和段内废水充分混 合一次。促进塔内反应加速进行。\n设计参数应通过试验确定。下列数据可供设计和试验时参考。\n废水在塔内的停留时间为0.5~2.5h。\n空气用量为理论用量的2~3倍。\n汽水体积比不小于15。\n喷嘴直径应小于塔径的1/120。\n塔体段数为4~5,每段高度不小于3m。\n直径不大于2.5m。\n喷嘴的压力损失不超过5×10⁴ Pa。\n塔内总压力降为2×105~2.5×10⁵Pa。\n塔外射流混合器的压力降为5×10⁴~10⁵ Pa。\n塔顶保持5×10⁴Pa 的余压。\n空气压力和蒸汽压力应比水压大5×10⁴Pa。\n塔内反应温度采用80~90℃。"]
- ["问:二氧化氯的性质和应用有哪些?", "答:二氧化氯的英文名为 Chlorine Dioxide, 化学分子式为 CIO₂, 相对分子质量67.452。二氧化氯常温下是一种黄绿色到橙 色的气体,颜色变化取决于其浓度;具有类似于氯气和臭氧的刺激 性气味;二氧化氯的挥发性较强,稍一曝气即从溶液中逸出。二氧 化氯具有明显的双键特征,几乎全部以单体自由基的形式存在,其 晶体的红外光谱和拉曼光谱均表明,即使在固态形式下也不会形成 二聚物。\n二氧化氯是一种易于爆炸的气体。当空气中的二氧化氯含量大 于10%或水溶液含量大于30%时都易于发生爆炸;受热和受光照 或遇有机物等能促进氧化作用的物质时,也能加速分解并易引起爆 炸。工业上经常使用空气和惰性气体冲淡二氧化氯,使其含量小于 8%~10%。二氧化氯易溶于水,溶于碱溶液、硫酸。溶于水时易 挥发,遇热则分解成次氯酸、氯气、氧气,受光也易分解,二氧化 氯在微酸化条件下可抑制它的歧化,从而加强其稳定性。二氧化氯 溶液须置于阴凉处,严格密封,于避光的条件下才能稳定。\n目前,二氧化氯已大量用作纸浆漂白剂,用于饮用水、工业废 水、医院污水和循环冷却水的处理和蔬菜、水果保鲜剂等。二氧化 氯已被世界卫生组织列为1A 级高效安全消毒剂。我国从20世纪 80年代初才开始关注ClO₂ 的制备与应用。"]
- ["问:二氧化氯的使用方法有哪些?", "答:(1)制备成稳定的 CIO₂ 溶液使用 \n用 Na₂CO₃ 、 过碳酸 盐、Na₃BO₃ 、 过硼酸盐或其他碱金属,碱土金属及过氧化物水溶 液吸收 CIO₂ 气体,浓度 一 般5%~7%,使用时加活化剂酸(硫 酸、柠檬酸、盐酸)、FeCl₃ 、AlCl₃ 等使其释放出ClO₂ 。 该溶液在 一5~95℃下稳定存在,不易分解,其二氧化氯浓度在2%以上。\n(2)制备固体 CIO₂ 使用 \n先制成稳定 CIO₂ 溶液,然后加粉剂(如硅胶、分子筛等多孔性物质)作为吸附剂吸附二氧化氯之后 脱水变为固体,运输方便,使用时也要加活化剂,放出ClO₂; 也 有用琼脂、明胶等为基质,制成缓释型二氧化氯,用于除臭、保 鲜等。\n(3)CIO₂ 现场发生装置 \n应用化学法或电解法。"]
- ["问:二氧化氯发生器的优点有哪些?", "答:二氧化氯发生器以其技术先进、杀菌能力强、使用安全 可靠、运行成本低的特点被广泛应用于生活饮用水的杀菌灭藻中。 应用研究表明,二氧化氯作为消毒剂较氯气及其他消毒产品具有明 显的优越性:\n首先,它具有广谱高效的消毒效果,其杀菌效率与臭氧相当, 远高于氯气:\n其次,二氧化氯不与水中的有机物反应生成氯代产物,有效地 控制了THMs 的形成;\n最后,它对饮用水中的 Fe、Mn、 嗅和色等都有很好的去除效 果,可消除氯酚气味,改善出厂水水质。"]
- ["问:二氧化氯发生器的组成及工作过程是什么?", "答:二氧化氯发生器由发生器主机、盐酸电磁计量泵、亚氯 酸钠或氯酸钠电磁计量泵、盐酸贮罐、亚氯酸钠贮罐、二氧化氯测 控仪组成。二氧化氯发生器选用亚氯酸钠或氯酸钠和盐酸为原料, 固体亚氯酸钠在水中溶解,浓度为25%,盐酸为工业用盐酸,浓 度为30%。盐酸与被溶解的亚氯酸钠溶液按1:1的比例,由盐酸 电磁计量泵和亚氯酸钠电磁计量泵投加到发生器主机反应器中,在 反应器中反应生成二氧化氯,然后在混合设备与稀释水混合制成一 定浓度的二氧化氯溶液,再通过管路投到消毒点。此工艺产物中二 氧化氯的纯度一般高达95%以上。出口药液 pH 值约在2~3。它 具有系统简单、操作方便、二氧化氯转化率高、设备运行成本低、 控制水平高的特点。"]
- ["问:如何确定二氧化氯的投加量?", "答:二氧化氯作为一种多功能的水处理化学药剂,合理的投 加量是发挥其净水效能的重要因素。原水水质的复杂性以及二氧化 氯与污染物的复杂反应机理,导致不同原水水质条件下的二氧化氯 应用参数不尽相同。要优选二氧化氯投加量,进行二氧化氯需要量 的测量是必需的,通常程序是测定不同二氧化氯投加量和接触时间 下的二氧化氯残余量,根据二氧化氯投加量与残余量的变化关系来 初步确定二氧化氯需要量。由于二氧化氯的化学性质不稳定,见光 极易分解。因此在实际生产应用中,投加时的不同自然环境对二氧 化氯的实际利用量有重要影响。二氧化氯选择性地与污染物的作用 时间非常短, 一般有效作用时间不超过30min。\n当二氧化氯在阳光直射、没有遮阳设施的自然环境下投加时, 将会有相当大的部分得不到利用;而在有遮阳设施及夜间投加时, 绝大部分二氧化氯将得到有效利用,当然夜间投加的情况最好。在 实际生产中,当二氧化氯在阳光直射、没有遮阳设施的自然环境下 投加时,将需要额外增加约90%的需要量;当在白天、有遮阳设 施的自然环境下投加时,仅需要额外增加约10%的需要量;而在 夜间投加时,投加量采用需要量即可。"]
- ["问:二氧化氯消毒效果的影响因素有哪些?", "答:影响二氧化氯效果的主要因素有环境条件和二氧化氯消 毒条件,前者包括体系pH 值、温度、悬浮物含量等,后者包括二 氧化氯投加量、接触时间等。\n(1)pH值 \n体系pH 值对二氧化氯灭活微生物效果的影响机 理较为复杂。有观点认为,体系 pH 值可能超过改变二氧化氯对其 他物质的反应速率,而间接影响其灭活微生物的效果。虽然体系 pH 值对二氧化氯灭活微生物效果的影响因微生物种类不同而异, 但相对液氯而言,在pH 值为6.0~8.5范围内, 一般二氧化氯对 病毒和孢子等多数微生物的灭活效果受体系 pH 值的影响较小。对于稳定性二氧化氯消毒而言, pH 值愈低,其活化率愈高,灭活能 力愈强。通常情况下,在pH 值为6.0~10.0范围内,二氧化氯对 多数细菌的灭活效果不受pH 值的影响,但人们发现二氧化氯对埃 希氏大肠杆菌的灭活效果随 pH 值的上升而提高。\n(2)温度 \n与液氯消毒类似,温度越高,二氧化氯的灭活效力 越大。 一般二氧化氯对微生物的灭活效率随体系温度的上升而提高。\n(3)悬浮物 \n悬浮物被认为是影响二氧化氯效果的主要因素之 一。因为悬浮物能阻碍二氧化氯直接与细菌等微生物相接触,从而 不利于二氧化氯对微生物的灭活。当微生物聚集成群时、二氧化氯 对它们的灭活效果也大大降低。\n(4)二氧化氯投加量与接触时间 \n二氧化氯对微生物的灭活效 果随其投加量的增加而提高。消毒剂对微生物的总体灭活效果取决 于残余消毒剂浓度与接触时间的乘积,因此延长接触时间也有助于 提高消毒剂的灭菌效果。"]
- ["问:使用二氧化氯时的注意事项有哪些?", "答:(1)在水处理中,二氧化氯的投加量 一 般为0 . 1~ 1.5mg/L, 具体投加量随原水性质和投加用途而定。当仅作为消毒 剂时,投加范围是0.1~0.3mg/L; 当兼用作除臭剂时,投加范围 是0.6~1.3mg/L; 当兼用作氧化剂,除铁、锰和有机物时,投加 范围是1~1.5mg/L。\n(2)二氧化氯是一种强氧化剂,其输送和存储都要使用防腐 蚀、抗氧化的惰性材料,要避免与还原剂接触,以免引起爆炸。\n(3)采用现场制备二氧化氯的方法时,要防止二氧化氯在空气 中的积聚浓度过高而引起爆炸, 一般要配备收集和中和二氧化氯制 取过程中析出或泄漏气体的措施,或设置通风措施也可。\n(4)在工作区和成品储藏室内,要安装有通风装置和监测及警 报装置,门外配备防护用品。\n(5)稳定二氧化氯溶液本身没有毒性,活化后才能释放出二氧 化氯,因此活化时要控制好反应强度,以免产生的二氧化氯在空气中的积聚浓度过高而引起爆炸。\n(6)二氧化氯溶液要采用深色塑料桶密闭包装,储存于阴凉通 风处,避免阳光直射和与空气接触,运输时要注意避开高温和强光 环境,并尽量平稳。"]
- ["问:臭氧发生器的原理是什么?", "答:臭氧发生器的基本组成有供气系统、高压逆变电源系统、 冷却系统和臭氧发生单元。其中臭氧发生单元和高 压逆变电源系统最为关键,直接影响臭氧发生器的产量和电耗,臭 氧发生单元采用以玻璃为介电体的管式结构,亦称臭氧发生管。高 压逆变电路,工作电压约为11kV, 工作频率为1100Hz 。供气系统 主要为臭氧发生管提供洁净、稳定的气源。冷却系统是臭氧发生器 的辅助系统。由于工业型臭氧发生器的功率大,在交流高频电压作 用下气体放电时,气体电离及介电材料的损耗会使臭氧发生管内工 作气体(空气)温度上升,而臭氧在较高温度下极易分解,造成臭 氧产量减少,而冷却放电间隙中的工作气体可以有效地控制其温 升,因此高频臭氧发生器的冷却系统是十分重要的组成部分。放电 形式、放电电极结构尺寸、形状、放电室间隙厚度以及介电材料的 不同,都会对臭氧产量、浓度产生很大的影响。下图为臭氧 发生系统示意图。\n@GJJ24.png@$"]
- ["问:影响臭氧发生的主要因素有哪些?", "答:(1)电极电压 \n对单位电极表面积来说,臭氧产率与电极电压的平方成正比,因此,电压愈高,产率愈高。但电压过高很 容易造成介电体被击穿以及损伤电极表面,故一般采用15~20kV 的电压。\n(2)臭氧浓度 \n臭氧的产生浓度随电极温度升高而明显下降。 为提高臭氧的浓度,必须采用低温水冷电极。\n(3)交流电频率 \n提高交流电的频率可以增加单位电极表面积 的臭氧产率,而且对介电体的损伤较小, 一般采用50~500Hz 的 频率。\n(4)介电常数 \n单位电极表面积的臭氧产率与介电体的介电常 数成正比,与介电体厚度成反比。因此应采用介电常数大、厚度薄 的介电体。 一般采用1~3mm 厚的硼玻璃作为介电体。\n(5)原料选用 \n原料气体的含氧量高,制备臭氧所需的动力 则少,用空气和用氧气制备同样数量的臭氧所消耗的动力相比, 前者要高出后者一倍左右。原料选用空气或氧气,需做经济比较 决定。\n(6)水分和尘粒 \n原料气中的水分和尘粒对反应过程不利,当 以空气为原料时,在进入臭氧发生器之前必须进行干燥和除尘预处 理。空压机采用无油润滑型,防止油滴带入。干燥可采用硅胶、分 子筛吸附脱水,除尘可用过滤器。"]
- ["问:使用臭氧时的注意事项有哪些?", "答:(1)臭氧是一种有毒气体、对眼和呼吸器官有强烈的刺 激作用,正常大气中的臭氧的浓度是(1~4)×10-2mL/m³。 当空 气中臭氧浓度达到(1~10)mL/m³ 时,就会使人出现头痛、恶心 等症状。《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002 规定车间空气中 O₃ 的最高允许浓度为0.1mL/m³, 故这些场合必须保证空气畅通。\n(2)臭氧极不稳定,在常温常压下容易自行分解成为氧气并放 出热量。在空气中,臭氧的分解速度与温度和其浓度有关,温度越 高、分解越快,浓度越高、分解越快。臭氧在水中的分解速度比在 空气中的分解速度要快得多,水中的羟离子对其分解有强烈的催化作用,所以pH 值越高,臭氧分解越快。因此不能储存和运输,必\n须在使用现场制备。\n(3)臭氧具有强烈的腐蚀性,除铂、金、铱、氟以外,臭氧几 乎可与元素周期表中的所有元素反应。因此凡与其接触的容器、管 道、扩散器均要采用钛、不锈钢、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蚀材 料或作防腐处理。\n(4)臭氧在水中的溶解度只有100mg/L, 因此通入污水中的 臭氧往往不能被全部利用。为了提高臭氧的利用率,接触反应池最 好建成水深5~6m 的深水池,或建成封闭的多格串联式接触池, 并设置管式或板式微孔扩散器散布臭氧。板式微孔扩散器一般采用 钛质材料。\n(5)臭氧投加时,臭氧出口阻力不能太大,否则会造成臭氧发 生系统内压过大,不仅易发生放电管鼓破事故,也影响臭氧产生的 效率。实际操作过程中应注意防止臭氧出口堵塞,尤其是采用臭氧 接触塔的处理工艺,需定期检查布气板工作情况。"]
- ["问:臭氧消毒的优缺点有哪些?", "答:臭氧消毒的优点如下所述。\n(1)作为优良的氧化剂和杀菌剂,臭氧的杀菌作用快、效率 高,所需的浓度也较低,且可杀灭抗氯性强的病毒和芽孢。\n(2)其消毒效用受 pH 值、水温及干扰物质的影响较小。\n(3)可同时实现消毒、脱色、除味、除臭、氧化破坏水中污染 物、增加水的溶解氧等多种功能,有效改善出水水质。\n(4)不会产生三卤甲烷等副产物,也不存在残留导致二次污染 的问题。\n臭氧消毒的主要缺点如下所述。\n(1)设备投资及运行费用高,管理维护水平要求较高。\n(2)臭氧不具备持久的杀菌作用。\n(3)臭氧发生器及投配装置较复杂,消毒后尚需投加少量消毒 药剂,以维持水中所需的余氯量。"]
- ["问:O₃/H₂O₂ 氧化工艺的影响因素有哪些?", "答:( 1) O₃/H₂O₂ 投加比 \nO₃/H₂O₂ 相互作用产生氢氧自由 基 (OH·):\nH₂O₂+2O₃ →2OH⁻+3O₂\n按着这个反应式。当 H₂O₂/O₃ 的比值为0.5时,产生的氢氧 自由基最多,此时其氧化效率最高,如果 O₃/H₂O₂ 的比值大于 0.5,多余的 H₂O₂ 会作为 OH · 的受体,使 OH · 的浓度减少, 然而,在实际中,当H₂O₂/O₃ 的比值为0.5时,其氧化效率未必 最高。污水中其他粒子的存在可能会影响其氧化效率,具体投加量 需通过实际试验确定。\n(2)pH 值的影响 \n体系的 pH 值对 O₃/H₂O₂氧化工艺的处 理效果有很大的影响。例如,处理染料中间体废水时,废水的 pH 值为6~8时,有机物的去除效率较好;降解芳香族化合物(如苯 酚)时,pH 为中性,对苯酚的去除影响较小,而当 pH 值为9.3~ 9.5时,苯酚的降解速率明显增加。可见,体系的 pH 值对 O₃/ H₂O₂ 氧化能力的发挥有较大影响,在实际水处理中,应通过实验 来确定最佳 pH 值。"]
- ["问:紫 外 消 毒 原 理 是 什 么 ?", "答:紫外线是波长介于可见光短波极限与 X 射线长波端之间 的电磁辐射,波长范围约为400~10nm 。根据波长将紫外线分为4 个部分: A 波段 (UV-A), 波长范围为400~320nm, 又称为长波 紫外线; B 波段 (UV-B), 波长范围为320~275nm, 又称为中波 紫外线; C 波段 (UV-C), 波长范围为275~200nm, 又称为短波 紫外线; D 波段 (UV-D), 波长范围为200~10nm, 又称为真空 紫外线。\n研究表明:微生物受到紫外线辐射,吸收了紫外线的能量,实 际上是核酸吸收了紫外线的能量, DNA 和 RNA 对波长在240~ 280nm 的紫外线吸收较多,对波长260nm 的吸收达到最大值,经过紫外线照射后, DNA 链上的相邻胸腺嘧啶形成二聚物,阻碍 RNA 链上正确的 DNA 遗传代码复制,从而起到杀菌作用。如果 紫外线强度不够,未被彻底杀死的细胞在光复活酶的作用下,连接 在一起的胸腺嘧啶二聚体解聚而形成单体,会使 DNA 恢复正常功 能,或者用未损伤的核苷酸来代替,使 DNA 恢复正常的功能和结 构,实现切割修复和重组修复,称之为光复活。因此,经过紫外消 毒的水,应该避免与光长时间的接触。普通玻璃对紫外线有较强吸 收,所以紫外消毒灯使用的光学元件必须采用能透过紫外线的材 料,例如石英。\n因为紫外光需照透水层才能起消毒作用,故污水中的悬浮物、 浊度、有机物和氨氮都会干扰紫外线的传播,因此处理水水质光传 播系数越高,紫外线消毒的效果也越好。"]
- ["问:常见的紫外线消毒设备构成有哪些?", "答:紫外线光源由紫外灯管或水银灯提供,它们发出的紫外 线能穿透细胞壁并与细胞质反应而达到消毒的目的。不同型号规格 的紫外灯光主波长不同,应根据需要选用。紫外线消毒设备主要有 两种形式:浸入式和水面式。\n浸入式是把紫外灯管置于水中,此法的特点是紫外线利用率较 高,杀菌效能好,但设备的构造复杂。\n水面式是把紫外灯管置于水面之上,构造简单,但由于反光罩 吸收紫外线以及光线散射,杀菌效果不如前者。紫外线消毒的照射 强度为0.19~0.25W·s/cm², 污水层深度为0.65~1.0m。"]
- ["问:紫外线消毒的优点有哪些?", "答:(1)消毒速度快,效率高。紫外消毒能够非常有效的杀 死细菌、病毒、孢子等有害物质,杀菌具有广谱性,能去除液氯法 难以杀死的芽孢和病毒。\n(2)紫外消毒是一个物理过程,同化学消毒相比较,避免了产 生、处理、运输中存在的危险性和腐蚀性。传统方法中的氯气、二氧化氯等气体对人体都有危害,很多污水处理厂处在人口稠密的市 区, 一旦发生泄漏,后果非常严重,这些消毒物质的产生过程都较 为复杂,对运输过程要求较高。\n(3)不产生对人类和水生生命有害的残留影响。氯气消毒后会 产生二次污染,产生的有机物对人体具有致癌作用,对水中的生物 和环境也会造成危害。\n(4)紫外消毒操作简便,对周围环境和操作人员相对安全可 靠,便于管理,易于实现自动化。\n(5)紫外消毒同其他消毒方式相比接触时间很短,通常在 0.5min 以内,所需空间更小,可以节省大量土地和土建投资,对 于处在市区的污水处理厂的消毒是非常有利的。据试验结果证实, 经紫外线照射几十秒钟即能杀菌, 一般大肠杆菌的平均去除率可达 98%,细菌总数的平均去除率为96.6%。\n(6)不影响水的物理性质和化学成分,不增加水的臭和味。"]
- ["问:紫外线消毒的缺点有哪些?", "答: (1)紫外线剂量不足时将不能有效地杀灭病原体,病原 体在光合作用或者“暗修复”的机制下可能会自我修复,且无持久 杀菌能力,不能解决消毒后在管网中的再污染问题。\n(2)水中的生物、矿物质、悬浮物等会沉积在紫外灯罩表面, 影响杀菌效果,应该采取预防措施防止紫外灯管结垢,并且进行定 期清洗。\n(3)浊度和 TSS 对紫外线消毒的影响较大,低压紫外灯的应 用中,进水的 TSS 最高限制为30mg/L, 当 TSS 不高于20mg/L, 小于10mg/L 时将能达到好的杀菌效果。\n(4)消毒后不能保持持续杀菌能力,同时电耗较大,消毒费 用高。"]
- ["问:常见的紫外灯管有哪些?", "答:(1)低压低强度紫外灯 \n该紫外灯产生254nm 的单频紫外线,波长非常接近260nm 的最佳杀菌波长,长度为0.75~ 1.5m, 直径为15~20mm, 操作温度在40℃,灯管内压力为 0.007mmHg, 输出紫外线为25~27W, 其中的85%~88%为 254nm 波长的单频紫外线。为了保证正常的操作温度,需要采用 石英灯罩把紫外灯管和水流分割开来,防止水流冷却紫外灯,不能 达到最佳操作温度。原因在于,如果紫外灯外表面温度过低,会使 紫外灯内的汞蒸气冷凝为液态汞,减少了可以释放紫外光子的汞原子的数量,导致紫外输出下降。随着使用时间的增加,紫外灯内电子聚集减少,电极和紫外灯罩会老化,造成紫外灯输出强度降低。随着开关次数的不同,低压低强度紫外灯的使用寿命9000~ 13000h, 石英套管的寿命在4~8年。\n(2)低压高强度紫外灯 \n该灯和低压低强度紫外灯相似,不同 之处在于用汞-铟合金代替了汞。同低压低强度紫外灯相比,低压 高强度紫外灯内的压力为0.001~0.01mmHg, 紫外C 波的输出能 力是低压低强度紫外灯的2~4倍,最佳操作温度比较宽,寿命高 25%以上。\n(3)中压高强度紫外灯 \n该灯是过去十几年来发展的新技术, 操作温度为600~800℃,压力为100~10000mmHg, 发射多波长 紫外线,大约27%~44%的紫外能量在紫外 C 波的范围之内,仅 有7%~15%的输出在254nm 附近,但是,中压高强度紫外灯产生 的紫外 C 波的强度是普通低压低强度紫外灯的50~100倍。应用 集中在大流量污水、暴雨溢流以及空间利用率要求很高的场合。在 正常操作温度下,该紫外灯内所有汞都处于气体状态,所以它的输出能量可以在60%~100%的范围内自由调节而不改变输出的紫外 波长范围,由于操作温度高,更容易引起紫外灯罩结垢。\n近来又产生了两种新的紫外灯管技术, 一为宽波段脉冲氙紫外 灯,另一种为窄波段激发紫外灯,尚未大规模推广。 一个完整的紫 外消毒系统包括紫外灯管、石英灯罩、紫外灯支撑架、镇流器和电 源,镇流器包括三种类型,分别为标准型、节能型和电子型,它和 紫外灯管需要配套使用,重要性仅次于紫外灯管。"]
- ["问:紫外灯维护的主要内容有哪些?", "答:(1)灯管的更换 \n紫外灯管通常不会突然烧毁,但紫外 发射强度会随着使用时间的增长而降低,通常紫外灯连续使用一年 以后,紫外强度会降低到新灯管的60%。新灯管的紫外强度大约 在90μW/cm², 当紫外强度降低到70μW/cm² 时(能够有效杀死 细菌的最小有效紫外剂量),必须更换灯管。频繁的开关对紫外灯 寿命的影响非常大,远远超过连续使用对紫外灯的损害,应该尽最 大可能减少紫外灯的开关次数。\n(2)性能监测 \n应当定期监测紫外消毒设备前和设备后水样的 细菌种类和数量,以监测紫外消毒设备的性能。并且要对紫外消毒 设备下游水样进行细菌培养实验,以检测细菌的复活能力。\n(3)灯管清洁 \n通过紫外消毒设备的水中含有许多悬浮固体 (SS), 这些悬浮固体会沉积在紫外灯管的外表面,降低紫外线透 过灯管进入水体的能力,要尽可能地降低紫外设备入水的 SS 含 量,并且定期的清洁紫外灯管,清洁频率取决于水质。\n(4)监测紫外剂量 \n应该使用紫外强度计来测量透过紫外灯管 进入水体的紫外线的剂量,如果紫外线剂量过低将不能有效的杀灭 细菌,紫外强度计可以确定何时需要清洁和更换灯管。"]
- ["问:紫外消毒应用中的主要影响因素有哪些?", "答:(1)悬浮固体 (SS) \n悬浮固体可以干扰吸收紫外线,通 过遮蔽紫外线隐藏细菌,使之具有保护细菌的作用,导致效果下 降。有专家就美国和加拿大的紫外线消毒城市污水的二级处理系 统,推荐 SS 应该不高于20mg/L。\n(2)紫外光的穿透率 \n紫外光的穿透率是以紫外光在液体中的 浸透深度来测定,紫外线的穿透率随着水层的厚度的增加而降低。 在污水或者废水中都含有能够吸收紫外线的可溶性化学物质,如果 吸收紫外线量过高,杀灭细菌的紫外线剂量也必将随之增大。\n(3)微生物的类型和数量 \n污水消毒侧重于杀灭通过水传播疾病的细菌。紫外线对细菌、病毒、真菌、芽孢等均有杀灭作用, 一 般情况下,革兰氏阴性杆菌最容易被紫外线杀死,其次是葡萄球菌 属、链球菌属和细菌芽孢,真菌孢子抵抗力最强,病毒对紫外线的 抵抗能力比细菌芽孢低。为达到相同的杀菌效果,对紫外线不敏 感、耐受力强的微生物,必须采用较大的照射剂量。随着污水中细 菌数量的增加,为了达到预期的消毒目的,所需要的紫外线照射剂 量也要随之增加。\n(4)反应器的水力学条件 \n 理想的消毒反应器的水流状态为: 在水流方向上为平推流,而在任意横截面上能够完全混合,这样才 能保证处理的水流受到紫外线的充分辐射而不发生短流。理想反应 器可以达到这样的条件,但实际消毒过程中的水流条件和理想状态 有着很大差异,导致水流的各个部分所受到的辐射强度不同。美国 EPA 在设计手册中提出,反应器接近理想的平推流的程度可以用 它的长宽比来表示,当反应器的长宽比很高时,可以认为是处于平 推流状态。在理想平推流反应器中,水力停留时间是反应器的有效 体积与流量之比。停留时间越长,污水所受的紫外线照射剂量越 大。在实际运行过程中,应对进水水质进行仔细的分析,根据所需 的消毒要求和流量大小,采用适当的预处理和确定紫外线照射剂 量,选配合适的紫外灯,合理设计反应器,达到最优化的消毒 效果。"]
- ["问:氯气的基本特性有哪些?", "答:常温常压下, Cl₂ 是一种黄绿色的气体,能强烈刺激黏 膜,具有一定的毒性,其密度为空气的2.48倍,干燥时对金属 无害,但在潮湿条件下对金属有强烈的腐蚀性。液氯一般的液化 温度为一34.0℃,液化温度下液氯的密度为1.57g/cm³, 而在 0℃时为1.47g/cm³, 氯气易溶于水,在20℃、latm 下的溶解度为 7300mg/L。\nCl₂ 有强烈地从氧化级为0还原到氧化级为一1的趋向,即还 原到稳定性最大或能量最低的状态。在水溶液中Cl₂ 迅速水解生成Cl-和 HClO, 它们是一种热力学上更稳定的体系:\nCl₂+H₂O =H⁺+C1⁻+HClO\n次氯酸是一种弱酸,能在水中电离,由于 HClO 是中性分子, 易接触细菌而实施氧化消毒作用,而Cl⁻ 带有负电,难以靠近带负 电的细菌,其氧化能力难起作用,因而低 pH 值条件有利于发挥氯 化法的氧化效果。"]
- ["问:液氯投加设备的基本组成和作用是什么?", "答:氯是有毒物质,氯通常以液氯形式装钢瓶供应,使用时 是在有压条件下进行操作。为了保证投加液氯时的安全和计量准 确, 一般采用安全加氯设备,常用的投氯设备是转子投氯机。\n来自氯瓶的氯气首先进入旋风分离器,再通过弹簧薄膜阀和控 制阀进入转子流量计和中转玻璃罩,经水射器与压力水混合,溶解 于水内被输送到投氯点。各部分作用如下。\n(1)旋风分离器 :用于分离氯气中可能有的锈垢、油污等悬浮 杂质,可定时打开分离器下部旋塞予以排除。\n(2)弹簧薄膜阀 :当氯瓶中压力小于0.1MPa 时,此阀即自动 关闭,以保证瓶内氯气具有一定剩余压力。\n(3)氯气控制阀及转子流量计 :用于控制和测定投氯量。\n(4)中转玻璃罩 : 用来观察投气机工作情况,此外尚有以下几 种作用。\n第一,稳定投氯量。当玻璃罩内进氯量小于水射器抽吸量时, 罩内呈负压状态水箱过来的水,便进入此罩,以补充水射器的抽 吸量。\n第二,防止压力水倒流。玻璃罩中的单向阀用以防止水射器的 压力水(当水射器停止工作时)倒流进来。\n第三,水源中断时,由于罩内的负压继续吸去平衡水箱的水, 当平衡水箱中的水位低于单向阀口时,便自动吸入空气破坏罩内的 真空。\n(5)平衡水箱 可补充和稳定中转玻璃罩内的水量。当水流中断时,使中转玻璃罩破坏真空。\n(6)水射器 除从中转玻璃罩内抽吸所需的氯,并使之与水混 合、溶解于水外,还起使中转玻璃罩内保持负压作用。"]
- ["问:加氯间的安全措施有哪些?", "答:(1)操作人员的值班室要和加氯间分开设置,并在加氯 间安装监测及警报装置,随时对其中的氯浓度进行检测。\n(2)加氯间要靠近加氯点,两者间距不宜超过30m, 加氯间建 筑要坚固防火、耐冻保温、通风良好、大门外开,并与其他工作间 严格分开,没有任何直接连通。由于氯比空气密度大,因此当氯气 在室内泄漏后,会将空气排挤出去,在封闭的室内下部积聚并逐渐 向上扩散,所以加氯间的底部必须安装强制排风设施,进气孔要设 在高处。\n(3)加氯间的电控间应单独设置,并备用检修工具、设置防爆 灯具、防毒面具和抢救器具等,照明和通风设备的开关也设在此 处,在进入加氯间之前,先进行通风。通向加氯间的压力水管必须 保证不间断供水,并保持水压稳定,同时还要有应对突然停水的措 施。当发现氯瓶有严重泄漏时,戴好防毒面具,打开喷淋装置,然 后将氯瓶阀门关闭。\n(4)当发现现场有人急性氯气中毒后,要设法迅速将中毒者转 移到空气新鲜通风的地方,呼吸困难者,应当让其吸氧,严禁进行 人工呼吸,可以用2%的碳酸氢钠溶液为其洗眼、鼻、口等部位, 还可以让其吸入雾化的5%碳酸氢钠溶液。并通知医疗救护中心 (120)前来援助。"]
- ["问:如 何 进 行 氯 瓶 的 管 理 ?", "答:(1)氯瓶内压力一般为0.6~0.8MPa, 氯瓶出厂时留有 15%气态氯空间,不能在太阳下曝晒或靠近其他高温热源,以免汽 化时压力过高发生爆炸,液氯和干燥的氯气对铜、铁和钢等金属没 有腐蚀性,但遇水或受潮时,化学活性增强,能腐蚀大多数金属,因此,液氯钢瓶必须保持0.05~0.1MPa的余压,若没有压力表, 可将氯瓶放在台秤上,使用过程中随时观察余重,不能全部用空, 防潮湿空气进入。液氯和干燥氯气对金属无腐蚀,但受潮后会严重 腐蚀钢瓶。\n(2)液氯变成氯气要吸收热量,1kg 液氯变成2kg 氯气约需要 289kJ 热量。在气温较低时,氯瓶从空气中吸收的热量有限,液氯 汽化的数量受到限制时,需要对氯瓶进行加热。但切不可用明火、 蒸汽直接加热氯瓶,也不宜使氯瓶温度升高太多或太快, 一般可使用15~25℃的温水连续淋洒氯瓶的方法对氯瓶加温。\n(3)要经常用10%氨水检查加氯机与氯瓶的连接处是否泄漏, 如果发现加氯机的氯气管出现堵塞现象,切不可用水冲洗,可以用 钢丝疏通,再用打气筒或压缩空气将杂物吹掉。\n(4)开启前要检查氯瓶的放置位置是否正确,立式钢瓶要竖 放,出氯口在上。卧式有两个口,务必使两口连线垂直地面。上口 出气态氯,下口出液态氯。上口气态氯与加氯机连接。开氯瓶阀门 时,要先缓慢开半圈,随即用10%氨水检查是否漏气, 一切正常 后再逐渐打开。如果阀门难以开启,不能用榔头敲击,也不能用长 扳手硬扳,以防将阀杆拧断。"]
- ["问:如何进行加氯系统的操作?", "答:开启操作规程如下。\n(1)开启加压泵射流系统或开启压力水阀门,待中转玻璃罩有 气泡翻腾后,开启平衡水箱进水阀门,使水箱适当有少量水从溢水 管溢走。\n(2)打开氯瓶阀门,再打开分阀门,并用10%氨水检查氯瓶 与加氯机之间的管线连接及阀门是否泄漏。\n(3)打开投氯机控制阀门,并通过流量计调节加氯量。加氯量 应经试验确定。对于生活污水,可参用下列数值: 一级处理水排放 时,投氯量为20~30mg/L; 不完全二级处理水排放时,投氯量为 10~15mg/L; 二级处理水排放时,投氯量为5~10mg/L。\n混合池的混合时间为5~15s, 当用鼓风混合,鼓风强度为 0.2m³/(m³·min) 。 当用隔板式混合池时,池内平均流速不应小 于0.6m/s.\n接触池的接触时间不小于30min, 保证加氯量不少于1.5mg/L。 \n关闭操作规程如下。\n(1)关闭氯瓶阀门,再关分阀门,并用10%氨水检查氯瓶与 加氯机之间的管线连接及阀门是否泄漏。\n(2)待转子跌落到零点后,关闭加氯机控制阀,然后再关闭平 衡水箱进水阀门。\n(3)待中转玻璃罩翻泡逐渐无色后再关闭加压泵射流系统或压 力水阀门。"]
- ["问:如何进行含氰废水氧化处理的操作?", "答:氯化法处理含氰废水分两阶段进行。\n第一阶段的反应,必须在碱性条件下 (pH 值≥10)进行,因 此叫碱性氧化法。当采用Cl₂ 做氧化剂时,要不断加碱,以维持必 要的碱度。若氧化剂采用次氯酸盐,由于水解呈碱性,只要反应开 始时,调整好 pH 值,以后可不再加碱。第一阶段的反应,温度通 常不超过50℃,反应时间维持10~15min, 若用氧化还原电位计自 动控制,氧化还原电位可控制在300mV。\n第二阶段的氧化降解反应,通常将 pH 值控制在7.5~9之间 为宜。采用过量氧化剂,将第二阶段的氧化降解反应进行到底,这 叫完全氧化法。当 pH 值在8~8.5时,测氰酸盐的氧化可在1h 内 完成,氧化还原电位可控制在650mV 。但当 pH 值较低时,必须 加入足够的氯使其保持过量,以免产生毒性很强的氯化氰。\n从理论上计算,完全氧化1mol CN⁻耗药量为2.5mol Cl₂ 或 ClO⁻, 但实际废水的成分往往十分复杂。由于各种还原性物质的 存在,使实际投药量往往比理论投药量大2~3倍。准确的投药量 应通过试验确定。通常要求出水中保持3~5mg/L 的余氯,以保证CN⁻ 降到0.1mg/L 以下。\n处理设备包括废水均和池、混合反应池及投药设备等。反应 池容积按10~30min 的停留时间计算。为了避免金属氰化物[如 Cu(CN)₂ 、Fe(CN)₂ 、Zn(CN)₂ 等]沉淀析出,并促进吸附在金 属氢氧化物(或其他不溶物)上的氰化物的氧化,可采用压缩空气 进行激烈的搅拌。当氧化剂为漂白粉时,渣量较大,约为水量的 2.8%~5.0%,故需设专门的沉淀池,沉淀时间采用1.5~2h。"]
- ["问:光催化反应器的形式和特点是什么?", "答:催化剂在光催化反应器内有两种存在形式,即悬浮式和 固定床式。\n悬浮式即催化剂粉末悬浮在待处理的废水中,易失活易凝聚同 时催化剂分离回收比较困难,但由于与反应物接触充分操作容易, 催化效率高。\n固定床式是将催化剂粉末黏结在不同形状容器上,所以也叫负 载催化剂。如负载在平板上、圆桶上及环形容器上。固定床催化反 应器避免了TiO₂ 的分离和回收困难,但在高温烧结融合过程可使 TiO₂ 多孔结构改变,降低了光催化效率。"]
- ["问:影响光催化氧化效果的因素有哪些?", "答:(1)光源特性 \n紫外谱段200~400nm 光能与各种键能基 本吻合,是理想光化学反应的能源。太阳光是天然紫外光源,但由 于大气层对太阳短波紫外线的吸收,太阳辐射到地表的紫外线,主 要是波长大于300nm 的紫外线,300~400nm 波段紫外线能量只占 全部太阳能的3%~4%。20世纪60年代以来已开发了不同类型紫 外光源产品,如紫外线汞灯、紫外线金属卤化物灯、紫外荧光灯、 氙灯等。\n(2)催化剂的性质 \n半导体催化剂粒径与催化活性明显相关。 粒径越小,催化活性越高,粒径30nm 左右活性突出,开发纳米级 的超细光催化剂是提高光催化效率的重要途径。同时发现催化活性 与其晶型密切相关,锐钛型催化活性高于金红石型。制备温度对其 活性也有很大影响,温度高活性好。在 TiO₂ 表面授载活性金属和 金属氧化物,进一步提高TiO₂ 光催化活性。这些金属及金属氧化 物不仅影响半导体颗粒表面的能级结构,降低带隙能,而且影响光 催化氧化和还原反应的过程。复合光催化剂是提高光催化效率的新 途径,在半导体光催化剂中加入某种光敏剂,使之吸附在半导体光 催化剂表面,从而扩展了其光响应范围,提高了光能利用效率。\n(3)有机物性质、操作条件、水质因素 \n如 pH 值、溶解氧、 颗粒物质、金属离子(尤其是高价离子)、某些阴离子(如NO₃⁻) 、 有机物浓度和温度等,这些因素都会影响光催化反应的速率。"]
- ["问:湿式氧化法的工艺流程及特点是什么?", "答:湿式氧化法是在高温(125~320℃)和高压(0 . 5~20MPa) 条件下,以空气中的氧气为氧化剂(现在也有使用其他氧 化剂的,如臭氧、过氧化氢等),在液相中将有机污染物氧化为 CO₂ 和水等无机物或小分子有机物的化学过程。\n其工艺流程为:废水由储水池经高压泵加压后,与来自空压机 的空气混合,经换热器加热升温后进入反应塔进行氧化,反应后的 气液混合液进入气液分离器,分离出来的蒸汽和其他废气在洗涤器 内洗涤后,可用于涡轮机发电或其他动力方面;分离出来的废水则 进入固液分离器,经固液分离后排放,或作进一步地处理。\n湿式氧化技术与常规的处理方法相比,有以下几个特点。\n(1)应用范围广 \n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。\n(2)处理效率高 \n在合适的温度和压力条件下, COD_{Cr}的处理 效率可达到90%。\n(3)氧化速率快 \n湿式氧化法处理废水时,所需的反应停留时 间大部分在30~60min 内,与生物处理相比,废水在反应器的停 留时间短了许多,因此,湿式氧化法处理装置容积比较小,占地 少,结构紧凑,易于管理。\n(4)二次污染较少 \n 湿式氧化法氧化有机污染物时,C 被氧化 为CO₂,N 被转化为 NO₂⁻ 、NO₃⁻ 、N₂, 有机卤化物和硫化物被 氧化为相应的无机卤化物和硫化物,其反应过程中没有 NO₂、 SO₂ 、HCl 、CO 等有害的物质产生,因此产生的二次污染少。\n(5)能量少,并可以回收能量和有用物料 \n在湿式氧化法处理 有机物所需的能量就是进水和出水的热熵差,系统的反应热可以用 来加热进料,而从系统中排出的热量可以用来产生蒸汽或加热水, 反应放出的气体用来使涡轮机膨胀,产生机械能或电能等。\n但是,在实际应用中还存在有一定的局限性:湿式氧化法氧化 反应时,需要在高温、高压下进行,故要求反应器材料耐高温、耐 高压和耐腐蚀,因此设备费用大,投资大;湿式氧化法适用于高浓 度、小流量的污水处理,对于低浓度、大流量的废水则不经济;对 于某些有机物,如多氯联苯等结构稳定的化合物,湿式氧化法的去除率不好;湿式氧化法氧化过程中可能产生某些有毒的中间产物。"]
- ["问:哪些有机物可采用湿式氧化法处理?", "答:①无机氰化物和有机氰化物易氧化;\n② 脂肪族和氯化脂肪族化合物易氧化;\n③ 芳烃(甲苯等)易氧化;\n④ 芳香族和含非卤代官能团(如酚和苯胺)的卤代芳香族化 合物易氧化;\n⑤ 不含其他非卤代官能团(如氯苯)的卤代芳香族化合物难 以用湿式氧化法处理。"]
- ["问:湿式氧化法的工艺流程是什么?", "答:湿式氧化法是在高温(125~320℃)和高压(0 . 5~20MPa) 条件下,以空气中的氧气为氧化剂(现在也有使用其他氧 化剂的,如臭氧、过氧化氢等),在液相中将有机污染物氧化为 CO₂ 和水等无机物或小分子有机物的化学过程。\n其工艺流程为:废水由储水池经高压泵加压后,与来自空压机 的空气混合,经换热器加热升温后进入反应塔进行氧化,反应后的 气液混合液进入气液分离器,分离出来的蒸汽和其他废气在洗涤器 内洗涤后,可用于涡轮机发电或其他动力方面;分离出来的废水则 进入固液分离器,经固液分离后排放,或作进一步地处理。"]
- ["问:湿式氧化法的特点是什么?", "答:湿式氧化法是在高温(125~320℃)和高压(0 . 5~20MPa) 条件下,以空气中的氧气为氧化剂(现在也有使用其他氧 化剂的,如臭氧、过氧化氢等),在液相中将有机污染物氧化为 CO₂ 和水等无机物或小分子有机物的化学过程。\n湿式氧化技术与常规的处理方法相比,有以下几个特点。\n(1)应用范围广 \n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。\n(2)处理效率高 \n在合适的温度和压力条件下, COD_{Cr}的处理 效率可达到90%。\n(3)氧化速率快 \n湿式氧化法处理废水时,所需的反应停留时 间大部分在30~60min 内,与生物处理相比,废水在反应器的停 留时间短了许多,因此,湿式氧化法处理装置容积比较小,占地 少,结构紧凑,易于管理。\n(4)二次污染较少 \n 湿式氧化法氧化有机污染物时,C 被氧化 为CO₂,N 被转化为 NO₂⁻ 、NO₃⁻ 、N₂, 有机卤化物和硫化物被 氧化为相应的无机卤化物和硫化物,其反应过程中没有 NO₂、 SO₂ 、HCl 、CO 等有害的物质产生,因此产生的二次污染少。\n(5)能量少,并可以回收能量和有用物料 \n在湿式氧化法处理 有机物所需的能量就是进水和出水的热熵差,系统的反应热可以用 来加热进料,而从系统中排出的热量可以用来产生蒸汽或加热水, 反应放出的气体用来使涡轮机膨胀,产生机械能或电能等。\n但是,在实际应用中还存在有一定的局限性:湿式氧化法氧化 反应时,需要在高温、高压下进行,故要求反应器材料耐高温、耐 高压和耐腐蚀,因此设备费用大,投资大;湿式氧化法适用于高浓 度、小流量的污水处理,对于低浓度、大流量的废水则不经济;对 于某些有机物,如多氯联苯等结构稳定的化合物,湿式氧化法的去除率不好;湿式氧化法氧化过程中可能产生某些有毒的中间产物。"]
- ["问:决定湿式氧化的氧化程度的因素有哪些? 其常用\n的参数范围是多少?", "答:湿式氧化的氧化程度决定于操作压力、温度、空气量、时 间等因素,实际氧化程度可根据需要进行选择。\n(1)温度 \n温度是湿式氧化过程非常重要的因素,也是湿式氧 化系统处理效果的决定性影响因素,如反应温度低,即使延长反应 时间,反应物的去除率也不会显著提高。当温度<100℃时,氧的 溶解度随着温度的升高而降低;当温度>150℃时,水的溶解度随 着温度的升高而增大,氧在水中的传质系数也随着温度的升高而增 大,同时,温度升高使液体的黏度减小,因此温度升高有利于氧在 液体中的传质和氧化有机物。但是当温度升高,总压力也增大,使 动力消耗越大,且对反应器的要求也越高,因此从经济的角度考 虑,须通过实验选择合适的氧化温度,既要满足氧化的效率,又要 合理地设计能量消耗等费用。\n湿式氧化法的温度操作范围为180~370℃(水的临界温度为 374℃),操作压力一般不低于5.0~12.0MPa (超临界湿式氧化的 操作压力可达43.8MPa), 操作温度为120℃时,通常只有20%左 右的有机物能被氧化,而反应温度高于320℃时,几乎所有的有机 物都能被氧化。\n(2)停留时间 \n在湿式氧化处理装置中,起决定作用的是反应 温度,而氧化时间是较次要的因素。达到处理效果所需要的时间随 反应温度的升高而缩短;去除率越高,所需的反应温度越高或反应 的时间越长;氧分压越高,所需的温度越低或反应时间越短。根据 污染物被氧化的难易程度以及处理的要求,可确定最佳的反应温度及 反应时间, 一般而言,湿式氧化处理装置的停留时间在0.1~2h 之间。\n(3)压力 \n系统压力的主要作用是保持反应系统内液相的存 在,对氧化反应的影响并不显著,如果压力过低,大量的反应热就 会消耗在水的蒸发上,这样不但反应温度得不到保证,而且反应器 有蒸干的危险,在一定温度下,总压不应低于该温度下水的饱和蒸 气压。因此,在湿式氧化过程中,除了要保证废水和空气不断输入 外,为保持废水处于液态下进行氧化燃烧,以及控制水蒸气的发生 量,必须使反应控制在一定的压力下进行。 一般情况下,操作压力 越高,水蒸气与空气的比值就越小,即蒸气的发生量少。在操作压 力一定的情况下,温度越高,蒸气发生量越大。\n(4)有机物的结构 \n有机物氧化与物质的电荷特征和空间结构 有很大的关系,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也不相同。\n氧在有机物中所占的比例越小,其氧化性越大;碳在有机物中 所占的比例越大,其氧化性越大。实验还发现异构体与氧化性有 关,例如异构体醇的分解顺序为:叔>异>正。无机、有机氰化 物、脂肪族、卤代脂肪族化合物、芳烃、芳香族和含非卤代烃的芳 香族化合物易氧化,不含其他基团的卤代芳香族化合物(如氯苯和 多氯联苯等)难氧化。 一般情况下湿式氧化过程中大分子氧化为小 分子的快速反应期和继续氧化小分子中间产物的慢反应期两个过 程。大量研究发现,中间产物苯甲酸和乙酸对湿式氧化的继续氧化 有抑制作用,其原因是乙酸具有高的氧化值,很难被氧化,因此乙 酸是湿式氧化常见的积累的中间产物。在湿式氧化处理废水的完全 氧化效率有时很大程度上取决于乙酸的氧化程度。\n(5)废水的反应热与所需的空气量 \n湿式氧化通常也称湿式燃烧,在该系统中依靠有机物被氧化所释放的氧化热来维持反应温 度,单位质量被氧化物质耗氧化过程中,产生的热值即燃烧值。湿 式氧化过程中还需要消耗空气,所需空气量可由废水去除的 COD 值计算获得,实际需氧量由于受氧的利用率的影响,常比理论计算 值高出20%左右,虽然各种物质和组分的燃烧热值和所得氧气量 是不尽相同的,但它们消耗每千克空气所能释放的热量都却大致相 等, 一般约为700~800kcal(1kcal=418J)。\n完全去除时空气的理论需要量与废液浓度 COD 之间的关系为:\nA=4.3COD(g空气/L 废液)\n相应的放热量为:\nH=4.3COD×3.16=13.6COD(kJ/L废液)\n(6)搅拌强度 \n在高压反应釜内进行反应时,氧气从气相向液 相中的传质速率与搅拌强度有关。搅拌强度影响传质速率,搅拌强 度越大,液体的湍流程度越大,氧气在液相中的停留时间越长,传 质速率就越大,当搅拌强度增大到一定程度时,搅拌强度对传质速 率的影响很小。"]
- ["问:湿式氧化法的基本过程有哪几步?", "答:(1)将废水用高压排液泵送入系统中,空气(或纯氧) 与废水混合后,进入热交换器,换热后的液体经预热器预热后送入 反应器内。\n(2)氧化反应是在氧化反应器内进行的,反应器也是湿式氧化 的核心设备,随着反应器内氧化反应的进行,释放出来的反应热使 混合物的温度升高,达到氧化所需的最高温度。\n(3)氧化后的反应混合物经过控制阀减压后送入换热器,与进 水换热后进入冷凝器。液体在分离器内分离后,分别排放。"]
- ["问:湿式氧化法的主要设备有哪些?", "答:(1)反应器 \n反应器是湿式氧化法设备中的核心部分。湿式氧化法的工作条件是在高温、高压下进行,而且所处理的废水 通常是有一定的腐蚀性。因此反应器的材质要求较高,需有良好的 抗压强度,且内部的材质必须耐腐蚀。如不锈钢、镍钢、钛钢等。\n(2)热交换器 \n废水进入反应器之前,需要通过热交换器与出 水的液体进行热交换,因此要求热交换器有较高的传热系数,较大 的传热面积和较强的耐腐蚀性,且必须有良好的保温性能,对于含 悬浮物多的物料常采用立式逆流套管式热交换器,对于含悬浮物少 的有机废水常采用多管式热交换器。\n(3)气液分离器 \n气液分离器是一个压力容器,当氧化后的液 体经过热交换器后温度降低,使液相中的氧气、二氧化碳和易挥发 的有机物从液相进入气相而分离,分离器内的液体,再经过生物处 理或直接排放。\n(4)空气压缩机 \n湿式氧化法为了减少费用,常采用空气作为 氧化剂,空气进入高温高压的反应器之前,需要使空气通过热交换 器升温和通过压缩机提高空气的压力,以达到需要的温度和压力, 通常使用往复式压缩机。根据压力要求来选定段数, 一般选用3~ 4段。"]
- ["问:过氧化氢的主要物理化学性质有哪些?", "答:过氧化氢的分子式为 H₂O₂, 相对分子质量为34。纯过 氧化氢是一种紫色的黏稠液体,具有刺鼻臭味,沸点152.1℃,冰 点-0.89℃,它比水密度大得多(一4.16℃时1.643g/cm³), 它的 许多物理性质和水相似,可与水以任意比例混合,过氧化氢的极性 比水强。在溶液中存在强烈的缔合作用,3%的过氧化氢水溶液在 医药上称为双氧水,具有消毒、杀菌作用。\n过氧化氢分子中氧的价态是-1,它可以转化成-2价,表现 出氧化性,可以转化成0价,而具有还原性,因此过氧化氢具有氧 化还原性。在酸性溶液和碱性溶液中它都是强的氧化剂,只有与更 强的氧化剂 KMnO₄ 反应时,它才表现出还原性而被氧化。\n(1)过氧化氢的氧化性 \n纯过氧化氢具有很强的氧化性,遇到可燃物即着火。在水溶液中,过氧化氢是常用的氧化剂,其在酸性 溶液中过氧化氢的氧化性更强,但在酸性条件下过氧化氢的氧化反 应速率极慢,碱性溶液中的氧化反应速率却是快速的。在用过氧化 氢作为氧化剂的水溶液反应体系中,由于过氧化氢的还原产物是 水,过量的过氧化氢可以通过热分解除去,所以不会在反应体系内 引入不必要的物质,去除一些还原性物质时特别有用。\n(2)过氧化氢的还原性 \n过氧化氢在酸性或碱性溶液中都具有 一定的还原性。在酸性溶液中,过氧化氢只能被高锰酸钾、二氧化 锰、臭氧、氯等强氧化剂所氧化。在碱性溶液中、过氧化氢显示出 更强的还原性,除还原一些强氧化剂外,还能还原如氧化银、六氰 合铁等一类较弱的氧化剂,过氧化氢氧化的产物是O₂, 所以它不会 给反应体系带来杂质,许多过氧化氢参与的反应都是自由基反应。\n(3)过氧化氢的不稳定性 \n过氧化氢在低温和高纯度时表现的 比较稳定,但若受热温度达到426K 以上便会猛烈分解。不论是在 气态、液态、固态或者在水溶液中,H₂O₂ 都具有热不稳定性,根 据反应电动势,过氧化氢在酸性溶液中的歧化程度较在碱性溶液中 稍大,但在碱性溶液中的歧化速度要快得多,溶液中微量存在的杂\n质,如金属离子 (Fe³⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Ag⁺)、 非金属、金属氧\n化物等都能催化过氧化氢的分解,研究认为,杂质可以降低过氧化 氢的分解活化能,而且即便是在低温下,过氧化氢仍能分解。此 外,光照、储存容器表面粗糙(具有催化活性)都会使过氧化氢 分解。\n为了抑制过氧化氢的催化分解,需要将它储存在纯铝 (>99.5%)、不锈钢、瓷料、塑料及其他特殊材料制作的容器中。 并且避光、阴凉处存放,有时还需要加一些稳定剂,如微量锡酸 钠、焦磷酸钠等来抑制所含杂质的催化分解作用。"]
- ["问:过氧化氢能够强化活性炭废水处理效果的原因是\n什么?", "答:活性炭作为优良的吸附剂广泛用于水处理。在废水处理中,活性炭吸附一般只适用于浓度较低的废水或深度处理。对于高 浓度的有机废水采用过氧化氢氧化与活性炭吸附相结合,取得了很 好的结果。其原因主要是:过氧化氧与活性炭接触后,在活性炭表 面迅速分解放出原子氧或生成羟基自由基,这些原子氧或羟基自由 基可以氧化吸附于活性炭表面的有机分子,从而既增强了过氧化氢 的氧化分解能力,又延长了活性炭的工作周期。"]
- ["问:高锰酸钾的主要物理化学性质和应用有哪些?", "答:高锰酸钾分子式为 KMnO₄, 俗称灰锰氧、PP 粉,是一 种有结晶光泽的紫黑色固体,易溶于水,在水溶液中呈现出特有的 紫红色。高锰酸钾的热稳定性差,加热到473K 以上就会分解释放 出氧气。在水溶液中不够稳定,有微量酸存在时,发生明显分解而 析出MnO₂, 使溶液变浑浊。在中性或碱性溶液中, KMnO₄ 的分 解速率较慢,因此 KMnO₄ 在中性或碱性溶液中较为稳定。而光对 KMnO₄ 的分解有催化作用,因此高锰酸钾溶液通常需保存在棕色 瓶中。加热沸腾后KMnO₄ 溶液分解反应速率加快。\n高锰酸钾中的 Mn 的价态是+7价,是锰的最高氧化态,因此 高锰酸钾是一种氧化剂,还原产物可以是 MnO₄²⁺、MnO₂ 或 Mn²⁺ 。 根据标准电极电势,在酸性介质中 KMnO₄ 是强氧化剂, 它可以氧化 Cl⁻ 、I⁻ 、Fe²⁺ 、SO³⁻, 还原产物为 Mn²⁺, 溶液呈 淡粉色,如果 MnO₄⁻ 过量,它可能和反应生成的 Mn²⁺ 进一步反 应,析出MnO₂; 在中性、微酸性或微碱性介质中,高锰酸钾氧化 性减弱,与一些还原剂反应,产物为 MnO₂, 是棕黑色沉淀;在碱 性介质中, MnO, 的氧化性最弱,但仍然可以用作氧化剂,还原 产物是MnO₄²⁻ , 溶液是绿色。\n高锰酸钾是一种大规模生产的无机盐,常用于漂白毛、棉、 丝以及使油类脱色。高锰酸钾对中性天然水源水中,无论是低分 子量、低沸点有机污染物,还是高分子量、高沸点有机污染物, 氧化去除效果均很好,明显优于酸性和碱性条件下的效果,剩余的有机污染物浓度很低。在酸性和碱性条件下,高锰酸钾对低分 子量、低沸点有机污染物有良好的去除效果。但对高分子量、高 沸点有机污染物,去除效果很差,有些有机污染物浓度反而高于 原水,最高者增加达数倍,高锰酸钾在中性条件下的最大特点是 反应生成二氧化锰,由于二氧化锰在水中的溶解度很低,会以水 合二氧化锰胶体的形式由水中析出,正是由于水合二氧化锰胶体 的作用,使高锰酸钾在中性条件具有很高的除微污染物的效能。 二氧化锰是许多氧化反应的催化剂,试验表明,二氧化锰对高锰 酸钾氧化有机物的催化作用也很显著。新生成的水合二氧化锰胶 体,具有很大的表面积,能吸附水中的有机物,反应新生成的水 合二氧化锰对微污染物的吸附,大大提高了高锰酸钾除微污染物 的效果。"]
- ["问:高铁酸钾的物理化学性质有哪些?", "答:高铁酸钾是一种黑紫色具光泽的晶体粉末,干燥的高铁 酸钾在常温下可以在空气中长期稳定存在,198℃以上时开始分解, 在水溶液中或者含有水分时很不稳定,极易分解,其水溶液呈紫红 色。高铁酸钾溶于水后, Fe(VI) 在水中分解并不直接转化为Fe (Ⅲ),而是经过+5、+4价的中间氧化态逐渐还原成 Fe(Ⅲ),而且Fe(VI) 还原成Fe(Ⅲ) 过程中产生正价态水解产物,这些 分解产物可能具有比三价铝、铁等水解产物更高的正电荷及更大的 网状结构,各种中间产物在 Fe(VI) 还原成 Fe(Ⅲ) 过程中产生 聚合作用,生成的Fe(Ⅲ) 很快形成Fe(OH)₃ 胶体沉淀。这种具 有高度吸附活性的絮状 Fe(OH)₃ 胶体,可以在很宽的 pH 值范围 内吸附絮凝大部分阴阳离子、有机物和悬浮物。在酸性或中性溶液 中,高铁酸根离子瞬间分解,被水还原成三价铁化合物,但其氧化 性仍然存在。而在碱性溶液中高铁酸钾的稳定性较好,其分解速率 受外界条件的影响较大,溶液的 pH 值和含碱量是两个主要因素。 pH 值在10~11时, FeO₄²⁻ 表现非常稳定; pH 值在8~10时, FeO₄²⁻的稳定性也较好; pH 值在7.5以下时, FeO₄²⁻ 的稳定性急剧下降。此外,无机离子的存在对高铁酸钾溶液的稳定性也有很大 的影响。目前,国外已开始重视高铁酸钾的工程应用,国内生产厂 商很少,有待进一步推广。"]
- ["问:高铁酸钾的应用特性有哪些?", "答:高铁酸钾 (K₂FeO₄) 是20世纪70年代以来开发的新型 水处理剂,它作为水处理剂具有如下特点。\n(1)良好的氧化除污功效 \n高铁酸钾是一种比高锰酸钾、臭氧 和氯气的氧化能力还强的强氧化剂。适用pH 值范围广,整个 pH 值范围内都有很强的氧化性,可以有效去除有机污染物及无机污染 物,尤其对其中难降解有机物的去除将具有特殊功效。利用其强氧 化功能,选择性氧化去除水中的某些有机污染物质,尤其在用于饮 用水的深度处理方面,具有高效、无毒副作用的优越性,且试剂价 格低于高锰酸钾。\n(2)优异的混凝与助凝作用 \n高铁酸盐被还原的最终产物新生 态Fe(Ⅲ) 是一种优良的无机絮凝剂,它的氧化和吸附作用又具 有重要的助凝效果,可去除水中的细微悬浮物,其对悬浮颗粒物具 有高效絮凝的作用。\n(3)优良的杀菌作用 \n高铁酸钾比次氯酸盐的氧化杀菌能力 强,FeO₄²⁻的还原产物 Fe³⁺具有补血功能,消毒过程不会产生二 次污染。由于高铁酸钾的强氧化和无污染特性,使其成为一种理想 的氧源杀菌剂的替代品。\n(4)高效脱味除臭功能 \n高铁酸钾能迅速有效地除去生物污泥 中产生的硫化氢、甲硫醇、氨等恶臭物质,高铁酸钾通常集用于污 泥脱臭的多种化学物质于一身。它能升高 pH 值;氧化分解恶臭物 质;氧化还原过程产生的不同价态的铁离子;与硫化物生成沉淀去 除;氧化分解释放的氧气促进曝气;将氨氧化成硝酸盐,硝酸盐能取代硫酸盐作为电子接受体,避免恶臭物生成;因而,高铁酸钾是 一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭功能为一体的新型高效多功能水处理剂。"]
- ["问:超声波氧化的影响因素有哪些?", "答:超声波氧化的本质是自由基氧化,影响因素主要有超声 频率、超声功率强度等超声场的影响,溶液的温度、pH 值,空化 气体及反应器结构等。\n(1)超声场\n① 超声频率 \n超声频率对有机物降解的影响与有机物的物化 性质有关。超声频率过高时,声周期变短,气泡崩溃时产生的温度 低,不利于水分解成·OH 和 ·H; 超声频率过低时,则气泡寿命 长,气泡内自由基会相互结合而失活。因此对每一种具体的化学物 质来说,其降解皆有一个最佳操作频率,但并非超声波频率越高, 对其超声降解速率越大越快。在采用超声对某一物质进行降解时, 超声频率与强度之间可能有一个最佳匹配的问题,而且频率的选择 还与被降解物质的结构、性质以及降解的反应历程有关。例如, 900kHz 的超声波对 CS₂ 没有明显的声解作用,而20kHz 的超声波 却能将 CS₂ 分解为碳和单晶硫。\n② 超声强度 \n声能强度 (W/cm²) 是影响超声降解的一个重 要因素。 一般地说,当超声波的频率一定时,超声波的强度增加, 超声化学效应也增强,超声降解反应的速率和效率也相应地增加。\n③ 声压振幅 \n声强和声压振幅的平方成正比。声压振幅的提 高,增加了产生空化的有效液体区域和空化气泡的尺度范围,从而 提高了超声效果。\n④ 超声辐照时间 \n随作用时间的延长,降解速率有所增加, 但超过一定时间其增长渐渐减缓。\n(2)空化气体 \n空化气体是指为提高空化效应而溶解于溶液中 的气体,空化气泡内的气体性质对空化的效果有较大的影响。 一般 说来体系中所含气体越多,越容易产生空化气泡。废水中溶解气体 对超声降解速率和降解程度的影响主要有两个方面的原因: 一是溶 解气体对空化气泡的性质和空化强度有重大影响;二是溶解气体本 身产生的自由基也参与了降解反应过程,从而影响了降解反应机理和反应的热力学与动力学行为。\n(3)水溶液的性质\n① 水溶液的温度 \n通常提高水溶液的温度有利于加快超声辐 射时降解有机物的反应速率,因为温度升高时容易产生空化气泡, 但超声辐射时温度的升高往往会导致气体溶解度的减小、表面张力 的降低、饱和蒸气压的增大,反而会引起降解效果的下降。故对某 个具体的降解物应选择一个最佳的空化温度。\n② 初始 pH 值 \n超声辐射处理废水时,溶液的pH 值是有变化 的。废水起始pH 值的不同,对前期有机物的降解速率影响较大。 pH 值较小时有利于有机物的超声降解。最佳pH 值的选择,除了 要考虑被降解物本身的酸碱性之外,还要考虑超声降解的机理。\n③ 降解物的初始浓度 \n降解速率随降解物的初始浓度的升高 而下降。\n(4)反应器结构 声的传播和产生空化效应的强弱与反应器的 结构密切相关,超声波反应器良好的结构设计是降低处理成本的一 个有效途径。目前超声波反应器主要有超声清洗槽式反应器、平行 板式近场声处理器 (NAP 反应器)、声变幅杆浸入式声化学反应 器等。"]
- ["问:混凝沉淀的主要机理是什么?", "答:(1)双电层压缩机理 \n胶团为双电层的构造,胶粒表面 处反离子的浓度最大,随着胶粒表面向外的距离越大则反离子浓度 越低,最终与溶液中离子浓度相等,当两个胶粒互相接近时,由于 扩散层厚度减小,ξ电位降低,因此它们互相排斥的力就减小了, 也就是溶液中离子浓度高的胶粒间斥力比离子浓度低的要小。胶粒 间的吸力不受水相组成的影响,但由于扩散层减薄,它们相撞时的 距离就减小了,这样相互间的吸力就大了。其排斥与吸引的合力由 斥力为主变成以吸力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。\n(2)吸附电中和作用机理 \n吸附电中和作用指胶粒表面对异号 离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作 用,由于这种吸附作用中和了它的部分电荷,减少了静电斥力,因 而容易与其他颗粒接近而互相吸附。\n(3)吸附架桥作用机理 \n吸附架桥作用主要是指高分子物质与 胶粒相互吸附,但胶粒与胶粒本身并不直接接触,而使胶粒凝聚为 大的絮凝体。还可理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶 粒而联结在一起。高分子絮凝剂一般具有线状或分枝状长链结构, 它们具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团,当高聚合物与 胶粒接触时,基团能与胶粒表面产生特殊的反应而互相吸附,而高 聚合物分子的其余部分则伸展在溶液中可以与另一个表面有空位的 胶粒吸附,这样聚合物就起了架桥连接的作用。\n(4)沉淀物网捕机理 \n当金属盐(如硫酸铝或氯化铁)或金属 氧化物和氢氧化物(如石灰)作凝聚剂时,当投加量大得足以迅速 沉淀金属氢氧化物[如 Al(OH)₃,Fe(OH)₃,Mg(OH)₂] 或金属碳酸盐(如CaCO₃) 时,水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所 网捕。当沉淀物是带正电荷 [Al(OH)₃ 及 Fe(OH)₃ ; 在中性和酸 性 pH 值范围内]时,沉淀速度可因溶液中存在阴离子而加快,例 如硫酸根离子。此外水中颗粒本身可作为这些金属氢氧化物沉淀物 形成的核心,所以凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比, 即胶粒越多,金属凝聚剂投加量越少。\n以上介绍的混凝的四种机理,在水处理中常不是单独孤立的现 象,而往往可能是同时存在的,只是在一定情况下以某种现象为主 而已,可以用来解释水的混凝现象。"]
- ["问: 混凝沉淀处理的基本工艺流程和主要设备是什么?", "答:在污水处理过程中,向污水投加药剂,进行污水与药剂 的混合,从而使水中的胶体物质产生凝聚或絮凝,这一综合过程称 为混凝过程。\n混凝沉淀处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离几个 部分。\n(1)投药 \n混凝剂的配制与投加方法可分为干法投加和湿法投 加两种。\n① 干法投加 \n干法投加指把药剂直接投放到被处理的水中。 干法投加劳动强度大,投配量较难控制,对搅拌机械设备要求高。 目前,国内较少使用这种方法。\n② 湿法投加 \n湿法投加指先把药剂配成一定浓度的溶液,再 投入被处理污水中。湿法投加工艺容易控制,投药均匀性也较好, 可采用计量泵、水射器、虹吸定量投药等设备进行投加。\n(2)混合 \n混合是指当药剂投入污水后发生水解并产生异电荷 胶体与水中胶体和悬浮物接触形成细小的絮凝体(俗称矾花)这一 过程。\n混合过程大约在10~30s 内完成。混合需要搅拌动力,搅拌动 力可采用水力搅拌和机械搅拌两种,水力搅拌常用管道式、穿孔板 式、涡流式混合等方法;机械式可采用变速搅拌和水泵混合槽等装置。\n(3)反应 \n当在混合反应设备内完成混合后,水中已经产生细 小絮体,但还未达到自然沉降的粒度,反应设备的任务就是使小絮 体逐渐絮凝成大絮体以便于沉淀。反应设备有一定的停留时间和适 当的搅拌强度,使小絮体能相互碰撞,并防止生成的大絮体沉淀。 但搅拌强度太大,则会使生成的絮体破碎,且絮体越大,越易破 碎,因此在反应设备中,沿着水流入方向搅拌强度越来越小。\n(4)沉淀 \n废水经过加药、混合、反应后,完成絮凝过程,进 入沉淀池进行泥水分离。沉淀池可采用平流、辐流、竖流、斜板等 多种结构形式。"]
- ["问:加药系统运行操作过程中应注意哪些问题?", "答:为了保证处理效果,不论使用何种混凝药剂或投药设备, 加药设备操作时应注意做到以下几点。\n(1)保证各设备的运行完好,各药剂的充足。\n(2)定量校正投药设备的计量装置,以保证药剂投加量符合工 艺要求。\n(3)保证药剂符合工艺要求的质量标准。\n(4)定期检验原污水水质,保证投药量适应水质变化和出水 要求。\n(5)交接班时需交代清楚储药池、投药池浓度。\n(6)经常检查投药管路,防止管道堵塞或断裂,保证抽升系统 正常运行。\n(7)出现断流现象时,应尽快检查维修。"]
- ["问:影响混凝的主要因素有哪些?", "答:影响混凝效果的因素是多方面的,主要有混凝剂的种类、 浓度、用量、混凝处理时的搅拌状况、pH 值、温度及其变化等, 应根据具体情况采用不同的对策。\n(1)混凝剂的种类和用量 \n 对不同的废水应选用不同的混凝剂。混凝剂的用量在很大程度上影响混凝的效果,过量与不足都将 导致溶胶粒子的分散和稳定。因此都应该通过实验确定最佳投加 量, 一般来说,无机混凝剂的用量较高,常达几百至上千mg/L, 而有机高分子聚合物混凝剂主要用于助凝作用,投加量较少,通常 在1~10mg/L, 最高不超过25mg/L。\n(2)搅拌及反应时间的影响 \n把一定的混凝剂投加到废水中 后,首先要使混凝剂迅速、均匀地扩散到水中。混凝剂充分溶解 后,所产生的胶体与水中原有的胶体及悬浮物接触后,会形成许 许多多微小的矾花,这个过程又称为混合。混合过程要求水流产 生激烈的湍流,在较快的时间内使药剂与水充分混合,混合时间 一般要求几十秒至2min 。混合作用一般靠水力或机械方法来 完成。\n在完成混合后,水中胶体等微小颗粒已经产生初步凝聚现象, 生成了细小的矾花,其尺寸可达5μm 以上,但还不能达到靠重力 可以下沉的尺寸(通常需要0.6~1.0mm 以上)。因此还要靠絮凝 过程使矾花逐渐长大。在絮凝阶段,要求水流有适当的紊流程度, 为细小矾花提供相碰接触和互相吸附的机会,并且随着矾花的长大 这种紊流应该逐渐减弱。目前一般采用三级或两级搅拌的方式进 行,其搅拌特点是混合阶段搅拌速率快,时间短,搅拌速率一般为 100~150r/min, 搅拌时间0.5~2min, 而后进入反应阶段,反应 阶段搅拌速率较慢,时间较长, 一般搅拌速率为40~60r/min, 搅 拌反应时间15min 左右,沉淀停留时间常为60~120min。\n(3)pH 值、碱度的影响 \npH 值对混凝操作具有很大的影响, 所以废水在进行混凝处理时,必须充分注意其有效的 pH 值范围。 有机聚合物混凝剂对 pH 值的限制不太严格,但 pH 值偏小时对助 凝效果有较大的影响。无机混凝剂对废水的 pH 值比较敏感,由于 混凝剂水解反应不断产生 H+, 因此要保持水解反应充分进行,水 中必须有足够的碱度去中和 H⁺, 如碱度不足,水的 pH 值将下 降,水解反应不充分,对混凝过程不利。例如 Al³⁺的水解产物在 低 pH 值时,多产生高电荷低聚合度的络合物;随 pH 值升高,则低电荷高聚合度络合的比例增大。因此,必须根据具体处理对象控 制pH 值, 一般以pH 值6.0~8.5最为适宜,而使用硫酸亚铁作 混凝剂时,最佳 pH 值应在9.0~12.0。无机或有机高分子混凝 剂,受pH 值影响也小,因而受到广泛应用。\n(4)温度的影响 \n水温对混凝效果也有影响,无机盐混凝剂的 水解反应是吸热反应,水温低时不利于混凝剂水解。水的黏度也与 水温有关,如水温低时水的黏度大,致使水分子的布朗运动减弱, 不利于水中污染物质胶粒的脱稳和聚集,因而絮凝体形成不易。因 此,冬天混凝剂用量比夏天多。温度升高有利于胶粒间的碰撞而产 生凝聚,但温度超过90℃易使絮凝剂老化或分解生成不溶性物质, 反而降低混凝效果。温度对硫酸铝最佳投放剂量有明显影响。低温 下投放量增多,由于其水解困难,难以形成带正电荷羟基配合物。 硫酸铝最适宜在20~40℃水温下使用,而FeCl₃·H₂O 却在低温 下效果好。\n(5)共存杂质\n 阴离子如磷酸根、亚硫酸根、高级有机酸离子 阻碍高分子絮凝,氯离子、螯合物、水溶性高分子物质和表面活性 剂都不利于混凝,而一些电解质离子能降低ξ电势,促进胶体凝 聚。如水中存在的二价以上的正离子,对天然水压缩双电层有利。 杂质颗粒级配越单一均匀、越细越不利,大小不一的颗粒将有利于 混凝。杂质的化学组成、带电性能、吸附性能也都有影响。有机物 对憎水胶体有保护作用。杂质的浓度过低,也就是低浊度,将不利 于颗粒间碰撞而影响凝聚。因此,需要人工添加黏土,才能获得较 好效果。"]
- ["问:如何确定混凝剂种类、投加量?", "答:混凝剂种类和投加量是影响混凝效果的关键因素,对于 给水处理中已有较成熟的经验,但对污水的深度处理尚缺乏可以直 接引用的数据。通常采用实际污水水样在实验室做烧杯试验,并连 续一段时间,多次采样,对药剂和投加量进行综合评价,对混凝剂 及投加量进行初步筛选确定,不能采用一次的实验结果。\n在有条件的情况下, 一般还应对初步确定的结果进行扩大的连 续试验,以求取得可靠的设计数据。"]
- ["问:常用的几种无机混凝剂的性能和特点是什么?", "答:常用的无机混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、 硫酸亚铁等。\n(1)硫酸铝 \n 硫酸铝或为固态,或为液态。固态的硫酸铝为片 状、粒状或粉状。它的理论分子式为Al₂(SO₄)₃·18H₂O, 通常由 氧化铝含量,即 Al₂O₃ 来表示,其值约为17%。粉状硫酸铝的表 观密度在1000kg/m³ 左右。液态硫酸铝与固态一样也是以氧化铝 Al₂O₃ 含量表示的。其浓度通常为8.0%~8.5%,为粉状含量的 48%~49%,即每升水溶液含630~650g Al₂(SO₄)₃·18H₂O。\n硫酸铝用于混凝时,须有适宜的 pH 值范围。在去色时, pH 值适宜范围为5~6;在去浊度时, pH 值适宜范围在6~8之间。 生产上最佳pH 值范围一般为6.5~7.5。由于铝的相对密度较小, 所以铝盐形成的矾花轻而疏松,特别冬天水温低时,难以结成大、 重而易沉的颗粒。\n(2)聚合氯化铝 \n聚合氯化铝,又名碱式氯化铝。通常使用液 态的,其理论分子式为 [Alₙ(OH)ₘCl₃ₙ₋ₘ], 为无机高分子混凝 剂。聚合氯化铝作用机理与硫酸铝相似,但它的效能优于硫酸铝, 相同水质下,投加量比硫酸铝要少,对 pH 值的适应范围也较宽, 可在5.0~9.0之间。对处理高浊度水和低温水效果较好,腐蚀性 小,投药方便,成本较低。\n(3)三氯化铁 \n三氯化铁有固态的和液态的,但多数使用液态 的。固态的氯化铁的外观是黄褐色的容易潮解的结晶物质,理论分 子式为FeCl₃·6H₂O 。 它的作用机理也与硫酸铝相似,但对 pH 值的适应范围宽(在6.0~8.4之间),形成的絮凝体比铝盐絮凝体 大、重、密实,处理低温或低浊度水的效果优于硫酸盐。缺点是三 氯化铁腐蚀性较强,易吸湿潮解。\n(4)硫酸亚铁 \n硫酸亚铁 (FeSO₄·7H₂O)是半透明绿色结 晶体,俗称绿矾。使用时受水温影响较小,形成的絮凝体大、重而 易沉。较适于浊度高、碱度高和pH 值为8.5~9.5的原水。硫酸 亚铁用于混凝,会使处理后的水带色,特别是当Fe²⁺与水中有色 胶体作用后,将生成颜色更深的溶解物,影响水的使用。所以采用 硫酸亚铁作混凝剂 pH 值较低时,常用氯将二价铁 Fe²⁺氧化成三 价铁 Fe³⁺。"]
- ["问:如何确定混凝剂的投加顺序?", "答:混凝剂的投加有无最佳投放顺序,需试验确定。 一般先 投无机混凝剂,再投有机混凝剂。但当处理胶粒粒径在50μm 以上 时常先加有机混凝剂吸附架桥,再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶 体脱稳。无机混凝剂石灰与硫酸铝投加顺序,其先后决定 pH 值的 条件,pH 影响硫酸铝在水中的形态。又如三氯化铁与石灰的投药 顺序对污泥脱水效果有影响,实践证明先投三氯化铁后投石灰时用 药剂量少。"]
- ["问:改善混凝作用的常用方法有哪些?", "答:(1)投加少量高分子助凝剂 \n此法配合无机混凝剂使用, 可提高混凝效果,常用的高分子助凝剂有活化硅酸、聚丙烯酰胺、 骨胶、海藻酸钠等。\n例如对低温、低浊水可用活化硅酸助凝剂,配合铝盐或铁盐混 凝剂使用,不仅絮凝速率快,絮凝体颗粒大而密实,且可节省混凝 剂用量30%~50%。投加顺序通常是:先投混凝剂,后投助凝剂, 其间的时间间隔应在30~60s 以内。对于高浊度水,目前常用的助 凝剂是聚丙烯酰胺。\n(2)同时投加酸或碱 \n其目的是调节水的 pH 值或碱度。用硫 酸铝处理黏土类胶体和悬浮物时,适宜 pH 值≥6.5;处理高色度 水时适宜pH 值在5~6的范围内。用亚铁类无机混凝剂处理色度废水时,适宜pH 值为8左右。\n(3)同时投加氧化剂 \n其目的是氧化亲水有机杂质,提高混凝 效果。所用氧化剂有次氯酸钠、漂白粉及臭氧等。但应注意氯与有 机污染物如腐殖酸及富里酸等反应会产生三氯甲烷致癌物;有机物 经臭氧氧化以后,有可能将致突变物及二卤甲烷的母体如腐殖酸等 大分子分解成小分子中间产物,其中也可能存在致突变物,安全的 做法是最后用活性炭吸附。但投加氧化剂的方法适合于气浮工艺, 在混凝沉淀工艺上,应谨慎采用。\n(4)接触絮凝方法 \n采用高浓度泥渣、活性污泥或无烟煤作为 接触絮凝介质投入澄清池进行接触絮凝,增强其絮凝核心作用,加 快水体中悬浮体和胶体的絮凝速率及对杂质的吸附作用,提高水的 处理深度。\n(5)沉淀污泥部分回流 \n沉淀污泥中仍含有少量絮凝剂,沉淀 污泥部分回流可充分利用混凝剂,同时还可起到助凝作用,提高絮 凝效果。\n(6)改变混凝剂投加方式 \n这里指混凝剂一次投加还是分批投 加,后者有时会有更好的混凝效果,或全部投入一部分水体中,经 充分混合后,再与另一部分未加混凝剂的水混合,有时也会出现更 好的混凝效果。"]
- ["问:混凝剂的投加方法有哪些?", "答:混凝剂的投加分干投法和湿投法两种。干投法是将经过 破碎易于溶解的固体药剂直接投放到被处理的水中。其优点是占地 面积少,但对药剂的粒度要求较高,投配量控制较难,机械设备要 求较高,而且劳动条件也较差,故这种方法现在使用较少。目前用 得较多的是湿投法,即先把药剂溶解并配成一定浓度的溶液后,再 投入被处理的水中。"]
- ["问:混凝剂配置的方法有哪些?", "答:通常情况下,在湿投法系统中,混凝剂的配制必须通过溶解和配成投加浓度两个过程。首先通过溶解池将固体(块状或胶 状)药剂溶解成浓药液。溶解池应有搅拌装置,搅拌的方法有机械 搅拌、压缩空气搅拌或水力搅拌等。 一般投药量小时用水力搅拌, 投药量大时用机械搅拌。溶解后的药剂通过自流、耐腐泵或射流泵 等方式将浓药液送入溶液池,并用自来水稀释到所需浓度。溶液池 通常设两个,交替使用。溶解池、溶液池、搅拌设备、泵及管道均 应考虑防腐。特别是用FeCl₃ 时,工作间的墙面和地面也应采取防 腐措施。\n目前,大部分污水处理工程的混凝加药系统,是一次性在储药 池中配制好投药所需浓度,然后直接进行投加。另外,目前液体药 剂的使用逐渐为人们所重视,因为直接使用液体药剂既可节省溶药 设备,又可降低工人的劳动强度,而且成本也相对较低。"]
- ["问:各种机械溶药搅拌叶轮的特点如何?", "答:选择适宜的叶轮形式,设计出符合流动状态特性的搅拌 器是非常重要的。搅拌槽内的液体进行着三维流动,为了区分搅拌 桨叶排液的流向特点,根据主要排液方向,按圆柱坐标把典型桨叶 分成径向流叶轮和轴向流叶轮。\n齿片式叶轮、平叶桨式叶轮、直叶圆盘涡轮式叶轮和弯曲叶涡 轮式叶轮在无挡板搅拌槽中除了使液体产生与叶轮一起回转的周向 流外,还形成强大有力的径向流,故称这些叶轮为径向流叶轮。径 向流叶轮搅拌器旋转时,物料由轴向吸入再径向排出,叶轮功率消 耗大,搅拌速度较快,剪切力强。\n在湍流状态下,推进式叶轮除了产生周向流动外,还产生大量 轴向流动,是典型的轴向流叶轮。折叶圆盘涡轮式叶轮与直叶圆盘 涡轮式叶轮、弯曲叶涡轮式叶轮相比,其轴向流成分较多,多用于 轴向流的场合。螺带式和螺杆式叶轮,使高黏度物料产生轴向流 动,也属轴向流叶形式。轴向流叶轮搅拌器不存在分区循环,单位 功率产生的流量大,剪切速率小,且在桨叶附近较大范围内分布均匀,具有较强的最大防脱流能力。"]
- ["问:混 凝 剂 的 常 用 投 加 方 法 、 优 缺 点 及 注 意 事 项 有哪 些 ?", "答:原则上药剂溶液投加到原水,需要适当的设备,投药设 备需要按原水中应投的药剂剂量准确控制药液流量,并能根据原 水水量和水质的变化随时调节。药液的投配要求计量准确,调节 灵活,设备简单,操作方便。下面简介几种常见的药剂投加 方法。\n(1)重力投加法 \n作用原理:利用重力的作用,将高位水池或 罐中的药液投入管道内或水泵吸入管喇叭口处。\n优缺点:操作简单,投加安全可靠。但必须设高位池或罐。 适用范围:中小规模水厂,直接向无压管道或混合池加药。\n(2)压力投加法 \n作用原理:利用水射器或计量泵将混凝剂投 入处理水中。水射器定量投加设备是利用空气管末端与虹吸管出口 间的水位差不变,而保证恒量投加;计量泵投加设备最为简单可 靠, 一般采用柱塞泵、隔膜泵或螺杆泵,通过调节柱塞行程控制投 药量,适于向压力管道或容器内投药。\n优缺点:可确保加药量,不受加药点位置高低及管道压力限 制,并可实现加药量的自动控制。\n适用范围:各种规模水厂均可使用。\n(3)虹吸投加法 \n作用原理:虹吸式定量投加设备可通过改变 虹吸管进口和出口高差来控制投量。\n优缺点:操作简单,加药量较稳定,但必须设高位池或罐。\n适用范围:中小规模水厂,直接向无压管道或混合池加药,应 用较少。"]
- ["问:混合反应设备的类型、特点及适用范围有哪些?", "答:混合反应设备的主要作用是将加入到水中的药剂在短时 间内,均匀地分散到水中,水解并形成胶体,使之与水中的悬浮微粒、胶体等接触,生成微小的矾花,充分发挥药剂的絮凝效果。这 一过程时间较短, 一般不超过2min。在混合过程中,要求搅拌强 度要大,使水流产生激烈的湍流。\n混合设备包括机械混合设备和水力混合设备两类。\n(1)机械混合设备 \n常用的机械混合有水泵混合和桨板式搅拌 机混合。水泵混合适用于一级泵站与反应设备距离很近时。水泵混 合就是利用水泵叶轮的高速转动使药剂与污水剧烈快速混合。药剂 一般在吸水管上或吸水口加入,水泵混合的效果较好,而且不需另 建混合设备。但过早形成的絮凝体容易在管道输送过程中打碎,影 响絮凝效果。另外一些混凝剂对泵的叶轮具有较强的腐蚀作用,因 此,对于有腐蚀性的混凝剂,最好不用水泵混合;桨板式搅拌机 混合设备其转速可调,桨板外缘的线速度一般采用2m/s 左右, 混合时间为10~30s。适应于不同水质,混合效果良好,但需要 一套机电设备,耗电能较多,并增加维护和管理工作量。适于各 类水厂,进水泵或吸水管较少,投药点距絮凝池较近(距离一般 在100m 之内)。\n(2)水力混合设备\n① 利用压力水管混合 \n该方法设备简单,无需构筑物和额外 的动力消耗,但管内流量变化大时,会影响加药效果。适用于各类水厂,但要求管道流量变化不 大,投药口至压力管道末端, 距离不小于50倍进水管径。\n② 利用静态混合器混合\n该方法投资省,在管道上安装 容易,能快速混合效果好,但会有一定的水头损失。适用于流量变化小的水处理工程,其结构如下图所示。\n@GJJ25.png@$\n③ 隔板混合池 \n隔板混合池是常用的水力混合设备。隔板混 合是通过在混合池内设置数块挡板,利用污水在混合池内的折回流 动以及水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩和扩散,形成涡流,使药剂与原水充分混合,特别是在处理水量稳定时效果较好,但水头 损失较大。隔板间距一般为池宽的2倍,流过通道孔的流速不应小 于 1m/s, 池内平均流速不小于0.6m/s, 混合时间10~30s 。适用 于处理水量相对稳定的场合。"]
- ["问:絮凝反应设备的要求和类型有哪些?", "答:在混合作用完成后,水中便产生初级矾花(尺寸可达 5μm以上),但仍不能自由沉降。絮凝阶段的主要任务是,利用反 应设备,创造适当的水力条件,使药剂与水混合后所产生的微絮凝 体,在一定时间内凝结成具有良好物理性能的絮凝体,它应有足够 大的粒度(0.6~1.0mm) 、 密度和强度(不易破碎),并为杂质颗 粒在沉淀澄清阶段迅速沉降分离创造良好的条件。\n絮凝设施要求有一定的停留时间和适当的搅拌强度,以便小絮 体能相互碰撞,并防止生成的大絮体沉淀,但搅拌强度不能过大, 否则会使生成的絮体破碎,且絮体越大,越易破碎,因此在絮凝设 施操作中,应注意搅拌强度的调节控制。\n絮凝设备形式的选择,应根据水质、水量、处理工艺高程布 置、沉淀池形式及维修条件等因素确定。絮凝设备也可分为水力和 机械两大类。前者简单,使用得较为普遍,且种类也较多,主要有 隔板式、旋流式和涡流式,用的较多的是隔板式反应池,但不能适 应流量的变化。后者能进行调节,适应流量变化,但机械维修工作 量较大。"]
- ["问:隔板反应池的特点和主要参数是什么?", "答:隔板反应池是利用水流断面上流速分布不均匀所造成的 速度梯度,促进颗粒相互碰撞实现絮凝的。为避免絮体被打碎,隔 板中的流速应逐渐减小。隔板反应池结构简单,管理方便,效果较 好。但反应时间较长,所需容积和占地面积较大。\n隔板反应池的主要参数如下所述。\n(1)反应池中板间的流速,起端部分为0.5~0.6m/s, 末端部分为0.15~0.2m/s, 隔板间距从进口到出口,逐渐放宽,以保证 反应池中的流速逐渐减小。\n(2)池数一般不少于2个,反应时间为20~30min, 当色度 高、难于沉淀的细颗粒较多时宜采用高值。\n(3)隔板间净距应大于0.5m, 小型池子当采用活动隔板时可 适当减小。进水口应设挡水措施,避免水流直冲隔板。\n(4)反应池超高一般采用0.3m。\n(5)隔板转弯处的过水断面面积,应为廊道断面面积的1.2~ 1.5倍。\n(6)池底坡向排泥口的坡度, 一般为2%~3%,排泥管直径 不应小于100mm。"]
- ["问:机械搅拌反应池的主要参数有哪些?", "答:机械搅拌反应池的主要参数如下所述。\n(1)设计尺寸:每台搅拌设备上桨板总面积为水流截面积的 10%~20%,不超过25%,桨板长度不大于叶轮直径的75%,宽 度为10~30cm。\n(2)叶轮半径中心点的旋转速度在第一格用0.5~0.6m/s, 以 后逐渐减小,最后一格采用0.1~0.2m/s, 不得大于0.3m/s。\n(3)反应时间为15~20min。"]
- ["问:加药计量设备有几种?", "答:加药计量设备有以下两种。\n(1)计量泵 采用计量泵简便可靠,是计量加药的常用设备。 我国生产的计量泵型号较多,足以供给投药使用,通常大型水厂采 用计量泵,将药液定量注入水中。\n(2)孔口计量设备 孔口计量设备的药液液位由浮球保持恒 定,在恒定液位下, 一定口径的苗嘴(也称管嘴)或是一定开启度 的孔板的出流量是恒定的。当需要调节投药量时,可以更换苗嘴或 者调节孔口的大小。"]
- ["问:计量泵的种类及特点是什么?", "答:计量泵包括柱塞泵和隔膜泵,隔膜泵又分为机械传动隔 膜泵和液压传动隔膜泵。由于水处理工程中所用的混凝剂多为腐蚀 性液体,所以多采用隔膜泵。隔膜计量泵投药特点是集计量与投加 功能于一体,计量准确,运行平稳,可根据流量信号和水质信号自 动进行复合后投加,确保水质符合国家标准。"]
- ["问:隔膜泵计量系统的基本组成有哪些?", "答:(1)计量泵 :由驱动部分和隔膜加药泵头组成,由三相 交流电动机驱动,经连杆将电机的旋转运动转变为活塞的往复 运动。\n(2)滤网 :隔滤药液中的杂质,应定期清洗。\n(3)安全阀 :为保证管道安全,当压力超过设定值时,药液自 动地由安全阀、溢流管排出。\n(4)防脉冲气囊: 由于往复泵流量呈脉冲形,所以必须设气囊 来均衡出药量。\n(5)背压阀 :为保证一定的投加压力,设背压阀。当压力小于 设定压力时,药液不能通过此阀。\n(6)单向阀 :为防停泵时形成虹吸,设单向阀。\n(7)控制器 : 分现场控制器和远程控制器。"]
- ["问:隔膜泵的基本原理及其控制方式是什么?", "答:在隔膜加药泵头内,活塞在液压油缸内运动。在压力冲 程阶段,活塞向左推动一定容积的液压油,液压油推动隔膜,隔膜 作用于药液,使相同容积的药液从加药头经压力阀进入加药管线。 在吸入冲程阶段,活塞向右运动,在负压下关闭上面的阀球,而吸 入阀球上升,药液流入加药头。通过冲程调节装置,可使泵的流量 由0~100%线性变化,流量精确。\n此种泵可接收4~20mA 的电信号,实现自控。例如,在配水井至反应池之间管路上安装的流量计可向加药间发出4~20mA 流 量信号,此信号经放大进入调频控制器,通过改变电机频率来调节 计量泵流量。此方法为按水量比例自动加药法,即流量配比法。另 外,装在反应池后的水质探头可向计量泵提供水质信号,通过伺服 电机改变冲程长度,进而改变计量泵流量。"]
- ["问:过滤的机理是什么?", "答:滤料层通过以下三个方面的作用完成对悬浮物的过滤 过程。\n(1)隔滤 \n滤料层是由大小不同的滤料颗粒组成,其间有很多 孔隙,好像一摞筛子。当污水经过滤料层时,粒径较大的悬浮物首 先被截留在表层滤料的孔隙中,随着此层截留物的增多,滤料间的 孔隙变得越来越小,截污能力变得越来越大,逐渐形成一层由被截 留的团体颗粒构成的滤膜,继而由它起重要的过滤作用,去截留那 些较小粒径的悬浮物。这种作用又称为筛滤作用。\n(2)重力沉降 \n由于滤料层具有巨大的表面积,当污水通过滤 料层时,粒径较小的悬浮物可以沉淀在滤料表面上。重力沉降强度 主要与滤料直径及过滤速度有关。滤料越小,沉淀面积越大,滤速 越小,水流则越平稳,这些都有利于悬浮物的沉降。\n(3)吸附及接触絮凝 \n由于滤料具有巨大的比表面积,它与悬 浮物之间有明显的物理吸附作用。此外,在污水通过滤料层的过程 中,要经过弯弯曲曲的水流通道,悬浮颗粒与滤料的接触机会很 多,在接触的时候,由于分子间相互作用力的结果,出现吸附和接 触絮凝作用,尤其是过滤前投加了絮凝剂时,这种作用显得更为 突出。\n在实际过滤过程中,上述三种作用往往同时发生,只是依条件 不同而有主次之分。对粒径较大的悬浮颗粒,以隔滤作用为主,由 于这一过程主要发生在滤料表层,通常称为表面过滤。对于细微悬 浮物,以发生在滤料深层的重力沉降、吸附和接触絮凝为主,故又 称为深层过滤。"]
- ["问:废水处理中常用的吸附剂有哪些?其基本的性能要求 是 什 么 ?", "答:目前在废水处理中常用的吸附剂有:活性炭、磺化煤、 活性白土、硅藻土、活性氧化铝、活性沸石、焦炭、树脂吸附剂、 炉渣、木屑、煤灰、腐殖酸等。\n对吸附剂性能的要求是吸附力强,吸附选择性好,吸附容量 大,吸附平衡浓度低,机械强度高,化学性质稳定,容易再生和再 利用,制作原料来源广,价格低廉。"]
- ["问:影响吸附的因素有哪些?", "答:(1)吸附剂结构\n① 比表面积 \n由于吸附现象是发生在吸附剂的表面上,所以 吸附剂的比表面积越大、吸附能力越强,吸附容量也越大,因此比 表面积是吸附作用的基础,在能够满足吸附质分子扩散的条件下, 吸附剂的比表面积越大越好。例如,粉状活性炭比颗粒状活性炭性 能好的主要原因就在于其比表面积比粒状活性炭的大。\n② 孔结构\n孔径:吸附剂内孔的大小对吸附性能影响很大。孔径太大,表 面积小,吸附能力差;孔径太小,则不利于吸附质的扩散,并对直 径较大的分子起屏蔽作用。\n孔容:影响吸附量,孔径一定时,比表面积与孔容成正比。\n孔径分布:影响吸附量,分布越窄,吸附性能越好。\n③ 表面化学性质 \n表面活性中心数与表面化学性质有关。活 性中心越多,吸附量越大。表面酸性氧化物基团对碱金属氢氧化物 有很好的吸附能力而碱性氧化物可吸附酸性物。有螯合基团时可吸 附金属离子。当表面氧化物成为选择性吸附中心时,有助于对极性 分子的吸附,此时主要通过氢键或电子转移形成吸附络合物。\n(2)吸附质的性质 \n对于一定的吸附剂,由于吸附质的差异, 吸附效果不一样。通常有机物在水中的溶解度随着链长的增长而减小,而活性炭的吸附容量却随有机物在水中溶解度的减少而增加, 也即吸附量随有机物相对分子质量的增大而增加。如活性炭对有机酸的吸附按甲酸<乙酸<丙酸<丁酸的次序而增加。活性炭对芳香族化合物的吸附效果比脂肪族化合物好,吸附不饱和链有机物比饱 和链有机物好。\n极性相近愈易吸附原则:极性树脂较易吸附极性物质,非极性树脂较易吸附非极性物质。作为两亲分子,它既可被极性树脂吸 附,也可被非极性树脂吸附。活性炭总体为非极性的易吸附非极性 或极性小的吸附质。\n对于静电吸附,吸附质带电荷愈多,吸附量愈大。对分子吸附 来说,芳香族比脂肪族易吸附。吸附质相对分子质量大的一般吸附 量也大,但相对分子质量过大,吸附量有时反而低。溶解度小的物 质比溶解度大的易被吸附;离子化倾向小的电解质比离子化倾向大 的易被吸附。\n(3)溶液 pH 值 \npH 值影响溶质的溶存状况(分子、离子、 络合物),也影响吸附剂表面电荷特性和化学特性,进而影响吸附 效果。 一般 pH 值对电解质的影响比较大,对非电解质影响极小。 阳离子吸附在高 pH 值下有利;而低 pH 值下吸附阴离子有利。在 吸附两性物质时,影响比较复杂。 一般吸附法处理的废水应呈酸 性,有机物吸附 pH 值一般在2~3。\n(4)溶液温度 \n吸附过程通常是放热过程,因此低温有利于吸 附;升温有利于脱附。温度影响吸附质在吸附剂孔中扩散速度,从 而影响吸附速率,温度过高容易造成吸附质脱附,而温度过低影响 吸附质在孔中的扩散速度,影响吸附速率。在通常的水处理条件下 温度变化并不明显,因而温度对吸附过程的影响不大。通常是在常 温下进行吸附操作,而在活性炭再生的场合,则通过大幅度升温以 使吸附质分子解吸。\n(5)杂质影响 \n在物理吸附过程中,吸附剂可对多种吸附质产 生吸附作用,因此多种吸附质共存时,吸附剂对其中任一种吸附质 的吸附能力,都要低于组分浓度相同但只含该吸附质时的吸附能力,即每种溶质都会以某种方式与其他溶质竞争吸附活性中心点。 此外,废水中有油类物质及悬浮物存在时,前者会在吸附剂表面形 成油膜,后者会堵塞吸附剂孔隙,分别对膜扩散、孔隙扩散产生干 扰、阻碍作用,因而需要采取预处理措施。废水中大量汞、铁等离 子存在时,能在活性炭表面反应,形成沉淀,堵塞小孔,影响吸附 进行。\n(6)搅拌或流速 \n采取机械搅拌或增大流速能提高扩散速度, 减小吸附剂表面液膜厚度,有利于吸附过程的进行。\n(7)接触时间 \n吸附剂与吸附质有足够的接触时间时才能达到 吸附平衡,吸附剂的吸附能力才能得到充分利用。达到吸附平衡所 需的时间长短取决于吸附速度,吸附速度越快,达到平衡所需要的 接触时间就越短。"]
- ["问:吸附剂再生的原因和方法有哪些?", "答:吸附工序中,吸附剂因吸附大量的吸附质,会逐渐趋向 饱和并最终丧失工作能力,因而必须对失效吸附剂进行更换或是再 生。再生是在吸附剂结构基本不发生变化的前提下,采用某种方法 使吸附质解吸,以恢复吸附剂吸附性能的过程。通过再生可实现吸 附剂的循环使用,降低处理成本,减少系统废渣排放量,也可对有 利用价值的吸附质进行回收。\n吸附剂的再生方法主要包括加热再生、药剂再生、化学氧化再 生等。实际应用中,需根据处理系统所用吸附剂的种类、性质、吸 附反应机理以及吸附质的回收价值、再生费用高低等酌情选择具体 的再生方法。"]
- ["问:颗粒活性炭的再生方法有哪些?", "答: (1)加热再生法 改变吸附平衡,达到脱附和分解目的。 应用最广的方式是加水蒸气、惰性气体、燃烧气体、CO₂, 加热至 700~900℃。\n(2)化学氧化再生法 O₂ 、 空气、O₃ 、 氯水、溴水、高锰酸钾、 H₂O₂ 等氧化剂,电解氧化(在阳极),酸碱浸洗等。\n(3)生物再生法 好气菌、厌气菌、将炭上吸附有机物氧化分 解成CO₂ 和 H₂O, 使炭再生。\n(4)药剂再生法(萃取法) 用苯、丙酮、甲醇、异丙醇、卤 代烷等有机溶剂清洗。\n(5)电热再生法 直接电流加热;微波再生900~4000MHz, 高频脉冲放电再生。\n目前,在污水处理上,应用较多的是加热再生法。"]
- ["问:活性炭加热再生操作方法有哪些?", "答:活性炭的加热再生过程是在再生炉中进行的,炉型有立 式多段炉、转炉、立式移动床炉、流化床炉及电加热再生炉等。其 中,采用较为广泛的是立式多段再生炉。加热再生法是指在高温 (800~1000℃)下,吸附质分子从吸附剂活性中心点脱离;同时, 吸附的有机质被氧化分解,或以气态分子,或断裂成短链,降低吸 附剂对它的吸附能力,从而达到脱附的目的。高温加热再生活性炭 的过程由下列几个步骤组成。\n(1)脱水干燥 \n首先将活性炭和输送液相分离,然后将活性炭 加热至100~150℃,把活性炭细孔中的水分(含水率将近40%~ 50%)蒸发出来,同时使部分低沸点的有机质也挥发出来,另一部分被炭化,留在活性炭的细孔中。干燥所需热量约为再生总能耗的 50%,所用容积占总再生装置的30%~40%。\n(2)炭化 \n加热至300~700℃,使低沸点的有机物全部挥发 出来。高沸点的有机物出现热分解, 一部分成为低沸点有机物挥发 脱附,另一部分被炭化后留在活性炭的细孔中。升温速度和炭化温\n度随吸附剂类型而定。\n(3)活化 \n继续加热至700~1000℃,并向活性炭细孔中通入 活化气体(如水蒸气、二氧化碳及氧气等),将残留在微孔中的碳\n化物分解为一氧化碳、二氧化碳和氢等活化气体逸出,达到重新造\n孔的目的。\n(4)冷却 \n把活化后的活性炭用水急剧冷却,防止氧化。影响再生的因素很多,如活性炭的物理性质、化学性质、吸附 性质、吸附负荷、再生炉型、再生过程中操作条件等。再生后吸附 剂性能恢复率可达95%以上,烧损率在5%以下。该再生方法适合 于绝大多数吸附质,不产生有机废液,但能耗及设备造价均较高。\n上述干燥、炭化、活化三步是在再生炉中进行的,再生炉的炉 型很多,如回转炉、移动床炉、立式多段炉、流化床炉及电加热再 生炉等。"]
- ["问:活性炭加热再生对活性炭的吸附量有何影响?", "答:活性炭再生后,活性炭本身及炭的吸附量都不可避免地 会有损失。对加热再生法,再生一次损耗炭约5%~10%,微孔减 少,过渡孔增加,比表面积和碘值均有所降低。对于主要利用微孔 的吸附操作,再生次数对吸附有较重要的影响,因而做吸附试验时 应采用再生后的活性炭,才能得到可靠的试验结果。对于主要利用 过渡孔的吸附操作,则再生次数对吸附性能的影响不大。"]
- ["问:活性炭药剂再生操作方法有哪些?", "答:药剂再生法又称化学再生法,指利用化学药剂与吸附质 之间的化学反应使吸附质解吸的再生方法。药剂再生又分无机药剂 再生和有机溶剂再生两种方法。\n无机药剂再生以 H₂SO₄ 、HCl 或 NaOH 等为再生剂,使吸附 在活性炭上的污染物转化为易溶于水的物质而得到解吸。例如,将 处理含酚废水的饱和活性炭用NaOH 再生,使酚转化成溶于水的 酚钠盐而脱附;将处理含铬废水的失效活性炭用10%~20%的 H₂SO₄ 浸泡,使铬转化为硫酸铬,或是用NaOH 再生,使Cr⁶⁺转 化成 Na₂CrO₄ 溶解脱附。有机溶剂再生法是用苯、丙酮或甲醇等 有机溶剂将吸附在活性炭上的有机物在溶剂的萃取作用下得以解 吸。例如,用丙酮或甲醇脱附酚,用异丙醇脱附 DDT 类物质,用 丙酮脱附 TNT 等。\n药剂再生可直接在吸附塔中进行,设备及操作管理简单,且有 利于回收有用物质。但再生不完全,随再生次数的增加,活性炭的 吸附性能会明显降低,需要补充新炭,废弃部分饱和炭。"]
- ["问:活性炭化学氧化再生操作方法有哪些?", "答:化学氧化再生法主要指湿式氧化法,主要用于粉状活性 炭的再生。其工艺流程是:将饱和失效的粉状活性炭用高压泵送入 换热器,再经水蒸气加热器送入再生反应器。在220℃、5.3MPa 的高温、高压条件下,活性炭吸附的有机物与送人塔内的空气中的 氧发生氧化分解反应,使活性炭得到再生。再生后的炭经换热器冷 却后,送入再生储槽待用。\n湿式氧化法具有适用范围广(包括对污染种类和浓度的适应 性)、处理效率高、二次污染低、氧化速率快、装置小、可回收能 量和有用物质等优点。"]
- ["问:动态吸附的操作方法和优缺点是什么?", "答:动态吸附是在废水不断地流过装填有吸附剂的吸附床 (柱、塔、罐)的过程中,使废水中的污染物与吸附剂接触并被吸 附,在流出吸附柱之前,污染物浓度降低至处理要求值以下,直接 获得净化出水。实际中的吸附处理系统一般都采用动态连续式吸附 工艺。\n根据吸附剂在吸附床中的不同充填方式和状态,动态吸附又分 为固定床、移动床和流化床三种方式。\n(1)固定床 \n固定床是废水处理常用的吸附处理方式,因填充 的吸附剂固定在吸附床中而得名。当废水连续流经吸附剂时,欲去 除的吸附质——污染物不断被吸附。吸附剂的数量足够多时,出水 中污染物的浓度可降低至接近于零。在实际运行中,随吸附过程的 进行,吸附柱上部饱和层厚度不断增加,下部新鲜吸附层则不断减 少,出水中污染物的浓度会逐渐增加,其浓度达到出水要求的限定 值时须停止通水,转入吸附剂的再生工序。此时,尚有部分吸附剂未达饱和,故吸附剂的利用不充分。如果所采用的是单个吸附床, 则停止进水后就要对吸附剂进行再生,再生和吸附可在同一设备中 进行,也可全部卸出由专门设备再生。\n固定床又有降流式(水流从上向下)和升流式(水流从下向 上)两种。降流式有吸附和过滤两种作用,出水水质好,但容易发 生悬浮物、微生物等杂质的淤积、堵塞现象,造成水头损失大,需 定期反冲洗。在升流式固定床中,水流自下而上流动,当发现水头 损失增大,可通过提高水流速度,使填充层稍有膨胀就可以达到自 洁的目的。其优点是由于层内水头损失增加缓慢,所以运行时间 长;其缺点是污水出口处吸附层的冲洗较困难。另外,由于流量或 操作失误,容易造成吸附剂的流失。\n根据污水处理的水量、原水水质和处理水质要求,固定床可分 为单床并联等方式。\n(2)移动床 \n污水从移动床吸附塔塔底部流入,自下而上流过 吸附层,处理后水从塔顶流出。吸附剂从塔顶加入,接近饱和的吸 附剂从塔底间歇排出,送入专门再生设备。移动床较固定床能充分 利用床层吸附容量,出水水质良好,且水头损失较小。由于原水从 塔底进入,水中夹带的悬浮物随饱和炭排出,因而不需要反冲洗设 备,对原水预处理要求较低,操作管理方便。目前较大规模的污水 处理多采用这种操作方式。\n(3)流化床 \n流化床亦称流动床,其操作特点是水从下住上流 动,吸附剂在柱内处于膨胀或流化状态,即吸附剂以悬浮状态处在 水流中,因而使吸附剂与污水中的杂质有更多的接触机会,单位吸 附剂的废水处理能力更高,并能够处理悬浮物含量较高的废水。流 化床一般采用连续性卸炭和加炭,要求吸附剂在膨胀悬浮状态下仍 保持层状移动,因此其运行的操作管理更为严格。"]
- ["问:活性炭应用过程中应注意的问题有哪些?", "答:(1)活性炭处理属于深度处理工艺,通常只在废水经过 其他常规的工艺处理之后,出水的个别水质指标仍不能满足排放要 求时才考虑采用。\n(2)确定选用活性炭工艺之前,应取前段处理工艺的出水或水 质接近的水样进行炭柱试验,并对不同品牌规格的活性炭进行筛 选,然后通过试验得出主要的设计参数,例如水的滤速、出水水 质、饱和周期、反冲洗最短周期等。\n(3)活性炭工艺进水一般应先经过过滤处理,以防止由于悬浮 物较多造成炭层表面堵塞。同时进水有机物浓度不应过高,避免造 成活性炭过快饱和,这样才能保证合理的再生周期和运行成本。当 进水COD_{Cr}浓度超过50~80mg/L 时, 一般应该考虑采用生物活性 炭工艺进行处理。\n(4)对于中水处理或某些超标污染物浓度经常变化的处理工艺,对活性炭处理单元应设跨越或旁通管路,当前段工艺来水在一 段时间内不超标时,则可以及时停用活性炭单元,这样可以节省活 性炭床的吸附容量,有效地延长再生或更换周期。\n(5)采用固定床应根据活性炭再生或更换周期情况,考虑设计 备用的池子或炭塔。移动床在必要时也应考虑备用。\n(6)由于活性炭与普通钢材接触将产生严重的电化学腐蚀,所 以设计活性炭处理装置时应首先考虑钢筋混凝土结构或不锈钢、塑 料等材料。如选用普通碳钢制作时,则装置内面必须采用环氧树脂 衬里,且衬里厚度应大于1.5mm。\n(7)使用粉末活性炭时,必须考虑防火防爆,所配用的所有电 器设备也必须符合防爆要求。"]
- ["问:滤池的常见类型有哪几种?", "答:滤池的形式多种多样,分类方案也较多。若按滤速来分, 可分为慢滤池、快滤池和高速滤池;若以滤料类型分,可分为砂 滤池、煤滤池、煤-砂滤池等;按滤料结构分,可分为单层滤池、 双层滤池和多层滤池;按水流过滤层的方向,可分为上向流、下 向流、双向流、辐射流、水平流和从“细到粗”或从“粗到细” 等类型;按水流性质,可分为压力滤池和重力滤池;按进出水及 反冲洗水的供给和排出方式,可分普通快滤池、虹吸滤池和无阀 滤池等。"]
- ["问:过滤过程中应注意的重要参数有哪些?", "答:(1)滤速和滤池面积 \n滤速相当于滤池负荷,是指单位 滤池面积上所通过的流量(并非水流在沙层孔隙中的真正流速), 单位为m³/(m²·h) 或 m/h 。 滤速是控制滤池投资、影响水质和 运行管理的一个重要指标。过滤速度有两种情况: 一种是正常工作 条件下的滤速,这是设计的主要依据;另一种是当某格滤池因为冲 洗、维修或其他原因不能工作时,其余滤池必须采取的滤速,即所 谓强制滤速,这个滤速由滤池的工作状态所决定。单层石英砂滤料 滤池的滤速约8~10m/h, 强制滤速为10~14m/h, 双层滤料滤池 约10~14m/h, 强制滤速为14~18m/h。\n(2)水头损失及工作周期 \n水头损失是指滤池过滤时滤层上面 的水位与滤后水在集水干管出口处的水位差。水头损失是决定滤池冲洗的一个指标, 一般普通快滤池冲洗前的期终水头损失约控制在2~3m。\n滤池从过滤开始到冲洗结束的一段时间,称为快滤池的工作周 期。从过滤开始至过滤结束称为过滤周期。根据滤池进水的水质和滤速,工作周期一般为12~24h。\n(3)杂质穿透深度和滤层含污能力 \n在过滤过程中,自滤层表面向下某一深度处,若所取水样恰好符合过滤水水质要求时,该深 度就叫“杂质穿透深度”。在保证滤池出水水质前提下,杂质穿透 深度越大越好,这表明整个滤层能充分发挥作用。\n在一个过滤周期内,如果按整个滤层计,单位体积滤料中所截 留的杂质量(单位为kg/m³) 称为“滤层含污能力”。含污能力大, 表明滤层所发挥的净水作用大。滤层含污能力与杂质穿透深度有着 密切联系。"]
- ["问:快滤池的常见故障及排除方法有哪些?", "答:(1)气阻 \n滤料过滤中,在滤料层中有时会积聚大量空 气,特别是当滤料层内出现负水头时,使水中的溶解气体逸出并积 聚在滤料层中,以致滤水量显著减少。冲洗时,气泡会冲出滤层表 面,使滤层产生裂缝,影响水质甚至大量漏砂、跑砂,这种现象, 称为气阻或气闭。产生这种现象的原因较多,比如当滤池发生滤干 后,未经反冲排气又再过滤;工作周期过长,水头损失过大;冲洗 水塔的存水用完,空气随水夹带进入滤池或水中溶气量过多等。为 了防止气阻现象的发生,应保持滤层上足够的水深,消除负水头。 在池深已定时,可采取调换表层滤料,增大滤料粒径的办法。其 次,在配水系统末端应设排气管,防止反冲洗水中带入气体积聚在 垫层或滤层中。有时也可适当加大滤速,促使整个滤层纳污比较均 匀。使水塔储存的水量比一次反冲洗水量多一些等。 一旦发生,可 用清水倒滤,排出气泡。\n(2)结泥球 \n由于冲洗强度、冲洗时间不够,或者是配水系统 不均匀,使滤料层面上逐渐累积胶质状污泥并互相黏结,称为结泥 球。反冲洗过程中,因其质量较大而沉入滤层深处,造成布水不匀 和再结泥球的恶性循环。这种污泥的主要成分是有机物,结球严重 时会腐化发臭,影响滤池的正常运转和净水效果。防止办法是改善 冲洗效果。\n为解决结泥球问题,首先应当从改善冲洗着手。检查冲洗时滤 料膨胀程度和冲洗污水通道是否畅通,适当调整冲洗强度和冲洗时 间。对于已结泥球的滤池就可以用液氯或漂白粉溶液等浸泡滤料, 氧化污泥,加氯量约每平方米滤池1kg 漂白粉,情况严重时必须 大修翻砂。\n(3)跑砂、漏砂 \n如果冲洗强度过大、滤料级配不当或有气阻 现象发生,反冲洗时会冲走大量细滤料,称跑砂;如果冲洗水配水 不均匀,使垫料层移动,进一步使冲洗水分配更不均匀,最后使某 一部分垫料层被淘空,以致滤料通过配水系统漏失,称漏砂。如果出现这种情况应检查配水系统,消除冲洗时产生的大量气泡,并适 当调整冲洗强度。\n(4)水生生物繁殖 \n在水温较高时,沉淀池出水中常含多种微 生物,极易在滤池里繁殖,微生物会在滤池表面砂层繁殖,使过滤 阻力增大。可在滤前加氯解决。"]
- ["问:影响过滤效果的因素有哪些?", "答:(1)滤料的影响\n① 粒度 :与粒径成反比,即粒度越小,过滤效率越高,但水 头损失也增加越快。在小滤料过滤中,筛分与拦截机理起重要 作用。\n② 形状 :角形滤料的表面积比同体积的球形滤料的表面积大, 因此,当体积相同时,角形滤料过滤效率高。\n③ 孔隙率 :球形滤料孔隙率与粒径关系不大, 一般都在0.43 左右。但角形滤料的孔隙率取决于粒径及其分布, 一般约为0.48~ 0.55。较小的孔隙率会产生较高的水头损失和过滤效率,而较大的 孔隙率提供较大的纳污空间和较长的过滤时间,但悬浮物容易\n穿透。\n④ 厚度 : 滤床越厚,滤液越清,操作周期越长。\n⑤ 表面性质 :滤料表面不带电荷或者带有与悬浮颗粒表面电 荷相反的电荷,有利于悬浮颗粒在其表面上吸附和接触凝聚。通过 投加电解质或调节 pH 值可改变滤料表面的电动电位。\n(2)悬浮物的影响\n① 粒度 :几乎所有过滤机理都受悬浮物粒度的影响。粒度越 大,通过筛滤去除越容易。原水投加混凝剂,待其生成适当粒度的 絮体后,进行过滤,可以提高过滤效果。\n② 形状 : 角形悬浮颗粒因比表面积大,其去除效率比球形颗 粒高。\n③ 密度 : 颗粒密度主要通过沉淀、惯性及布朗运动机理影响 过滤效率,因这些机理对过滤贡献不大,故影响程度较小。\n④ 浓度 :过滤效率随原水浓度升高而降低,浓度越高,穿透 越易,水头损失增加越快。\n⑤ 温度 :温度影响密度及黏度,进而通过沉淀和附着机理影 响过滤效率。降低温度对过滤不利。\n⑥ 表面性质 : 悬浮物的絮凝特性,电动电位等主要取决于表 面性质,凝聚过滤法就是在原水加药脱稳后尚未形成微絮体时,进 行过滤。这种方法,投药量少,过滤效果好。\n(3)滤速 \n滤池的滤速不能过于慢,因为滤速过慢,单元过滤 面积的处理水量就小。为了达到一定的出水量,势必要增大过滤面积,也就要增大投资。但如果滤速过快,不仅仅增加了水头损失, 过滤周期也会缩短,也会使出水的质量下降,滤速一般选择在10~ 12m/h。\n(4)反洗 \n反洗是用以除去滤出的悬浮物,以恢复滤料的过滤 能力。为了把悬浮物冲洗干净,必须要有一定的反洗速度和时间。 这与滤料大小及密度、膨胀率及水温都有关系。滤料用石英砂时, 反洗强度为15L/(s·m²); 而用相对密度小的无烟煤时,为10~ 12L/(s·m²) 。 反洗时,滤层的膨胀率为25%~50%。反洗效果 好,才能使滤池的运行良好。"]
- ["问:如何进行转盘过滤器的维护保养?", "答:(1)设备反冲洗系统的滤网和喷嘴必须每周定期检查和 清洗,以保证反冲洗水压力在7~7.5bar(1bar=10⁵Pa) 。 如果 滤网和喷嘴不能及时清洗,将导致设备滤膜过滤处理能力的 下降。\n(2)定期检查喷淋系统摆动丝杆,避免丝杆松动,导致喷淋管 撞击转鼓。\n(3)设备运行2~3月后,若设备处理能力大幅下降。必须按 照设备说明,进行化学清洗。\n化学清洗前必须保证反冲洗系统正常,检查喷嘴和反冲洗过滤 器,保证无堵塞。先用5%浓度的次氯酸钠进行化学清洗,每次喷淋后,停滞3~5min, 一圈盘片喷淋完毕后用反冲洗水进行反冲 洗。酸洗采用5%~10%的稀盐酸,进行喷淋。每次喷淋后,停滞 3~5min 即可。酸洗的周期与水质有关,推荐每年至少酸洗4次。 当反冲洗频率越来越高的时候可以进行化学清洗。"]
- ["问:如何判断钻石滤布滤池滤布的清洁性?", "答:最好且最快的判断滤布的清洁性有三种方式:反冲洗间 隔、反冲洗后的水位差和反冲洗循环间的真空读数。\n反冲洗间隔是指一次反冲洗循环开始到下一次反冲洗循环开始 之间的时间。在操作界面的状态画面上有当前的间隔记录。 一次反 冲洗开始时该记录归零, 一直记录到下次反冲洗开始。PLC 还记 录有反冲洗历史,可在界面上显示。依不同界面,该历史可显示前 40~50次的间隔。\n水位差是滤池内液位和出水室内液位之间的提升差值。该值也 在操作界面的状态画面有显示。该水位差是由水流通过过滤介质、 支撑框架和过滤器的长度的液压损失造成的。通过支撑框架和过滤 器的长度的损失在给定的流速下是不变的。通过过滤介质的损失 取决于介质的状态和介质上附着固体的数量。当反冲洗循环充分 清洗介质时,反冲洗循环后的水位差在给定的流速下应该是一致的。在过滤器设计流量下,池中液位的提升通常下降9in(lin=0.0254m) 左右,有0.3ft(1ft=0.3048m) 的水位差。该值会因所使用的介质类型、过滤器的尺寸和其他因素而不同,所以最好每 个工地都记录有期望水位差。反冲洗后记录水位差指的是记录在反 冲洗循环结束时状态画面上报告的水位差,将该数值与大致的流速 作对比。\n泵的真空读数可由泵的抽吸侧的仪表测量。仪表会直接安装在 泵前的管道中,标准安装时是唯一的仪表。真空的产生取决于滤布 介质与泵之间的抗性和通过泵的流速。在正常反冲洗运行中,该数 值应在15in 水银范围内。该数值也会因提升、滤池深度和所使用 的介质类型而不同。另外,可以安置真空发射器,在真空超过预定值时能提醒操作人员。"]
- ["问:什么会影响滤布滤池进水固体的过滤性?", "答:如果确定没有因为潜在的机械问题造成的滤布滤池出水 污染而使滤布滤池出水质量下降,可能是上游处理工艺有变化影响 了滤布滤池流入固体的过滤性。可能的原因包括:\n(1)初沉淀池或者污泥处理工序过来的短循环固体;\n(2)鼓风机故障造成氧气供应不足;\n(3)一个或更多曝气池关闭;\n(4)有机物负荷上升;\n(5)给曝气池添加过量的氯来进行污泥膨胀控制;\n(6)二沉淀池出水堰和/或调解次均化池加氯日常清洗;\n(7)生物处理系统的运行工艺的改变(如 SRT 的缩短);\n(8)氧气供应方式的改变(从空气到纯氧);\n(9)生物处理系统的其他变化。\n如果滤布介质滤池前的生物处理系统为活性污泥系统,建议系 统运行污泥龄 (MCRT) 为5~20d 来增强二级出水里悬浮物的可 过滤性。"]
- ["问:反冲洗后滤布滤池没有恢复,或者反冲洗突然比平时 频 繁 , 为 什 么 ?", "答:反冲洗后滤布滤池没有恢复,或者反冲洗突然比平时频 繁的原因是反冲洗时滤布表面的固体没有被清除。这可能有以下几 种原因:\n(1)过高的流量和/或滤布滤池进水悬浮物 (TSS) 浓度;\n(2)进水的污水特性改变;\n(3)过量絮凝剂和/或有机聚合物;\n(4)反冲洗泵和/或反冲洗控制阀的故障;\n(5)由于长期运行滤布上堆积截留物;\n(6)反冲洗吸嘴和滤布介质没有对准。"]
- ["问:磷的形态对滤布滤池可去除性的影响?", "答:(1)可溶可反应磷 (TRP) : 经0.45μm 过滤后测定的磷, 可被化学沉淀,然后经沉淀/过滤去除。\n(2)不可溶磷 (IP) : 颗粒磷或者可用/不用如凝结的预处理步 骤沉淀/过滤去除的磷。\n(3)可溶无反应磷 (SNP) : 既不能化学凝结也不能过滤去除 的磷。去除这部分磷的唯一的方法是通过反向渗透 (RO), 一般这 部分磷只是总磷中的一小部分。但当 TP 排放要求低于0.2mg/L 时,这对方式选择和系统控制更加重要。"]
- ["问:连续流砂滤器的主要控制参数有哪些,怎样控制?", "答: (1)进水 \n在进水中不能含有大于4~6mm 的颗粒物, 因为这些物质对砂滤器的良好工作性能带来危害。如果水中存在这 些物质,则在砂滤器的上游需要安装一滤网,如果滤网有被阻塞的 危险,则需要安装液位开关以保护进料泵。例如在市政污水处理厂 中,砂滤器上游的水中有可能会有树叶坠入,故在这种情况下必须 在砂滤进水前端安装一过滤网。\n为连续运行连续流砂滤器,供料水量至少是排出清洗水量的2 倍。如果无法保证的话,建议增加过滤水(和清洗水)回流管路, 回流至砂滤进水口。如此即便在没有足够的进水情况下也能保证连 续运行,这就避免了因频繁启动和关闭供料泵而造成过滤器运行性 能下降的情况。\n单位时间内供料流量不能增加过多,单位时间内最大可增加的 流量需视砂滤器的应用情况而定。\n砂滤器有其设计最大 TSS 负荷和设计最大水力负荷。实际运 行时,不能超过最大设计负荷。\n(2)固体负荷 \nTSS 浓度和水力负荷决定了过滤器的固体负荷 [kg/(m²·h)] 。 如果需要投加混凝剂,混凝剂所生成的固体也需要计入固体负荷。\n(3)水力负荷 \n水力负荷是通过将流量 (m³/h) 除以过滤面 积 (m²) 计算而得。水力负荷表示为m³/(m²·h) 或 m/h 。 水力 负荷决定了(面积的)水向上通过过滤床的流速,结合TSS 的浓 度,同时也决定了砂滤器固体负荷 [kg/(m²·h)]。\n(4)砂循环率 \n通过气提和砂洗砂器,砂床得到连续的清洗。 砂循环率决定了从砂床被连续去除的固体的量。因此在过滤工艺中 砂循环率是最重要的工艺参数之一。\n过滤床中的较高的悬浮物的滞留量会引起较高的压头损失,因 此对空气/砂/水混合物提升至气提的驱动力增加从而形成较高的砂 循环率。砂循环最重要的控制参数是空气量。为保证良好的过滤效 果,有必要在过滤床中保持一定量的颗粒物质。当砂粒之间的间隙 部分地被颗粒物填充时,砂滤器的固体颗粒去除效率会得到改善。\n当砂滤器被用于生化处理的目的,例如脱氮时,为进行生物转化砂床内必须滞留一定量的微生物。\n砂循环率的监测可以用所通过的厘米刻度的标尺测量。在总的过滤床面积中分四个象限,必须距离砂滤器外圆周相同的距离测量 砂循环量,推荐约30cm。\n测量标尺需要插入砂床中,同时会随着砂粒下沉。以经过的时间和下沉的距离来计算砂循环率,以mm/min 表示。\n(5)压头损失 \n压头损失或压力降是由于水流通过(被悬浮物 附着的)砂床而引起的。压头损失可以通过连接在进水管上一段透 明管(水压计)读出。压头损失被定义为过滤器过滤水位在透明管 中的水柱高度,以 cmH₂O (厘米水柱)表示。\n影响压头损失的因素有温度、进水流量、砂床高度、滤料粒 径、水力负荷、颗粒负荷、砂循环率,其中颗粒物负荷、水力负荷 或砂循环率为主要影响因素。\n(6)清洗水 \n必须形成过滤水和清洗水之间最低限度的液位 差,以保证有足够的逆向清洗水流流过迷宫,从而使砂粒得到有效 的清洗。\n(7)pH 值 \n如果需要投加混凝剂, pH 值是一个重要参数。正确的 pH 值可以促使足够的混凝作用从而达到的良好的固体颗粒 去除效率。"]
- ["问:如何停运连续流砂滤器?", "答:(1)(如可能)停止投加泵,冲洗投加泵及其管路。停止 过滤器进水后,请立即停止气提的供气;\n(2)在停运砂滤器前两天,可以停止混凝剂的投加,以便通过 洗砂清洗砂床,为停运做准备;\n(3)如果在过滤器上部有脏物积累,应用刷子打扫。同样需清 洗洗砂槽的上部;\n(4)在长时间停运期间,有生长微生物和/或阻塞砂床的危险 性。如果停运时间超过7d (视固体颗粒的性质而定),砂床需要 清洗;\n(5)在重新启动砂滤时,需要保证砂滤顶部出水堰已形成溢流 的情况下再启动气提。"]
- ["问:离子交换的基本原理是什么?", "答:离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和污水中 的离子进行交换反应而除去污水中有害离子的方法。离子交换过 程是一种特殊的吸附过程,其特点是吸附剂吸附水中的离子,并 与水中的离子进行等量交换。在水处理中,此法主要用于去除水 中溶解性离子物质。通常,离子交换反应是一种可逆性化学 吸附。\n离子交换过程通常分为五个阶段:\n① 交换离子从溶液中扩散到交换剂颗粒表面;\n② 交换离子在交换剂颗粒内部扩散;\n③ 交换离子与结合在交换剂活性基团上的可交换离子发生交换反应;\n④ 交换下来的离子从交换剂内扩散到交换剂颗粒表面;\n⑤ 被交换下来的离子从交换剂颗粒表面通过液膜,从液膜表面扩散到溶液中。\n当离子交换剂的吸附达到规定的饱和度时,通过某种高浓度电 解质溶液,将被吸附的离子交换下来,使交换剂得到再生。"]
- ["问:离子交换剂的分类有哪些?", "答:离子交换剂按母体材质不同可以分为无机和有机两大类。 无机离子交换剂有天然沸石和人工合成沸石,是一类硅质的阳离子 交换剂。沸石既可作阳离子交换剂,也能用作吸附剂,成本较低, 但不能在酸性条件下使用。有机离子交换剂有磺化煤和各种离子交 换树脂。磺化煤是烟煤或褐煤经发烟硫酸磺化处理后制成的阳离 子交换剂,成本较低,但交换容量低,机械强度和化学稳定性较 差。目前在水处理中广泛使用的是离子交换树脂,它具有交换容 量高(是沸石和磺化煤的8倍以上)、制备成球形颗粒后水流阻 力小、交换速度快、机械强度高、化学稳定性好等优点,但成本 较高。"]
- ["问:离子交换树脂的基本结构类型有哪些?", "答:离子交换树脂的结构是由于骨架和活性基团两部分组成。 骨架又称为母体,是形成离子交换树脂的结构主体。它是以一种线 型结构的高分子有机化合物为主,加上一定数量的交联剂,通过横 键架桥作用构成空间网状结构。活性基团由固定离子和活动离子组 成。固定离子固定在树脂骨架上,活动离子则依靠静电引力与固定 离子结合在一起,两者电性相反电荷相等,处于电性中和状态。活 动离子遇水离解并能在一定范围内自由移动,可与其周围水中的其 他同性离子进行交换反应,又称为可交换离子。能与溶液中阳离子 交换的树脂叫做阳离子交换树脂;能与溶液中阴离子交换的树脂叫 做阴离子交换树脂。阳离子交换树脂的活性基团是具有酸性的基 团,按其酸性强度,可分为强酸性和弱酸性两种。而阴离子交换树 脂的活性基团呈碱性,按其碱性强弱,可分为强碱性和弱碱性 两种。\n树脂颗粒的大小与形状对其机械性能和操作条件有重要影响, 通常采用球状树脂。根据其粒径大小分为大粒径(0.6~1.2mm), 中粒径(0.3~0.6mm) 和小粒径(0.02mm)。"]
- ["问:衡量离子交换树脂质量的指标有哪些?", "答:离子交换树脂的性能质量对水处理效率、再生周期及再 生剂的消耗量有很大影响, 一般可依据以下几项指标,衡量离子交 换树脂的性能质量。\n(1)树脂的选择性与选择系数 \n树脂对不同的离子具有不同的 亲和能力,对亲和能力强的离子优先选择,和它结合力强使之不易 泄漏。但由于结合牢固,再生时,该离子置换下来就很困难。树脂 对离子亲和能力的差异,取决于两个方面: 一是树脂自身的性能, 尤其是自身的交联度。交联度越大,对离子的选择性就越大,其亲 和能力就越强。反之,就越弱。二是与溶液中离子的性质、组分和 浓度有关。在常温和低浓度溶液中,各种树脂对不同离子的选择性 大致有如下几点规律。\n① 强酸阳离子交换树脂 这种树脂对溶液中价数越高的离子, 亲和能力越强。在同价数离子中,原子序数越大,亲和能力就越 强,其选择性顺序如下:\nFe³⁺>Co³⁺>Al³⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>Ag⁺>K⁺>Na⁺>Li⁺\n② 弱酸阳离子交换树脂 这种树脂对氢离子选择能力特别强, 对多价离子的选择能力也优于低价离子,其选择性顺序如下:\nH⁺>Fe³⁺>Al³⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺>Na⁺>Li⁺\n③ 强碱阴离子交换树脂 一般而言,强碱阴树脂的选择性是 随溶液中阴离子的价数增加而增大,其亲和能力规律如下:\nCr₂O₇²⁻>SO₄²⁻>CrOi₄²⁻>NO₃⁻>Cl⁻>OH⁻>F⁻>HCO₃⁻\n④ 弱碱阴离子交换树脂 弱碱阴树脂对离子的选择规律,取 决于溶液中的离子价态、水合离子半径和离子结构。但弱碱阴树 脂对 OH- 具有更强的选择性。弱碱阴树脂对离子的选择顺序 如下:\nOH⁻>Cr₂O₇²⁻>SO₄²⁻>NO₃⁻>Cl⁻>HCO⁻\n离子的选择性除与其本身及树脂有关外,还与温度、浓度及 pH 值等因素有关。上述树脂的选择规律,只适于低浓度的水溶液 中。在高浓度水溶液中(一般离子浓度在3mol/L 以上),情况就 比较复杂,甚至会出现相反的选择顺序。树脂的再生就是利用高浓 度的酸、碱、盐来实现的。\n(2)含水率 \n由于离子交换树脂的亲水性,因此它总含有一定 数量的水化水(或称化合水分),称为含水率。含水率通常以每克湿树脂(去除表面水分后)所含水分百分数来表示(一般在5%左右),也可折算成相当于每克干树脂的百分数表示。\n(3)密度 \n树脂密度是设计交换柱、确定反冲洗强度的重要指标,也是影响树脂分层的主要因素。树脂密度分为干密度和湿密度。干密度是在温度105℃真空干燥后的密度。湿密度又分为湿真密度和湿视密度。\n① 湿真密度 \n指树脂在水中充分膨胀后的质量与真体积(不 包括颗粒孔隙体积)之比 (g/mL), 一般为1.04~1.30g/mL 。 不同类型树脂,湿真密度不同。即使同一类型的阳树脂或阴树脂,由 于所含交换离子种类不同,湿真密度大小也不相同。其大小顺序 如下:\n阳树脂 R—H<R—NH₄<R-Ca<R—Na\n阴树脂 R—OH<R-Cl<R-CO₃<R—SO₄\n② 湿视密度 \n湿视密度又称堆积密度,是指树脂在水中充分溶胀后,单位体积树脂所具有的质量,该值一般为0.60~0.85g/mL。\n湿视密度可用来计算离子交换柱内填充树脂的所需量。\n(4)离子交换容量 \n离子交换容量是定量表示树脂交换能力的 指标,可用质量法和容量法表示。质量法是指单位质量的干树脂中 离子交换基团数量,用mmol/g 干树脂或 mol/g 干树脂来表示;容 积法是指单位体积的湿树脂中离子交换基团的数量,用mol/L 湿 树脂或 mol/m³ 湿树脂表示。\n由于树脂一般在湿态下使用,因此常用的是容积法。在树脂结构中,交换功能基越多,可交换的离子就越多,交换容量就越大。 交换容量在不同条件下具有不同的表达形式,其数值也不相同。全 交换容量,是指每单位量的树脂 (g 或 L, 在105℃干燥至质量恒 定)能够交换的离子总量。工作交换容量,是指在某一指定的工作 条件下,树脂实际上所能表现出来的离子交换的总量,工作交换容 量一般小于全交换容量。由于运行条件不同,测得的工作交换容量 也就不同。影响工作交换容量的因素很多,例如水的离子浓度、交 换终点的控制指标、树脂层高度、交换速度、树脂粒度及交换基团 形式等。穿透交换容量,是指在使用中的离子交换柱出流液中, 一 出现要除去的某种离子时,树脂所交换的离子数量。在纯水的制备 和废水处理过程中,这是一项控制指标。\n(5)溶胀性 \n指干树脂浸入水中,由于活性基团的水合作用使交联网孔增大、体积膨胀的现象。溶胀程度用溶胀度来表示。 溶胀度是指膨胀前后树脂体积变化量与溶胀前树脂的体积相比增 大的百分率。树脂的交联度越小,活性基团越多,越易离解,其 溶胀率越大。水中电解质浓度越高,由于渗透压增大,其溶胀度 越小。\n(6)耐热性 \n 各种树脂都有一定的工作温度范围,操作温度过 高、容易使活性基团分解,从而影响交换容量和使用寿命。如温度 低于0℃。树脂内水分冻结使颗粒破裂。通常控制树脂的储藏和使 用温度在5~40℃为宜。树脂的热稳定性与构成树脂结构中的各部 分成分密切相关。盐型树脂比酸型、碱型都稳定。如钠型磺化聚苯 乙烯树脂,能在120℃下使用,而其氢型只能在100℃以下使用。 而强碱性聚苯乙烯树脂可在60℃下使用。带有羟基的酚醛阴树脂 只允许在30℃下长期使用。\n(7)机械强度 \n反映了树脂保持颗粒完整性的能力。树脂在使 用中由于受到冲击、碰撞、摩擦以及胀缩作用,会发生破碎。因 此,树脂应有足够的机械强度,以减少每年树脂的损耗量。树脂的 机械强度取决于交联度和溶胀度。交联度越大,溶胀度越小,则机 械强度越高。\n(8)化学稳定性\n① 耐酸碱性能 \n一般无机离子交换剂是不耐酸碱的,只能在 pH=6~7 条件下使用。有机合成强酸、强碱性树脂可在 pH=1~ 14中使用。弱酸阳树脂可在 pH≥4 时使用,弱碱阴树脂应在pH≤9 时使用。 一般树脂的抗酸性优于抗碱性。无论是阳树脂还是阴树 脂,当在碱的浓度超过1mol/L 时,都会发生分解。\n② 抗氧化性能 \n各种氧化剂如氯、次氯酸、双氧水、氧、臭 氧等会对树脂有不同程度的破坏作用,在使用前需要除去。不同类 型的树脂,受到损坏的程度不同。就其抗氧化的能力来讲,交联度 高的树脂优于交联度低的树脂;聚苯乙烯类树脂优于酚醛类树脂; 钠型树脂优于氢型树脂;氢型树脂优于氢氧型树脂。大孔树脂优于 凝胶树脂。\n(9)树脂的交联度 \n树脂的骨架是靠交联剂连接在一起的。交 联度是指交联剂所占有的份数, 一般用交联剂占单体质量百分数来 表示;例如,聚苯乙烯树脂用二乙烯苯作交联剂,其用量占单体总 料量的8%时,则这种树脂的交联度为8%。交联度直接影响树脂 的性能。交联度越高,树脂的机械强度就越大,对离子的选择性越 强,但离子的交换速率就越慢。这是因为交联度高,表明树脂的结 构紧密,孔隙率低,同时树脂在水中溶胀率也低,因而水中的离子 在树脂内扩散速度小,影响了离子间的交换能力。"]
- ["问:沸石用于离子交换的原理是什么?", "答:沸石有特定的阳离子交换顺序,通常斜发沸石的阳离子交 换顺序为:Cs⁺>Rb⁺>NH₄⁺>K⁺>Na⁺>Li⁺>Ba²⁺>Ca²⁺>\nMg²⁺, 沸石优先与一价阳离子交换,后与高价离子交换。常规强酸性树脂的阳离子选择顺序为: Fe³⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺>NH₄⁺>Na⁺>H⁺>Li⁺, 树脂优先与高价阳离子交换,后与一价离子交 换。因此,再生水深度处理时,选择斜发沸石和交换树脂组合工 艺,既可充分发挥沸石的脱氮作用,有效去除再生水的铵氮,又可 降低再生水的硬度。"]
- ["问:pH 值对沸石吸附 NH₄⁺-N 的 影 响 是 什 么 ?", "答:通常情况下,沸石吸附NH₄⁺-N 时的 pH 值一般控制4~8。 pH 值过低时 H⁺ 会 与 NH₄⁺发生交换竞争,因为 NH₄⁺ 直径为 0.286nm,H⁺ 直径为0.240nm, 两者均可进入沸石孔道。pH 值过 高时,沸石上的 NH₄⁺转变为NH₃ 的形态存在,使水中的NH₄⁺浓 度降低, K⁺ 、Na⁺等离子将会占据原 NH₄⁺与沸石的结合位点,沸 石吸附的 NH₄⁺被 K⁺、Na⁺ 等离子置换出来。"]
- ["问:单层固定床离子交换器的结构和操作方法是什么?", "答:固定床离子交换器包括罐体、进水装置、排水装置、再 生液分布装置及体外有关管道和阀门,常用的固定床离子交换器见 下图。\n离子交换的运行操作主要包括四个步骤交换、反洗、再生、 清洗。\n(1)交换 \n操作时,开启进水阀1和出水阀2,其余阀门关闭 (见下图)。交换过程主要与树脂层高度、水流速度、原水浓度、 树脂性能以及再生程度等因素有关。废水自上而下通过树脂层,欲 脱除的有害或有利用价值的离子与树脂的活动离子进行交换并结合 在树脂上,从而直接与出水分离。当树脂渐近饱和、出水中处理离 子的浓度达到某一规定的限值时,需停止交换操作,转入下阶段的 反洗工序。\n@GJJ28.png@$\n(2)反洗 \n反洗是反冲洗的简称。该工序由交换器的出水端通 入冲洗水(必要时还包括压缩空气),以松动树脂层并清除悬浮物杂质、破碎树脂等,使后续工序中的再生剂能与树脂充分有效地接 触。反洗前先关闭阀门1和2,打开反洗阀3,然后再逐渐加大排 水阀4进行反洗。反洗用原水,反洗使树脂层膨胀40%~60%。 反冲流速约15m/h, 历时约15min。\n(3)再生 \n再生过程也就是交换反应的逆过程。借助具有较高 浓度的再生液流过树脂层,将先前吸附的离子置换出来,使其交换能力得到恢复。再生是固定床运行操作中很重要的一环。再生前先 关闭阀门3和4。打开排气阀7及排水阀5,将水放到离树脂层表 面10cm 左右,再关闭阀门5,开启进再生液阀门8,排出交换器 内空气后,即关闭阀门7,再适当开启阀门5,进行再生。再生液浓度对树脂再生程度有较大影响。对于阳离子交换树脂,食盐再生 液浓度一般采用5%~10%,盐酸再生液浓度一般用4%~6%,硫 酸再生液浓度不应大于2%。对于弱酸、弱碱性树脂,因树脂固定 离子本身对 H⁺ 和 OH⁻具有较强的亲和力,用酸或碱再生时较低 浓度的再生剂即能实现再生目的。\n(4)清洗 \n清洗是将树脂残留的再生废液清洗掉,直到出水水 质符合要求为止。清洗时,先关闭阀门8,然后开启阀门6和5, 清洗水最好用交换处理后的净水。清洗用水量一般为树脂体积的4~13倍,过流速度约2~4m/h。"]
- ["问:离子交换操作过程中的影响因素有哪些?", "答: (1)悬浮物及油类物质 \n悬浮物会造成离子交换床水流 分布不均而增加过流阻力,油类物质会在交换树脂表面形成油膜, 增加液膜扩散阻力。两者均会使树脂的工作交换容量下降,因此需 采取必要的沉淀、过滤等预处理措施。\n(2)有机物 \n有机物对树脂的污染有两种形式:其一是有机物 的羧基与强碱性阴离子树脂的固定离子一旦结合,很难进行再生; 其二是有机物附着在交换树脂微孔中,堵塞交换及再生的通道。两 种污染形式均会影响树脂的再生率和再生后的交换容量,导致树脂 使用寿命降低、水处理成本增加,因此也需要对其采取预处理 措施。\n(3)高价金属离子 \n高价金属离子(如 Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺ 等)与阳离子交换树脂之间具有较高的交换选择性, 一经交换不易 被再生洗脱,由此导致的树脂交换性能的丧失被称作树脂中毒。可 采用高浓度酸长时间浸泡的方法,恢复树脂的交换能力。还可在工 艺设计中增加小容量阳柱,仅对其用高浓度强酸再生,其他阳柱仍 用常规低浓度酸再生,以降低运行费用。\n(4)pH 值 \n强酸性阳树脂和强碱性阴树脂在各种 pH 值条件 下均能充分电离,其交换能力不受 pH 值影响。弱酸性和弱碱性树 脂活性基团的电离程度则与溶液中的 OH⁻ 和 H⁺浓度相关,即有 其适宜的pH 值范围。例如,羧酸型阳树脂的有效 pH 值范围为 pH>6, 伯胺型阴树脂的pH 值范围为pH<4 。 此外,螯合树脂对 金属离子的结合与 pH 值有很大关系,每种金属都有其交换的适宜 pH 值范围。\n(5)水温 \n在树脂允许使用的温度范围内,提高水温有利于提 高离子交换的扩散速度。但水温过高会造成树脂活性基团的分解破 坏,影响树脂对交换离子的“吸着”强度及树脂自身的稳定性,降 低交换能力。进水温度一般以30~40℃为宜。\n (6)氧化性物质 废水中 Cl₂ 、O₂ 、Cr₂O₇²⁻ 等氧化性物质的 存在,会加速树脂的老化,还会对强碱性阴离子交换树脂的活性基 团产生氧化作用,导致其交换能力丧失。可通过增加树脂交联度或 在树脂中填加适当的还原剂等途径,减轻氧化性物质的影响。"]
- ["问:影响离子交换速度的因素及预防措施有哪些?", "答:在离子交换过程中,交换与被交换下来的离子,都要经 过穿过树脂表面膜层、树脂空隙内扩散、在功能基位置上进行交换 这样相同的三个过程。实际上化学交换在瞬间即可完成,因而影响 离子交换速度的因素,只能产生于离子在膜层扩散和在树脂孔隙内 扩散这两个过程之中。因此,提高离子交换速度的措施可仅从这两 个方面着手。\n提高离子穿过膜层的速度的措施如下。\n① 加快交换体系搅拌速度或提高溶液的过流速度,以减低树 脂表面的膜层厚度。\n② 提高溶液中的离子浓度。\n③ 增大交换剂的表面积,即减小树脂的粒度。\n④ 提高交换体系的湿度,以加快扩散速度。\n加快离子在树脂空隙内扩散速度的措施如下。\n① 降低凝胶树脂的交联度,增加大孔树脂的致孔剂,以此提 高树脂的孔隙率、孔度、溶胀度,有利于离子的扩散。\n② 提高交换体系温度,以加快扩散速度。\n③ 离子在孔隙内的扩散速度还与离子自身性质有关,离子价 数越低或离子半径越小,则其扩散速度越快。"]
- ["问:如何 选 择 树 脂 再 生 剂 ?", "答:再生剂的选择应针对特定性质的废水及树脂种类,兼顾 再生速度、效率、费用和有利于再生液回收利用等因素进行选择。\n强酸型阳离子交换树脂的再生剂主要有 HCl 、H₂SO₄ 等强酸 以及 NaCl 、Na₂SO₄ 等。其中, HCl 的再生效果要优于 H₂SO₄,树脂的交换容量可提高约50%,但 HCl 的浓度较低,价格相对较 贵,对设备管道的腐蚀性也较强。H₂SO₄ 的二级电离度较小,酸 利用率低,且存在再生产物 CaSO₄ 等在树脂表面结垢及间隙沉积 问题,但 H₂SO₄ 具有浓度高、价格便宜、易于储运的特点,因此 仍有较广泛的实际应用。\n弱酸型阳离子交换树脂可采用HCl 、H₂SO₄ 、NaOH 再生。\n强碱型阴离子树脂多采用 NaOH 及 NaCl 再生,可在充分洗脱 饱和树脂所附着的阴离子的同时,使树脂恢复较强的碱性。\n弱碱型阴离子树脂可采用的再生剂有NaOH 、NH₄OH 、HCl、 Na₂CO₃ 、NaHCO₃ 等。"]
- ["问:如何进行树脂的再生?", "答:在离子交换过程中,当树脂功能基上可交换的离子与溶 液中的离子大部分或绝大部分进行了交换,或者当交换柱的出流液 中,残存的离子浓度超过某一规定指标时,则可认为交换过程达到 了平衡或树脂已饱和,需要进行再生,为下一个交换过程创造条 件。树脂再生的方式和控制条件如下。\n(1)固定床树脂的再生方式\n① 顺流再生 \n在交换柱中再生液与被处理的溶液流向相同。 一般在交换柱的上部进液,底部排出。\n② 逆流再生 \n在交换柱中再生液与被处理的溶液流向相反。 一般被处理的溶液在交换柱顶部进底部出,而再生液则底部进顶 部出。\n③分流再生 \n再生液从交换柱的顶部、底部同时进入,从交 换柱的体侧流出。\n④ 串联再生 \n当两个(或几个)离子交换柱串联使用时,被 处理液由柱顶进入底部,再由底部串人下一个柱顶,以此串至最 后,从柱底排出。再生液则由最后一个柱顶进入底部排出,然后再 串入下一个柱顶,直至首个交换柱底部排出。\n⑤ 体外再生 \n在阴阳离子混合交换柱中,树脂饱和后,两种树脂全部或只有阴树脂移出交换柱,去进行再生。再生后的树脂再 移回到混合交换柱中。\n(2)再生剂的用量 \n再生剂用量与树脂再生效果和运行费用密 切相关。再生剂用量还同再生方式、树脂类型和再生剂的种类 有关。\n(3)再生液的浓度 \n再生液浓度与再生方式、树脂类型有关。\n(4)再生液温度 \n在树脂允许的温度范围内,再生液温度越 高,再生效果就越好。为节省运行费用, 一般均在常温下再生。为 了除去树脂中一些有害物质或再生困难的离子,再生液可加热到 35~40℃。\n(5)再生液的流速 \n再生液流速涉及到再生液和树脂的接触时 间,直接影响再生效果。在离子交换柱中,再生液的流速一般控制 在4~8m/h。\n(6)树脂再生后的清洗 \n树脂再生后,树脂层内残存一定量的 再生剂,需用产品水(或去离子水)进行正洗或反洗,清洗水量可 通过计算确定,在一般小型软化或纯水系统中,清洗水量约占总产 品水量的10%~20%。也有采用清洗至出水 pH 值为中性或接近 于中性为止。"]
- ["问:如何控制树脂的再生程度?", "答:树脂的再生程度是指再生后所恢复的工作交换容量与该 树脂全部工作交换容量的比值。树脂再生程度的影响因素包括再生 剂的种类、浓度、数量、过流速度、再生方式(如顺、逆流再生)、 操作控制条件(如反洗、清洗状况)等。对于确定的交换处理工艺 系统,树脂的再生程度主要取决于再生剂的用量。\n理论上,树脂的再生过程同样依从等当量交换的原则,但由于 再生是以低交换势离子脱除附着在树脂上的高交换势离子的过程, 且清洗工序会带走相当数量的再生剂,加之对再生速度与效率的考 虑,实际中再生剂的使用量一般为理论值的2~3倍。 一定范围内 增加再生剂用量,再生程度随之提高,但再生剂用量达到某一值后,再生程度不再随再生剂用量变化。故从离子交换的技术经济合 理上考虑,宜将树脂的再生程度控制在60%~80%的范围。\n此外,在再生剂总用量一定的前提下,适当增加再生剂浓度, 也可以提高再生效率。但当再生剂浓度过高时,会因再生剂总体积 过小,造成再生过程接触时间的不足,进而导致再生效率的降低, 因而再生剂的浓度亦有其最佳值范围。几种常用再生剂的适用对 象、浓度范围及相对用量见下表。\n@GJJ29.png@$"]
- ["问:膜分离技术中膜的主要分类有哪些?", "答:固体膜按照形态和结构可分为多孔膜和致密膜,多孔膜 是通过机械截留作用实现分离(即通过筛分),其机理与传统的过 滤机理相似。多孔膜主要用于超滤、微滤等过程。致密膜是在某种 程度上是依靠透过液组分与膜材料之间的物理化学作用实现分离, 具有较高的选择性,如反渗透、电渗析和纳滤等能从水中分离离 子,电渗析以电位差为推动力实现分离。"]
- ["问:膜分离技术中膜的主要材料及优缺点有哪些?", "答:反渗透膜应用的膜材料有:醋酸纤维素 (CA) 和聚酰胺 (PA)。\n纳滤常用的材料有:芳香聚酰胺、聚呱嗪酰胺、磺化聚醚矾和 聚乙烯醇等。\n常用的超滤膜与微滤膜制膜材料有:聚丙烯 (PP) 、CA 、PA 和聚砜 (PS), 也可用聚偏氟乙烯 (PVDF)、 聚醚砜 (PES)、 聚 四氟乙烯 (PTFE) 等。\n无机超滤膜和微滤膜主要有陶瓷材料(氧化铝、二氧化钛、碳 化硅和氧化锆),还可用玻璃、铝、不锈钢和增强的碳纤维作为膜 材料,所有这些材料都具有比有机聚合物更好的化学稳定性、耐酸 碱、耐高温、抗微生物能力强及机械强度大等优点。下表列出了 各种膜材料的优缺点。\n@GJJ31.png@$"]
- ["问:膜的主要构型及其优缺点是什么?", "答:膜主要有两种膜构形式,即平板构型和管式构型。板框 式和卷式膜组件均使用平板膜,而管式、毛细管式和中空纤维式膜 均组合成管式膜件。\n管式膜组件的流体力学条件好,容易控制膜的污染。\n毛细管膜组件的管径比管式膜组件的要小,所以同样的能耗情 况下毛细膜组件管内的流速要大,这样就可减轻膜内形成污染覆盖 层,但膜污染后清洗要比管式膜组件困难得多。\n中空纤维膜组件的管径比毛细管膜组件的管径小得多,组件的 装填密度可以达到很高,但这类膜组件最易被污染,且不好清洗。\n平板式膜组件最突出的优点是每两片膜之间的渗透液都是被单 独引出来的,因此可以通过关闭个别膜组件来消除操作中的故障, 而不必使整个膜组件停止运转。缺点是平板膜组件中需要各自密封 的数目太多。另外,内部压力损失也相对较高。\n卷式膜组件首先是为反渗透过程开发的,但目前也被广泛的用 于超滤和气体渗透过程。\n螺旋卷绕式膜组件在应用中已获得很大程度的成功,因为它不 仅结构简单、造价低廉,而且相对来说不易污染。各种膜构形式的 优缺点见下表。\n@GJJ32.png@$"]
- ["问:膜分离技术的特点有哪些?", "答:膜技术作为分离、萃取、浓缩、净化技术,具有以下的 特点。\n(1)膜分离技术在分离和浓缩过程中,不发生相变化,是一个 纯物理性的单元操作,不消耗相变能,耗能较少。\n(2)在膜分离过程中,不需要从外界加入其他物质,可以节省 原材料和化学药剂。\n(3)在膜分离过程中,分离和浓缩同时进行,可以很方便地回 收有价值的物质。\n(4)根据膜的选择透过性和膜孔径的大小的不同,可以将不同 粒径或者不同分子量的物质有选择地分开,使物质得到了纯化而又 不改变它们的原有属性。\n(5)膜分离工艺是以组件的形式构成的,可以适应不同生产能 力的需要,而且会使水厂用地大大减少;膜分离是一种相对简单的 分离工艺,操作维护方便,易于实现自动化控制,使水厂成为真正 意义上的“造水工厂”。\n(6)膜分离工艺不损坏对热敏感或对热不稳定的物质,可以在 常温下实现从有机物到无机物、从细菌到微粒广泛体系的分离,而 且还可以实现许多特殊体系如共沸物或近沸点体系的分离。\n(7)膜分离技术是一种纯物理处理单元操作,其处理效果受原 水水质及工艺操作条件的影响较小,处理效果稳定可靠。"]
- ["问:影响膜工艺驱动力的因素有哪些?", "答:影响驱动力的因素,即膜及其界面处总阻力的增加有很多影响因素,其中每项因素对膜工艺的设计、运行都有很大影响。\n① 截留液的浓度(如在 RO 和 UF 中)以及界面处透过离子 的浓度(如在电渗析中)。\n② 膜面附近离子的去除(如 ED)。\n③ 膜面处大分子颗粒的沉积(凝胶层的形成)。\n④ 截留固体在膜表面的积累(如在 MF 中)。\n⑤ 在膜表面或其内部污染物的积累。"]
- ["问:膜污染的机理是什么?", "答:膜污染是水中各种物质不断吸附、沉积在膜表面、孔隙 内部或完全阻塞膜孔,从而增加膜阻这一过程的总称。\n膜污染是因一系列物理化学作用和生化作用而产生的。浓差极化会加剧膜的污染,因为它会增加膜附近污染物的浓度。对于膜材 料和其应用来说,单一组分的污染一般较固定。总的来说,物理- 化学污染是与生物增长无关的污染,主要与进水中的成分有关,即 蛋白质和胶体/颗粒物。\n由内到外膜污染的程度是物理性质(如表面孔隙率、通量)和 膜表面化学性质共同决定的。对相同公称直径不同材质的膜进行污 染研究时发现,通过增大表面孔隙率来维持高通过是最不可取的。 并发现低通量运行膜内部污染会增加。\nUF 膜不易被大分子颗粒污染,因为其孔径小,大分子不易通 过 。UF 膜和 MF 膜的表面化学性质,如亲水性和表面电荷,都对 膜的污染程度起重要的决定作用。"]
- ["问:常用的膜清洗的方法有哪些?", "答:(1)物理清洗 \n物理清洗是指利用机械、水力、热能、 电流、超声波以及紫外线的作用清除膜体表面污垢的方法。\n物理清洗具有不造成环境污染、对工人的健康损害小、对清洗 物基本没有腐蚀破坏作用等优点。物理清洗存在的缺点就是清洗不 够彻底,存在死角。\n(2)化学清洗 \n化学清洗就是利用化学药品或其他水溶液的反 应能力清除膜体表面污垢的方法。具有作用强烈、反应迅速的特 点。化学药品通常都是配成水溶液形式使用,由于液体有流动性 好、渗透力强的特点,容易均匀分布到所有清洗表面,所以适合清 洗形状复杂的物体,而不至于产生清洗不到的死角。\n化学清洗的缺点是化学清洗液选择如果不当,会对清洗物造成 腐蚀破坏、造成损失。化学清洗产生的废液排放会造成对环境的污 染,因此化学清洗必须配备废水处理装置。另外,化学药剂操作处 理不当时会对工人的健康、安全造成危害。"]
- ["问:膜的化学清洗方法有哪些?", "答:化学清洗的方法很多,按化学清洗剂的种类可分为碱清洗、酸清洗、表面活性剂清洗、络合剂清洗、聚电解质清洗、消毒 剂清洗、有机溶剂清洗、复合型药剂清洗和酶清洗等。\n(1)碱清洗 \n碱清洗的药剂有氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、过 硼酸盐等。\n氢氧化物能溶解 SiO₂ 和蛋白质、皂化脂类等,如2NaOH+SiO₂ →Na₂SiO₃+H₂O\n碳酸盐和磷酸盐的碱性很弱, 一般用来调节pH 值,磷酸盐还 常用做分散剂;过硼酸钠可用于清洗膜孔内的胶体物质。\n(2)酸清洗 \n酸清洗的药剂有盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氨基 磺酸、氢氟酸等。酸能有效地去除碳酸盐组成的硬垢和金属氧化物 盐垢,这些酸与金属的碳酸盐或氧化物反应,使之转变为可溶性金 属盐类。发生的化学反应如下:\nCaCO₃+2H⁺ →Ca²⁺+H₂O+CO₂\nFeO+2H⁺→Fe²⁺+H₂O\nFe₂O₃+6H⁺→2Fe³⁺+3H₂O\nFe₃O₄+8H⁺ →Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O\n酸能溶解碳酸盐、磷酸盐、硫化铁及金属的氧化物,但酸(除 氢氟酸外)对硅酸盐无效,对于脂类、悬浮物和微生物生长形成的 沉积物,酸洗的效果很差。\n① 盐酸 \n盐酸与水垢或金属氧化物形成金属氯化物。绝大多 数的金属氯化物在水中的溶解度很大或较大,故盐酸对碳酸钙一类 的硬垢和铁的氧化物的清洗特别有效。\n② 硫酸 \n硫酸能与金属氧化物形成可溶性的化合物,但硫酸 与碳酸钙反应生成硫酸钙的溶解度很小,故硫酸不宜作为碳酸钙和 硫酸钙垢的清洗剂。硫酸可在较宽温度范围内使用,不挥发。\n③ 硝酸 \n硝酸的稀溶液是一种强酸,大多数的硝酸盐的溶解度很大,故硝酸有很强的清洗能力。\n④ 氨基磺酸 \n氨基磺酸是一种无色无臭的粉状药剂,加入水 后能与碳酸钙反应而进行清洗。氨基磺酸对钙盐的溶解度很大,适 用于清洗由钙、镁等金属的碳酸盐或氢氧化物等物质组成的硬垢,但氨基磺酸的缺点是价格偏高,清除氧化铁的能力较差 。\n(3)表面活性剂清洗 \n表面活性剂主要有阴离子、阳离子和 非 离子表面活性剂三种,它们能分散膜表面的油类、脂类和微生物产 生的沉积物,还可改善清洗剂和膜表面沉积物的接触,减少用水量,缩短清洗时间。\n(4)络合剂清洗 \n络合剂清洗是利用各种络合剂(其中包括螯 合剂)对各种垢离子(如钙离子、镁离子、铁离子等)的络合作用 (配位作用)或螯合作用,使之生成可溶性的络合物(配位化合物) 或螯合物而进行清洗。络合剂清洗中常用的无机络合剂有聚磷酸 盐,常用的有机螯合剂有柠檬酸、乙二胺四乙酸 (EDTA) 和氮三 乙酸 (NTA) 等。柠檬酸能溶解氧化铁和氧化铜,其原理一方面 是柠檬酸溶液的酸性可以促进氧化铁的溶解;另一方面柠檬酸又能 结合铁而将氧化铁除去。但铁被柠檬酸络合后的络合物——亚铁柠 檬酸酸性盐难溶解,会再沉淀出来,再次污染膜。如果用含氨的柠 檬酸溶液,就能生成溶解度很大的柠檬酸亚铁氨和柠檬酸高铁氨络 合物,从而可有效地和彻底地去除铁的氧化物。pH 值越高, EDTA 中以 Y⁴⁻ 形式存在的比例越高,越有利于络合清洗,但 pH 值不能太高,因为pH 值越高,可能生成更稳定的难溶金属氢氧化 物。如三价铁在 pH 值过高 (pH≥12) 时,所生成的Fe(OH)₃ 很 稳定,不能被 EDTA 络合溶解,所以,EDTA 作为清洗液进行络 合清洗时,不仅要考虑酸增加使 Y⁴⁻减少的一面,还要考虑碱度 增加导致出现难溶沉淀的一面。适宜的pH 值范围因金属离子的不 同而有差异,铁盐垢的 pH 值则不宜太低。\n(5)酶清洗剂清洗 \n酶能将膜表面的蛋白质、多糖类、油脂类 等有机物降解,从而可去除膜表面的这些有机污染物。酶降解有机 物的速度很慢。所以在清洗膜时需浸泡很长的时间,并且残留的酶 清洗剂会抑制微生物的生长,另外,酶的价格很昂贵。\n(6)消毒剂清洗 \n常用的膜消毒清洗剂有次氯酸钠和双氧水。 这两种消毒剂具有很强的氧化能力,在杀菌消毒的同时能有效清除 掉膜表面和膜孔内的有机物。次氯酸钠能高效地氧化膜上的有机堵塞物,反应速率很快,只需很短的清洗时间。缺点是腐蚀性太强, 且溶解出的氯气会刺激人的呼吸系统。双氧水是一种较温和的消毒 剂,对于被有机物污染的膜清洗有较好的效果。\n(7)复合型药剂清洗 \n复合型药剂是碱性清洗剂、磷酸盐、络 合物、酶清洗剂等的混合物,它对膜的清洗是一种综合的作用,能 很好地去除膜表面的有机和无机污染物。"]
- ["问:电渗析在污水处理方面的应用有哪些?", "答:电渗析在治理废水方面的应用可归纳为以下三个方面。\n(1)作为离子交换工艺的预除盐处理,可大大降低离子交换的 除盐负荷,扩展离子交换对原水的适应范围,大幅度减少离子交换 再生时废酸、废碱或废盐的排放量, 一般可减少90%,甚至更多。 在某些情况下,电渗析可以完全取代离子交换,直接制取初级 纯水。\n(2)将废水中有用的电解质进行浓缩、回收,并再利用。如电 镀含镍废水的回收与再利用等。\n(3)改革原有工艺,采用电渗析技术,实现清洁生产。如采用 电渗析法制取初级纯水或软化水代替离子交换法,以消除再生废液 的产生;采用树脂电渗析法制取高纯水,取消树脂的化学再生;采 用离子交换膜扩散渗析法,从钢铁清洗废液中回收酸等。\n采用电渗析处理废水目前处于探索应用阶段。在采用电渗析法 处理废水时,应注意根据废水的性质选择合适的离子交换膜和电渗 析器的结构,同时应对进入电渗析器的废水进行必要的预处理。"]
- ["问:电渗析器的基本构成有哪些?", "答:电渗析器由膜堆、极区和夹紧装置三部分组成(见下图)。 另外有辅助设备,整流器电源、水泵、流量计、过滤器、水箱和仪 器仪表等。膜堆包括若干膜对(一阳膜一阴膜)和隔板组成,隔板 上有水道、进出水孔。极区包括电极、集水框和保护室。夹紧装置 由盖板和螺杆组成。\n@GJJ34.png@$\n电渗析器常由几十到几百个膜堆组成,又分多级多段,其定义 如下。\n级: 一对正负电极间的膜堆称为一级通道。膜堆包括若干对 阳、阴膜,膜之间有隔板,有水通道。\n段:具有同一水流方向的两组或两组以上并联(指水流并联) 膜堆称一段。\n分级的原因:降低工作电压,因电极间膜对多时电位差大,所 以理论上每对电极间可设置无数对膜,实际操作时为控制电压不要 太高,膜堆只有一定数目。\n分段的原因:加长水的流程长度,提高水纯度,即提高水质。\n电极:设在膜堆两端,要求耐腐蚀,导电性能好,机械性能 好,化学稳定性好,可用石墨、炭板、惰性贵金属、钛、铁、铅、 不锈钢等为电极。现在常用铁上镀钌作阳电极,称永久电极,其寿 命长,耐腐蚀、但价格高。铅、不锈钢较便宜,但耐久性差。阴极 常用不锈钢。"]
- ["问:运行操作过程中如何确定电渗析的电流效率?", "答:电流效率η指理论电能消耗与实际电能消耗比值。电渗 析的耗电量大小,直接影响水处理成本,而且一定程度上反映操作 技术水平。总电能消耗 W_{总}包括电渗析器工作电能消耗、辅助设 备动力电能消耗。其中W _{本}为电渗析本身电能消耗,即制备单位体积水的电能消耗。有关公式如下:\n@GJJ35.png@$\n现在用自来水制纯水(工业级),电能消耗0.3kW·h/t, 用 海水一般10kW·h/t。\n电渗析的主要电压降在溶液电阻,其次是 E_d, 前者约占总电 压的60%~70%。\n膜对电压一般在1~2V, 膜中水流速4~35cm/s。\n电流效率(η)指理论电能消耗与实际电能消耗比值, 一般为 70%~90%,或用实际脱盐量与理论脱盐量比值表示。"]
- ["问:电渗析离子交换膜浓差极化现象有哪些危害?", "答:离子交换膜浓差极化现象是指电渗析阴膜或阳膜中离子 迁移速率大于溶液中同种离子迁移速率,当电流提高到相当程度 时,在膜表面出现该离子浓度趋向于零,此时水会电离产生 H⁻ 和 OH⁻, 参与传导电流,以补充离子不足的现象。\n极化危害:阴膜发生极化时,OH⁻ 和 CO₃²⁻ 在电场作用下, 透过阴膜迁移到浓水室,使浓水室 pH 值升高, OH⁻ 和 CO₃²⁻ 可 以与滞留在浓水室的 Mg²⁺ 、Ca²⁺ 生成Mg(OH)₂ 和 Ca(OH)₂ 及 CaCO₃ 和 MgCO₃ 沉淀,沉淀堵塞水流通道,使膜有效面积减少, 影响水质,并增加耗电量和降低电渗析器使用寿命。同时淡水室 pH 值减小,膜一边呈碱性另一边呈酸性,也影响膜寿命。\n阳膜淡化室一侧极化时,由于阳膜只允许 H⁺通过,它迁移至 浓水室,结果使浓水室pH 值减低,而淡化室 pH 值升高,由于淡 化室无Ca²⁺、Mg²⁺, 因此无沉淀危险,但阳膜两边一边酸性一边 碱性,膜寿命也受影响。"]
- ["问:衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些?", "答:电渗析法的关键在于电渗析器的性能,而电渗析器性能 的关键又取决于离子交换膜的性能。离子交换膜性能的具体衡量指 标有以下几方面。\n(1)膜的选择透过性指标 \n膜的选择透过性是离子交换膜最重 要的性能,可用迁移数和膜电位来表征膜的选择透过性。极端情况 下,理想膜只允许反离子通过,不允许同离子通过,即此时反离子 的迁移数为1,同离子的迁移数为零。因此可用迁移数定量地表示 膜的选择透过性。\n用离子交换膜分隔两种浓度不同的电解质溶液,横跨膜的电位 差就是膜电位。膜电位的大小取决于膜的离子选择透过性和膜两侧 溶液的浓度差。因此,在一定的浓差及温度下,可以用膜电位表征 膜的选择透过性。\n(2)交换容量 \n指单位膜样品中所含活性基团的数量。通常以 单位干重 (g) 的膜所含可交换离子的物质的量 (mmol) 表示。膜 的选择透过性及导电性能均与膜的交换容量大小相关。膜的交换容 量一般在1~3mmol/g 干膜。\n(3)导电性 \n膜的导电性可以用电阻率、电导率或面电阻表示。 面电阻是指单位膜面积所具有的电阻,单位Ω/cm² 膜。完全干燥的膜基本不导电,膜的导电性能是由含水膜中的电解质溶液实现的, 因此膜的导电性与溶液及膜中的离子种类、浓度以及溶液温度、膜 自身的特性等相关,通常要求膜的导电能力应大于溶液的导电能力。\n(4)含水率 \n它表示湿膜中所含水的百分数(可以单位质量干 膜或湿膜计)。含水率与膜的活性基团数量、交联度以及电解质溶 液的离子种类、平衡浓度相关。其数值通常在30%~50%范围。\n(5)厚度 \n膜的厚度与膜电阻和机械强度相关。在保证一定机 械强度的前提下,膜越薄,其电阻就越小,导电性能也就越好。通 常异相膜的厚度约1mm, 均相膜厚度约0.2~0.6mm, 最薄的 为0.015mm。\n(6)破裂强度 \n膜在实际应用中所能承受的最大垂直压力。破 裂强度是衡量膜的机械强度的重要指标之一。在电渗析器操作中, 膜两侧所受到的流体压力不可能相等,因此膜必须具备足够的机械 强度,以免因膜的破裂造成浓室和淡室贯通而使电渗析器无法运 行。国产膜的破裂强度为0.3~1.0MPa。"]
- ["问:如何选定电渗析的电源?", "答:直流电源可通过整流器或直流发电机供应。国内大都通 过整流器获得,考虑到原水水质的变化和调整的灵活性,整流器应 选用从零起的无级调压硅整流器或可控硅整流器。选用可控硅整流 器时,其额定电压和额定电流宜比电渗析器的工作电流和工作电压 大一倍左右。\n多级并联供电时,总电压应选取最大的计算极间电压值,并应 保证电渗析器的要求;多级串联或并联组装的电渗析器,如果各级 的计算电压不同,有条件时,最好每级由各自的整流器分别供电, 以便可随时根据工作条件调整设备的工作参数,使之在最佳状态下 工作。"]
- ["问:如何选定电渗析的流速?", "答:每台电渗析器都有一定的额定流量范围,如果电渗析器进水压力不高,流量不大,使得电渗析器中水流速过低,将会产生 以下不良影响。\n① 进水中所带的微量悬浮物,因流速太慢而沉积在电渗析器 中,造成阻力损失增大。\n② 流速过低易在流水道中产生死角,而且会使各隔室的配水不均匀,这样容易发生局部极化。\n③ 流速过低会使膜和水流界面处的滞流层变得过厚不利于防止极化。\n但进入电渗析器的流量和压力也不能过大,过大也会产生不良影响。\n① 容易使电渗析器产生漏水和变形。\n② 淡水在设备内的停留时间减少,淡水的出水水质下降。\n③ 增大动力电耗。\n由上可知电渗析器中的流速不能过小也不能过大。隔板流水道 中的流速大小主要取决于隔板形式。回路隔板的流程短,水流速度 一般较低,而有回路隔板流程长,水流速度可采用较高的数值。隔 板流水道中的流速可按下列情况选用。\n填网式隔板:有回路厚隔板(厚度>1mm)10~15cm/s; 有 回路薄隔板(厚度≤1mm)5~15cm/s。\n冲模式隔板:有回路隔板15~20cm/s; 无回路隔板10~15cm/s。\n在同一级内多段串联时,各段都有相同的平均电流密度,而后 一段淡水含盐量总比前段为低,为了使各段均在相同的极限电流密 度下运行,必须使后段流速大于前一段流速,这可以用减少后段膜 对数的方法来达到。"]
- ["问:如何选定电渗析的电流?", "答:在电渗析器的设计和运行时,应考虑防止产生极化和有 效地清除水垢等问题,合理选择电渗析工作电流密度,可有效防止 产生极化使电流效率降低和造成结垢。原则上工作电流应当低于极限电流。工作电流的选择还应当结合原水的含盐量,离子的组分, 流速和温度等情况,如原水为碳酸盐型水质,则可选择较高的工作 电流。温度对电渗析器的性能有着重要影响,温度升高,水中离子 迁移速度增大,膜和溶液的电阻降低,都会使设备除盐量增大,除 盐率增加,淡水水质提高。实践证明,水温在40℃以内温度每升 高1℃,电渗析器的脱盐率大约可提高1%。因此如有条件时,可 利用废热适当提高水温,以提高出水水质和水量。为了使电渗析器 安全运行,并不使运行效果太差,进水温度应在5~40℃范围内。\n一般来说,原水含盐量高,可以选用较大的电流密度。在除盐 量、水质要求一定的情况下,采用较大的电流密度,可以减小电渗 析器,降低造价,但日常运行电费增加。采用较小的电流密度,日 常运行电费降低了,但须选用较大的电渗析器,造价增大。使造价 和日常运行电费之和最小的电流密度称为经济电流密度(或称最佳 电流密度),极限电流密度和经济电流密度二者不一定相等,如不 等,应选取较低的值。"]
- ["问:电渗析运行管理过程中浓水循环应注意哪些问题?", "答:应用电渗析器淡化水,要排掉一部分浓水和极水,如果 极水和浓水全部由原水供给,就增加了前处理设备的负担和水处理 费用。 一般采用减少浓水流量,浓水另作他用,从浓水中回收淡水 和浓水循环等方法来提高原水的利用率。浓水循环有动力消耗小, 耗电量减少等优点,但是设备增加,操作管理麻烦,尤其是随着浓 缩程度的增高,带来了结垢增加,电流效率降低等问题。在浓水循 环中应注意:\n(1)硫酸钙沉淀 \n硫酸钙沉淀不易清除,所以采用的浓缩倍率 不应使浓水中的硫酸钙的离子积超过其浓度积所确定的数值。超过 此值时,应降低浓缩倍率或投加隐蔽剂如六偏磷酸钠等。\n(2)水垢沉淀 \n浓水循环使得浓水的离子质量分数大为增高, 从而增加碳酸盐水垢沉淀的可能性,为了防止这种沉淀,通常采用 在浓水系统中加酸的办法使沉淀物溶解,国内一般加盐酸,使浓水的pH 值在3.0~4.0之间, pH 值小于3,电流效率将明显降低。 国外在浓水循环系统中则经常加硫酸,使浓水的 pH 值维持在4~6 之间。\n(3)浓缩倍率 \n浓水循环工艺的关键是正确控制浓缩倍率即浓 水浓度与原水浓度之比。随着浓水浓度的增高,浓水和淡水之间的 浓度差增大了,膜的选择透过性降低,盐的反扩散和水的电渗透增 长,亦即电流效率下降,除盐率降低,甚至会造成沉淀。影响浓缩 比的因素很多,如原水含盐量,水的离子组分, pH 值及离子交换 膜的性能等。含盐量高、硬度、碱度较高的原水,浓缩倍率要控制 得低一些,对于不同的原水水质和膜,应当通过试验确定。"]
- ["问:电渗析运转管理中防止与消除结垢的方法有哪些?", "答:(1)控制极限电流 \n控制工作电流不超过极限电流可以 预防水垢的产生。 一般选取极限电流的70%~90%为工作电流。 电渗析器的极限电流常采用电压-电流极化曲线确定。\n(2)倒换电极 \n定时倒换电极的极性,随之淡室和浓室交替变 换,使得阴膜上的水垢处于时而析出、时而溶解,时而在阴膜的这 一面、时而在阴膜的那一面的不稳定状态,从而减轻了水垢的 积累。\n(3)定期酸洗 \n结在阴膜上的碳酸钙水垢,在电渗析器不解体 的情况下,可用1%~2%的稀盐酸进行酸洗。酸洗周期根据结垢 情况确定, 一般为1~4周。\n(4)浓水加酸 \n由于 CaCO₃ 和 Mg(OH)₂ 的溶度积远远小于 CaSO₄ 和CaCl₂ 、MgCl₂, 采用浓水加酸的办法,使碳酸盐硬度转变成 非碳酸盐硬度,可防止碳酸盐硬度水垢的产生,同时防止 Mg(OH)₂ 的析出。 一般投加盐酸和硫酸,将浓水的 pH 值调整到4~6之间 为宜。采用浓水加酸的办法还有利于实现浓水循环,可把水的利用 率提高到90%以上。\n(5)预软化 \n原水进入电渗析器之前预先软化,以去除原水中 的钙、镁离子,消除结垢的内因。\n(6)解体清洗 \n每半年或一年把电渗析器完全拆散,解体清洗 一次。将膜和隔板进行机械清刷和化学酸洗。"]
- ["问:频繁倒极电渗析有哪些优点?", "答:(1)由于极性倒换频繁,每小时破坏极化层2~4次,因 而防止极化结垢的效果显著提高,对防止碳酸钙结垢的效果也很 好。在没有化学药剂添加,浓水中硫酸钙的浓度达到饱和值的 175%时,尚可不在电渗析器内结垢。\n(2)由于排放浓水的浓度提高了,电渗析的水回收率可以达到 80%以上。如果向浓水系统中投加化学药剂,如六偏磷酸钠等阻垢 剂,可使水的回收率提高到90%以上。\n(3)由于倒极频繁,水中带电荷的胶体和细菌胶团的运动方向 也频繁变换,从而减轻了黏泥性物质在膜面上的附着和积累。\n(4)由于倒极频繁,电极极性和淡水出口阀门的切换均采用全 部自动控制,减少了人员的劳动强度。"]
- ["问:反渗透设备的工作原理是什么?", "答:反渗透设备应用较多的卷式膜元件,是将半透膜、导流 层、隔网,按一定排列黏合及卷制在有排孔的中心管上,形成元 件。原水从元件一端进入隔网层,在经过隔网层时,在外界压力作 用下, 一部分水通过半透膜的孔渗透到导流层内,再顺导流层的水 道流到中心管的排孔,经中心管流出,剩余部分(称为浓水)从隔 网层另一端排出。\n反渗透技术是当今最先进的膜分离技术之一。具有耗能低,无 污染,操作简单、运行可靠诸多优点,广泛应用于海水、苦咸水淡 化和生活饮用水、电子、医药、化工、电力行业纯水制备。"]
- ["问:反渗透流程中,原水预处理的作用是什么? 具体\n内 容 有 哪 些 ?", "答:原水预处理作用是使进水符合设备运行要求,保障反渗透设备正常运行,保证膜的使用寿命。预处理过程中包括以下内容:\n(1)杀菌、灭藻 \n用药剂如液氯、NaClO 、CuSO₄ 等消毒杀 菌灭藻,防止菌类、藻类堵塞膜通道,缩短膜的使用寿命和降低反 渗透装置效率。\n(2)絮凝过滤 \n加无机和有机絮凝剂,如 FeCl₃ 、 聚铝、聚 铁、聚丙烯酰胺等使水体中胶体悬浮物凝聚沉降,经澄清池澄清后 过滤,除去悬浮颗粒,防止悬浮物堵塞渗透膜。进高压泵前的保安 过滤用5μm滤芯,阻挡粒径大于5μm 的颗粒杂质进入高压泵,确 保系统安全长期运行。\n(3)化学调节处理 \n当原水盐度高,硬度大时,对设备腐蚀较 大,水体中的碳酸钙、硫酸钙结垢后可堵塞膜孔,降低反渗透设备 的工作效率。其解决办法:可用离子交换法软化原水,或向原水中 加入阻垢剂和加酸调节水的 pH 值到6.0~7.0之间,以分解水中 HCO₃⁻ 和 CO₃²⁻, 防止碳酸钙沉淀。\n(4)除余氯 \n当水体用液氯杀菌灭藻时,余氯对膜起氧化作用 影响膜使用寿命,可通过加活性炭或还原性物质如硫代硫酸钠、亚 硫酸钠、亚硫酸氢钠等去除余氯,要求进水余氯含量在0.1×10⁻⁶ (质量分数)以下,氧化还原电势在280~320mV 。亚硫酸氢钠投 加量是余氯量的3倍。"]
- ["问:反渗透工艺渗透膜胶体污染 一 般采用哪些方法进行预 处 理 ?", "答:胶体污染可严重影响反渗透元件性能。胶体污染物主要 是指原水中含有细菌、黏土、胶状硅和铁的腐蚀产物等。胶体污染 的一个重要控制指标是污染密度指数 (SDI), 不同膜组件要求进 水有不同的 SDI 值,中空纤维组件一般要求 SDI 值为3左右,卷 式组件 SDI 值为5左右。\n反渗透工艺渗透膜胶体污染预处理一般采用如下方法。\n(1)滤料过滤 \n双层滤料过滤可去除悬浮物与胶体颗粒。当水 流过此种颗粒床时,会附着在过滤颗粒的表面,滤出液的品质取决于悬浮固体的过滤媒体的大小、表面电荷、几何形状以及水质和操 作参数。 一个设计及操作良好的过滤,通常可达 SDI<5 的标准。 最常用的过滤媒介为砂和无烟煤。\n(2)氧化过滤 \n水中还原态的Fe²⁺极易转化为Fe³⁺, 继而产 生不溶性氢氧化物的胶体。当以地下水为水源,含铁量较高时可采 用曝气法,使水中 Fe²⁺氧化成 Fe³⁺, 由于氧化生成的 Fe(OH)₃ 在 水中溶解度极小,进一步用天然锰砂滤池过滤除去Fe(OH)₃ 沉淀。\n(3)混凝沉淀 \n如原水悬浮物及 SDI 均较高,可采用混凝、 沉淀过滤后作为 RO 进水。\n(4)保安过滤器 \n 进入反渗透装置前的最后一道过滤为保安过 滤器,过滤精度为5μm。\n(5)微滤、超滤 由微滤 (MF) 或超滤 (UF) \n处理过的水可 除去所有悬浮物,设计良好及操作维护得当的微滤及超滤系统 SDI 值<1。"]
- ["问:反渗透膜生物污染的危害及防治方法是什么?", "答:反渗透膜的生物污染可严重影响到 RO(反渗透) 系统的性能,最 终导致薄膜的机械性损伤及流量下降,甚至在渗透液侧污染产品出 水。由于生物膜很难去除,因此生物污染的预防措施是以前处理为 主, 一般采用加氯以保证水中游离氯含量为0.5~1mg/L, 同时通 常必须在进RO(反渗透) 系统前采用活性炭吸附法将游离氯除去,以保证膜 不被氧化。"]
- ["问:反渗透膜有机物污染的防治方法是什么?", "答:相对分子质量高、疏水性、带正电荷的有机物极易被吸 附于膜面,引起反渗透膜的堵塞。当进水TOC 超过3mg/L 时,需 考虑前处理。当供水中油含量>0.1mg/L 时,也必须在进入 RO(反渗透) 系统前除去。\n在实际工程中,可根据原水的水质,采用混凝过滤、超滤、活 性炭吸附等方法预防有机物的污染。"]
- ["问:反渗透能量回收装置的作用,以及常见类型有哪些?", "答:能量回收装置是反渗透装置中的节能设备,可有效降低 能耗,降低运行费用。反渗透装置高压浓缩水排放量可占进水流量 的60%~70%,压力一般从0.5~1.0MPa 降至常压,能量损失约 70%。为了降低淡化水的操作费用,通常在浓盐水排放管线上安装 能量回收装置。用于回收高压浓盐水能量的设备有涡轮机(包括冲 击式水轮机),各种旋转泵(离心泵和叶片泵),正位移泵和流动装 置。通常涡轮机和旋转泵仅限于大型海水淡化装置,小型装置多用其他回收装置。 一般的能量回收装置可以回收浓盐水能量的60%~ 90%,大大降低了运行费用。用于海水淡化的能耗已降到3kW ·h/m³。"]
- ["问:反渗透工艺运行操作的控制要素有哪些?", "答:为了确保反渗透处理系统正常、可靠地运转,需要对工艺 系统操作运行的工况条件加以控制,具体控制要素包括以下几个方面。\n(1)pH值 \n不同材质的反渗透膜具有不同的pH 值适用范围, 如醋酸纤维膜的 pH 值适用范围为3~8,芳香聚酰胺膜 pH 值范围 为4~10;杜邦型尼龙中空纤维膜 pH 值范围为1.5~12。料液的pH 值超出膜的使用限定范围时,将会对膜产生水解和老化等有害 作用,引起产水量下降,并造成膜的性能的持续性降低、直至膜的 损坏。通常,醋酸纤维膜运行时的 pH 值应控制在4~7之间,而 芳香聚酰胺膜运行时的 pH 值应控制在3~11,复合膜的 pH 值允 许范围约为2~11。\n(2)温度 \n反渗透过程中,料液温度随操作的进行会有所提 高。在一定范围内,温度升高引起料液黏度的降低,有利于反渗透 产水量的增加,通常温度每增加1℃,膜的透水能力约增加2.7%。 商品膜所标注的膜透水能力一般为水温在24~25℃的数据值,需 通过校正系数推算工况温度下的实际透水能力。应注意的是,操作 温度不可超过膜的耐热温度,否则将影响膜的使用寿命。\n(3)预处理 \n处理料液的 pH 值、所含悬浮物及微生物量的高 低等,都会影响反渗透的效果,因此必要时需对原水采取行之有效 的预处理措施,如 pH 值调节、过滤、消毒等,以充分发挥反渗透 的工作效率。\n(4)操作压力 \n在反渗透过程中,维持和提高操作压力有利于 提高透水率,并且由于膜被压密,盐的透过率会减小。但操作压力 超出一定极限时,由于膜压实变形严重,会导致膜的透水能力衰退 和膜的老化。因此,应根据实际处理料液和所选反渗透膜的耐压性 能,选择适当的运行操作压力。\n(5)膜组件的清洗效果 \n膜污染是反渗透运行中必然产生的一 种影响系统正常运行的现象。即使在操作之前对料液进行预处理, 也不能完全消除膜的污染,膜污染产生后,轻则引起产水量及除盐 率下降,重则对膜的寿命产生极大影响,甚至造成处理系统运行瘫 痪。因此,需要根据实际情况定期对膜组件进行清洗。\n膜的清洗分物理法和化学法两种。\n物理法包括水力冲洗、水汽混合冲洗、逆流冲洗及海绵球冲 洗。水力冲洗主要采用减压后高流速的水力冲洗以去除膜面污染 物。水汽混合冲洗是借助于汽液与膜面发生剪切作用而消除极化 层,压力约0.3MPa, 用淡水或空气与淡水的混合液冲洗膜面,清洗时间一般为30min。逆流清洗是在中空纤维式组件中,将反向压 力施加于支撑层,引起膜透过液的反向流动,以松动和去除膜进料 侧活化层表面的污染物。海绵球清洗是依靠水力冲击使直径稍大于 管径的海绵球流经膜面,以去除膜面的污染物。但此法仅限于在内 压管式膜组件中使用。\n化学法是采用一定的化学清洗剂,在一定的条件下一次冲洗或 循环冲洗膜面的方法。在化学清洗中,必须考虑到两点:①清洗剂 必须对污染物有很好的溶解和分解能力;②清洗剂必须不污染和不 损伤膜面。\n因此,根据不同的污染物确定其清洗工艺时,要考虑到膜所允 许使用的pH 值范围、工作温度及其膜对清洗剂本身的化学稳定 性。常用的清洗药剂包括硝酸、磷酸、柠檬酸、氢氧化钠以及酶洗 涤剂等。清洗剂种类、浓度及清洗时间的选择需视实际具体情况, 根据经验或清洗试验的结果确定。"]
- ["问:超 滤 装 置 的 结 构 和 运 行 维 护 内 容 有 哪 些 ? 其 主 要用 途 有 哪 些 ?", "答:工业超滤装置有板框式、管式、螺旋卷式,其中螺旋卷 式应用较多。超滤膜材料有醋酸纤维素 (CA) 、 聚矾 (PSF) 、 聚 醚矾 (PES) 、 聚碳酸盐树脂、聚丙烯腈 (PAN) 和聚合电解质络 合物等。\n超滤装置运行过程中,主要的运行维护内容是清洗滤膜,清洗 方法分为物理方法和化学方法。物理方法一般采用温水(40~ 50℃)冲洗。化学方法是用化学清洗剂,如酸、碱、表面活性剂溶 液等清洗。对于不同种类的膜要慎重选择化学清洗剂,以防止化学 清洗剂对膜的损害。经良好清洗的膜,透水率可恢复95%~ 100%,超滤膜的使用寿命可达到一年以上。\n在废水处理中,目前超滤主要用来去除污水中的淀粉、蛋白 质、树胶、油漆等有机物,以及黏土、微生物等,此外在废水处理 中还可用于污泥脱水,代替澄清池等,以及用于纯化甘露醇。"]
- ["问:超滤过程中浓差极化问题的解决办法?", "答:超滤过程中,由于膜的选择透过性,被截留的溶质组分 在高压侧溶液-膜界面上积聚,使界面上的溶质浓度高于溶液主体 的浓度,这种现象称为浓差极化。浓差极化对于以压力为驱动力的 膜过程的分离效果及过程可靠性具有很大的影响。\n解决办法:\n① 降低超滤膜两侧的压力差,可以减轻已经生成的浓差极化 现象;\n② 提高超滤料液湍流程度以降低膜表面的溶质浓度。"]
- ["问:超滤膜污染的原因、危害和防治措施是什么?", "答:超滤膜的污染主要是内膜材料及溶液溶质的化学特性所 导致的,膜与溶质之间相互作用而产生的后果。无论是在何种应用 场合,超滤处理所分离的对象大多为溶解态或胶体态的大分子量有 机物质,当这些物质和由人工合成的有机高分子材料制成的超滤膜 相接触时,在溶质与膜材料之间会产生较为强烈的附着、吸附乃至 结合的倾向,从而在膜表面上形成吸附污垢层,造成膜的污染。此 外,膜的污染还包括料液中悬浮物在膜表面的沉积。\n超滤膜一旦被污染,将引起膜透水通量的下降,并且这种通量 的衰减通常是不可逆的,这样就会导致超滤过程无法进行较长时间 的稳定操作,影响超滤效率的充分发挥。\n膜污染的控制措施有:\n①通过有效的清洗将膜的透水性能得到 恢复;\n②采取过滤、混凝沉降等措施对料液进行预处理;\n③增加膜 面的切向流速,降低边界层厚度,提高传质系数;\n④选择适宜的操 作压力,避免增加沉淀层密度及厚度;\n⑤研制开发具有较优抗污染 性能的制膜材料。"]
- ["问:如何选择超滤装置的超滤膜及其膜组件?", "答:超滤工艺所采用的超滤膜及其膜组件类型的选择,应根据所处理溶液的化学和物理性能、处理规模和对产品质量要求进行 选择。\n(1)超滤膜选择 \n应根据所处理溶液的水质特点,包括处理溶液的最高温度、pH 值、分离物质相对分子质量范围等,选择适合 的超滤膜材料和型号。要求选择的超滤膜在截留相对分子质量、允 许使用的最高温度、pH 值范围、膜的水通量及其膜的耐污染等性 能等方面,能够满足设计目标所提出的要求,同时超滤膜也具有很 好的化学稳定性。\n(2)组件选择 \n根据不同的用途,可供设计的膜组件有管式、 平板式、卷式和毛细管式等多种,应根据所处理溶液的特点选择膜 组件。高污染的料液为避免浓差极化可考虑选用组件流动状态好、 对堵塞不敏感和易于清洗的组件,例如管式或板框式。但同时要考 虑其组件的造价、膜更换费和运转费。近年来,毛细管式组件和卷 式组件的改进提高了其抗污染的能力,在一些领域正在取代造价高 的平板式和管式组件。"]
- ["问:如何进行超滤装置泵的选型?", "答:在超滤装置组件的排列组合方式确定后,需进行泵的选 型。首先根据工艺或实验结果的操作压力确定泵的扬程,泵的流量 根据膜表面流速来确定。如果采用螺旋卷式膜组件,可直接根据单 根膜组件的进料流量与并联的组件数量的乘积进行选型。卷式组件 一般都给出单根组件进料流体流量的下限和上限。上限是为了保护 第一根膜组件和使组件的压力降趋于合理,下限是为了保证容器末 端有足够的横向流速,以避免和减少浓差极化。"]
- ["问:如何选择超滤膜的清洗液?", "答:由于超滤工艺中处理对象多为大分子和胶体溶液,膜极 易被污染,超滤膜需要定期清洗。清洗溶液的配方一般根据膜的性 质和污染物的种类来确定。例如加酶洗剂对蛋白质、多糖类及胶体 污染有较好的清洗效果;乳化油废水,例如机加工企业的冷却液、羊毛加工行业的洗毛废水,多采用表面活性剂和碱性水溶液对膜面 进行清洗;乳胶污染常采用低分子醇及丁酮;纤维油剂污染除用温 水清洗外,还定期用工业酒精清洗;用膜工艺处理生活污水时常采 用次氯酸钠溶液等。如果没有现成的资料,其清洗配方和清洗周期 需通过试验确定。"]
- ["问:影响超滤效率的因素有哪些?", "答:由于受料液超滤过程中的浓差极化和膜污染的影响,在 操作的压力及温度相同的条件下,超滤膜工作时的料液透水通量往 往远小于膜的纯水通量,因此需要针对超滤工艺过程的影响因素采 取有效措施,以实现提高超滤效率的目的。超滤过程的影响因素主 要有以下几个方面。\n(1)操作压力 \n当超滤过程在膜表面形成产生浓差极化现象的 凝胶层后,系统操作压力的增加并不能增加透水通量,只消耗于溶 质在凝胶层上的积聚,使凝胶层厚度增加,系统阻力急剧增大,直 至积聚的溶质与从凝胶层扩散到溶液主体的溶质量相等为止。因 此,形成凝胶层后,系统压力的增加对超滤效率无益。通常,把刚 形成凝胶层时的操作压力称作临界压力,在实际操作中应控制在低于临界压力的条件下运行。\n(2)操作温度 \n系统的操作温度主要影响操作料液的黏度,在 膜的材质和所处理料液允许的条件下,提高操作温度有利于增加传 质效率,提高透水通量。实际操作中,由于膜面阻力的能耗及机械 摩擦等原因,料液温度通常会随超滤的进行而自行增加,故一般并 不需要人为进行增加温度的操作。\n(3)料液流速 \n膜的水通量随膜表面流速的提高而增加。提高 膜表面料液流速,可以使膜面液流的湍流加剧,有利于防止和改善 膜表面浓差极化,使膜的产水量增加,提高设备的处理能力。但提 高膜表面流速使工艺过程泵的能耗加大,增加了运转费用。因此, 应将料液流速控制在适宜的范围, 一般情况下的超滤料液流速为 1~3m/s.\n(4)料液的预处理 \n在进行超滤操作之前对料液进行预处理, 是保证超滤系统正常稳定运行、提高超滤效率的有效手段。料液预 处理的主要对象是悬浮物和 pH 值,可以相应采用过滤、化学混凝 和pH 值调节等方法。当所分离浓缩的对象为溶解态高分子有机物 质且分子量分布范围较宽时,可以采用投加絮凝剂使溶解态溶质分 子量经微絮凝作用而成倍增加的预处理方法,从而可以在保证截留 效率的前提下,通过采用较大截留分子量的超滤膜来获得较高的超 滤效率。\n(5)操作时间 \n随着超滤过程的进行,逐渐在膜面形成凝胶极 化层,膜的水通量逐渐降低。当超滤运行一段时间,膜的水通量下 降到一定水平后,需要进行膜清洗,这段时间为一个运行周期。具 体操作时间与料液性质、膜组件的水力特性及膜的特性有关。\n(6)膜的清洗效果 \n在规定的操作条件下,超滤膜的使用寿命 通常为12~18个月。由于超滤过程中溶质与超滤膜之间的相互作 用,会使膜表面形成吸附积淀层而导致膜的污染,因而必须对膜进 行定期的清洗,以恢复和保持膜的透水通量,延长膜的寿命。膜的 清洗方法有水力清洗、药剂清洗和机械清洗等方式,通常应根据膜 及处理料液的性质以及膜组件的形式进行确定。"]
- ["问:如何确定厌氧处理的合适温度?", "答:厌氧生物的降解过程与所有的化学反应和生物化学反应 一样,受到温度和温度波动的影响。在厌氧反应器中,厌氧微生物 通过不停地进行代谢活动以维持自身种群发展所需的能量,同时也 产生维持厌氧环境所需的能量,如甲烷。厌氧生物的温度适应范围 比好氧生物宽得多,但是就某一具体的厌氧生物而言,其温度适应 范围仍然是较窄的。厌氧微生物可分为嗜冷微生物、嗜温微生物和 嗜热微生物,各类厌氧菌的温度范围见下表。以这三类微生物为 优势种群的厌氧处理工艺分别称为低温厌氧处理、中温厌氧处理和 高温厌氧处理。\n@GJJ36.png@$\n对任何一种生物或微生物,在其温度适宜的范围内,从最低生 长温度开始,随着温度的上升,其生长速率逐渐上升,并在最适温 度区达到最大值,随后生长速率随着温度的上升迅速下降。就厌氧 微生物的3个温度区间而言,有3个相似的温度-生长速率曲线。 但是,就某一具体的微生物种类,其温度-生长速率曲线可能是跨 区间的。微生物的温度-生长速率曲线是不对称的,从最佳温度到 最高生长温度之间范围很窄,也就是在温度达到最适温度时,温度 如果继续上升,则很快就会达到极限温度,而超过极限温度时往往会造成十分严重的后果,例如细胞的死亡,而产生不可逆转的影 响。但是在低于最适温度的范围内温度的变化所引起的影响总是相 对轻得多,即使超过最低温度也不至于产生不可逆转的影响, 一旦 温度恢复正常,厌氧反应器即可恢复正常运行。\n当厌氧反应器运行在低温区(10~34℃)、中温区(35~40℃) 和高温区(50~55℃)时,不是三种情况都能达到同样的代谢速 率。在低温厌氧反应器中,只是因为这个区域的温度适合于嗜冷微 生物,相比之下,即使嗜冷微生物处在其最适的生长温度,它的代 谢速率也会低于中温厌氧反应器。在大多数厌氧反应器中,都基本 符合温度每增加10℃反应速率增加1倍的规律。\n根据温度对厌氧微生物代谢速率的影响,不宜选用低温厌氧工 艺,特别是当处理的废水水温处在中温区间时。但是,对于一些温 度较低废水,当需要消耗很多能量使水温升高时,低温厌氧工艺也 是可以选择的。由于中温菌(特别是产甲烷菌)种类多,易于培养驯化、活性高,因此厌氧处理常采用中温消化。但因中温消化的温 度与人体温接近,故对寄生虫卵及大肠菌的杀灭率较低。而高温厌 氧工艺需要维持厌氧反应器中的温度,当维持高温状态需要耗能 时,高温厌氧也不是最佳选择,但高温消化更有利于对纤维素的分 解与对病毒、病菌的灭活作用,对寄生虫卵的杀灭率可达99%, 大肠菌指数可达到10~100,能满足卫生要求(卫生要求对蛔虫卵 的杀灭率95%以上,大肠菌指数为10~100),对于处理高温工业 废水是有利的。\n根据甲烷菌对于温度的适应性,可分为两类,即中温甲烷菌 (适应温度区为30~36℃)和高温甲烷菌(适应温度区为50~ 53℃)。当温度处于两区之间时,反应速率反而减退,说明消化反 应与温度之间的关系是不连续的。\n利用中温甲烷菌进行厌氧消化处理的系统叫中温消化,利用高 温甲烷菌进行厌氧消化处理的系统叫高温消化。中温消化条件下, 有机物负荷为2.5~3.0kg/(m³·d), 产气量约0.3~1m³/(m³·d); 而高温消化条件下,有机物负荷为6.0~7.0kg/(m³·d), 产气量约3.0~4.0m³/(m³·d) 。 微生物对生长温度的需求是物种固有的特 性, 一般不能通过驯化的方式使菌种适应。菌种对温度的要求,对 于一个反应器来说,其操作温度以稳定为宜,波动范围一般一天不 宜超过±2℃。而中温或高温厌氧消化允许的温度变动范围为 ±(1.5~2.0)℃。当有±3℃的变化时,就会抑制消化速率。有 1.5℃的急剧变化时,就会突然停止产气,使有机酸大量积累而破 坏厌氧消化。\n所以,在选择厌氧处理的温度时,要根据废水本身的温度及环 境条件(如气温、有无废热可供利用等),根据废水能产生的沼气 量与废水处理过程中的能耗平衡等来选择最经济的厌氧处理温度。 随着各种新型厌氧反应器的开发,温度对厌氧消化的影响由于生物 量的增加而变得不再显著,因此处理废水的厌氧消化反应常在常温 条件(20~25℃)下进行,以节省能量的消耗和运行费用."]
- ["问:pH 值对厌氧处理的影响是什么?", "答:一般而言,微生物对pH 值的变化的适应要比其对温度变 化的适应慢得多。产酸菌自身对环境 pH 值的变化有一定的影响, 而产酸菌对环境 pH 值的适应范围相对较宽, 一些产酸菌可以在 pH 值为5.5~8.5的范围内生长良好,有时甚至可以在 pH 值为 5.0以下环境中生长。产甲烷菌的最适 pH 值随甲烷菌种类的不同 略有差异,适宜范围大致是6.6~7.5。pH 值的变化将直接影响产 甲烷菌的生存与活动, 一般来说,反应器的 pH 值应维持在6.5~ 7.8,最佳范围在 pH 值为6.8~7.2左右。\n在厌氧反应器中,pH 值、碳酸氢盐、碱度及CO₂ 之间有一定 的比例关系,操作合理的厌氧反应器的碱度 一般在2000~ 4000mg/L 之间,正常范围为1000~5000mg/L, 一个厌氧反应器 最佳运行的pH 值、酸碱度、CO₂ 含量需由废水中的有机物而定。\n厌氧反应器中的混合液含有多种成分,特别是一些弱酸弱碱盐 类的物质,如消化液中的CO₂ (碳酸)及 NH₃ ( 以NH₃ 和 NH₄⁺ 的形式存在),NH₄⁺ 一 般是以 NH₄HCO₃ 存在,故重碳酸盐(HCO₃) 与碳酸 H₂CO₃ 组成缓冲溶液,这就使反应器成为一个酸 碱缓冲器。例如,厌氧反应器中产酸产甲烷所形成的 CO₂ 或者 HCO₃ 能够中和废水中突然出现的强碱物质,使混合液的 pH 值不 会出现急剧增加的现象,减少了因pH 值变化而产生的风险。厌氧 反应器中产酸是主导的反应,反应器系统对酸的缓冲能力相对较 弱,如果一个厌氧反应器中混合情况不好,使反应器中碱度及缓冲 能力不够,则可能导致局部酸化,抑制产甲烷反应的程度,使反应 器的效率大大降低。在消化系统中,应保持碱度在2000mg/L 以 上,使其有足够的缓冲能力,可有效地防止pH 值的下降。\n进水 pH 值条件失常首先表现在使产甲烷作用受到抑制,即可 使在产酸过程中形成的有机酸不能被正常代谢降解,从而使整个消 化过程各个阶段的协调平衡丧失。如果pH 值持续下降到5以下, 不仅对产甲烷菌形成毒害,对产酸菌的活动也产生抑制,进而使整 个厌氧消化过程停滞。这样一来,即使将 pH 值调整恢复到7左 右,厌氧处理系统的处理能力也很难在短时间内恢复。如果因为进 水水质变化或加碱量过大等原因, pH 值在短时间内升高超过8, 一般只要恢复中性,产甲烷菌就能很快恢复活性,整个厌氧处理系 统也能恢复正常,所以厌氧处理适宜在中性或弱碱性的条件下 运行。\n厌氧处理要求的最佳pH 值指的是反应器内混合液的 pH 值, 而不是进水的pH 值,因为生物化学过程和稀释作用可以迅速改变 进水的 pH 值,反应器出水的 pH 值一般等于或接近反应器内部的 pH 值,含有大量溶解性碳水化合物的废水进入厌氧反应器后,会 因产生乙酸而引起 pH 值的迅速降低,而经过酸化的废水进入反应 器后,pH 值将会上升。含有大量蛋白质或氨基酸的废水,由于氨 的形成, pH 值可能会略有上升。因此,对不同特性的废水,可控 制不同的进水pH 值,可能低于或高于反应器所要求的 pH 值。"]
- ["问:污泥投配率对污泥消化处理有何影响?", "答:消化工艺的投配率,是每日投加新鲜污泥体积占消化工艺有效容积的百分数。投配率的大小同时也决定了污泥消化的水力 停留时间和泥龄。投配率是消化工艺设计的重要参数,投配率过 高,可能影响产甲烷菌的正常生理代谢,反应器内脂肪酸可能积 累, pH 值下降,污泥消化不完全,投配率过低,污泥消化较完 全,产气率较高,消化工艺容积大,基建费用增高。根据我国污水 处理厂的运行经验,城市污水处理厂污泥中温消化的投配率以 5%~8%为宜,相应的水力停留时间即消化时间为12.5~20d, 在 此消化时间内产气量可达到产气总量的90%。"]
- ["问:C/N 比对污泥消化有何影响?", "答:厌氧消化工艺中,细菌生长所需营养由污泥提供。合成 细胞所需的碳 (C) 源担负着双重任务:其一是作为反应过程的能 源;其二是合成新细胞。麦卡蒂 (Mccarty) 等人提出污泥细胞质 (原生质)的分子式是C₅H₇NO₃, 即合成细胞的 C/N 约为5:1。 此外还需要作为能源的碳。因此要求 C/N 达到(10~20):1为 宜。如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; C/N 太低,氮量过多,pH 值可能上升,铵盐容易积 累,会抑制消化进程。"]
- ["问:厌氧消化中硫离子的来源,其对厌氧处理有何影响?", "答:硫离子对甲烷消化有毒害作用,硫离子的来源有三种。 (1)硫化碱等原料的应用,直接带入水中。\n(2)由无机硫酸盐还原而来,如通过以下反应:\nSO₄²⁻+8H⁺→S²⁻+4H₂O\nSO₃²⁻+6H⁺→S²⁻+3H₂O\n硫酸盐还原时作为氢受体释出S²⁻, 硫酸盐浓度超过5000mg/L, 即有抑制作用。而且,从反应方程式可知,1mol SO₂ 还原时用 去8mol H⁺, 将少产生2mol CH₄,1mol SO₃²⁻还原时用去6mol H⁺, 减少1.5mol CH₄。\n(3)由蛋白质分解释放出S²⁻ 。 硫元素对微生物有正反两方面的影响。有利方面是,低浓度硫是细菌生长所需要的元素,可促进 消化进程;硫直接与重金属络合形成硫化物沉淀。有害方面是,若 重金属离子较少,则消化液中过多的H₂S 将释放出进入消化气中, 降低消化气的质量并腐蚀金属设备(管道、锅炉等);降低CH₄ 的 产量。另外,硫酸盐的存在将促进硫酸盐还原菌的作用,而硫酸盐 还原菌与产甲烷菌之间会有一定程度的竞争,使产甲烷作用受到 抑制。"]
- ["问:如何进行污泥消化池的调试运行?", "答:(1)消化污泥的培养与驯化 \n新建的厌氧消化池,需要 培养消化污泥,培养方法有两种。\n① 一次培养法 \n 将生污泥投入消化池,投加量占消化工艺容 积的1/10,以后逐日加入新鲜污泥至设计泥面,然后加温,控制 升温速度为1℃/h, 最后达到所需消化温度,此后控制池内 pH 值 为6.5~7.5,稳定3~5d 后污泥成熟,产生沼气,此时可再投加 新鲜污泥。如当地已有消化工艺,则可取消化污泥驯化更为简便。\n② 逐步培养法 \n将每天排放的初次沉淀污泥和浓缩后的活性 污泥投入消化工艺,然后加热,使每小时温度升高1℃,当温度升 到消化温度时,维持温度,然后逐日加入新鲜污泥,直至设计泥 面,停止加泥,维持消化温度,使有机物水解、液化,约需30~\n40d, 待污泥成熟、产生沼气后,方可投入正常运行。\n(2)正常运行的控制参数\n① 新鲜污泥投配率、消化温度需严格控制。\n② 搅拌 :气循环搅拌可全日工作。当采用水力提升器搅拌时,可间歇进行,如采用搅拌0.5h, 间歇1.5~2h。\n③ 排泥 :有上清液排除装置时,应先排上清液再排泥,没有 上清液排除装置时应采用中、低位管混合排泥或搅拌均匀后排泥, 以保持消化工艺内污泥浓度不低于30g/L, 否则后续消化很难进行。\n④ 沼气气压 :消化池正常工作所产生的沼气气压由沼气柜设计压力确定, 一般沼气柜压力和消化池分别设压力计控制,过高或 过低都说明沼气柜或消化池工作不正常或输气管网中有故障。\n⑤ 营养物质适宜 : 厌氧法中碳氮磷的比值控制在 COD_{Cr}: N:P=(200~300):5:1。 有时需补充某些必需的特殊营养元素, 如铁、镍、锌、钴等可提高某些系统酶活性的微量元素,铁、镍、 锌、钴等对甲烷菌有激活作用。\n(3)正常运行的化验指标 \n正常运行的化验指标有:产气率, 沼气成分 (CO₂ 与 CH₄ 所占体积分数),投配污泥含水率(96%~ 98%),有机物含量(60%~70%),有机物分解程度(45%~ 55%),脂肪酸(以醋酸计, 一般为2000mg/L 左右),总碱度(以 重碳酸盐计, 一般大于2000mg/L), 氨氮(500~1000mg/L)。"]
- ["问:影响微生物厌氧消化的主要因素有哪些?", "答:(1)水力停留时间 \n消化工艺的水力停留时间 (HRT)等于污泥龄。有机物降解程度是污泥龄的函数,而不是进水有机物 的函数。因此消化工艺的容积设计不应按有机负荷设计,而应以污 泥龄或水力停留时间设计。所以只要提高有机物浓度,就可以充分 地利用消化工艺的容积。由于甲烷菌的增殖较慢,对环境条件的变 化十分敏感,因此,要获得足够多的产甲烷菌以及稳定的处理效果 就需要保持较长的污泥龄。水力停留时间一般采用投配率表示,投 配率是消化工艺设计的重要参数,投配率过高,可能影响产甲烷菌 的正常生理代谢,反应器内脂肪酸可能积累,pH 值下降,污泥消 化不完全,投配率过低,污泥消化较完全,产气率较高,消化工艺 容积大,基建费用增高。根据我国污水处理厂的运行经验,城市污 水处理厂污泥中温消化的投配率以5%~8%为宜,相应的消化时 间为12.5~20d。\n(2)温度 \n根据甲烷菌对温度的适应性可分为两类,即中温甲 烷菌(适应温度区为30~36℃)和高温甲烷菌(适应温度区为50~ 53℃)。当温度处于两区之间时,反应速率反而减退,说明消化反 应与温度之间的关系是不连续的。中温或高温厌氧消化允许的温度变动范围为±(1.5~2.0)℃。当有±3℃的变化时,消化速率就会 受到一定程度的抑制,有±5℃急剧变化时,就会突然停止产气, 使有机酸大量积累而破坏厌氧消化。\n(3)搅拌和混合 \n厌氧消化是由细菌体内的内酶和外酶与底物 进行接触反应,因此必须使两者充分混合。搅拌的方法一般有:泵 加水射器搅拌法、消化气循环搅拌法和机械混合搅拌法。\n(4)氮的守恒与转化 \n厌氧消化工艺中,氮的平衡是非常重要 的因素。消化系统中的一部分硝酸盐将被还原成氮气而存在于消化 气中。故只有很少的氮转化为细胞物质(因为细胞的增殖很少), 大部分可生物降解的氮都转化为消化液中的 NH₃, 因此消化液中 氨的浓度要高于进入消化工艺的原污泥。\n(5)有毒物质 \n所谓“有毒”是相对的,事实上大多数物质 对甲烷消化都具有两方面的作用,即有促进甲烷细菌生长的作用 与抑制甲烷细菌生长的作用。关键在于它们的浓度界限,即毒域 浓度。也有的有毒物质不作用于产甲烷菌而对产酸菌或同型产 乙酸菌产生影响,如青霉菌,这也会对厌氧消化产生较大的 影响。\n(6)pH 值、碱度 \n缓冲溶液的 pH 值是弱酸电离常数的负对 数及重碳酸盐浓度与碳酸浓度比例的函数。当溶液中脂肪酸浓度增 加时,由于消化液中 HCO₃⁻ 与 CO₂ 的浓度都很高,故脂肪酸在一 定范围内变化,也不足以导致 pH 值变化。因此在消化系统中,应 保持碱度在2000mg/L 以上,使其有足够的缓冲能力,可有效地防 止 pH 值的下降。故在消化系统管理时,碱度可以作为一个工程应 用参数来测定。消化池中的脂肪酸是甲烷发酵的底物,其浓度也应 保持在2000mg/L 左右。"]
- ["问:消 化 池 运 行 过 程 中 常 见 的 异 常 现 象 和 处 理 措 施 有 哪 些 ?", "答:(1)产气量下降 \n产气量下降的原因与解决办法如下。\n① 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。\n② 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。\n③ 消化工艺温度降低,可能是由于投配的污泥过多或加热设 备发生故障。解决办法是减少投配量与排泥量,检查加温设备,保持消化温度。\n④ 消化池容积减少,原因是消化池内浮渣的积累,使消化池的容积减小。应及时排除浮渣。\n⑤ 沼气漏出。原因是消化池、输气系统的装置和管路漏气,应及时进行检修。\n⑥ 过多的酸生成。投加污泥量过大,使池内 pH 值下降,对 厌氧菌产生抑制,使产气量减少。对策是先减少或终止投泥和排泥,继续加热,观察池内pH 值的变化情况。\n(2)消化池排泥不畅 \n由于池内浮渣与沉砂量增多,检查池内搅拌效果及沉砂池的沉砂效果,尽量减少大量无机物排除浮渣与 沉砂。\n(3)有机酸积累,碱度不足 \n其解决办法是首先控制 pH 值,同时减少投配量,观察池内碱度的变化,如不能改善,则应增加碱度,如石灰、CaHCO₃ 等。\n(4)沼气的气泡异常 \n沼气的气泡异常有三种表现形式: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, 原因可能是排泥量过大,池内污泥量不足,或有机物负荷过高,或 搅拌不充分,或温度下降,或池内浮渣较多。解决办法是减少或停 止排泥,加强搅拌,减少污泥投配。②大量气泡剧烈喷出,但产气 量正常,池内由于浮渣层过厚,沼气在层下集聚, 一旦沼气穿过 浮渣层就有大量沼气喷出。对策是破碎浮渣层充分搅拌。③不起 泡。可暂时减少或中止投配污泥,充分搅拌,调节消化温度到正 常值。\n(5)消化池沼气压力升高 \n其主要原因是消化池沼气输出管道 产生阻力, 一般有以下几种情况:采用沼气非连续搅拌时,搅拌初期池内沼气因搅拌而大量溢出,造成流量短时间内增大,引起压力 升高。 一般采用缩短搅拌周期的办法,即可避免此类现象发生;沼 气管存在水阻现象, 一般沼气管 U 形弯处易发生此类情况。在最 低点处设放水阀,并定期放水即可,沼气过滤和脱硫系统因结垢引 起阻力增大。定期清洗沼气过滤器和脱硫系统中的滤料,即可防止 结垢过多。\n(6)化学沉积 \n在消化系统出水管的弯头及后浓缩池出水口 处,常产生鸟粪石沉积,铵氮和镁离子浓度较高是鸟粪石形成的 主要原因,严重时鸟粪石的厚度可达5cm, 常发生堵塞管道现 象。解决办法有:在弯头处增设法兰短管,定期拆开清理;投加 铁盐,与磷酸根结合生成磷酸铁,阻止或减缓鸟粪石结晶体的 形成。"]
- ["问:消化池运行管理过程中应注意的问题有哪些?", "答:(1)常规固定盖式消化池在排泥和进泥时,若操作不当, 有可能使池内造成负压或超压,导致严重后果。 一般在出气总管道 上接一个水封装置,用来控制消化池中的沼气压力,水封罐的最大 限压为9000Pa 。当沼气压力过高时,水封被破坏,沼气从水封罐 中冲出,起到了泄压保护消化池的作用。因此,在日常运行中,应 经常定时地向水封罐中补充水(尤其是夏季,水分蒸发较快),以 保证水封高度。冬天要有防冻措施,否则水封将不起作用。若冰冻 严重,还可能将水封罐胀裂,造成沼气的泄漏事故。\n(2)平衡箱与消化池底部排泥管道相连,实际上是一个连通 器,用来控制消化池中的泥位。可以通过更换平衡箱中进泥短管的 高度,来控制消化池的泥位,平衡箱的出泥管口低于进泥管,消化 池排泥(也就是平衡箱的进泥)动力来自于消化池内污泥液位的静 压力,当进入平衡箱后,依靠自身重力经出泥管溢至浓缩池。因 此,在运行中,应保证平衡箱中的进出泥管道畅通。若堵塞,可用 高压水进行反向和正向冲洗。\n(3)除了保证每天足够的进泥量外,污泥搅拌也是一项重要内容。连续而均匀地进泥与排泥可使消化池内有机物最大限度地维持 在一定水平上,搅拌则能使池内的有机物浓度、微生物的分布、温 度、pH 值等都均匀一致地处在最有利的状态。但是,由于搅拌, 池内污泥不可能得到澄清,排出的熟污泥中将不可避免地混有生污 泥,给污泥的进一步浓缩脱水增加了负担。为此,宜将沼气压缩机 设置为间歇运行。\n(4)沼气管道上应尽量避免U 形管段的出现。因为,沼气中 含有一定量的饱和水蒸气,该饱和水蒸气遇低温很容易在 U 形管 道的底端冷凝积存起来,形成一段水柱,沼气必须克服这段水柱的 压力才能通过该管段。这样,无形中增加了消化池内沼气的压力, 从而很容易将消化池的水封破坏掉。这不但会影响正常的生产运 行,而且还可带来很大的不安全因素。所以,即使在设计中不可避 免地要存在 U 形管段,也应在管段底部安装放水阀门,并定期检 查放水。"]
- ["问:砾石过滤器的作用是什么?", "答:污泥消化产气过程中,厌氧污泥及浮渣等有可能随气流 带出,尤其是采用沼气搅拌的厌氧处理工艺。砾石过滤器是沼气 输出过程中的第一道预处理设施,设在沼气提升泵之前,其作用 是过滤沼气产生和搅拌过程中,随沼气带出的污泥、浮渣等杂 物,对沼气进行初步净化,以防影响沼气提升泵的运行及后续的 脱硫系统。"]
- ["问:砾石过滤器运行过程中应注意的问题是什么?", "答:(1)定期开启冲洗阀门,对过滤器中的砾石进行冲洗。 每次冲洗前,可进行放空操作,以清除沉淀在过滤器底部的污 泥等。\n(2)定期将过滤器打开,取出砾石进行全面清洗。在运行过程 中,由于微生物、喷淋水等的作用,砾石表面会有单质硫析出,正 常的冲洗过程难以洗脱;另外,消化池带出的部分浮渣也会存留在砾石层表面。若不全面清洗的话,会使砾石过滤器的阻力增大,造 成消化池内沼气压力升高。其清洗周期跟沼气中硫化氢浓度有关, 硫化氢浓度越高,清洗周期越短, 一般一年清洗一次。\n(3)砾石过滤器内的喷淋嘴亦需要定期清洗。由于水中具有一 定的硬度,在喷头运行过程中,水垢会逐渐积累,最终堵塞喷头, 影响正常的喷淋清洗。\n(4)经常检查砾石过滤器下部的水封管有无漏气现象。 一般在 消化池压力异常升高或长时间未喷水的情况下,容易造成水封水缺 失,而发生这类问题。"]
- ["问:UASB 反应器的基本工作过程是什么?", "答:在 UASB 反应器里待处理废水应尽可能均匀的引入反应 器的底部,污水向上通过包含颗粒污泥和絮状污泥的污泥床,厌氧 反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程,在厌氧状况下,产生的沼 气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环,这有利于颗粒污 泥的形成和维持。在污泥层形成的沼气一部分附着在污泥颗粒上, 附着和没有附着的沼气向反应器顶部上升。上升到表面的污泥触及 三相分离器气体的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气,气泡释放 后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,沼气被收集到三相分离器顶部 的集气室,由沼气管道接出。根据沼气产量情况,可通入储气柜综合利用,也可经水封罐后设火炬燃烧或直接排放。三相分离器的作 用是防止沼气气泡进入沉淀区,否则将引起沉淀区的紊动,会阻碍 颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进 入沉淀区。\n由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加,因此 上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以 絮凝和沉淀,累积在三相分离器下的污泥絮体在一定程度将超过其 保持在斜壁上的摩擦力,其将滑回到反应区,这部分污泥又可与进 水有机物发生反应。下图所示为UASB 反应器的原理示意图。\n@GJJ37.png@$"]
- ["问:UASB反应器的构成有哪些?", "答:(1)布水器 \n即进水配水系统。其功能主要是将污水均 匀地分配到整个反应器,并具有进水水力搅拌功能。这是反应器高 效运行的关键之一。\n(2)反应区 \n反应区包括污泥床区和污泥悬浮层区,有机物主 要在这里被厌氧菌所分解,是反应器的主要部位。污泥床区:位于 反应器的底部,为一层由颗粒污泥组成的沉淀性良好的污泥,其浓 度在30000~50000mg/L, 容积约占整个 UASB 反应器的30%, 它对反应器的有机物降解量占整个反应器全部降解量的70%~ 90%。因此,在污泥床层内产生大量的沼气,并通过上升作用使得 整个污泥床层得到良好的混合。颗粒污泥的形成主要与有机负荷、 水力负荷及温度、pH 值等有关;污泥悬浮层区:位于反应器的中 上部,其容积约占整个 UASB 反应器床体的70%。悬浮层的污泥 浓度低于污泥床,通常为15000~30000mg/L 或更小,由絮体污泥 组成,为非颗粒污泥,靠来自污泥床中的上升气泡使该层污泥得到 良好的混合。它对反应器的有机物降解量占整个反应器全部降解量 的10%~30%。\n(3)三相分离器 \n三相分离器是反应器最有特点和最重要的 装置。由沉淀区、回流缝和气封组成。其功能是把气体(沼气)、 固体(污泥)和液体分开。分离的固体颗粒沿沉淀区底部的斜壁滑下,重新回到反应区(包括污泥床和污泥悬浮层),以保证反 应器中的污泥不致流失,维持污泥床中的污泥浓度,气体分离后 进入气室。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理 效果。\n(4)出水系统 \n其作用是把沉淀区水面处理过的水均匀地加以 收集,排出反应器。\n(5)集气室 \n也称集气罩,其作用是收集沼气。\n(6)浮渣清除系统 \n其功能是清除沉淀区液面和集气室液面的 浮渣,如浮渣不多可省略。\n(7)排泥系统 \n其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。\nUASB 反应器可分为开敞式和封闭式两种,开敞式反应器是顶 部不加盖密封,出水水面敞开,主要适用于处理中低浓度的有机污 水;封闭式反应器是顶部加盖密封,主要适用于处理高浓度有机污 水或含硫酸盐较高的有机污水。\nUASB 反应器断面一般为圆形或矩形,圆形一般为钢结构,矩 形一般为钢筋混凝土结构。"]
- ["问:三相分离器的作用是什么?", "答:厌氧反应其最重要的设备是三相分离器,这一设备安装 在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为 了在沉淀区中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果, 三相分离器第一个主要的作用就是尽可能有效地分离从污泥床/层 中产生的沼气,特别是在高负荷的情况下。在集气室下面反射板的 作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室。另外挡板还 有利于减少反应室内高产气量所造成的液体紊动。UASB 系统的原 理是在形成沉降性能良好的污泥絮凝体的基础上,并结合在反应气 内设置污泥沉淀系统,使气相、液相和固相三相得到分离。形成和 保持沉淀性能良好的污泥(可以是絮状污泥或颗粒污泥)是UASB 系统良好的运行的根本点。\n常见的三相分离器形式如下图所示。\n@GJJ38.png@$"]
- ["问:如何进行 UASB 反 应 器 的 接 种 ?", "答:对于一个新建的 UASB 反应器来说,启动过程主要是用 现成的厌氧污泥、颗粒污泥或污水处理厂的消化污泥进行接种,并 经过一定时间的启动调试运行,使反应器达到设计负荷并实现有机 物的去除效果。除了上述污泥之外,可用作接种的物料很多,例如 牛粪和各类粪肥、下水道污泥等。 一些污水沟的污泥和沉淀物或富 微生物的河泥也可以被用于接种,甚至好氧活性污泥也可以作为接 种污泥。污泥的接种浓度以6~8kgVSS/m³ (按反应器总有效容积 计算)为宜,至少不低于5kgVSS/m³, 接种污泥的填充量应不超 过反应器容积的60%。"]
- ["问:UASB 厌氧反应器运行过程中应控制的环境因素有哪 些 ?", "答:(1)温度 \n厌氧消化可在不同的操作温度下进行。其中, 低温消化的操作温度为15~25℃;中温消化为30~40℃;高温消 化为50~55℃。 一般认为中温消化的适宜温度范围为35~38℃, 城市污泥以35~37℃为好。\n厌氧消化系统对温度的突变十分敏感,温度的波动对去除率影 响很大,如果突变过大,会导致系统停止产气。\n(2)pH值 \n厌氧反应器中的 pH 值对不同阶段的产物有很大 影响。产甲烷的pH 值范围在6.5~8.0之间,最佳的 pH 值范围 在6.5~7.5之间,若超出此界限范围,产甲烷速率将急剧下降; 而产酸菌的 pH 值范围在4.0~7.5 之间。因此,当厌氧反应器运 行的 pH 值超出甲烷菌的最佳 pH 值范围时,系统中的酸性发酵可 能超过甲烷发酵,会导致反应器内呈现“酸化”现象。\n在实际运行中,挥发酸数量的控制比pH 值更为重要,因为有 机酸累积至足以降低pH 值时,厌氧消化的效率显著降低,正常运 行的消化池中,挥发酸(以醋酸计)一般在200~800mg/L 之间, 如果超过2000mg/L, 产气率将迅速下降,甚至停止产气。挥发酸 本身不毒害甲烷菌,当挥发酸数量多,造成氢离子浓度的提高和 pH 值的下降时,则会抑制甲烷菌的生长。\n重碳酸盐及氨氮等是形成厌氧处理系统碱度的主要物质,碱度 越高,缓冲能力越强,这有利于保持稳定的 pH 值, 一般要求系统 中的碱度在2000mg/L 以上,氨氮浓度介于50~200mg/L 为好。\n(3)氧化还原电位 \n厌氧环境是厌氧消化赖以正常运行的重要 条件,并主要以体系中的氧化还原电位来反映。不同的厌氧消化系 统要求的氧化还原电位不尽相同,即使同一系统中、不同细菌菌群 所要求的氧化还原电位也不相同。在厌氧发酵过程中,不产甲烷细 菌对氧化还原电位的要求不甚严格,甚至可在-100~+100mV 的 兼性条件下生长;产甲烷细菌的最佳氧化还原电位在-350~-400 mV, 氧化还原电位受 pH 值的影响。\n(4)有毒物质 \n在厌氧消化过程中,某些物质(如重金属、氯 代有机物等)会对厌氧过程产生抑制和毒害作用,使得厌氧消化速 率降低;此外,部分厌氧发酵过程的产物和中间产物(如挥发性有 机酸、H₂S 等)也会对厌氧发酵产生抑制作用。\n重金属离子对厌氧过程的抑制作用主要表现在两方面: 一是重 金属离子与某些菌结合,使菌失去活性,使某些生化代谢不能进 行;二是某些金属离子及其氢氧化物的凝聚作用,使某些酶产生沉 淀,而失去催化活性。"]
- ["问:如何实现 UASB 反应器内污泥的颗粒化过程?", "答:当采用非颗粒污泥接种时,为了培养出沉降性能好的颗 粒污泥, 一般是采取一个将絮状污泥和分散的细小污泥从反应器内 “洗出”的过程,这是UASB 反应器实现颗粒化的先决条件之一。 控制微生物逐步筛选和进化过程的关键因素之一,是反应器内的水 力停留时间或上升流速。经验表明,合适的升流速度的范围应在 0.4~1.0m/h 之间,对处理水量较小的 UASB, 可以采用出水回 流的方式以适当提高反应器内的升流速度。 一般来说,在颗粒污泥 培养期内随出水而被冲出反应器的污泥是没有必要再将其回流到反 应器中的。污泥的颗粒化过程一般分为以下三个阶段。\n阶段1:即启动的初始阶段,这一阶段是低负荷的阶段[2kg COD/(m³·d)]。\n阶段2:即当反应器负荷上升至2~5kgCOD/(m³·d) 的启动 阶段。在这阶段污泥的洗出量增大,其中大多数为细小的絮状污 泥。实际上,这一阶段在反应器里对较重的污泥颗粒和分散的、絮 状的污泥进行选择。使这一阶段的末期留下的污泥,开始产生颗粒 状污泥或保留沉淀性能良好的污泥。\n阶段3:这一阶段是指反应器负荷超过5kgCOD/(m³·d), 在 此时,絮状污泥变得迅速减少,而颗粒污泥加速形成直到反应器内 不再有絮状污泥存在。\n当反应器负荷大于5.0kgCOD/(m³·d) 时,由于颗粒污泥的 不断形成,反应器的大部分被颗粒污泥充满时,其最大负荷可以超 过20kgCOD/(m³·d) 。 当反应器运行负荷小于5.0kgCOD/(m³·d)时,系统中虽然可能形成颗粒污泥,但是,反应器的污泥性质是由 占主导地位的絮状污泥所确定。"]
- ["问:影响污泥颗粒化的主要因素有哪些?", "答:(1)接种污泥的类型对颗粒化的影响。\n大量的试验表明,厌氧消化污泥、河底淤泥、牲畜粪便、化粪池污泥及好氧活性污泥等均可以作为种泥来培养颗粒污泥,但是生 产性装置中应用好氧污泥接种培养出颗粒污泥的报道还很少。在啤 酒废水的试验研究中,有人曾分别用厌氧消化污泥和好氧活性污泥 作为接种污泥,成功地培养出颗粒污泥,这对于我国目前厌氧处理 设施较少,厌氧污泥来源困难,可选择好氧污泥接种具有较大实用 价值。好氧污泥接种时,应进行较长时间的驯化,以实现污泥中的 微生物以好氧菌群占优势到厌氧菌群占优势的转化,另外从颗粒化 进程来看,好氧污泥远没有厌氧消化污泥生长迅速。\n(2)接种污泥量对颗粒化的影响。\n推荐的接种浓度范围为10~20kg2VSS/m³ (按反应区容积计 算)。接种污泥量过大,污泥的生长量和流失量基本持平。反应器 接种污泥低,开始运行过高的污泥负荷会导致厌氧消化菌种比例的 不平衡,也会对污泥颗粒化产生不利影响。\n(3)惰性颗粒对颗粒化的影响。\n观察颗粒污泥形成的微观过程中,惰性颗粒作为菌体附着的 核,对颗粒化起着积极的作用。研究表明,投加粉末活性炭、硅藻 土等无机颗粒可以加速厌氧污泥颗粒化过程。\n(4)水力负荷对颗粒化的影响。\n研究表明,水力负荷提高到0.6m³/(m²·h), 可以冲走大部 分的絮状污泥,使密度较大的颗粒状污泥积累在反应器的底部,形 成颗粒污泥层,这部分污泥层可首先获得充足的营养而较快地增 长。但是,提高水力负荷不能过快,否则大量絮状污泥的过早淘汰 会导致污泥负荷过高,影响反应器的稳定运行。\n(5)碱度对于污泥颗粒化的影响。\n碱度对于污泥颗粒化有一定的影响。 一般控制厌氧污泥的碱度 大于1000mg/L。"]
- ["问:UASB厌氧反应器运行过程中应控制的工艺参数有 哪 些 ?", "答:(1)水力停留时间 \n水力停留时间对 UASB 厌氧反应器的影响是通过上升流速来表现的。 一方面,高的液体流速增加污水 系统内进水区的扰动,因此增加了生物污泥与进水有机物之间的接 触,有利于提高去除率。在采用传统的 UASB 系统的情况下,上 升流速的平均值一般不超过0.5m/h, 这也是保证颗粒污泥形成的 重要条件之一。另一方面,为了保持系统中足够多的污泥,上升流 速不能超过一定的限值,反应器的高度也就受到限制。特别是对于 低浓度污水,水力停留时间是比有机负荷更为主要的工艺控制 条件。\n(2)有机负荷 \n有机负荷反映了基质与微生物之间的供需关 系。有机负荷是影响污泥增长、污泥活性和有机物降解的重要因 素,提高负荷可以加快污泥增长和有机物的降解,同时使反应器的 容积缩小,但是对于厌氧消化过程来讲,有机负荷对于有机物去除 和工艺的影响十分明显。当有机负荷过高时,可能发生甲烷化反应 和酸化反应不平衡的问题。对某种特定废水,反应器的容积负荷一 般应通过试验确定,容积负荷值与反应器的温度、废水的性质和浓 度有关。有机负荷不仅是厌氧反应器的一个重要的设计参数,同时 也是一个重要的控制参数。对于颗粒污泥和絮状污泥反应器,它们 的设计负荷是不相同的。\n(3)污泥负荷 \n当容积负荷和反应器的污泥量已知,污泥负荷 可以根据这两个参数计算。采用污泥负荷比容积负荷更能从本质上 反映微生物代谢同有机物的关系,特别是厌氧反应过程由于存在甲 烷化反应和酸化反应的平衡关系,采用适当的负荷可以消除超负荷 引起的酸化问题。"]
- ["问:厌氧工艺运行监控的常用指标有哪些?", "答:甲烷产生量、pH 值和 VFA 是厌氧工艺的三个常用指标, 其揭示了系统运转状态。例如,没有甲烷产生表明系统中关键的甲 烷菌的生物生长受到影响。没有甲烷的产生也就没有任何有机污染 物 BOD/COD 的去除。另外,甲烷化速率和pH 值可以反映生物活 性的状况。 VFA 浓度或碱度可以被监测,可提供当厌氧工艺开始偏离正常时的值,据此可进行工艺参数的调节。"]
- ["问:UASB 运行过程中 pH 值控制的方法有哪些?", "答:为了保持厌氧反应器中的 pH 值稳定在适宜的范围内,就 必须采取一定的措施,对反应器的运行状况进行调节和控制。在实 际运行中,主要通过以下几种方法来调节和控制厌氧反应器内的 pH 值。\n(1)投加致碱或致酸物质 在进水中或直接在反应器中加入致 碱或致酸物质,是最直接的调控厌氧反应器内pH 值的方法。实际 运行中所使用的致碱物质主要有 NaHCO₃ 、Na₂CO₃ 、NaOH 以及 Ca(OH)₂ 等。这种方法要消耗化学药品,从而增加了运行费用, 而且在废水中加入多少致碱物质不好掌握。\n一般情况下,在废水 pH 值小于6.0时,应进行加碱调节。\n(2)出水回流 一般情况下,厌氧反应器的出水碱度会高于进 水碱度,所以可采用出水回流的方法来控制反应器内pH 值,同时 出水回流还可起到稀释作用。采用该法来控制反应器内的 pH 值 时,回流比一般应控制在5~20之间。\n(3)出水吹脱 CO₂ 后回流 出水中的 CO₂ 是主要的致酸物 质,把出水中的 CO₂ 经吹脱去除后再回流,可调控厌氧反应器内 的pH 值。但在采用该法时,由于一般均采用空气进行吹脱,所以 回流中会含有一定的溶解氧。溶解氧的带入会对反应器的运行产生 一定的不利影响。 一般情况下较少采用。"]
- ["问:硫酸盐对 UASB 厌氧反应器的抑制作用机理是什么?", "答:硫酸盐还原作用对厌氧消化产生的不利影响归纳为以下 两个方面: 一是由于硫酸盐还原菌和产甲烷菌都可以利用乙酸和 H₂, 而产生基质的竞争性抑制作用;二是硫酸盐还原的终产 物——硫化物对产甲烷菌和其他厌氧细菌直接产生的毒害作用。\n(1)基质竞争性抑制作用 \n由于硫酸盐还原菌可利用基质的范 围较广,其适于生长的 pH 值、温度、氧化还原电位等环境条件的范围也比产甲烷细菌要广,所以在自然界和厌氧反应器的厌氧环境 中,硫酸盐还原菌比产甲烷菌更容易生长。同时,由于硫酸盐还原 菌和产甲烷菌都能利用乙酸和 H₂ 等作为生长基质,在利用厌氧法 处理含硫酸盐废水时,必然会发生硫酸盐还原菌和产甲烷菌之间的 基质竞争作用。有机物浓度与硫酸盐浓度比值越高,产甲烷菌的竞 争性就越强。\n(2)硫化氢对产甲烷菌的毒害作用 \n硫化物是硫酸盐还原作用 的最终产物,在含硫酸盐有机废水进行厌氧处理时,必然会有硫酸 盐还原作用的发生,因而必然会有硫化物的生成,这些硫化物不仅 会增加沼气中硫化氢的含量,增大沼气处理的费用,增加出水的 CODcr 值,对厌氧出水的后续处理产生不利影响,更重要的是还会 对厌氧细菌特别是产甲烷菌产生抑制作用,而对整个厌氧消化过程 产生不利的影响,有时这种影响会非常严重,甚至会导致整个厌氧 反应器无法正常运行。 一般认为,在几大类厌氧细菌中,产甲烷菌 对硫化物的抑制最为敏感,而其他厌氧细菌如发酵性细菌、产氢产 乙酸菌以及硫酸盐还原菌本身的敏感程度稍差。\n硫化氢的抑制机制:硫化氢 (H₂S) 是弱酸,它可以离解成 HS⁻ 和 S²⁻ 。 通常用“硫化物”指上述两种形体。硫化物的抑制 作用主要取决于水中游离硫化氢的浓度。因为细胞一般带负电,只 有中性的硫化氢分子才能接近并穿透细菌的细胞膜进入细菌体内发 生毒害作用。 一旦硫化氢穿透细胞壁它就能破坏细胞的蛋白质。硫 化氢还可以通过形成硫链干扰代谢辅酶 A 和辅酶M。"]
- ["问:影响硫酸盐还原菌生长的主要因素有哪些?", "答:如果废水中硫酸盐含量过高,会影响 UASB 的正常运行, 利用硫酸盐还原菌可有效地去除废水中的硫酸盐。影响硫酸盐还原 菌生长的主要因素有以下几点。\n(1)温度 \n与产甲烷菌相似,硫酸盐还原菌也在两个温度段表 现出较强活性, 一个是中温段, 一个是高温段。大多数硫酸盐还原 菌是中温型的,最佳生长温度在30~37℃之间;少数是高温型的,最佳生长温度在40~70℃之间。\n(2)pH 值 \n硫酸盐还原菌生长的最适 pH 值一般是在中性偏 碱pH 值7.1~7.6的范围,但大多数硫酸盐还原菌都可以在 pH 值为4.5~9.5的范围内生长。\n(3)氧化还原电位 \n硫酸盐还原菌是严格的厌氧细菌,其生长 环境的氧化还原电位应严格控制在-100mV 以下,而产甲烷菌所 要求的氧化还原电位为-300mV 以下。\n(4)营养要求 \n硫酸盐还原菌是异养菌。但一般来说,其生长 除了需要有机物外,还需要有硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等含 有氧化态硫的化合物作为电子受体。研究还表明,脱硫肠状菌属的 大部分菌种及脱硫弧菌属的部分菌种在有合适碳源存在时,还可利 用单质硫生长,如1976年 K.Ming 等人发现了一种硫还原细菌, 它能在氧化乙酸的同时将单质硫还原为硫化物。有些菌种也能在无 硫酸盐存在时直接利用丙酮酸盐生长。\n(5)生长刺激物 \n硫酸盐还原菌的生长一般都需要维生素等生 长刺激物,在维生素中以生物素、叶酸、盐酸硫胺等的促进作用较 大,而氨基苯甲酸、核黄素等的刺激作用较小。 一般来说,在实验 室进行硫酸盐还原菌的培养时,加入一定量的酵母浸出液即可。\n(6)生长抑制剂 \n许多物质对硫酸盐还原菌具有抑制作用。研 究 表 明 , 一 定 浓 度 的 Na₂AsO₄ 、K₂CrO₄ 、PbCl₂ 、CoCl₂、\nNa₂MoO₄ 等对硫酸盐还原菌都有抑制作用,而对产甲烷菌则有不 同程度的激活作用;另外,硒酸根离子和钼酸根离子对硫酸盐还原 菌还有较强的抑制作用,前者作为硫酸盐还原作用的拮抗性抑制剂 已应用于生理学方向的研究,后者则常被应用于生态学方向的研 究。另外,超声波、紫外线等在一定条件下,对硫酸盐还原菌也能 起抑制或灭活的作用。"]
- ["问:厌氧反应器运行中的欠平衡现象及其原因是什么?", "答:启动后,厌氧消化系统的操作与管理主要是通过对产气 量、气体成分、池内碱度、pH 值、有机物去除率等进行检测和监督,调节和控制好各项工艺条件,保持厌氧消化作用的平衡性,使 系统符合设计的效率指标稳定运行。\n保持厌氧消化作用的平衡性是厌氧消化系统运行管理的关键。 厌氧消化过程易出现酸化,即产酸量与用酸量不协调,这种现象称 为欠平衡。厌氧消化作用欠平衡时可以显示出如下的症状:\n① 消化池挥发性有机酸浓度增高;\n② 沼气中甲烷含量降低;\n③ 消化液 pH 值下降;\n④ 沼气产量下降;\n⑤ 有机物去除率下降。\n诸症状中最先显示的是挥发性有机酸浓度的增高,故它是一项 最有用的监视参数,有助于尽早察觉欠平衡状态的出现。\n厌氧消化作用欠平衡的原因是多方面的,如:有机负荷过高; 进水 pH 值过低或过高;碱度过低,缓冲能力差;有毒物质抑制反 应温度急剧波动;池内有溶解氧及氧化剂存在等厌氧消化作用欠平 衡状态时,就必须立即控制并加以纠正,以避免欠平衡状态进一步 发展到消化作用停顿的程度。可暂时投加石灰乳以中和累积的酸, 但过量石灰乳能起杀菌作用。解决欠平衡的根本办法是查明失去平 衡的原因,有针对性地采取纠正措施。"]
- ["问:厌氧工艺运行管理的安全要求有哪些?", "答:厌氧设备的运行管理很重要的问题是安全问题。沼气中 的甲烷比空气轻,非常易燃,空气中甲烷含量为5%~15%时,遇 明火即发生爆炸。因此消化池、储气柜、沼气管道及其附属设备等 沼气系统,都应绝对密封,无沼气漏出,并且不能使空气有进入沼 气系统的可能,周围严禁明火和电气火花。所有电气设备应满足防 爆要求。沼气中含有微量有毒的硫化氢,但低浓度的硫化氢就能被 人们所察觉。硫化氢比空气密度大,必须预防它在低凹处积聚。沼 气中的二氧化碳也比空气密度大,同样应防止在低凹处积聚,因为 它虽然无毒,却能使人窒息。因此,凡需因出料或检修进入消化池之前,务必以新鲜空气彻底置换池内的消化气体,并做好持续的足 量通风,才可进入。"]
- ["问:如何进行厌氧生物处理反应器的启动和运行?", "答:废水厌氧生物处理反应器成功启动的标志,是在反应器 中培养出活性高、沉降性能优良并适于待处理废水水质的厌氧污 泥。由于厌氧微生物,特别是产甲烷菌增殖很慢,厌氧反应器的启 动需要一个较长的时间,这被认为是厌氧反应器的一个不足之处。 在实际工程中,生产性厌氧反应器建造完成后,快速顺利地启动反 应器成为整个废水处理工程中的关键性因素。\nUASB 反应器的启动可分为两个阶段,第一阶段是接种污泥在 适宜的驯化过程中获得一个合理分布的微生物群体,第二个阶段是 这种合理分布群体的大量生长、繁殖。\n(1)接种污泥 \n在生物处理中,接种污泥的数量和活性是影响 反应器成功启动的重要因素。不同的污泥接种量宏观地表现为反应 器中污泥床高度不同。污泥床高度对反应区的水流的影响较大, 一 般污泥床厚度以2m 左右为宜,如太厚会加大沟流和短流。\n(2)反应器的升温速率 \n不同种群产甲烷细菌适宜的生长温度 范围均有严格要求。控制合理的升温有利于反应器在短时间内成功 启动。研究发现,反应器升温速率过快,会导致其内部污泥的产甲 烷活性短期下降,为了确保反应器在短时间内快速启动,建议较合 理的升温速率为在2~3℃/d。\n(3)进水 pH 值的控制 \n在厌氧发酵过程中,环境的 pH 值对 产甲烷细菌的活性影响很大,通常认为最适宜的 pH 值为6.5~ 7.5。因此,启动初期进水 pH 值应根据出水 pH 值来进行控制, 通常控制在7.5~8.0范围内比较适宜。由于在有些情况下待处理 废水的 pH 值较低,因此,开始启动时进水需经中和后再进入反应 器中,当反应器出水 pH 值稳定在6.8~7.5 之间时可逐步由回流 水和原水混合进水过渡到直接采用原水进水。\n(4)进水方式 \n在反应器的启动初期,由于反应器所能承受的有机负荷较低,进水方式可在一定程度上影响反应器的启动时间。 采用出水回流与原水混合,然后间歇脉冲的进料方式, 一天进料 5~6次,反应器可在预定的时间内完成正常的启动。\n(5)反应器进水温度控制 \n与厌氧消化池相同,温度对反应器 的启动与运行都具有很大影响,反应器消化温度的影响因素主要包 括:进水中的热量值、反应器中有机物的降解产能反应和反应器的 散热速率。在生产性反应器的启动期,应采取一定的有效措施,平 衡诸影响因素对反应器消化温度的影响,控制和维持反应器的正常 消化温度。通过对回流水加热,将进水温度维持在高于反应器工作 温度3~5℃范围,可保证反应器中微生物在规定的工作条件下进 行正常的厌氧发酵。\n(6)反应器容积负荷增加方式 \n反应器的容积负荷反映了基质 与微生物之间的平衡关系。在确定的反应器中,不同运行时期微生 物对有机物降解能力存在着差异。反应器启动初期,容积负荷应控 制在合理的限度内,过高导致反应器酸化,过低则微生物得不到足 够的养料进行新陈代谢影响反应器的正常启动过程。\n(7)启动终止与否检测 \n反应器的有机负荷、污泥活性和沉降 性能、污泥中微生物群体、气体中甲烷含量等参数在启动过程中均 发生不同程度的变化。采用冲击负荷试验方法,通过分析反应器耐 冲击负荷的稳定性,可评价反应器启动终止与否。有机负荷的突然 增大使得反应器出水 COD 、产气量和 pH 值都迅速发生变化,但 由于反应器中已培养出了活性较高、沉降性能优良的厌氧污泥,当 冲击负荷结束后系统很快能恢复原来状态,说明系统已具有一定的 稳定性,此时认为反应器已经完成了启动过程,可以进入负荷提高 或运行阶段。\n(8)出水循环 \n出水循环在启动阶段应特别注意出水中未被降 解的 COD 总量和浓度的变化。但是,出水循环同时也伴随着难降 解有机物的累积,如常见的丙酸积累问题,因此,采用出水循环需 要慎重考虑,可以在特定条件下有限使用。下表所示为UASB 反 应器出水循环量参考。\n@GJJ39.png@$"]
- ["问:在两相厌氧反应器运行中控制两相分离的方法有\n哪 些 ?", "答:在两相厌氧反应器运行中控制两相分离的方法有:物理 化学法和动力学控制法。\n(1)物理化学法 \n在产酸相反应器中投加产甲烷细菌的选择性 抑制剂(如氯仿和四氯化碳等)来抑制产甲烷细菌的生长;或者向 产酸相反应器中供给一定量的氧气,调整反应器内的氧化还原电 位,利用产甲烷细菌对溶解氧和氧化还原电位比较敏感的特点来抑 制其在产酸相反应器中的生长;或者调整产酸相反应器的 pH 值在 较低水平(如5.5~6.5 之间),利用产甲烷细菌要求中性偏碱的 pH 值的特点来保证在产酸相反应器中产酸细菌占优势,而产甲烷 细菌受到抑制;采用可通透有机酸的选择性半透膜,使得产酸相的 末端产物中只有有机酸才能进入后续的产甲烷相反应器,从而实现 产酸相和产甲烷相分离。这些方法均是选择性地促进产酸细菌在产 酸相反应器中的生长,而在一定程度上抑制产甲烷细菌的生长,或 者是选择性地促进产甲烷细菌在产甲烷相反应器中生长,以实现产 酸细菌和产甲烷细菌的分离,从而达到相分离的目的。\n(2)动力学控制法 \n产酸细菌和产甲烷细菌在生长速率上存在 着很大的差异, 一般来说,产酸细菌的生长速率很快,其世代时间 较短, 一般在10~30min 范围内;而产甲烷细菌的生长很缓慢, 其世代时间相当长, 一般在4~6d。 因此,将产酸相反应器的水力 停留时间控制在一个较短的范围内,可以使世代时间较长的产甲烷细菌被“洗出”(wash-out), 从而保证产酸相反应器中选择性地培 养出以产酸和发酵细菌为主的菌群,而在后续的产甲烷相反应器中 则控制相对较长的水力停留时间,使得产甲烷细菌在其中也能存留 下来,同时由于产甲烷相反应器的进水是来自于产酸相反应器的含 有很高比例有机酸的废水,这保证了在产甲烷相反应器中产甲烷细 菌的生长,最终实现相的分离。"]
- ["问:转鼓真空过滤机的基本组成及运行操作过程是什么?", "答:转鼓真空过滤机主要用于经预处理后的初次沉淀污泥,化 学污泥及消化污泥等的脱水。转鼓真空过滤机由空心转鼓、污泥槽、 真空系统、空气压缩机等组成(下图所示)。其运行操作过程如下。\n@GJJ40.png@$\n覆盖有过滤介质的空心转鼓1浸在污泥槽2内。转鼓用径向隔 板分隔成许多扇形间隔3,每隔有单独的连通管,管端与分配头4相接。分配头内两片紧靠在一起的部件5(转动)与6(固定)组 成。6和缝7与真空管路13相通,孔8与压缩空气管路14相通。 转动部件5有一列小孔9,每孔通过连接管与各扇形间隔相连。转 鼓旋转时,由于真空的作用,将污泥吸附在过滤介质上,液体通过 介质沿真空管路13流到气水分离罐。吸附在转鼓上的滤饼转出污 泥槽后,若扇形间隔的连通管9在固定部件的缝7范围内,则处于 滤饼形成区I 及吸干区Ⅱ内继续脱水,当管孔9与固定部件的孔8 相通时,便进入反吹区Ⅲ与压缩空气相通,滤饼被反吹松动剥落介 质然后由刮刀10刮除。经皮带输送器外输。再转过休止区IV进入 滤饼形成区I, 周而复始。"]
- ["问:板框压滤机的工作原理是什么?", "答:板框压滤机分为手动箱式、液压自动箱式、液压隔膜箱 式等。\n板框压滤机由滤板框排列组成,滤板的两面覆有滤布。用压紧 装置将一组滤板压紧,滤板之间形成滤室。在滤板上端相同位置开 孔,压紧后各孔连成通道,污泥通过该通道进入滤室。滤板的表面 刻有纵横交错的浅槽,下端设有滤液通道,滤液通过滤布沿浅槽汇 集经滤液通道排出。\n板框压滤机一般为间歇运行工作制, 一个工作周期约有1.5~ 4.5h, 工作周期的长短与污泥的脱水性能有关。它的优点是单位 面积过滤速度高,运行平稳,不易产生故障,脱水后泥饼含水率可 在65%以下,适用于亲水性较强的各种污泥。缺点是工作效率低、 作业工况较差。目前自动运行的板框式压滤机已得到使用,但价格 较高。"]
- ["问:板框压滤机的操作程序是什么?", "答:板框压滤机(其结构示意如下图所示)的操行程序如下。\n (1)先手动将板框合并排列整齐,启动压紧装置压紧板框。\n(2)打开进泥阀4,关闭旁通回流阀3,启动进料泵2进料入机。\n(3)观察压力表5,在过滤中压力自然逐渐上升。根据实际情况 控制过滤压力,略打开旁通阀,使压力<1MPa (板框式<0.5MPa)。\n(4)用旁通阀调节进料压力,直至过滤出液量很小,即可关闭 进料泵。\n(5)松开压紧装置,手动一片一片的推开板框,卸出泥饼,将 泥饼清运后,即可进入下一脱水周期。\n@GJJ41.png@$"]
- ["问:板框压滤机搬运安装时应注意哪些问题?", "答:(1)板框压滤机机组吊运时,先将液压站卸开,如机组 较大,则应将滤板和滤框卸下,以免损伤滤板和滤框,起吊用的钢 丝绳应勾住主梁两端突出部分,若机组油缸座和止推板有起吊用的 吊环,则钢丝绳应勾住吊环,然后进行起吊。吊运时必须找准中 心,钢丝绳选择合理,钢丝绳与部件接触部位需用布或其他软质材 料衬垫。\n(2)在滤布开孔前,必须进行缩水处理,滤布开孔大小应为板 上孔径的70%为宜,不得过大,以免漏液。安装滤布时,需注意 滤布孔与滤板孔要对准,不得有折叠现象。滤布左右每边大于滤板 30mm。 滤布使用一段时间后要变硬,其截流性能下降,因此滤布 要定期检查,若有变硬现象,则用相应的低浓度弱酸、弱碱中和, 浸泡24h, 可恢复其性能。\n(3)烫滤布时要小心滤布的过滤部分不要烫着,否则滤布上有 小孔,浆料很容易穿过滤布,造成出液浑浊及两边压力差不一样, 严重时会损坏滤板。\n(4)滤布片上穿绳子的小孔应避开手柄及水嘴位置,且保证滤 布平整的包在滤板外面。\n(5)滤布要缝合好,否则使用一段时间后,容易造成缝合处开 裂,使滤出液浑浊。\n(6)滤板和滤框数量不得减少,以防行程不够。滤板和滤框必 须严格按照说明书依次排列整齐,尤其注意压紧板端的塑料滤板不 得移至其他位置使用,如需移动,谨防损伤封面和手柄。如有破损 及时更换。滤板和滤框应在规定温度范围内使用。\n(7)搬运、更换滤板和滤框时,用力要适当,防止碰撞损坏, 严禁棒打、撞击,以免破裂。滤板、滤框的位置切不可放错。"]
- ["问:板框压滤机使用过程中应注意哪些问题?", "答:(1)压紧滤板前,务必将滤板和滤框整齐排列,且靠近 止推板端,平行于止推板放置,避免因滤板和滤框放置不正而引起 主梁弯曲变形。\n(2)过滤时,进料阀应缓慢开启,进料压力必须控制在出厂标 牌上标定的压力以下。\n(3)过滤时不可擅自拿下滤板和滤框,以免油缸行程不够而发 生意外;滤板和滤框破裂后,应及时更换,不可继续使用,否则会 引起其他滤板和滤框的破裂。\n(4)冲洗滤布和滤板时,注意不要让水溅到油箱的电源上。\n(5)液压油(20#~30#机械油,合成锭子油)应通过空气滤 清器充人油箱。必须达到规定油面。并要防止污水及杂物进入油 箱,造成液压元件生锈、堵塞。\n(6)电器箱要保持干燥,各压力表,电磁阀线圈以及各个电器 元件要定期检查,确保机器正常工作。停机后需关闭空气开关,切 断电源。\n (7)油箱、油缸、油泵、电磁阀和溢流阀等液压元件,需定期 进行空载运行循环法清洗。在一般工作环境下使用的压滤机每六个 月清洗一次。工作油的过滤精度为20μm。新机在使用1~2周时, 需更换液压油,换油时将脏油放净,并将油箱擦洗干净;第二次换 油周期为一个月,以后每三个月左右换油一次(根据环境情况而定)。"]
- ["问:板框压滤机常见故障及解决办法?", "答:(1)滤板炸板 \n原因:不遵守操作规程,在压滤机进料 时突然打开阀门,使滤板在过高的压力下炸开;卸料时对板框上进 料口检查清理不够,进料口堵塞,局部压力差增大;板框没有按照 要求的数量配齐,或没有使用隔板分隔,导致相邻滤板逐渐被炸 开;进料阻力突然上升,推动力超过了滤板承受能力;滤板支撑横 梁强度不够,弯曲后造成板框受力不均; 一侧进泥,滤板平面上受 力不均。\n解决办法:加强操作工责任心和技术培训,严格控制阀门开启 速度,经常检查进料口状态,进泥质量不合格时需要进行必要的改 造,如将横梁支撑改为吊柱支撑,将中心空一侧液压改为两侧液压 或进泥管多点进泥等。\n(2)滤饼压不干 \n原因:滤布过滤性能差;污泥比阻太高;挤压力低,挤压时间短,调压阀门失灵。\n解决办法:清洗或更换滤布;对进泥进行调理,提高挤压力和 挤压时间;维修或更换阀门。\n(3)板框无渣排出 \n原因:投配槽无泥开空车;滤布穿孔太多;板框密封性不好。\n解决办法:检查投配槽泥位;更换滤布和板框密封条。\n(4)板框喷泥 \n原因:板框密封条磨损;板框内卡有异物;挤压力过大;滤布跑偏。\n解决办法:更换或维修密封条;清除杂物;调解压力和对滤布纠偏。\n(5)传感器故障 \n原因:传感器感应铁块松动,位置过远;负荷过高导致滤布传感器报警。\n解决办法:坚固铁块,调整位置,降低负荷。\n(6)电机故障 \n原因:负荷过高,泵、减速机和滤布卡死,电 机报警;联轴器连接不好,传感器位置调节不当;控制转换开关未 打到自动位置而报警;电气线路故障;电机烧坏。\n解决办法:降低负荷;检查联轴器和控制开关;检修电气线 路;电机维修或更换。"]
- ["问:带式压滤机的基本结构形式?", "答:主机由许多导向辊轴,压榨辊轴和上、下滤带以及滤带 的张紧、调速、冲洗、纠偏和驱动等装置组成。压榨辊轴的布置方 式一般有两大类:P 形布置和S 形布置。P 形布置的辊轴相对,直 径相同,滤带平直,辊轴与滤带的接触面小,压榨时间短,污泥所 受到的压力大而强烈,这种布置的带式压滤机适用于无机疏水的污 泥脱水; S 形布置的辊轴错开,直径有相同的,也有不同的,滤带 呈S 形,辊轴与滤带接触面大,压榨时间长,污泥所受到的压力较 小而缓和。这种结构的带式压滤机一般适用于城市污水处理厂污泥 和有机亲水污泥的脱水。"]
- ["问:带式压滤机脱泥效果的考核因素有哪些?", "答:为搞好带式压滤机的运行,对脱水后污泥的质量可采用 以下几个因素进行考核。\n(1)含水率 \n带式脱水机的运行与进泥的含水率有关,进泥含 水率低,处理的成本比较经济,相反进泥含水率高,所处理的成本 则高。进泥含水率应控制在95%~96%之间比较经济,脱水后污 泥的含水率是衡量整个脱水过程好坏的重要指标。脱水后的污泥的 含水率低,则认为整个过程比较好,脱水后污泥的质量比较高。但 过低的含水率会增加整个脱水的成本。对带式压滤机含水率控制的 指标为70%~78%。\n(2)回收率 \n脱水后污泥的固体总量与脱水前污泥的固体总量之比的百分数。在脱水过程中,没有凝聚的污泥颗粒,则回收率 低,反之则高, 一般应在95%左右, 一般需投加絮凝剂。\n(3)成饼率 \n在运行中,由于没有调整好脱水过程中的各项参 数,使脱水后的出泥不能形成泥饼,或所形成的饼不均匀,成饼率 是指在整个出泥滤布上,泥饼的面积占整个出泥滤布面积的百分 数。带式压滤机在运转过程中,要求成饼率应满足90%以上。\n(4)污泥处理能力 \n带式脱水机污泥的处理能力是指在单位时 间内所能处理的干物质的质量,脱水机厂家所给的处理能力是指在 额定状态下的脱水后干物质的量。运行中,所得到的处理量是含水 率为75%左右的泥饼。运行中,应根据泥质情况,药剂的絮凝情 况,机械的运行调整情况加以调整,来达到或超过额定的处理 能力。"]
- ["问:简述带式压滤机运行操作过程中的常见故障及解决办法。", "答:(1)泥饼水分突然增大 \n原因:絮凝剂与污泥混合不好 或药剂量不当;滤带堵塞。\n解决办法:调整混合时间、强度;调整药剂量;清洗滤带。\n(2)滤带打滑 \n原因:超负荷;滤带张力不够;辊转动失灵或 轴承损坏。\n解决办法:调整进泥量;调整压力;调整挡泥板和刮泥板压 力,更换轴承。\n(3)滤带跑偏严重 \n原因:污泥偏载;滚筒表面黏结或磨损; 滤带质量差;辊轴不平行。\n解决办法:检查、调整进泥和配泥装置,使布泥均匀;清理或 更换滚筒;更换滤带;检查调整辊轴的平行度。\n(4)污泥外溢 \n原因:污泥太稀;滤带张力太大;带速过快。 \n解决办法:延长污泥浓缩时间;降低滤带压力;降低带速。\n(5)滤带起拱 \n原因:压力脱水区缠绕在辊子表面的两条滤带 不重合,滤带内部张力不均。\n解决办法:检查起拱处相邻辊子的转动状况,对轴承进行维护;检查起拱滤带的张紧装置,排除故障,减小张紧导向杆的移动 阻力;调整张紧气压。\n(6)滤带上沾泥过多 \n原因:刮泥板磨损;水冲洗不彻底。 \n解决办法:更换刮泥板;清洗冲洗喷嘴,加大冲洗水压。"]
- ["问:离心脱水机的基本原理是什么?", "答:离心脱水,脱水的推动力是离心力,推动的对象是固相 颗粒,离心力的大小可控制,比重力大几百倍甚至几万倍,因此脱 水的效果较好,脱水污泥含水率可控制在75%以下。\n离心机有不同的类型,根据分离因数α(离心力C 与重力G 的 比值称为分离因数,即α=C/G) 的大小可分为高速离心机 (a> 3000),中速离心机 (a=1500~3000) 和低速离心机(α=1000~ 1500)三种;根据离心机的几何形状,可分为转筒式离心机(包括 锥形、圆筒形、锥筒形三种)、盘式离心机、板式离心机等。\n污泥脱水常用的是低速转筒式离心机(主要是锥筒式离心机), 亦称卧螺式离心机(见下图)。转筒(锥筒)式离心机主要由转 筒、螺旋输送器及空心转轴、罩盖及驱动装置等组成。螺旋输送器 与转筒由驱动装置传动,向同一个方向转动,但两者之间有速度 差,前者稍快后者稍慢。依靠这个速度差的作用,输送器将浓缩的 污泥从筒内缓慢推出。\n@GJJ42.png@$\n污泥由空心转轴送人转筒后,在高速旋转产生的离心力作用 下,密度较大的污泥颗粒浓集于转筒的内壁,密度较轻的液体汇集 在浓集污泥的内层,进行固液分离,分离液从筒体的末端流出,浓 集的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下,刮向锥体的末端排出,并在 刮向出口的过程中,继续进行固液分离和压实固体。\n污泥离心脱水采用的设备一般是低速离心机,其优点是主机体 积小,由于不需冲洗滤带,辅助设备也最少,污泥离心脱水可连续 生产,能长期自动安全运行,操作管理简便,基本没有异臭味散 发,卫生条件好,占地面积小,耗电量低于板框和真空压滤机,是 污泥脱水的主要方法。缺点是噪声高,污泥中含有砂砾时磨损快, 由于是密闭高速转动设备,所以要求有较高的维修技术能力,污泥 的预处理要求较高,必须使用高分子调节剂进行污泥调节,但对初 沉池的污泥不加调理剂也可取得较好的脱水效果。另外,离心脱水 机不适用于固液密度相差很小或液相密度大于固相密度的固液分离。"]
- ["问:离心脱水机的特点是什么?", "答:(1)污泥泵可连续给料,固体泥饼可连续的排出,可在 监控状态下连续自动运转。\n(2)对污泥的性质可调整。\n(3)只需要在开始、停止时对离心设备进行调整;运转正常 后,无需人员管理。\n(4)没有滤布、冲洗及再生装置,结构紧凑,密封性好,运行 操作简单。\n(5)整个设备密闭,无味,作业环境整齐,设备的使用寿命长。\n(6)不需要附属设备。\n(7)电耗比较大,噪声高。\n卧螺式离心机的主要缺点是造价和运行费用较高,噪声和振动较大。"]
- ["问:离心脱水机运行工况有哪些?", "答:(1)进泥含水率的变化,对离心脱水机的影响较大。进泥含水率低,易于脱水,运转费用及絮凝剂的投加费用都比较低, 反之则高,运转中应控制进泥含水率在96%以下为宜。\n(2)投药量与污泥的性质关系较大,当污泥絮凝比较好,絮团 大,易于离心机脱水。\n(3)转速及转速差对设备的影响因素较大,转速与转速差应根 据污泥的性能确定。在转速一定时,提高或降低转速差对处理后泥 饼的产量及泥饼含水率影响较大。在运行调速中应注意一般控制的 转速在2000~3500r/min, 转速差为12~15r/min。\n(4)回收率。影响回收率的因素除来自设备方面的,如转速差 外,更主要的是污泥的絮凝情况,所以选择好的絮凝剂,确定最佳 的投药量,是提高脱水率的重要组成部分。\n(5)离心脱水机处理的泥饼含水率一般在70%~85%左右, 根据需要可进行调整。\n(6)离心脱水机运转的噪声较高,在75~80dB(A) 之间。"]
- ["问:离心脱水机启动前应做哪些准备工作?启动后要\n做哪些调试调整工作?", "答:离心脱水机启动前应做以下工作。\n(1)对进泥泵、絮凝剂调配罐、药剂计量泵、离心脱水机等设 备进行检查是否具备运行条件,对各设备进行润滑检查和使之处于 准备启动状态。\n(2)检查并配制絮凝剂到所需要的浓度和预定要开车连续时间 内的药液量。\n(3)检查通风除臭设施,并开启。\n(4)如果在冬季还要保证药液和室内温度在10℃以上。\n(5)手动检查设备上的可调部件是否灵活可靠转动。完毕后对 设备启动,并继续观察设备有无异常情况,如振动、异常响声等。\n设备启动后应做以下工作。\n(1)设备运转后,先空载运行2min, 如无异常现象发生时, 可进泥逐渐加至额定负载并同时调整各工艺参数。\n(2)将转鼓转速调到最高,将转差速调到最大,调节溢流堰\n(堰值)使液环层厚度调到最大。\n(3)按已确定的额定泥量进泥,等稳定15min 后,测定泥饼 及分离液的含固率并计算出回收率。\n(4)如果固体回收率 (R) 大于90%,泥饼含固率>25%则进 行以下调节。①逐渐降低转鼓转速并保持转速差不变,当固体回收 率降至90%时,停止降低维持该转速。②逐渐调节堰板,减小液 环层厚度,当固体回收率开始下降时,停止调节,维持在该厚度运 行。③逐渐降低转速差,并观测螺旋的扭矩,当扭矩接近允许值 时,停止降低,维持在该转速差运行。④以上调节几次,逐渐确定 出转鼓转速、液环层厚度、转速差的合理值,并使固体回收率= 90%,出泥含固率=25%。\n(5)如果 R>90%, 出泥含固率<25%,则进行以下调节。 ①逐渐降低转速差,当出泥含固率>25%时,停止降低,维持该值 运行。②逐渐减低转鼓转速,当R 降低至90%,停止降低,维持 在该转速运行。③逐渐降低液环层厚度,当R 开始下降时,停止 降低维持在该液环层厚度运行。\n(6)如果 R<90%, 出泥含固率>25%,则进行如下调节: ①逐渐降低转速差,当R>90% 停止降低,维持该值运行,但应保 持扭矩不大于允许最大值。②逐渐降低转鼓速度,当R 开始下降 时停止降低,维持该值运行。③逐渐降低液环层厚度,当R 开始 下降时,停止降低,维持在该厚度值运行。\n(7)如果R<90%, 出泥含固率<25%,则进行以下调节:逐 渐降低转速差,当R>90% 且出泥含固率>25%时,则停止降低, 维持在该值运行。如果扭矩达到允许最大值,仍不能使R>90% 时,出泥含固率>25%,则应分析污泥调质是否达到要求的效果或 者进泥的含固量太低。\n以上各步骤中的 R 和出泥含固率值与污泥泥质有关系。离心 脱水的工艺控制是一项复杂的操作,需进行大量的反复调试,但只 要参数值控制合理, 一般都能得到比较满意的脱水效果。"]
- ["问:离心脱水机的日常维护和管理应注意什么?", "答:离心脱水机的日常维护和管理应注意以下事项。\n(1)离心机在进污泥时, 一般不允许大于0.5cm 的浮渣进入, 也不允许65目以上的砂粒进入,因此应加强前级预处理系统对浮 渣和砂粒的去除。\n(2)离心脱水机的脱水效果受温度影响很大,北方地区秋季泥 饼含固率一般可比夏季低2%~3%,因此在冬季寒冷季节时一定 要注意保持药液温度,室内温度>10℃。\n(3)在脱水机运行过程中,要按时检查和观测的项目有:油箱 的油位、轴承的润滑状况、电流、电压表的读数、设备的震动情 况、噪声情况,发现问题及时停机解决。\n(4)对药液计量泵、进泥泵、变速箱或变频箱应定期维修。保 养按照操作说明书或成熟的经验进行保养。\n(5)对于离心脱水机的计量仪表(如泥量、药量等)每年应到 标准计量权威部门鉴定。\n(6)离心脱水机停车时,应先停止进泥,然后注入清水最好是 热水,以便溶解沾在机器内的泥水混合液,约10min 再停车,保 证再次启动开机时,机器内壁干净,不生锈。\n(7)应定期检查离心脱水机的磨损情况,及时更换磨损件。\n(8)离心脱水机应每班进行化验的项目有:进泥含固率、泥饼 含固率、滤液的 SS 、氨氮和总磷。每班应计算的项目有:总进泥 固体量、固体回收率、干泥投药量、处理1000kg 干污泥的电耗。"]
- ["问:离 心 脱 水 机 有 哪 些 常 见 故 障 ? 应 如 何 解 决 ?", "答:离心脱水机有以下常见故障和解决方法。\n(1)分离液浑浊,回体回收率低 \n解决方法:①进泥量大,应 降低进泥量;②转速差大,应降低转速差;③液环层薄,应增大厚 度;④进泥含固率高,应降低进泥量;⑤螺旋输送器磨损严重,应 及时更换;⑥转鼓转速太低,应增大转速。\n(2)泥饼含固率降低 \n解决方法:①转速差太大,应减小转速 差;②液环层厚度太厚,应降低其厚度;③转鼓转速太低,应增大 转速;④进泥量太大,应减小进泥量;⑤调质加药过量,应降低干 污泥投药量。\n(3)转轴扭矩太大 \n解决方法:①进泥量太大,减小进泥量; ②进泥含固率高,应降低进泥量;③转速差太小,应增大转速差; ④浮渣或砂进入离心机,造成缠绕或堵塞,应立即停车检修清理, 恢复正常生产;⑤齿轮箱出故障,应及时维修,如坏损严重,应拆 开换件。\n(4)离心脱水机震动过大 \n解决方法:①检查转动部分,有无 损坏。检查固定件,有无松动。检查电机有无故障;②可能有浮渣 进入机器内,缠绕在螺旋上,造成转动失衡,应立即停车检查清 理;③机座松动,应及时修复,恢复该功能。\n(5)能耗增大、电流增大 \n解决方法:①如果能耗突然增加, 则离心机出泥口被堵塞,主要是转速差太小,导致污泥在机内大量 积累,可增大转速差。如不行则停车清除污泥后再修理;②如果能 耗逐渐增加则说明螺旋输送器被严重磨损,应进行大修或更换主要 机件。"]
- ["问:如何改变卧螺离心机排出固体的含水率和液体的澄清 度 ?", "答:可通过控制以下几个参数,调节卧螺离心机排出固体的 含水率和液体的澄清度。\n(1)转鼓转速 \n增加转鼓转速可以增加离心机的效率使清液更 清澈,固渣更干。然而,实践证明增加离心机转速在保证成本效益 的前提下并非能提高分离质量。转速过高会增加能耗,离心机零部 件磨损和导致堵料。在这种情况下,应该降低转鼓转速。\n(2)螺旋差速 \n增加→清液变清澈,固渣含固量降低。 降低→清液变浑浊,固渣含固量增加。\n当螺旋差速降低时,离心机排出的固渣量减少,螺旋的负载增大。当负载达到某一个特定临界点时,清液质量会迅速下降。同 时,发生堵料的可能也会增加。所以最佳螺旋差速值应接近此临界 点,并在此点之上。为了使离心机能与物料的多样性(如物料含固 量)相匹配,达到最佳分离效果,我们可以通过一套自动控制系统 来控制螺旋差速。为此,可根据最佳螺旋负载来设定螺旋差速。\n(3)堰板直径 \n减少→清液变清澈,固渣含固量降低。 增加 →清液变浑浊,固渣含固量增加。"]
- ["问:卧螺式离心脱水机运行管理中应注意的问题有哪些?", "答:(1)卧螺式离心机在停机前最先关闭进泥泵、进泥阀门, 切断电源开关后离心机尚继续运转一段时间,此时用适量的水对离 心机进行清洗,其目的是防止污泥在机内黏结,同时还可以减小开 机和停机时的振动。\n(2)污泥中大块垃圾可能会引起进泥口堵塞,或使离心机产生 较大的振动,因此需要进行格栅、沉淀或破碎等处理。\n(3)对原污泥进行絮凝处理,可以提高离心机的工作效率,提 高泥饼的含固率和保证出水质量。投加有机高分子絮凝剂前需要注 意溶药效果,以保证絮凝效果和减少絮凝剂投加量,冬季操作时通 常采用蒸汽或热水溶药。"]
- ["问:污泥脱水机的日常运行维护管理的主要内容是什么?", "答:(1)经常观察、检测脱水机的脱水效果。若发现泥饼含 固率下降,分离液浑浊,回收率下降,应及时分析情况,采取针对 措施予以解决。\n(2)日常应保证脱水机的足够冲洗时间,以便使脱水机停机 时,机器内部及周身冲洗干净彻底,保证清洁,降低恶臭。否则积 泥干后冲洗非常困难。每天要保证一定的冲洗时间,冲洗水压一般 不低于0.6MPa 。另外,应定期对机身内部进行清洗,以保证清 洁,降低恶臭。\n(3)密切注意观察污泥脱水装置的运行状况,针对不正常现象,采取纠偏措施,保证正常运行。如防止滤带打滑、滤带堵塞、 滤带跑偏。防止离心脱水机中进入较大砂粒、螺旋桨的缠绕。由于 污泥脱水机的泥水分离效果受污泥温度的影响,因此在冬季应加强 保温或增加污泥投药量。\n(4)按照脱水机说明书的要求,做好经常观测项目的观测机器 的检查维护。例如水压表、泥压表、油压表和张力表等运行控制 仪表。\n(5)经常注意检查脱水机易磨损件的磨损情况,必要时予以更 换。例如滤布、转辊等。\n(6)及时发现脱水机进泥中粗大砂粒对滤带或转鼓和螺旋输送 器的影响,破坏情况严重时应立即停机更换。"]
- ["问:污泥带式脱水机异常问题的分析及排除?", "答:(1)滤饼含固量下降,其原因及解决办法如下。\n① 调质效果不好, 一般由于加药量不足。当进泥质发生变化, 脱水性能下降时,应重新试验,确定合适的投药量。有时是由于配 药浓度不合适,配药浓度过高,絮凝剂不容易充分溶解,虽然药量 足够,但调质效果不好。也有时是由于加药点位置不合理,导致絮 凝时间太长或太短。以上情况均应进行试验并予以调整。\n② 带速太大。带速太大,泥饼变薄,导致含固量下降,应及 时降低带速, 一般保证泥饼厚度为5~10mm。\n③ 滤带张力太小。此时不能保证足够的压榨力和剪切力,使 含固量降低。\n④ 滤带堵塞。滤带堵塞后,不能将水分滤出,使含固量降低, 应停止运行,冲洗滤带。\n(2)固体回收率降低,其原因及控制对策如下。\n① 带速太大,导致挤压区跑料,应适量降低带速。\n② 张力太大,导致挤压区跑料,并使部分污泥穿透滤带,随 滤液流失,应减小张力。\n(3)滤带打滑,其原因及控制对策如下。\n① 进泥超负荷,应降低负荷。\n② 滤带张力太小,应增加张力。\n③ 滚压筒损坏,应及时修复或更换。\n(4)滤带时常跑偏,其原因及控制对策如下。\n① 进泥不均匀,在滤带上摊布不均匀,应调整进泥口,修理 或更换平泥装置。\n② 滚压筒局部损坏或过度磨损,应予以检查更换。\n③ 滚压筒之间相对位置不平衡,应检查调整。\n④ 纠偏装置不灵敏,应检查修复。\n(5)滤带堵塞严重,其原因及控制对策如下。\n① 每次冲洗不彻底,应增加冲洗时间或冲洗水压力。\n② 滤带张力太大,应适当减小张力。\n③ 加药过量。PAM 加药过量,黏度增加,常堵塞滤布,另 外,未充分溶解的 PAM, 也容易堵塞滤带。\n④ 进泥中含砂量太大,也容易堵塞滤布,应加强污水预处理系统的运行控制。"]
- ["问:如何进行沼气的收集和输送?", "答:厌氧反应器中产生的沼气从污泥的表面散逸出来,聚集 在反应器的上部。沼气产量一般为0.75~1.0m³/kgVSS, 其热值 为5000~6000kcal/m³ 。 集气室建于厌氧反应器的顶部,顶部的集 气室应有足够尺寸和高度,以保持一定的容积。应保持气室的气密 性,防止沼气外逸和空气掺入。同时避免误操作而使反应气外压过 大,产生装置变形及其他不安全事故。例如在排放剩余污泥时排泥 量大于进水流量。\n沼气由集气室的最高处用管道引出,气体的出气口至少应高于 集气室最高水位或污泥面,防止浮渣或消化液进入沼气管。\n集气室至储气柜间的沼气管称为输气管,储气柜至用户之间的 输气管称为配气管。沼气管道一般采用防腐钢管或不锈钢管。沼气 在管中流动时随着温度的逐渐降低,不断有冷凝水析出。为了排出 冷凝水,输气管应以0.5%的坡度敷设,而且在最低点设置凝结水罐。"]
- ["问:气体收集装置的基本要求有哪些?", "答:气体收集装置应该首先能够可靠地取出积累在气室中的 沼气,保持正常的气液界面。气体管径应该足够大,以避免由于气 体中的固体(泡沫)进入管道而产生堵塞。安置一个在气体堵塞情 况出现时使气体释放的附加装置是重要的,这样可以避免对反应器 结构形成大的压力, 一般采用水封罐形式。沼气中含有饱和蒸气和 硫化氢,具有一定的腐蚀性。对于混凝土结构的气室应进行防腐蚀 处理,喷涂涂料,或内衬环氧树脂玻璃布等,涂层应伸入水面或泥 位0.5m 以下。对于钢结构的集气室除进行防腐处理外,还应防止电化学腐蚀。沼气由集气室的最高处用管道引出,气体的出气口至 少应高于集气室最高水面或污泥面,防止浮渣或消化液进入沼气 管。气管上应安装有闸门,同时在集气室顶部应装有排气、取样、 测压、测温等特殊功能的接口,必要时要安装冲洗水管。"]
- ["问:沼气输气管道的基本要求是什么?", "答:当计算沼气管道时,管径应按日产气量选定。为了减少 沼气管道的压力损失,还应采用高峰产气量进行核算,高峰产气量 约为平均产气量的1.5~3.0倍。沼气管道一般采用不锈钢管、防 腐镀锌钢管或防腐碳钢管。沼气在管中流动时随着温度的逐渐降 低,不断有冷凝水析出。为了排出冷凝水,输气管应以0.5%的坡 降敷设,而且每隔一段距离或在最低处设置水封和排水口。\n一般在沼气管道上的适当地点应设水封罐,以便调整和稳定压 力,在消化池、储气柜、压缩机、锅炉房等构筑物之间起隔绝作 用。水封罐也可兼作排除冷凝水之用,水封罐体截面积一般为进气 管面积的4倍,水封高度为1.5倍气体压力。为了防止水封冻结, 可采取加热、充装防冻溶液或连续供水等措施,也可置于室内。沼 气中的 H₂S 含量较高,输气管应采取防腐蚀措施。"]
- ["问:如 何 进 行 沼 气 的 储 存 ?", "答:由于产气量和用气量经常不平衡,所以必须设置储气柜 进行调节,其体积应按需要的最大调节容量决定。当没有此项资料 时, 一般按平均日产气量的25%~40%,即按6~10h 的平均产气 量计算。为了防止腐蚀,储气柜内部必须进行防腐处理。储气柜有 多种形式,日常采用的是浮罩式储气柜。浮罩式储气柜有低压柜和 中压柜两种。前者维持的沼气压力为0.98~2.94kPa (相当于 100~300mmH₂O), 后者维持的沼气压力为3.92~5.88kPa (相当 于400~600mmH₂O)。\n低压储气柜在国内应用最广,主用于农村沼气池。它由水封池 和浮罩组成,水封池是一个由钢、钢筋混凝土或其他材料制造的圆筒形池子,建于地面或地下,池内装满水。浮罩是一个用钢板或其 他材料制作的有顶盖的圆筒,筒壁插入水池内。当有沼气进入时, 浮罩上浮;而当沼气排出时,浮罩下降。输、配气管路所需的静 压,由浮动罩的质量和面积决定。所需压力高时,要在浮罩顶放置 铸铁或混凝土重块配重,以保证沼气所需的压力。浮动罩下的水 室,在冬季时应有防冻措施。应设置热水盘管或吹入蒸汽。\n储气柜应设置自控沼气火炬,进、出气管上应装水封罐。水封 罐起到阻火器的作用,可防止明火沿沼气管道流窜,引起储气柜、 集气室及其他重要附属设施的爆炸。\n中压储气柜一般多用于大型污水处理厂,其沼气可不经加压 泵,直接供沼气风机、小型燃气锅炉、食堂炉灶等处使用。"]
- ["问:储气系统运行过程中应注意的安全问题有哪些?", "答:(1)浮动罩下的水室,在冬季时应有防冻措施。应设置 热水盘管或通入蒸汽。\n(2)储气柜应设置安全阀,进、出气管上安装阻火器。阻火器 的作用是防止明火沿沼气管道流窜,引起储气柜、集气室放其他重 要附属设施的爆炸。管道上的阻火器一般设置为水封罐,水封罐应 采取防冻措施。\n(3)一般不允许将剩余沼气向空气中排放,以防止污染大气。 在确有剩余沼气无法利用时,可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器 应装在安全地区,并应在其前安装阀门和阻火器,剩余气体燃烧器 通常称为沼气火炬,是一种安全装置,要能自动点火和自动灭火。 剩余气体燃烧器和消化池,或储气柜之间的距离, 一般至少需要 15m, 并应设置在容易监视的开阔地区。\n(4)当空气中含有8.6%~20.8%(按体积计)的沼气时,就 可能形成爆炸性的混合气体。在沼气管道、阀门及其他装置中可能 溢出沼气的地点,应装设可燃气体报警器。沼气的容重与空气的相 同(1.292g/L), 或略轻一些。因此,室内上下均应设置换气孔。 房间内应有足够的换气次数, 一般为8~12次/h。 所有电气计量仪表、设备均应按有关规定采用防爆型仪表设备。"]
- ["问:沼气火炬的运行管理过程中应注意哪些方面?", "答:(1)防毒 \n沼气火炬的阀门和过滤器一般都放置于地下 操作井中,进入地下井前,应提前打开井盖通风, 一般操作井中都 应设有硫化氢报警探头。\n(2)放水 \n因沼气中的水蒸气基本处于饱和状态,在管道输送 过程中,温度的变化可能造成水蒸气的凝结。在沼气管道与地面火 炬连通的拐角处, 一般设有集水短管和放水阀。应根据具体积水情 况,定期检查放水,防止影响沼气的畅通。\n(3)清洗阻火器 \n沼气火炬的沼气进口处,设有沼气阻火器。 沼气阻火器在防止火炬回火的同时,还可起到稳定气压、气流,过 滤沼气中杂质的作用。其运行一定时间后,其阻力就会增大,出现 火炬着火不稳定或经常断火、熄灭现象,这时需对阻火器进行清洗。"]
- ["问:沼气净化处理的常用方法有哪些?", "答:沼气中硫化氢的含量一般占3000~5000mg/m³ 。 在有水 分的条件下,沼气中的硫化氢对沼气发动机将有很强的腐蚀性。当 沼气作为燃料时,根据城市煤气的质量规定硫化氢允许含量应小于 20mg/m³ 。 沼气脱硫装置有干法脱硫和湿法脱硫两种。\n(1)干法脱硫 \n一般采用常压氧化铁法脱硫。脱硫剂一般以氧 化铁为主,氧化铁含量大于30%,为投换料方便,通常加工成颗粒 状,放在脱硫塔中,厚约2~3m, 气体以1.0~2.0m/min 的速度通 过。当沼气中硫化氢含量较低时,气速可适当提高,接触时间一般 为1~2min。硫化氢被脱硫剂吸收,沼气得以净化,其反应式如下:\nFe₂O₃·3H₂O+3H₂S→Fe₂S₃+6H₂O\nFe₂O₃·3H₂O+3H₂S→2FeS+S+6H₂O\n再生时,将脱硫剂取出,洒上水,接触空气使其氧化,因该反 应是放热反应,尤其是反应初期较为剧烈,易引起硫黄的燃烧,因 此在实际操作时, 一定要保证洒水均匀。其反应式如下:\n2Fe₂S₃+O₂ →2Fe₂O₃+6S\n4FeS+3O₂ →2Fe₂O₃+4S\n脱硫装置应有保温措施,并根据出气硫化氢含量情况,确定换 料频率。\n(2)湿法脱硫 其装置由两部分组成, 一为粗洗塔, 一为精洗 塔。含2%~3%的碳酸钠溶液,由精洗吸收塔塔顶向下喷淋,沼 气由下而上先进入粗脱塔,逆流接触,除去硫化氢。这样高浓度碱 液与低浓度沼气在精脱塔内接触,有利于提高硫化氢的去除率。碳 酸钠溶液吸收硫化氢的一般反应式为:\nNa₂CO₃+H₂S →NaHS+NaHCO₃\n一般当沼气中硫化氢含量高,且气量较大时,适于用湿式脱硫 方法。湿法脱硫占地面积较大,若用地面积较小时,则可采用干式 脱硫装置。"]
- ["问: 如何进行湿式沼气脱硫装置的运行和管理?", "答:湿式脱硫法是将纯碱 (Na₂CO₃) 溶解后,从两个洗气柱 上端喷射,与沼气逆向充分接触混合,将其中的 H₂S 去除。其主 要的运行管理内容如下。\n(1)Na₂CO₃ 的投加量计算 \n以每天产沼气量4500m³, 沼气 中H₂S 的含量0.2%计算。要去除每天所产沼气中的 H₂S, 至少 需要40kg 的Na₂CO₃ 。 实际操作过程中,由于其他因素的影响, 用量一般要比理论值增加50%。\n(2)自动投药装置 \n湿法脱硫工艺应配备自动投药装置,其溶 药罐容积一般设计为3.0m³ 即可,其上设浮球行程开关,控制罐 内液位。运行时,药液源源不断地流向小罐。当大罐中的液位降至 一定高度,启动行程下位开关时,叶轮开始搅拌,同时进水阀打 开,加药系统开启;当大罐中的液位升至一定高度,启动行程上位 开关时,加药、进水均停止,叶轮搅拌一段时间后也停止。这样, 不但保证了投加量的准确与定时,而且将投药时间由每小时一次改 进为每12h一次,将储药斗加满即可。\n(3)脱硫装置的酸洗维护 \n由于水中Ca²⁺ 、Mg²⁺的存在,很 容易与纯碱中的 CO₃²⁻ 生成 CaCO₃ 、MgCO₃ 沉淀,而在脱硫装置 内部及各部件上沉积,造成堵塞,影响脱硫装置的正常运转。由于 该脱硫装置本身及其各部件绝大部分都由PVC 材料制成,具有良 好的耐酸性,可采用5%的 HCl 或 HNO₃ 溶液对其内部进行清洗。 酸洗后的废液及时排出,以防与纯碱溶液重新生成沉淀。根据实际 运行情况,该工作一般每2~3个月进行一次。\n(4)对流量计、耐腐蚀泵和过滤网等,应一个月用酸清洗 一次。\n(5)设备运行前,必须注满清水,防止沼气泄漏。\n(6)设备正常运转后,可调节流量计等,使设备在正常状态 运行。"]
- ["问:沼气储存常用设备有哪些?", "答:用于沼气储存的设备主要有湿式储气柜和干式储气柜。 湿式储气柜又分为二塔和三塔形式,二塔一般采用垂直导轨,三塔 采用螺旋导轨,并配备有进水阀、放水阀和溢流口。干式储气柜为 固定外壳加内置皮囊。储气柜的主要作用是为沼气利用设备提供稳 定的气源,确保沼气利用设备的稳定运行,避免沼气产量、压力不 稳定等因素对设备造成影响。"]
- ["问:如何进行湿式沼气柜的运行和管理?", "答:脱硫后的沼气,经过沼气柜底的一个水封后,进入沼气 柜储存起来,该水封的作用是防止沼气柜中的沼气倒流人消化池。 沼气柜的出气管道上也应设有一个水封罐,同时可起到防止回火的 作用。\n(1)该沼气柜一般分为二层或三层塔式结构,为导轨浮动式沼 气柜。沼气柜顶层周边压有一定重量的铁块,以保证沼气柜的平衡 和压力。初始运行时,沼气柜可能不平衡,通过调整沼气柜顶层的 配重即可解决。\n(2)二塔与三塔之间存有一定高度的水封,以防沼气泄漏,由于蒸发等原因,水封中的水将不断减少。因此,为防止水分蒸发减 少,需定期通过补水维持水封的高度。否则,会因水封高度不够, 造成沼气泄漏事故。\n(3)由于沼气中含饱和水蒸气,温度变化时产生凝结,使沼气 柜下沼气管道上的两个水封罐中经常积存过多的水分,导致沼气柜 与消化池内的压力异常,应定时从沼气柜下水封放水,以保持合适 的水位。冬天,应有切实可行的防冻措施。对塔与塔之间的水封一 般采取用加热盘管或高温水蒸气管防冻的方法。\n(4)由于沼气柜的频繁升降,钢柜壁经常长时间处在水气交替 状态,从而造成比较严重的锈蚀。因此,应根据实际运行情况,对 沼气柜的表面定期进行除锈、上漆的工作。 一般为每两年除锈、上 漆一次。定期给沼气罐的导向轮加润滑油, 一般每两个月进行一次。\n(5)沼气柜是一个非常精密的平衡结构。任何能够破坏这种平 衡因素,都可能使柜体重心偏移,影响其正常升降,从而导致沼气 从柜体溢出。这不但污染了大气,而且一旦遇到火种有爆炸的危 险,另外,沼气中的硫化氢是剧毒气体,易产生严重的人身伤害事 故。因此,除了定期地为导轨轴承上油润滑保养外,还应注意压重 铁块配重平衡。\n(6)要经常转动沼气罐顶部的放气阀门,并加润滑脂润滑,以 防长时间放置,旋转不开。\n(7)定期补充沼气柜高度测量计中的防冻液。"]
- ["问:沼气锅炉启动前应做好哪些准备工作?", "答:(1)检查进气管线是否畅通,而且在进、出气管线上有 没有障碍物。\n(2)检查热水循环管线是否畅通,热水循环泵压力是否正常。\n(3)检查锅炉内是否有水。\n(4)控制柜上有无故障显示,如有应先排除。\n(5)打开主电源,选择所需的负载。\n(6)检查温度控制装置。\n(7)在上述条件满足之后,可启动锅炉。"]
- ["问:沼气锅炉的启动过程是怎样的?", "答:沼气锅炉的启动过程是由一个燃烧器来控制的,它提供 了锅炉的工作程序,有自检和功能状态显示,当按下启动按钮后, 锅炉要进行自检,在大约1min 后,锅炉主火点燃,进行如下内容 的工作。\n(1)风机启动至风门最大(约4s)。\n(2)风机开最大至风压检测(约4s)。\n(3)风压检测至火焰自检完毕(约8s)。\n(4)火焰自检完毕至关一级阀门(约26s)。\n(5)风门关小至第一次检测完毕(约8s)。\n(6)第一次到第二次火焰检测完毕(约4s)。\n(7)第二次检测到正常运行(约4s)。"]
- ["问:沼气锅炉应怎样操作运行?", "答:沼气锅炉可进行手动或自动运行。\n(1)手动运行\n① 合上主电源开关。\n② 将总控制开关放在“手动”位置上。\n③ 将负载开关置于“停止”位置上。\n④ 将点火开关置于“点火”位置上。\n此时,锅炉启动。锅炉在运行过程中,需根据实际需要利用负 载开关对负载进行调整,将负载开关置于“最小负载”位置时,负 载将减小,减小至需要量时,将负载开关置于“停止”位置即可。 同样,如需增大负载,可将开关置于“最大负载”位置,负载将增 大,增大至需要量后,再将负载开关置于“停止”位置即可。\n(2)自动运行\n① 合上主电源开关。\n② 将总控制开关放在“自动”位置上。\n③ 将负载开关置于“自动”位置上。\n④ 将点火开关放在“点火”位置上即可。"]
- ["问:沼 气 锅 炉 不 点 火 的 原 因 有 哪 些 ? 应 如 何 排 除 ?", "答:①点火电极相距太远。应进行调整。\n② 点火电极沾污。应进行清洗。\n③ 燃烧控制器故障。更换新的燃烧控制器即可。\n④ 绝缘体爆裂。应进行更换。\n⑤ 点火变压器故障。应进行更换。\n⑥ 点火电缆烧焦。应进行更换。"]
- ["问:燃 烧 器 不 能 启 动 的 原 因 有 哪 些 ? 应 如 何 排 除 ?", "答:燃烧器不能启动的原因及排除方法如下。\n① 过载跳闸。应检查并复位。\n② 接触器有缺陷。应进行更换。\n③ 电容器故障。应进行更换。\n④ 燃烧器电动机故障。应进行更换。"]
- ["问:怎 样 清 扫 沼 气 锅 炉 ?", "答:沼气锅炉的炉膛每年至少要清扫四次,因为烟尘的聚集 会使锅炉效率下降。清扫方法如下。\n① 停止锅炉运行,并确信不能重新启动,让锅炉冷却下来。 ② 关闭燃烧器上的总阀。\n③ 将燃烧器上的连接线路及进气管线拆下,以便打开燃烧室门。\n④ 摘下前面的隔热套,旋下燃烧器上的螺栓,将门从燃烧室 上打开。\n⑤ 用钢刷彻底清扫燃烧室,刮下烟灰和硬物等。\n⑥ 用圆刷清扫管道。\n⑦ 将后部的烟气箱门打开,将烟气箱清扫干净。\n⑧ 炉内杂物清除干净后,将燃烧室门安装上,注意不要损坏 垫圈。\n⑨ 将隔热套安装好。\n⑩ 将燃烧器安装好,并将管路及线路安装好。"]
- ["问:怎 样 煮 洗 沼 气 锅 炉 ?", "答:沼气锅炉长时间运行后,在管壁上会形成水垢,会严重 影响传热效率,因此要对锅炉进行煮洗, 一般为每年煮洗一次。煮\n洗过程如下。\n(1)关闭锅炉的进出水管线上的阀门。\n(2)打开锅炉上面的外壳,并将检查孔打开。\n(3)打开排污阀,将锅炉内的水放干净。\n(4)用温水将磷酸三钠溶解后,从检查孔加入。\n(5)打开进水管线阀门,加水至浸过管道5cm 为宜,以便放 入温度计。\n(6)将温度计放入,注意探头不要接触管壁或露出水面。 (7)将控制柜上的温度控制开关至于90℃。\n(8)将锅炉放在自动位置上点燃,煮24h, 检查排污管排出水 的水质情况。\n(9)降水排除后,再加水煮洗2~3次(约4~6h)。\n(10)取出温度计,将检查口和上面的外壳安装好,进出水阀 门打开即可。"]
- ["问:怎样进行沼气锅炉的维护保养?", "答:沼气锅炉应定期做如下内容的保养。\n(1)锅炉燃烧室每年至少保证四次彻底的清灰和煮洗。\n(2)空气-沼气调节装置中的可动连接点和弹性带要经常润滑, 一般一个月润滑一次。\n(3)点火电极要在每次清灰时进行清洁、调整或更换。 \n(4)每天排污一次,并检查水质情况。\n(5)每周一次拉动安全阀手柄,检查其是否正常。\n(6)每次巡视时,检查定压罐压力及软化水箱水位等。"]
- ["问:沼气锅炉房值班人员日常巡视时,应注意哪些问题?", "答:值班人员应定期到车间内检查设备运转情况,并做数据 记录。\n(1)值班人员必须时刻注意锅炉的工作状态。\n(2)保证软化水箱内有足够的软化水。\n(3)注意热水循环泵的工作压力,及运转情况等。\n(4)注意保持良好的通风,定期打开排气扇进行通风。\n(5)每次交接班时,应对锅炉进行排污。\n(6)认真做好值班记录。"]
- ["问:启动沼气发动机前应做好哪些准备工作?", "答:(1)检查油位是否在测油尺的最大和最小刻度之间。\n(2)检查沼气进气管线和冷却水管线是否畅通。\n(3)检查控制柜上有无故障显示,如有应解除。\n(4)检查膨胀罐压力是否正常。\n(5)检查鼓风机是否具备启动条件。\n(6)启动。"]
- ["问:如 何 启 动 沼 气 风 机 ?", "答:在发动机具备启动条件后,即可手动运行,也可自动运行。\n(1)手动运行 将鼓风机放在自动和手动位置上都可,若放在 手动位置,先开鼓风机,在启动准备信号灯亮了之后,按发动机启动按钮即可。若在自动位置,在启动准备信号灯亮了之后,按启动 按钮即可。\n(2)自动运行 将鼓风机和沼气风机的选择开关都置于自动位 置上,将会自动启动运行。"]
- ["问:沼气发动机在停机时应注意哪些问题?", "答:沼气发动机在停机时,应注意,首先要使鼓风机具备停 机条件,然后按下鼓风机停止按钮,这样,过大约5min 后,发动 机将会停止运行。\n注意,为避免损坏设备, 一般情况下不要按沼气发动机上的停 止开关。但遇到紧急情况时,可按下急停开关。"]
- ["问:沼气发动机启动后,应做哪些检查工作?", "答:沼气发动机启动后,值班人员不能马上离开现场,待设 备进入正常状态后,进行下列内容的检查。\n① 油温。\n② 油压,正常值4.0bar。\n③ 进水温度,65℃左右。\n④ 出水温度,85℃左右。\n⑤ 冷却水压力,0.8~1.0bar。\n⑥ 汽缸温度,500~600℃。"]
- ["问:怎 样 清 洗 沼 气 过 滤 器 ?", "答:沼气过滤器应每半年清洗一次。清洗方法:首先,将沼 气进气阀门关闭,打开过滤气盖,取出过滤网,然后用高压气体从 相反方向吹扫过滤网,至干净为止。注意:安装时应将密封圈放 好。如果过滤网损坏或不能清洗干净,需更换一新的过滤网。"]
- ["问:如何更换沼气风机的火花塞?", "答:(1)拆卸 \n在火花塞拆卸时,为避免火花塞套的松动,可使用专用工具进行拆卸。\n插入套筒扳手,并放入专用工具,当用专用工具紧固好火花塞套 时,就可用扭矩扳手旋下火花塞。移出专用工具,即可抽出火花塞。\n(2)清洗 \n一般情况下,火花塞不需要清洗,只有在有油灰减 弱了火花塞的点火功能的情况下,才进行清洗。清洗是应使用喷砂 法或用柔软的黄铜刷进行。\n(3)安装 \n用套筒扳手将火花塞小心放入,然后用40N·m 的 扭矩紧固。注意安装时, 一定不要让火花塞一下子落下去,否则将 会影响电极的空气间隙。"]
- ["问:沼气风机是怎样冷却的?", "答:沼气风机的冷却分为内部冷却和外部冷却。\n(1)内部冷却 内部冷却水主要是冷却发动机机体部分,内部 冷却水的冷却是由外部冷却水通过热交换器进行的,使其温度保持 在81℃左右,当超过97℃时,发动机将停止运行。\n(2)外部冷却 外部冷却水主要用于冷却发动机内部冷却水, 同时给废气通过热交换器进行热交换,回收利用这些热源。 一般出 水温度可达78℃。\n另外,还设有紧急冷却水,当夏季温度过高时,紧急冷却水将 自动启动,给外部冷却水冷却。"]
- ["问:如何控制外部冷却水的进水温度?", "答:根据发动机冷却的需要,对外部冷却水的温度一般应控 制在65℃左右。其控制由装在进水泵处的电动三通阀来控制。当 进水温度低于65℃时,三通阀打开,使出水口的热水与进口热水 相混合,使温度调整至65℃。当进水温度高于65℃时,紧急冷却 水自动打开,使其温度降至65℃。"]
- ["问:如何更换沼气发动机润滑油?", "答:(1)首先要确认已停机,并将启动开关置于“停止”的位置上,并确认润滑油已经冷却。\n(2)将发动机上的排油阀门打开,将油控制盘上的各个阀门置于恰当的位置,打开废油泵,将油箱里的油排至废油箱内。\n(3)将冷却器上的排油塞打开,排出里面的润滑油。\n(4)如果需要,可更换油过滤器。注意:更换时在过滤器的O形密封圈处涂少许润滑油,以方便下次拆卸。\n(5)关闭发动机的排油阀门。\n(6)打开发动机的进油阀门,将有控制盘上的各个阀门至于恰 当的位置,打开新鲜油泵,向发动机油箱内加油。\n(7)加油时,不断检查油位,至刻度尺的最大刻度和最小刻度 之间。\n(8)加完油后,将进油阀门关闭。"]
- ["问:怎样更换油过滤器?", "答:在油过滤器上端有一维修显示器,当需要更换油过滤器 时,该红灯就亮了,此时,就应进行更换。更换工作一般是在换油 时进行。\n更换方法是:在油过滤器底部放一个油桶,因为在更换时会有 一部分润滑油流出,然后,用管钳慢慢地将过滤器旋下。安装时, 应注意在新的过滤器的 O 形密封圈处涂上一层润滑油,以方便下 次拆卸,然后将密封圈对齐,用力旋紧即可。"]
- ["问:当沼气发动机出现油位过低或过高故障时,应如何 排 除 ?", "答:当沼气发动机出现油位过高或过低故障时,会停止运行。 排除方法是:按复位键(控制盘上),如故障信号不能排除,则要 改变其油位,当油位过高时,应打开废油泵排油,且边排油边按 复位键,直至信号消失,迅速关闭废油泵。当油位过低时,应进 行注油,且边注油边按复位键,直至信号消失,迅速关闭新鲜 油泵。"]
- ["问:沼气发动机出现冷却水温度过高的原因是什么?应如何排除?", "答:如果沼气发动机的冷却水温度过高,发动机将停止运行。 出现这种故障的原因主要有以下几个方面。\n(1)冷却水管线阻塞。应疏通管线。\n(2)冷却水泵损坏。应维修或更换一个新的冷却水泵。\n(3)紧急冷却水不能及时地打开。应检查电磁阀和温度传感器 是否有故障,并进行检修。\n(4)外部冷水管道内存有气体,使水循环减慢。应从最高点进 行放气,直至有水连续流出为止。\n当沼气发动机出现水温过高故障时,在控制盘上有一红色信号 灯显示故障,在故障排除后,可按复位键,解除故障。"]
- ["问:沼气发动机出现冷却水压力过低故障时,应如何 排 除 ?", "答:当沼气发动机压力低于0.5bar 时,发动机将不能启动。 解决办法是向系统内补水,直至压力在0.5~0.6bar 之间。补完水 后,可按下复位键,使水压信号显示排除。"]
- ["问:沼气发电机组运行如何操作?", "答:沼气发电机组运行有机组启动前的准备、机组启动、暖 机运行、正常工作运行、停车五项内容。\n(1)机组启动前的准备 \n①检查解裂保护装置的运行情况,如 解裂保护装置故障或断电时升压变压器断路器必须断开,发电机禁 止运行。\n②机组初次运转,长期停放后再次运转或日常工作启动, 启动前应做好以下工作,使机组处于良好状态。\na. 机组及配套辅助系统。零部件应齐全、完整、各紧固连接 部位连接正确、牢固;油、气、水管路密封良好,不泄露,电路安 全、可靠。旋转件部位附近不准有杂物。\nb. 在润滑系统中。应检查油底壳机油油位应符合使用规定刻 度位置,否则应补加机油。所用机油牌号应符合使用维护说明书规 定,也可用公司批准使用的其他牌号机油。不同牌号的机油不能混 用;当站内环境温度≤5℃时,应将机油预热至≥20℃,切禁止使 用明火预热。\nc. 冷却系统。检查冷却液存储器的液位是否符合规定液位刻 度,否则应补加冷却液。冷却液性能指标应符合使用维护说明书规 定;当环境温度低时,应将冷却液预热至≥20℃。\nd. 燃料气供给系统。检查气源压力是否符合机组工作给定压 力范围,供气管路、阀门是否渗漏并做处理;机器供气控制系统是 否运动灵活,运动副部位及时补加润滑脂;开启燃气总阀,使燃气 进入机组燃气供给控制系统待启动。\ne. 启动系统。检查电启动柜电缆连接应正确,接触良好、紧 固可靠。电源应接通。\nf. 配套机组。对配套机组各联接部位应全面检查,确认设备 连接正确,电气线路无误,元器件齐全;初次投入运行的机组应测 量各电气回路对地及回路间的冷态绝缘电阻不低于2MΩ。\ng. 盘车。盘车前应预供机油,使油路充满润滑油,人工盘转 曲轴至少两圈。机组应转动灵活无卡滞、碰撞、异声。\n(2)机组启动 \n①机组长期停放,第一次启动应关闭点火和燃 气,在不点火的情况下,连续启动3次,每次5s, 以确保进、排 气管燃气排空。\n②打开电锁,断开磁电机点火接地线,打开燃气 阀,合上启动开关,启动电动预供油泵,主道油压不低于100kPa。\n③按下启动按钮,待机组启动后,立即释放启动按钮,并断开启动 开关,每次启动时间为5s, 若连续3次启动失败应查找原因,排 除故障后再次启动。④机组启动后应调节控制系统使机组进入怠速运动状态。\n(3)暖机运行 \n机组启动后检查无运行故障即可逐渐提速进入 暖机运行做下列检查工作。\n①主油道油压≥350kPa。\n②打开气门 上罩壳检查摇臂轴承供油是否充足。\n③检查机组运行状态、观察眼 器是否正常;有无异声、异味;有无漏油、漏水、漏气;仪表显示 是否正常等。有故障就及时排除。\n④当发电机油温、水温≥40℃时 即可提速至标准转速,加负荷运行。\n(4)正常工作运行 \n①当机组并网或并联运行时,并联前做好 相序测试,保证本机组与其他机组或外界电源电网的相序相同。 \n②机组正常运行发电后,应对发动机、发电机、控制屏等进行监 视,做好运行状态记录;随时注意电压频率、功率及发动机监控仪表指标的变化,及时进行参数调整;若运行安全装置发出故障报 警,操作者应立即卸负荷停车检查排出。\n③按发动机、发电机、控 制屏等产品说明书要求做好运行中的维护保养并做好当班记录。\n(5)停车 \n①正常停机应逐步卸去负荷并将电器开关全部置于 停机位置上,各调节按钮也置于停机位置上,以便再次启动。\n②卸 负荷后将“怠速/额定”转速选择开关置于“怠速”位置,发动机 进入怠速运行状态。使发动机油温、水温降至≤60℃方可停机。 \n③机组运行中遇有紧急情况,可采取紧急停机措施。停车后立即切 断点火开关,关闭燃气阀,人工盘车检查。\n④停车后应关闭燃气 阀,当环境温度≤5℃时又没采取防冻冷却液,停机后应将发动机的冷却水放净。\n"]
- ["问:污染监测的作用是什么?", "答:对水质污染的监测,是水质化验的重要任务之一。即在 生活污水、工业废水的排放口、生活饮用水、工业用水的取水口, 采用自动监测仪器或定期、定点采集水样,分析水质情况或有害物 质的浓度或排放量。通过对污染物或水质污染进行分析监测,明确 其污染趋势、数量及污染程度,查明污染来源、数量,寻求对策, 以指导对水质污染的防治。"]
- ["问:常用的采样设施有哪些?", "答:为了进行化验分析而采集的水称为水样。用来盛放水样 的容器称为水样容器。常用的水样容器为无色硬质玻璃磨口瓶和具 塞聚乙烯瓶两种。它们的性能和适用范围如下。\n(1)硬质玻璃磨口瓶 \n由于玻璃无色、透明,有较好的耐腐蚀 性和易洗涤等优点,所以硬质玻璃磨口瓶是常用的水样容器之一。 但是出于玻璃成分中有硅、钠、钾、硼等杂质,而且玻璃容器可能 存在的溶解现象,可能使上述杂质成分进入水样。因此,玻璃仪器 不适于存放测定这些微量元素成分的水样。\n(2)聚乙烯瓶 \n由于聚乙烯具有很好的耐腐蚀性,抗冲击,不 易破碎和不含重金属等无机成分等的优点,是使用较多的水样容 器。但是由于聚乙烯有吸附有机物等的倾向,长期存放水样时,容 易产生细菌、藻类繁殖问题。另外聚乙烯易受有机溶剂侵蚀,因此 在使用时也应多加注意。\n(3)特定的水样容器 \n在水质化验中,有些特定成分在化验分 析时,需要使用特定的容器,如锅炉用水中溶解氧、含油量等的测定,就属于这种情况。对于特定水样容器的使用,要遵守有关规程 的规定。"]
- ["问:化验人员取样操作时应注意哪些方面?", "答:(1)采集水样的数量应满足化验和复验的需要。 一般来 讲,供全分析用水样应不少于5L, 如果水样浑浊时,应分装两瓶; 供单项分析用的水样应不少于0.3L。\n(2)水样中的不稳定组分, 一般应在现场取样时随取随测。如 果不具备测定条件,在水样采集后应立即采取“预处理”措施,将 不稳定组分转化为稳定状态后,立即送化验室进行化验测定工作。\n(3)从低温管道或设备上采集水样时,必须充分反应污水处理 厂运行状况的客观情况,反应污水在时间和空间上的变化规律,在 有代表性的取样部位设置临时或永久性取样管,必要时可在取样管 末端接一根聚乙烯软管或橡胶管。采样时打开取样阀门,使采样管 充分冲洗后,将水样流量调至0.5~0.7L/min 后进行取样。污水 处理厂水质采样除了在污水厂人口、污水出厂口、主要设施近、出 口设置常规采样点外,还可在一些特殊局部位置设置采样点。\n(4)从高温、高压管道或设备上取样时,应通过取样器进行。 此时应先开启冷却水门,调整水样温度不超过40℃,并将采样管 充分冲洗后,调整水样流量约0.5~0.7L/min 后进行取样。\n(5)采样时间和次数 污水处理厂人厂口、出厂口采样点,应 每班采样2~4次,并将每班各次的水样等量混合后测定一次,每 日报送一次测试结果,或通过自动采样器采样。主要处理设施应每 天采样1次,并分别测定、报送结果。在处理设施试运行阶段亦每 班采样、测试。采样时,如遇原污水为事故性排放、高浓度排放或 处理设施运行故障,与正常样品应有所区别。采样时应详细记录水 样的感官性状环境特征。"]
- ["问:如何进行样品的盛装和保存?", "答:为避免水样盛装容器对样品测定成分的影响,水样瓶应按以下规定使用:测 pH 值、DO 、油类、氯等水样用玻璃瓶;测 重金属、硫化物、有机毒物、铬等水样用塑料瓶盛装;测 COD_{Cr}、 BOD₅ 、酸碱等水样可用玻璃瓶或塑料瓶盛装。\n水样采集后,应立即送检,否则会影响分析结果的准确性。为 了使被测物质在运输过程中不发生损失,水样应加固定剂保存。样 品保存的目的在于减缓微生物代谢作用,减缓化学因素影响(如氧 化、还原、沉淀、溶解等),减缓物理因素影响(如被测组分的吸 收、挥发等)。保存剂的选择原则是不使以后测试操作困难。如抑 制细菌作用可采用 HgCl₂ 、 加酸 (H₂SO₄) 、 冷冻等,防止金属盐 沉淀一般加酸 (HNO₃) 。 检测样品可在4℃下保存6h。"]
- ["问:水样在保存时应注意哪些问题?", "答: (1)氮化合物 (NH₄⁺ 、NO₂⁻ 、NO₃⁻、有机氮等) \n易受微生物或氧化作用而产生分解, 一般采用加酸冷藏的方法,以防止 微生物等对氮化物的作用。对NO₂⁻ 的测定应在24h 内进行。\n(2)金属元素 \n为了防止水样中金属元素的沉积或吸附损失, 应将水样用HNO₃ 酸化至 pH=1 保存。这样即可以消除有机物的 干扰,也可以消除 CN⁻、SO₃²⁻、SO²⁻ 等离子的干扰。\n(3)酚类化合物 \n这类化合物在水中容易分解,应该于采样后 随即测定。如果需要较长的时间保管,则可在每升水样中加入氢氧 化钠2g, 或储于冰箱内。\n(4)油脂类 \n油脂类在碱性溶液中会产生“皂”作用,当有重 金属离子存在时。还会生成难溶的金属皂附着在容器壁上,造成分 析误差。 一般在对含油水样的处理时,通常可向水样中加盐酸酸化 至 pH 值小于4保存。\n(5)氰化物 \n氰化物易被破坏,所以采样后应尽快分析(一般 不超过24h), 否则应加氢氧化钠,使水样 pH 值提高至11以上, 并保存于阴凉处。\n(6)硫化物 \n水样中含有各种溶解性硫化物时,易分解成硫化 氢 (H₂S) 而消失,特别是在水样 pH 值低的时候,空气中的氧能将硫化氢或硫化物氧化。所以测定水样中的硫化物最好在现场进 行。如果不具备条件,可先测定水样的 pH 值,然后加入适量醋酸 锌,使硫化物沉淀成硫化锌,这样就可以使硫化物“固定”下来。\n(7)卤化物 \n溴化物、碘化物在中性或酸性溶液中可能易被氧 化挥发,所以水样应加氢氧化钠调整 pH=10 保存。\n(8)COD \n为了防止好氧微生物对水中耗氧物的氧化作用, 用硫酸将水样调节至pH=2 左右保存。"]
- ["问:化学分析操作中应如何选择化学试剂?", "答:化学试剂的纯度对分析结果的准确性有较大的影响,但 是试剂纯度越高,其价格也越贵。所以应该根据分析任务,分析方 法及对分析结果准确度的要求选用不同规格的试剂。\n(1)根据分析任务选用适当规格 \n对痕量分析应选高纯度规格 的试剂,以降低空白值;对于仲裁分析则应选用优级纯或高级纯试 剂。当然在进行上述化验分析时,对化验所使用的仪器洁净程度, 实验用水等也有特殊要求;对于一般化学分析则可以根据需要采用 优级纯或分析纯;对于制备实验或配制洗液等可以选用化学纯、试 验试剂。\n(2)根据不同的分析方法选用适当的规格 \n在进行络合滴定分 析时,选用纯度较低(如化学纯)的试剂时,由于试剂中的杂质含 量高可能使络合滴定使用的金属指示剂,产生“封闭”现象而使滴 定终点不易观察而产生误差,此时则最好选用分析纯试剂。再如在 进行分光光度分析时,由于试验要求试剂的空白值很小,则此时也 应该选用纯度高的试剂。"]
- ["问:化学试剂的使用方法有哪些规定?", "答:(1)为了保证试剂的质量和纯度,保证化验人员的人身 安全,化验室应有完善的规章制度,并应严格执行。\n(2)化验人员应掌握常用化学试剂的性质,试剂在水中的溶解 性及特性,有机溶液的沸点,并应正确操作,例如常用酸、碱浓度及配制;试剂的毒性,易燃易爆试剂的使用,保管及意外的发生及 救护等。\n(3)要注意保护试剂瓶的标签,它是表明试剂名称、规格、质 量、配制时间等的重要标志。同时注意:从试剂瓶向外倾倒液体 时,在任何情况下,都要使有试剂瓶签的一面向上;在标签脱落或 模糊不清的试剂不要乱倒乱用,应取小样检定后再确定处理方法。\n(4)为了保证试剂不受污染,应当用干洁的牛角勺从试剂瓶取 出试剂。如:试剂有结块可用洁净的玻璃棒捣碎后取出;液体试剂 可用洗干净的量筒倒取。同时注意,已取出的试剂不可放回原试 剂瓶。\n(5)打开易挥发的试剂瓶塞不可将瓶口对准自己和别人,取完 试剂后应立即盖紧瓶塞,不可盖错瓶塞。有毒、有气味的瓶口,如 有必要可用蜡封口。\n(6)对性质不明的试剂瓶,不可以用鼻子对准瓶口猛吸气。如 果必须嗅试剂的气味,应将瓶口远离鼻子,并通过用手在试剂瓶上 方扇动,使空气流向自己,而闻其味的方法鉴别。\n(7)配制、使用有毒、有害、有挥发性的试剂或试验必须在通 风橱中进行。"]
- ["问:如何选购实验设备?", "答:(1)功能 :必须满足实验要求。\n拟购置的仪器设备的功能应与可预见的发展计划任务相适应。 “性能不足”的仪器设备当然不应该购置,也要防止选购拥有过多 剩余功能的设备,要避免“高档”设备长期低挡运行。\n不恰当选配仪器也可能造成经济上的不合理开支,并造成检验 成本的增加。\n(2)可靠性 : 最基本的要求是耐用、安全、可靠。\n可靠性包括精度的保持性、零件的耐用性和安全可靠性。只有 精度合乎要求,又有足够的可靠性的仪器设备,才有实用价值。\n(3)维修性: 结构要合理,要易于维修。\n维修性高的仪器设备, 一般是构造合理、零件部件组合有规 律,易于拆卸、检查和更换,易损零、部件容易采购或供应商配备 有足够的备用件。在功效和费用相同的情况下,应选择维修性高的 产品。\n(4)耐用性 :耐用性不但包括自然寿命,还要考虑仪器设备在 长期运行中精度下降及其与技术进步之间的差距,通常都在事实上 缩短了仪器设备的实际可用寿命。寿命与需要适应才是真正耐用。\n(5)互换性 : 互换性好的新设备可以兼容旧型号设备(或其配 件),有些还可以与相关设备方便地衔接,从而提高仪器设备的实 际性能。\n(6)成套性: 选购设备应按实际需要配套,包括单机配套、机 组配套和项目配套,以充分发挥主机的功能,切忌为求“新”而购 买无法配套的“新型号”设备。\n“成套性”还包括仪器设备的系列化。\n(7)节能性 :节能不但是对主机的能量消耗的要求,而且是对 包括从样品处理开始的分析测试的全过程能耗及其他辅助材料消耗 的要求。\n(8)环保性 : 这是近些年来对于仪器设备提出的新要求,也是 社会发展的需要,主要是指仪器设备在运行中对环境的干扰和影响 应尽可能小,避免污染环境。\n在选择仪器设备的时候,不要过分相信厂家和供应商的宣传广 告,特别是大型精密仪器,最好是亲自到制造厂家加以核实。对于 技术水平较低的地区或企业,还要考虑到购入仪器设备发生故障时 的维修等技术问题。必须注意,新型的先进设备由于得不到合格的 维修而被迫停用,或降低性能运行的现象并不少见。制造厂家的技 术水平和服务质量也应列入考察内容,切记不要被冠冕堂皇的承诺 所蒙蔽,某些制造商为了推销产品往往会夸大其技术能力,这就需 要在进行技术考察的时候认真研究。\n选择仪器设备是一项综合技术,必须认真做好调查并对诸方面 因素进行全面的综合评价。"]
- ["问:仪器设备管理对实验人员有哪些基本要求?", "答:(1)掌握仪器设备的基础理论知识,熟知仪器设备的工 作原理和结构、性能、适用范围、安全规范、保养要求和保养方法。\n(2)熟悉各种实验的目的、要求和实验注意事项。\n(3)熟练掌握仪器设备的实际操作技能,能够正确使用和操 作,能够排除故障,能正确处理紧急情况,能正确安装、拆卸所用 仪器设备的配件和附件,能够进行一般的保养和维护。\n(4)有高度的责任心,严肃认真、实事求是的工作态度,具有 良好的职业道德,认真做好使用记录。\n对于未能达到要求的实验人员,应进行培训或者送出进修。"]
- ["问:如何进行实验设备的验收?", "答:(1)准备工作 :验收的准备工作包括人力、技术资料和 场地的准备。\n由于仪器设备属于高科技产品,要求验收人员具有较高的技术 水平,通常需要由有丰富使用经验的工作人员或者是资深工程技术 人员,对拟验收的仪器设备进行检查。\n仪器设备的验收检查重点在于检测性能和测量精度,因此必须 有可以进行试样测试的场地。\n此外,还要准备有准确已知量值的(即具有某量的“约定真 值”的)标准试样和实样,以供进行仪器设备的性能测试和校核。\n进口仪器设备的验收,应有国家指定的法定检验机构派出的专 家参加。\n(2)核对凭证 :核对凭证的目的是检查到货与采购物资与凭证 是否相符。以确保购进的仪器设备与拟采购的仪器设备相符(包括 生产单位、型号、规格、批号、数量等与采购单据是否一致),同 时检查到货物资技术资料所显示的性能与需要物资的技术指标是否 一致。凭证核对完成后才能进行实物的验收。\n(3)实物点验 :实物点验通常分两步进行。\n① 数量点验和外观检查 检查物资的数量以及外观是否完好, 仪器设备属于高档商品, 一般情况下不允许存在外观上的损伤。数 量点验还包括配套件是否齐全、完好。\n② 内在质量检查 仪器设备的内在质量检查,通常的做法是 进行试用.\n试用检验包括使用标准试样和实样检验试验,二者的差异在于 实样存在“干扰因素”,可以检查仪器设备的“抗干扰能力”。这对 于企业生产检验具有重要意义。\n大型或者贵重精密仪器设备,通常由生产厂家或供应商派出专 家指导安装并进行调试,调试完成后再由采购单位进行实地技术 验收。\n(4)建账归档 : 所有验收工作完成后,要对被验收的仪器设备 建立专门的账目和档案,移交使用并进行日常运行管理。"]
- ["问:如何进行仪器设备的技术档案管理?", "答:(1)仪器设备的技术档案 包括以下两种。\n① 原始档案 :包括申请采购报告、订货单及随同仪器设备附 带的全部技术资料。\n② 使用档案 a. 运行工作日志及运行记录。b. 仪器设备履历 卡,内容包括故障的发生时间、故障现象、原因、处理等记录;维 修记录;质量鉴定及鉴定证书(或记录);精度校核记录;改造 (改装)记录等资料。\n(2)仪器设备的技术档案的管理\n① 仪器设备的技术档案应于申请采购时即建立。\n② 仪器设备的技术档案必须收录所有与该仪器设备有关的技 术资料,包括主要生产厂家或供应商的产品介绍资料、说明书等书 面材料。\n③ 仪器设备在验收到报废的整个寿命周期中,发生的所有的 现象及其处理均应详细如实记录,并按发生时间先后次序归档(特 殊状况者可以另列专项目录,以方便查阅)。\n④ 所有仪器设备技术档案必须妥善保管属于报废或淘汰的仪 器设备的技术档案的处理,不得随意销毁。应报告企业主管部门, 并按批复进行处理。"]
- ["问:如何正确进行化验仪器设备的管理?", "答:仪器设备保管的好坏直接影响仪器设备的使用寿命,仪 器设备的管理主要从以下几方面进行。\n(1)化验室应建立健全的仪器设备的管理制度。\n(2)化验室的仪器设备无论是投入运行还是储存状态,均应有 指定人员负责使用、保管。原则上贵重仪器设备设专人使用操作,一般性仪器设备设专人保管。\n(3)仪器设备的使用、保管人员应同时负责仪器设备的日常维 护、保养工作,负责日常运行档案的记录工作,并对仪器设备的状 况有明确的了解。\n(4)凡发现仪器设备运行异常,应及时停止运行,避免仪器设 备在继续运行中发生更大的损坏。并应及时报告有关主管部门,组 织检查维修。需要启动备用仪器设备的,应及时启动备用装置,以 免影响分析化验工作。\n(5)凡需要定期进行计量检定的仪器设备,使用人员应根据仪 器设备状况定期申报检定。凡发现仪器设备计量异常,应随时报 告,并根据实际情况申报临时报修和送检,以确保仪器设备的计量 特性准确可靠。\n(6)对暂时不用的仪器设备,应封存保管,并定期清扫、检 查,做好防尘、防潮、防锈等维护工作,以保护封存仪器设备不致 损坏。对不再使用或长期闲置的仪器设备,要及时调出,避免设备积压浪费。\n(7)对不遵守有关规定使用一般性仪器设备者,保管人员应及 时提出意见,避免发生损坏。不听从劝告者,应予批评。若造成设 备损坏者,应追究当事人事故责任。\n(8)使用、保管人员玩忽职守,导致仪器设备损坏,应追究事故责任。"]
- ["问:如何正确使用仪器设备?", "答:仪器设备的合理使用是延长仪器设备的使用寿命、保持 仪器设备的应有精度、提高使用效率的重要保证。合理使用仪器设 备必须做到以下几点。\n(1)合理安排仪器设备的任务和工作负荷 \n严禁仪器设备超负 荷运行,也不要用高精度仪器设备“干”粗活(尤其是长时间在低 性能要求下运行),既浪费了仪器设备的精度,也增加了仪器设备 的损耗。\n(2)配备熟练的操作人员 \n从事仪器设备操作的工作人员应经 过必要的技术培训,考核合格方能上机操作。大型精密仪器设备更 应从严掌握。\n(3)建立健全操作规程及维护制度,并严格执行。\n(4)为仪器设备提供良好的运行环境 根据仪器设备的不同要 求,采取适当的防潮、防尘、防振、保暖、降温、防晒、防静电等 防护措施,以保证仪器设备的正常运行,延长使用寿命,确保实验 操作的安全和数据的可靠。\n(5)仪器设备一旦投入使用,便应充分利用 只有充分利用仪 器设备,才能充分发挥资金的投资效益。但是,不要因为还有闲置 的同类型设备便实行轮换使用,甚至连“备用”设备也投入运行, 致使所有仪器设备同时“衰老”,失去“备用”仪器设备的后备作用。\n(6)“备用”仪器设备必须经常保持优良的备用状态 “备用” 设备应定期进行必要的“试运行”和性能检测,确保其工作性能 稳定。"]
- ["问:如何进行实验仪器设备的维护保养?", "答:仪器设备在运行过程中,由于种种原因,其技术状况必 然会发生某些变化,可能影响设备的性能,甚至诱发设备故障及事 故。及时发现和排除这些隐患,才能保证仪器设备的正常运行。因此,仪器设备的维护和保养对仪器设备的正常运行具有重要的 意义。\n(1)在用仪器设备的日常保养\n① 对仪器设备做好经常性的清洁工作,保持仪器设备清洁。\n② 定期进行仪器设备的功能和测量精度的检测、校验以及 “磨损”程度的测定。\n③ 定期地润滑、防腐蚀,做防锈检查,及时发现仪器设备的 变异部位及程度,并做出相应的技术处理,防患于未然。\n(2)“封存”仪器设备的保养\n① 凡属于“封存”的仪器设备,在封存以前必须进行全面的检 查,并对其进行“防潮、防锈和防腐蚀”的密封包装,予以“封存”。\n②“封存”的仪器设备应存放在清洁、干燥、阴凉、没有有害 气体和灰尘侵蚀的地方(储物柜或架子上)。\n③ 经常检查“封存”仪器设备的存放地点,如发现保存条件 有变化,应适当“拆包”检查,长期“封存”的仪器设备也应定期 “拆包”检查,以及时采取措施予以维护。\n(3)备用仪器设备的保养\n① 备用的仪器设备, 一般情况下是不运行的,因此可以像 “封存”仪器设备那样进行“防潮、防锈和防腐蚀”处理,但不需 要密封,而改用活动的“罩”或“盖”,把仪器设备与外界分隔开 来即可。\n② 备用的仪器设备必须定期进行“试运行”,以检查其工作性 能,确保其处于优良状态。发现备用仪器设备有性能变劣现象时, 除了及时予以维修以外,应迅速查找原因,并及时予以消除,以确 保备用仪器设备的“备用”作用。\n(4)仪器设备保养的要求\n① 制定仪器设备的保养制度,做到维护保养经常化、制度化, 并与化验室的清洁工作结合进行,责任落实到人。\n② 仪器设备的保养应坚持实行“三防四定”制度,做到“防 尘、防潮、防震”和“定人保管、定点存放、定期维护和定期检修”。\n③ 大型和重点仪器设备要规定“一级保养”和“二级保养” 等维护保养工作周期、时间,列入工作计划并按期实施。"]
- ["问:玻璃电极 pH 计 的 基 本 组 成 ?", "答:玻璃电极 pH 计是玻璃电极测定法的常用设备。玻璃电极 测定法是以玻璃电极为指示,饱和甘汞电极为参比电极组成电池。 在25℃理想条件下,氢离子活度变化10 倍,使电动势偏移 59.16mV。 玻璃电极不受颜色、浊度、胶体物质、氧化剂、还原 剂或高盐度的干扰,在pH>10 时有钠误差。使用专门的“低钠误 差”电极可减小这种误差。\n该仪器设备由电位计、玻璃电极、参比电极和温度补偿器所组 成。把两个电极浸没在试液中,通过电位计完成一个平衡电路。许 多pH 计能读取 pH 数或毫伏数。有些 pH 计因刻度已扩展, pH 读数可达0.001单位,但是多数仪器没有那么准确。\n常规检验使用的 pH 计,应当准确和可再现到0.1pH 单位, pH 值范围从0~14,并配备有温度补偿校正设备。\n(1)参比电极 \n由提供标准电极电位的半电池构成。 一般使用 的是甘汞和银电极,或者是使用各种类型的液体接合电极。氧化银 参比电极的液体接合点是关键性的,因为在这一点,电极向水样或 缓冲溶液形成一个盐桥,而且产生液接电位,它又影响氢离子产生 的电位,参比电极结合部可能是陶瓷片、石英片或石棉纤维片,或 者是套筒型的,石英型使用最广泛,石棉纤维型不适用于强碱溶液, 而陶瓷片和套筒型的不适用于强酸溶液。使用时要遵照制造厂关于 参比电极的使用说明和注意事项,除了电极密封以外,须用合格的 电解质溶液重新填充到适当的高度,并且使接合部确保适当的湿润。\n(2)玻璃电极 \n这个传感电极由一个特殊玻璃球做成,它含有 固定浓度的 HCl 或氯化物的缓冲液,溶液与一个内参比电极接触。 一个新电极浸入溶液之后,玻璃球的外表面形成一水化层。并且钠 离子同氢离子交换建立一个氢离子表层,这样与在固定位置上带负 电荷的与负离子相斥的硅酸一起,在玻璃-溶液界面上形成电位。这个电位是溶液中氢离子活度的函数。\n现在有几种玻璃电极可以使用:可适用于高温使用的“低钠误 差”电极,用于测定pH 值大于10的水样,复合电极是将玻璃和 参比电极组合于一个探头内。烧杯最好使用聚乙烯或聚四氟乙烯 (TEF) 烧杯。"]
- ["问:玻璃电极法测定 pH 值的操作方法是什么?", "答:(1)将水样与标准溶液调到同一温度,记录测定温度, 把仪器温度补偿旋钮调至该温度处,选用与水样 pH 值相差不超过 2 个 pH 单位的标准溶液校准仪器。从第一个标准溶液中取出两个 电极,彻底冲洗,并用滤纸吸干。再浸入第二个标准溶液中,其 pH 值约与前一个相差3个pH 单位。如测定值与第二个标准溶液 pH 值之差大于0.1pH 值时,就要检查仪器、电极或标准溶液是否 有问题。当三者均无异常情况时方可测定水样。\n(2)水样测定:先用水仔细冲洗两个电极,再用水样冲洗,然 后将电极浸入水样中,小心搅拌或摇动使其均匀,待读数稳定后记 录 pH 值。"]
- ["问:玻璃电极法测定 pH 时 的 注 意 事 项 ?", "答:( 1)玻璃电极在使用前应在蒸馏水中浸泡24h 以上,用 完后冲洗干净,并浸泡在水中。\n(2)测定时,玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中,使它稍高于 甘汞电极的陶瓷芯端,以免搅拌时碰破。\n(3)玻璃电极的内电极与球泡之间以及甘汞电极与陶瓷芯之间 不可存在气泡,以防断路。\n(4)甘汞电极的饱和氯化钾液面必须高于汞体。并应有适量氯化 钾晶体存在。以保证氯化钾溶液的饱和,使用前必须先拔掉上孔胶塞。\n(5)为防止空气中二氧化碳溶入或水样中二氧化碳逸失,测定 前不宜提前打开水样瓶塞。\n(6)玻璃电极球泡受污染时,可用稀盐酸溶解无机盐结垢,用丙酮除去油污(但不能用无水乙醇)。按上述方法处理的电极应在水中浸泡一昼夜再使用。\n(7)注意电极的出厂日期,存放时间过长的电极性能将变劣。"]
- ["问:化验设备操作管理过程中应注意哪些安全措施?", "答:(1)禁止将挥发性或易燃有机溶剂用火焰或电炉直接加 热,应该用水浴加热,可燃物质如汽油、煤油、酒精、乙醚、苯、 丙酮、氢气钢瓶等物应远离烘箱、电炉等热源。所有的加热、蒸馏 操作至少要有一人在现场看护,高温电热炉操作时要带好手套,蒸 馏前先打开冷凝水然后才能加热。电热机械应有合适垫板,如加热 石棉网等。\n(2)禁止用火焰在燃气管道上找漏气处,应使用肥皂水检查。\n(3)酒精灯内酒精量应保持在灯具容量的1/4~2/3,禁止在 酒精灯未熄灭前补加酒精,更不允许两个酒精灯对口借火。\n(4)性质不同的药品应分开存放, 一般药品应放在阴凉干燥 处,易燃易爆药品要储存在阴凉通风避光的地方,黄磷应储存于水 中,金属钠应储存于煤油中,生化药品放在冰箱内。剧毒药品必须 制定保管、使用制度,并应设专柜并双人双锁保管,有毒有害气体 产生的实验操作必须放在通风橱内进行。\n(5)洗液的配置应严格按照规范进行,稀释硫酸时必须仔细 缓慢地将硫酸加到水中,而不能将水加到硫酸中;倒硝酸、氨水和 氢氟酸等必须带好乳胶手套;启开乙醚和氨水等易挥发的试剂瓶 时,决不可使瓶口对着自己或他人;严禁用口吸取有害化学药剂或 废水。\n(6)离心机速度应逐渐加大,必须在完全停止转动后才能开盖。\n(7)化验时应配备有消防设备,如黄沙桶和四氯化碳灭火器 等,黄沙桶内的黄沙应保持干燥,不可浸水。\n(8)每天工作结束后,要对水、气、电等进行仔细检查,确认 安全后才可离开。\n(9)加强对化验员安全知识教育和急救方法学习。"]
- ["问:电 磁 流 量 计 有 什 么 特 点 ? 应 如 何 运 行 和 维 护 ?", "答:电磁流量计是利用电磁感应原理即“导线切割磁力线” 而制成的流量测量仪表。只能测量有导电性能的介质。它的优点是 没有深入管道内部的部件,不受被测液体的物理性质(温度、压 力、黏度)变化的影响。其仪表安装时要与管道串联,可随管道直 径大小而制造,以几毫米到2m 以上都可配套。\n电磁流量计主要由变送器和转换器两部分组成。被测介质的流 量经变送器变换成感应电势后,再经转换器把感应电势信号转换成 标准的4~20mA 电流信号输出到显示器显示瞬时流量,同时输送 到数据处理器累计全部流量或送到计算机控制系统进行监控。\n电磁流量计在污水处理厂使用中应注意以下几点。\n(1)被测介质的含固率<10%。\n(2)电磁流量计的非接触介质的部分如变送器外壳、线圈等怕 潮湿、腐蚀气等,注意防护不被侵害。\n(3)为保证电磁流量计正常工作必须将测量管道充满介质,气 泡会强烈干扰电磁转换,导致测量仪表失效。\n(4)电磁流量计的变送器应按安装说明要求可靠接地,防止影 响仪表的准确性。\n(5)电磁流量计的进、出管道口应设旁通管道和阀门,以便在 维护、大修电磁流量计时能暂时旁通,保证运行不间断。\n(6)电磁流量计的变送器设计和安装应满足前后直管段的要 求。还要注意介质的腐蚀性、磨损性,合理选择流量计的衬里 材料。\n(7)电磁流量计的技术资料应齐全、准确符合管理要求。即说 明书、调试记录、运行记录、零部件更换、维修记录等齐全、 准确。\n(8)定期维护和校验。每班巡视和检查,检查表体、连接管 路、线路、密封件、阀门是否有泄漏、损坏、腐蚀。紧固件不得松 动,每三个月进行一次零位调整和接地测试。冬季还应做好防冻保温工作。"]
- ["问:涡 街 流 量 计 有 什 么 特 点 ? 在 使 用 中 应 注 意 什 么 ?", "答:涡街流量计原理是将一根非流线型柱状物(如三角柱体) 垂直于流体中。在柱状物的下游两列产生两列旋转方向相反、交替 出现的旋涡,称为卡门涡街,通过对其测量计算可得出被测流体的 体积流量。\n涡街流量计在污水厂中多用在测量空气流量上,在鼓风机的送 风管道上常见。其特点是测量精度高,结构简单,安装、维护方 便。因该仪表是速度测量方法,管道内流速分布对其测量的准确性 有较大影响,因此,在使用中应注意:严格按照说明书安装涡街流 量计,并且要垂直向上安装,方向不能搞错,否则仪表指示错误或 不能工作;漩涡发生体前面至少要有15D(D 为管道直径)长,后 面要有5D 长的直管段,如果管径大则直管段就更大;若被测介质 中有沉积物或异物堵塞传感器可能造成传感器损坏,必要时可拆下 检查。"]
- ["问:转子流量计有什么特点? 应如何运行和维护?", "答:转子流量计的工作原理是利用节流装置,以压差不变、 节流面积的变化来反映流量的大小,也可称为恒压差、变面积的 流量测量方法。其装置主要由一根自上而下的倒垂直逐渐缩小的 锥管和一只随流量大小可上下移动的转子组成(液体是自下而上 升的)。锥管上标有流量的单位,供读表用。转子流量计因其简 单的构造,维护也就很方便。常用在污泥处理加碱液装置上,如 脱硫装置上,或加酸的地方,如出水消毒加氯计量用。但要特别 注意检查锥管内结垢状况。如遇碱性结垢或酸性结垢,应分别酸 洗或碱洗,保持锥管内壁光滑。在北方冬季寒冷的地方还要保温 防冻。\n转子流量计灵敏度高,压力损失少且恒定,但不足之处是精度 易受被测介质密度、黏度、温度、压力等因素影响而比较低。"]
- ["问:什 么 是 差 压 式 流 量 计 ? 安 装 与 运 行 应 注 意 什 么 ?", "答:差压式流量计是应用节流装置(如孔板、喷嘴、文亘利 管、均速管等)产生的压力差来实现测量流量。它由节流装置(包 括节流件和取压装置)、引压管路和三阀组与差压计三部分组成。 在污水处理过程中,常用孔板流量计来测量气体流量。如鼓风机出 口的流量,进入曝气池的空气流量,消化池的蒸汽加温流量等。\n安装差压流量计的正确与否,直接影响到仪表的测量精度。如 果设计、使用等环节均符合规定,则测量误差应允许在±1%范围 以内。\n(1)节流装置的安装应注意以下几个问题:①保证节流元件前 端面与管道轴线垂直;②保证节流元件的开孔与管道同心;③密封 垫不得突入管道内壁。\n(2)差压信号管路安装应注意以下几个问题:①信号管路应按 最短距离敷设,最好在16m 以内,管径不得小于6mm;② 引压管 应带有阀门等必要的附件,以备维护和冲洗;③引压管路应做好冬 季保温工作。\n(3)差压计的安装应注意以下几个问题:①工况要满足正常工 作条件且便于操作和维护;②差压计前必须安装三阀组以便检查差 压计的回零及冲洗排泥。\n(4)三阀组的启动顺序:打开正压阀,关闭平衡阀,打开负压 阀。停运的顺序是关闭正压阀和负压阀,打开平衡阀。\n(5)差压计的主要特点是:结构简单、工作可靠、使用寿命 长、适应性强,可测量各种工作状态下的单相流体量。不足之处是 压力损失较大,维护、保养工作量大,对测量介质要求均匀,不能 有颗粒杂质。\n(6)日常维护应每班巡回检查,内容包括:查看仪表供电是否 正常;查看表体、连接管路、线路、阀门是否有泄漏、损坏、腐 蚀。清洁仪表外部。\n(7)定期进行正、负导管排污;每六个月进行一次精度检查、校验。"]
- ["问:什么是在线 pH 计?其安装和运行应注意什么?", "答:在线pH 计又称酸度计,是能连续测量水溶液中氢离子浓 度的仪器。它由变送器和测量传感器两部分组成,并通过变送器把 测量信号送到PLC 去显示和记录。污水处理厂为了了解进、出水 的性质, 一般在进、出水渠道(管道)上安装。\n其工作原理是在被测液体中插入两个不同的电极,其中一个电 极的电位随溶液中氢离子浓度的改变而变为工作电极,另一个电极 不随浓度变化而是固定不变的称为参考电极。这两个电极形成一个 原电池,测定两个电极间的电势,在仪器上通过直流放大器放大 后,以数字或指针的形式在仪表上显示出来,就可知道被测液体的 pH 值,因此也称为pH 的电位法测量仪。pH 计的核心是电位计, 通常装有温度补偿装置,用来校正温度对电极的影响。\npH 计的安装与选择要根据污水处理厂的实际情况而定。污水 中不同的有害物质及现场的环境好坏对仪器的测量结果与使用寿命 都有影响。\n在运行操作和维护中应注意以下几点。\n(1)在线 pH 计的电极长期泡在污水里,电极的表面会产生污 垢,虽然有的装有清洗装置,或多或少总会妨碍测量的准确性。为 保证测量的准确,应根据污水的实际情况,确定清洗电极的时间, 一般建议每1~6个月清洗一次。\n(2)如果电极上的附着物容易去除,可直接用清水冲洗,并用 滤纸吸去或轻拭,不能用力过大。参比电极可用软毛刷蘸合适的清 洗液清洗。如果玻璃电极上附着大量油脂或乳化物时,可放入清洗 剂中清洗。如果附着无机盐垢,可将其浸泡于0.1mol/L 浓度的盐 酸溶液中,待结垢溶解后用水充分清洗。若效果不明显,可改用丙 酮或乙醚进行清洗。再使用前,玻璃电极测量部位要在蒸馏水中浸 泡24h 以上,使之形成良好的水化层。如要保存电极时,应使电极 的测量部位浸泡在饱和的Kcl 溶液中。\n(3)仪器有故障需维修时,应注意有无漏电、击穿电路板情 况,在维修电路板时,手先接触连接地面导体后再操作,防止静电 击坏仪表。\n(4)pH计电极在使用前需进行标定,标定是以 pH 值为7和 4的两种标准液为基准进行的。将pH 值电极先后浸泡在7号液和 4号液中,当pH 值稳定在≤±pH0.05 范围内超过10s 后,测量 值稳定,按下确认键,标定完成。如果环境条件不好或操作有误都 会造成标定失败,需重新标定,直至达标。"]
- ["问:什么是在线 COD 测 量 仪 ? 如 何 运 行 和 维 护 ?", "答:在线 COD 的测量分为传统试剂法(重铬酸钾法、高锰酸 钾法等)和紫外线法。\n紫外线法是根据有机物对紫外线有吸收作用的原理,通过对被 测物紫外线消光度的测定,而实现 COD 值的分析测量。\n传统法(化学法)是用PLC 控制原手工化验的步骤,用自动 办法完成在线测量 COD 值。\n目前常用的紫外线法在线 COD 测定仪,主要是进口产品,与 在线传统试剂法相比有无需进行采样和采样预处理,无需化学试剂 (运行成本低),响应速度快(连续测量),自动补偿浊度的影响和 自动清洗(通过压缩空气清洗)方便,结构简单(由传感器、变送 器两部分组成)等优点。\n紫外线法 COD 测定仪的安装地点流速不能太快,不能有漩 涡,不能直接提电缆来取探头,探头测量狭缝方向应与水流方向一 致(自净作用)。紫外线法 COD 测定仪的标定方式与传统试剂法 不同,须借助化验室测量结果来标定。 一般需每周一次人工清洗保 证测量窗口的清洁,保持仪表的正常工作。标定时需两点标定: 一 点为蒸馏水样(测得频率, COD 值为0);另一 点为实际水样(测 得频率,通过试验室测得COD 值),将这两点数据输入仪表完成 标定。\n传统试剂法 COD 测定仪,在日常维护检查时主要检查仪器的工作是否正常。比如进出管路是否畅通,有无泄漏;保持仪器的清 洁,尤其是对转动部分和易损件要检查和更换,防止其损坏造成泄 漏腐蚀仪器。重铬酸钾、硫酸银属于腐蚀性试剂,在工作现场易挥 发和吸潮,应定期更换, 一般至少3个月一次,蠕动泵经常吸取强 腐蚀性试剂,应三个月左右检修或更换一次,保证其运行可靠。其 测量反应室可每年进行一次彻底的清检。仪器在出厂时存有设定的 工作曲线,但由于现场工况的不同,应对其工作曲线进行校验,使 其更准确地测定。可由实验室配制 COD 标准液进行校核,校准过 程与测量循环过程相同。校准后更改有关参数,对工作曲线进行 调节。"]
- ["问:在线污泥浓度计有什么作用?", "答:污泥浓度计也称悬浮物浓度计,是污水处理工艺中常要 检测的参数之一。污水处理厂需要测量的污泥浓度有初沉池排泥管 道(渠道)污泥、回流污泥、曝气池污泥、浓缩池污泥等的浓度。 目前污泥浓度计从工作原理上来,大致有光学型、超声波型、辐射 型三种。其中光学型较为普遍较为成熟。\n光学型污泥浓度计与光学型浊度计的工作原理相同,都是利用 光学原理,主要差别是由于污泥浓度计要测量的悬浮物浓度大大高 于浊度计,因此利用光吸收原理。而浊度计测量的对象是悬浮物浓 度较低、固体颗粒较小的物质,因此采用光散射原理。\n污泥浓度计的维护、保养与浊度计的维护、保养基本相同。"]
- ["问:什 么 是 在 线 余 氯 计 ? 有 什 么 作 用 ?", "答:余氯是指加氧消毒时氯与水溶液接触一段时间后在水中 所剩余的氯。加氯消毒常常是污水处理厂的最后一道工序。而加氯 消毒过程里,水中余氯的浓度是必须监测和控制的重要参数。余氯 有游离性余氯和结合性余氯。氯气加入水中后由氯分子、次氯酸分 子、次氯酸离子产生的余氯称游离性余氯。氯和水中的氨结合后产 生的一氯胺、二氯胺等化合物,称为结合性氯。在线余氯计就是用来连续测量水中余氯含量的仪表。 一般在线余氯计是用电化学法原 理制造的,其制造方法是将金阳极和银阴极两个电极置放在电解液 中,电解液和电极由薄膜与被测溶液隔离开来,在两电极之间加极 化电压。被测溶液中游离的氯元素以次氯酸 (HClO) 和次氯酸离 子 (ClO⁻) 的形式出现,并渗透薄膜在金阳极和银阴极之间得失 电子产生电流,这个电流被变送器放大送到显示仪上显示了被测参 数,就是余氯数。"]
- ["问:什么是在线气体监测仪? 都有哪些种类?", "答:污水处理厂的各种地下管道、检查井、容器都可能泄露 有毒、有害及易燃易爆气体。这些气体如不被及早发现和采取有效 措施,会对人身、设备造成严重损害。因此在污水处理厂的各个有 可能发生毒气 (H₂S 、 氯气)、易燃易爆气体 (CH₄ 、CO 、H₂)等地方都要设置在线报警仪,或者到这些地方工作时应携带便携式 报警仪,穿戴防护服。\n有毒、易燃气体监测仪种类繁多,它们的工作原理和用途基本 相同,其简单原理如下图所示。\n@GJJ43.png@$\n有毒、有害气体监测仪的操作要按照各监测仪的说明正确操 作,隔一段时间要根据使用情况进行维护、保养和校准,每年还要 到技术监督部门进行校核,始终保持良好的工作状态,确保安全 生产。"]
- ["问:格栅系统自动控制的要求是什么?", "答:污水处理厂的控制系统均采用自动控制、遥控和就地控 制三种控制方式。自动控制由可编程序控制按软件程序完成,遥 控由中央控制室操作人员控制,就地控制即在设备现场的手动 控制。\n粗、细格栅自动控制系统对格栅设置两种控制方式:水位差 自动控制、手动控制。在格栅前后设超声波液位差仪表,根据水 位测量测得格栅前后水位差值自动控制机械格栅的运行,即水位 差达到设定值时,自动启动格栅。PLC 系统将根据软件程序自动 控制输送栅渣压实机、机械格栅的顺序启停、运行、停车以及安 全连锁保护。任何一台格栅启动时,均须启动栅渣压实机和栅渣 输送机。"]
- ["问:水泵自动控制系统的要求是什么?", "答:水泵的自动控制系统是在泵吸水池设超声波液位计或液 位传感器,根据水位测量仪测得的水池水位值,控制多台水泵的启 停运行。\n该系统应达到下述要求:水池水位高至某一设定的水位值时, PLC 系统可按软件程序自动增加水泵运行的台数;相反,当水池 水位降至某一设定水位时, PLC 系统自动按软件程序减少水泵运 行的台数。同时,系统能够积累各个水泵的运行时间,自动轮换水 泵,保证各水泵积累的运行时间相等,使其保持最佳的运行状态。 当水位降至最低水位时,自动控制全部水泵停止运行。通过监控管 理系统和就地控制系统的操作,可以设定水位值。"]
- ["问:水解酸化池自动控制系统的要求是什么?", "答:水解酸化池的自动控制系统是根据运行需要,在水解酸 化池设置在线酸碱度计、污泥浓度计、泥位计,实现水解酸化池的 自动控制。自动控制系统包括泥位控制和污泥浓度控制。该系统应 达到下述要求。\n(1)泥位控制 通过泥位液面检测仪,当泥位达到设定值时启 动排泥阀,排除多余污泥。\n(2)污泥浓度控制 通过污泥浓度计控制水解酸化池污泥区污 泥的浓度(4.0~5.5g/L), 当污泥浓度低于设定值时,可减少排 泥次数,或补充新鲜污泥;当污泥浓度高于设定值时,可及时 排泥。"]
- ["问:曝气池自动控制系统的要求是什么?", "答:曝气池自动控制系统是在曝气池内设在线式溶解氧仪, 由 PLC 按照溶解氧仪测定值来完成曝气生物处理系统中各种设备 的启停。曝气池自动控制系统主要为空气曝气量调节,另外,对曝 气生物滤池还包括反冲洗频率的控制。该系统应达到下述要求。\n(1)根据曝气生物池设定的溶解氧值调节风机的转速和空气管 上的电动调节阀,控制空气量。其次根据风机空气总管的压力控制 风机的运转台数。在保证满足池内空气量需求量的前提下,尽可能 地节省能耗,上述各调节相互关联、相互影响,最终达到最佳 状态。\n(2)曝气生物滤池的自动控制还需增加反冲洗的控制,主要控 制反冲洗强度和反冲洗次数。反冲洗强度以反冲洗滤层的膨胀率为 依据,控制在10%左右;反冲洗次数控制一般一天反冲洗一次, 控制冲洗水量为进水水量的7%~10%。"]
- ["问:现场检测仪表的要求有哪些?", "答:现场检测仪表是现场采集工艺参数的主要仪器,是污水厂(站)实施科学管理的主体。为了便于计算机系统连接和维护管 理的方便,仪表全部是在线测量仪表。考虑到水质及现场环境的条 件,为防止探头结垢,采用非接触式、无阻塞隔膜式、自清洗式的 传感器,且户外安装的仪表变送器保护等级达到 IP65, 浸没在水 下的仪表传感器保护等级达到 IP68。 为了保证仪表信号的可靠性 仪表应带有温度传感补偿且采用4~20mA 的输出信号,并带足专 用电缆和安装附件。"]
- ["问:如何进行监控仪表的维护管理?", "答:现场仪表的监测点按工艺要求布设,不得随意变动,操 作人员维护管理应注意以下几点:\n① 各类仪表的传感器按要求定期清污除垢,发现异常及时 处理;\n② 由专业技术人员负责按要求定期检修仪表中各类元器件, 转换器和变压器等仪表;\n③ 监控仪表的各部件应完整、清洁、无锈蚀,表盘标尺刻度 清晰,铭牌标记铅封完好。"]
- ["问:如何进行计算机系统的维护?", "答:计算机系统作为污水处理厂的核心监测和控制部分,它 的日常维护与更新关系到整个系统的稳定, 一个完整科学的维护与 更新计划将对污水处理厂的生产安全、质量、效率、效益起到积极 推动作用。\n(1)计算机系统硬件的维护 为了保证计算机系统硬件运行正 常,必须建设一个稳定、可靠的运行环境,包括室外计算机网络的 安全检测、线路维护与巡查、室内计算机系统的温/湿度调节、电 源电压的净化、静电防护、雷电雷击防护等。\n(2)计算机系统的软件维护 通过建立计算机安全保证体系、 计算机工作日志数据库、重要生产数据定期备份、病毒在线监测体 系,保证计算机系统软件的正常运行。通过培训计算机操作人员的业务水平,避免计算机软件的人为性损坏。\n(3)规章制度的建立 建立健全计算机系统的维护制度,也包 括《计算机操作人员工作守则》、《计算机控制室工作条例》、《计算 机系统日常维护程序》、《计算机系统操作规范》等。\n(4)人员岗位的设立 根据污水处理厂工作需要,宜设立计算 机系统管理员、计算机系统操作员、计算机硬件维护工程师、计算 机网络管理员等。"]
- ["问:潜污泵运行维护的主要内容是什么? 其常见故障\n有 哪 些 ?", "答:潜污泵运行维护的主要内容如下。\n(1)泵启动前检查叶轮是否转动灵活、油室内是否有油。通电 后叶轮旋转方向应正确。\n(2)检查电缆有无破损、折断,接线盒电缆线的入口密封是否 完好,发现有可能漏电及泄漏的地方及时妥善处理。\n(3)严禁将泵的电缆当作吊线使用,以免发生危险。\n(4)定期检查电动机之间和地之间的绝缘电阻,低于允许值 时,检查电泵接地是否牢固可靠。\n(5)泵停止使用后应放入清水中运转数分钟,防止泵内留下沉 积物,保证泵内的清洁。\n(6)泵不用时,应从水中取出,不要长期浸泡在水中,以减少 电机定子绕组受潮的机会。当气温很低时,需防止泵壳内冻冰。\n(7)叶轮和泵体之间的密封不应受到磨损,间隙不得超过允许 值,否则应更换密封环。\n(8)运行半年后应经常检查泵的油室密封状况,如油室中油呈 乳化状态或有水沉淀出来,应及时更换10#~30#机油和机械密封 件。冷却油应每年更换一次。\n(9)不要随便拆卸电泵零件,需拆卸时不要猛敲、猛打,以免 损坏密封件。正常条件下,工作一年后应进行一次大修,更换已磨 损的易磨损件并检查紧固件的状态。\n(10)对轨道式潜污泵,日常巡视过程中应注意进水泵的声音 是否正常,有无异常振动,若有异常情况应及时处理。每半年应将潜水泵提出,检查水泵各部位的螺栓是否松动或损坏,若有问题应 及时紧固或更换。\n水泵常见故障有以下几种。\n(1)泵不出水 其可能原因是因为泵内有空气存在,遇到这种 情况,可先将泵关闭,然后重新开启即可。另外,也可能是叶轮中 存在木头等硬物,将泵堵住,此时需将泵提出清理。\n(2)泵杂音大,振动大 其可能原因是泵底座损坏,或是泵上 的螺钉松动,需将泵提出检查。\n(3)电流显示值比标准高出许多 在排除泵中夹有异物的前提 下,需将泵关闭,由专业维修人员进一步检查。"]
- ["问:离心泵工作原理是什么?", "答:离心泵的泵体部分由叶轮和泵壳所组成,叶轮由电动机 带动高速旋转时,充满在泵体中的液体被带着转动,由于离心力的 作用,液体离开叶轮时具有一定的压强,并以较大的速度被抛向泵 壳。与此同时,在叶轮的中心形成低压,使液体不断吸入,这样, 液体源源不断地吸入泵内并产生一定的压强而排至压出管,输送到 需要的地方。"]
- ["问:离心泵的使用常识有哪些?", "答:离心泵的使用常识如下。\n(1)离心泵的安装位置受允许吸上(或吸人)高度即吸程的限 制,超过这个高度,离心泵就不能正常工作,甚至无法吸入液体。 同时,被输送液体的温度越高,允许吸上高度就越低。下表中 列出了输送不同温度的水时, 一般离心泵的允许吸上高度,供 参考。\n@GJJ44.png@$\n如果泵的实际吸入高度超过允许吸入高度,液体在叶轮入口附 近就会部分汽化,继续流到叶轮压强较高处,气泡又迅速凝结, 使周围的液体迅速合拢,从而产生强烈的水力冲击,其频率每秒 2万~3万次,使叶轮表面造成严重的损伤。这种现象叫做汽蚀现 象。汽蚀会对泵产生严重的破坏作用,所以它是影响泵的寿命的一 个重要因素。\n为不致降低泵的允许吸入高度,在吸入管路中应尽量避免设置 不必要的管件,而且吸入管路的直径通常较压出管路为大。在调节 流量时,也需注意不要关小入口阀,只需调节出口阀。\n(2)离心泵在开动前,泵内和吸入管路内必须充满液体,当气 体存在时,就不能吸入液体,这种现象叫“气缚”,其原因是由于气 体的密度比液体小得多,所受的压力也小得多,因此在泵内产生的 压差也很小,不足以在入口处形成足够的真空度来抽吸液体。为了 防止气缚的产生,在泵的吸入管底部装一单向阀(称底阀),使泵和 吸入管路内充满液体。另外,在吸入管路和泵轴填料函处均不应漏气。\n(3)为了减小电机在启动时的负荷及防止出口管路发生水力冲 击,泵的出门阀应在启动前关闭。但在出口阀关闭的情况下,运转 时间不宜太长(例如不超过2~3min), 以免泵发热;停泵时,应 先关闭出口阀,以免液体倒流。如较长时间不用时,应将泵内和管 路内的液体放净。"]
- ["问:离心泵的常见故障有哪些?", "答:在废水处理运行中,离心泵产生故障的种类很多,表现 的形式也多种多样。 一般来说,根据故障的性质可分为以下四大类。\n(1)性能故障 :由于各种原因,使离心泵的性能(如流量、扬 程等)达不到规定的要求。\n(2)磨损腐蚀故障 :由于废水对泵的腐蚀或水中夹带固体造成的磨损。\n(3)密封损坏故障:由于填料密封或机械密封损坏造成的故障。\n(4)其他机械故障:由于其他各种机械损坏所造成的故障。"]
- ["问:离心泵的故障原因有哪些?", "答:离心泵的故障,不仅直接影响废水处理设施的运行,甚 至使泵不能正常运转而被迫停机。为消除故障,必须找出产生故障 的原因,再采取相应的措施,使离心泵正常运行。离心泵产生故障 的原因如下。\n① 由于离心泵吸入管路的法兰连接不严密,空气进入泵的吸入端;\n② 由于未灌泵或已灌泵但没有排净气体,管内或泵壳内存有 气体;\n③ 吸人管底阀失灵、底阀或滤网被堵塞;\n④ 吸入管底阀关闭不严,灌泵时液体倒流出而灌不满;\n⑤ 由于废水液面降低,吸入管口淹没深度不够,或安装高度超过泵的允许吸上高度;\n⑥ 被吸入侧液面的压力下降,或液体温度升高;\n⑦ 离心泵的转速不够,或电动机反转;\n⑧ 叶轮严重腐蚀,叶轮松脱或叶轮反装(特别是双吸泵); ⑨ 离心泵的排出端压力超出了设计压力,造成反压过高;\n⑩ 废液温度降低,而黏度增大,或超过设计限定黏度;\n⑪ 由于调节阀开启太小或单向阀失灵,以及管路堵塞等原因, 使排出管路的阻力增大;\n⑫ 排出管路中有气泡;\n⑬ 叶轮被吸进的黏杂物缠绕,或多级泵的中间级堵塞;\n⑭ 转子不平衡,或轴弯曲变形;\n⑮ 泵轴或电机轴不同轴,靠背轮不对中;\n⑯ 机座的地脚螺栓松动,或地基的基础薄弱;\n⑰ 轴瓦或滚动轴承损坏,轴瓦太紧或间隙过大;\n⑱ 叶轮的进口环严重磨损,间隙太大;\n⑲ 填料函压得过紧,填料密封损坏,或轴套磨损;\n⑳填料所用材料选择不当,填料或水封环安装不合适;\n㉑机械密封选型不合适或安装不合格,造成机械密封损坏; \n㉒ 冷却系统结垢、堵塞、冷却水供应不足或中断;\n㉓轴瓦或轴承内进入尘埃污物或腐蚀性液体。"]
- ["问:螺杆泵的主要结构和工作原理是什么?", "答:污水处理中使用的污泥螺杆泵为容积式泵,主要工作部 件由定子与转子组成。转子是一个具有大导程、大齿高和小螺纹内 径的螺杆,定子是一个具有双头螺线的弹性衬套,转子与定子相互 配合形成互不相通的密封腔。当转子在定子内转动时,密封腔由吸 入端向排出端运动,输送的污泥介质在密封腔内连续排出。 一般螺 杆泵均可实现反向排泥。螺杆泵可输送动力黏度达50000MPa·s的污泥,污泥含固率可达60%(在污水处理厂使用时,污泥含固 率一般不超过8%),可以通过调节转速实现对流量的控制。\n污泥螺杆泵的驱动头与泵体可采用直联式,工作时需设置干运 行保护器。在选用时,应特别注意工作部件,特别是转子的抗磨防 腐能力。为了避免污泥中纤维或大块杂物对泵体的损坏,在使用时 一般应考虑配套设置污泥破碎机。"]
- ["问:螺杆泵运行维护管理的主要内容有哪些?", "答:(1)螺杆泵在初次启动前,应将所有构筑物、管道进行 清理,防止杂物进入泵体。大量而坚硬的杂物会加快螺杆、套的磨 损,减少定子和转子的使用寿命。\n(2)平时启动前应打开进出口阀门,启动时应充满介质,不允 许空转,输送的介质对泵体有冷却和润滑作用。\n(3)在首次运转前和大修后,应校验同轴度精确度,以保证平 稳运行。\n(4)在运行过程中,基座螺栓的松动会造成机体的振动、移动、管线破裂等现象,尤其是万向节和挠性轴连接处的螺栓,经常 检查螺栓的牢固性。\n(5)正常运行时,填料函处会滴水,水起到润滑作用,正常应 每分钟50~100滴,超过时应紧螺栓或更换盘根。\n螺杆泵的润滑部位主要有变速箱、轴承内的滚动轴、联轴节。不 同部位所用的润滑剂不一样,运行中根据使用说明书的要求加以润滑。\n(6)对运转中的螺杆泵巡视,白天2h一次,晚间4h一次,并应注意如下事项:\n① 地脚螺栓、法兰盘、联轴器是否松动;\n② 变速箱油位是否正常,是否漏油,是否升温,轴承是否升温; \n③ 注意吸入管上的真空表和出泥管的压力表的读数,可发现泵是否空转,管路是否堵塞;\n④ 听运转时有无异常声音。\n(7)认真填写运行记录。主要记录的内容有工作时间与累计时 间、加换油记录、填料滴水情况及大中小修记录等。\n(8)定子和转子应定期更换,更换方法、周期参照使用说明书 的有关要求进行。"]
- ["问:螺 杆 泵 的 常 见 故 障 有 哪 些 ? 其 原 因 是 什 么 ?", "答:(1)不能启动 其原因如下。\n① 新泵或新定子摩擦太大,此时可加入液体润滑剂(水或肥皂 水等),用管钳人工强制转动, 一直转动到转动灵活后,再开机运行。\n② 电压不合适,控制线路故障,缺相运行。\n③ 泵体内物质含量大,有堵塞。\n④ 停机时介质沉淀,并结块。出口堵塞及进口阀门未开。 \n⑤ 冬季冻结。\n⑥ 万向节等处被大量缠绕物塞死,无法转动。\n(2)不出泥 其原因如下。\n① 进出口堵塞及进口阀门未开。\n② 万向节或者挠性连接部件脱开。\n③ 定子严重损坏。\n④ 转向反。\n(3)流量过小,其原因如下。\n① 定子磨损,出现内漏。\n② 转速太低。\n③ 吸入管漏气。\n④ 工作温度太低,使定子冷缩,密封不好。\n⑤ 轴封泄漏。\n(4)噪声及振动过大 其原因如下。\n① 进出口阀门堵塞或进出口阀门未打开(此时伴有不出泥现象)。\n② 各部位螺栓松动。\n③ 轴承损坏(此时伴有轴承架或变速箱发热)。\n④ 定子或转子严重磨损(此时伴有出泥量小)。\n⑤ 泵内无介质,干运转。\n⑥ 定子橡胶老化,炭化。\n⑦ 电机减速器与泵轴不同心或者联轴器损坏。\n⑧ 联轴器磨损松动。\n⑨ 变速箱齿轮磨损点蚀。\n(5)填料函发热 其原因如下。\n① 填料压得太紧。\n② 填料质量不好或选用不当。\n(6)填料函漏水漏泥多 其原因如下。\n① 填料选用不当。\n② 填料未压紧或者失效。\n③ 轴磨损太多。"]
- ["问:计量泵日常管理的主要内容有哪些?", "答:(1)应保持油箱内有一定油位,并定时补充。\n(2)填料密封处的泄漏量,每分钟不超过8~15 滴,若泄漏量 超过时,应及时处理。\n(3)注意观察各主要部位的温度情况,电动机温度不超过 70℃;传动机箱内润滑油温度不超过65℃;填料函温度不超过 70℃;若系长期停用,应将泵缸内的介质排放干净,并把表面清洗 干净,外露的加工表面涂防锈油。"]
- ["问:螺旋泵运行管理、检查和保养的主要内容有哪些?", "答:(1)开机前应转动检查,注意有否刮槽现象。同时检查 联轴器之间的弹性柱销磨损情况,如损坏应及时更换。\n(2)机组运行时,每隔2h 上池巡视一次,巡视见有异常应停机检查,故障排除后才可恢复运行。\n(3)保持机组及周围的清洁,保持走道及台阶上无积泥,机体 锈蚀应及时涂刷防锈漆。\n(4)齿轮减速器箱内注入规定的润滑油,经常检查齿轮减速箱 油位和渗漏现象。\n(5)上轴承连续运行一周应加注规定的Ⅱ号铝基润滑脂一次。 每年清洗上轴承一次。\n(6)下轴承连续运行6个月应放空池水,检查更换密封填料和 加注1号铝基润滑脂(注人量以压出容积内原润滑脂1/3为度), 每年清洗下轴承一次。\n长期停用的螺旋泵应每月试车一次。泵轴的位置每周对称翻转 一次以防变形。恢复运行时应检查电动机的转向。\n螺旋泵的整机使用年限不少于10年,齿轮减速箱使用年限不 少于5年,连续运行无故障时间不少于8000h。"]
- ["问:水泵运行操作过程中应注意哪些问题?", "答:水泵是一种动力输水设备,废水处理厂的水泵以离心泵 为主,也使用一些螺旋泵、螺杆泵和柱塞泵等。水泵运行操作过程 中应注意以下问题。\n(1)开泵前应细致进行下列检查(尤其是新安装或大修后的 泵):检查集水井水位是否过低、格栅或进水口是否堵塞。检查电 动机的正转、反转,联轴器的同心度和间隙,各部分螺栓是否松 动,用手转动联轴器看是否灵活,泵内是否有响声,显示的润滑油 液位是否足够,泵及电机周围是否有妨碍运转的东西。\n(2)开泵时,人离机器要保持一定的安全距离,开车后应立即 开启出水闸门,并密切注意水泵声音、振动等运转情况,发现不正 常应马上停车检查。\n(3)检查各个仪表工作是否正常、稳定、特别注意电流表是否 超过电动机额定电流,异常时应立即停车检查。\n(4)水泵流量是否正常,可以根据流量计读数、电流表电流的大小、出水管水流以及集水井水位的变化情况来估计。力求使水泵 在其最佳工况下运行。\n(5)检查水泵密封件是否发热,滴水是否正常。\n(6)注意机组的噪声、振动情况。\n(7)注意轴承、泵壳和电动机温升,如过高需停泵检查。 \n(8)检查水泵、管道有否漏水,检查各种连接是否松动。 (9)停泵后把泵及电动机表面的水和油渍擦干净。\n水泵的日常维护保养工作主要有:泵房和机组表面清洁工作, 轴承的油位、油质和温度的定期检查、密封件检查和更换等。对没 有马上安装或备用的水泵仔细保护,所有未上油漆的表面均要刷防 锈漆。对轴承加入适量润滑油,泵的清洗(外部,进、出水管,泵 内壳和叶轮),封闭进、出水口,放在干燥、阴凉的地方,每月转 动一次泵轴,并润滑轴承。"]
- ["问:污水处理过程中泵运行管理“四勤”的主要内容\n有哪些?", "答:(1)勤看\n① 电压表数值是否在设定范围(±10%),三相是否平衡。 \n② 电流表数值是否在额定范围。\n③ 水泵油箱油位是否符合标准,有无漏油现象。\n④ 密封盘根有无严重漏水。\n⑤ 泵房底层有无存水,集水井水位变化是否正常。 \n⑥ 信号指示灯是否正常。\n⑦ 流量计和压力表读数是否正常。\n⑧ 各电器接点处有无过热而变色现象。\n⑨ 电器设备金属外壳接地是否良好。轴封和电动机是否冒烟。\n⑩ 各紧固件是否松动。各类设备外壳、泵站清洁和防腐状态 是否良好。\n(2)勤听\n① 电动机运转发出的声音是否正常。\n② 电动机及水泵轴承有无因破裂或缺油而发出异常声响。\n③ 水泵内有无叶轮破碎或其他垃圾杂物的撞击声。\n④ 各种电磁吸铁、无压释放线圈有无特殊声响。\n⑤ 水泵连接管道振动与声音是否正常。\n(3)勤嗅\n① 各类变压器、线圈有无因过载而产生焦烟味。\n② 导线是否过热产生焦烟味。\n③ 水泵密封件是否过紧产生焦烟味。\n(4)勤摸\n① 电动机外壳是否超过额定温升。\n② 水泵油箱外壳温升是否正常。\n③ 水泵法兰滴水温度是否正常。\n④ 相关电器设备外壳温升是否正常。\n⑤ 电动机及水泵轴承外壳温升是否正常。\n⑥ 有绝缘体包扎的导线温升是否正常。\n⑦ 电动机和传动部分及水泵有无异常振动。\n⑧电动机出风口的空气温度是否过高。"]
- ["问:三相异步电动机启动前应做哪些准备?", "答:三相异步电动机在环保设备中应用广泛,它的正确运行 和操作直接影响到设备的性能和寿命。对新安装或久未运行的电动 机,在通电使用之前必须先做下列检查以验证电动机能否通电运行。\n(1)安装检查 :要求电动机装配灵活、螺栓拧紧、轴承运行无 阻、联轴器中心无偏移。\n(2)绝缘电阻检查 :要求用兆欧表检查电动机的绝缘电阻,包 括三相相间绝缘电阻和三相绕组对地绝缘电阻,测得的数值一般不 小于10MΩ。\n(3)电源检查 : 一般当电源电压波动超出额定值的+10%或 -5%时,应改善电源条件后投运。\n(4)启动、保护措施检查 :要求启动设备接线正确(直接启动的 中小型异步电动机除外);电动机所配熔丝的型号合适;外壳接地良好。\n在以上各项检查无误后,方可合闸启动。"]
- ["问:电动机启动时应注意哪些事项?", "答:(1)合闸后,若电动机不转,应迅速、果断地拉闸,以 免烧毁电动机。\n(2)电动机启动后,应注意观察电动机,若有异常情况,应立 即停机。待查明故障并排除后,才能重新合闸启动。\n(3)鼠笼型电动机采用全压启动时,次数不宜过于频繁, 一般 不超过3~5次。对功率较大的电动机要随时注意电动机的温升。\n(4)绕线式电动机启动前,应注意检查启动电阻是否接入。接 通电源后,随着电动机转速的提高而逐渐切除启动电阻。\n(5)几台电动机由同一台变压器供电时,不能同时启动,应由 大到小逐台启动。"]
- ["问:电动机运行过程中监视的主要内容有哪些?", "答:对运行中的电动机应经常检查它的外壳有无裂纹、螺钉是否有脱落或松动、电动机有无异响或振动等。监视时,要特别注 意电动机有无冒烟和异味出现,若闻到焦烟味或看到冒烟,必须立 即停机检查处理。\n对轴承部位要注意它的温度和响度。温度升高,响声异常则可 能是轴承缺油或磨损。联轴器传动的电动机,若中心校正不好,会 在运行中发出响声,并伴随着发生电动机振动和联轴节螺栓胶垫的 迅速磨损。这时应重新校正中心线。皮带传动的电动机,应注意带 不应过松而导致打滑,但也不能过紧而使电动机轴承过热。\n在发生以下严重故障情况时,应立即停机处理:\n① 人身触电事故;\n② 电动机冒烟;\n③电动机剧烈振动;\n④ 电动机轴承剧烈发热;\n⑤ 电动机转速迅速下降,温度迅速升高。"]
- ["问:如何对异步电动机进行定期维修?", "答:异步电动机定期维修是消除故障隐患、防止故障发生的 重要措施。电动机维修分月维修和年维修,俗称小修和大修,前者 不拆开电动机,后者需把电动机全部拆开进行维修。\n(1)定期小修的主要内容 定期小修是对电动机的日常维护检 查。内容包括:\n① 清擦电动机外壳,除掉运行中积累的污垢;\n② 测量电动机绝缘电阻,测后注意重新接好线;\n③ 检查电动机端盖、地脚螺钉是否紧固;\n④ 检查电动机接地线是否可靠;\n⑤ 检查电动机与负载机械间的传动装置是否良好;\n⑥ 拆下轴承盖,检查润滑油是否变脏、干涸。应及时加油或 换油,处理完毕后,注意上好端盖及紧固螺钉;\n⑦ 检查电动机附属部件和保护设备是否完好。\n(2)定期大修主要内容 异步电动机的定期大修应结合负载机械的大修进行。大修时内容包括:\n① 拆开电动机进行的检查修理。检查修理项目如下。检查电 动机各部件有无机械损伤,若有则应做相应修复。对拆开的电动机 和启动设备,进行清理,清除所有油泥、污垢。清理中注意观察绕 组绝缘状况。若绝缘为暗褐色,说明绝缘已经老化,对这种绝缘要 特别注意不要碰撞使它脱落。若发现有脱落就进行局部绝缘修复和 刷漆。\n② 拆下轴承。浸在柴油或汽油中彻底清洗。把轴承架与钢珠 间残留的油脂及脏物洗掉后,用干净柴(汽)油清洗一遍。清洗后 的轴承转动灵活,不松动。若轴承表面粗糙,说明油脂不合格;若 轴承表面变色(发蓝)则它已经退火。根据检查结果,对油脂或轴 承进行更换,并消除故障原因(如消除油中砂、铁屑等杂物;正确 安装电动机等)。轴承新安装时,加油应从一侧加入。油脂占轴承 内容积1/3~2/3即可。油加得太满会发热流出。润滑油可采用钙 基润滑脂或钠基润滑脂。\n③ 检查定子绕组是否存在故障。使用兆欧表测绕组电阻可判 断绕组绝缘是否受潮或是否短路。若有,应进行相应处理。\n④ 检查定子、转子铁芯有无磨损和变形,若观察到有磨损处 或发亮点,说明可能存在定子、转子铁芯相擦。应使用锉刀或刮刀 把亮点刮低。若有变形应做相应修复。\n⑤ 在进行以上各项修理、检查后,对电动机进行装配、安装。\n⑥ 安装完毕的电动机,应进行修理后检查,符合要求后,方 可带负载运行。"]
- ["问:电 动 机 通 电 后 电 动 机 不 启 动 的 可 能 原 因 有 哪 些 ?怎 样 处 理 ?", "答:异步电动机的故障可分机械故障和电气故障两类。机械 故障如轴承、铁芯、风叶、机座转轴等的故障, 一般比较容易观察 与发现。电器故障主要是定子绕组、转子绕组、电刷等导电部位出 现的故障。当电动机不论出现机械故障或电器故障时都将对电动机的正常运行带来影响。\n一般造成故障的可能原因有:①定子绕组接线错误;②定子绕 组断路、短路或接地,绕线电机转子绕组断路;③负载过重或传动 机构被卡住;④绕线电机转子回路断线(如变阻器断路、引线接触 不良等);⑤电源电压过低。\n处理方法有:①检查接线,纠正错误;②找出故障点,排除故 障;③检查传动机构及负载;④找出断路点,并加以修复;⑤检查原 因并排除。"]
- ["问:电动机温升过高或冒烟的原因有哪些?", "答:①负载过重或启动频繁;②三相异步电动机断相运行; ③定子绕组接线错误;④定子绕组接地或匝间、相间短路;⑤鼠笼 式电动机转子断条;⑥绕线式电动机转子绕组断相运行;⑦定子、 转子相擦;⑧通风不良;⑨电源电压过高或过低。\n处理措施有:①减轻负荷,减少启动次数;②检查原因、排除 故障;③检查定子绕组接线,加以纠正;④查出并修复接地或短路 部位;⑤铸铝转子必须更换,铜条转子可修理或更换;⑥检查轴 承、转子是否变形,进行修理或更换;⑦检查通风及电动机转向。"]
- ["问:有压液体输送管道的异常问题及解决办法有哪些?", "答:污水处理厂(站)常见的有压液体输送管道有:污水 (压力)管道、污泥管道、给水管道等系统管道,这些管道多采用 钢管,运行中可能出现的异常问题及解决办法如下。\n(1)管道渗漏 一般由于管道的接头不严或松动,或管道腐蚀 等均有可能引起漏水现象,管道腐蚀有可能发生在混凝土、钢筋混 凝土或土壤暗埋部分。管沟中管道或支设管道,当支撑强度不够或 发生破坏时,管道的接头部容易松动。遇到以上现象引起的管道破 漏或渗漏,除及时更换管道、做好管道补漏以外,应加强支撑、防 腐等维护工作。\n(2)管道中有噪声 管道为非埋地敷设时,能听到异常噪声, 主要原因是:①管道中流速过大;②水泵与管道的连接或基础施工 有误;③管道内截面变形(如弯管道、泄压装置)或减小(局部阻 塞);④阀门密封件等部件松动而发生振动。以上异常问题可采取 相应措施解决,如更换管道或阀门配件,改变管道内截面或疏通管 道,做好水泵的防振和隔振。\n(3)管道产生裂缝或破损(泡眼) 如由于管线埋设过浅,来 往载重车多,以致压坏;闸阀关闭过紧而引起水锤而破坏;管道受 到杂散土壤侵蚀而破坏;水压过高而损坏。发生裂缝或破坏应及时 更换管道。\n(4)管道冻裂 当管道敷设在土壤冰冻深度以上时,污水 (泥)管道容易受冰冻而胀裂。这种问题的解决办法有:重新敷设 管道,重新给污水管道保温(如把管道周围土壤换成矿渣、珍珠岩 或焦炭,并在以上材料内垫20~30cm 砂层),或适当提高输送介质的温度。"]
- ["问:无压液体输送管道的异常问题及解决办法有哪些?", "答:污水处理厂(站)无压输送管道,多为污水管、污泥管、 溢流管等, 一般为铸铁管、混凝土管(或陶土管)承插连接,也有 采用钢管焊接连接或法兰连接的。无压管道系统常见的故障是漏水 或管道堵塞,日常维护工作在于排除漏水点,疏通堵塞管道。\n(1)管道漏水 \n引起管道漏水的原因大多数是管道接口不严, 或者管件有砂眼及裂纹。\n接口不严引起的漏水,应对接口重新处理,若仍不见效,须用 手锤及弯形凿将接口剔开,重新连接。\n如果是管段或管件有砂眼、裂纹或折断引起漏水,应及时将损 坏管件或管段换掉,并加套管接头与原有管道接通,如有其他的原 因,如振动造成连接部位不严,应采取相应措施,防止管道再次 损坏。\n(2)管道堵塞 \n造成管道堵塞的原因除使用者不注意将硬块、 破布、棉纱等掉入管内引起外,主要是因为管道坡度太小或倒坡而 引起管内流速太慢,水中杂质在管内沉积而使管道堵塞。若管道敷 设坡度有问题,应按有关要求对管道坡度进行调整。堵塞时,可采 取人工或机械方式予以疏通。维护人员应经常检查管道是否漏水或 堵塞,应做好检查井的封闭,防止杂物落下。"]
- ["问:压缩空气管道的常见故障及原因有哪些?", "答:(1)管道系统漏气 \n产生漏气的原因往往是因为选用材 料及附件质量或安装质量不好,管路中支架下沉引起管道严重变形 开裂,管道内积水严重冻结将管子或管件胀裂等。\n(2)管道堵塞 \n管道堵塞表现为送气压力、风量不足,压降太 大。引起的原因一般是管道内的杂质或填料脱落,阀门损坏,管内 有水冻结。排除这类故障的方法是清除管内杂质,检修或更换损坏 的阀门,及时排除管道中的积水。"]
- ["问:废水处理常用阀门有哪些?", "答:污水处理场的阀门安装在封闭的管道之间,用以控制介 质的流量或者完全截断介质的流动。按介质的种类分,有污水阀 门、污泥阀门、加药阀门、清水阀门、低压气体阀门、高压气体阀 门、安全阀、油阀门等。这些阀门的作用有截止、止回、控制流 量、安全保护等,结构有闸阀、蝶阀、球阀、角阀和锥形阀等多 种,驱动方式有手动、电动、气功、液动等。"]
- ["问:使用阀门过程中应注意的问题有哪些?", "答:(1)在使用电动闸或阀时,应注意手轮是否脱开,扳杆 是否在电动的位置上。如果不注意脱开,在启动电机时一旦保护装 置失效,手柄可能高速转动伤害操作者。\n(2)在手动开闭闸或阀时应注意, 一般用力不要超过15kg, 如果感到很费劲就说明阀杆有锈死、卡死或者阀杆弯曲等故障,此 时如加大臂力就可能损坏阀杆,应在排除故障后再转动;当闸门闭 合后应将闸门手柄反转六分之一圈,这有利于闸门再次启动。\n(3)电动闸与阀的转矩限制机构,不仅起转矩保护作用,当行 程控制机构在操作过程中失灵时,还起备用停车的保护作用。其动 作扭矩是可调的,应将其随时调整到说明书给定的扭矩范围之内。 有少数闸阀是靠转矩限制机构来控制闸板或阀板压力的,如一些活 瓣式闸门、锥形泥阀等,如调节转矩太小,则关闭不严;反之则会 损坏连杆,更应格外注意转矩的调节。\n(4)应将闸和阀的开度指示器指针调整到正确的位置,调整时 首先关闭闸门或阀门,将指针调零后再逐渐打开;当闸门或阀门完 全打开时,指针应刚好指到全开的位置。正确的指示有利于操作者 掌握情况,也有助于发现故障,例如当指针未指到全开位置而马达 停转时,就应判断这个阀门可能卡死。\n(5)长期闭合的污水阀门,有时在阀门附近形成一个死区,其 内会有泥沙沉积,这些泥沙会对蝶阀的开合形成阻力。如果开阀的时候发现阻力增大,不要硬开,应反复做开合动作,以促使水将沉 积物冲走,在阻力减小后再打开阀门。同时如发现阀门附近有经常 积砂的情况,应时常将阀门开启几分钟,以利于排除积砂,同样对 于长期不启闭的闸门与阀门,也应定期运转一两次,以防止锈死或 者淤死。\n(6)长期未动的暗杆式污水或污泥管道上的阀门,开启或关闭 时,应注意操作现场的通风。因长时间未动的阀门上方的阀腔内, 可能积累污水、污泥厌氧发酵产生的硫化氢等有毒有害气体,在扭 动阀门是硫化氢等气体可能从阀杆盘根处逸出。尤其硫化氢气体, 是一种剧毒性的神经毒气,易发生人身伤害事故。此时现场的通 风,尤其是阀门井的通风是非常必要的。"]
- ["问:阀门的常见故障的原因和解决方法有哪些?", "答:(1)闸板等关闭件损坏 \n原因是材料选择不当或利用管 道上的阀门经常当做调节阀用、高速流动的介质造成密封面的磨 损。此时应查明损坏的原因,改用其他材料的关闭件。在输送高压 水或水中杂质较多时,避免将闭路阀门当做调节阀门使用。\n(2)密封室泄漏 \n其原因主要是盘根的选型或装填方式不正 确、阀杆存在质量问题等。首先应选用合适的盘根,并使用正确的 方法在密封室内填装盘根。在输送介质温度超过100℃时不采用油 浸填料而采用耐热的石墨填料。\n(3)关闭不严密 \n阀门安装前没有遵守安装规程,比如没有清 理阀体内腔的污垢,表面留有焊渣、铁锈、泥砂或其他机械杂质, 引起密封面上有划痕、凹痕等缺陷引起阀门故障。因此,必须严格 遵守安装规程,确保安装质量。阀门本身因为加工精度不够会使密 封件与关闭件(阀板与阀座)配合不严密,此时必须修理或更换。关 闭阀门时用力过大,也会造成密封部件的损坏,操作时用力必须适当。\n(4)打开后无法关闭 \n闸板阀常出现此种情况,此类阀门结构 是:闸板分为两片,对夹在阀杆头上,由阀杆带动阀板开、闭。有 的阀门两片阀板没有相互固定,若阀门开启过大,两片阀板可能张开,使阀杆脱出,造成无法关闭,出现这种情况,只能拆开阀门重 新配合。\n(5)安全阀或减压阀的弹簧损坏 \n造成弹簧损坏的原因往往是 弹簧材料选择的不合适,或弹簧制造质量有问题,应当更换弹簧材 料,或更换质量优良的弹簧。\n(6)阀杆升降不灵活 \n螺纹表面粗糙度不合要求,需重新磨 整。阀杆及阀杆衬套采用同一种材料或材料选择不当。阀杆使用碳 钢或不锈钢材料时,应当采用青铜或含铬铸铁作为阀杆衬套材料。 如果发现阀杆螺纹有磨损现象,应更换新的阀杆衬套或新的阀杆。 输送高温介质时,润滑同时不应产生锈蚀,因而在输送高温介质 时,应采用纯净的石墨粉作润滑剂。阀杆有轻微锈蚀使阀杆升降不 灵活时,可用手锤沿阀杆衬套轻轻敲击,将阀杆旋转出来后加上润 滑油脂。"]
- ["问:手动阀门的操作方法有哪些?", "答:手动阀门,是通过手柄、手轮操作的阀门,是设备管道 上使用普遍的一种阀门。它的手柄、手轮旋转方向顺时针为关闭, 逆时针为开启。但也有个别阀门开启与上述开启相反。因此,操作 前应注意检查启闭标志后再操作。\n阀门上的手轮、手柄是按正常人力设计的,因此,在阀门使用 上规定,不允许操作者借助杠杆和长扳手开启或关闭阀门。手轮、 手柄的直径(长度)<320mm 的,只允许个人操作,直径>320mm 的手轮,允许两人共同操作,或者允许一人借助适当的杠杆(一般 不超过0.5m长)操作阀门。但隔膜阀、夹管阀、非金属阀门是严 禁使用杠杆或长扳手操作的,也不允许过猛关闭阀门。\n闸阀和截止阀之类的阀门,关闭或开启到头(即下死点或上死 点)要回转1/4~1/2 圈,使螺纹更好密合,有利操作,以免拧得 过紧,损坏阀件。\n有的操作人员习惯使用杠杆和长扳手操作,认为关闭力越大越 好,其实不然。这样会造成阀门过早损坏,甚至酿成事故。除撞击式手轮外,实践证明,过大过猛地操作阀门,容易损坏手柄、手 轮,擦伤阀杆和密封面,甚至压坏密封面。手轮、手柄损坏或丢失后, 一般情况下不允许用活扳手代用,应及时配制。\n较大口径的蝶阀、闸阀和截止阀,有的设有旁通阀,它的作用 是平衡进出口压差的,减少开启力。开启时,应先打开旁通阀,待 阀门两边压差减小后,再开启大阀门。关闭阀门时,首先关闭旁通阀,然后再关闭大阀门。开启蒸汽介质的阀门时,必须先将管道预热,排除凝结水,开启时,要缓慢进行,以免产生水锤现象,损坏阀门和设备。\n开启球阀、蝶阀、旋塞阀时,当阀杆顶面的沟槽与通道平行, 表明阀门在全开启位置;当阀杆向左或向右旋转90°时,沟槽与通 道垂直,表明阀门在全关闭位置。有的球阀、蝶阀、旋塞阀以扳手 与通道平行为开启,垂直为关闭。三通、四通阀门的操作,应按开 启、关闭、换向的标记进行。操作完毕后,应取下活动手柄。\n对有标尺的闸阀和节流阀,应检查调试好全开或全闭的指示位 置。明杆闸阀、截止阀也应记住它们全开和全关位置,这样可以避 免全开时顶撞死点。阀门全关时,可借助标尺和记号,发现关闭件 脱落或顶住异物,以便排除故障。\n操作阀门时,不能把闸阀、截止阀等阀门作节流阀用,这样容 易冲蚀密封面,使阀门过早的损坏。\n新安装的管道、设备、阀门,内面脏物、焊渣等杂物较多,常 开阀门密封面上也容易粘有脏物,应采用微开方法,让高速介质冲 走这些异物,再轻轻关闭,经过几次这样微开微闭便可冲刷干净。\n有的阀门关闭后,温度下降,阀件收缩,使密封面产生细小缝 隙,出现泄漏,这样应在关闭后,在适当时间再关一次阀门。"]
- ["问:怎样正确进行电动装置驱动的阀门的操作?", "答:电动装置在启动时,应按电气盘上的启动按钮,电动机 随即开动,阀门开启,到一定时间,电动机自动停止运转,在电气 盘上的“已开启”信号灯应明亮;如果阀门关闭时,应按电气盘上的关闭按钮,阀门向关闭方向运转,到一定时间,阀门全关,这时 “已关闭”信号灯已亮。阀门运转中,正处于开启或关闭的中间状 态的信号灯应相应指示。阀门指示信号与实际动作相符,并能关得 严、打得开,说明电动装置正常。\n如果在运转中,以及阀门已全开或全关时,信号灯不亮,而事 故信号灯打开,说明传动装置不正常。需要检查原因,进行修理, 重新调试。重新调试可参照阀门电动装置使用说明书。 一般情况下 其原因是限位开关发生变动,通过手动开关阀门,将限位开关调制 正确位置即可。\n电动装置因故障或关闭不严,需及时处理时,应将动作把柄拨 至手动位置,顺时针方向转动手轮为关闭阀门,逆时针方向为开启 阀门。\n电动装置在运转中不能按反向按钮,由于错误动作需要纠正 时,应先按停止按钮,然后再重新启动。"]
- ["问:阀门操作中应注意哪些事项?", "答:(1)高温阀门,当温度升高到200℃以上时,螺栓受热伸 长,容易使阀门密封不严,这时需要对螺栓进行“热紧”,在热紧 时,不宜在阀门全关位置上进行,以免阀杆顶死,以后开启困难。\n(2)气温在0℃以下的季节,对停气和停水的阀门,要注意打 开阀底丝堵,排除凝结水和积水,以免冻裂阀门。对不能排除积水 的阀门和间断工作的阀门应注意保温工作。\n(3)填料压盖不宜压得过紧,应以阀杆操作灵活为准。那种认 为压盖压得越紧越好是错误的,因它会加快阀杆的磨损,增加操作 扭力。没有保护措施条件下,不要随便带压更换或添加盘根填料。\n(4)在操作中通过听、闻、看、摸所发现的异常现象,操作人 员要认真分析原因,属于自己解决的,应及时消除,需要修理工解 决的,自己不要勉强凑合,以免延误修理时机。\n(5)操作人员应有专门日志或记录本,注意记载各类阀门运行 情况,特别是一些重要的阀门、高温高压阀门和特殊阀门,包括阀门的传动装置在内,记明阀门发生的故障及其原因、处理方法、 更换的零件等,这些资料无疑对操作人员本身、修理人员以及制 造厂来说,都是很重要的。建立专门日志,责任明确,有利加强 管理。"]
- ["问:正常运行中如何进行阀门的维护、保养?", "答:阀门运转中维护的目的,是要保证使阀门处于常年整洁、 润滑良好、阀件齐全、正常运转的状态。\n(1)阀门的清扫 \n阀门的表面、阀杆和阀杆螺母上的梯形螺 纹、阀杆螺母与支架滑动部位以及齿轮、涡轮、蜗杆等部件,容易 积灰尘、油污以及介质残渍等脏物,对阀门会产生磨损和腐蚀。因 此经常保持阀门外部和活动部位的清洁,保护阀门油漆的完整,显 然是十分重要的。阀门上的灰尘适用于毛刷拂扫和压缩空气吹扫; 梯形螺纹和齿间的脏物适于抹布擦洗;阀门上的油污和介质残渍适 于蒸汽吹扫,甚至用钢丝刷刷洗,直至加工面、配合面显出金属光 泽、油漆面显出油漆本色为止。疏水阀应有专人负责,每班至少检 查一次,定期打开冲洗阀和疏水阀底的堵头进行冲洗,或定期拆卸 冲洗,以免脏物堵塞阀门。阀门梯形螺纹、阀杆螺母与支架滑动部 位,轴承部位、齿轮和涡轮、蜗杆的啮合部位以及其他配合活动部 位,都需要良好的润滑条件,减少相互间的摩擦,避免相互磨损。 有的部位专门设有油杯或油嘴,若在运行中损坏或丢失,应修复配 齐、油路要疏通。\n(2)阀门的润滑 \n润滑部位应按具体情况定期加油。经常开启 的、温度高的阀门适于间隔一周至一个月加油一次;不经常开启、 温度不高的阀门加油周期可长一些。\n润滑剂有机油、黄油、二硫化钼和石墨等。高温阀门不适于用 机油、黄油,它们会因高温熔化而流失,而适于注入二硫化钼和抹 擦石墨粉剂。对裸露在外的需要润滑的部位,如梯形螺纹、齿轮等 部位,若采用黄油等油脂,容易沾染灰尘,而采用二硫化钼和石墨 粉润滑,则不容易沾染灰尘,润滑效果比黄油好。石墨粉不容易直接涂抹,可用少许机油或水调合成膏状使用,另外,应每年至少一\n次将裸露的螺杆清洗干净涂以新的润滑脂。注油密封的旋塞阀应按 照规定时间注油,否则容易磨损和泄漏。有些内螺旋式的闸门,其 螺杆长期与污水接触,应经常将附着的污物清理干净后涂以耐水冲\n刷的润滑脂。"]
- ["问:倒闸操作的原则是什么?", "答:(1)不能带负荷拉合隔离开关。\n(2)在接合闸时,必须用断路器接通或断开负荷电流及短路电 流,绝对禁止用隔离开关切断负荷电流。\n(3)在合闸时,应先从电源侧进行,在检查断路器确在断开位置 后,先合上母线侧隔离开关,后合上负荷侧隔离开关,再合上断路器。\n(4)在拉闸时,应先从负荷侧进行,拉开断路器后,检查断路 器确在断开位置,然后再拉开负荷侧隔离开关,最后拉开电源侧隔 离开关。对两侧具有断路器的变压器而言,在停电时,应先从负荷 侧进行,先断开负荷侧断路器切断负荷电流,后断开电源侧断路器 只切断变压器空载电流。"]
- ["问:操作隔离开关的基本要求有哪些?", "答:(1)在手动合隔离开关时,必须迅速果断,但在合到底 时,不能用力过猛,以防合过头及损坏支持瓷瓶。在合闸开始时如 发生弧光,则应将隔离开关迅速合上。隔离开关一经操作,不得再 行拉开,因为带负荷拉开隔离开关,会使弧光扩大,造成设备更大 的损坏,这时只能用断路器切断该回路后,才允许将误合的隔离开 关拉开。\n(2)在手动拉开隔离开关时,应缓慢而谨慎,特别是刀片刚离 开刀座时,这时如发生电弧,应立即合上,停止操作。但在切断小 容量变压器空载电流、 一定长度架空线路和电缆线路的充电电流、 少量负荷电流,以及用隔离开关解环操作时,均有电弧产生,此时 应迅速将隔离开关断开,以便顺利消弧。\n(3)在操作隔离开关后,必须检查隔离开关的开合位置,因为 有时可能由于操作机构有毛病或调整得不好,经操作后,实际上未 合好或未拉开。"]
- ["问:操作断路器的基本要求有哪些?", "答:(1)在一般情况下,断路器不允许带电手动合闸。这是 因为手动合闸慢,易产生电弧。但特殊需要时例外。\n(2)遥控操作断路器时,不得用力过猛,以防止损坏控制开 关;也不得返回太快,以防止断路器合闸后又跳闸。\n(3)在断路器操作后,应检查有关信号及测量仪表的指示,以 判断断路器动作的正确性。但不能从信号灯及测量仪表的指示来判 断断路器的实际开、合位置,应到现场检查断路器的机械位置指示 器来确定实际开、合位置,以防止在操作隔离开关时,发生带负荷 拉、合隔离开关事故。"]
- ["问:倒闸操作注意事项有哪些?", "答:(1)在倒闸操作前,必须了解系统的运行方式、继电保 护及自动装置等情况,并应考虑电源及负荷的合理分布以及系统运 行方式的调整情况。\n(2)在电气设备送电前,必须收回并检查有关工作票,拆除安 全措施如拉开接地开关或拆除临时短路接地线及警告牌,然后测量 绝缘电阻。在测量绝缘电阻时,必须隔离电源,进行放电。此外, 还应检查隔离开关和断路器在断开位置。\n(3)在倒闸操作前应考虑继电保护及自动装置整定值的调整, 以适应新的运行方式的需要,防止因继电保护及自动装置误动作或 拒绝动作而造成事故。\n(4)备用电源自动投入装置、重合闸装置、自动励磁装置必须 在所属主设备停运前退出运行,在所属主设备送电后投入运行。\n(5)在进行电源切换或电源设备倒母线时,必须先将备用电源 投入装置切除,操作结束后再进行调整。\n(6)在同期并列操作时,应注意非同期并列,若同步表指针在 零位晃动、停止或旋转太快,则不得进行并列操作。\n(7)在倒闸操作中,应注意分析表计的指示。如在倒母线时, 应注意电源分布的平衡,并尽量减少母联断路器的电流不超过限 额,以防止因设备过负荷而跳闸。"]
- ["问:如何进行油浸式变压器的正常检查与维护?", "答:值班人员应按岗位职责,对油浸变压器及附属设备进行 全面维护和检查, 一般维护检查项目如下。\n(1)检查油枕及充油套管内油位的高度应正常,油色透明稍带 黄色,其外壳无漏油、渗油现象。\n(2)检查变压器瓷套管应清洁无裂纹和放电现象,引线接头接 触良好,无过热现象。\n(3)检查变压器上层油温不超过允许温度,自然冷却油浸变压 器上层油温应在85℃以下,强迫有循环风冷变压器上层油温应在 75℃以下,同时,监视变压器温升不超过规定值,并做好温度检查 记录。\n(4)检查变压器的声音应正常。变压器在运行中一般有均匀的 嗡嗡声,如内部有噼啪的放电声,则可能是绕组绝缘有击穿现象, 如声音不均匀,则可能是铁芯和穿心螺母有松动现象。\n(5)检查防爆管(或安全通道)的隔膜应完好无损。\n(6)检查变压器的呼吸器是否畅通,硅胶不能吸潮至饱和状态。\n(7)对强迫油循环风冷的油浸变压器应检查油泵和冷却器风扇 的运转是否正常,各冷却器的阀门应全部开启。强迫油循环风冷或 水冷装置,应检查油和水的压力、压差、流量应符合规定,冷油器 出水不应有油。\n(8)检查气体继电器内应充满油,无气体存在。继电器与储油 柜间的连接阀门应打开。\n(9)对室内变压器应检查变压器室的门、窗应完好,通风设备 正常运行,屋顶无渗水、漏水现象,空气温度应适宜,消防设备俱全。\n(10)变压器冷却装置控制箱内各元件及接线无松动、过热现 象,控制开关把手位置符合运行方式的规定。"]
- ["问:如何进行千式变压器的正常维护和检查?", "答:干式变压器是以空气为冷却介质,比起油浸式变压器具 有体积小,质量轻,维护方便,没有火灾和爆炸危险等特点。在运 行中的正常检查维护内容如下。\n① 高低压侧接头无过热,电线头无漏油、渗油现象。\n② 根据变压器采用的绝缘等级,监视温升不得超过规定值。\n③ 变压器室内无异昧,声音正常,室温正常,其室内通风设 备良好。\n④ 支撑绝缘子无裂纹、放电痕迹。\n⑤ 变压器室内屋顶无漏水、渗水现象。"]
- ["问:冷却装置的操作有哪些?", "答:(1)冷却器的投入运行。应先检查变压器风扇电机的绝 缘良好,电源正常,各信号指示灯正确,将冷却器的风扇投入运 转,检查其转向是否正确,有无明显的振动和杂音,以及叶轮有无 碰擦风筒等现象。冷却器油门都应开启,并且要求单台启动,不允 许多台同时启动,以防止油流造成的静电放电。\n(2)检查电动机的温度、温升、负载电流。\n(3)变压器在投运时,应先将冷却器开启,反之应先切断变压 器负荷再停冷却器。\n(4)每月定期对备用冷却器进行启动试验一次,并记录。"]
- ["问:运行中的变压器检查项目有哪些?", "答:(1)油枕及充油套管内油位高度正常,油色透明。 \n(2)上层油温不超过允许温度。\n(3)冷却装置运行正常。\n(4)呼吸器畅通,硅胶不能受潮至饱和状态。\n(5)防爆隔膜完整无破损。\n(6)变压器的主附设备不漏油、渗油,外壳接地良好。\n(7)气体继电器内充满油、无气体。"]
- ["问:变压器投运前的检查项目有哪些?", "答:(1)变压器油枕及充油套管的油色清亮透明,油枕的油 面高度应在油标上下指示线中。\n(2)变压器气体继电器应无漏油,内部无气体,各部接线良好。 \n(3)套管清洁完整,无放电痕迹,封闭母线完整,温度计完好。\n(4)变压器顶部无遗留物件,分接头位置正确,与规定记录相 符,操作箱分头位置指示和返回屏分头位置指示应一致。\n(5)变压器外壳接地良好,防爆管的隔膜应完整,硅胶颜色 正常。\n(6)变压器本体应清洁,各部无破损漏油、渗油现象,释压阀 指示正确。\n(7)油枕、散热器、气体继电器各阀门均打开,潜油泵、风扇 电动机正常,随时可以投入运行。\n(8)室内变压器周围及间隔内清洁无杂物通风装置良好,消防 器材齐全。\n(9)继电保护、测量仪表及自动装置完整接线牢靠,端子排无 受潮结露现象。"]
- ["问:在污水处理设备运行管理过程中如何做好防触电措 施 ?", "答: (1)对电器设备及其配套设施进行彻底的安全检查,包 括电器设备绝缘有无破损,绝缘电阻是否合格,设备裸露带电部分 是否有防护,保护接零或接地是否正确、可靠,保护装置是否符合 要求,手提式灯和局部照明灯是否安全电压、安全用具,灭火器材 是否齐全,电器连接部位是否完好等,对检查出的问题和隐患应及 时解决。\n(2)禁止非专业电工人员拆装和维修电器设备,规范电工的安 全用电操作,电器设备的修理也必须遵守申请、批准和记录存档 制度。\n(3)不能私自乱接电线、电缆,各种临时线必须认真维护,限 期拆除。\n(4)禁止电器设备过载运行。\n(5)电器设备要有适当的防护装置或警告牌。\n(6)加强职工安全用电教育和急救知识学习,并配备现场必要 的急救措施(如绝缘手套、灭火器、沙桶等),当发生电器火灾时, 首先应切断电源(严禁用湿手操作),然后用不导电的灭火器灭火。 不导电的灭火器指干粉灭火器、1211灭火器、脉冲灭火器等,并 学会正确使用,可每年举办一次灭火演习。"]
- ["问:水体污染是指什么?", "答:湖泊、河流、沼泽、海洋等都属于水体。自然界中 的水体都有一定的环境容量和自净能力,当少量的污染物 排人水体中,水体能够对这些污染物进行降解和解毒,表现 出来的就是水体具有自动调节的能力。但是当排放的污染 物的量超过水体的自净能力时,就会导致水体的物理、化 学、生物特征的改变,从而破坏了固有的生态平衡和正常的水体功能。我们见到的一些池塘、湖泊、河流中水生生物 大量死亡,水体发黑发臭,就是一种水体污染的表现。水 体污染虽也可能是自然因素造成的,但主要是人为因素导致的。"]
- ["问:污染物进入水体的主要途径有哪些", "答:①工业生产过程中产生的工业废水排放;\n②城市 和农村排放的生活污水;\n③施有农药、化肥等农田排水以及 水土流失;\n④堆放的固体废物由于雨水冲刷、渗漏或直接抛 入等方式进入水体,比如矿山的固体矿渣经过雨水冲刷进 入水体;\n⑤大气中的污染物,跟随降水进入水体。"]
- ["问:如果水体受到污染,会有哪些危害?", "答:水体污染会造成多方面的危害,主要表现在以下 几个方面。\n(1)危害人体的健康\n水是人类赖以生存的生命之源,世界上目前所知的 80%的疾病的产生都与水体污染有关。污染水体中含有大 量的有害物质:镉会造成肾脏、骨骼病变;铅会引起贫血、神 经错乱;铬具有剧毒,会引起皮肤溃疡,甚至致癌;有机磷农 药会造成神经中毒,有机氯农药更会对内分泌系统、免疫系 统以及生殖系统造成很大的危害;氰化物也是剧毒物质,它 进入血液后与细胞色素氧化酶结合,可以造成呼吸衰竭。\n水体也是许多致病病菌传播的媒介。肠道传染病,如 细菌性痢疾、病毒性肝炎、霍乱、伤寒;肠道寄生虫,如蛔虫、 滴虫、绦虫;皮肤病,如皮疹、黄水疮、癣;以及红眼病、血吸 虫病等,都可以通过污染水体进行传播。\n(2)影响工农业的生产\n农业生产对水资源的需求非常大,利用污水作为灌溉 不仅会引起农产品质量下降或农作物的大量死亡,还可能 导致大片耕地受到污染,最后,污染物更可通过农作物这一 食物链威胁到人类的饮食健康。\n水体污染使得企业不得不投入大量的资金到污水处理 设备上, 一些工业生产部门也对水质具有较高的要求,如食 品工业,使用水质不合格的水会直接影响其产品的质量。\n(3)破坏水环境生态平衡\n在良好的水体中,各类水生生物与其所处的环境之间 保持着相互制约、相互依存的生态平衡关系。外来污染物 的入侵会引起生态系统紊乱。如有毒有机物、重金属会导 致水生生物的大面积死亡;氮、磷元素的过度进入水体,会 导致水生植物的过度繁殖,破坏水体生态平衡,形成富营养化。\n(4)加剧了水资源短缺的危机\n缺水的城市水体受到污染容易导致水资源危机,即使 是水资源丰富的地区,由于清洁水源的减少也易形成污染 性缺水。我国的水资源总量占全球的6%,而我国人口却 占全球的23%左右,人均水资源仅为世界平均水平的1/4。 不断加重的水体污染,也使得我国水资源短缺的问题不断加剧。"]
- ["问:我国农村水环境恶化的主要原因有哪些?", "答:农村水体环境的恶化原因主要有以下几个方面。 \n(1)乡镇企业污染的排放\n乡镇企业由于规模小、经营广泛、体制灵活多样等特 点,在改革开放后蓬勃发展。但现阶段乡镇企业主要以劳动密集型为主,技术设备比较简陋。许多乡镇企业(包括造 纸、印染、电镀、化工等重污染行业)由于污染治理设备的欠 缺,或对环境污染重视不够,对生产过程中产生的废水在未 经达标处理的情况下排放,导致了其周围的农村水体受到 严重污染。随着国家政策的不断调整与升级,乡镇企业在 国民生产中的地位不断提高,其污染的程度也不断加剧。\n(2)农药、化肥的不合理施用\n为了粮食增产,我国农村大量施用化学肥料,但化肥使用效率的 低下,造成了氮肥的巨大损失。比经济损失 更严重的是造成的环境污染,这些流失的化肥(主要是指 氮、磷元素)大部分都进入了水体中,引起了水体富营养化, 造成化肥对地表水的非点源污染。\n另外,过 量施用的农药随着降雨以及水土流失过程与泥沙、有机质 一起进入水体,也会对水体造成污染。有机磷、有机氯农药 通常都具有致畸、致癌、致突的“三致性”,且较难在自然环 境中降解,而易在生物体中蓄积,大量的农药污染危害极其严重。\n(3)农村居民生活污水及废弃物污染\n农村地区用水量也日益加大,使得生活污水排放量也越来越大。由于广大农村地区经济实力及技术水平较低,加之农村人口分散,且人数众多,收集处理难度较大。其中绝大部分的生活污水未经任何处理而直接排入河 道,成为农村内河水污染的主要来源。\n(4)集约化畜禽养殖场废水\n大多数小规模养殖场和农户采用水冲方式清 洗禽舍,冲洗废水直接外排,对畜禽类粪便废弃物和畜禽宰 杀废水排放处理不科学,通过小河流对地下水水质造成污 染。未经处理的畜禽废水含有大量有机污染物质以 及氮、磷等营养物质,其污染负荷非常高。此外,畜禽养殖场废水中还含有大量病原微生物、寄生虫卵,易造成蚊蝇滋 生和人、畜传染病的蔓延,尤其是人畜共患病时,极易导致 大规模疫情的发生。"]
- ["问:水质指标是指什么?", "答:水质指标是指用来描述水质状况的一系列标准, 通常通过水质指标的一些评价,就可以判断该水体的污染 程度。常用的水质指标有以下几类。\n(1)物理性指标\n其中很大一部分是一些感官性的指标,包括温度、pH 值、色度(水由于杂质不同而呈现出不同的颜色)、浊度(水 中的悬浮物质会使得水体变浑浊)、嗅与味(污染的水体通 常呈现出一定的嗅与味)。另外,还包括固体物(分为悬浮 固体和溶解性固体,固体物的增多会使水体变得浑浊)和电 导率(表征水中溶解性盐类的多少)。\n(2)有机物指标\n由于废水中有机物种类繁多,我们不可能通过测定一 种或几种的有机物含量来了解废水中有机物的浓度。而有 机物在微生物降解、化学物质氧化或燃烧的过程中通常都 需要消耗一定的氧,且有机物的数量与氧的消耗量成正比。因此,目前广泛使用氧的消耗量来表征废水中有机物的含 量。常采用的指标有高锰酸盐指数(COD_{Mn})、化学需氧量(COD_{Cr})、五日生化需氧量(BOD₅) 、总有机碳(TOC) 和总 需氧量(TOD)。\n(3)植物营养素\n主要是一些含有氮、磷的化合物,其数量的增多会使水 生植物大量繁殖,导致富营养化。指标包括氨氮(NH₄⁺-\nN)、凯氏氮(TKN) 、亚硝酸盐( NO₂⁻) 、 硝酸盐(NO₃⁻) 、 总氮 和总磷。\n(4)无机非金属化合物\n包括总砷(TAs) 、硒(Se)、氰化物、氟化物、硫化物等指 标,其中前三个毒性较大。\n(5)重金属\n重金属主要是指汞(Hg) 、镉(Cd)、铅(Pb) 、铬(Cr), 包 括二价铬、三价铬和六价铬,其中六价铬毒性最高)等有毒 金属,过量的浓度极易引起中毒。\n(6)有毒有害有机物\n这类污染物包含的内容十分广泛,包括酚类化合物、石 油类、有机磷农药、有机氯农药、多氯联苯(PCBs) 及多环芳 烃(PAHs) 等,这些污染物的毒性大小差异很大,如脂肪、 淀粉等易降解且毒性较小,PCBs 、PAHs 等难降解且毒 性大。\n(7)生物性指标\n主要是一些废水中的致病性或指示性的微生物指标, 如总细菌数、大肠杆菌数等。"]
- ["问:农村生活污水的特点有哪些?", "答:答 :我国长期的城乡结构导致在污水处理方面城乡之 间差别显著:在城市,污水不但有完善的收集、处理技术和 设施,而且有国家颁布系统的法律法规和标准加以控制;而占全国总面积近90%的广大农村,96%的村庄没有排水渠 道和污水处理系统,未经处理的生活污水将各类污染物带入河流,严重污染各类水源,导致出现了包括蓝藻水华等诸 多生态环境问题。\n从水质特点上来看,农村生活污水包括灰水和黑水两 部分。黑水主要指厕所冲洗粪便的高浓度生活污水;灰水 指的是冲厕用水以外的类似厨房用水、洗衣和洗浴用水的 低浓度生活污水。因为农药残留物或者洗衣粉的原因,农 村生活污水水质的特点是氮、磷含量高,但是类似的重金属 等有毒有害物质比较少。因此我们经常采用生物法和土壤 法来处理,处理后可以再次利用,成为可再生能源。但是农 村生活污水因为粪便的原因,含有比较多的病菌,所以一般 要采用一定的灭菌处理。\n虽然农村居民生活水平的提高以及生活方式的改变, 使得生活污水的产生量不断增长,但是由于农村面广,且各 个居民点分散,大多数农村没有排水收集系统,使得收集处 理存在很多困难,处理率和利用率也很低,这也正是农村生 活污水处理的难点。"]
- ["问:城市生活污水的处理与农村污水处理有何不同?", "答:城市生活污水是城市污水的主要来源,它主要来 自于家庭、机关、商业以及城市公用设施。污水由城市排水 管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水处理通 常采用物理、化学和生物处理法,从处理程度上可分为一级、二级、三级处理。\n①一级处理。由格栅、沉砂池和沉淀池等处理设备将 污水中不溶解的悬浮固体和漂流物质去除。 一级处理一般 比较简单,只作为二级处理的预处理。\n②二级处理。由于一级处理过后的水中含有较多的可 溶性有机污染物,用活性污泥法和生物膜法等生物处理技 术大量减少废水中的有机污染物。二级处理是污水处理的 主体,处理之后一般能达到污水排放的标准。\n③三级处理。在一、二级处理的基础上,三级处理应用 混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中 的难溶有机物。三级处理为深度处理,净化过的水甚至能达到饮用水的水质标准。\n根据污水排放途径和排放要求的不同,可以确定城市 污水经过处理后排放所执行的排放标准。处理后出水排入 地表,要达到《地表水环境质量标准》和 《污水综合排放标准》; 处理后出水排入海 洋,要达到《海洋水质标准》;处理后污水 排入城市下水道必须达到《污水排入城市下水道水质标准》; 处理后污水进行回用,要达到有关污水回用的标准。\n城市生活污水的处理与农村生活污水的处理最大的不 同点就在于,城市具有完善的污水收集系统,因此其可以建 立大型的生活污水处理厂,采用较为先进的工艺以达到较 高的处理目标,且由于采用了集中处理的方法,污水处理的成本也大大降低。"]
- ["问:工 业 废 水 的 处 理 与 农 村 污 水 处 理 有 何不同?", "答:工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水 和废液,其中包括工业生产用料、中间产物和大量污染物。\n工业废水按污染程度可分为生产污水和生产废水两 类。生产污水是指在生产过程中受到严重污染的废水。生 产废水是生产过程中受轻微污染的废水,经简单的处理即 可排放。工业废水所含的有机物主要有两大类: 一类是碳 水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的易降解的有机物;另 一类是人为合成的难降解的有机物,包括酚、醛、酮、苯并 芘、芳香族氨基化合物。\n工业污水处理是一个系统工程,不可能采用单一的方 法达到要求,所以要根据污水的水质、要求处理的程度以及 处理后的流向进行综合分析,确定合适的处理工艺系统。\n工业废水种类和成分非常复杂, 一种工业可以排出几 种不同性质的废水,而一种废水又会有不同的污染物和不 同的污染效应。对于所含的有毒物质,都有其排放标准,在 污水综合排放标准中,将排放的污染物按其性质及控制方 式分为两类,并按建设年限规定了部分行业最高允许排放 水量和第一类污染物、第二类污染物最高允许排放浓度。 有条件的工厂对其产生的工业废水是依靠其厂内的污水处 理站进行处理的,处理后按照相关的行业标准或综合排放 标准排放。也有一些工厂将工业废水处理至达到排入城市下水道水质标准后,直接纳入市政管道。\n农村生活污水与工业废水在水质上就有很大的不同。 农村生活污水极佳的可生化性,使得其不需要像工业废水 一样采用较为复杂的处理工艺,通常采用生物处理法即可 达到较佳的处理效果。"]
- ["问:农村生活污水在处理时要遵循什么原则?", "答:污染治理的最高目标,是实现资源消耗减量化、再 利用和废弃物质再循环,这在污水处理中也同样适用。以 前的水资源利用是“供水一用水一排水”的单向线性水资源 系统,造成了水资源的极大浪费,而现在我们要努力实现 “供水—用水—排水—污水回用”的封闭式水资源循环系统 过渡。对于农村生活污水的处理,其通常具有工艺简单、处 理效果有保证以及运行维护简单、综合效益高等要求,同时 又包括了污水处理和资源化利用的双重意义。因此,如何 选用适合当地农村生活污水处理的技术,显得越来越重要。 合适的农村生活污水处理技术必须在技术、经济、维护和管 理等方面满足要求,并与当地的生态农村相结合。\n(1)技术简单易行\n虽然农村生活污水为较易生物处理的废水,但随着农 村生活条件的不断改善,其成分也越来越复杂,并且不同时 间段其水质和水量都会发生较大的波动。因此,农村生活 污水处理的工艺选择必须针对农村生活污水的特点进行,特别要提高处理的抗冲击能力,从而使出水水质达到国家 相关的排放标准。\n(2)考虑污水回用\n处理后的污水应尽量考虑回用,以达到节约水资源的 目的。只有在充分考虑回用的情况下,污水处理才能与当 地的生态农业相结合,才能形成污水回用与再利用的生态 农村模式,实现污水的无害化和资源化。\n(3)合理的投资、运行费用\n必须在充分考虑当地的社会、经济发展水平,以及当地 农村的经济承受能力的基础上,才能选出适合当地农村生 活污水处理的具体工艺。在处理构筑物、具体设备的选择 上需尽量经济,且其运行管理费用也应尽量低廉。生活污 水处理设施的运行管理费用过高,会使资金的及时投入受 到影响,从而使污水处理设备不能正常运行,成了一种摆 设。另外,在处理方式和设施的选用中也不能一味追求简 便、低廉技术和工艺,否则其处理效果不理想,环境质量就 无法得到保证。\n(4)运行操作简便,日常维护方便\n目前,我国农村地区由于其环保和污水处理的管理机 构和制度的不健全,通常缺乏专门的污水处理设备管理技 术人员,操作过于复杂的污水处理设施在农村无法有效运 行。因此在选用农村污水处理技术时,应充分考虑该技术 的管理和运行的难度,使得当地的技术和管理利用能够满 足该污水处理设施正常运行的需要。\n(5)循序渐进,分期分步\n农村生活污水处理工艺的选择,应依据当地的自然条 件、生态状况和经济承受能力等条件,循序渐进,分期分步 建设。在一些经济条件相对落后的地区,可以先建设化粪 池等生活必需的初级处理构筑物,待经济条件提高后,再考 虑建设适合当地经济条件和处理要求的深度处理所需的构 筑物。"]
- ["问:国 家 关 于 农 村 生 活 污 水 处 理 有 什 么 技 术政策?", "答:为了推动社会主义新农村建设,保护和改善农村 环境,防治农村生活污染,提高农民生活质量和健康水平, 我国《农村生活污染防治技术政策》中对农村生活污水的治 理提出了一些指导性的政策。\n① 不同类型的农村有不同的处理方法。对于人口密 集、经济发达并且建有污水排放基础设施的农村,宜采取合 流制或截流式合流制。对于人口相对分散、干旱半干旱地 区、经济欠发达的农村,可采用边沟和自然沟渠输送,也可采用合流制。\n② 在没有建设集中污水处理设施的农村,不宜推广使 用水冲厕所,避免造成污水直接集中排放,应该推广非水冲式卫生厕所。\n③ 对于分散居住的农户,鼓励采用低能耗小型分散式 污水处理。在土地资源相对丰富、气候条件适宜的农村,鼓励采用集中自然处理。人口密集、污水排放相对集中的村 落,宜采用集中处理。\n④ 鼓励将粪便和生活污水分开处理。宜采用沼气池 处理粪便,采用氧化塘、湿地、快速渗滤及一体化装置等技 术处理生活杂排水。沼气池产生的沼气可加以利用,污水 处理设施产生的污泥、沼液及沼渣等可作为农肥施用。这 样,既避免了二次污染,又节约了资源。\n⑤ 对于经济发达、人口密集并建有完善排水体制的村 落,应建设集中式污水处理设施,宜采用活性污泥法、生物 膜法和人工湿地等二级生物处理技术。\n⑥ 对于处理后的污水,宜利用洼地、农田等进一步净 化、储存和利用,不得直接排入环境敏感区域内的水体。\n⑦ 小规模畜禽散养户应实现人畜分离。鼓励采用沼 气池处理人畜粪便,并实施“一池三改”,推广“四位一体”等 农业生态模式。"]
- ["问:农村畜禽养殖污水有什么特点和危害?", "答:随着我国农业结构的调整和农业产业化 的推进,畜禽养殖业得以迅猛发展,成为我国农业和农村经 济的重要组成部分。然而畜禽养殖业发展的同时,造成了粪尿过度集中和冲洗水大量增加,由此带来了严重的环境 污染问题,这无疑对经济的发展产生了影响。我国畜禽养 殖污染的主要特点为:①畜禽废弃物产生量太大;②畜禽废 弃物污染环境相当严重;③畜禽废弃物污染严重威胁和影 响大中城市的区域环境质量。\n畜禽养殖废水带来的危害有以下几点。\n(1)对水体的污染\n未经处理的畜禽废水中含有大量的有机污染物质、悬 浮物以及氮、磷等营养物。这种高浓度的有机废水直接排 入或随雨水冲刷进入江河湖库,造成水体的富营养化,水体 中的大量氧被消耗,致使水体变黑发臭,有些对有机污染物 质敏感的水生生物还会逐渐死亡,从而破坏生态系统。如 果畜禽有机废水长时间渗入地下,会导致地下水溶解氧的 含量减少,从而使地下水水质恶化。\n(2)对土壤及农作物的影响\n未经处理的废水直接、连续、过量地排入农田,可能导 致土壤空隙堵塞,造成土壤的透气性、透水性下降及板结、 盐化,严重影响土壤质量,甚至造成农作物的减产和死亡。\n(3)微生物的污染\n畜禽养殖有机废水中可能含有大量病原微生物、寄生 虫以及滋生的蚊蝇,会引起人、畜传染病的传播与蔓延,严 重时会导致疫情的发生,给人畜带来灾难性危害。\n(4)对空气的污染\n畜禽养殖废水也会产生大量的恶臭气体,其中含有大量的有毒有害成分,污染养殖场及周围空气。\n如果对畜禽养殖污水不加以处理的话,就会造成地表 水、地下水、土壤和环境空气的严重污染,破坏固有的生态 平衡和正常的水体功能,直接影响人们的身体健康和正常 生活。因此国家将畜禽污染的管理,作为环境保护的重要 内容,制定了相应的法律、法规,严加控制管理。"]
- ["问:农村畜禽养殖度水的治理原则是什么?", "答:根据畜禽养殖污染的特点,畜禽养殖废水的治理 必须按照农业生态规律与可持续发展的原则,走综合治理 和资源利用的道路,推广应用环保治理新技术,最终实现可 靠、经济合理的达标排放。\n农村畜禽养殖的治理原则主要有以下几点:\n(1)资源化原则\n畜禽废水中包含农作物所必需的氮、磷、钾等多种营养 成分,还有大量的有机物质,经处理后可以用于农田、鱼塘、 果园等作肥料,节省农药和化肥,增产增收,达到变废为宝 的目的,具有很大的经济价值。\n(2)减量化原则\n所谓的“减量化”就是积极提倡将雨水和畜禽养殖废水 利用不同管道分别进行收集和传输,将畜禽的粪、尿以不同 的方式和渠道分别进行收集、堆放和处置,减少污染物的排 放总量,降低处理成本。\n(3)生态化原则\n畜禽养殖废水的处理尽量采用高效率、少投资、低成本的自然生物处理法,使畜禽养殖废水回用农业,实现以农养 牧、以牧促农的生态平衡。\n(4)无害化原则\n因为畜禽废水中含有大量的病原体,会引起人、畜传染 病的传播与蔓延。为此,在利用过程中要对废水进行消毒、 杀菌处理,以免对畜禽和作物的生长产生不良影响,避免废 水对地下水和地表水产生污染。\n(5)廉价化原则\n畜禽养殖从总体上讲是一个污染重、利润相对较低的 产业,同时又是农民脱贫致富的产业。如果治理成本过高, 将会大大加重养殖业的负担,使养殖业失去发展的活力。\n(6)产业化原则\n在养殖场相对集中的区域,可以成立专业队伍,对畜禽 养殖废水集中收集;集中处理形成产业,这样不仅增加了就 业机会,而且为养殖场解决了污染的后顾之忧,也可为农业 提供肥料。\n综上所述,我们应当采取经济有效、方便可行的方法, 遵循“资源化、减量化、生态化、无害化、廉价化、产业化”的 原则,逐步减少畜禽养殖废水排放,使周围的土壤、水体及 大气自然生态系统免受污染。"]
- ["问:畜禽养殖污染防治技术政策包含哪些内容?", "答:主要 包含了以下内容:污染物收集与清洁生产模式,畜禽养殖废 弃物无害化处理与利用技术,畜禽养殖污水处理技术,畜禽 养殖空气污染防治技术,畜禽养殖二次污染防治,污染治理 设施的建设、运行和监督管理,国家鼓励开发的新技术等。"]
- ["问:畜禽养殖污水处理技术的具体内容有哪些?", "答:畜禽养殖污水处理技术的具体内容如下:\n①建立完备的排水设施并保持畅通,排水系统应实行 雨水污水分流制,防止雨季污水满溢污染周围环境。\n②畜禽养殖外排水的水质应根据排放去向,达到国家 污水综合排放标准和地方水污染物排放标准,或畜禽养殖 污染物排放标准,或农田灌溉水质标准。\n③畜禽养殖污水的污染治理应重点控制化学需氧量、生化需氧量、总氮、氨氮、总磷等污染因子。\n④畜禽养殖污水应实行污水就地分质处理的技术路 线,冲洗畜体、圈舍产生的污水应就地实行固液分离,污水 应进行收集处理。\n⑤畜禽养殖污水宜根据污染治理要求,采用“厌氧、好 氧两段生物处理”工艺。\n⑥采用“厌氧生物处理”工艺时,应配套沼气利用设施, 应根据污水的污染物浓度选择适合的处理方法。\n⑦采用“好氧生物处理”工艺时,应选用脱氮除磷效能高的污水处理工艺。\n⑧畜禽养殖应积极发展再生水的利用。\n⑨畜禽散养密集区、畜禽散养户产生的畜禽养殖污水 宜因地制宜采用“人工湿地”、“稳定塘”和“土地处理”等运 行管理简便、经济可行的工艺技术进行处理。"]
- ["问:处理污水的基本方法有哪些?", "答:污水处理技术发展到现在已经有100多年的历 史,其技术水平也随着社会的需求不断提高。为了满足现 代污水处理的需求,污水处理已经形成了包括物理法、化学 法、物理化学法、生物法以及多种处理方法相结合的污水处 理新工艺。\n(1)物理法\n主要是利用物理作用,将水中的悬浮污染物分离的方 法。物理法的工作方式包括“隔”、“沉”、“离”和“浮”。“隔” 即是将污水通过栅格、筛网或滤床,隔留下较大的颗粒污染 物;“沉”即是让污水静置或较缓慢流动,使得其中的悬浮污染物下沉分离;“离”即是用旋转离心的方式,将颗粒悬浮物 快速分离;而“浮”则主要依靠向水中充入微小气泡的方式, 将污染物带至水面。\n(2)化学法\n主要是依靠化学反应,使污染物的性质发生改变,降低 其危害程度。这类方法需要向水中投加化学药剂,虽然处 理效果显著,但易对水体产生二次污染,且药剂消耗费用 高,通常在工业废水处理中采用较多。农村废水回用中的 加氯消毒处理,也属于化学法。\n(3)物理化学法\n这类污水处理方法,包括离子交换、萃取、吸附、渗透膜 等技术,较多使用于工业废水处理及污水深度处理中。在 农村污水处理中,由于成本高等问题,较少使用。\n(4)生物方法\n这类方法是在污水处理中使用最为广泛的方法。生物 处理方法即利用存在于自然界中的微生物,将废水中的污 染物降解转化,从而达到净化污水的目的,本质上是对自然 界自净能力的模拟强化。生物处理技术通常具有适用范围 广、处理成本低、环境友好等特点,新型的生物处理工艺不 仅能够去除有机污染物,还能够去除氮、磷等一些营养元 素,使得处理后获得更好的水质。生物处理方法在农村污 水处理中是最重要的处理方法。"]
- ["问:栅格在污水处理中有什么作用?", "答:栅格、筛网,是用于污水中去除较大悬浮物的一种 装置。在排水工程中,栅格可以保护水泵机组和管道阀门 免受粗大悬浮物的堵塞,以保证后续处理设施能正常运行。\n栅格是由一组倾斜安装于进水渠道中互相平行的金属 栅条和框架,用于拦截水中的粗大悬浮颗粒物及杂质。设 置在污水系统前的栅格,还应考虑到使整个污水处理系统 能正常运行,对处理设施或管道均不产生堵塞作用。因此, 通常会设置粗细两道栅格。不同类型栅格主要区分在于其 清渣的方式,包括人工清理的栅格和机械清理的栅格。小 型的污水处理设施其截留的污染物量较小,可采用人工清 渣的方式,这种栅格一般与水平面成45°~60°倾角安放,倾 角越小,清理时越为省力,但占地较大。机械栅格通常采用 传动链条连接齿耙上下移动的方式清除栅渣,由于不需要 人工清理,因此倾斜角度可以设置较大,通常为60°~70°, 甚至为90°。\n栅渣通常含水率较高,工业废水的栅渣中通常含有较 多的有害物质,因此栅渣的处理也是当前一个棘手的问题。 但生活污水的栅渣成分较为简单,且毒害性较弱,可以脱水 后与一般垃圾一起处置。"]
- ["问:什么是废水的过滤处理?", "答:在污水处理当中,过滤属于一种物理方法,这是一 个通过具有空隙的粒状填料层(常见的有石英砂、纤维球、 陶瓷等)将水中的悬浮物和胶体截留,使水获得澄清的工艺 过程。过滤作用不仅可以截留水中的悬浮物质,而且可以 去除部分的有机物和细菌。与栅格和筛网单一的阻隔作用 不同,过滤主要从以下三个方面净化水质。\n(1)阻力截留\n颗粒状的滤料层具有截留作用,粒径较大的悬浮物颗 粒首先被截留在表层滤料的空隙中。对大颗粒的不断截留 使得此层滤料间的空隙越来越小,截留的能力也越来越强, 更小的颗粒也更易被截留下来,逐渐形成一层主要由被截 留的固体颗粒构成的滤膜,而这层滤膜起到了主要的过滤作用。这种作用与栅格和筛网一样属于阻力截留。悬浮物粒径越大,表层滤料和滤速越小,就越容易形成表层筛滤 膜,滤膜的截污能力也越高。\n(2)重力沉降\n众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积,当污水通过 滤料层时,污水中的悬浮物质在滤料表面沉降。重力沉降 强度主要与滤料的直径以及过滤速度有关。滤料越小,沉 降面积越大;滤速越小,水流越平稳,这些都有利于悬浮物 的沉降。\n(3)接触絮凝\n由于滤料具有巨大的比表面积,它与悬浮物质间有明 显的物理吸附作用。此外,沙粒在水中常常带有表面负电 荷,能吸附带正电荷的胶体,从而在滤料表面形成带正电荷 的薄膜,并进而吸附带负电荷的黏土和多种有机物等胶体, 在沙粒上发生接触絮凝。\n在实际处理过程中,以上三种机理其实是同时起作用 的,只是随着条件不同而有主次之分。对粒径较大的悬浮 物颗粒,以阻力截流为主,因为这一过程主要发生在滤料的 表面,通称为表面过滤。对于细微的悬浮物,以发生在滤料 深层的重力沉降和接触絮凝为主,称为深层过滤。另外,在 过滤当中,滤料起着核心的作用,为了取得良好的过滤效 果,应将不同粒径的滤料按一定的比例组合,这一过程称为 滤料的级配。"]
- ["问:沉淀在污水处理中有什么作用?", "答:沉淀法是污水处理中一种最基本的物理处理方 法,它利用重力使得污水中的悬浮物质缓慢下沉,从而达到 分离去除污染物的目的。沉淀法所需要的设备即为沉淀 池,按照设计水流方向的不同,沉淀池可分为平流式、竖流 式、辐流式及斜管(板)沉淀池,它们分别具有各自的优点与 缺点,在污水处理中可根据其自身的特点进行挑选。\n由于沉淀池是污水处理中最广泛采用的固—液分离设 备,其可设置于污水处理流程中的不同位置,而达到不同的处理效果。如设置在污水处理的预处理环节,用于去除污 水中较易沉淀的物质,这类沉淀池被称为沉沙池;设置于生 物处理构筑物前,用于去除悬浮有机物以减轻后续生物处 理的有机负荷,这类沉淀池被称为初沉池;设置于生物处理 单元后,用于分离生物处理工艺中产生的活性污泥和生物 膜,以达到水质澄清,这类沉淀池被称为二沉池;设置于絮 凝处理单元,用于絮凝处理后的固液分离,这类沉淀池被称 为絮凝沉淀池;设置于污泥处置阶段,用于浓缩污泥、减少 污泥体积,这类沉淀池被称为污泥浓缩池。"]
- ["问:混凝在污水处理中有什么作用?", "答:废水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒质量比较轻, 尤其是胶体微粒直径为10-3~10-8毫米,由于这些细小颗 粒在水中做着无规则的布朗运动,且胶体微粒带有同性电 荷,彼此间存在着静电排斥力,因此不能相互靠近以结成较 大的颗粒而下沉。由此,废水中的细小悬浮颗粒和胶体微 粒不易沉降,总保持着分散且相对稳定的状态。所以,要使 胶体颗粒沉降,就必须破坏胶体的稳定性,促使胶体颗粒相 互接触成为较大的颗粒,其关键在于减少胶粒的带电量。\n混凝是凝聚和絮凝的总称。凝聚是指向污水中投加低 分子电解质和胶体微粒的电荷,降低电位,使得胶体脱稳沉 降;絮凝是指向污水中投加少量高分子聚合物时,聚合物分 子即被迅速吸附结合在胶体微粒表面上, 一个高分子链状 物同时可吸附多个胶体微粒,各微粒依靠高分子连接作用构成某种聚集体或结合为絮状物而沉淀分离。实际上,在 废水混凝处理过程中两者不是分开的。向废水中投加药 剂,进行水和药剂的混合,从而使水中的胶体物质产生凝聚 和絮凝这一综合过程称为混凝过程。混凝的影响因素有 pH 值、温度、混凝剂以及搅拌。能够使水中的胶体微粒相 互黏结和聚结的物质称为混凝剂,它具有破坏胶体稳定性 和促进胶体絮凝的功能。\n混凝剂通常可分为无机盐和高分子两类。无机盐类包 括硫酸铝、明矾、三氯化铁等混凝剂;高分子类包括聚合氯化铝、聚合氯化铁等。\n加药混凝处理可以有效地降低废水的浊度和色度,去 除废水中呈胶体状态的高分子有机物质、放射性物质及其 他微细颗粒物质。在实际的废水处理过程中,有时使用单 一的混凝剂不能取得良好的效果,往往需要投加辅助药剂 以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。另外,为了强 化沉淀池的沉淀效果,混凝法也常用于初次沉淀池和二次 沉淀池,当对二级出水进行三级处理或深度处理时也常用 混凝工艺。"]
- ["问:气浮法在污水处理中有什么作用?", "答:气浮处理法就是向废水中通入空气,并以从水中 析出的微小气泡作为污染物的载体。通常废水中的乳化 油、微小悬浮颗粒等污染物质会黏附于气泡表面,跟随气泡 一起上浮到水面,通过收集气泡或浮渣可以达到分离杂质的目的,使废水得到净化。从气浮的原理可以看出,气浮法 主要用于处理废水中难以自然沉降或上浮的乳化油或相对 密度与水接近的微小悬浮颗粒物质。\n气浮法按产生气泡方式,主要可分为细碎空气气浮法、 电解气浮法、压力溶气气浮法三种,压力溶气气浮法的优点 较多,在实际工程中应用最广。在压力气浮中使用最多的 是部分回流溶气式压力溶气气浮法,由于其效果好,得到了 较为广泛的应用。\n通常认为气浮法具有以下一些特点:气浮法不仅对于 难以用沉淀法处理的废水中的污染物可以有较好的去除效 果,而且对于能用沉淀法处理的废水中的污染物往往也能 取得较好的去除效果;气浮池的停留时间短,且需要的池深 较沉淀法浅,因此占地面积少;浮渣含水率低, 一般在96% 以下,比沉淀法产生同样干重污泥的体积少2~10倍,简化 了污泥处置过程、节省了污泥处置费用,而且气浮表面除渣 比沉淀池底排泥更方便;气浮除了具有去除悬浮物的作用 以外,还可以起到预曝气、脱色、降低化学需氧量等作用,出 水和浮渣中都含有一定量的氧,有利于后续处理,泥渣不易 腐败变质。但气浮法需要一定的能耗,且其所用的释放器 容易堵塞,设置于室外的气浮池浮渣受风雨的影响较大。\n气浮法的传统用途是用来去除污水中处于乳化状态的 油或密度接近于水的微细悬浮颗粒状杂质。气浮法还通常 作为对含油污水隔油后的补充处理,即为二级生物处理之 前的预处理。污水中固体颗粒很细小,颗粒本身及其形成 的絮体密度接近或低于水、很难用沉淀法实现固液分离时,可用气浮法。当用地受到限制或需要得到比重力沉淀更高 的水力负荷或固体负荷时,也可用气浮法代替沉淀法。另 外,气浮法还可以有效地用于活性污泥的浓缩。"]
- ["问:什么是吸附处理?", "答:废水处理中的吸附是指利用多孔性固体(常见的 有活性炭、腐植酸等)吸附废水中某种或几种污染物,以回 收或去除某些污染物质,从而使废水得到净化。具有吸附 能力的多孔性固体物质称为吸附剂,而废水中被吸附的物 质称为吸附质。通常认为吸附作用是多种因素共同作用造 成的,包括物理因素和化学因素。\n吸附过程是可逆反应,也就是说当污水与吸附剂充分 接触后, 一方面吸附质被吸附剂吸附,发生吸附过程;另一 方面, 一部分被吸附剂吸附的吸附质由于热运动的结果,脱 离了吸附剂的表面,又回到液相中来,发生了解析过程。这 两个过程同时发生,当吸附速度与解析速度相等时,即单位 时间内吸附的数量等于解析的数量时,也即吸附质在液相 中的质量浓度和在吸附剂表面上的质量浓度都不再改变 时,则达到了吸附平衡。此时,吸附质在液相中的质量浓度 称为平衡浓度。单位质量吸附剂在单位时间内所吸附的物 质质量称为吸附速度。吸附速度取决于影响吸附的诸多因 素,吸附速度越快,接触时间越短,所需吸附设备的容积也 就越小。\n吸附工艺分静态吸附与动态吸附两种。静态吸附是污水处于不流动的相对静态下,把吸附剂投入预处理的废水 中,不断进行搅拌,达到吸附平衡后,再用沉淀或过滤的方 法,使废水与吸附剂分开。这种方法往往需要多次静态吸 附,操作起来比较麻烦,在实际操作中很少使用。动态吸附 是污水在流动条件下进行的吸附操作,在实际工程中常用 的设备有固定床、移动床和流动床。吸附剂的种类很多,最 常用的是活性炭和腐植酸类吸附剂。活性炭是黑色粉末状 或颗粒状的无定形碳,其由于呈多孔状结构比表面巨大,具 有很强的吸附能力。颗粒状的活性炭还可以经过处理脱附 后再生,重复使用。"]
- ["问:什么是污水好氧生物处理法?", "答:好氧微生物是指生长和繁殖都需要有氧条件的微 生物。好氧生物处理是指利用好氧微生物在有氧气存在的 条件下将污水中复杂的有机物降解,并利用释放出的能量 来完成微生物本身的生长和繁殖等功能的方法。好氧生物 处理法是处理污水最常用的方法。在好氧微生物处理过程 中,污水中的有毒物质大多可以被微生物直接吸收,部分不 能被直接吸收的物质也可以由微生物先将其分解后吸收, 然后将其中一部分物质分解成简单的有机物,例如二氧化 碳、水、氨、硝酸、硫酸、磷酸等的化合物,同时释放出能量, 作为微生物生长所需的能源,而另一部分则作为营养物质 供微生物繁殖。"]
- ["问:污水好氧生物处理的一般过程是怎样的?", "答:好氧生物法净化污水的方法一般可概括如下:吸 附和生物降解。废水经吸附作用而净化,然后对被吸附的 物质进行分解,实际上这两个过程是同时进行的,没有明确 的先后之分。当被吸附的物质达到一定量后,它便不再具 有吸附能力,被吸附的物质被氧化分解,产生简单的有机物 和能量供微生物生长和繁殖,同时使除污体系重新呈现活 性,恢复吸附和氧化能力。这样周而复始,实现废水净化的目 的 。"]
- ["问:好氧生物处理活的影响因素有哪些?", "答:好氧生物处陛内能否南效运行,取决于以下条件。\n (1)溶解氧\n一般曝气池的出再混合罚氧先浓度最好保持在2毫 克/升。曝气池混合物中溶解需有足够的氧气,如果溶解氧 气浓度过低,好氧微生物的正常代谢活动就会受到抑制,活 性污泥会因此发黑发臭,易于滋生厌氧微生物,影响出水水 质。如果溶解氧气浓度过高,氧的转移速度就会降低,活性 污泥中的微生物会进入自身氧化阶段,还会增加排毒过程 中的能量消耗。\n(2)营养物质\n好氧微生物为了进行各项生命活动,必须不断地从外界环境中吸取各种营养物质,微生物细胞的组成物质主要 有碳、氢、氧、氮、磷等元素,但一般情况下生活污水都不会 缺乏以上营养物质,所以不用额外向废水中补充这些营养 物质,就能保证微生物的正常生长繁殖。\n(3)pH 值\n适宜的 pH 值有利于微生物进行正常而高效的新陈代 谢,这是因为微生物体内有些物质可以加快反应速度,甚至 将原本几乎不反应的过程变成有效的化学反应,但这类物 质的活性很大程度上受温度的影响,微小的 pH 值变化都 可能急剧改变物质活性,所以精确的 pH 值对好氧微生物处 理法很重要。好氧生物处理法的最适宜的 pH 值在6.5~ 8.5之间,pH 值降至4.5以下,活性污泥中微生物的数量 将会降低,甚至有部分物种会灭绝,大多数微生物的活动会 受到抑制,厌氧微生物将占优势地位,除污体系功能将受到 抑制,即产生膨胀现象。当 pH 值大于9时,微生物的代谢 速率将受到极大的不利影响,也会产生膨胀现象。\n(4)温度\n好氧微生物处理法的最适宜温度范围是15~30℃。 一般水温低于10℃或高于35℃时,都会对好氧微生物的除 污功能产生不利影响;当温度高于40℃或低于5℃时,甚至 会完全停止。在一定温度范围内,随着温度的升高,虽然不 利于氧向水中的转移,却可以加快生物化学反应速度,微生 物增殖速度也会加快。但由于微生物细胞组织中的蛋白 质、核酸等对温度变化很敏感,当温度降低或超过一定限度 时,就会产生不可逆破坏。相比之下,温度降低对微生物的影响要小一些,如果升至适当温度,其生物活性还是可以恢 复的。\n(5)有毒物质\n有毒物质的含量必须在一定浓度范围之内,不能危害 到微生物的正常新陈代谢。当污水中含有对好氧细菌有抑 制作用的物质,活性污泥的活性将会完全下降直至完全消 失,常见的有毒物质有重金属、氰化物、硫化物及酚、醇、醛、 燃料等一些有机物。"]
- ["问:什么是污水厌氧生物处理法?", "答:厌氧生物是指生长和繁殖都不需要氧气存在条件 的微生物,而兼性细菌是指既是好氧型又是厌氧型的细菌。 厌氧微生物处理法是指在无充足氧气的条件下,由多种微 生物共同作用,利用厌氧微生物将污水或污泥中的有毒有 机物质分解并生成甲烷和二氧化碳等的过程。在氧气存在 但不充足的条件下,厌氧细菌和兼性细菌都可以分解有机 物,分解的产物主要是沼气和少量污泥。厌氧生物处理适 用于处理高浓度有机污水和好氧生物处理后的剩余污泥。\n厌氧生物处理法具有很多的优势,它对抗环境变化能 力强,处理水的稳定性好,装置密封可防止臭味和疾病的传 播,处理过程中不需要供氧,剩余污泥产量少,还能回收沼 气作为能源物质。但厌氧生物处理法所需时间长,对有机 物分解不够彻底, 一般不能一次性满足排放标准,还需进行再次处理。"]
- ["问:什么是厌氧发酵三阶段理论?", "答:通常我们认为厌氧发酵分为三个阶段进行,即水 解发酵阶段、产乙酸产氢阶段和产甲烷阶段三个阶段。需 要明确的是,三个阶段并不是相互独立进行的,而是相互影 响、相互制约的。\n水解发酵阶段和产乙酸产氢阶段又可合称为酸性发酵 阶段。在这个阶段,污水中的复杂有机物,在某些细菌的作 用下,分解成简单的有机物,如有乙酸、醇等,以及二氧化 碳、氨气和硫化氢等有机物,由于有机酸和氨气等碱性化合 物的分别积累,使体系的 pH 值能始终保持在6.8~8.0左 右。产甲烷阶段又称碱性发酵阶段,在这个阶段,酸性发酵 的代谢产物在甲烷菌作用下,进一步分解成污泥气,主要成 分是甲烷、二氧化碳及少量的氨气、氢气和硫化氢等。酸性 发酵阶段和碱性发酵阶段的总效果就是使体系总是保持在 一定的酸度范围内。"]
- ["问:厌氧微生物处理法的影响因素有哪些?", "答:厌氧微生物处理法对环境的要求主要有以下 几点。\n(1)温度\n存在两个不同的最佳温度范围:50~60℃及35~ 40℃,前者称高温厌氧消化,后者称低温厌氧消化。温度可以对厌氧微生物系统的新陈代谢产生影响,同好氧微生物 一样,厌氧微生物体内的蛋白质和核酸等的活性都受温度 的影响。\n(2)pH 值\n厌氧消化的最佳 pH 值为6.8~7.2。该pH 值是指反 应器内混合液的 pH 值而不是进水处 pH 值,因为生物化 学反应过程中的产物和稀释液可以起到一定的缓冲作用, 但是一旦积累的酸度过大,反应的碱性产物和缓冲物质都 不能起到有效的中和作用时,再采取补救措施就来不及了, 所以在此过程中要经常测定溶液的酸度。\n(3)有机负荷\n厌氧生物反应器的有机负荷是指容积内待分解的有机 物,由于厌氧微生物处理几乎对污水中所有的有机物都有 分解作用,在一定范围内随着有机负荷的增加,产气量是不 断增加的,但当负荷超过了一定量时,必然导致停留时间缩 短,有机物被分解的效率下降,从而使单位时间进水量内的 有机物产气量减少。如果有机负荷过低,虽然产气率和有 机物的去除率会升高,但必然使设备的利用率降低。\n(4)营养物质\n厌氧微生物处理法中碳、氮、磷的比值控制在(200~ 300):5:1即可,碳、氮、磷的这个比例,在提供营养的同 时还能起到缓冲溶液酸度的作用,另外,有时候还需补充一 些其他营养元素,如铁、镍、锌、钴、钼等,它们具有提高酶活性的功能。\n(5)氧气浓度\n无氧环境是严格厌氧的甲烷菌生长的环境条件之一, 但某些兼性菌对氧气的浓度就不是很敏感了。总的说来, 氧气的存在和浓度,会影响各类细菌酶的活性从而影响正 常代谢和分解有机物的功效。\n(6)有毒物质\n重金属在浓度很低的情况下就会影响微生物的分解速 度,硫化物、氨氮、氯化物以及某些人工合成有机物物质的 含量达到一定程度也会对厌氧生物产生不同程度的抑制, 使厌氧消化细菌活性受到影响甚至死亡。另外,厌氧发酵 过程中产生的中间产物,也会对微生物新陈代谢产生危害, 使发酵过程本身受到抑制。"]
- ["问:活性污泥是什么?", "答:在显微镜下观察活性污泥,可以看到大量的细菌、 真菌、原生动物和后生动物,它们组成了一个特有的生态系 统。其实,在这个系统中还包括了一些无机和有机的营养 物质,微生物正是以这些物质为食料(主要是有机物)进行 代谢和繁殖,才降低了污水中有机物的含量。\n活性污泥法是最广泛的一种污水生物处理方法,其本 质和天然水体的自净过程是相似的,两者都是利用了好氧 微生物对于有机物的降解作用。只是活性污泥法的净化能 力更加强大,是天然水体自净作用的人工强化。\n活性污泥对有机物的降解去除过程,主要可以分为两个阶段:第一个阶段称为吸附阶段,主要是污水中的有机物 活性污泥所吸附的过程,这主要是因为活性污泥具有巨大 的比表面积,而且活性污泥表面上含有许多多糖类的黏性 物质,对有机物具有很强的吸附作用。第二个阶段称为稳 定阶段,其主要是指与活性污泥接触的有机物被污泥中的 微生物所降解的过程,在这个过程中有机物被微生物所吸 收利用转化为微生物的能量,或成为微生物的一部分,使得 微生物得以生长繁殖。当污水中的有机物质处于悬浮状 态或胶体状态时,吸附阶段通常比较短促, 一般在15~45 分钟之间就可达到平衡,而稳定阶段通常要持续较长的 时间。\n另外,活性污泥对有机物的降解是一个需氧的过程,其 需要消耗水中大量的溶解氧,所以活性污泥法的关键之一 就是对污水的曝气。同时溶解氧的降低也可以从另一方面 说明有机物质的降解,而耗氧量的下降也可以表明有机物 含量的下降。在水质指标中,生化需养量就是一个通过微 生物消耗氧气的量来表征有机物浓度的指标。"]
- ["问:常见的活性污泥法工艺有哪些?", "答:常见的活性污泥法工艺包括以下四种。 \n(1)普通式活性污泥法\n也称为传统活性污泥法,是早期一直沿用至今的活性 污泥运行方法。随着污水沿着池长方向流动,有机物在池 内的降解主要经历了吸附和代谢两个阶段,微生物也经历 了从池首端的对数增长、中期的减速增长到池末端的内源 呼吸的完全生长周期。传统的活性污泥系统对于污水处理 的效果极好,且运行较为稳定,但也存在很多问题。该活性 污泥法的曝气池由于微生物的降解效应,呈现前端负荷高、 后端负荷低的特点,因此为了避免前端出现供氧不足的情 况,进水有机负荷不宜过高,或采取渐减供氧的方式。\n(2)氧化沟法\n氧化沟的平面结构呈现椭圆形环状,沟内的污水沿着 环状沟渠循环流动。它其实是活性污泥法的一种变型,其 将曝气、沉淀和污泥稳定等过程在一个构筑物内完成。因 为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人 称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟法由于具 有较长的水力停留时间,污水进入氧化沟后立即被大量的水所稀释,因此其具有较低的有机负荷和较长的污泥龄。 与传统的活性污法相比,可以省略调节池、初沉池、污泥消 化池,有的还可以省略二沉池。同时,合理的氧化沟运行还 能达到同步脱氮除磷的效果。\n(3)两段式活性污泥法\n也称为 AB 两段活性污泥法。其将活性污泥系统分为 两个阶段,即 A 段和B 段。其目的是为了充分利用微生物 的种群特征,分别为其创造适宜的环境,使得不同的微生物 种群得到良好的增殖,从而有效降解水中的污染物质。根 据其曝气池和沉淀池的连接方式不同,其又可分为串联法 和并联法,后者又称为强化曝气法。两段式活性污泥法工 艺相比传统活性污泥工艺,可节省大量的曝气量,同时也减 少了剩余污泥的产生。\n(4)序批式活性污泥法\n指利用切割时间的方式,将原本需要在几个池子内完 成的进水、反应、沉淀、港水和闲置五个阶段的一整套活性 污泥法放在一个池子内完成。该法具有以下优点:由于都 在一个池子内完成,该方法需要的构筑物和占地比较少,且 维护相对方便。由于采用了完全混合的方式,其需要的曝 气时间短,曝气效率高,同样也使得其具有较好的耐冲击负 荷。另外,序批式活性污泥法工艺运行灵活、适应性强,可 以及时地根据污水水质的变化调整运行的方式,对脱氮除 磷也有很好的效果。但序批式活性污泥法单体池的体积非 常大,且通常需要较好的自动化控制设备配合,运行管理相 对复杂。"]
- ["问:活性污泥法处理污水常见的问题有哪些", "答:活性污泥法处理污水中最常见的问题,就是二沉 池中的污泥上浮,污泥得不到沉淀分离而随着水流流出,极 大地影响了出水的水质。产生这种上浮现象的原因非常 多,主要的原因有三种:污泥膨胀、脱氮上浮和污泥腐化。\n污泥膨胀在活性污泥系统中发生的频率非常高,其主 要的表现就是污泥结构松散,体积增大,进而发生上浮。按 照原因的不同,污泥膨胀可分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨 胀。丝状菌膨胀是由于活性污泥中丝状细菌的大量繁殖。 丝状细菌与活性污泥的菌胶团相比,其所需的生长环境有 一定的差异。丝状细菌需要的氮、磷元素相对较低,需氧量\n相对较小,且适于生长在偏酸性的环境中。因此当氮、磷营\n养元素不足、曝气量不足或系统发生一定酸化的情况下都 会发生丝状菌膨胀。要解决丝状菌膨胀的问题,主要是从 严格控制进水中营养成分浓度和加强曝气入手。非丝状菌 膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候,此 时细菌吸附了大量有机物,来不及代谢,在胞外积贮大量高 黏性的多糖物质,使得表面附着物大量增加,很难沉淀压 缩,因此发生这种膨胀通常会考虑减低进水的负荷。\n脱氮上浮和污泥腐化所产生的污泥上浮都是因为反应 产生大量的小气泡。脱氮上浮是因为曝气池曝气量太大, 发生了高度的硝化作用,而在二沉池中发生了反硝化作用, 产生了大量氮气气泡。\n污泥腐化是因为曝气量过小而在沉淀池发生厌氧降解 作用,产生了甲烷气泡。\n另外,污泥量减少以及产生泡沫等问题都是活性污泥 系统中常见的问题。污泥量减少的原因可能是由于污泥上 浮导致污泥流失,也有可能是由于养料不足所导致。泡沫 的产生可能是由于进水中含有大量的洗涤剂。\n要解决这些活性污泥体系中存在的问题,除了要改进 活性污泥系统的设计以外,加强对体系的管理,及时分析及 控制问题,并及早正确彻底地排除,才能达到活性污泥系统 的高效运行。"]
- ["问:什么是生物膜法?", "答:污水的生物膜处理方法,与活性污泥法一样,是污 水处理中常用的生物处理方法。这种处理法的实质是使细 菌等微生物和原生动物、后生动物等微型动物附着在滤料 或某些载体上生长繁殖,并在其上形成膜状生物污泥—— 生物膜。生物膜具有较大表面积,能够大量吸附废水中的 有机物,而且具有很强的氧化能力,从而使废水中的污染物 得到降解。常见的生物膜处理法有生物滤池、生物转盘、生 物接触氧化法和生物流化床等。\n生物膜法就是使废水与生物膜接触,进行固、液相的物 质交换,利用膜内微生物将有机物氧化,使废水获得净化的 处理方法。当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接 种也流过载体时,水中的悬浮物及微生物吸附于固相表面上,其中的微生物利用有机物而生长繁殖,逐渐在载体表面 形成一层黏液状的生物膜。由于生物膜的吸附作用,在膜 的表面存在一个很薄的附着水层。污水流过生物膜时,有 机物经附着水层向膜内扩散。膜内微生物在氧的参与下, 对有机物进行分解和机体新陈代谢。代谢产物沿底物相反 的方向扩散,从生物膜传递返回液相和空气中。在整个生 物膜系统中,微生物不断吸收有机营养成分,污水不断得到 净化,而生物膜也不断生长, 一些老化的生物膜会自动脱 落,从而保持了生物膜的良好活性。另外,除了要提供有机 营养物质外,还应创造一个良好的好氧条件。填充有生物 膜的设备中常常采用自然通风或强制自然通风供氧。"]
- ["问:常见的生物膜法工艺有哪些?", "答:常见的生物膜法工艺包括以下几种。\n(1)曝气生物滤池\n曝气生物滤池是集生物降解、固液分离于一体的污水 处理工艺,是生物接触氧化工艺与过滤工艺的有机结合,即 将生物接触氧化与过滤结合在一起,不设沉淀池,通过反冲 洗再实现滤池的周期运行,可以保持接触氧化的高效性,同 时又可以获得良好的出水水质。对曝气生物滤池的池结构 进行改进,增加厌氧区后还可以进行反硝化脱氮及除磷。 另外,曝气生物滤池技术具有处理效率高、占地面积小、基 建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等特点,在 污水的有机物去除、硝化去氮、除磷以及微污染水源水的预处理或过程中有着较好的应用前景。\n(2)生物流化床\n生物流化床技术是以砂、活性炭、焦炭等颗粒为载体填 充于生物反应器内,因载体表面附着生物膜而使其变轻,当 污水以一定流速从下而上流动时,载体处于流化状态,污水 中的基质在流化床内同分散的生物膜相接触而获得降解 去除。\n生物流化床是一种既有固着生长特征又有悬浮生长特 征的生物反应器。因生物流化床内载体颗粒较小,总比表 面积大,提高了单位面积反应器内的微生物质量浓度(可达 到10~14克/升);载体处于流化状态,污水可与表面的生 物膜充分接触;载体在床内的互相摩擦碰撞作用,使生物膜 的活性提高并加速了有机污染物由污水向微生物细胞内的 传质过程。生物流化床具有容积负荷高、传质速度快、抗冲 击能力强、占地面积小、运行稳定等优点。\n(3)移动床生物反应器\n移动床生物反应器是近年来在生物接触氧化法和生物 流化床的基础上发展起来的一种新型高效生物膜法污水处 理装置。选用新型悬浮填料,使微生物附着在载体上,悬浮 的载体在反应器内随着混合液的回旋发展作用而自由移 动,提供不断更新、充分的生物界面,从而达到较好的污水 处理效果。在反应器中,填料能随水一起运动,并在其表面 逐渐长出生物膜,生物膜上的微生物利用污水中的有机物 质进行新陈代谢,进而达到去除水中有机污染物的目的。 移动床生物反应器可在好氧环境下运行,也可在厌氧环境下运行。在好氧移动床生物反应器中,填料的运动主要靠 曝气;而在缺氧和厌氧的环境下,填料的运动是靠机械搅拌 或靠厌氧所产生的沼气进行搅拌。\n移动床生物反应器不仅克服了活性污泥占地大、会产 生污泥膨胀以及污泥流失等缺点,还解决了固定床生物膜 法需要的定期反冲洗、清洗滤料和更换曝气器等复杂操作 问题,克服了流化床的动力消耗大的缺点。它既具有传统 生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥量少的特点,又具 有活性污泥法的高效和运转灵活的特点。"]
- ["问:什么是生物脱氮?", "答:氮是生命有机体中最重要的元素之一,它是构成 生物体中蛋白质及各种遗传物质等重要组成部分必不可少 的一种元素,其含量约占生物重量的10%左右。但是随着 城市化和工业化程度的不断提高以及化肥和农药的广泛使 用,含氮营养物质引起的水体富营养化问题日益突出,大量 的有机物和含氮营养物质进入江河湖海,使水环境污染日 益严重,降低了水质质量,严重影响了我们的身体健康和国 民经济的可持续发展。\n生物脱氮是指利用废水中可生物降解的有机物作为反 硝化碳氮源,靠一些专门性细菌实现氮形式的转化,将含氮 有机化合物最终转化为无害氮气的工艺。生物脱氮工艺主 要有三个阶段:氨化过程、硝化过程和反硝化过程。氨化过 程主要是将蛋白质和氨基酸等含氮有机物分解为氨态氮;硝化则是在有氧条件下自养细菌把氨氮转化为硝酸盐的过 程,此过程受温度、溶解氧、溶液酸碱性、溶液中有毒物质以 及碳氮比的影响,所以在工艺使用过程中要严格注意这些 因素对工艺效率的影响;而反硝化过程则是在缺氧条件下 异氧菌将硝酸盐最终转化为氮气,反硝化过程同样受以上 各种因素的影响,只是每种因素对两种过程的影响方向不 一定相同。在实际运行过程中为了降低成本,可以用生活 污水作为碳源,污水中一部分易生物降解的有机物可以作 为反硝化的碳源被微生物利用,另一部分有机物则是作为 可慢速生物降解的颗粒性或溶解性有机物,虽可作为反硝 化的碳源,但会使反硝化的速率降低,其余的不可生物降解 有机物不能作为反硝化的碳源。"]
- ["问:保证生物脱氮工艺正常运行的条件有哪些?", "答:由于生物脱氮工艺是由微生物的同化作用和异化 作用来完成的(主要是指硝化和反硝化两个过程),整个生 化反应过程受温度、pH 值、溶液中有毒物质以及碳氮比的 影响。除了这些基本的影响因素外,高效的生物脱氮过程 还必须满足以下的一些条件才能进行。\n(1)硝酸盐\n硝酸盐的生成和存在是反硝化作用发生的先决条件, 必须先将污水中的含氮有机物如蛋白质、氨基酸、尿素、脂 类、硝基化合物等转化为硝酸盐氮。\n(2)不含溶解氧\n反应器中的氧都将被有机体优先使用,从而减少反应 器能脱氮的硝酸盐的量,溶解氧超过一定量时反应器将没 有明显的脱氮作用。\n(3)兼性菌团\n兼性菌团是指既能进行好氧代谢又能进行厌氧代谢的 细菌菌团。在大多数情况下,细菌普遍具有脱氮习性,污水 处理的微生物在脱氮时在好氧和缺氧之间反复交替,其中以兼性菌团为主体。\n(4)电子供体\n生物脱氮的能量来自脱氮过程中其电子供体作用的碳 质,脱氮时污水中的有机物必须充足,否则需要投加酒精、醋酸等外部碳源。\n(5)活性污泥\n传统的生物脱氮处理工艺流程实际上就是活性污泥系 统,而碳氧化硝化处理比单独碳氧化所需的污泥龄长,必须 注意控制二沉池的剩余污泥排出速率,以保证有足够长的 泥龄完成生物硝化,好氧池的溶解氧需要非常仔细地加以 控制,供应不足会抑制硝化过程,过量供氧会导致好氧池混 合液回流携带的溶解氧进入缺氧池,干扰反硝化的进行。"]
- ["问:什么是生物除磷?", "答:磷是生物圈中重要的元素之一。它不仅是生物细 胞中重要的组成成分,而且在遗传物质的组成和能量的储存中都需要磷。生物的核酸、卵磷脂、腺苷三磷酸和植物中 都含有磷。磷在生物圈中非常重要,而且是引起水体污染, 造成富营养化的重要因子。磷污染使藻类大量繁殖,水体 发出霉臭味,甚至产生毒素,通过食物链影响人体健康,随 着工农业生产的发展、人口的增加,含磷洗涤剂和农药、农 肥的大量使用,近年来水体磷污染日益加剧,选择高效无污 染的除磷方式已迫在眉睫。\n常规的生物处理法通过剩余污泥排放和处理可以从废 水中去除部分磷, 一些特殊工艺或经过调整运行方式具有 除磷功能的普通工艺可以取得较好的除磷效果。废水生物 除磷包括厌氧释磷和好氧摄磷两个过程,因此废水生物除 磷的工艺流程由厌氧和好氧两个阶段组成,按照磷的最终 去除方式,除磷工艺流程可以分为主流除磷工艺和侧流除 磷工艺两类。主流除磷工艺的厌氧段在污水处理的水流方 向上,磷的最终去除通过剩余污泥排放,其代表方法是厌 氧/好氧工艺,其他方法都是经过该过程和排出剩余污泥来 实现除磷的;侧流除磷工艺的厌氧段不在处理污水的水流 方向上,而是在回流污泥的侧流上,具体方法是将部分含磷 污泥分流到厌氧段释放,再用石灰石沉淀去除上清液中的 磷。由以上介绍可以看出,生物处理法的除磷效果是有限 的,最终还是要通过化学方法的辅助,特别是当磷的排放标 准要求很高的时候,往往需要使用化学除磷或将生物法与 化学方法结合起来用,并且在生物除磷废水处理系统的运 行中,有时一些关键的设备故障可能会引起磷的释放和损 失,毒物的存在也会抑制吸收磷,造成出水磷浓度超标。为了长期稳定地运行和达标,可储备一些化学除磷剂,以便在 必要时添加。"]
- ["问:保证生物除磷工艺正常运行的条件有哪些?", "答:污水生物除磷的原理,就是创造生物超量的除磷 过程,实现可控的除磷效果。这个过程必须通过创造厌氧 环境、利用厌氧微生物的作用来实现,所以说,除磷的关键 是厌氧区的设置。首先,必须在厌氧区控制严格的厌氧环 境,这直接关系到聚磷菌的生长状况、释磷能力和有机质的 合成能力。其次,必须在好氧区供给足够的溶解氧,以满足 聚磷菌对储存的含磷有机物进行利用,释放足够的能量供 其摄取过量磷之用,以便有效地吸收废水中的磷。再次,就 是厌氧区的硝态氮。硝态氮包括硝酸盐和亚硝酸盐。硝态 氮的存在也会消耗有机质,从而抑制聚磷菌对磷的吸收,进 而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收;另外,硝态氮的存在 会被部分聚磷菌作为反硝化的电子受体进行反硝化,从而 影响其以发酵产物作为电子受体进行发酵、抑制聚磷菌的 释磷和摄磷能力以及有机质的合成。再次,温度和 pH 值 也是不得不考虑的两大因素。 一般来说,在5~30℃,pH 值为6~8时,能保证生物除磷工艺的有效稳定进行。最后 就是毒物及抑制物质了,某些工艺废水中含有大量的重金 属离子、络合阴离子及有毒有机物,这类废水排入处理系统 以后,如果超过一定浓度,就会导致活性污泥中毒,使其污泥中的生物活性受到抑制,反硝化细菌和聚磷菌更易受到 毒物抑制,即使一些对异氧菌无毒的物质也会对硝化细菌 形成抑制,即同一种抑制物质,在某一浓度水平下,对异氧 菌无毒性,而对硝化细菌却可能有抑制作用,所以在处理过 程中,要严格防止某些毒物进入系统中,从而保证系统的正 常运行。"]
- ["问:化学强化的生物脱氮除磷工艺是怎样的?", "答:作为一种经济有效的除磷技术,生物法除磷被广 泛采用。但在一些出水中对总磷控制严格,往往要求废水 处理后磷的浓度低于0.5毫克/升。 一般的废水生物处理 工艺较难达到这一要求,因此常将化学除磷作为生物除磷 的补充,将生物除磷和化学除磷进行结合,这就形成了一种 处理高效、运行简便的除磷工艺,这也是脱氮除磷同时进行 的废水处理工艺。由于脱氮的反硝化过程为异氧过程,需 要一定量的易生物降解的有机碳作为营养物质,而生物除 磷中磷的厌氧释放过程也需要一些有机营养物质作为碳 源,因此当废水中碳源不足时,就需要采用化学法除磷来达 到强化除磷目的。该工艺流程中各单元的功能和运行条件 如下:\n(1)初沉池\n初沉池的主要功能是通过沉淀将进水中的悬浮固体分 离,如果采用在初沉池前加药剂进行化学除磷方法,则初沉 池还担负将含磷沉淀污泥去除的功能。\n(2)厌氧区\n厌氧区在本工艺中具有多项功能。首先在厌氧区为脱 氮提供反硝化的条件,其次为除磷提供微生物释放磷的条 件,此外,厌氧区还有微生物选择的功能,以抑制其他细菌 的生长。因此,与一般只起脱氮作用的厌氧区相比,要更严 格地控制溶解氧的浓度,使其中不存在游离态氧。\n(3)好氧区\n好氧区在本工艺中也具有多种功能。好氧区中的微生 物要去除有机碳,其次进行硝化反应,同时,部分微生物还要吸收废水中的磷。\n(4)二沉池\n二沉池的主要功能是进行生物污泥的分离,并排出一 部分剩余污泥,以便将吸收过量磷的微生物排出系统,达到 除磷的目的,对于在二沉池前加药剂进行化学除磷的工艺, 二沉池还要担负将含磷沉淀污泥分离的功能。\n化学法与生物法结合的脱氮除磷工艺可以在初沉池或二沉池前加药剂除磷。 一般不在初沉池前加药除磷。这是由于废水中的多种物质都可能与药剂反应,所以药耗高,产 泥量大,同时初沉池加药后将降低初沉池出水的有机碳浓 度,不利于后续的生物脱氮除磷,因此一般不采用在初沉池 前加药的工艺。在二沉池前加药, 一般可以在好氧池的出 水口投加药剂,药剂在管道内进行混合反应,至二沉池沉淀 分离,经过好氧池中微生物对磷的过量吸收,水中磷的含量 已经处于比较低的水平,因此投加药量远小于直接在初沉 池加药的方法,该工艺产生的化学污泥量也远小于生物污泥量。该工艺的另一个优点在于,不会因为化学污泥的积 累而影响生物处理工艺的正常运行。由于它只在可能发生 出水磷超标的情况下投加药剂,其药耗和产泥量都会显著 减少。"]
- ["问:污水处理中污泥的产生来源有哪些?", "答:在污水处理中通常会产生一些污泥物质,它主要 是由残余的有机物质、无机性颗粒、细菌菌体以及胶体等物 质组成的成分极其复杂的混合体。\n依照来源的不同,污泥可以分为下列五种。\n①初次沉淀污泥:来自于初次沉淀池。\n②腐殖污泥:来自于污水二级处理中生物膜法后的二 次沉淀池。\n③剩余活性污泥:来自于污水二级处理中活性污泥法 后的二次沉淀池。\n④消化污泥:来自于上面三种污泥的消化稳定处理 过程。\n⑤化学污泥:来自于利用化学法处理废水的过程。\n此外,根据污泥的成分,也可以将污泥分为有机污泥和 无机污泥。"]
- ["问:污泥利用不当的危害有哪些?", "答:污泥中除了含有细菌、微生物、寄生虫、悬浮物质和胶体物质之外,还通常含有一些其他有害物质,而不同来 源的剩余污泥其中所含的有害物质成分也不尽相同。如生 活污水处理设施中产生的污泥里,含有较高的氮、磷等元 素;工业污水处理设施中,通常会含有一些有毒有害的重金 属和有害化学物质。\n若对剩余污泥进行不当处置,容易造成二次污染。\n剩余污泥若不进行及时处理,长时间堆放,污泥易产生 消化,从而产生沼气。干化后的污泥易随风飞扬,产生粉尘 污染。还有一些污泥本身就含有易挥发的有毒有机物质, 会散发毒气,这都会对大气产生污染。若堆放的污泥经雨 水浸淋, 一部分氮、磷以及一些重金属和有害化学物质会随 着雨水浸出,易对当地的土壤和水体造成污染。同样的道 理,未经处理或来源及成分复杂的污泥用于农用还田,也容 易产生污染。\n因此,对于剩余污泥必须进行合理处理。常采取的措 施,包括浓缩、脱水、稳定化、干化、焚烧、填埋等。另外,对 污泥也可采用资源化利用的方式,包括土地利用和建材利 用等。"]
- ["问:污泥农用应注意哪些问题?", "答:污泥农用是一种合理的污泥资源利用化方式,但 在利用时,应注意以下一些问题,以免使农用地受到污染。\n①应严格控制污泥中重金属、有毒有机物及病原微生 物达到国家农用污泥中污染物控制标准限值同时,应根据施用土壤背景值的情况,按照计算得 到的污泥施用量进行施用,特别是要严格限制重金属的 进入。\n②一般来说,某块农田在一定时间内使用污泥的数量 有一定限度,不应在短时间内多次施用污泥。\n③污泥的农用利用。整个利用区应该建立严密的使 用、管理、监测和监控体系。同时,应关注区域内的土壤、地 下水、地表水、作物等等相关因子的所处的状态及变化,并 根据发生的变化作出相应的调整,使污泥的农用更加安全 有效,促进农业的可持续发展。"]
- ["问:为什么要对污水进行消毒?", "答:污水经过物理、生物处理工艺处理后,水质已经得 到了一定程度的改善,但水中依然存在一定量的细菌,这些 细菌中极有可能存在一些具有致病性的病原菌。因此在水 体排放进入环境中时(包括灌溉至农田),应该对其进行消 毒处理。在国外很多国家,政府为了保护当地居民的生命 健康以及当地的水环境,都要求对城市污水在排放前进行 消毒处理。\n国家规 定的一些水质标准中,常用大肠菌群数量来对污水的消毒 作出要求,如城镇污水处理厂污染物排放标准中一级 A、一 级 B、二级标准分别规定大肠菌群数少于10³ 个/升、10⁴ 个/升。农村污水中,由于粪便的原因,病菌较多,因此通常也需要运用消毒的方式来达到灭菌的目的。"]
- ["问:常见的污水消毒工艺有哪些?", "答:常见的污水消毒工艺,有加氯消毒、臭氧消毒和紫 外线消毒等。\n加氯消毒是目前应用最广泛、最为经济的消毒工艺。 其常用的方法有液氯法和次氯酸法。加氯能够杀菌的主要 原因是氯溶于水中产生了 HOCl, 而 HOCl 具有较强的细 胞毒性,极易杀死细菌。目前,加氯消毒的技术无论在国内 或者国外都发展得比较成熟,相关的设备故障率及运行成 本也比较低。但其最大的问题是会产生一些消毒副产物被 认为是对人体有害的,比如三氯化碳、卤乙酸等,这些物质 的毒性影响通常都是长期的。\n臭氧消毒法对微生物的灭活作用主要是由于其较强的 氧化性,它不仅能够有效地消灭细菌和病毒,而且能增加水 中的溶解氧,具有较好的除色、除臭的效果。但产生臭氧的 臭氧发生器,通常价格较高,且需要消耗较多的电能,故在 推广上存在一定的困难。\n紫外消毒主要是利用了水银灯发出的具有能够穿透细 菌细胞壁,并将其杀死的紫外线。其相对加氯消毒来说,具 有更高的消毒效率,不影响水体的物理化学成分,且操作简 单、便于管理。但污水中的悬浮物、浊度容易妨碍紫外线的 穿透性,从而影响紫外消毒法的消毒效率。"]
- ["问:什么是再生水回用?", "答:随着社会的迅速发展,人口的不断膨胀,用水量急 剧增加。水污染、水资源的不合理开发等原因正在引发全 球性的水危机。而水又是人类赖以生存的生命之源,水资 源的紧缺将会严重制约现代社会的发展。只有将单纯的水 污染控制转变为全方位的水环境的可持续发展,才可使得 水危机得以解决。\n再生水是指污水经过水处理系统处理后,达到再生水 水质标准的水。再生水回用就是指将这些经过处理的污水 转化为水资源再次进行利用,将其回用与可用于再生水的 地方,从而取代干净的优质原水。其从一定程度上减少了 污水处理的费用和污水的排放量,从而达到以污代清、节约 优质水的目的。对于水资源的合理开发利用,应遵循一定 的顺序,地面水是最适合开发利用的,其次是地下水、城市 再生水和雨水,最后是长距离跨流域调水和淡化海水。可 见,再生水资源的开发利用,不仅仅使得污水成为第二水 源,使得水资源紧张的问题得以缓解,而且减少了废水的排 放,减轻了对水环境的污染,经济效益与环境效益十分显 著。由于再生水相对长距离跨流域调水和淡化海水在经济 成本和环境效益上具有的优势,再生水回用已经被各国政 府所重视,成为解决水资源短缺问题的优选策略之一。"]
- ["问:再生水回用在农业生产上有什么优势?", "答:(1)缓解农业用水紧张的问题\n我国是一个水资源极其缺乏的国家。我国水资源的时 空分布不均,北方淡水资源只有南方的1/4。农业生产需 要大量的水资源,严重的旱情却又造成农作物的大面积受 灾,制约着我国农业的发展。\n我国每年大量产生的生活污水水源稳定,此类污水经 过适当处理,达到相应使用标准后灌溉农田,既提高了水资 源的再利用率,又可以在很大程度上缓解农业水资源的紧 缺状况。随着污水处理量的不断增加,再生水逐渐成为农 业灌溉用水的一大稳定水源。\n(2)提高了农业用水的安全\n再生水回用于农业相比污水灌溉,具有更高的安全性。 首先,污水经过污水处理厂的出水达到环保部门的《城镇污 水处理厂污染物排放标准》相关水质要求才能排放,出水要 经过适当处理后,达到《再生水水质标准》、《农田灌溉水质 标准》及生物综合毒理检验才可以用于农业灌溉。因此,再 生水回用,农业的安全性有保障。其次,符合农业生产的再 生水回用,农业可有效减少因缺水引起的被迫污灌,减少为 了追求污水的水肥资源主动污灌给农产品产地带来的污 染,起到保障产地环境质量和农产品安全、维护人民群众身体健康的作用。\n(3)具有良好的环境与经济效益\n从污水处理端来说,污水中含有大量的氮磷营养物质、 有机质和作物所需微量元素,加上土壤对再生水中的悬浮 物、细菌等具有吸附过滤作用,因此与工业及其他用水相 比,农业灌溉水水质要求相对较低,不需要进行除磷脱氮、 絮凝消毒等深度处理,不仅能够简化工艺,降低污水处理厂 的基建费用,也能够减少污水处理的运行费用。从农业使 用上来说,再生水回用农业,补充了农业灌溉水源,节约了 农业投入成本,进而也可增加农民的收入。再生水回用于 农业灌溉,因各地的情况不同而获得的益处也不尽相同,但 在所有水源中,再生水是农业灌溉的最佳选择。再生水是 一种持续、安全而又富有营养的水源,使用再生水进行灌溉 不仅可以节约农业生产成本,而且其本身也是水资源保护 的一种方式。另外,再生水回用于农业不需要配套专门的 管网,可直接利用原有的灌溉水渠,大大降低了建设成本。"]
- ["问:农村排水系统是如何设置的?", "答:农村排水系统包括农村污水、雨水排除系统。村 落排水体制可分为分流制和合流制两种。分流制指用管道 分别收集雨水和污水,各自单独成为一个系统,污水管道系 统专门收集和输送生活污水和生产污水(畜禽污水)。合流 制指单一管渠收集和输送污水、雨水和生产污水。对采用 水冲厕所的农村,排水体制原则上宜选分流制,用管道排除 污水,雨水可采用明渠收集排放。农户污水在排入管网或一级处理单元前通常应设置化粪池、沼气池等方法进行预 处理。\n@GJJ10.png@$\n村落排水系统在农户收集的基础上,可将多户污水集 中收集至村污水处理站集中处理。农户冲厕排水经化粪池 后可与厨余污水混合收集。村落排水管渠的布置,根据村 落的格局、地形情况等因素,对便于统一收集的村落,污水 收集宜采用分流制,通过管道或暗渠收集处理后排放,并应 尽量考虑自流排水。\n排污管道管材可根据各地实际情况选择混凝土、塑料 管等多种材料。污水管道依据地形坡度铺设,坡度不应小 于0.3%,以满足污水重力自流的要求;同时应防止因地形 坡度过大,冲刷管道或管道露出地面。污水管道铺设应尽 量避免穿越场地、公路和河流,并应设置检查井。村落生活 污水排水管径在15厘米以上。严禁采用渗水井、渗水坑等 排水方式,防止地下水受到污染。"]
- ["问:什么是化粪池?", "答:化粪池是一种利用沉淀和厌氧发酵原理来去除生 活污水中悬浮性有机物的处理设施,属于初级的过渡性生 活污水处理构筑物。化粪池作为人们生活中不可缺少的配 套生活设施,最初是作为一种减少水体污染及管道堵塞而 设置的截粪设施,其主要作用是去除生活污水中可沉淀和 悬浮的污物。生活污水中含有大量粪便、纸屑、病原虫,悬 浮物固体浓度为100~350毫克/升,有机物浓度生化需氧 量在100~400毫克/升之间,其中悬浮性的有机物浓度生 化需氧量为50~200毫克/升。污水进入化粪池经过12~ 24小时的沉淀,可去除50%~60%的悬浮物。沉淀下来的 污泥经过3个月以上的厌氧消化,使污泥中的有机物分解成稳定的无机物,易腐败的生污泥转化为稳定的熟污泥,改 变了污泥的结构,降低了污泥的含水率。定期将污泥清掏 外运,填埋或用作肥料。化粪池在截留、沉淀污水中的大颗 粒杂质、防止污水管道堵塞、减小管道埋深、保护环境上起 着积极作用。它能截留生活污水中50%的粪便、纸屑、病 原虫等杂质,可使生化需氧量降低20%,能在一定程度上 减轻污水处理厂的负荷或水体污染压力。值得注意的是, 在我国许多地方,化粪池为农业生产提供肥料的作用已基 本消失,化粪池已成为环境保护建设的基本设施之一。"]
- ["问:化粪池有哪些规格?", "答:化粪池的池形有圆形和矩形两种,实际使用矩形 为多。在污水量较少或空间较小时,也可采用圆形化粪池。 矩形化粪池的长、宽、深的比例,应根据污水中悬浮物的沉 降条件及其积存数量通过水力计算确定。如果计算所得尺 寸过小,会不便于施工和管理。因此,规定矩形化粪池的池 长不得小于1.0米;宽度不得小于0.75米;深度不得小于 1.3米;圆形化粪池的直径不得小于1.0米。此外,为减少 污水和腐化污泥的接触空间,便于清掏污泥,池子常做成双 格或三格。"]
- ["问:化粪池应该如何布置?", "答:由于化粪池需要定时掏清,且清理的污泥具有臭味,所以应尽量将化粪池隐蔽于人们不经常停留、活动的地 方。化粪池的合理设置位置为庭院内建筑物背大街一面, 最好将其设于卫生间附近。化粪池池壁距建筑物外墙应大 于5米,以免影响建筑物基础。由于化粪池仅为污水处理 初级设备,处理污水的程度较低,排出的废水无法达到排放 要求,特别是其中含有大量细菌,因此要求严格化粪池的防 渗处理,防止污染地下水。在采用地下水做饮用水源的地 区,为预防化粪池渗漏而引起水源的污染,应与水源地(井) 至少保持30米的距离。"]
- ["问:三格化粪池的工作原理是什么?", "答:三格化粪池由相连的三个池子组成,中间用管道 连通,主要是利用厌氧发酵、中层过粪和寄生虫卵比重大于 一般混合液比重而易于沉淀的原理。粪便在池内经过30 天以上的发酵分解,在化粪池中粪液依次由第一池流至第 三池,以达到沉淀或杀灭粪便中寄生虫卵和肠道致病菌的 目的。第三池粪液可以排走或进行资源利用使之成为优质 化肥。\n由于比重不同,沼气池内的粪液可自然分为三层,从上 到下分别为:糊状粪皮、比较澄清的粪液、块状或颗状粪渣。\n粪便在三格池中的处理流程如下:\n①新鲜粪便由进粪口进入第一池,池内粪便开始发酵 分解。在上层的粪皮和下层的粪渣中含最多的细菌和寄生\n虫卵,中层粪液由于经过发酵含虫卵最少,其可经过粪管溢流至第二池,而将大部分未经充分发酵的粪皮和粪渣阻留 在第一池内继续发酵。\n②流入第二池的粪液会进行进一步的发酵分解,虫卵 继续下沉,病原体逐渐死亡,粪液得到进一步无害化,产生 的粪皮和粪的厚度比第一池显著减少。\n③流入第三池的粪液一般已经腐熟,其中病菌和寄生 虫卵已基本被杀灭。第三池的主要功能为储存粪便,以及 继续无害化粪液的作用。\n由上可见,化粪池的处理效果如何,主要取决于是否有 发酵不充分的粪便及粪渣流入下一格池子。如此,粪便经 三格化粪池的依次发酵,便能较好地起到杀灭虫卵及细菌 的作用。"]
- ["问:三格式化粪池的结构是怎样的?", "答:三格化粪池厕所的地下部分结构,由便器、进粪 口、过粪孔、三格化粪池、清渣口五部分组成。\n便器:由工厂加工生产或自行预制,便器采用直通式, 与进粪管连接,也可使用水封式便器,不再安装进粪管。\n进粪口:塑料、铸铁、水泥管均可,内壁光滑、防止结粪。 直径为10~15厘米,长度为30~50厘米。\n过粪孔:可采用挡板设置,也可采用塑料管连通,其孔 径约为10~15厘米。\n三格化粪池:用砖砌水泥粉壁面或水泥现浇、预制均 可,以“目”字形为主要类型。若受地形限制,“品”字形、“丁”字形也可使用。容积达到贮粪2个月为宜。三格化粪 池有效深度应不少于1米,第一至第三格容积比例一般为\n2:1:3。\n清渣口:可自行预制,要做到既密闭又便于清渣和 取粪。\n@GJJ11.png@$"]
- ["问:化粪池存在哪些问题?", "答:(1)不能及时定期清掏\n传统化粪池自身的弊端是缺乏技术含量,有机物去除 率低,沉淀和厌氧消化同在一个池内进行,污水与污泥直接 接触,致使出水呈酸性,有恶臭,经过化粪池的酸性发酵后, 酸性污水对下水道有腐蚀作用。而且化粪池沉积到一定时 间后要清渣,以保证下一阶段的正常运行。若长期未清掏,池内污泥积满,污泥固结在池底会使化粪池的有效容积日 趋减少,不能发挥截留作用,化粪池不能沉淀固体杂质,不 能去除生化需氧量,形同虚设,起不到减少环境污染的作 用。因此,国家规定化粪池3~12个月为一个清掏周期。\n(2)化粪池的溢流造成污染\n在春、夏等降雨较充沛的时期,由于不能及时清掏,化 粪池常常发生溢流的现象,大量池内污染物随雨水进入自 然水体,严重污染了地下水源和地下供水管道,直接威胁着 居民的健康。因此不能及时清掏的化粪池不仅不能起到应 有的作用,相反成为污染环境的一个污染源。化粪池溢流 还会导致建筑物附近的地质松软,造成建筑物不同程度的 倾斜,影响建筑地基和房屋安全。\n(3)化粪池的沼气累积\n化粪池长期无人管理,有的在化粪池上面建操场、建花 坛,在较高密封程度下,粪便在消化处理过程中,产生大量 的二氧化碳、甲烷、硫化氢等气体,俗称沼气,易发生爆炸事 故,危害人民生命财产安全,同时也会严重污染环境。\n因此,合理地管理化粪池,及时对其进行清掏及整修是 保证化粪池有效运行的关键。"]
- ["问:三格化粪池厕所该如何使用?", "答:(1)使用前应先做试水实验\n为确保化粪池不出现渗漏,在使用三格化粪池之前要做试水实验,经证明无渗漏,再在第一池内注入100~200 千克河塘水或井水,水深以高出连通管下端口为宜,并引入 厌氧菌种后使用。\n(2)控制用水量\n三格式化粪池的设计容积是有限的,其实它的容积是 依照使用人数及粪便产生量来计算的,大量冲洗水的进入 会减少粪便在化粪池内的停留时间,非常不利于粪便的熟 化。因此对于化粪池的冲洗水量需要有严格的控制,每天 每人的最高冲洗水量为3~4升。\n(3)正确使用便器\n对于小型的三格化粪池,其厕所内的便器可选择漏斗 形便器;对于条件较好的,采用中型三格式化粪池的厕所, 可选用节水型便器。\n(4)化粪池第一、三池上的盖板平时要盖严\n在清渣或取粪水时,不得在池边点灯、吸烟等,以防粪 便发酵产生的沼气遇火爆炸。\n(5)定期清渣\n清渣时间视使用情况而定, 一般每年或2~3年清渣一 次。在第一池内取出的粪渣由于发酵不够,需要经过堆肥 或化学法处理后再作肥料,第三池取出的粪水可直接作肥 料使用。"]
- ["问:目前化粪池技术有哪些改进?", "答:在排水设施不完善或缺乏污水处理设施的农村地区,建设化粪池是非常必要的。由于化粪池存在一些弊端, 所以需要不断改进技术,使化粪池能真正起到保护环境的 作用。\n目前,国内外都进行了大量的研究,将化粪池和人工湿 地结合起来,在人工湿地种植观赏性植物和其他商品花卉, 增加审美价值和经济效益,同时使人粪尿达到去毒、杀菌、 增氧、卫生和无害化的标准。在我国, 一些企业借鉴西方发 达国家的成熟技术经验,自主研发了符合我国国情的沼气 化粪池、不渗漏的环保型化粪池、集成式生物化粪池和生态 节能型化粪池等新型化粪池。环保型化粪池采用玻璃钢制 造,内设特型填料,实现污水与厌氧污泥的完全混合,具有 省工、省时、省钱、抗酸碱的特点,正常使用寿命可达50年。 集成式生物化粪池是用玻璃钢和增强塑料制成的圆筒形设 备,它是一个多级生物膜法处理装置。这种装置污水的降 解路线较长,出水杂质很少,由于厌氧较充分,残留粪渣较 少,氨氮也得到较好降解,提高了净化效率。"]
- ["问:如何计算三格化粪池所需容积?", "答:①要确定三格化粪池的容积,首先要确定使用的人数, 通常在计算时考虑每人每天排泄的粪尿量至少为3.5 千克。\n②三格化粪池中粪便的腐熟时间需要20~30 天。通 常第一格池的停留天数为20天,在这20 天中粪便主要进行初步的发酵分解,之后流入第二格。第二格池的停留天 数为10天,在这10天中粪便会进一步地发酵,并使得病原 虫卵下沉、死亡,之后进入第三格。第三格池,主要是用于 储存腐熟的粪便,设计停留天数为30天。\n③三格化粪池各格容积的计算公式为:容积=使用人 数×停留天数×排泄粪尿量/1000。\n④如果有一个6口之家,每人排泄的尿量平均为4千 克,则其需要的化粪池容积计算如下:第一格容积=6×20 ×4/1000=0.48立方米;第二格容积=6×10×4/1000=0.24立方米;第三格容积=6×30×4/1000=0.72立方米, 总计有效容积为1.44立方米。实际设计时应考虑留出 20%左右的余量,则设计有效容积为1.80 立方米。另外, 最小的三格化粪池总容积不可小于1.5立方米。"]
- ["问:建造沼气池有什么作用?", "答:沼气池是一种利用厌氧发酵原理,将污水中的有 机物经发酵后去除,产生沼气,并达到净化污水目的的工艺 方法。沼气池是一种非常优良的物质、能源利用模式,其产 生的沼气具有很好的能源价值,可作为浴室和家庭用能源; 处理后的污水可用作浇灌用水;沼液用于果树、农作物喷 肥,可增强抗病性和防冻能力;沼渣可以作为饲料使用,也 可以作为肥料使用来增加土壤的肥力。\n另外,在农村大量产生的作物秸秆和人畜粪便可以成 为沼气利用的原材料,同时也可提高这类废物的能源利用效率,如作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比 直接燃烧提高4~5倍;沼渣做饲料可以使其营养物质和能 量的利用率增加20%;通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼 渣),氮磷钾的营养成分没有损失,且转化为可直接利用的 活性态养分,即农用沼肥。\n沼气池工艺简单,成本低,运行费用基本为零。基于沼 气池的生活污水沼气净化池、沼气池厕所非常适合于农村 家庭采用。对小规模畜禽散养户,采用沼气池处理人畜粪 便,合理地利用沼气池产生的各类副产品,便可实施“一池 三改”,推广“四位一体”等农业生态模式。"]
- ["问:沼气是如何产生的?", "答:沼气是有机物质在一定的温度、湿度、酸碱度的条 件下,通过厌氧微生物发酵作用,产生的一种可燃气体。由 于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的,所以人们 叫它沼气。沼气中包含有多种气体组分,其中占比例较高 的为甲烷,其次有二氧化碳、硫化氢、氮气及其他一些成分。 沼气可以燃烧主要是因为包含了一些可燃性的组分,包括 甲烷、硫化氢、 一氧化碳和重烃等。在沼气成分中甲烷含量 可达到55%~70%,是一种优质的气体燃料。燃烧时呈蓝 色火焰,最高温度可达1400℃左右。纯甲烷每立方米产热 量为36.8千焦。沼气每立方米的产热量约23.4千焦,相 当于0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热 量。从热效率分析,每立方米沼气所能利用的热量,相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。\n沼气发酵是指沼气细菌分解有机物,产生沼气的过程。 根据沼气发酵过程中各类细菌的作用,沼气细菌主要分为 分解菌和甲烷菌两大类。分解菌的作用是将复杂的有机物 分解成简单的有机物和二氧化碳等。它们当中有专门分解 纤维素的纤维分解菌,分解蛋白质的蛋白分解菌,分解脂肪 的脂肪分解菌。甲烷菌的作用是利用分解菌产生的简单有 机物产生二氧化碳和甲烷。因此,通过分解菌的分解作用 和甲烷菌的发酵作用,有机物就变成了沼气。"]
- ["问:什么是“三位一体”模式?", "答:“三位一体”沼气生态模式是以农户庭院为基础的 一种南方能源生态模式。其主要的结合形式是利用畜禽和 人的粪便作为沼气池的原料,产生的沼液和沼渣可作为作 物生长的肥料。“猪—沼—果”生态模式就是典型的沼气能 源生态模式,其主要内容是:以农户为基本单元,利用房前 屋后的山地、水面、庭院等场地,建设畜禽舍,沼气池和果 园,厕所三连通,同时将畜禽养殖和果树养殖通过沼气这一 纽带有机地结合起来,形成良性循环,实现农业生产低耗高 效、增加农民收入、改善居住环境、提高生活质量的目的。 “猪—沼—果”模式也是南方地区以沼气为纽带的“猪— 沼一菜”、“猪—沼—鱼”、“猪—沼—稻”、“猪—沼—花卉”、 “猪—沼—药材”等循环经济模式的经典代表。"]
- ["问:什么是“四位一体”模式?", "答:“ 四位一体”沼气生态模式也称为北方能源生态模 式。该系统是以产沼气为基础,将沼气、畜禽舍、厕所和温 室四个重要部分进行有机组合。与“三位一体”模式的最大 区别为温室内不仅饲养了猪还种植了作物。例如,一 个节能温室内建有20平方米的猪舍,可养猪8~10头,猪 粪进入沼气池通过厌氧发酵产生沼气。猪舍在正常养猪的 情况下,其产生的沼气可供5口之家做饭烧水,沼液和沼渣 是优质的有机肥料,可以直接施入土壤中,从而减少了其他 有机肥料的使用。另外,由于猪的呼吸作用和沼气等的燃 烧,可以有效地提高温室内二氧化碳的浓度,为作物的生长 提供很好的环境,提高作物生产的经济效益。\n“四位一体”模式和“三位一体”模式的本质都是相同 的,都是利用沼气池将人畜粪便与作物的种植联系起来,使 得粪便或有机废物得到更加合理的利用,以产生较好的经 济效益。"]
- ["问:沼气池的设计应遵循什么原则?", "答:(1)坚持循环经济的原则\n以沼气池为核心可以构建多种循环经济的模式,“三位 一体”、“四位一体”都是为了实现合理的循环利用。例如,将沼气池与畜圈、厕所、日光温室相互关联起来。人畜粪便 可以不断地进入沼气池内,从而保证沼气池的正常持续产 气,并且也有利于粪便的及时处理,改善环境卫生。同时, 沼气池中的沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作为肥 料使用。在沼气池设计时就必须明确循环经济的原则,考 虑各种沼气池产品的资源化利用途径,使得出入环节得到 有效对接,实现资源利用的最大化。\n(2)坚持“圆、小、浅”的原则\n“圆、小、浅”是指沼气池以圆柱形为主,容积不宜过大, 且池体不宜过深。采用圆形或近似于圆形的沼气池与长方 形池相比,具有以下优点:第一,相同容积的沼气池,圆形比 长方形的占地小,省工、省料;第二,圆形池受力均匀,池体 牢固,同一容积的沼气池,在相同负载作用下,圆形池比长 方形池的墙厚度小;第三,圆形沼气池的内壁没有直角,容 易解决密封问题。“小”是指主池容积不宜过大,大型的沼 气池如果没有充分的原料供给,其产气反而不如小池子,当 然过小的池子也是不可取的。 一般5口之家,以建6立方 米的沼气池为宜。“浅”的目的是为了减少挖土深度,也便 于避开地下水,同时发酵液的表面积相对扩大,有利于产 气,也便于出肥料。当然池子也不能过浅,过浅的池子不利 于冬季保温和粪便中的寄生虫卵沉淀,同时太浅的池子也 使得沼气池的造价过高,通常沼气池的深度为2米左右。\n(3)坚持进出料分开的原则\n沼气池的进管是新鲜发酵原料入池的地方,出料间是 取出经过发酵后肥料的地方,原料进入池体后需要一段时间使其发酵。如果进料管与出料间合在一起,在平时少量 出料时,就会把新人池的发酵原料取出使用,这样不能使新 鲜原料得到充分发酵、产气,也不利于沉降、杀灭新鲜粪便 中的寄生虫卵。同时设计采用直管进料可使得进料流畅, 便于搅拌。出料口加盖可保持环境卫生,防止蚊蝇孳生和 人、畜掉进池内。"]
- ["问:家用沼气池有哪些类型?", "答:(1)固定拱盖水压式沼气池\n固定拱盖水压式沼气池有圆筒形、球形和椭球形3种 池型。这种池的池体上部气室为完全封闭,利用部分料液 来回晃动,引起水压反复变化来贮存和排放沼气,故称之为 水压式沼气池。\n水压式沼气池是我国使用最广泛的一类池型。其优点 是池体受力性能较好,建造成本较低,且打扫较为方便。但 由于其气压反复变化,因此对池体的强度要求较高,也增加 了沼气使用的难度。由于没有搅拌装置,其对发酵原料的 利用率不高,沼气产量偏低。\n(2)中心吊管式沼气池\n中心吊管式沼气池采用了钢丝网水泥进料吊管、出料 吊管,用于代替原有的活动盖。该管不仅可以替代原来的 活动顶盖,还可以起到进料和出料的功能,从而简化了整个 沼气池的结构,节省了建造成本。中心吊管式沼气池相比传统沼气池,具有更好的气密性,且进出料和人工搅拌较为 方便。但由于其进出料为同一个口,容易将新鲜的原料与 发酵过的旧料混在一起,物料的发酵率较低。\n(3)曲流布料水压式沼气池\n该沼气池只适用于粪便的发酵,原料不能采用秸秆等 物料,原料的含水率不可过高,应在95%左右。该类沼气 池设有布料器,在其进料口咽喉部位设滤料盘,原料在池内 由布料器进行控制,由于具有多曲路回流,具有较高的原料 扩散面积,提高了沼气池的容积负荷和产气率。另外,该沼 气池利用了内部的气压气流产生搅拌作用,且设计了倾斜 的池底,使得发酵的沼液可产生一定的推动力,实现了沼气 池的自动进出料。\n(4)无活动盖底层出料水压式沼气池\n这类池型干脆取消了活动盖,直接将沼气池拱盖封死, 只留下了导气管,并且加大水压间容积。沼气池为圆柱形, 斜坡池底。它由发酵间、贮气间、进料口、出料口、水压间、导气管等部分组成。其进料口与进料管可分别设在猪舍和 厕所,将物料由进料口通过进料管注入沼气池发酵间,这样 就方便了人畜粪便收集。出料口与水压间设在与池体相连 的日光温室内,这样就便于对种植的蔬菜施用沼气肥,同时 出料口随时放出二氧化碳进入日光温室内可促进蔬菜的生 长。池底呈锅底形状,由于需要在底层出料,该类池池底中 心至水压间底部之间需要建有一个U 形槽,下返坡度5%。 这种类型沼气池在我国北方农村使用较多,其通常与“四位 一体”模式配套建设。\n@GJJ12.png@$"]
- ["问:沼气池具体如何施工?", "答:(1)备料\n建一个8立方米的沼气池一般需水泥1吨,砂子2立 方米,碎石(规格为1~3厘米)1.5立方米,红砖600块,陶 瓷管(规格为直径20厘米)3 根,导气管1根,炉、灯、管具 一套。如建10立方米,其水泥、砂子、砖增加10%;如建6 立方米,则所有材料减少10%。\n(2)放线开挖\n以沼气池半径加10厘米为半径画圆,并作灰线标记, 同时画出出料口和进料口位置。\n开挖池壁时应留有一定余地,最后修整刮圆,池底呈锅 底形状,由中心至出料间底部挖一条 U 形槽,下返坡度 5 % 。\n(3)混凝土浇筑\n“三位一体”沼气池采用池墙、水压间整体现浇,池顶采 用无砖拱浇筑(也可用搭模浇筑法)。此法施工方便,强度 高、寿命长。现浇拌制混凝土时,必须严格控制水灰比, 一 般不得大于0.65,不得使用过期、变质或标号不够的水泥。 拌制应在铁板或砖铺地上进行。必须拌匀,拌匀后应在45 分钟内用完。浇筑必须连续进行,间断时间不得超过1小 时。浇筑必须捣实,不许出现蜂窝麻面。\n①池底施工:先框20~25厘米的梁,再用碎石铺一层 池底,用1:4的不混砂浆筑底,待池拱顶、池墙密封完工后 用水泥、砂、碎石1:3:3的混凝土现浇厚达8~12厘米。\n②池墙施工:以坑墙为内模,用横砌砖为外模,砌一层、 浇一层,所用混凝土重量比为1:2.5:4.7(水泥:砂:碎 石),池墙浇筑厚度6~10厘米,平均8厘米,同时用1:1 水泥细砂接管并安下料管,下料管下端距池底40~70厘 米。出料口和池墙同时浇筑,宽为50厘米,高70厘米。\n③池盖的施工:池拱顶施工的砖块必须上口顶紧,外口 嵌紧,要符合曲率半径尺寸,砌筑中可用直角卡具固定砖, 也可以用15条绳固定砖,收口部位应用半截砖,池口直径 50厘米,池顶贮水圈直径58厘米。池拱用200号混凝土 浇筑厚度8~12厘米。\n④沼气内部密封:由混凝土建造的沼气池只靠结构层 不能满足防漏要求,必须在内壁作防漏处理。密封防漏处 理前,必须将内壁的砂浆、灰耳、毛边等杂物剔除并用砂灰 补好缺损。目前,贮气箱部分采用7层做法,发酵间、水压间、出料通道等部位采用3层做法。\n⑤贮气箱密封作法\n基层刷浆:采用425号水泥,灰水比为0.3:1,在池内 贮气箱部位刷一遍水泥浆,在刷水泥浆过程中如有起泡的 地方,说明此处干燥,要多刷一遍。\n底层抹灰:抹1:2.5的水泥砂浆,厚度为0.8~1厘 米,边抹边查平,使池体严密。\n素灰层:底层抹灰后,立即抹一层素灰,厚度以不超过 0.1厘米为宜。\n砂灰层:底灰层施工结束后,抹一层1:2水泥砂浆,厚 度0.4厘米,要抹平压实。\n抹素灰层:砂灰层抹完后,抹一层纯水泥浆,厚度不超\n过0.1厘米。\n砂灰层:素灰层抹完后,进行面层抹灰,抹1:1水泥细 砂灰,厚度为0.3~0.4 厘米,要求砂子细筛,除掉大料砂 子,以防止出现砂眼,要反复压光。拱角以上20厘米均为 贮气箱部分。以上6层施工必须在12小时内完成。\n刷素灰浆:面层抹灰后,每隔4~8小时刷纯水泥浆一 遍,共刷三遍。具体要求为:第一遍横刷,第二遍竖刷,第三\n遍横刷。\n⑥发酵间、出料间、出料通道等部位密封,可以采用层\n做法。具体操作如下:\n底层抹灰:用1:2.5水泥抹底层,厚度为0.5厘米,此 层抹灰与贮气间抹灰同步进行。\n面层抹灰:抹1:1水泥细砂灰,厚度0.4厘米,要与气箱面层抹灰同步进行,要反复抹平、压光,不能出现砂眼。\n面层刷灰浆2~3遍,具体刷法可与贮气箱刷灰浆同步 进行。\n用混凝土浇筑的每一部位,都要进行养护。要求在平 均气温大于5℃条件下自然养护,外露混凝土应加盖草帘 浇水养护,养护的时间7~10天,春、秋注意早晚防冻,进料 口、出料口、池顶口用薄膜盖严。 自然养护期过后,经检查 试压未发现问题就可以投料使用。\n⑦试压检验:沼气池建完后,要进行试压检验池体,有 无漏水、漏气。具体方法是池子建好后,要安装好导气管、 三通、开关、水压表。然后向池内灌水至池口平面,观察一 昼夜,水位是否下降,如没有问题,把水抽出1/3,接好管 子,盖好密封池盖,向池内再加水,压力表不断上升至800 毫米为止。观察24小时,下降不超过3%为合格,否则为 漏气应重新粉刷。\n(4)输气管路的安装\n沼气输气管道的基本要求: 一是要保证沼气池内的沼 气,能够顺利、安全地输出;二是输出的沼气要保持一定的 压力和流量。目前,农村使用的输气管,主要是聚氯乙烯软 管,内径不小于8毫米。"]
- ["问:沼 气 池 日 常 管 理 中 需 要 注 意 的 问 题 有哪 些 ?", "答:在沼气池的使用过程中,合理的管理是沼气产量稳定的关键。针对沼气池实际应用中存在的问题,现提出 以下几点管理要求。\n(1)应坚持每天小量进出原料和及时补充原料\n农户在使用沼气池时,应坚持每天或每间隔几天补充 新原料,原料的不及时补充会导致运行一段时间后无气可 产。正确的方法是在产气一个月后,每天从出料口挑出几 担沼液,同时将新鲜的粪便冲入沼气池,补充适量的清水至 出料口原有液面。这样做可以使沼气池内的发酵体系更加 平衡,使产气得以均衡持久。同时,每天少量的劳动可以拆 分大强度的劳动,使沼气池日常管理变得轻松简单。另外, 还应针对不同的原料采取不同预处理方法。合理的预处理 对于加快发酵启动,提高发酵原料的利用率,都具有重要的 意义。如秸秆要铡短和堆沤,禽粪要除去砂石,牛粪要除去长草。对于有的原料,还要调酸、解毒和调节浓度。\n(2)应养成搅拌的习惯\n搅拌能使原料与接种物之间混合均匀,增加物料与发 酵细菌的接触面,同时保持沼气池内的温度均匀一致,提高 沼气产量。具体的搅拌方法:可在每天进出料时,从出料间用长木棍搅拌3分钟。\n(3)控制沼气池内的酸碱度\n正常发酵的出料口沼液应呈酱油色,且泡沫丰富。而 当沼液偏酸,其出料口料液泛绿时,应停止进料,等待恢复 正常或掏出一部分干物质,并补充清水以降低发酵浓度。 出料口料液呈黑色且有白膜则说明酸化严重,应加入适量 的澄清的草木灰水或碳酸氢钠溶液,同时应补充更多的接种物。出料口料液呈灰色,表明发酵浓度偏低,应及时补充 干物质。如对这些情况不加处理,沼气池发酵状况恶化就 会加剧,直至停止产气。\n(4)应对沼气燃烧火焰进行调控\n提高沼气的热利用效应,很关键的一步是对燃烧火焰 进行调节。正确的燃烧火焰高度是内焰与外焰的交界处正 好位于锅底,外焰散开平铺于锅底,火焰呈蓝色。若火焰偏 长就要减少供气量,偏短或燃烧内缩则要增加供气量,火焰 呈黄色就要调大风门。\n(5)采取驯化培养与保温措施\n沼气池在冬季时发酵效率低下,可采用驯化培养和保 温等措施提高发酵效率。沼气发酵的菌种有各种区系,不 同的发酵基质菌种区系肯定不同,所以,菌种必须经过驯化 培养富集才能使用。具体的方法是:将1/3的原料先与污 泥混合堆沤3~4天,再与余下的原料混合人池。沼气发酵 的生物学下限温度是15℃,若不采取保温和增温措施,则 可能导致沼气池停止产气。因此必须要有保温或增温措 施,才能促进沼气池在冬天产气。在主池上盖草,或搭塑料 小棚,或将沼气池建在塑料大棚内,使用牛粪等热性原料, 适量补充热水,等等,都能有效提高产气率。\n(6)提高安全意识,杜绝危险隐患\n进出料口无盖或有盖不用;进出主池不进行预先的通 风换气;当沼气灶燃烧时人临时离开;输气管道旁边的人畜 活动与明火;有的输配系统配置不全面,缺乏必要的保护措 施;U 形管没有设置安全球;没有脱硫装置;输气管没有配置集水瓶和套管,也不进行深埋保温,倾斜度不标准;输气 管内径普遍偏细等——这些情况都需要按照规定加以 纠正。"]
- ["问:什么是污水土地处理系统?", "答:污水土地处理系统就是利用土壤—微生物一植物 系统的陆地生态系统的自我调节能力,对污水进行综合性 净化的系统。同时,浇洒灌溉的污水也能作为一种营养物 质和水分,进入生物地球化学循环,促进绿色植物的生长, 从而实现废水的资源化和无害化。\n最早的污水土地处理系统其实就是污水灌溉。早在几 百年前,瑞典和德国就已经开始使用污水灌溉技术,之后相 继传入各个国家。但是当时采用这种技术的目的只是为了 方便处置污染物,几乎没有去考虑污染物处置的科学性,更 没有去研究污水处置后的循环再利用。从严格的意义上来\n说,当时所采用的技术并不能称为真正的污水土地处理系 统。这种方式既缺乏对环境的周密调查,又不考虑该系统 对污染负荷的承载能力,更没有研究处置后的水进入循环 的可能性。这种不科学的处置手段通常会带来很多问题,比如受灌溉土壤的污染问题、公共卫生问题等,在环境质量 越来越受到重视的今天,这种方法早已被淘汰。\n近年来,城市及农村生活污水的处理量越来越大,处理 费用高、能耗大,人们重新开始重视和开发新型的科学污水 土地处理系统。通过科学的研究,摸清污水水质和场地信息,测定土地处理系统的同化容量,计算出该系统的污染负 荷和水力负荷,在这个基础上进行污水土地处理系统的工 程设计,进行合理的施工和运营管理,才能真正地发挥自然 土壤巨大的处理能力,达到社会、经济、生态环境效益的 统一。"]
- ["问:污水土地处理系统有哪几种?", "答:根据处理目标和处理对象的不同,土地处理系统 可分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流和地下渗滤等工艺类 型。各种工艺对废水的处理程度、工艺参数等方面存在着 一定的差异。\n(1)慢速渗滤系统\n慢速渗滤系统将废水缓慢灌溉至种有农作物的土地表 面,其主要利用了地表的土壤和植物根系对废水进行净化。 与其他土地处理系统不同的是,慢速渗滤系统一般不往外 排水,其投配的水量一部分被农作物吸收, 一部分由于蒸发 而散失,另一部分渗入地下。慢速渗滤系统的设计水流方 向需要与地块内地下水水流方向相同。慢速渗滤系统是一 种将污水作为资源进行利用的系统,其在处理生活污水的 同时可以为地块种植的农作物提供营养,从而获得一定的 经济效益。同时,由于采用了慢速渗滤的设计,水力停留时 间长,废水的处理效果非常好,且由于不往外排水,受场地 坡度的限制较小。但慢速渗滤系统也存在一些缺点,首先, 由于水力负荷小,处理相同量废水需要的土地量就较大,限制了其在地价较高的地区的应用。其次,渗滤系统的处理 效率与场地种植的农作物有很大的关系,作物的营养需求 及水量需求通常是设计该系统的关键因素,同时也对该系 统的处理能力起着限制性作用。\n(2)快速渗滤系统\n快速渗滤系统是一种将废水投配到具有良好渗滤性能 的土壤中进行处理的方法。与其他渗滤系统不同的是,该 渗滤系统对土壤的渗滤性要求较高,且污染物主要依靠渗滤过程去除,在渗滤的过程中除了发生着物理的过滤和沉 淀作用以外,同时也发生着生物的氧化、硝化、反硝化等作 用。快速渗滤系统在处理期间通常处于水淹、干化交替进 行的过程中,干化期的目的是为了恢复土壤的好氧环境,这也可加强水往下渗透的效果。快速渗滤系统的优点如下: 首先,由于渗滤速度快,停留时间短,其相对占地面积较小, 单位面积负荷高。其次,该渗滤系统对氨氮、有机物及悬浮 物都具有较高的去除效率,且整套系统投资省,管理简单, 运行受季节性影响较小。但快速渗滤系统也存在一些缺 点,其对场地土壤条件及水文条件较其他工艺要求较高,总 氮的去除率低,同时也容易造成地下水的污染。\n(3)地表漫流系统\n地表漫流系统是将废水控制于地表,使其在缓慢流动 的过程中得到进化的污水土地处理系统。与其他污水土地 处理系统相比,该系统需要在具有缓坡和低渗透性土壤的 场地内运行,场地内常以种植牧草为主,由于水力停留时间 短且土壤的渗透率低,废水由于蒸发和渗漏而损失的部分较少,大部分污水经过处理后汇入排水沟中。该种处理系 统对土壤的渗透性要求较低,处理过程简单且对预处理要 求低,适用于多种废水。经过其处理的废水可以达到二级 排放标准,处理后的废水也适用于回用。但其容易受到气 候和水量的影响,且对坡面设计的要求较高。\n(4)地下渗滤系统\n地下渗滤系统是指利用预先的埋置将废水投配至一定 深度的土层中,废水经过缓慢的渗滤作用得到净化。地下 渗滤系统的特点在于其土层需要具有一定的构造和良好的 渗透性,通常需要对场地进行人工改造。通过布水管的污 水缓慢渗入周围的碎石和砂土层中,在土层中由于毛细管 作用进行着扩散,同时土壤中的过滤、吸附以及一些生物作 用对污水起到了净化作用。其作用与慢速渗滤系统类似, 同样具有水力停留时间长、处理效果好的特点,运行简单稳 定,氮磷去除率高。且由于是采用地下布水的设计,不会影 响地面的景观,可与原本的绿化和生态景观相结合,具有更 强的适用性。缺点在于工程建设较复杂,较其他几种系统 需要更多的前期投资,且对前处理要求较高,负荷较小,否 则容易造成土壤堵塞。"]
- ["问:污水土地处理系统净化污水的原理是什么?", "答:污水土地处理系统对水质的净化,实际上是一种 以土壤作为介质的净化污水的方法,通过农田、林地、草地、苇地等土壤—植物系统的生物、化学、物理作用,固定与降 解污水中各种污染物。污水进入土壤后,部分水分蒸发,余 下的成分不断扩散、下渗。其原理可概括如下:\n(1)毛细管、虹吸及物理化学吸附\n通过土壤的毛细管现象及表面张力原理,将水与污染 物的胶体部分、溶解部分分离开来,土壤颗粒间的孔隙,能 够截留、滤除污水中的悬浮物及交替物质,并将其降解。其 影响因素主要有土壤颗粒大小、孔隙的大小和分布、悬浮颗粒的性质。污水中的有机物被土粒所吸附而截留;并不断 被植物作为营养物质吸收从而起到渗透和过滤作用;土壤 颗粒则吸附溶解性污染物存留于土壤中。\n(2)微生物代谢和有机物分解\n土壤或土壤处理系统填料中悬浮固体通常会堵塞土粒 间的间隙,从而影响污水渗透的速度,并阻碍空气的进入, 这时由于土壤中的动物,如蠕虫和线虫等穿行于土粒间,可 使土壤疏松。\n(3)植物的净化吸收\n土地渗滤处理单元表面的草坪、花卉或树丛等植物,其 根系长入系统或填料内部后,因植物生长的需要而对污水 中的氮、磷进行吸收利用,可达到降低污水中养分浓度的目的。\n总之,污水就是这样在土壤中进行着物理作用、化学作 用,更主要的是在土壤生态系统中生物区系统的协力作用 下得到了净化。"]
- ["问:怎样选择污水土地处理系统?", "答:任何废水处理系统在进行工艺设计之前都必须进 行缜密的规划,以确保选定的工艺经济上最适宜、技术上最 有效,并且选定工艺所依赖的场地条件是可行的。由于土 地处理系统工艺的选择更多地依赖于场地条件,而不是工 艺本身,因此需要较多的投入以进行广泛的场地调查。如 果所选工艺不存在废水土地处理系统采用的因素,即采用 废水的土地处理工艺是可行的,那么,下一步即可选择、鉴 定可能作为土地废水系统的场地,并对其进行筛选和可行 性评价。另外,水力负荷的设计与选择也是土地污水处理 系统工艺选择的一个重要部分。水力负荷是指一定时间内 一定面积上施用废水的量。在湿润地区,土地系统应以处 理废水为主要目的,而在干旱和半干旱地区,资源相对充 足,农田灌溉需水迫切,废水土地处理可按灌溉废水类型进 行合理设计。废水水力负荷的选择十分重要,废水负荷过 高会破坏土壤的结构,使通透性变差;可造成土壤内层厌 氧,也可使有机物分解不完全,处理效果下降,长此以往可 使某些毒物和难降解的卤代烃等在土壤中积累,或通过食 物链转移到动物体内,特别要注意氮负荷的控制,已发现有 多处污灌场附近的地下水或水井中含氮量大幅度上升,以 致影响人们的健康。我们可在土地处理厂不同地点及深度 设置一些监测井,定期测定毒物、难以生物降解的物质及氮 化合物等的变化情况,以帮助我们选择合适的负荷率。另外,由于水力负荷受很多不同因素的影响而发生不同变化, 选择也最困难。水力负荷的确定要以现场和实验的土壤参 数为依据,但无论是采用哪种测定方法,都要对所得结果进 行调整。\n以上介绍的各种处理系统的优弱势大致都受土壤性 质、透水性、地形、农作物种类、气候条件以及对污水处理的 要求等的影响,所以总的来说,选用哪种土地处理系统来处 理污水,主要根据就是以上各种因素。对透水性较好的砂 土,可采用渗滤法;对透水性较差的土壤可常采用灌溉法; 若它又有一定的坡度则可以选用漫流法;在寒冷地区冬季, 处理系统的选择还需考虑气温的影响问题,工程经验表明 渗滤法处理系统的耐低温能力较漫流法强。实际上,对污 水处理系统方案的选定,除了以上条件以外,还应该涉及工 程技术人员,废水管理以及水利、地质、卫生、城建、农业和 环保等部门,并应有当地居民、农民的参与和当地政府的共 同协调,反复论证。 一旦初步选定了方案,在设计开始之 前,应当提出将一些不利因素影响减至最小而拟采取的种 种措施。"]
- ["问:设计慢速渗滤系统需要注意什么?", "答:慢速渗滤系统工艺设计的重要内容是要确定慢速 渗滤系统土地的面积,需要注意的主要有水力负荷的计算 和土地面积需要量的计算以及布水系统的选择。\n(1)水力负荷的计算\n慢速渗滤系统中污水的去向主要有蒸发和渗滤两个去 向,在计算系统水利负荷时应注意土壤中水分的蒸发损失 和降水对整体水量的影响。另外,在初步设计时可以以年 为基准,但是在最后设计时则应按月进行计算。\n(2)灌溉面积的估算\n灌溉面积的估算主要依据设计的水力负荷来确定,首 先需要计算年处理的水量,要注意考虑前置处理对水量的 净增加或损失,通过与水力负荷的比值即可估算出灌溉所 需的面积。\n(3)布水系统的选择\n采用地面布水系统时,投配在灌溉田一端的废水借助 重力分布到整个灌溉田。常见的地面布水系统有垄沟布水 和坡畦布水两种。垄沟布水系统的设计应保证沟长在投配 均匀的情况下尽可能长,以节省劳力和基建费用;坡畦布水 则应采用台阶型的坡畦即梯田布水,影响坡畦布水的设计 变量有坡畦高度、宽度、长度和单位出流量。喷洒布水系统 设计的投配率应小于饱和渗滤速率,以防止径流和不均匀 布水。"]
- ["问:设计快速渗滤系统需要注意什么?", "答:废水快速渗滤土地处理系统的运转周期包括投配 废水的一段时间,称为淹水期,加上随后数天的干化期,这 种运行模式可以使渗滤土壤表面的好氧条件周期性地再生。快速渗滤系统的设计一般受到土壤入渗率和渗滤系数 的限制,而且选择不同的水力负荷率还能影响系统对氮和 磷的去除效果, 一般情况下,水力负荷远高于地表漫流和慢 速渗滤系统。其设计时需要注意以下几点。\n(1)水力负荷计算\n在快速渗滤系统的设计中,选择适当的水力负荷十分 重要,但由于水力负荷随场地的水力传导能力等因素影响 较大,并且随处理要求的变化不同,故选择也是最困难的。 水力负荷的确定要以现场和实验测定的土壤渗滤速率、透 水系数、水力传导系数的结果为依据,如果冬季需要储存或 者由于季节性的限制不能运行,年水力负荷的计算中要减 去部分运行的时间。在某些情况下,由于地埋深浅限制层 的存在或低的水力梯度会限制场地的排水能力,此时年水 力负荷受排水能力的制约。如果对处理的水中氮的浓度有 要求,那么氮将作为系统的制约性限制参数。\n(2)淹水期与干化期之比\n需要注意的是,快速渗滤系统的优良性能必须有定期 的干化期作为保证。干化期的长短受土壤和废水可降解有 机物的影响,每个快速渗滤系统的淹水期与干化期的比是 不同的,但比值都应该小于1,对于一级处理来说,该比值 一般小于0.2。二级处理的比值与处理目标有关,为使氮 去除率达到最大,采用的投配周期应随预处理程度、气候和 季节的不同而异。通常,投配周期应该足够长,以使土壤细 菌消耗完土壤中的氧,创造无氧条件。\n(3)废水投配速率\n废水投配速率可以由年水力负荷和投配周期依照下面 的方法确定:①淹水期和干化期相加得到投配周期的总天 数;②用每年的利用天数除以投配周期的总天数,得每年中 的投配周期数;③用年水力负荷除以每年的废水投配周期 数目,得到每个投配周期的水力负荷;④每个投配周期的水 力负荷除以废水投配的天数,得到废水投配速率。另外,废 水投配速率可用于折算渗滤系统的废水投配流量。\n(4)预处理要求\n对所有的快速渗滤系统而言, 一级处理或等效一级处 理是建议的最低级预处理。采用一级处理,是为了减少悬 浮物对土壤的堵塞。在气候温暖的地方,如果土地富裕,可 用稳定塘进行预处理。"]
- ["问:设计废水地表漫流系统需要注意什么?", "答:地表漫流土地处理法的处理效果主要取决于废水 投配率和处理坡田面的长度,因此废水投配率和水力负荷 的计算是工艺设计中最需要注意的环节。\n(1)水力负荷\n地表漫流系统的废水主要有蒸发和渗流两种去向,其 所能承受的水力负荷与投配废水中的各种污染物形态有 关。对于生活污水,代表性的水力负荷为2~4厘米/天,预 处理采用稳定塘时,由于水中可能含有许多藻类,水力负荷 可选用3厘米/天。\n(2)投配时间\n设计地表漫流系统时,需要在投配时间里接纳全天的 废水量,但是在不投配的时间里废水需要储存。因此地表 漫流系统可以设计为间歇运行或每天24小时运行。需要 注意的是这两种方式有利有弊,连续24小时运行可节省水 泵、配置电机和管道的投资,但是其种植牧草的品种受到较 严格的限制。\n(3)投配频率与投配率\n投配频率是每周投配废水的天数,当投配频率为7天/ 周时,系统所需的储存水量最小。而投配率是指投配到单 位坡面宽度上的废水流量,投配率、投配时间和坡面长度都 直接关系到该系统的水力负荷。地表漫流系统中废水的处 理效果与废水投配率有关,采用的投配率范围为0.03~ 0.25平方米/(小时·米)。"]
- ["问:设计废水地下渗滤系统需要注意什么?", "答:地下渗滤系统是将废水有控制地投配到具有一定 构造和良好扩散性能的土层中,废水在土壤毛细管的浸润 和渗滤作用下向周围运动,在土壤—微生物—植物系统的 综合净化功能作用下,达到处理利用要求的土地处理系统。 其工艺设计总的要求如下。\n(1)预处理要求\n废水中含有较多固态物质,易堵塞管道和土壤,从而影 响正常运行,需要通过预处理工艺去除废水中大部分固体悬浮物,从而避免堵塞。同时,预处理工艺还可以降解部分 有机污染物,减轻渗滤系统的污染负荷。如果预处理工艺 尽可能多地去除氮,将有利于降低后续地下渗滤系统的负 荷,因此预处理系统对地下渗滤系统的正常运转起着非常 重要的作用。在我国,考虑到处理效果和基建费用两个方 面的问题,地下渗滤系统的预处理工艺常采用化粪池或酸 化水解池。\n(2)土壤的选配\n作为土壤生态系统的组成基质,土壤对废水的净化起 着重要的作用,同时,为土壤微生物这些污染物的分解者提 供了必要的环境条件,这样才能使废水中的污染物质得到 很好的净化,所以土壤的选配也是地下渗滤系统工艺设计\n中最需要注意的部分。在实际应用中,往往不是单纯地选\n择某一种土壤进行污水净化,而是进行特殊的配制以根据 应用场地的土质条件进行适当的调整,得到理想的土壤组 成。这种调整主要包括土壤颗粒组成、土壤有机质含量组 成等。土壤颗粒组成的改变主要是为了得到适当的渗滤速 率和毛细作用强度,常常通过在土壤中掺加一定量的砂土 或黏土来实现。提高土壤有机质含量可以得到良好的团粒 结构,改善土壤的通气透水性,为土壤微生物提供良好的生 存环境,常用的方法是在土壤中添加有机肥料。\n(3)布水系统\n地下渗滤系统的水力负荷和慢速渗滤系统相当,其布 水系统通常采用穿孔布水,布水管间距为1.5米,考虑布水 均匀性,布水管长度不应超过20 米,布水管埋深通常为0.3~0.6米。另外,工程中还应注意保温的设计,以防止 布水管冻结。\n(4)占地面积\n占地面积主要依据水力负荷设计,水量的计算需要考 虑预处理系统的损耗,以及降雨、蒸发和渗漏损失或增加的 水量。\n(5)栽种植物\n地下渗滤系统主要依靠土壤内的过滤、吸附、生化降 解、氧化还原、沉淀等的作用去除废水中的污染物,地表植 物可以改善土壤的渗透特性,增加土壤有机质,有利于渗滤 系统对污染物的降解。在地表种植植物时,应从系统应用 的侧重点出发选种,还应考虑植物对营养物质的吸收速率, 常用的草坪植物有野牛草、结缕草、爬根草,或早熟禾、黑麦 草等。"]
- ["问:什么是稳定塘?", "答:稳定塘属于污水的自然生物处理范畴,它是利用 洼地、废河道、沼泽地或峡谷等地段,经过人工适当修整而 成,并依靠池塘内的自然生物净化功能使污水得到净化的 方法。\n稳定塘是一个人工的生态系统,当污水进入稳定塘,其 中的有机污染物被细菌和真菌吸收降解,而降解的最终产 物, 一般作为碳源、氮源和磷源,以太阳能为初始能量,参与 到食物网中的新陈代谢过程,并从低营养级到高营养级逐级迁移转化,最后转移至水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物 中,使污水处理与利用结合起来,实现污水处理资源化,从 而获得可观的经济效益。\n稳定塘的净化功能有:\n(1)稀释、沉淀、絮凝作用\n进塘污水与塘内水在风力、水力的作用下可进行混合 稀释;污水进塘后流速降低可产生沉淀;塘内含有大量具有 絮凝作用的生物分泌物,可使污水发生絮凝而沉淀。\n(2)菌体的代谢作用\n由于好氧菌、厌氧菌及兼性菌的代谢作用,使有机物氧 化分解。\n(3)浮游生物的作用\n藻类在阳光照射下进行光合作用,向水中供氧。原生 生物及后生动物主要是吞食游离的细菌、悬浮物和污泥颗 粒,使塘水进一步澄清。\n(4)水生植物的作用\n每支水生植物就如同一台小小的供氧机,向塘水内供 氧并吸收污水中的氮、磷,净化水质。"]
- ["问:稳定塘处理生活污水有哪些优势?", "答:在我国,特别是在缺水干旱的地区,稳定塘是实施 污水的资源化利用的有效方法,所以稳定塘处理污水近年 来成为我国着力推广的一项新技术。稳定塘的发展优势有 如下几个方面:\n(1)因地制宜,基建投资少\n采用稳定塘系统处理污水,可以利用改造荒废的河道、 峡谷、沼泽地、废弃水库等原有地形,其建设结构简单,大都 以土石结构为主,具有易于施工、施工周期短的特点。与相 同规模的常规污水处理厂项目相比,稳定塘的基建投资仅\n为前者的1/3~1/2,建设成本低,效益显著。\n(2)运行维护方便,处理能耗低\n经过适当的设计,可在稳定塘中实现利用自然风进行 自然的曝气充氧,从而达到节省电能降低处理能耗的目的。 此外,在稳定塘中无需复杂的机械设备和装置,也无需复杂 的管理与操作,这使稳定塘在农村能良好稳定地运行,维持 良好的处理效果。另外,稳定塘能承受污水水量大范围的 波动,具有很强的适应能力和抗冲击能力。我国许多农村 生活污水生化需氧量浓度较低, 一般的活性污泥工艺在该 生化需氧量下无法正常运行,而稳定塘不仅能够有效地处 理高浓度有机废水,也可以处理低浓度污水,且与常规的污 水处理厂相比,其单位污水的处理费用仅为前者的1/5~ 1/3。\n(3)能够实现污水资源化,对污水进行综合利用,变废 为宝\n稳定塘处理后的污水,既可用于农业灌溉,也可在稳定塘中进行水生植物和水产的养殖,利用污水中的有机物为 水生作物、鱼、水禽等提供养料来源,进而提供给人们使用 或其他用途。如果考虑综合利用的收入,可能达到收支平 衡,甚至有所盈余。\n(4)美化环境,形成生态景观\n将净化后的污水引入人工湖中作为景观水,该人工湖 可用作景观和游览。由此形成的处理与利用生态系统不仅 将成为有效的污水处理设施,而且将成为现代化生态农业 基地和游览的胜地。"]
- ["问:稳定塘有哪些类型?", "答:稳定塘按工作原理不同,可分为好氧塘、厌氧塘、兼性塘、曝气氧化塘等。\n(1)好氧塘\n深度较浅,阳光能够透入塘底,主要由藻类供氧,全部 塘水都处于好氧状态,由好氧微生物起污水净化作用。\n(2)厌氧塘\n由于接纳的有机污染物负荷高,整个塘水呈现厌氧状 态,净化速度慢,污水停留时间长。\n(3)兼性塘\n塘水较深,塘的上部靠藻类供氧和大气供养,维持在好 氧状态。但在夜间,光合作用停止,塘表面的大气供氧速度 低于塘内的耗氧速度,上层水中的溶解氧含量可接近为零。 在塘的深部,由于溶解氧不足,主要由兼性微生物起到净化作用,沉淀污泥则在塘底进行厌氧发酵。\n(4)曝气氧化塘\n塘深在2米以上,在塘水表面安装浮筒式曝气器,全部 塘水呈好氧状态,污水停留时间较短。"]
- ["问:好氧塘是如何运转的?", "答:好氧塘对废水的处理主要通过水中藻类以及微生 物的活动实现,好氧细菌利用水中的氧,通过氧化分解使有 机污染物成为无机物,并合成新的细菌细胞;而藻类则利用 好氧细菌所提供的二氧化碳、无机营养物以及水,借助于光 能合成有机物,形成新的藻类细胞,释放出氧,从而又为好 氧细菌提供代谢过程中所需的氧。在好氧塘中,藻是生产 者,好氧细菌是分解者。此外,好氧塘中存在的浮游动物以 细菌、藻类和有机碎屑为食物,是初级消费者。生产者、分 解者和消费者与塘水共同组成一个水生态系统,完成系统中物质与能量的循环和传递,从而使进塘的污水得到净化。\n@GJJ13.png@$\n好氧塘的优点有:\n①基建投资省;\n②管理方便,运行费用低;\n③降解有机物的速率很快,水力停留时间较短,处理效 率高。\n好氧塘的缺点有:\n①所需容积较大,占地面积多;\n②需要对出水再进行除藻处理;\n③对细菌的去除效果较差。"]
- ["问:厌氧塘是如何运转的?", "答:厌氧塘的净化原理与其他厌氧生物处理过程一 样,主要是依靠厌氧菌的代谢功能,使有机物得到降解。其 反应分为两个阶段:首先是产酸菌的水解作用,将复杂的大 分子有机物转化成简单的有机物(有机酸、醇、醛等),然后 产生甲烷菌的厌氧发酵反应,将这些简单的有机物作为营 养物质发酵,转化为甲烷和二氧化碳等。\n厌氧塘的深度一般在2.5~5米之间,主要靠塘内及底 层沉淀物进行厌氧分解。厌氧塘主要用于处理高浓度的有 机物废水,它比好氧塘和兼性塘深,主要目的是维持厌氧条 件及保持塘水温度。由于厌氧塘的有机负荷很高,塘内始 终处于脱氧状态,因此一旦废水的油脂在厌氧塘表面形成 不透气的薄膜,则厌氧塘自上而下均处于厌氧条件。\n对于厌氧塘的停留时间, 一般应通过实验确定,建议值 是30~50天。因为厌氧塘与厌氧发酵设备相同,是依靠厌 氧菌的新陈代谢功能使有机物得到降解的,因此,厌氧塘在 功能上受厌氧发酵的特征所控制,在结构上也应服从厌氧 反应的要求。\n@GJJ14.png@$\n厌氧塘的优点有以下几个方面:\n①有机负荷、耐冲击负荷较高;\n②由于池深较大,所以相对其他稳定塘占地省;\n③基本不需要动力,运转维护费用低;\n④容积较大,可贮存较多污泥;\n⑤可作为预处理设施,置于塘系统的首端,与其他类型 稳定塘配合使用(在其后再设兼性塘、好氧塘甚至深度处理 塘),可以大大减少后续兼性塘和好氧塘的容积。\n厌氧塘的缺点有:\n①无法控制温度,工作条件难以保证;\n②厌氧发酵臭味较大;\n③净化速率低下,污水停留时间较长。"]
- ["问:兼性塘是如何运转的?", "答:兼性塘一般深约1~2米。在塘的上层,阳光照射 到的部位,好氧微生物对有机污染物进行氧化分解,藻类的 光合作用旺盛可释放出大量的氧;在塘的底部,由沉淀的污 泥和衰死的藻类以及菌类形成了污泥层,在这层里由于缺 氧而进行由厌氧微生物起主导作用的厌氧发酵,从而称为 厌氧层。在兼性塘中的好氧层与厌氧层之间,存在着一个 兼性层,里面的溶解氧含量很低, 一般在白天时才有溶解 氧,而在夜间又处于厌氧状态。在这里存活的是兼性微生 物,这一类微生物既能够利用水中游离的分子氧,也能够在 厌氧的条件下,从硝酸根离子或碳酸根离子中摄取氧。\n@GJJ15.png@$\n兼性塘的停留时间受污水流量、塘深、塘表面积、风向 等影响, 一般为7~50天。低值用于高温的南方,高值用于 低温的北方。兼性塘的净化反应机理是比较复杂的,其净 化功能也是多方面的。实际运行资料表明,兼性塘除了能 对一般的污水和有机废水进行处理外,还能够有效地去除 某些较难降解的有机化合物,诸如木质素、合成洗涤剂、 ABS(一种塑料)、农药以及氮、磷等植物营养物质。因此, 它也适合于处理石油、化工、印染、煤化工、木材化工以及制浆造纸等工业废水。\n兼性塘的优缺点介于好氧塘和厌氧塘之间,其优点有:\n①耐冲击负荷较强;\n②由于兼有好氧缺氧两种条件,其处理程度高,出水水质好。\n兼性塘的缺点有:\n①易发臭,夏季运转时易出现漂浮污泥层;\n②出水水质易波动。"]
- ["问:曝气氧化塘是如何运转的?", "答:曝气氧化塘是经过人工强化的氧化塘,在塘面上 安装人工曝气设备并作为主要的供氧源,它改进了氧化塘 的缺点又保留了氧化塘固有的优点,因此,曝气氧化塘受到 了人们的重视。曝气氧化塘,实质上是介于氧化塘和活性 污泥法中延时曝气法之间的污水处理技术,它具有以下 特点。\n①供氧方式有两种: 一为人工曝气;二为表面复氧。以 前者为主,占70%~80%,由于强烈紊动,藻类生长受到影 响而大大减弱,甚至停止生长。\n②塘内生长着活性污泥一类的生物污泥,它们数量很 少, 一般不予考虑。\n③曝气氧化塘的流态接近于完全混合型。\n曝气氧化塘一般可分为好氧曝气塘和兼性曝气塘,当 曝气的强度足以使塘内的全部固体都处于悬浮状态,并向污水中提供足够的溶解氧的为好氧曝气塘,当曝气的强度 不能使全部固体呈悬浮状态,而有部分固体物质沉积塘内 底部并处于厌氧状态则为兼性曝气塘。\n好氧性曝气氧化塘实际上是没有污泥回流的活性污泥 法系统,对于好氧曝气塘, 一般水深采用2.5~3米,停留时 间为1~5天,目前还没有精确的方法来计算使塘中全部污 泥保持悬浮状态所需的动力水平。兼性曝气氧化塘的使用 比好氧性曝气氧化塘普遍,它所需的动力较低而能获得较 好的出水水质。塘中的大部分悬浮固体沉于塘底并进行厌 氧分解,曝气装置的设计只需考虑供氧的需要而不必考虑 混合作用的问题。兼性曝气塘的停留时间较长, 一般采用7~20天,塘深采用2.5~4.5米。\n曝气氧化塘的优点有:\n①体积小,占地省,水力停留时间短;\n②不会产生臭味;\n③有机负荷、耐冲击负荷强。\n曝气氧化塘的缺点有:\n①由于采用人工曝气,运行维护费用高;\n②曝气容易产生泡沫;\n③出水需要经过沉淀,否则水中固体物质含量偏高。"]
- ["问:稳定塘存在的问题有哪些?", "答:稳定塘能够有效地用于生活污水和各种有机性工 业废水的处理。由于造价低,管理方便,在农村地区具有非 常好的推广价值,在我国也有许多较为成功的应用案例。 然而,由于稳定塘自身存在的弊端所带来的问题影响了稳 定塘的推广使用。\n稳定塘存在的问题有如下几方面:\n(1)占地面积大\n传统的稳定塘利用了原有的自然地形,但其单位面积 的处理量过小,停留时间过长,需要占用大量的土地,直接限制了其在一些地价昂贵的地区和土地稀少的地区的推广 使用。\n(2)塘底污泥淤积严重\n由于污水中的可沉降悬浮物易在塘内沉积,稳定塘在 使用一段时间后会在底部形成污泥沉积层,沉积层内的污 泥虽然可以经过厌氧发酵的方法进行降解,但是这种降解 相对污水处理是极其缓慢的,沉积速率远远大于降解速率, 造成沉积层逐渐增厚,塘底污泥淤积严重。\n(3)易造成地下水污染\n稳定塘需要良好的防渗性。若稳定塘的防渗处理不当,塘内污水下渗,使得地下水位升高,引起地下水污染和 土壤的盐碱化,从而也影响稳定塘的使用寿命。\n(4)冬季运行效果差\n稳定塘是以菌藻共生系统对污水进行自然净化的工程 设施,因此在冬季的低温状态下,细菌和藻类的生命活动的 减弱直接影响了其处理废水的能力。\n(5)出水含有大量藻类\n稳定塘是一个细菌和藻类的共生体系。藻类具有叶绿 体,可以借光合作用为稳定塘体系提供溶解氧,在稳定塘中 起着十分重要的作用。污水中部分有机污染物可被藻类降 解生成新的藻类,藻类是碳、氮、磷的聚集者。由于藻类不 易沉降的特点,稳定塘出水中含有大量的藻类,需要对出水 进行除藻处理。\n稳定塘具有构造简单、基建运行费用低、去除效率高等 优点,因此得到了较为广泛的使用。但稳定塘运行时必须 注意以上这些问题,才能使其发挥功用,达到较好的处理 效果。"]
- ["问:稳定塘处理工艺近年来有哪些新的发展?", "答:随着研究和实践的逐步深入,在原有稳定塘技术 的基础上,发展了很多新型塘工艺,这些技术既可进一步强 化稳定塘的优势,又可弥补原有技术的不足。\n(1)活性藻系统\n根据菌藻共生原理在系统内培养适合的菌类和藻类, 利用藻类供氧以减少人工供氧量,从而进一步降低污水处 理耗能和运行成本。\n(2)高效藻类塘\n比起传统稳定塘主要有以下四个特征:塘的深度较浅; 有垂直于塘内的连续搅拌器;停留时间较短;构造好。\n(3)水生植物塘\n利用高等水生植物控制出水藻类,并除去水中的有机毒物及微量重金属。\n(4)人工介质塘\n在稳定塘内悬挂比表面积大的人工介质,为藻类提供 附着的生长场所,提高其浓度来加速塘内去除有机质的反应。\n(5)超深厌氧塘\n与常规厌氧塘相比,具有生化需氧量容积负荷大,占地面积小的优点。\n(6)移动式曝气塘\n它有多个曝气器同时运转,可缩短氧分子扩散所需的时间。\n通过这些稳定塘改进工艺技术的发展,提高了稳定塘 的处理能力,减少了污水的停留时间,并解决了稳定塘污泥 淤积和容易发臭的问题,稳定塘工艺在农村的推广应用具有很好的前景。"]
- ["问:人工湿地与天然湿地有什么区别?", "答:人工湿地和天然湿地一样,依然是以物理的吸附 沉淀作用和生物的降解作用为净化机理。它们都能够起到 提供水资源、调节气候、降解污染物等作用,同时,还能吸收 二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等气体,增加氧气、净化空 气,消除城市热岛效应、光污染和吸收噪声等。\n但天然湿地在没有人工控制的情况下,无法应对如此 高负荷废水的排入。因此,采取对湿地进行人工强化的方 法,以人为构建的方法,强化湿地净化污水的能力。另外, 人工湿地可以建在高地或需要的地方,而天然湿地一般位 于低洼区域。因此,只要有外加水源,如城市污水、工业废 水、农业排水和雨水等,人工湿地可以建于地上或地下。人 工湿地是一种开放、动态、自我设计的生态系统,涉及多级 食物链,可以形成良好的内部物质循环和能量传递功能。"]
- ["问:人工湿地是怎样构造的?", "答:人工湿地一般由以下五种结构单元构成:底部的 防渗层;由填料、土壤和植物根系组成的基质层;湿地植物 的落叶及微生物尸体等组成的腐质层;水体层;湿地植物。\n(1)水生植物\n湿地中生长的植物通常称为湿地植物,人工湿地中的 植物一般具有处理性能好、成活率高、抗水能力强等特点,且具有一定美学和经济价值。湿地植物是人工湿地的主要 组成部分,并在其中起着吸收利用、吸附、富集有机物和传 输氧气的作用,并可为微生物提供栖息地,维持湿地系统的 稳定。因此湿地系统的水生植物的选用十分重要,应按以 下原则进行选用。\n①选择优势种。根据进入系统的废水性质选择优 势种。\n②配置合理。湿地应配置一些处理效果好的季节性植物,以提高对废水的综合净化能力。\n③应综合考虑植物的利用价值。如观赏植物等富有经济效益与使用价值的植物。\n(2)基质层\n基质层是人工湿地的核心。人工湿地中的基质又称填料、滤料, 一般由土壤、细砂、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣等构成。 基质在为植物和微生物提供生长介质的同时,通过沉淀、过滤 和吸附等作用直接去除污染物。不同类型的基质对人工湿地 的处理效果影响不同。据实验表明,运行初期基质对氨氮的理 论最大吸附容量从高到低为:煤灰渣>确石>钢渣>高炉渣> 瓜子片>陶粒>砾石>砂子。因此,根据污水中的污染物种类、特性,可以选择不同的基质或采用集中基质的组合。\n (3)防渗层\n防渗层是为了防止未经处理的污水通过渗透作用污染 地下含水层而铺设的一层透水性差的物质。普遍采用的防渗形式为人工防渗和天然防渗相结合的形式,人工防渗材 料多为化学合成材料。\n(4)腐质层\n腐质层中的主要物质就是湿地植物的落叶、枯枝、微生 物及其他小动物的尸体。\n(5)水体层\n水体在表面流动时,污染物进行生物降解,水体层为 鱼、虾、蟹等水生动物和水禽等提供了栖息场所。"]
- ["问:人工湿地有哪些系统分类?", "答:国内外学者对人工湿地进行了系统分类,根据湿 地中植物的存在状态,人工湿地可分为:浮水植物系统、沉 水植物系统和挺水植物系统。目前所说的人工湿地系统, 都是指挺水植物系统。\n(1)浮水植物系统\n此系统中水生植物漂浮于水面;根系呈淹没状态;水 萍、叶子较小,根系较少或无根系。常见的已被大规模应用 的植物有风信子和浮萍。浮游植物主要用于有机物、氮、磷的去除。\n(2)沉水植物系统\n此系统水生植物完全淹没于水中。系统中水的浊度不 能太高,否则会影响植物的光合作用。该系统还处于实验 室研究阶段,其主要应用领域在于初级处理和二级处理后 的深度处理。\n(3)挺水植物系统\n根据水的流动状态,该系统分为如下类型:自由水面系统,又称表面流湿地;潜流系统,又称潜流湿地。潜流系统 又可分为水平流潜流系统和垂直流潜流系统。\n①自由水面系统。它与自然湿地最接近,废水从系统 表面流过,氧通过水面扩散和植物根系传输。该系统优点 在于投资省、操作简便、运行费用低;缺点是负荷低,去污能 力有限。常用的植物包括香蒲、芦苇、慈姑、莎草等。\n②水平流潜流系统。污水从进口经由砂石等系统介 质,以近水平流方式在系统表面以下流向出口。在此过程 中,污染物得到降解。氧主要通过植物根系释放。\n③垂直流潜流系统。污水从湿地表面垂直流过底部或 从底部垂直向上流进表面,氧可以通过大气扩散和植物传 输进入人工湿地。垂直流潜流人工湿地的硝化能力高于水 平流潜流人工湿地,前者用于处理含氨氮浓度较高的污水 更具优势。"]
- ["问:人工湿地处理污水的机理是什么?", "答:人工湿地处理系统是一个独特的土壤、植物、微生 物综合生态系统,其对污水的处理有着非常复杂的机理过 程。水体、基质、植物和微生物是构成人工湿地污水处理系 统的四个基本要素。植物的吸收、微生物的代谢以及基质 的吸附、过滤、沉淀等过程在人工湿地污染物的去除中起着 关键作用。它综合了物理、化学和生物三种作用,通过过 滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对 废水的高效净化。\n(1)有机物的去除\n污水中的有机物包括颗粒性有机物和溶解性有机物。 颗粒性有机物通过沉淀和过滤可迅速去除,而溶解性有机 物则需通过微生物作用降解。微生物的降解又分为好氧降 解和厌氧降解。好氧降解是由好氧菌将有机物分解为二氧 化碳和水,厌氧降解是由厌氧菌通过发酵作用将有机物分 解为二氧化碳和甲烷。\n(2)氮的去除\n在人工湿地中,氮是通过微生物的硝化和反硝化作用、 植物的吸收、氨的挥发以及基质的吸附和过滤等过程而去 除的。其中最主要的还是靠微生物的转化去除。硝化反应 在好氧环境下由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐,再由硝 酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。反硝化反应是在无 氧条件下,反硝化菌利用硝酸盐中的氧进行呼吸,氧化分解 有机物,将硝酸盐氮还原为氮气、 一氧化二氮。\n(3)磷的去除\n人工湿地除磷,主要通过四个方面:第一,污水中溶解性 的磷可被植物直接吸收,通过植物的收割从湿地系统中去 除;第二,磷为微生物正常代谢所需要,磷细菌能把有机磷和 溶解性较差的磷转化为溶解性无机磷,为植物所吸收;第三, 通过基质的吸附、沉淀反应或离子交换作用而去除;第四,在 好氧区聚磷菌吸附过量的磷,在厌氧区,又把过量的磷释放 出来, 一部分随水流转移扩散,另一部分被基质吸附。总的 来说,对磷的去除,基质的吸附作用占很重要的地位。\n(4)重金属的去除\n人工湿地系统对重金属的去除,主要是通过植物吸收、 基质的离子交换吸收、化学沉淀和微生物的转化等途径实 现的。溶解性的重金属可被植物吸收和积累,茎以上部分 可随植物的收割最终从湿地中去除,不溶性的可被介质的 过滤作用截留,积累和富集在地下部分的重金属,可通过土 壤中微生物的转化或利用实现对重金属的固定或移除。"]
- ["问:人工湿地的工艺类型有哪些?", "答:人工湿地的工艺类型有多种,目前采用的主要有:推流式、阶梯进水式、回流式和综合式四种。\n@GJJ16.png@$\n@GJJ17.png@$\n阶梯式进水可以避免系统前端压力过大造成处理床前 部堵塞,该进水方式也使得湿地植物长势均匀,有利于后部 的硝化脱氮作用。采用回流式可以对进水进行一定程度的 稀释,可承受更高的负荷,同时增加了水中的溶解氧,并减 少了出水中可能出现的臭味。另外,出水回流还可以促进 填料床中的硝化和反硝化作用,回流的过程中可采用扬程 低的水泵,通过水力喷射或跌水等方式进行部分充氧。综 合式则是一方面设置出水回流,另一方面还将进水分布至 填料床的中部,以减轻填料床前端的负荷。"]
- ["问:人工湿地的组合方式有哪些?", "答:在实际设计过程中,人工湿地的运行可根据处理 规模的大小及处理要求的高低进行多级串联或附加必要的 预处理、后处理设施构成。常见的组合方式有单一式、并联 式、串联式和综合式等。在实际使用中,人工湿地还常与氧 化塘等进行串联组合。\n@GJJ18.png@$\n@GJJ19.png@$\n另外,人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工 湿地两部分。前处理一般包括栅格、初沉池、化粪池、沼气 净化池、稳定塘等。将沉淀池或稳定塘作为人工湿地系统 前处理是非常必要的。人工湿地的主要处理流程可见 下图。\n@GJJ20.png@$"]
- ["问:人工湿地该如何施工?", "答:人工湿地系统施工的初始阶段需要平整基础、开 挖、回填和整坡。人工湿地系统在处理容积设计上,应特别 注意保证水流能流过整个湿地系统。同时,湿地植物的选 择和种植也是湿地施工中最为关键的环节。\n(1)水池的施工\n人工湿地的主体结构是隔堤和衬砌。隔堤和池底要做 到严格防渗,不然水会漏下去,污染地下水,同时,湿地内水 位降低还可能导致湿地植物的死亡。\n①水池布局。通常要根据现场的地形决定池体的外形 结构。如果在一较长的斜坡上建设湿地,将会大大减小整 坡工程量。在建设湿地时应尽量充分利用地形坡度,使布 局合理。\n②场地清理。在可能的条件下,最好做到挖填土方平 衡,避免远距离取土和弃土。如果施工场地表层土为农田 土,应剥离表层土后储存以备后用。对于表流湿地,表层土 可以用于种植挺水植物和隔堤表面的种植土。对于潜流人 工湿地,则无需用土壤作为基质。为了达到预计效果,应保 证水流均匀流经整个湿地系统,池底填土应夯实平整,与路 基底层填土同一高度。为了方便湿地维修时排水, 一般池 底做到1%或更小的坡度即可。\n③隔堤。水体在湿地隔堤内以特定形态流动,外部围 堤用于防止水流流出湿地系统,内部隔堤用于增强湿地导流。所有隔堤应按照当地堤坝安全规范的技术标准设计。\n④衬砌。湿地系统的衬砌主要材料包括:聚氯乙烯 (PVC)、聚乙烯(PE) 、聚丙烯。在湿地施工过程中为防止 衬砌层被刺破,应该在衬砌层上面铺一层土工布或铺约5 厘米厚的砂土。目前用的许多土工膜衬砌需要加以保护, 防止紫外线照射。对于潜流人工湿地, 一般采用粒径约 8~15厘米的碎石堆防止紫外线,同时,这种碎石堆还可以 防止杂草生长蔓延,能经受动物踩踏。另外,黏土材料和本 地土壤也可用于衬砌。\n⑤进出口结构。通过进出口结构可以为湿地配水,控 制湿地中水流路径,以及控制水深。在湿地两端布设多个 进出口结构,可基本保证整个湿地的均匀配水和控制水流 路径。在中小型湿地系统中,进口和出口的整个宽度上布 设孔管或开槽岔管,岔管尺寸、开孔直径以及开孔间距对水 流流速有一定影响。进水口岔管的安装位置应易于管理人 员进行水流调节和维护管理。出水结构有助于控制水流均 匀,并有利于调节运行水位。在采用水下岔管时,需要连接 一个水位调节装置,便于管理人员对水深进行调节。\n⑥基质。湿地系统中需要利用土壤或细小石子作为湿 地基质,以利于挺水植物的生长。对于表流湿地,需要在夯 实的池底或者衬砌层上面铺设至少15厘米厚的土层作为 植物生长的农田土。对于潜流湿地,最常用的基质为砾石, 通常也会用到砂、碎石或塑料。 一般要在大粒径砾石床上 面铺一层小粒径基质用于植物生长,大砾石基质主要是用来防止堵塞的。\n(2)湿地植物的种植\n湿地植物的生长和衰亡后的枯枝落叶都有利于加强表 流湿地的处理效果,同时还能为表流湿地和潜流湿地增加 美学价值。\n①植物选种和购买。对于污水处理,选用的挺水植物 应具备以下特点:生命力旺盛,根系发达;有较大的生物量 和粗壮的根茎;适于不同水深生长的系统。\n②植物栽种。人工湿地植物的种植方法是在合适季节 种植植物的嫩芽。种植湿地植物的最佳季节是早春,最为 简单的种植方法为植种或植物丛。种植密度越高,湿地系 统发展成熟越快,但是种植密度越高,其建设费用也会越 高,所以要根据湿地系统,选择合适的种植密度。在表流湿 地系统中,应先在出口处种植,然后逐步向进口端延伸,主 要通过喷灌和漫灌两种方式对种植的湿地植物浇水。在潜 流湿地系统中,种植植物前,应先将水注满至基质表面并维 持一定水位,直到植物开始生长,然后将水位降低到运行 水位。"]
- ["问:人工湿地系统有什么优点?", "答:人工湿地是一种较为有效的农村生活污水处理设 施,其对有机物有较强的降解能力,对有机物、氮、磷的去除 效果好,无需专门消毒去除病原微生物,处理后的水一般可 直接排人湖泊、水库或河流中,也可以根据实际情况用作冲 厕、洗车、灌溉、绿化及工业回用等。它低能耗、低投资、低运行费、低维护技术的特点,使我国大范围采用人工湿地进 行污水回用成为可能。由于人工湿地处理量灵活,因而可 以根据污水处理厂的规模,可大可小,就地利用,建设施工 方便。"]
- ["问:人工湿地的使用有什么局限性?", "答:人工湿地虽然具有很多优点,但也存在以下一些 局限性。人工湿地水力负荷小,占地面积大。同时,堵塞问 题也是限制人工湿地广泛应用的重要原因。堵塞不仅影响 到湿地系统的水力负荷,使得系统净化功能降低,也会影响 湿地系统的寿命。在较寒冷的地区或冬季,气温的降低会 影响人工湿地内水生植物及微生物的活性,使污染物的去 除率降低,人工湿地无法正常运行。因此,在冬季,人工湿 地需要采取覆盖隔离之类的保温措施,或增加人工湿地的 构筑深度来达到保温的效果。"]
- ["问:人工湿地如何运行和维护?", "答:人工湿地作为人工强化的“自然”系统,只需要较 少的运行和管理人员。管理人员应该遵守相应的规范,按 要求进行运行维护。\n(1)水位和水流的控制\n如果水位突然变化很大,应立即调查,这一变化可能是 由于池底漏水、出口堵塞、隔堤溃决、暴雨径流或其他原因引起的。季节性地调节水位可以防止冬天结冰,维持湿地 水温。\n(2)进出口的维护\n湿地系统的进口和出口端应定期检查和清理,及时清 除可能引起堵塞的垃圾、污泥等。堰或栅格表面的碎片和 细菌黏液需要及时清除。浸入式进水管和出水管也要定期 冲洗。\n(3)植物的管理\n如果系统在设计参数下运行,就不需要对植物进行日 常维护。植物管理的主要目的在于维持湿地需要的植物种 群,通过稳定的预处理、偶尔小幅度的水位变化、定时植物 收割等可达到这个目的。如果植物覆盖率不足的话,还需 要采取包括水位调节、降低进水负荷、植物杀虫、植物补种 等补救措施。\n(4)臭味的控制\n如果湿地设计得当, 一般不存在臭味问题。通常可以 通过减少进水中有机物和氮的负荷对气味加以控制。\n(5)蚊虫的控制\n在热天,可以在湿地放养一些食蚊鱼和蜻蜓幼虫来控 制蚊子,但食蚊鱼对控制蚊子有一定局限性。其他一些控 制蚊子的自然方法包括架设鸟类栖息的树枝和搭建鸟窝, 燕子是最合适的鸟类。细菌杀虫剂在一些湿地中已经有了 成功的应用。\n(6)隔堤和围堤的维护\n·隔堤和围堤的维护工作主要是割草、侵蚀控制、防止动物挖洞穴和树木生长。"]
- ["问:什么是一体化小型生活污水处理装置?", "答:所谓一体化,即是指将原本分离的多种单元集合 于一个单体当中的一种设计概念。 一体化的生活污水处理 技术,就指将传统的污水处理工艺中的反应、沉淀和污泥回 流各个单元,都集中于一个反应器中,这样的设计能够大大 减少污水处理设备的占地面积。若根据处理的水质、水量 要求选择合适的单元设计,不仅能提高反应器的抗冲击能 力,而且还能实现脱磷、除氮及中水回用。\n一体化小型生活污水处理设备, 一般是指处理能力在 500立方米/天以下,集污水处理工艺各部分功能, 一般包 括预处理、生物处理、沉淀、消毒等于一体的生活污水处理 装置。其中采用的工艺主要有全程厌氧工艺、生物除磷工 艺、生物脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、序批式活性污泥法工 艺(一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术 工艺)等。 一体化生活污水处理装置尤其适用于污水量较 小、分布较为分散、市政污水管网难以收集到的污水。我国 2010年出台的《农村生活污染防治技术政策》中,也明确鼓 励采用一体化装置处理农村生活杂排水,相关的产业优惠 政策也即将出台,它在农村推广的前景非常广阔。"]
- ["问:一体化生活污水处理设备在农村生活污水处理中具有哪些优点?", "答:一体化生活污水处理装置主要有以下几个优点。\n(1)设置灵活\n一体化设备既可设于地面上,也可埋于地下。采用地 埋式的放置方式具有一定保温效果,且可以减少噪音、臭气 对周边居民的影响,地面部分还可用于绿化、停车场或其他 用途,减少了处理设备的占地,且不影响周边景观。\n(2)效率提高\n一体化的生活污水处理设备中的生物处理部分通常采 用生物接触法,其相比活性污泥法体积更小,对水质的适应 性更强、耐冲击负荷强、出水水质稳定,且产生污泥量小、管 理成本较低。另外, 一体化生活污水生物处理池中采用的 优质组合软填料,具有质轻、高强度、物理化学性质稳定的 特点,且比表面积巨大,生物膜附着能力强,从而大大提高 了生物膜处理的效率。\n(3)可以组合\n通过一体化生活污水处理设备中各个单元的组合,设 备可起到脱氮、除磷的效果。对于需要采用较高排放标准 的地区,或水资源较为紧缺而需要中水回用的地区, 一体化 生活污水处理设备也能达到相应的要求。\n(4)联合使用效果更好\n一体化生活污水处理装置可与农村常用的氧化塘、人工湿地、污水土地处理系统等处理单元联合使用,作为这类 处理系统的前置处理工艺,其可达到更好的减排效果。\n(5)维护和管理简便\n目前一些一体化生活污水处理设备可加装配套的全自 动电器控制系统以及设备损坏报警系统,使得设备的维护 与管理更加简便。\n可见一体化小型生活污水处理装置非常适合于农村生 活污水的处理,其所具有的优点可克服农村生活污水分布 散、难收集、难管理的特点。\n"]
- ["问:常见的一体化生活污水处理装置采用的工艺有哪些?", "答:目前国内的一体化小型生活污水处理设备主要以 去除有机物为目标,另外有些地区要求采用较高的排放标 准,则设计处理工艺时需要考虑脱氮、除磷的需求。常见的 一体化生活污水处理装置所采用的工艺主要有以下几种。\n(1)全程厌氧、兼氧工艺\n在厌氧阶段常采用管道式或折流式厌氧反应器,兼氧 阶段常采用自然通风的好氧生物滤池对污水进行处理,其 最大优点是能够实现污水处理装置的无动力运作。整套工 艺流程简单,由于没有采用曝气设备,且几乎没有剩余污 泥,使得设备不需要人员管理,无日常运行费用,可以极大 程度地实现分散式运行。类似的设备在全国各地都已经有 较成功的应用,其对有机物的去除效果已经能达到《污水综合排放标准》中的一级或二级排放标准,但对氮、磷的去除 效果较差。\n(2)生物除磷和生物脱氮除磷工艺\n生物除磷是指厌氧一好氧法,生物脱氮除磷是指厌 氧—缺氧一好氧法,设置不同生物处理段的目的就是为了 达到脱氮除磷效果。这类工艺通常需要一定的曝气设备以 达到好氧的条件,且具有一定的污泥产量。由于整套工艺 流程相对复杂,初级投资费用与管理运行成本也相对全厌 氧工艺要高。类似的设备较适合于对污水处理要求较高或 经济水平较发达的地区。若采用微动力的运行方式,且提 高整体设备的运行稳定性,其在农村也具有较高的推广 价值。\n(3)氧化沟工艺\n一体化氧化沟又称为合建式氧化沟,它集曝气、沉淀、 泥水分离和污泥回流为一体,无需建造单独的二沉淀池。 由于利用了延时曝气技术,需要相对较长的水力停留时间 以达到较高的生化需氧量和氮、磷的去除效果。氧化沟的 占地面积较大,管理也相对复杂,限制了其在农村地区的发 展。但对于人口集中度较高地区的污水处理站,氧化沟工 艺还是具有较强的适用性和发展前景的。"]
- ["问:一体化生活污水处理设备该如何管理维护?", "答:目前许多一体化的生活污水处理设备已经实现商品化,若水量较小,直接选择购买一体化生活污水处理设备 产品是一种较为合适的选择。但一体化设备良好的管理维 护是设备稳定运行的关键。\n(1)要使用好一体化生活污水处理设备,首先要做到 的是熟悉设备\n购买后的设备产品都带有一份产品使用说明书,仔细 阅读该说明书是需要做的第一步。 一般来说,说明书上都 已经注明了该设备的型号、规格、工作条件、操作要领以及 注意事项等。第二步是熟悉设备的运行工况,包括设备的开启时间、运行状况以及故障的判断与排出方法等。第三 步是了解设备的维护与保养,其中还包括一些关键部位的 维护要点及维护时间间隔。需要注意的是设备安装时,通 常会有该产品的工程师到场指导,他通常对产品具有丰富的观察、运行及操作的经验,详细询问工程师产品的管理维 护要点会比查看说明书更为有效。\n(2)确定设备运行的最佳方案\n通常一体化生活污水处理设备的使用寿命可长达20 年以上,但其内部的各个不同机械设备或零件的运行使用 寿命各不相同,而任何一个设备或零件的损耗都将影响整 体的运行效果。因此在保证完成水处理任务的前提下,应 尽量减少设备或零件的无效运转与低效运转,才能起到延 长整体设备寿命的作用。\n(3)曝气管的清洗\n曝气装置的曝气孔很容易形成堵垢,这将会影响曝气 的均匀性,进而影响设备整体的运行效果。因此,经常进行曝气管的清洗是必须的,通常在鼓风机的出口管道上会安 装清洗曝气的旁路管道和阀门,在清洗时,通过打开排空气 阀门释放曝气管内的压力使得污泥逆流进入曝气管内,再 通过曝气管内的空气将污泥排出即可。\n(4)污泥的清理\n好氧生物处理工段易产生剩余的活性污泥沉积于污泥 槽中,需要定期清理去除以免将污泥排至水体中。 一般设 备都配有专门的排泥管道和污泥泵,污泥可从污泥斗中直 接打出。若未设污泥排出装置,污泥量较大时,可采用吸粪 车抽取的方式;污泥量较小,则可采用人工打捞的方式,以 保持良好的设备运行状态。"]
- ["问:采 用集中处理技术为主体工艺的农村,可在保证处理效果的前提下, 通过什么方法降低投资和运行费用?", "答:采用集中处理技术,可在保证处理效果的前提下, 通过以下方法降低投资和运行费用:\n(1)占地面积、绿化率、辅助设施及人员编制等配制可 低于设计手册中相关规定标准;\n(2)厂址选择时优先考虑利用地形,减少提升泵站;\n(3)采用简单易行的自动运转或手、自动联动运转 方式;\n(4)水处理构筑物可采用非混凝土的建筑,如土堤、砖 砌等,以及简易防渗的废弃坑塘等替代。"]
- ["问:活性污泥法的起源是什么?", "答:活性污泥法的起源可以追溯到一百多年前。法国科学家首先发明了Moris池,这是最早的污水生物处理反应器,在厌氧条件下运行。随后,英国在1893年首次采用了生物滤池。然而,现代应用最广泛的活性污泥法是在1912~1913年开始试验研究的。1914年,Arden和Lokett在英国曼彻斯特市建立了世界上第一座活性污泥法污水处理试验厂。1916年,美国正式建立了第一座活性污泥法污水处理厂。"]
- ["问:活性污泥法最初的运行方式是什么?", "答:活性污泥法最初的运行方式为充-排式。然而,由于当时技术条件限制,这种运行方式操作繁琐,空气扩散装置易于堵塞,并且人们尚未意识到其独特的优越性。"]
- ["问:为什么推流式活性污泥工艺会取代充-排式?", "答:推流式活性污泥工艺取代充-排式是因为连续进水的推流式活性污泥工艺更加高效和方便。充-排式操作繁琐,而推流式则更为简化。尽管推流式工艺后来出现了污泥沉降性能变差的问题,但其在当时仍被广泛采用。"]
- ["问:污泥沉降性能变差的原因是什么?", "答:污泥沉降性能变差的一个重要原因是推流式曝气池中活性污泥的返混现象。Donaldson首先提出返混现象改变了曝气池内的水力特性,使活性污泥处于完全混合状态,从而促使发生污泥膨胀。"]
- ["问:如何改善污泥的沉降性能?", "答:改善污泥沉降性能的方法之一是将推流曝气池分隔成不同的隔室。此外,后续的研究也开发出了其他工艺,如充-排式氧化沟、序批式反应器(SBR)等,这些工艺都对污泥沉降性能有所改进。"]
- ["问:SBR(序批式反应器)工艺有什么特点?", "答:SBR工艺,即序批式反应器,是一种周期运行的活性污泥工艺。与完全混合活性污泥工艺和推流式活性污泥工艺相比,SBR工艺内活性污泥的沉降性能最好,可以有效地控制污泥膨胀。"]
- ["问:活性污泥法的发展受到了哪些因素的影响?", "答:活性污泥法的发展受到了多个因素的影响。首先,生物技术的发展推动了活性污泥法的进步。其次,计算机和自动控制技术的飞速发展解决了活性污泥法开发初期间歇操作复杂的问题,使得该技术得到更加广泛的应用。此外,对活性污泥法的生物反应和净化机理的深入研究也为其发展提供了理论基础。"]
- ["问:活性污泥法现在主要应用于哪些领域?", "答:目前,活性污泥法已经成为处理生活污水、城市污水和部分工业废水的主体工艺技术。其广泛的应用和技术上的不断革新改进,使得活性污泥法在处理各种污水方面发挥着重要作用。"]
- ["问:活性污泥法有哪些变形工艺?", "答:活性污泥法的变形工艺包括ICEAS工艺、CASS工艺、DAT-IAT工艺、UNITANK工艺和MSBR工艺等。这些工艺都是在活性污泥法的基础上开发出来的,针对不同的处理需求进行了改进和优化。"]
- ["问:活性污泥法自开创以来有哪些主要发展?", "答:活性污泥法自开创以来,经历了深入研究、工艺流程的不断改进和创新,拥有更大的水质、水量适用范围和良好的操作稳定性。该法还结合了厌氧和好氧工艺,提高了处理程度。此外,活性污泥法还与其他工艺如生物膜法、膜分离装置等组合使用,增加了生化反应器中的生物量,提高了生化反应效率,并表现出良好的灵活性。"]
- ["问:活性污泥法的发展过程可以分为哪几个阶段?", "答:活性污泥法的发展过程大致可以分为三个阶段:第一阶段(1881~1915年),活性污泥法的早期阶段,随着Moris池和生物滤池的发明和应用,最终在1914年发明了活性污泥法;第二阶段(1915~1960年),活性污泥法的普及阶段,活性污泥处理技术被大量应用,并出现了许多改良工艺;第三阶段(1961年至今),活性污泥法发展的新时期,随着对活性污泥反应理论、净化功能等方面的深入研究,以及单元操作理论、控制理论等的应用,活性污泥法在理论上更完善,并开发出多种新工艺。"]
- ["问:活性污泥法在应用中有哪些特点?", "答:活性污泥法在应用中有以下特点:首先,它具有更大的水质、水量适用范围和良好的操作稳定性;其次,该法能够结合厌氧和好氧工艺,在去除有机物的同时完成脱氮除磷的任务,提高处理程度;此外,活性污泥法还表现出良好的灵活性,可以与其他工艺如生物膜法、膜分离装置等组合使用,增加生化反应器中的生物量,提高生化反应效率。"]
- ["问:活性污泥法在哪些领域得到了广泛应用?", "答:活性污泥法在城市生活污水和有机工业废水的处理中得到了广泛应用。在我国,已建成的污水处理厂和在建的城市污水处理厂大多采用活性污泥法。因此,作为一种典型的污水二级处理技术,活性污泥法在城市污水和工业废水处理领域有着广阔的应用前景。"]
- ["问:活性污泥法与其他污水处理技术相比有何优势?", "答:活性污泥法与其他污水处理技术相比,具有更大的水质、水量适用范围和良好的操作稳定性。此外,它结合了厌氧和好氧工艺,提高了处理程度,能够在去除有机物的同时完成脱氮除磷的任务。活性污泥法还表现出良好的灵活性,可以与其他工艺组合使用,增加生化反应器中的生物量,提高生化反应效率。因此,活性污泥法在处理效率、出水水质改善、减少投资、降低运行费用、提高运行稳定性等方面都有显著优势。"]
- ["问:活性污泥是什么?", "答:活性污泥是活性污泥法处理系统中的主体,是一种外观为矾花状絮凝颗粒的生物絮凝体。它由栖息着种类繁多、具有强大生命活力的微生物群体组成,这些微生物在新陈代谢功能的作用下,具有将有机物污染物转化为稳定的无机物的能力。"]
- ["问:活性污泥由哪些物质组成?", "答:活性污泥主要由以下四部分物质组成:具有代谢功能活性的微生物群体(M_a);由污水挟入的并被微生物所吸附的有机物质(含难为细菌降解的惰性有机物)(M_i);微生物自身氧化的残留物(M_e);由污水挟入的无机物质(M_{ii})。"]
- ["问:活性污泥中的微生物群体主要由什么组成?", "答:活性污泥中的微生物群体主要由细菌所组成,其数量可占污泥中微生物总量的90%~95%。在某些工业废水的活性污泥中,细菌的比例甚至可达100%。此外,活性污泥上还存活着多种真菌、原生动物和后生动物等。"]
- ["问:活性污泥中的细菌有哪些主要种类?", "答:活性污泥中的细菌主要种类包括产碱杆菌属(Alcaligenes)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacterium)、动胶杆菌属(Zoogloea)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和大肠埃希氏杆菌(EscherichiaColi)等。这些细菌在适宜的环境条件下具有较高的增殖速率和分解有机物的能力。"]
- ["问:活性污泥中的微生物如何形成生态系统和食物链?", "答:活性污泥中的微生物、有机物、原生动物与后生动物组成了一个小型的相对稳定的生态系统和食物链。在这个系统中,微生物通过分解有机物来获取能量和营养,而原生动物和后生动物则通过捕食微生物或其他有机物来维持生命活动。这种相互依赖和制约的关系构成了活性污泥中的生态系统和食物链。\n活性污泥微生物随有机物浓度改变的演替如图所示:@HXWNPZ001.jpg@$"]
- ["问:菌胶团细菌在活性污泥中扮演什么角色?", "答:菌胶团细菌在活性污泥中扮演了重要的角色。它们能够形成絮凝体状团粒(即“菌胶团”),这有助于防止被微型动物吞噬,并在一定程度上免受毒物的影响。菌胶团细菌是构成活性污泥絮凝体的主要成分,具有强大的吸附、氧化分解有机物的能力。此外,菌胶团成熟后具有良好的沉降性能,能够促使混合液在二次沉淀池中迅速完成泥水分离过程。"]
- ["问:真菌在活性污泥中的作用是什么?", "答:真菌在活性污泥中起到了分解有机物的作用,其出现通常与水质有关。一些霉菌常出现于pH较低的污水中。与活性污泥处理系统有关的真菌主要是微小的腐生或寄生的丝状菌,它们具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能。丝状菌在活性污泥中可以交叉穿织在菌胶团之间,形成活性污泥絮凝体的骨架,使污泥具有良好的沉降性能。适量的丝状菌有助于提高污泥的净化效率,但大量异常的丝状菌增殖可能导致污泥膨胀。"]
- ["问:原生动物和后生动物在活性污泥处理中分别扮演什么角色?", "答:原生动物在活性污泥处理中扮演了重要角色。常见的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫等。它们主要作为污水净化的第二承担者,同时也是活性污泥生态系统的首次捕食者。原生动物通过捕食细菌,促进细菌的生长并维持在对数生长期,从而提高细菌的活力。此外,原生动物的分泌物质有助于形成菌胶团和提高污水处理能力。后生动物在活性污泥中不经常出现,它们主要摄食原生动物,是生态系统的第二捕食者。其中,轮虫的存在通常标志着处理效果较好。"]
- ["问:微型动物在污水处理中有哪些作用?", "答:微型动物(包括原生动物和后生动物)在污水处理中起到了多重作用。首先,它们能迅速沉降,将细菌裹入其中或使细菌附着在其分泌物上,从而提高细菌的去除率。其次,微型动物的运动促进了物质向污泥絮体内部和生物膜内的移动,有助于污染物的进一步去除。此外,微型动物的呼吸和消耗分散了能量,因此随着微型动物活动的增加,活性污泥的生成量会减少。这些作用共同提高了污水处理的效率和质量。"]
- ["问:活性污泥中的微生物如何完成污水的无害化处理?", "答:活性污泥中的微生物通过一系列生物过程完成污水的无害化处理。当污水与活性污泥接触混合时,微生物细胞壁外的黏液层会吸附污水中的有机污染物。这些污染物在生物酶的作用下进行代谢和转化,微生物自身也在此过程中得到生长和繁殖。通过这种方式,污水中的有害物质被分解为无害或低毒的物质,最终实现污水的无害化目标。这一过程中,各种微生物群体(包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等)协同作用,共同完成了污水的生物处理。"]
- ["问:活性污泥絮体的形成对于活性污泥系统的成功运行有何重要性?", "答:活性污泥絮体的形成对于活性污泥系统的成功运行至关重要。它使得污泥沉降加快,并在沉淀池内能够适当浓缩。如果无法形成絮体,污泥将呈现分散生长的状态,导致整个工艺的失败。因此,理想的活性污泥絮体应个体大、密实、沉降快,以产生浓稠的回流污泥和清澈、水质很好的上清液作为处理的出水。"]
- ["问:活性污泥絮体形成的机理有哪些学说?其中哪个学说被广泛接受?", "答:活性污泥絮体形成的机理有多种学说,包括黏液说、电动势-含能说、聚β羟基丁酸说、原生动物说、纤维素说、细菌胞外多聚物说和丝状菌网架结构说。其中,丝状菌网架结构说被广泛接受,因为它能够很好地解释污泥絮体的形成和污泥膨胀现象。"]
- ["问:黏液说的核心观点是什么?有哪些研究者支持或质疑这一观点?", "答:黏液说的核心观点是活性污泥絮体由菌胶团细菌所分泌的黏液形成。Butterfigld从活性污泥中分离出一种动胶杆菌,并认定活性污泥絮体是由该细菌分泌的一种明胶状物质黏结而成。然而,有些研究者发现分泌胞外聚合物的菌株并不一定形成絮体,而形成絮体的菌株也并不一定产生胞外聚合物,因此,产生胞外聚合物并非是细菌形成絮体的唯一原因。"]
- ["问:电动势-含能说的核心观点是什么?它如何解释活性污泥絮体的形成?", "答:电动势-含能说的核心观点是细菌细胞膜带有负电荷,导致菌体间存在排斥力,但当两个带负电的菌体非常接近时,范德华引力会超过排斥力,从而使菌体结合形成污泥絮体。该学说认为,在活性污泥处理系统中,有机物浓度高时,细菌繁殖快,能量水平高,排斥力大于范德华引力,絮体难以形成;有机物浓度降低后,细菌的繁殖速度减慢,动量水平下降,排斥力小于范德华力,菌体一旦碰撞便易形成污泥絮体。"]
- ["问:聚β羟基丁酸说的核心观点是什么?有哪些研究支持或质疑这一观点?", "答:聚β羟基丁酸说的核心观点是活性污泥絮体是由聚β羟基丁酸形成的,细菌的细胞分裂不彻底导致彼此连接形成絮体。Crabtrae认为微生物的絮凝作用直接与细胞中的PHB的浓度相关。然而,也有研究证实,虽然一些细菌细胞在生物凝聚时存在PHB,但细菌的凝聚并不与PHB的浓度直接相关,因此该学说存在疑问。"]
- ["问:原生动物说对活性污泥絮体形成的解释是什么?有哪些研究支持或质疑这一观点?", "答:原生动物说认为原生动物能分泌黏性物质以捕食细菌,而这种物质能促进生物絮凝,形成活性污泥絮体。Mckinney发现原生动物死后释放的物质能与细菌结合形成不定型絮体。Curds通过试验证明草履虫能分泌多糖类物质促进颗粒凝聚。然而,有学者提出在某些情况下,活性污泥中几乎不存在原生动物,但能够形成良好的活性污泥絮体,因此认为该学说具有片面性。"]
- ["问:纤维素说如何解释活性污泥絮体的形成?", "答:纤维素说认为纤维素对细菌的凝聚和活性污泥絮体的形成有重要作用。有实验发现由特定菌株形成的絮体内部含有大量纤维。Mulder则认为生物絮凝体是在两种细菌作用下形成的,一种能分泌具有纤维素性质的纤维,另一种能分泌黏液使细菌聚合成团。"]
- ["问:细菌胞外聚合物说的核心观点是什么?", "答:细菌胞外聚合物说的核心观点是细菌通过分泌胞外多聚物(ECP)以架桥方式促进生物凝聚,从而形成活性污泥絮体。ECP包括高分子多聚物(如多糖、蛋白质等)、低分子多聚物和金属离子,其中多糖类物质是最主要的。ECP可能来源于微生物的代谢产物、细胞自溶产物、废水自身等。"]
- ["问:胞外多聚物主要包含哪些成分?", "答:胞外多聚物(ECP)主要包含高分子多聚物、低分子多聚物和金属离子。其中,高分子多聚物是主要的成分,包括多糖、蛋白质、脂类物质、核酸、葡萄酸和胞壁酸等。在这些高分子多聚物中,多糖类物质是最主要的,它是生物体细胞膜的构成成分。"]
- ["问:污水性质对活性污泥絮体形成有何影响?", "答:污水性质对活性污泥絮体形成有重要影响。处理含有有限种类有机物的工业废水的活性污泥系统,比处理含多种相对分子质量较大的有机物质的生活污水的活性污泥系统更难形成絮体。这可能是因为不同的有机物种类和浓度会影响细菌胞外多聚物的产生和性质,从而影响活性污泥絮体的形成。"]
- ["问:离子强度和二价阳离子对活性污泥絮体形成有何影响?", "答:离子强度和二价阳离子对活性污泥絮体形成有重要影响。必须有足够大的离子强度使单个细胞之间的距离足够小,才能使细菌通过ECP作用结合在一起,但也不能太大,否则会产生抗絮凝作用。研究表明,离子强度在0.005~0.050时,可使生物絮体结合更稳定。此外,二价阳离子在细胞表面和ECP之间起到架桥作用,促进两者的结合。因此,必须保持适量的二价阳离子,如Ca²+和Mg²+,以确保活性污泥获得良好的沉降性能。"]
- ["问:污泥停留时间(SRT)对活性污泥絮体形成有何影响?", "答:污泥停留时间(SRT)对活性污泥絮体形成有重要影响。SRT必须大于一个最小值,才能产生生物絮凝作用。这是因为原生动物和细菌产生的ECP共同作用需要一定的时间积累。随着SRT的增长,每单位生物量的ECP量增加并接近于一个最大值。这说明需要有一个SRT的最小值来平衡菌胶团菌产生ECP的速率和细菌生长形成的新污泥表面积产生速率。只有当SRT足够长时,才能有效起到生物絮凝的作用。"]
- ["问:细菌在对数增殖期和减衰增殖期胞外多聚物的产生有何不同?", "答:细菌在对数增殖期和减衰增殖期胞外多聚物的产生存在明显不同。在对数增殖期,细菌主要进行快速增殖,此时的胞外多聚物较少,因此生物絮凝作用较差,可能导致出水中含有较多的游离细菌,透明度差。而在减衰增殖期,细菌的生长速度减缓,此时胞外多聚物的产生量增加,有助于形成良好的生物絮凝作用,使出水清澈。"]
- ["问:丝状菌网架结构说的核心观点是什么?", "答:丝状菌网架结构说的核心观点是活性污泥絮体中菌胶团菌与丝状菌的相对比例决定了其宏观结构。丝状菌作为絮体的骨架,菌胶团菌等微生物产生的多聚糖附着在其上,形成凝胶基质架,胶体物质和其他微生物附着其上。这种结构可以提高絮体的强度,加速絮体的沉淀,保持出水上清液的清澈。"]
- ["问:丝状菌在活性污泥絮体中的作用是什么?", "答:丝状菌在活性污泥絮体中的作用主要体现在提高絮体的强度和加速絮体的沉淀。丝状菌作为絮体的骨架,能够增强絮体的结构稳定性,防止被湍流剪切成小的絮体颗粒。同时,丝状菌的骨架作用也有助于加速絮体的沉淀速度,保持出水上清液的清澈。丝状菌含量对活性污泥絮体性质的影响如图所示:@HXWNPZ002.jpg@$"]
- ["问:活性污泥可以分为哪几种类型?", "答:根据丝状菌网架结构说,活性污泥可以分为三种类型:丝状菌膨胀污泥、理想的活性污泥和针状絮凝体污泥。丝状菌膨胀污泥中丝状菌过量生长,导致污泥体积膨胀,沉淀性能变差;理想的活性污泥中菌胶团细菌和丝状菌比例适当,形成密实、沉降速度快的絮体;针状絮凝体污泥中丝状菌含量少,絮体强度小,上清液浑浊。"]
- ["问:丝状菌膨胀污泥有哪些特点和对系统运行的影响?", "答:丝状菌膨胀污泥的特点是丝状菌过量生长,从絮体内向外伸出,导致絮体松散,沉淀压缩性能变差,污泥体积膨胀,具有高的污泥指数(SVI)。这种污泥的沉淀速率慢,给沉淀池处理能力带来负面影响,同时污泥压缩性能变差,导致回流污泥的污泥浓度降低、生物量减少,进而影响整个系统的运行。"]
- ["问:理想的活性污泥具有哪些特点?", "答:理想的活性污泥具有菌胶团细菌和丝状菌之间的适当比例关系,以丝状菌作为絮体的骨架,菌胶团菌附着在其上生长。这种污泥形成的絮体个体较大、密度较大、沉降速度快,且易在沉淀池中压缩。微小、沉降慢的颗粒少,上清液清澈。丝状菌主要为污泥絮体的骨架而不影响絮体的沉淀和压缩,因此这种污泥具有低的污泥指数,通常小于150mL/g。"]
- ["问:活性污泥絮体是由哪些成分组成的?", "答:活性污泥絮体主要由活的和死的细菌、丝状菌、沉淀的盐、无机颗粒(如砂)和有机纤维等组成。此外,游离的细菌、原生动物和后生动物等微型动物,有时还有藻类等也可能出现在絮体边缘或在污泥絮体之间的水相中。"]
- ["问:活性污泥絮体有哪些形态学上的特征?", "答:活性污泥絮体的形态学特征包括形态、结构、紧密度和大小。形态上,活性污泥絮体可以是近似圆形或不规则形状。结构上,污泥絮体可以是封闭(紧凑)结构或开放结构。紧密度上,污泥絮体可以是紧密或疏松的。大小上,污泥絮体可以根据平均直径分为大、中、小三种。"]
- ["问:活性污泥絮体的结构有哪些类型?它们各自的特点是什么?", "答:活性污泥絮体的结构主要有两种类型:封闭(紧凑)结构和开放结构。封闭结构的污泥絮体中,细菌、无机颗粒等组分紧密地堆积在一起,无开放空隙,通常为黄褐色,沉降性能好。而开放结构的污泥絮体中,网状空隙与絮体外面液相连通。"]
- ["问:活性污泥絮体的紧密度如何区分?对污泥絮体的性能有何影响?", "答:活性污泥絮体的紧密度可以通过观察其在显微镜下的形态来区分,紧密的污泥絮体与外部的液相界限清晰,而疏松的污泥絮体边缘界线不清。紧密度对污泥絮体的性能有重要影响,疏松的污泥絮体容易被破碎,而紧密的污泥絮体可以更好地保护细菌并避免被原生动物吞食或水流冲刷。"]
- ["问:活性污泥絮体的大小如何分类?大小对污泥的沉降速率有何影响?", "答:活性污泥絮体的大小可以根据平均直径进行分类,通常分为大、中、小三种。大的污泥絮体沉降速度快,而小的污泥絮体沉降速度相对较慢。因此,污泥絮体的大小对污泥的初始沉降速率有较大影响。"]
- ["问:Eikelboom在他的著作中是如何划分污泥絮体的大小的?", "答:Eikelboom在他的著作中采取了另一种划分污泥絮体的标准。他将大污泥絮体的平均直径定义为大于250μm,中污泥絮体的平均直径在25~250μm之间,而细小污泥絮体的平均直径则小于25μm。"]
- ["问:污泥絮体的哪些特性影响其沉降性能?", "答:污泥絮体的形态、结构、紧密度和大小都影响其沉降性能。圆形、封闭、紧密、个体大的污泥絮体沉降、浓缩性能良好,而形态不规则、结构开放、疏松、个体小的污泥絮体沉降性能则较差。"]
- ["问:活性污泥的组成特性有哪些?", "答:活性污泥的组成特性主要包括多样性、菌落、无机颗粒或有机颗粒物以及游离细菌。活性污泥由多种微生物组成,包括细菌、真菌等丝状菌和原生动物、后生动物等微型动物以及藻类等,这使得活性污泥系统可以同时去除多种污染物。此外,活性污泥中还包含菌落、无机颗粒或有机颗粒物以及游离细菌等组成部分。"]
- ["问:活性污泥中主要有哪些类型的菌落?", "答:活性污泥中主要有四种菌落,包括菌胶团菌落、聚磷菌落、反硝化菌菌落和细菌菌落。菌胶团菌落通常由一种类型的细菌组成,形成指状,常在污泥负荷较高或缺乏营养物质的污水处理厂中出现。聚磷菌落出现在生物除磷的污水处理厂,除磷菌形成紧凑、近似圆形的菌落。反硝化菌菌落形态与聚磷菌落相似。细菌菌落则是大量细菌被一层厚厚的黏性物质包裹形成较大的菌落。"]
- ["问:活性污泥中的无机颗粒或有机颗粒物主要来自哪里?", "答:活性污泥中的无机颗粒或有机颗粒物主要来自于进水。有机颗粒主要为纤维状的结构,而无机颗粒主要是砂。活性污泥中颗粒物的类型和数量取决于污水处理系统中是否有沉砂池和初次沉淀池。"]
- ["问:游离细菌对活性污泥系统有何影响?", "答:游离细菌是指没有黏附在絮体上,而是分散在水相中的自由细菌。在二沉池中,游离细菌不会随污泥絮体沉淀,因此它们可能对最终出水水质产生副作用。游离细菌的主要来源是进水和污泥絮体的解絮。当污泥负荷提高时,游离细菌的数量也上升,可能导致原生动物数量增加。然而,当污泥龄较短时,原生动物的数量可能无法维持。一般限定的污泥负荷是0.3~0.4kgBOD₅/(kg MLSS·d),超过这个值时,会出现大量的游离细菌,但原生动物数量会减少。在低污泥负荷的活性污泥系统,若出现大量的游离细菌,则可能是氧气不足或进水中含有毒性成分。"]
- ["问:活性污泥的分类方法有哪些?", "答:活性污泥的分类方法主要有两种。第一种是Eikelboom分类法,根据污泥负荷和曝气方式的不同将活性污泥分为三类:第一类活性污泥出现在污泥负荷<0.2kgBOD₅/(kg MLSS·d)、机械曝气的污水处理厂;第二类活性污泥出现在污泥负荷<0.2kgBOD₅/(kg MLSS·d)、鼓风曝气的污水处理厂;第三类活性污泥出现在污泥负荷>0.2~0.3kgBOD₅/(kg MLSS·d)的污水处理厂。第二种分类方法将活性污泥分为:丝状菌膨胀污泥、理想的活性污泥、针状絮凝体污泥和颗粒污泥。"]
- ["问:根据Eikelboom分类法分类,第一类活性污泥的特征是什么?", "答:第一类活性污泥主要出现在污泥负荷<0.2kgBOD₅/(kg MLSS·d)、机械曝气的污水处理厂,特别是在氧化沟中。其特征是活性污泥絮体平均直径为25~250μm,很少有游离细菌,絮体呈圆形或有些有角,不紧密,由许多分离的、密实的小絮体组成。当污泥中出现丝状菌,特别是微丝菌Microthriz parvicella时,会形成大的絮凝体,使污泥絮体的平均直径增加。"]
- ["问:根据Eikelboom分类法分类,第二类活性污泥的特征是什么?", "答:第二类活性污泥出现在污泥负荷<0.2kgBOD₅/(kg MLSS·d)、鼓风曝气的污水处理厂。其特征是活性污泥絮体平均直径为25~1000μm,通常>500μm,很少有游离细菌,形状为圆形,紧密,有时边缘不密实。由于所处环境湍流较少,污泥絮体更大、更紧密,颜色更深。"]
- ["问:根据Eikelboom分类法分类,第三类活性污泥的特征是什么?", "答:第三类活性污泥出现在污泥负荷>0.2~0.3kgBOD₅/(kg MLSS·d)的污水处理厂。由于污泥负荷高,相应的泥龄短,纤毛虫等原生动物不易生长,游离细菌数量较多,指状菌胶团较多。采用鼓风曝气时,污泥絮体较大但形状不规则;采用机械曝气时,污泥絮体更小、更圆。"]
- ["问:好氧颗粒污泥的特点和优点是什么?", "答:好氧颗粒污泥是在好氧污水处理研究中发现的一种特殊类型的污泥,外观为橙黄色,圆形或椭圆形,成熟的好氧颗粒污泥具有光滑的表面。其特点包括颗粒直径在一定范围内,经过适度冲洗后直径多为1mm左右,颗粒污泥的含水率低于普通活性污泥。好氧颗粒污泥的优点主要有:它是一个稳定的微生物生态系统,有利于有机物的降解;颗粒化有利于细菌对营养的吸收,增强了微生物的活性;微生物间物质传输距离缩短,强化了生物降解过程;在废水性质变化时,能够维持稳定的微环境,使代谢过程继续进行;具有一定的机械强度,可以避免因水流剪切而破碎,有利于有效截流微生物,增加固体停留时间。"]
- ["问:污泥沉降比是什么?如何测定?", "答:污泥沉降比又称30min沉降率,是取1L曝气池的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。在实际操作中,污水处理厂工人往往用100mL的量筒进行测量。"]
- ["问:污泥沉降比能反映哪些运行参数和异常现象?", "答:污泥沉降比在一定条件下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。在污泥浓度一定的情况下,污泥沉降比能直接反映出污泥沉降性能和浓缩性能,通过它可及时发现污泥膨胀等异常现象的发生。"]
- ["问:污泥容积指数(SVI)是什么?它的测定方法有哪些?", "答:污泥容积指数(SVI)简称污泥指数,是表示污泥沉降性能和压缩性能的一个参数。其测定方法通常有三种:未搅拌的标准污泥容积指数(SVI);搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5}),初始污泥浓度为3.5g/L;稀释污泥容积指数(DSVI)。"]
- ["问:未搅拌的标准污泥容积指数的计算公式是什么?", "答:未搅拌的标准污泥容积指数的计算公式为:SVI = SV(mL/L) / MLSS(g/L),其中SVI为未搅拌的标准污泥容积指数,SV为污泥沉降比,MLSS为混合液悬浮固体浓度。"]
- ["问:SVI值与生活污水及城市污水的沉降性能有什么关系?", "答:对于生活污水及城市污水,SVI值以70~100mL/g为宜。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,并且已有产生污泥膨胀的可能。SVI值为150mL/g被认为是膨胀污泥和非膨胀污泥之间的临界值。"]
- ["问:为什么需要对污泥指数的测定进行修正?", "答:需要对污泥指数的测定进行修正,是因为实际测量时采用的容器直径太小,由于边壁效应,壁筒会对污泥的沉降有阻碍;二沉池内有吸泥机在不断回转,对污泥沉降有利;另外,污泥的初始浓度不同也会影响SVI值。因此,人们提出了搅拌的污泥容积指数和稀释污泥容积指数来修正污泥指数的测定。"]
- ["问:污泥沉降比的作用是什么?", "答:污泥沉降比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。在污泥浓度一定的情况下,它能直接反映出污泥沉降性能和浓缩性能,通过它可及时发现污泥膨胀等异常现象的发生。"]
- ["问:污泥容积指数的定义和计算方法是什么?", "答:污泥容积指数(SVI)是污泥沉降性能的一个指标,它等于混合液在30min静沉后形成的活性污泥容积(mL/L)除以混合液的污泥浓度(g/L)。计算式为:SVI = SV(mL/L) / MLSS(g/L)。"]
- ["问:污泥容积指数通常有哪些测定方法?", "答:污泥容积指数的测定方法通常有三种:未搅拌的标准污泥容积指数(SVI)、搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5}),以及稀释污泥容积指数(DSVI)。"]
- ["问:污泥容积指数的作用是什么?", "答:污泥容积指数可定量描述污泥的沉降性和压缩性,对于污水处理厂的运行管理具有重要指导意义。其值过低或过高都可能表明污泥存在问题,如缺乏活性或沉降性能不好等。"]
- ["问:污泥容积指数的正常范围是多少?", "答:对于生活污水及城市污水,污泥容积指数(SVI)的正常范围通常在70~100mL/g。SVI值为150mL/g被认为是膨胀污泥和非膨胀污泥之间的临界值。"]
- ["问:为什么需要对污泥容积指数的测定进行修正?", "答:污泥容积指数的测定需要进行修正,主要是因为实际测量中可能受到容器直径大小、边壁效应、二沉池内吸泥机的影响以及污泥初始浓度的不同等因素的影响。因此,人们提出了搅拌的污泥容积指数和稀释污泥容积指数等修正方法。"]
- ["问:搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})的测定有什么特殊要求?", "答:搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})的测定要求初始污泥浓度为3.5g/L,这是为了消除污泥浓度对测定结果的影响,使得不同浓度下的污泥沉降性能可以进行比较。"]
- ["问:如何进行搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})的测定?", "答:搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})的测定步骤包括:确定混合液的污泥浓度,调整污泥浓度至3.5g/L,将污泥倒入特制装置并启动搅拌装置,静沉30min后记录沉淀污泥的体积,并按照特定公式进行计算。搅拌的污泥容积指数测定如图所示:@HXWNPZ003.jpg@$"]
- ["问:稀释污泥容积指数(DSVI)的测定方法是什么?", "答:稀释污泥容积指数(DSVI)的测定方法是:取几个1L的量筒,用澄清的二沉池出水按2^n的倍数稀释混合液,搅拌混合均匀后静沉30min,记录下第一个污泥沉降比小于等于20%的沉淀污泥体积,并按照特定公式进行计算。"]
- ["问:搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})、未搅拌的标准污泥容积指数(SVI)和稀释污泥容积指数(DSVI)在测定结果上有何不同?", "答:这三种测定污泥容积指数的方法所得结果略有不同。因此,在比较报道中的SVI值时,要确定所用的测定方法是否具有可比性。SSVI或DSVI值在污泥浓度为3.5g/L时的结果最具有可重复性。"]
- ["问:什么是污泥成层沉降速度(ZSV)?", "答:污泥成层沉降速度(ZSV)是在污泥沉降过程中的成层沉降阶段,泥-水分界面的沉速始终为一常数的速度。这个速度可以反映出污泥沉降性能的好坏,ZSV值越大,污泥的沉降性能则越好。"]
- ["问:如何绘制活性污泥的沉降曲线?", "答:绘制活性污泥的沉降曲线的方法是将活性污泥沉降过程中,泥-水分界界面高度随时间的变化绘制成曲线。曲线的斜率代表界面沉速,可以反映沉降过程的全貌。活性污泥沉降过程及沉降曲线如图所示:@HXWNPZ004.jpg@$"]
- ["问:污泥浓度对ZSV值(污泥成层沉降速度)和SVI值(未搅拌的标准污泥容积指数)有何影响?", "答:污泥浓度对ZSV值和SVI值都有一定的影响。具体的影响关系需要通过实验数据来进一步分析和确定。一般来说,污泥浓度的变化可能会导致ZSV值和SVI值的相应变化,但具体的影响程度和趋势需要根据实验数据来具体分析。SVI与初始沉降速度和污泥浓度的关系如图所示:@HXWNPZ005.jpg@$"]
- ["问:搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})对污泥浓度的要求是什么?", "答:搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})的测定要求污泥浓度为3.5g/L。如果污泥浓度大于或小于3.5g/L,需要通过稀释或预沉淀等方法进行调整。"]
- ["问:如何测量搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})?", "答:测量搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_{3.5})时,需将污泥浓度为3.5g/L的混合液倒入特制装置中,立即启动搅拌装置,静沉30min后记录沉淀污泥的体积。计算公式为:SSVI_{3.5} = SV(mL/L) / 3.5(g/L)。"]
- ["问:为什么比较报道中的SVI值(未搅拌的标准污泥容积指数)时,要确定所用的测定方法是否具有可比性?", "答:因为未搅拌的标准污泥容积指数(SVI)、搅拌的污泥容积指数(SSVI或SVI_3.5)以及稀释污泥容积指数(DSVI)这三种测定方法所得结果可能略有不同。不同的测定方法可能受到不同因素的影响,因此要确保所比较的数据来自相同的测定方法,以保证结果的可比性。"]
- ["问:污泥成层沉降速度(ZSV)的定义是什么?", "答:污泥成层沉降速度(ZSV)是指在污泥沉降过程中的成层沉降阶段,泥-水分界面的沉速始终为一常数。这个速度可以反映出污泥沉降性能的好坏,ZSV值越大,污泥的沉降性能则越好。"]
- ["问:污泥沉降曲线反映了什么信息?", "答:污泥沉降曲线反映了污泥沉降过程的全貌,包括絮凝、成层沉降和压缩沉降等各个阶段。曲线的斜率代表界面沉速,可以观察到界面沉速的变化。SV和SVI只是曲线上的一个点,而沉降曲线则提供了更全面的信息。"]
- ["问:污泥浓度对ZSV值(污泥成层沉降速度)有什么影响?", "答:污泥浓度对ZSV值有一定影响。一般来说,随着污泥浓度的增加,ZSV值也会有所变化。此外,污泥浓度与SVI值也有密切的关系,因为SVI值是通过测量污泥沉降比和污泥浓度来计算的。"]
- ["问:什么是丝状菌指数(FI)?", "答:丝状菌指数(FI)是采用显微镜下观察的目视评价法来判断污泥中丝状菌的数量。根据活性污泥中丝状菌与菌胶团细菌的比例,将丝状菌的数量分成六个等级(0到5级),以此来对丝状菌的数量进行日常调查。丝状菌指数对照图如图所示:@HXWNPZ006.jpg@$"]
- ["问:FI(丝状菌指数)的六个等级分别代表什么?", "答:FI的六个等级分别代表:FI=0表示活性污泥中几乎无丝状菌存在;FI=1表示存在少量丝状菌;FI=2表示存在中等数量的丝状菌,但总量尚低于菌胶团细菌;FI=3表示存在大量丝状菌,总量与菌胶团细菌大致相等;FI=4表示丝状菌数量超过菌胶团细菌;FI=5表示丝状菌数量占绝对优势,菌胶团细菌少。"]
- ["问:FI(丝状菌指数)对污泥沉降性能有何影响?", "答:FI越大,即丝状菌数量越多,活性污泥的沉降性能越差。当FI为1或2时,丝状菌对污泥的沉降性能影响很轻微;当FI为3时,污泥的沉降性能显著恶化,特别是有粗壮的丝状菌存在时。"]
- ["问:如何确定FI(丝状菌指数)?", "答:确定FI时,通常需要在显微镜下观察活性污泥样品,并目视估计丝状菌与菌胶团细菌的比例。显微镜的放大倍数通常为100~200倍,但有时需要更高的放大倍数来观察较细的丝状菌。需要注意的是,有些丝状菌可能隐藏在污泥絮体内部,这可能会影响FI的确定。另外,每个等级的划分可能会有一定的主观性,因此在确定FI时需要综合考虑各种因素。"]
- ["问:为什么有时会出现初次判断的FI值(丝状菌指数)与丝状菌数量不一致的情况?", "答:初次判断的FI值与丝状菌数量不一致的情况可能是由于以下原因造成的:首先,有些丝状菌很细小,必须经过革兰氏染色在高倍物镜下才能观察到,因此可能会导致初次判断的失误;其次,一些丝状菌可能隐藏在污泥絮体内部,这也会影响FI的确定;最后,每个等级的划分可能会有一定的主观性,因此在确定FI时需要综合考虑各种因素。"]
- ["问:FI(丝状菌指数)和SVI(未搅拌的标准污泥容积指数)有何关系?", "答:FI和SVI都是用来评估活性污泥沉降性能的指标,但它们之间并不总是一致的。FI主要关注丝状菌的数量和比例,而SVI则考虑了污泥的体积和浓度。长而直的丝状菌对污泥沉降压缩的阻力更大,污泥更难于沉降,但丝状菌的存在并不一定导致SVI值的增加。因此,各污水处理厂应该在自己的长期运行中探索其FI和SVI的相关性。"]
- ["问:国内文献中丝状菌指数(FI)的等级划分有哪些?", "答:国内一些文献中,丝状菌指数(FI)的等级划分有所不同。常见的划分方式是将FI分为五个等级:A~E级,或是0级、±级、+级、++级、+++级。这些等级划分与前面提到的六个等级划分类似,但具体描述和判断标准可能有所不同。A级(或0级)几乎没有丝状菌,菌胶团松散细小;B~C级(或±~+级)有丝状菌,形成较大的絮体;D级(或++级)丝状菌伸出絮粒,影响沉降性能;E级(或+++级)丝状菌过量生长,严重影响沉降性能。"]
- ["问:哪些因素会影响污泥沉降性能?", "答:污泥沉降性能不仅与丝状菌的数量和类型有关,还受到多种因素的影响。污泥絮体的类型、大小、结构、无机成分含量、结合水含量和表面电荷等都会影响其沉降性能。此外,污水处理系统的操作条件、进水水质和污泥龄等因素也可能对污泥沉降性能产生影响。因此,在评估污泥沉降性能时,需要综合考虑各种因素。"]
- ["问:丝状菌丰度指标与哪些参数有对应性?", "答:丝状菌丰度指标与常规的污泥指数具有很好的对应性,可以用来表征污泥的沉降性。通过对具体丝状菌丰度的划分,也可以得知导致污泥沉降性恶化的第一优势丝状菌和第二优势丝状菌。"]
- ["问:如何测定丝状菌长度?", "答:测定丝状菌长度的方法包括:用宽口移液管移取混合均匀的活性污泥样品至大烧杯中搅拌,然后吸取稀释过的水样至显微镜计数室内,用带有目镜测微尺的双目显微镜进行观察,统计丝状菌数目并按长度归类,最后根据公式计算每克(或毫升)MLSS含有的丝状菌长度(TEFL)。"]
- ["问:丝状菌长度与污泥沉降性能有何关系?", "答:丝状菌长度与污泥沉降性能密切相关。当丝状菌的过量增殖导致丝状菌长度增加时,污泥的沉降性能会变差。特别是当单位污泥中丝状菌的总长度(TEFL)超过一定临界值时,污泥的沉降性能会显著恶化。Sezgin、Palm和Lee等学者的调查都发现污泥的沉降性能与TEFL有关,当TEFL上升到10^7μm/mL(10^4μm/g)时,SVI值快速上升,污泥的沉降性能变差。"]
- ["问:如何理解丝状菌长度与SVI(未搅拌的标准污泥容积指数)的关系?", "答:丝状菌长度与SVI的关系可以通过TEFL的值来解释。当TEFL超过一定临界值(如10^7μm/mL或10^4μm/g)时,SVI值会快速上升,表明污泥的沉降性能变差。这个临界值可以作为非膨胀污泥和膨胀污泥的一个判断依据。当SVI超过某个临界值(如150mL/g)时,丝状菌长度的微小增长即会导致SVI的大幅度增加,进一步表明了污泥沉降、压缩性能的恶化。"]
- ["问:如何计算丝状菌长度(TEFL)?", "答:丝状菌长度(TEFL)的计算公式为:TEFL(μm/gMLSS) = (1.0mL稀释液中总的丝状菌长度(μm) × 稀释倍数) / MLSS(g/L)。另外,对于TEFL(μm/mLMLSS)的计算,可以直接用1.0mL稀释液中总的丝状菌长度(μm)乘以稀释倍数得到。这些计算可以帮助我们了解单位污泥中丝状菌的总长度,从而间接指示污泥的沉降性能。"]
- ["问:如何解释SVI=150mL/g作为丝状菌污泥膨胀的临界值?", "答:SVI=150mL/g作为丝状菌污泥膨胀的临界值,是因为当SVI超过这个值时,丝状菌长度的微小增长就会导致SVI的大幅度增加,表明污泥沉降、压缩性能恶化。这与丝状菌长度(TEFL)超过一定临界值导致污泥沉降性能变差的现象是一致的。因此,这个临界值可以作为判断污泥是否发生丝状菌污泥膨胀的重要依据。"]
- ["问:什么是丝状菌丰度?", "答:丝状菌丰度是用来表征丝状菌数量的指标,由美国Jenkins等提出。它可以通过常规的微生物镜检,在特定倍数下观察样本,并通过人为的主观判断将丝状菌的丰度划分为0~6七个水平。"]
- ["问:如何使用Jenkins的参照图片来判断丝状菌丰度?", "答:污水处理厂运行人员和研究人员可以通过常规的镜检,借助Jenkins等给出的参照图片来具体判断不同污泥的丝状菌丰度。这些参照图片提供了不同丰度水平下丝状菌的典型形态和数量,有助于进行准确的判断。"]
- ["问:丝状菌丰度指标的主观性和重现性如何?", "答:丝状菌丰度指标虽然具有主观性,因为涉及人为判断,但其重现性还是可以接受的,一般为±1。这意味着不同的观察者或在不同时间对同一样本进行判断时,结果之间的偏差相对较小。"]
- ["问:什么是丝状菌长度?", "答:丝状菌长度大多指的是从菌胶团内延伸出生长于混合液中丝状菌长度的总和,污泥絮体内的丝状菌长度不计入其值。这是一个重要的指标,可以反映丝状菌在混合液中的分布情况。"]
- ["问:丝状菌长度的测定方法是什么?", "答:丝状菌长度的测定方法包括使用宽口移液管移取活性污泥样品,稀释后观察计数室内的丝状菌数目,并按长度归类。然后,根据公式计算每克(或毫升)MLSS含有的丝状菌长度(TEFL)。"]
- ["问:TEFL(丝状菌长度)的计算公式是什么?", "答:TEFL的计算公式为:TEFL(μm/gMLSS) = (1.0mL稀释液中总的丝状菌长度(μm) × 稀释倍数) / MLSS(g/L)。这个公式用于计算单位污泥中丝状菌的总长度,从而评估污泥的沉降性能。"]
- ["问:TEFL(丝状菌长度)与SVI(未搅拌的标准污泥容积指数)的关系如何?", "答:TEFL与SVI之间存在一定关系。当TEFL上升到一定临界值时,SVI值也会快速上升,表明污泥的沉降性能变差。这一关系可以用于预测和判断污泥是否发生丝状菌污泥膨胀。TEFL与SVI的关系如图所示:@HXWNPZ008.jpg@$"]
- ["问:如何通过TEFL(丝状菌长度)的值来判断污泥是否发生膨胀?", "答:通过测量TEFL的值,可以间接判断污泥是否发生膨胀。当TEFL超过一定临界值(如10^7μm/mL或10^4μm/g)时,可能意味着污泥已经发生膨胀。这是因为过长的丝状菌会导致污泥沉降性能变差,从而引发膨胀现象。"]
- ["问:如何解释丝状菌长度与污泥沉降性能的恶化?", "答:丝状菌长度的增加会导致污泥沉降性能的恶化。这是因为过长的丝状菌会相互交织,形成网状结构,阻碍污泥颗粒的沉降。此外,丝状菌还可能分泌粘性物质,进一步降低污泥的沉降速度。这些因素共同作用,导致污泥沉降性能恶化。"]
- ["问:早期研究者如何验证活性污泥的沉降性能与丝状菌数量的相关性?", "答:早期研究者通过统计延伸出污泥絮体的丝状菌数量或测定丝状菌总长度的方法来验证活性污泥的沉降性能与丝状菌数量的相关性。例如,Pipes统计了延伸出污泥絮体的丝状菌数目,并发现丝状菌数量与SVI值存在显著关系。"]
- ["问:丝状菌数量与SVI值(未搅拌的标准污泥容积指数)有何关系?", "答:丝状菌数量与SVI值存在显著关系。当丝状菌数量较低时,SVI值较小,污泥沉降性能较好;而当丝状菌数量较高时,SVI值显著升高,污泥沉降性能变差。"]
- ["问:简化的丝状菌计数方法是如何进行的?", "答:简化的丝状菌计数方法包括以下步骤:吸取污泥混合液放到载玻片上,用盖玻片覆盖;在显微镜下观察并计数与计数线相交的丝状菌数量;最后根据计数值和盖玻片尺寸计算单位体积内的丝状菌数量。\n该方法由美国加利福尼亚州的圣何塞/圣克拉拉(San Jose/Santa Clara)水污染控制厂(Water Pollution Control Plant)实验室的工作人员提出。该方法用来统计延伸出污泥絮体的丝状菌数量。\n具体测定方法如下:\n(1)吸取50μL污泥混合液放到载玻片上。\n(2)用22mm×30mm的盖玻片将上述混合液完全覆盖。\n(3)放入显微镜下进行观察(总放大倍数为100倍)。从盖玻片的一边开始,一直计数到另一边(长度为30mm),即沿盖玻片的长边计数。\n(4)目镜内安装刻有显微镜计数线的分划板,记录与计数线相交的所有丝状菌数量。\n(5)统计盖玻片整个长边范围内与计数线相交的所有丝状菌数量,所有丝状菌之和即为丝状菌计数(filament count,FC)。FC以单位体积的量表示,按下式计算:单位丝状菌数量(数量/μL)=FC×盖玻片宽度方向的视场数/50"]
- ["问:Nocardioform计数方法相较于其他方法有何优点?", "答:Nocardioform计数方法相较于其他方法具有简便易行的优点。它不需要复杂的操作步骤或特殊的设备,可以快速、准确地测定丝状菌数量。"]
- ["问:Nocardioform计数方法的具体步骤是什么?", "答:Nocardioform计数方法的具体步骤包括混合活性污泥、准备载玻片、涂抹混合液、风干、观察、选择样片、染色、计数、计算等步骤。其中,计数过程需要在油镜下进行,并使用革兰氏染色法进行染色,以确保计数的准确性。\n该方法由Vega-Rodriguez、Pitt和Jenkins等提出,此法相对于其他方法简便易行。\nNocardioform的计数方法玻片制作如图所示:@HXWNPZ009.jpg@$\n具体测定方法如下:\n(1)在低功率的搅拌器内将400mL已知污泥浓度的活性污泥混合液(或稀释后的混合液)混合2~3min。\n(2)准备5~10片经过处理的干净、去油污后的载玻片。这些载玻片沿长度方向被刻线(glasss cribe)均分为3个区域(图1-9)。\n(3)用小型微量吸管吸取80μL混合后的混合液,均匀涂抹在整个载玻片上。\n(4)将载玻片水平放置,自然风干。\n(5)在放大100倍的相差显微镜下仔细观察活性污泥在载玻片上的分布情况,那些污泥分布不均匀、细菌聚成一块、空白较多或污泥沿载玻片边缘堆积的样片都不能要。\n(6)如果适合的样片小于5个,就要重复(1)~(5)的步骤,直到得到5个满意的载玻片。\n(7)用革兰氏染色法进行染色。\n(8)利用油镜在1000的放大倍数下对上述5个样片进行计数。\n(9)在目镜内安装刻有显微镜计数线的分划板。\n(10)①上述带有刻线的载玻片沿一边位置固定,先统计一个区域的丝状菌数量。②使目镜中分划板的刻线和载玻片上刻线重合。③统计与目镜中分划板刻线相交的、有分支、革兰氏染色阳性、长度>1μm的丝状菌数量。④将载玻片向另一边移动,统计所有与目镜中分划板刻线相交的、革兰氏染色阳性、长度>1μm的丝状菌数量。⑤在载玻片另两个区域,重复①~④步骤,对丝状菌进行统计。⑥取上述三次统计结果的平均值,以交叉数量/gVSS表示。⑦用另外四块样片重复①~⑥步骤。\n(11)取步骤⑥和步骤⑦的平均值。\n(12)按下式计算Nocardioform计数:\nNocardioform计数(相交的数量/gVSS)=平均相交数量×10^6(μL/L)/80μLMLVSS(g/L)"]
- ["问:如何计算Nocardioform计数?", "答:Nocardioform计数的计算公式为:Nocardioform计数(相交的数量/gVSS)=平均相交数量×10^6(μL/L)/80μLMLVSS(g/L)。其中,平均相交数量是通过统计与目镜中分划板刻线相交的丝状菌数量得到的,MLVSS是混合液挥发性悬浮固体浓度。这个公式用于将观察到的丝状菌数量转化为单位体积污泥中的数量。"]
- ["问:Jenkins带领下的研究小组如何解释丝状菌膨胀?", "答:Jenkins带领下的研究小组解释丝状菌膨胀为“宏观结构的失败,从某种意义上来说,有太大的宏观结构”。他们认为丝状菌过多会干扰活性污泥的沉降和压缩。"]
- ["问:Eikelboom和van Buijisen如何定义污泥膨胀?", "答:Eikelboom和van Buijisen定义污泥膨胀为“因为丝状菌或者是菌胶团的过量生长而使污泥沉降速度变慢,压缩性能变差”。这个定义同时考虑了非丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:哪些类型的污水处理工艺和废水类型都可能出现污泥膨胀问题?", "答:无论是采用鼓风曝气还是机械曝气;无论是采用推流式、完全混合式,还是SBR工艺;无论是处理城市生活废水,还是工业废水;都可能出现污泥膨胀问题。"]
- ["问:Chudoba开发的选择器在活性污泥工艺中的应用效果如何?", "答:选择器在许多活性污泥工艺中都得到了成功的应用,减少了活性污泥膨胀问题。但是,仍然有许多文献报道,选择器并没有起到控制污泥膨胀的作用。"]
- ["问:现代的污水处理厂为何更容易出现生物泡沫和丝状菌污泥膨胀问题?", "答:现代污水处理厂进行升级改造,具有了脱氮、除磷去除营养物质(BNR)的能力,而采用长的污泥龄并且伴随着间歇曝气或微生物在频繁的好氧/缺氧/厌氧环境交替条件下运行的污水处理厂更容易出现生物泡沫和丝状菌污泥膨胀问题。"]
- ["问:在BNR处理系统中,为何缺氧或厌氧区并不能有效减少污泥膨胀问题?", "答:尽管缺氧或厌氧区这个小环境有利于菌胶团菌的生长,从而抑制泡沫形成菌和丝状菌的过量生长,但实际运行经验表明,由于丝状菌能在缺氧或厌氧条件下生长,该方法并不是非常有效的。"]
- ["问:欧洲四国调查中发现,不同季节和国家的污水处理厂污泥膨胀情况如何?", "答:不同季节和国家的污水处理厂出现污泥膨胀的情况不一样。例如,荷兰的约20座脱氮效果最好的污水处理厂中大约有60%的SVI值上升;丹麦采用去除营养物质工艺后,高SVI值的污水处理厂数目翻了一倍。"]
- ["问:哪些菌种在捷克的污水处理厂中大量存在?", "答:在捷克的污水处理厂中,导致丝状菌污泥膨胀的微生物主要有:M.parvicella、N.limicola、0092型、0041型和0803型。"]
- ["问:Mino在曼谷的调查中发现了哪些丝状菌类型?", "答:Mino在曼谷的调查中发现的丝状菌类型有:021N型、1701型、0041型、0092型、Nocardia,较少数量的有:Beggiaton、0961型、Sphacrotilus natan和Haliscomenobacter hydrossis。"]
- ["问:欧洲四国调查表明,丝状菌菌群在不同工艺中的分布情况如何?", "答:欧洲四国调查表明,丝状菌菌群在不同工艺中的分布情况从大到小为:①完全混合+同步脱氮;②完全混合十间歇曝气;③生物脱氮和生物除磷交替进行;④预先脱氮;⑤推流式曝气池;⑥加铝盐同步沉淀除磷。"]
- ["问:去除营养物质的污水处理厂常出现的丝状菌有哪些?", "答:在去除营养物质的污水处理厂常出现的丝状菌有M.parvicella、0041型、0803型、0092型和N.Limicola菌。"]
- ["问:活性污泥法存在哪些不足?", "答:活性污泥法存在一些不足,包括耐冲击负荷能力低、污泥产量大、占地面积大、基建投资大、维护运行费用高、操作管理复杂、对营养物质氮和磷的去除率低以及活性污泥膨胀等问题。"]
- ["问:活性污泥膨胀会带来哪些问题?", "答:活性污泥膨胀会带来一系列问题,包括出水水质的恶化、底物去除率的降低、曝气池内生物量的不足、处理效率下降、后续污泥处理和处置的负担和费用增加,以及影响新技术的推广等。"]
- ["问:活性污泥膨胀的危害有多大?", "答:活性污泥膨胀的危害严重,不仅使污泥流失,出水悬浮物增高,大大降低了污水处理能力,而且一旦发生膨胀难于控制或需相当长的恢复时间。因此,污泥膨胀被称为活性污泥法的“癌症”。"]
- ["问:活性污泥膨胀主要分为哪两大类型?", "答:活性污泥膨胀主要分为丝状菌污泥膨胀(filamentous bulking)和非丝状菌污泥膨胀(non-filamentous bulking)两大类型。"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀对活性污泥工艺有什么影响?", "答:丝状菌污泥膨胀会影响活性污泥的沉降性能和压缩性能,导致污泥沉降速率变慢,压缩性能变差,从而影响二沉池的泥水分离效果,使出水悬浮物浓度增高。"]
- ["问:如何解决污泥膨胀问题?", "答:解决污泥膨胀问题的方法包括调整工艺参数、改变操作条件、投加药剂等。具体的解决方法需要根据引起污泥膨胀的原因来确定,例如通过菌种鉴定的方法了解引起膨胀的主要丝状菌种类,从而进一步推测发生污泥膨胀的原因,并采取相应的控制措施。"]
- ["问:如何进行丝状菌的鉴定?", "答:丝状菌的鉴定通常需要对活性污泥中的丝状菌进行纯菌分离,并通过形态学、生理生态学等特征进行鉴定。然而,曝气池内的丝状菌通常由多种组成,纯菌分离可能比较困难,且对许多丝状菌的生理生态特点人们并不很了解。因此,尽管菌种鉴定可以提供有关引起膨胀的主要丝状菌种类的信息,但对于控制污泥膨胀问题还需要综合考虑其他因素。"]
- ["问:非丝状菌污泥膨胀的原因有哪些?", "答:非丝状菌污泥膨胀的原因主要包括:①废水的成分引起菌胶团菌的过量生长;②污泥负荷过高或进水中某种营养物质不充分;③选择器刺激菌胶团菌的过量生长;④聚磷菌的过量生长;⑤低温。"]
- ["问:如何防止和控制非丝状菌污泥膨胀?", "答:防止和控制非丝状菌污泥膨胀的方法包括投加无机、有机混凝剂或黏土助沉,或者利用臭氧进行控制。但这些方法可能受到运行费用或场地条件等限制,且其他物质的加入还可能影响污水处理的效果。具体防止和控制措施详见第6章。"]
- ["问:高黏性物质对污泥膨胀有什么影响?", "答:高黏性物质中的持水性很好,如正常活性污泥的结合水约为90%,而非丝状菌性膨胀的活性污泥结合水可高达380%。这些黏性物质吸附了过量的结合水,阻止了污泥絮体的快速沉降,使得污泥絮体压缩性能变差。"]
- ["问:聚磷菌的过量生长如何导致非丝状菌污泥膨胀?", "答:在厌氧或缺氧的生物除磷系统中,聚磷菌(如Acinetobacter spp.细菌)的过量生长,可以被胞外多聚物胶合在一起形成大的菌落,致使沉降性变差,从而导致非丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:投加混凝剂对非丝状菌污泥膨胀的控制效果如何?", "答:投加无机、有机混凝剂或黏土助沉的方法是目前最常采用的抑制非丝状菌污泥膨胀的方法。但投加无机混凝剂对增强污泥沉淀效果并不明显,而投加一些阳离子高分子混凝剂虽然可以改善污泥的沉淀性能,但有时会出现反弹现象。此外,高分子混凝剂价格较高。"]
- ["问:诺卡氏菌泡沫为什么较难处理?", "答:诺卡氏菌泡沫较难处理是因为诺卡氏菌和M.parvicella含有脂类物质,使污泥絮体变为疏水性,且诺卡氏菌死亡后,菌丝也能继续漂浮在液面形成泡沫。"]
- ["问:污泥上浮与反硝化泡沫有什么关系?", "答:二沉池出现污泥上浮现象经常被称为污泥上浮,其中一个重要原因就是反硝化作用产生的氮气使污泥上浮,形成泡沫。当反硝化污泥里含有丝状菌时,这种情况会加剧。"]
- ["问:什么是污泥分散生长?", "答:分散生长又被称为反絮凝现象或污泥解体,是指活性污泥微生物不能黏附在一起,导致污泥无法形成有效的絮体结构。这通常是由于缺乏胞外多聚物或胞外多聚物的架桥作用受到干扰所引起的。"]
- ["问:哪些因素可能导致污泥分散生长?", "答:非絮凝细菌的大量生长、二价阳离子浓度和一价阳离子浓度比值过低、生物表面活性剂的抗絮凝作用、毒物排入导致污泥中毒、冲击负荷或污泥流失致使F/M急剧增高、曝气池内存在大面积厌氧污泥酸化解体等因素都可能导致活性污泥分散生长。"]
- ["问:针状污泥絮体的形成与哪些因素有关?", "答:针状污泥絮体的形成与生物絮凝作用不佳、湍流剪切作用(如机械曝气、大气泡扩散器、泵、重力流的堰、曲折的管道等)、污泥负荷过低导致污泥老化等因素有关。"]
- ["问:如何解决活性污泥工艺中的泥水分离问题?", "答:解决活性污泥工艺中的泥水分离问题的方法包括调整污泥负荷、优化曝气条件、控制生物表面活性剂的浓度、改善污泥的絮凝性能等。\n活性污泥法中与污泥沉降性能相关的问题如图所示:\n@HXWNPZ010.jpg@$"]
- ["问:活性污泥是由什么组成的?", "答:活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(可能还有厌氧微生物)与废水中的有机和无机固体混凝物交织在一起形成的具有很强吸附分解有机物的能力和良好沉淀性能的絮体颗粒。"]
- ["问:活性污泥中的微生物类群有哪些?", "答:活性污泥中的微生物类群范围很广,包括原核生物如细菌、放线菌和蓝细菌;真核生物如原生动物、后生动物、酵母菌、丝状真菌和单细胞藻类。其中,细菌是活性污泥中的主要微生物,特别是异养细菌占优势。\n活性污泥中的主要微生物如图所示:\n@HXWNPZ011.jpg@$"]
- ["问:菌胶团在活性污泥中起什么作用?", "答:菌胶团在活性污泥中起到多个重要作用。首先,菌胶团具有较大的表面积和黏性,能够在短时间内吸附大量悬浮及溶解性有机物质以及重金属离子。其次,菌胶团紧密成团状,使污泥密度增大,具有良好的沉降性,有助于在二沉池中实现泥水分离。此外,菌胶团还为其他重要水处理微生物提供了栖息和附着生长的场所。"]
- ["问:菌胶团在活性污泥中的存在形式是怎样的?", "答:菌胶团在活性污泥中的存在形式是由某些细菌和原生动物分泌出的胞外聚合物将松散不稳定的污泥颗粒凝聚成形态比较规则、质地均匀的污泥颗粒。菌胶团有多种形状,如分枝状、垂丝状、球形、椭圆形、蘑菇形、片状等。"]
- ["问:菌胶团的性能如何影响活性污泥的处理效果?", "答:菌胶团的性能对活性污泥的处理效果具有重要影响。性能良好的菌胶团数量多、大小适中且结构紧密,有助于吸附和分解有机物。而老化的菌胶团由于吸附了杂质,颜色较深,结构松散,其生命力较差,处理效果也会下降。因此,为了使污水生物处理达到较好的效果,需要保持菌胶团结构的紧密性和良好的吸附、沉降性能。"]
- ["问:如何保持菌胶团结构的紧密性和良好的吸附、沉降性能?", "答:为了保持菌胶团结构的紧密性和良好的吸附、沉降性能,需要满足菌胶团菌对营养及环境的要求。这包括提供适宜的营养物质,维持适宜的温度、pH值和溶解氧浓度等环境条件,以及避免有害物质的冲击和污泥负荷的过度波动。"]
- ["问:活性污泥中除了菌胶团外,还有其他重要的微生物类群吗?", "答:是的,活性污泥中除了菌胶团外,还有其他重要的微生物类群,如硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和聚糖菌等。这些微生物在污水生物处理过程中发挥着特定的作用,如硝化菌和反硝化菌参与氮的转化过程,聚磷菌在除磷过程中起到关键作用,而聚糖菌则与碳的代谢有关。"]
- ["问:丝状菌在活性污泥中起什么作用?", "答:丝状菌在活性污泥中可以作为活性污泥絮体的骨架,对污染物的降解也起到一定作用。然而,当丝状菌过量繁殖时,会导致污泥丝状膨胀,影响污泥的沉降性能和生物处理效果。因此,在活性污泥管理中需要控制丝状菌的生长,避免其过度繁殖。"]
- ["问:氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌在系统发育上有什么关系?", "答:从系统发育角度讲,氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌不属于同一类,而是分属于Proteobacteria的不同纲。氨氧化菌主要属于γ纲和β纲,而亚硝酸盐氧化菌则分别属于α纲、γ纲和δ纲。"]
- ["问:氨氧化菌包含哪些属和代表种?", "答:氨氧化菌包含氨氧化球菌属(Nitrosococcus)、氨氧化单胞菌属、氨氧化螺菌属和氨氧化叶菌属等。其中,氨氧化球菌属的代表种有海洋氨氧化球菌(Nitrosococcus oceani)和嗜盐氨氧化球菌(Nitrosococcus haolphius)。"]
- ["问:亚硝酸盐氧化菌包含哪些属和代表种?", "答:亚硝酸盐氧化菌包含Nitrobacter、Nitrococcus和Nitrospina等属。其中,Nitrobacter属于Proteobacteria的α纲,代表种有Nitrobacter winogradskyi, N.bamburgensis, N.vulgaris和N.alkalicus等。Nitrococcus和Nitrospina分别属于γ纲和δ纲。"]
- ["问:硝化细菌在形态上有哪些特点?", "答:硝化细菌在形态上呈多样性,有球形、杆状、螺旋形等。它们都是无芽孢的革兰氏阴性菌,有些有鞭毛能运动,如氨氧化叶菌,有些则无鞭毛不能运动,如亚硝酸盐氧化刺菌。"]
- ["问:硝化细菌大多数种类的生理特性是什么?", "答:硝化细菌的大多数种类都是专性化能自养菌,除了某些维氏硝化杆菌能同化乙酸盐进行兼性自养生长外,其他种类几乎不能在有机培养基上生长,也不需要外源生长因子。"]
- ["问:氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌对底物的要求有何特点?", "答:氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌对底物的要求非常专一。氨氧化菌以氨作为能源,而亚硝酸盐氧化菌则以亚硝酸盐作为能源。这两类细菌几乎总是共生,但不能氧化其他基质。"]
- ["问:温度对硝化细菌的生长速率和硝化速率有何影响?", "答:温度对硝化细菌的生长速率和硝化速率都有较大影响。大多数硝化细菌的合适生长温度为15~35℃。高于20℃时,硝化细菌的活性较高,但超过38℃硝化作用会消失。在10~35℃时,温度每升高10℃,硝化速率可提高2倍。"]
- ["问:氨氧化菌将氨氧化为亚硝酸盐的过程中,需要哪些酶的参与?", "答:氨氧化菌将氨氧化为亚硝酸盐的过程中,需要氨单加氧酶(AMO)和羟胺氧化还原酶的参与。氨单加氧酶催化氨氧化为羟胺,而羟胺氧化还原酶则进一步将羟胺氧化为亚硝酸盐。"]
- ["问:氨氧化菌将氨氧化为亚硝酸盐的总反应式是什么?", "答:氨氧化菌将氨氧化为亚硝酸盐的总反应式为:NH₃ + 1.5O₂ → NO₂^- + H^+ + H₂O,ΔG⁰ = -287kJ。\n氨氧化菌的氨氧化和电子传递途径如图所示:@HXWNPZ014.jpg@$ "]
- ["问:亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的反应式是什么?", "答:亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的反应式为:NO₂^- + 0.5O₂ → NO₃^-,ΔG⁰ = -76kJ。\n亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的电子传递途径如图所示:@HXWNPZ015.jpg@$ NO:亚硝酸盐氧化酶"]
- ["问:硝化作用中电子的传递途径是怎样的?", "答:在硝化作用中,电子的传递途径分为两部分。在氨氧化菌中,氨被氨单加氧酶氧化为羟胺,产生的电子通过细胞色素和泛醌传递给羟胺氧化还原酶,再进一步将羟胺氧化为亚硝酸盐。而在亚硝酸盐氧化菌中,亚硝酸盐被亚硝酸氧化酶氧化为硝酸盐,电子通过细胞色素传递给终端氧化酶,最终通过氧化磷酸化产生ATP。"]
- ["问:在古生菌界中,反硝化细菌主要分布在哪些纲?", "答:在古生菌界中,反硝化细菌主要分布在盐杆菌纲,但迄今还未做过系统的研究。最近也发现有些反硝化细菌分布在盐杆菌纲之外,如Pyrobaculum aerophilum和Ferroglobus placidus。"]
- ["问:在细菌界中,哪些纲包含反硝化菌?", "答:在细菌界中,包含反硝化菌的纲有α-Proteobacter纲、β-Proteobacter纲、γ-Proteobacter纲和e-Proteobacter纲。其中,Hyphomicrobium是α-Proteobacter纲中一个引人注目的属,因为它们经常出现于污水生物脱氮装置内。"]
- ["问:哪些反硝化细菌具有积累硝酸盐的特殊能力?", "答:Beggiatoa、Thioploca和Thiomargarita具有积累硝酸盐的特殊能力,其液泡中的硝酸盐浓度可比环境中高出数千倍。"]
- ["问:在非Proteobacter门细菌中,有哪些被确认的反硝化细菌?", "答:在非Proteobacter门细菌中,被确认的反硝化细菌包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。革兰氏阳性菌如Bacillus和Frankia中的一些种类,革兰氏阴性菌如Aquifex、Flexibacter和Flavobacterium的菌株。其中,Aquifex pyrophilus是嗜热细菌,也是细菌界分支最深(起源最早)的菌种之一。"]
- ["问:这些被确认的反硝化细菌有什么重要意义?", "答:这些被确认的反硝化细菌揭示了反硝化作用的广泛性和多样性,意味着反硝化作用(厌氧呼吸)是最古老的代谢途径之一。同时,这些细菌在废水生物脱氮等环境应用中具有潜在的应用价值。"]
- ["问:反硝化细菌主要利用什么类型的有机物作为电子供体?", "答:反硝化细菌主要利用有机物作为电子供体,这些有机物可以是简单的小分子,也可以是复杂的大分子。例如,Hyphomicrobium菌株可以利用甲醇作为电子供体进行异氧反硝化作用。"]
- ["问:是否存在利用无机物作为能源的反硝化菌?", "答:是的,有些反硝化菌可以利用无机物如氢、氨、硫等作为能源进行自养反硝化作用。例如,Thiobacillus denitrifican能够利用硫作为电子供体进行自养反硝化作用。"]
- ["问:硝酸盐在硝酸盐还原酶的作用下如何被还原?", "答:硝酸盐在硝酸盐还原酶(NaR)的作用下,被还原成亚硝酸盐。反应式为:NO₃⁻ + 2H⁻ + 2e⁻ → NaR → NO₂⁻ + H₂O。该反应需要两个外源电子将硝酸盐中N⁵+还原为亚硝酸盐中N³+,同时脱下的一个O²⁻与细胞质中水分解产生的2H⁺结合生成H₂O,反应放出82.9kJ/mol的能量。"]
- ["问:亚硝酸盐在亚硝酸盐还原酶的作用下如何被还原?", "答:亚硝酸盐在亚硝酸盐还原酶(NiR)的作用下被还原成NO。反应式为:NO₂⁻ + 2H⁻ + e⁻ → NiR → NO + H₂O。该反应需要一个电子将亚硝酸盐中N³+还原成N²+,同样需要2H⁺与O²⁻结合生成H₂O。"]
- ["问:NO在一氧化氮还原酶的作用下如何被还原?", "答:NO在一氧化氮还原酶(NoR)的作用下被还原成N₂O。反应式为:2NO + 2H⁺ + 2e⁻ → NoR → N₂O + H₂O。该反应需要2e⁻和2H⁺将NO还原成N₂O和H₂O。"]
- ["问:N₂O在一氧化二氮还原酶的作用下如何被还原?", "答:N₂O在一氧化二氮还原酶(N₂oR)的作用下被还原成N₂。反应式为:2N₂O + 4H⁺ + 4e⁻ → N₂oR → 2N₂ + 2H₂O。该反应所需的4e⁻用于N₂O(+1价N)到N₂(0价N)的还原,生成了自然界中氮的最稳定形式——氮气。"]
- ["问:反硝化过程中能量的转化是怎样的?", "答:在反硝化过程中,每步生化反应都涉及电子和质子的传递及能量的转化。共放出约604kJ/mol的能量,这些能量即使全部转化为ATP,约可产生11.5molATP,属于低级能源。反硝化的生化反应过程及电子传递模式如图所示:\n@HXWNPZ016.jpg@$"]
- ["问:硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶在细胞中的位置是怎样的?", "答:硝酸盐还原酶(NaR)在革兰氏阴性菌中似乎是周质酶,是膜结合蛋白,他们的合成受O₂的限制,只有在无氧的条件下才能合成。而亚硝酸盐还原酶(NiR)存在于细胞膜外细胞周质中,似乎是周质酶。"]
- ["问:一氧化氮还原酶和一氧化二氮还原酶在细胞中的位置是怎样的?", "答:一氧化氮还原酶(NoR)位于细胞膜上,是一种与膜结合的细胞色素bc复合物。而一氧化二氮还原酶(N₂oR)为细胞周质酶。"]
- ["问:反硝化过程中涉及的中间产物有哪些?", "答:反硝化过程中涉及的中间产物主要有亚硝酸盐(NO₂⁻)、一氧化氮(NO)和一氧化二氮(N₂O)。其中,NO是反硝化过程中的第一个气态中间产物,是一种温室气体,且有剧毒。"]
- ["问:在反硝化过程中,为什么需要外源电子?", "答:在反硝化过程中,需要外源电子来参与氧化还原反应,将氮的氧化物逐步还原成氮气。例如,在硝酸盐还原为亚硝酸盐的过程中,需要两个外源电子将硝酸盐中的N⁵+还原为亚硝酸盐中的N³+。"]
- ["问:在反硝化菌中,各电子载体的还原电动势大小顺序是怎样的?", "答:反硝化菌中,各电子载体的还原电动势大小顺序为:NAD+/NADH(-0.32V)<FP(-0.30V)<FeS(-0.18V)<Cyt box/red(+0.030V)<Cyt bc₁(+0.032V)<CoQ/CoQH₂(+0.100V)<Cyt cox/red(+0.254V)<NO₃^-/NO₂^-(+0.433V)。"]
- ["问:描述反硝化菌的电子传递过程。", "答:反硝化菌的电子传递过程如下:电子传递链的直接电子供体NADH将2e和2H+传递给FP, FP将2e传递给FeS蛋白,同时分泌2个H+至膜外。CoQ从细胞质中吸收两个来自水分解的质子,并将两个电子传递给NaR中的Cyt b使NO₃^-还原,同时排出两个质子。另一路径是,CoQ将电子一次一个地传递给Cyt bc₁复合物,后者将电子从CoQ传递给Cyt c。电子以Cyt c为节点,首先传递一个电子给NiR内的Cyt cd₁,使NO₂^-还原成NO。接着,Cyt c将两个电子给NoR内的Cyt bc。最后,N₂oR内的Cu活性中心接受Cyt c提供的两个电子,将电子传递给N₂oR的另一个Cu活性部位,使N₂O还原成N₂。在传递过程中,Cyt bc₁复合物和CoQ形成CoQ-bc₁位点的CoQ循环,通过循环机制使电子在CoQ和Cyt bc₁复合物之间穿梭,每有一个CoQH₂分子氧化成CoQH,就有一个电子传递给Cyt c和一个质子被排至膜外,增加了跨膜质子被排出的数量。"]
- ["问:为什么以硝酸盐为最终电子受体的合成ATP的数量低于以氧为最终电子受体的?", "答:以硝酸盐为最终电子受体的合成ATP的数量低于以氧为最终电子受体的,是因为硝酸盐的还原电势(+0.42V)低于O₂的还原电势(+0.82V)。"]
- ["问:温度对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)污泥龄的影响是什么?", "答:氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)在不同温度下的污泥龄如图所示:\n@HXWNPZ017.jpg@$"]
- ["问:氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌在不同温度下的生长速率差异是什么?", "答:在温度低于20℃时,氨氧化菌的比生长速率μ_max大于亚硝酸盐氧化菌。当温度大于20℃时,氨氧化菌的μ_max超过亚硝酸盐氧化菌。因此,升高温度不仅能加快氨氧化菌的生长速率,还能扩大两者在生长速率上的差距,有利于筛选氨氧化菌,淘汰亚硝酸盐氧化菌。"]
- ["问:在短程硝化反硝化生物脱氮工艺中,对于最佳温度有哪些不同的观点?", "答:在短程硝化反硝化生物脱氮工艺中,对于最佳温度存在不同的观点。纯培养条件下,氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的最佳温度分别为35℃和38℃。Yoo等认为实现短程硝化的最佳温度为22~27℃,或者至少不能低于15℃。而Balmelle等的研究结果与Yoo一致,认为实现短程硝化的最佳温度为25℃。从比生长速率的角度考虑,只有在温度高于25℃时,氨氧化菌在与亚硝酸盐氧化菌的竞争中才能胜出。但在温度低于15℃时,情况恰好相反。"]
- ["问:如何通过控制污泥龄(SRT)来实现短程硝化反硝化?", "答:由于亚硝化菌的世代时间小于硝化细菌,因此在悬浮生长系统中,通过控制污泥龄(SRT)可以洗出硝化细菌而保留亚硝化细菌,从而实现短程硝化反硝化反应。例如,在SHARON工艺中,由于水力停留时间HRT等于污泥停留时间SRT,通过直接调节HRT可以实现稳定的短程硝化反应。具体的污泥龄控制策略可以根据实际情况和需要进行调整。"]
- ["问:在生物脱氮工艺运行中,哪些运行条件的改变会影响硝化反应的两个阶段的硝化效率?", "答:在生物脱氮工艺运行中,曝气时间、反应器进水方式、DO浓度等运行条件的改变都会影响硝化反应的两个阶段的硝化效率。例如,曝气时间的长短与氨氧化菌的积累率成反比关系,因此间歇曝气是一种有效的积累氨氧化菌的方法。同时,反应器底部连续进水也有利于实现亚硝酸盐的积累。此外,控制DO浓度在1.0~1.5mg/L范围内,采用间隙曝气有利于实现亚硝化细菌的大量积累。"]
- ["问:如何利用pH和ORP的变化特点来实现短程硝化反应?", "答:在SBR反应器硝化过程中,pH和ORP的变化特点可以用来实现短程硝化反应。理论上,亚硝酸盐氧化至硝酸盐的过程不产生氢离子,因此不会引起pH的变化。通过在线控制技术,以pH的变化特征点以及导数变化情况作为输入控制参数,可以及时地控制曝气时间和曝气量,从而有效地实现短程硝化反应。长时间运行后,可以选择性地积累氨氧化菌而洗出亚硝酸盐氧化菌,这是一种直接的种群优化过程。\nSBR反应器硝化过程中pH和ORP的变化特点如图所示:\n@HXWNPZ018.jpg@$"]
- ["问:氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌在溶解氧浓度方面的差异是什么?", "答:氨氧化菌的氧饱和常数一般为0.2~0.4mg/L,而亚硝酸盐氧化菌的为1.2~1.5mg/L。这意味着氨氧化菌对氧的亲和力和耗氧速率均高于亚硝酸盐氧化菌。因此,在较低的DO浓度下,氨氧化菌的增殖速率加快,补偿了由于低氧所造成的代谢活动下降,而亚硝酸盐氧化菌的代谢能力则大幅度下降,导致其氧化亚硝酸盐氮的能力减弱,从而造成体系中亚硝酸盐氮的积累。"]
- ["问:关于DO的临界值,不同的研究有哪些不同的报道?", "答:关于DO的临界值,不同的研究报道了不同的结果。Hanaki等报道在DO为0.5mg/L时,亚硝酸菌的增殖速率加快,而硝酸菌的增殖速率没有提高。Garrido等发现当DO浓度为1.5mg/L时,氨氧化速率和亚硝酸盐积累量达到最大值。Ruiz等报道DO浓度恒定为0.7mg/L时,达到较高的亚硝化率和氨氧化率,而DO高于1.7mg/L会导致全程硝化反应。虽然报道不一致,但可以看出短程硝化通常在DO<1.5mg/L的条件下获得。"]
- ["问:pH如何影响氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌之间的竞争?", "答:pH通过以下几个方面影响氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌之间的竞争:首先,pH影响游离氨的浓度,而游离氨对两类硝化细菌有不同的抑制作用。其次,pH影响亚硝酸的存在形式,提高pH可以减少亚硝酸的比例,有利于氨氧化菌的富集。此外,pH还影响游离羟胺的产生,而游离羟胺与硝化效率有关,并可能对亚硝酸盐氧化菌产生抑制作用。最后,pH还直接影响硝化细菌的生长速率,不同pH条件下两类硝化细菌的生长速率存在差异。"]
- ["问:游离氨和游离羟胺对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌有何影响?", "答:游离氨对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌有不同的抑制作用。对于氨氧化菌,游离氨的抑制作用会导致其活性降低;而对于亚硝酸盐氧化菌,游离氨只是简单抑制,并没有杀死,经过一段培养和驯化后,亚硝酸盐氧化菌又会恢复活性。游离羟胺作为亚硝酸菌硝化反应的中间产物,与低效率的硝化反应有关,并可能对亚硝酸盐氧化菌产生抑制作用。在高氨负荷条件下,羟胺可能导致亚硝酸盐氧化菌活性受到抑制,直至氨被耗尽后,亚硝酸盐才能被氧化。"]
- ["问:在不同pH条件下,氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的生长速率有何差异?", "答:在不同pH条件下,氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的生长速率存在差异。当pH>7.0时,氨氧化菌的生长速率明显高于亚硝酸盐氧化菌,这使得通过控制污泥龄(SRT)来淘汰亚硝酸盐氧化菌变得容易。然而,当pH<6.3时,氨氧化菌的生长速率低于亚硝酸盐氧化菌,此时难以通过控制SRT来淘汰亚硝酸盐氧化菌。\npH对硝化细菌生长速率的影响如图所示:\n@HXWNPZ019.jpg@$"]
- ["问:氨氧化菌可以分为哪两类,它们分别适应于什么样的基质浓度条件?", "答:氨氧化菌可以分为慢速生长型和快速生长型两类。慢速生长型氨氧化菌适合于生长的基质浓度较低的条件,而快速生长型氨氧化菌则适应于基质浓度较高的条件。"]
- ["问:在传统工艺和短程硝化反硝化工艺中,氨浓度的控制有何不同?", "答:在传统工艺中,为保证出水达标,通常将氨浓度控制在较低的水平,装置内富集的一般是慢速生长型亚硝化细菌。而在短程硝化反硝化工艺中,通常将氨浓度控制在较高的水平,以富集快速生长型硝化细菌,从而实现短程硝化反应。"]
- ["问:哪些物质会对硝化反应产生抑制作用?", "答:对硝化反应有抑制作用的物质包括:过高浓度的NH₃、重金属(如Ag、Hg、Ni、Cr和Zn等)、有毒有害物质以及有机物(如苯胺、邻甲酚和苯酚等)。此外,某些氧化剂如氯酸钾、氯、二氧化氯和溴等也可以对硝化反应产生选择性抑制。"]
- ["问:重金属对硝化反应的毒性如何影响硝化反应?", "答:重金属对硝化反应的毒性影响主要体现在对硝化菌的抑制上。不同重金属的毒性作用不同,如Ag、Hg等重金属的毒性较强,而Zn等重金属的毒性相对较弱。当pH值变化时,重金属的毒性也会相应改变,一般来说,当pH由高到低时,毒性由弱到强。重金属如锌、铜和铅等可以同时对硝化反应的两个阶段产生抑制,但抑制程度可能有所不同。"]
- ["问:有机物如何影响硝化反应?", "答:有机物对硝化反应的影响主要体现在对硝化细菌的抑制上。某些有机物如苯胺、邻甲酚和苯酚等,由于它们与催化硝化反应的酶中的蛋白质竞争Cu或直接嵌入酶结构,因此会对硝化细菌产生抑制作用。这些有机物对亚硝酸盐氧化菌的抑制作用通常比对氨氧化菌的抑制作用更强,因此在处理含这类有机物的污水生物脱氮过程中,可能会出现亚硝酸盐积累现象。"]
- ["问:氯酸盐等氧化剂对硝化反应有何影响?", "答:氯酸盐等氧化剂对硝化反应的影响具有选择性。例如,当氯酸钾作为抑制剂时,其浓度在1~10mmol/L范围内可以完全抑制亚硝酸盐氧化菌的活性,而对氨氧化菌的影响较小。此外,氯、二氧化氯和溴等消毒剂也可以选择性地抑制亚硝酸盐氧化菌,这种抑制作用有助于在处理过程中实现亚硝酸盐的积累。"]
- ["问:在处理含海水的污水时,盐度对硝化反应有何影响?", "答:在处理含海水的污水时,一定浓度的盐度有助于实现亚硝酸盐的积累。这是因为盐度对硝化细菌,特别是亚硝酸盐氧化菌,可能产生一定的抑制作用,从而有利于短程硝化反应的发生和亚硝酸盐的积累。"]
- ["问:什么是聚磷菌(PAOs)?", "答:聚磷菌(phosphorus accumulating organisms,PAOs)是一类具有除磷功能的微生物,它们可以在细胞内以多聚磷酸盐颗粒的形式储存磷,通过排除富含PAOs的污泥实现水体中磷的去除。这类微生物在厌氧条件下可以吸收碳源,如挥发性脂肪酸,以PHA的形式储存,在好氧条件下则利用PHA氧化产生的能量生长、合成糖原并吸收储存磷。"]
- ["问:聚磷菌的种类有哪些?", "答:聚磷菌的种类尚未被完全确定。过去的研究中,人们通过纯培养技术分离出了一些与除磷有关的微生物,如不动杆菌(Acinetobacter)。然而,后来的研究发现不动杆菌并不是EBPR系统中的主要PAOs,因为它们在系统中的数量很少,且不能表现EBPR系统污泥的全部典型特点。此外,还有其他一些被分离出来的微生物,如积磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)、Lampropedia spp.和Tetrasphaera spp.,但也没有被证实为主要的PAOs。因此,至今仍然没有成功地分离出主要的PAOs。"]
- ["问:为什么纯培养方法难以成功分离PAOs(聚磷菌)?", "答:纯培养方法难以成功分离PAOs的原因主要有以下几点:首先,PAOs生长相对较慢,需要提供充足的生长时间;其次,吸收底物和利用聚磷的酶是可以诱导的,需要特定的环境条件,如厌氧-好氧交替的环境;再次,碳源和磷同时出现在好氧或厌氧条件下对磷吸收有不利影响;最后,PAOs可能不能独立生长,必须与其他种类的微生物共生。因此,纯培养方法具有一定的局限性,难以成功分离PAOs。"]
- ["问:未来的工作应如何改进以更好地理解和分离PAOs(聚磷菌)?", "答:为了更好地理解和分离PAOs,未来的工作可以着重注意以下几个问题:首先,提供充足的生长时间以适应PAOs较慢的生长速度;其次,创造厌氧-好氧交替的环境以诱导吸收底物和利用聚磷的酶;再次,避免碳源和磷同时出现在好氧或厌氧条件下,以免对磷吸收产生不利影响;最后,可以尝试不同的选择性培养技术以优化分离PAOs的条件。此外,还需要深入研究PAOs与其他微生物的共生关系,以更好地理解其在EBPR系统中的作用。"]
- ["问:为什么EBPR系统的微生物学和生物化学方面缺乏深入了解?", "答:EBPR系统的微生物学和生物化学方面缺乏深入了解的原因主要有两个方面。首先,纯培养方法的局限性使得人们难以成功分离和鉴定出系统中的主要PAOs。纯培养方法只能分离出那些可以在特定条件下人工配制培养基中生长的微生物,而EBPR系统中的微生物种类繁多,且许多微生物可能不能独立生长,需要与其他微生物共生。因此,纯培养方法难以全面反映EBPR系统中的微生物群落结构和功能。其次,EBPR系统本身的复杂性也是导致缺乏深入了解的原因之一。系统中的微生物种类繁多,且存在复杂的相互作用和代谢过程,这使得对其微生物学和生物化学特性的研究变得困难。因此,为了更深入地了解EBPR系统的微生物学和生物化学方面,需要采用更先进的研究技术和方法,如高通量测序、代谢组学等,以全面揭示系统中的微生物群落结构和功能。"]
- ["问:聚磷菌在厌氧条件下的生化反应机理是什么?", "答:聚磷菌在厌氧条件下,通过体内多聚磷酸盐颗粒的水解获得能量,利用这些能量吸收乙酸并转化为乙酰辅酶A。随后,乙酰辅酶A在还原力(NADH+H⁺)的作用下被还原成聚-β羟基丁酸(PHB),并在体内储存。这一过程中,糖原通过EMP途径或ED循环产生丙酮酸,进而生成乙酰辅酶A,并释放还原力。同时,ATP发生水解反应,释放能量和磷酸根离子。"]
- ["问:Mino模型在厌氧条件下的具体过程是怎样的?", "答:在厌氧条件下,Mino模型描述了聚磷菌如何利用乙酸和糖原进行代谢。乙酸通过主动运输进入细胞,在辅酶A和ATP的作用下转化为乙酰辅酶A。同时,糖原通过EMP途径或ED循环转化为丙酮酸,进而生成乙酰辅酶A并释放还原力。乙酰辅酶A在还原力的作用下被还原成PHB并储存。ATP水解过程中释放的磷酸根离子被释放到体外。\nPAOs在厌氧条件下的Mino模型示意图如图所示:\n@HXWNPZ020.jpg@$"]
- ["问:聚磷菌在有氧/缺氧条件下的生化反应机理是什么?", "答:在有氧/缺氧条件下,聚磷菌利用先前在厌氧条件下储存的PHB作为碳源和能源进行生长繁殖。一部分PHB被重新转化为糖原,恢复体内糖原含量;另一部分PHB在最终电子受体(O₂或NO₃⁻)的存在下,经过一系列反应转化为乙酰辅酶A,进而通过TCA循环释放能量。在这个过程中,周围环境中的正磷酸盐被摄取到细胞内,参与ATP的形成,并最终以多聚磷酸盐颗粒的形式储存在细胞内。"]
- ["问:Mino模型在有氧/缺氧条件下的具体过程是怎样的?", "答:在有氧/缺氧条件下,Mino模型描述了聚磷菌如何利用先前储存的PHB进行代谢。PHB被转化为乙酰辅酶A,并通过TCA循环释放能量。在这个过程中,周围环境中的正磷酸盐被摄取到细胞内,参与ATP的形成。一部分能量用于细胞合成代谢,另一部分则用于形成多聚磷酸盐颗粒。这些多聚磷酸盐颗粒在细胞内储存,作为磷的储备。\nPAOs在有氧/缺氧条件下的Mino模型示意图如图所示:\n@HXWNPZ021.jpg@$"]
- ["问:聚磷菌在厌氧条件下和有氧/缺氧条件下的生化反应机理有何异同?", "答:聚磷菌在厌氧条件下和有氧/缺氧条件下的生化反应机理存在一些异同。相同之处在于,聚磷菌都依赖于乙酰辅酶A和PHB的代谢过程,以及ATP的水解和合成来储存和释放能量。不同之处在于,厌氧条件下,聚磷菌利用乙酸和糖原作为碳源和能源,通过多聚磷酸盐颗粒的水解获得能量;而在有氧/缺氧条件下,聚磷菌则利用先前储存的PHB作为碳源和能源,通过氧化磷酸化过程释放能量,并摄取周围环境中的正磷酸盐形成多聚磷酸盐颗粒。"]
- ["问:聚磷菌在厌氧和有氧/缺氧条件下的主要生化反应过程有哪些?", "答:1. 乙酰辅酶A的生成:CH₃COOH+CoA·SH+ATP→CH₃CO~SCoA+H₂O+ADP+Pi\n2. 糖原的代谢:(C₆H₀O₅)_n+3nADP^³-+3nPi^²-+2nNAD^++nH^+→2nCH₃COCOO^-+3nATP^4-+2nH₂O+2n(NADH+H^+)\n3. 乙酰辅酶A转化为PHB(未提供具体方程式)\n4. ATP的生成与水解:ADP+H₃PO₄+能量→ATP+H₂O;ATP+H₂O→ADP+H₃PO₄+能量\n5. 多聚磷酸盐颗粒的形成:(Pi)_{n-1}+ATP→(Pi)_n+ADP\n这些方程式描述了聚磷菌在厌氧和有氧/缺氧条件下的主要生化反应过程,包括能量的获取与释放、碳源的代谢以及磷的储存与释放。"]
- ["问:聚糖菌(GAOs)在EBPR系统中的作用是什么?", "答:聚糖菌(GAOs)在EBPR系统中是一类不能储存磷的微生物,它们的大量生长是导致EBPR系统恶化的主要原因。GAOs对除磷没有任何贡献,并且消耗VFA,从而增加了维护EBPR系统所需的费用。"]
- ["问:GAOs(聚糖菌)与PAOs(聚磷菌)在生长环境和代谢上有何异同?", "答:GAOs与PAOs都能在厌氧/好氧交替的环境中生长,并且都能合成PHA。然而,与PAOs不同的是,GAOs不能厌氧放磷好氧吸磷,对除磷没有贡献。另外,GAOs利用糖原作为唯一的能量来源来实现厌氧挥发性有机酸(VFA)的吸收和PHA的合成,而PAOs的代谢途径更为复杂。"]
- ["问:聚糖菌的种类有哪些?", "答:聚糖菌的种类多种多样,包括Amaricoccus kaplicensis、Defluviicoccus vanus、Quadracoccus sp.、Tetrasphaera spp.、Micropruina glycogenica和Kineosphaera limosa等。然而,无论是小试还是在污水处理厂中这些菌种存在的量都不大。"]
- ["问:一些学者认为GAOs(聚糖菌)与PAOs(聚磷菌)是同种微生物,这一结论是否被广泛接受?", "答:一些学者认为GAOs和PAOs是同种微生物的观点在目前看来是不被认可的。这主要是基于以下理由:①PAOs和GAOs的形态不同;②GAOs的Neisserblue染色只有细胞壁是阳性,而PAOs的细胞内部有大量的阳性颗粒;③PAO不能以糖原为唯一的能量来源,而GAOs可以。尽管有这些根据支持PAOs和GAOs不是同种微生物,但是仍然需要进行更详细的研究。"]
- ["问:聚糖菌的生化反应机理是什么?", "答:聚糖菌(GAOs)的生化反应机理主要包括厌氧和好氧两个阶段的代谢过程。在厌氧条件下,GAOs通过糖酵解途径分解糖原产生ATP和NADH+H^+,用于乙酸的转运和活化,以及PHA的合成。在好氧条件下,GAOs氧化胞内储存的PHA产生能量,用于微生物的生长繁殖和糖原的再生。这一过程中涉及糖原合成、三羧酸循环、氧化磷酸化等步骤。\n聚糖菌(GAOs)的厌氧代谢途径和好氧代谢途径如图所示:\n@HXWNPZ022.jpg@$"]
- ["问:聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)的竞争关系是怎样的?", "答:聚糖菌(GAOs)能够和聚磷菌(PAOs)竞争碳源和营养,但GAOs没有除磷能力,因此它们的存在会导致除磷效果下降。研究如何抑制GAOs的生长并使PAOs取得竞争优势,对于维持EBPR系统的性能至关重要。"]
- ["问:哪些因素会影响聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)的竞争?", "答:影响PAOs和GAOs竞争的因素包括进水碳磷比、碳源类型、pH和温度等。其中,进水碳磷比是影响竞争的一个重要参数,低碳磷比更适合PAOs生长。碳源类型也对PAOs-GAOs竞争有很大影响,不同碳源可能导致不同的微生物种群优势。"]
- ["问:能否通过调整碳源的使用策略来优化EBPR系统的性能?", "答:是的,通过调整碳源的使用策略可以优化EBPR系统的性能。例如,有规律地交替使用不同的碳源可以有效地排除GAOs,从而富集PAOs,达到稳定高效的除磷效果。这种策略在实验室研究中已被证明是有效的。"]
- ["问:葡萄糖作为碳源时,对EBPR系统有何影响?", "答:当葡萄糖作为碳源时,EBPR系统有成功的例子,但也有退化的报道。葡萄糖可以发酵成乙酸或丙酸,然后被PAOs吸收。然而,一些研究者认为外部的葡萄糖可以替代内部储存的糖原,为PHA合成提供能量来源和还原力,这减少了系统对聚磷的依赖,因此有利于GAOs的生长。但也有研究认为GAOs不能直接吸收葡萄糖,而是消耗葡萄糖的发酵产物。"]
- ["问:除了乙酸、丙酸、葡萄糖外,还有哪些碳源被研究用于EBPR系统?", "答:除了乙酸、丙酸和葡萄糖外,还有丁酸、戊酸等挥发酸以及非挥发酸如其他糖类、氨基酸等也被研究用于EBPR系统。这些碳源的吸收速率和对PAOs和GAOs竞争的影响各不相同,具体效果需要进一步研究和验证。"]
- ["问:pH值如何影响聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)的竞争?", "答:在较高的pH条件下,PAOs的厌氧放磷量增加,对GAOs的乙酸吸收有消极影响,有利于PAOs的生长。在好氧条件下,高的pH(7~7.5)也对PAOs有利。因此,适当的提高pH值可以促进PAOs的生长并抑制GAOs。"]
- ["问:温度如何影响聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)的竞争?", "答:温度是影响PAOs和GAOs竞争的重要因素。低温条件会降低生物化学反应速率,但有助于促进PAOs的生长并抑制GAOs。低温条件可以改变微生物种群结构,使PAOs成为优势种群。"]
- ["问:SRT如何影响聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)的竞争以及EBPR系统的性能?", "答:低污泥龄(SRT)有利于除磷,降低SRT可以提高除磷效果。降低SRT可以提高PAOs的比乙酸吸收速率,但SRT过低可能导致混合液污泥大量流失,对降解BOD₅和除磷反而不利。适当延长厌氧区的固体停留时间可以给PAOs一定的竞争优势。"]
- ["问:如何根据进水水质、BOD₅/TP的值、MLSS值的波动调整SRT?", "答:SRT的范围应根据进水水质、BOD₅/TP的值、MLSS值的波动做相应的调整。在保证BOD₅有效去除的前提下,通过试验和调整,找到最佳的SRT范围,以优化EBPR系统的除磷效果。"]
- ["问:Filipe等的研究结果如何说明延长厌氧区固体停留时间对PAOs的竞争优势的影响?", "答:Filipe等的研究发现,延长厌氧区的固体停留时间将迫使GAOs和PAOs分解胞内聚合物以满足细胞的维持。由于PAOs通过聚磷的水解提供ATP,而GAOs通过储存糖原的分解提供ATP,恢复聚磷浓度相对容易,因此延长厌氧区固体停留时间可以给PAOs一定的竞争优势。"]
- ["问:如何看待Saito等关于缺氧段亚硝态氮富集与GAOs增加的观察结果?", "答:Saito等的观察结果表明缺氧段亚硝态氮的富集伴随着GAOs的增加,这可能是一个促进种群从GAOs向PAOs转化的因素。然而,具体的转化机制还需要进一步的研究和验证。"]
- ["问:反硝化聚磷菌(DPAOs)是什么?", "答:反硝化聚磷菌(DPAOs)是一种可以在缺氧条件下利用硝酸盐为电子受体进行吸磷的微生物。它们和好氧聚磷菌有相似的代谢特征,具有强化生物除磷性能。它们能在缺氧环境下同时完成吸磷和反硝化两个生物化学过程,节省了碳源和曝气所需的能源,并降低了剩余污泥量。然而,关于反硝化聚磷菌的研究仍有许多待深入探讨的方面。"]
- ["问:反硝化聚磷菌如何影响生物除磷工艺?", "答:反硝化聚磷菌通过在缺氧环境下进行吸磷和反硝化,提高了碳源的利用效率,降低了污泥产率,从而可以有效地降低生物除磷工艺的运行成本。这种特性使得反硝化除磷工艺具有广阔的应用前景。"]
- ["问:亚硝态氮对反硝化聚磷菌和GAOs有何影响?", "答:对于反硝化聚磷菌,亚硝态氮的存在和积累会抑制其生长,从而有利于GAOs的生长。然而,也有研究指出,在一定的浓度范围内,亚硝态氮对除磷并无抑制作用,甚至可以作为除氧气、硝态氮之外的另一电子受体参与聚磷菌除磷,同时实现脱氮。具体影响可能还需根据实验条件和菌种特性来进一步确定。"]
- ["问:反硝化聚糖菌(DGAOs)是什么?它们的代谢机制是怎样的?", "答:反硝化聚糖菌(DGAOs)是一种具有反硝化能力的微生物,它们在厌氧/缺氧条件下成功富集。在厌氧阶段,反硝化聚糖菌以糖原酵解作为能量及还原力来源,吸收有机物并以PHAs形式储存。在缺氧阶段,它们以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体,胞内PHAs进行缺氧代谢,提供能量用于菌体生长,并合成糖原为下一周期厌氧阶段提供能量储备。"]
- ["问:反硝化聚糖菌在生物除磷工艺中的角色是什么?", "答:反硝化聚糖菌在生物除磷工艺中作为PAOs的竞争者存在。它们在厌氧条件下吸收VFA,这可能会影响PAOs的生长和除磷效果。此外,反硝化聚糖菌反硝化产生的N₂O是一种温室气体,这一现象需要更深入的调查研究。"]
- ["问:目前对反硝化聚糖菌的研究进展如何?", "答:目前对于反硝化聚糖菌的报道还相对较少,对于这种细菌的代谢机制以及影响因素需要更进一步的探讨研究。例如,反硝化聚糖菌反硝化产生N₂O的原因和条件,以及如何提高其在生物除磷工艺中的竞争力等,都是值得深入研究的问题。"]
- ["问:原生动物的基本特点是什么?", "答:原生动物是最原始、最低等的动物,它们的身体由单个细胞构成,具有一般细胞的基本结构,如细胞质、细胞核和细胞膜。虽然个体微小,但它们具有一般动物所表现的各种生活机能,如运动、消化、呼吸、排泄、感应、生殖等。"]
- ["问:什么是后生动物?哪些后生动物被归类为微型后生动物?", "答:后生动物是指原生动物以外的多细胞动物。微型后生动物是指体型微小,需要借助光学显微镜才能看清楚的后生动物,如轮虫、线虫、寡毛虫(飘体虫、颤蚓、水丝蚓等)、浮游甲壳动物、苔藓动物等。"]
- ["问:鞭毛虫的特征是什么?如何分类?请举例。", "答:鞭毛虫的特征是具有一根或一根以上的鞭毛,鞭毛长度与其体长大致相等或更长些,作为运动器官。鞭毛虫可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。常见的植物性鞭毛虫有滴虫属、屋滴虫属和眼虫属等;常见的动物性鞭毛虫有波豆虫属、尾波虫属等。"]
- ["问:纤毛虫的特征是什么?请举几个例子。", "答:纤毛虫的特征是周身表面或部分表面具有纤毛,作为行动或摄食的工具,具有胞口、口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官。纤毛虫分为游泳型和固着型两种,游泳型包括漫游虫属、草履虫属、肾形虫属、斜管虫属等;固着型常见的有钟虫属、累枝虫属、盖虫属、聚缩虫属、盾纤虫属和壳吸管虫属等。"]
- ["问:原生动物的营养方式有哪些?请分别解释。", "答:原生动物的营养方式主要有四种:动物性营养、植物性营养、腐生性营养和寄生性营养。动物性营养指原生动物以吞食细菌、真菌、藻类或有机颗粒为生;植物性营养指在有阳光的条件下,一些含色素的原生动物利用二氧化碳和水进行光合作用合成碳水化合物;腐生性营养指原生动物以死的机体或无生命的可溶性有机物质为生;寄生性营养指原生动物以其他生物的机体(即寄主)作为生存的场所,并获得营养和能量。"]
- ["问:微型生物在污水处理中的作用与它们和污泥沉降性的关系是什么?", "答:微型生物在污水处理中同样具有重要的地位,它们对污水中的有机物质进行分解和转化,帮助实现污水的净化。同时,微型生物的种类和数量与污泥的沉降性也存在一定的关系。不同的微型生物对污泥的沉降性能有不同的影响,通过观察和分析微型生物的种类和数量,可以了解污泥的性质和运行状态,进而调整和优化污水处理工艺。"]
- ["问:纤毛虫类包括哪些种类?", "答:纤毛虫类包括固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫。固着型纤毛虫有独缩虫(Carchesium)、累枝虫(Epistylis)、盖虫(Opercularia)、喇叭虫(Stentor)、吸管虫(Suctoreans)、鞘居虫(Vaginicola)和钟虫(Vorticella)等。"]
- ["问:独缩虫有什么特征?", "答:独缩虫是一类有钟形细胞的固着型纤毛虫,细胞直径为50~125μm。纤毛的开口端是冠状的,细胞的其余部分则是裸露的。茎的内部有一种连接性的“肌肉”,茎几乎都有分枝,从而繁殖子代细胞体。这些细胞体的直径可以达到几毫米。茎中的“肌肉”在分支处中断。独缩虫通常在活性污泥负荷低于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)的时候出现。"]
- ["问:累枝虫有什么特征?", "答:累枝虫的细胞有些像“花瓶”,直径为70~100μm。茎通常会分枝,从而繁殖子代细胞,但茎内不含“肌肉”。因此,茎不能收缩(实际上细胞可以收缩)。子代细胞体直径可以达到显微级(mm)。累枝虫在活性污泥中普遍存在,特别是在污泥负荷为0.1~0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)时更为常见。\n如图所示:\n@HXWNPZ024.jpg@$"]
- ["问:盖虫与其他固着型纤毛虫有何不同?", "答:盖虫有些像钟形的细胞,细胞直径约为140μm。茎通过分枝繁殖子代。茎中含有不能收缩的“肌肉”。与其他固着型纤毛虫相比,盖虫的开口较小。盖虫主要在污泥负荷[0.2~0.3kgBOD₅/(kgMLSS·d)]较高的时候出现。如图所示:\n@HXWNPZ025.jpg@$"]
- ["问:喇叭虫的生活环境和形态如何?", "答:喇叭虫是一种纤毛虫,细胞是非常典型的喇叭口形。在大多数情况下,它附着生长在污泥的菌胶团上。细胞长度为150~500μm,是一种体形较大的纤毛虫,而且喇叭虫没有茎。喇叭虫主要存在于低负荷污水处理厂。"]
- ["问:吸管虫的食物来源是什么?", "答:吸管虫是纤毛虫的一种,成熟的吸管虫是固着型的。细胞表面上有一些非常典型的死了的触角。这些触角比太阳虫的伪足要粗。大多数吸管虫的伪足末端都有一个小凸起,用来捕食原生动物。原生动物是吸管虫最主要的食物来源。如图所示:\n@HXWNPZ026.jpg@$"]
- ["问:鞘居虫在哪些类型的污水处理厂中常见?", "答:鞘居虫是有喇叭形细胞的固着型纤毛虫,细胞可以伸缩,躲在“漏斗”中。鞘居虫主要存在于低负荷污水处理厂,比如具有脱氮除磷功能的氧化沟工艺。如图所示:\n@HXWNPZ027.jpg@$"]
- ["问:钟虫在什么污泥负荷条件下常被发现?", "答:钟虫属于固着型纤毛虫,细胞大小为50~150μm。当污泥负荷低于0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)时,常能发现钟虫。如图所示:\n@HXWNPZ028.jpg@$"]
- ["问:匍匐型纤毛虫包括哪些种类?", "答:匍匐型纤毛虫包括刺楣纤虫(Aspidisca)、唇足虫(Chilodonella)、卑怯管叶虫(Trachelophyllum pusillum)等种类。"]
- ["问:刺楣纤虫有什么特征?", "答:刺楣纤虫是一种在菌胶团上高速蠕动的纤毛虫,细胞圆形或椭圆形,有一个明显张开的嘴巴,背部有五道背脊。身上有多丛触毛,触毛是一小撮纤毛的集合,看起来像小的脚。不同属的刺楣纤虫大小为30~50μm,在污泥负荷低于约0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)时很常见。"]
- ["问:唇足虫的特征是什么?", "答:唇足虫是一种匍匐型纤毛虫,从正面看仿佛一个透明的偏平物,在菌胶团表面蠕动时通常会卷起来。细胞长度为40~125μm,开口处周围是短管形的凸起。唇足虫在污泥负荷低于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)的条件下普遍存在。"]
- ["问:卑怯管叶虫的特点是什么?", "答:卑怯管叶虫细胞平而长,几乎被纤毛完全覆盖,开口处的纤毛比较长且整齐排列。细胞在菌胶团间的水中迅速移动,也可在菌胶团上蠕动。细胞长度为30~50μm,在污泥负荷低于约0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)的条件下普遍存在。"]
- ["问:游泳型纤毛虫包括哪些种类?", "答:游泳型纤毛虫包括麦粒赭虫(Blepharisma)、豆形虫属(Colpidium)、游仆虫(Euplotes)、漫游虫(Litonotus)、草履虫(Paramecium)和旋毛纤虫属(Spirostomum)等种类。"]
- ["问:麦粒赭虫的特点是什么?", "答:麦粒赭虫细胞浅粉色,椭圆形,长度为200μm。开口处附近区域并排长着数根长纤毛,用于将含营养物质的水分运送到张开的嘴巴里。麦粒赭虫在污泥负荷为0.1~0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)的情况下普遍存在。"]
- ["问:豆形虫属的特点是什么?", "答:豆形虫属是一类肾形细胞的游泳型纤毛虫,细胞表面被纤毛覆盖,张开的嘴巴附近有向内的齿饰。最普遍的肾形豆形虫的细胞长度约为100μm。这种纤毛虫在污泥负荷为0.1~0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)的条件下普遍存在。"]
- ["问:游仆虫的特征是什么?", "答:游仆虫是一种椭圆型细胞的游泳型纤毛虫,纤毛聚集成一丛触毛,细胞正面有九丛触毛,背面有五丛触毛。细胞上面有典型的纤毛带,将营养物质运送到张开的嘴巴里。细胞外表面有六个背脊。不同种属的游仆虫大小介于30~100μm不等,通常在污泥负荷为0.1~0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)的条件下很常见。"]
- ["问:漫游虫的特点是什么?", "答:漫游虫的细胞是瓶状的,颈部有轻微的弯曲,颈部长度几乎占到细胞总长的一半。细胞总长约为100μm,颈部外侧的纤毛比细胞其余部位表面的纤毛长。漫游虫通常在水中“优雅地”游动,当污泥负荷低于约0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)时常见。如图所示:\n@HXWNPZ029.jpg@$"]
- ["问:草履虫的特征是什么?", "答:草履虫的细胞有点像拖鞋,属于游泳型纤毛虫。细胞长度从108~300μm不等,表面被纤毛所覆盖,细胞核通常清晰可见。草履虫有非常典型的星形的可收缩的液泡。草履虫主要是在污泥负荷为0.1~0.3kgBOD₅/(kgMLSS·d)时能够观察到。如图所示:\n@HXWNPZ030.jpg@$"]
- ["问:旋毛纤虫属的特点是什么?", "答:旋毛纤虫属有很明显的又长又柔韧的细胞,细胞被纤毛所覆盖,在细胞末端有一个典型的液泡。旋毛纤虫属通常在菌胶团间的液体中迅速移动。它是活性污泥中最大的纤毛虫,细胞长度为500~900μm。\n旋毛纤虫属在活性污泥中普遍存在,当污泥负荷低于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)时更为常见。"]
- ["问:六鞭虫的移动方式和外观特征是什么?", "答:六鞭虫属于游泳型鞭毛虫,可以在水中快速地沿直线移动(但不像锥滴虫那样旋转)。六鞭虫的正面有两组鞭毛(每组三根),背后有两根拖尾鞭毛。细胞有些椭圆,直径约为20μm。"]
- ["问:肋木虫是一种怎样的鞭毛虫,它的移动方式和外观特征是什么?", "答:肋木虫是一种鞭毛虫,它的快速蹦跳着的移动方式非常典型。细胞通常附着在菌胶团上,有两根鞭毛。细胞由最长的鞭毛系在菌胶团上。细胞直径为5~10μm。"]
- ["问:密螺旋体虫属于哪一类鞭毛虫,它的移动方式和外观特征是什么?", "答:密螺旋体虫属于游泳型鞭毛虫,在水中进行典型的旋转运动。从上方观察,细胞是卵形的,从下面看细胞则是球形的。细胞长度约为20μm,两侧各有一组鞭毛(每组四根)。"]
- ["问:变形虫的出现通常与哪些工艺条件相关?", "答:变形虫的出现表明污泥负荷[0.1~0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)]在某种程度上偏高,或溶解氧较低的指示生物。在低负荷水厂中很少见到它们。"]
- ["问:太阳虫属于哪一类生物?它的伪足有何作用?", "答:太阳虫属于变形虫。它的伪足很直且可收回,并不用来推动细胞移动,而是用来捕捉微生物和原生动物的。如图所示:\n@HXWNPZ032.jpg@$"]
- ["问:轮虫是什么样的微生物?", "答:轮虫是相对比较大的,运动明显的,长的多细胞微生物。轮虫细胞体长从100~500μm不等,被一种头尾都能缩进去的盔甲包裹。轮虫头部有几丛纤毛,嘴边有“爪子”。如图所示:\n@HXWNPZ033.jpg@$"]
- ["问:线虫的外形特征和食物来源是什么?", "答:线虫有长的,圆柱形的,柔韧性很好的菌体。末端比中部细,细胞长度为0.5~3mm。它们通常食用游离的菌体细胞和小的菌胶团颗粒,通过收缩食管来吞咽食物颗粒。如图所示:\n@HXWNPZ034.jpg@$"]
- ["问:节肢动物的外形特征和移动方式如何?", "答:节肢动物是一种有着惊人外形的多细胞微生物,有时被认为与水獭相像,有着像小爪子一样的伪足,能在菌胶团表面爬动。在水中自由移动时,它们显得有些笨拙。它们的大小为200~1200μm。"]
- ["问:蠕虫通常在什么样的工艺条件下出现?", "答:蠕虫在污泥负荷低(溶解氧低)的时候并不常见。当污泥中通常含有许多蠕虫时,往往是在进水经过了预沉淀,并且污泥负荷约为0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d)的条件下。"]
- ["问:关于活性污泥工艺水厂中蠕虫的生长情况,我们了解多少?", "答:我们对活性污泥工艺水厂中蠕虫的生长情况知之甚少。它们并非长得特别慢,在最好的条件下,它们的世代时间约为几天。几乎所有的水厂都期望看到蠕虫存在。"]
- ["问:微型生物在活性污泥中主要起到什么作用?", "答:微型生物在活性污泥中主要起到三种作用。首先,它们可以作为指示性微生物来预测运行工况,通过对微型生物种群结构与运行工况、环境因素之间关系的研究,可以实时分析和控制水厂运行,提高污水处理效率。其次,微型生物可以净化水质,通过直接利用水中的有机物质,促进生物絮凝作用,改善出水水质。最后,微型生物在污泥减量化中也起到了关键作用,它们能够摄食剩余污泥,降低污泥产量。"]
- ["问:如何利用微型生物来预测污水处理厂的运行工况?", "答:利用微型生物预测污水处理厂的运行工况可以通过观察污泥混合液中的微型生物种群结构和数量来进行。通过观察各种指示性微型生物的数量、多样性和活性,可以间接地反映污水处理厂的运行状况。根据镜检结果,可以实时分析和控制水厂运行,从而提高污水处理效率。有两种主要思路:一种是以单个微型生物的数量、多样性和活性作为指示指标;另一种是以种群综合状态作为指示指标。"]
- ["问:微型生物如何净化水质?", "答:微型生物通过直接利用水中的有机物质来净化水质。例如,纤毛虫、鞭毛虫和变形虫等原生动物能够直接摄取并利用水中的有机物质,对水中有机物的净化起到积极作用。此外,纤毛虫还能促进生物絮凝作用,使活性污泥更好地凝聚,从而在二次沉淀池中沉降得更好,进一步改善出水水质。纤毛虫还能大量吞食游离细菌,提高生物处理法的出水水质。"]
- ["问:微型生物在污泥减量化中有何应用?", "答:微型生物在污泥减量化中的应用主要是通过其摄食剩余污泥来实现的。利用微型动物如原生动物、轮虫等体型较小的微型动物,或者环节动物和软体动物等体型较大的微型动物来摄食剩余污泥,从而降低污泥产量。这些微型动物能够捕食污泥中的细菌和其他有机物,减少污泥的体积和质量。不同种类和工艺的微型动物对污泥减量的效果可能有所不同,但总体上,微型生物在污泥减量化中起到了重要的作用。"]
- ["问:为什么微型生物可以作为污水处理厂的运行工况指示性微生物?", "答:微型生物可以作为污水处理厂的运行工况指示性微生物,是因为它们的种群结构与污水处理厂的运行状况之间存在着密切关系。不同种属的微型生物在特定的运行工况下会有不同的丰度、多样性和活性表现。通过对这些微型生物的观察和分析,可以间接地推断出污水处理厂的运行状况,如污泥负荷、溶解氧水平、营养物浓度等。因此,微型生物可以作为有效的指示性微生物,用于实时监测和控制污水处理厂的运行工况。"]
- ["问:丝状菌的形态学研究主要有哪些方面?", "答:丝状菌的形态学研究主要包括分支、运动性、丝状菌形态、位置、附着生长、衣鞘、隔膜、丝状菌宽度、丝状菌长度、细胞形状、细胞大小、积硫情况、储存颗粒、染色反应等方面。"]
- ["问:丝状菌的分支有什么特征?", "答:丝状菌的分支特征主要包括真分支和假分支。真分支在分支部位有连接的细胞质,而假分支则没有。在活性污泥中,具有真分支的丝状菌种类较少,而假分支的丝状菌多带有鞘。\n丝状菌的真假分支如图所示:\n@HXWNPZ035.jpg@$"]
- ["问:如何通过观察运动性来鉴定丝状菌种类?", "答:观察丝状菌是否具有运动性可以帮助鉴定其种类。如果丝状菌具有运动性,可进一步观察和描述运动的类型。在活性污泥中,仅有几种丝状菌可以运动,如贝氏硫细菌、屈挠杆菌等,它们的运动方式各不相同。"]
- ["问:丝状菌的形态有哪些主要类型?", "答:丝状菌的形态主要可分为直形、轻微弯曲、弯曲、不规则形状的链状、盘绕或发射状等。相差显微镜下的丝状菌形态如图所示:\n@HXWNPZ036.jpg@$"]
- ["问:如何确定丝状菌在污泥中的位置?", "答:确定丝状菌在污泥中的位置可以通过观察其是延伸至污泥絮体外围,生长于絮体内部,还是游离在泥水混合液中来实现。相差显微镜下丝状菌位置如图所示:\n@HXWNPZ037.jpg@$"]
- ["问:丝状菌的附着生长有什么特征?", "答:丝状菌的附着生长特征主要包括附着生长的牢固程度和频率。如果丝状菌的附着生长是大量的且坚固的,或者仅是少量的、偶然发生的,这些都可以作为鉴定丝状菌种类的线索。此外,附着生长也表明该丝状菌可能存在衣鞘结构。相差显微镜下丝状菌的附着生长如图所示:\n@HXWNPZ038.jpg@$"]
- ["问:如何观察和判断丝状菌的衣鞘存在?", "答:观察丝状菌的衣鞘存在可以通过使用相差显微镜来实现。衣鞘生长在细胞壁外,故很难直接观察到。在不染色的条件下,当衣鞘是空着或者丝状菌细胞丢失的情况下,衣鞘可能变得可见。另外,将活性污泥与家庭漂白剂混合并保持一段时间,可以去除衣鞘内的细胞物质,从而呈现空的衣鞘结构,这有助于在相差显微镜下观察衣鞘。相差显微镜下丝状菌的衣鞘如图所示:\n@HXWNPZ039.jpg@$"]
- ["问:如何观察丝状菌的隔膜?", "答:观察丝状菌细胞是否有隔膜的存在,这可以通过显微镜来实现。某些丝状菌的隔膜特性可能因显微镜的调节程度与品质而异。微分干涉显微镜下丝状菌隔膜如图所示:\n@HXWNPZ040.jpg@$"]
- ["问:如何测定丝状菌的宽度?", "答:通过可视的μm直尺或图像分析技术来测定菌丝的平均宽度及变化范围(μm)。确定菌丝平均宽度是大于1μm(厚菌丝)还是小于1μm(细菌丝)。显微镜下丝状菌宽度如图所示:\n@HXWNPZ041.jpg@$"]
- ["问:丝状菌的细胞形状有哪些类型?", "答:丝状菌的细胞形状可以是正方形、长方形、椭圆形、桶状、铁饼状、香肠状或不规则形状。同时,还需注意细胞隔膜上是否存在锯齿状的缩缢,或细胞连接处细胞壁是否直线。相差显微镜下丝状菌的形态如图所示:\n@HXWNPZ042-1.jpg@$、@HXWNPZ042-2.jpg@$"]
- ["问:如何确定丝状菌是否具有积硫特性?", "答:进行积硫实验,观察丝状菌是否表现出积硫特性。在相差显微镜下,硫粒表现为明亮的、折射的、黄色的细胞内含物。不同的丝状菌可能呈现不同的硫粒形态,如球状或正方形、长方形。相差显微镜下丝状菌的积硫情况如图所示:\n@HXWNPZ043.jpg@$"]
- ["问:如何进行丝状菌的染色反应观察?", "答:对样品进行革兰氏或纳氏染色,然后在1000×明场(非相差)下观察。首先,需要细致观察水玻片中的丝状菌位置、长度和附着生长等情况,以便与染色玻片进行比较。革兰氏反应和纳氏反应的结果可以根据颜色变化来判断丝状菌的染色特性。"]
- ["问:丝状菌的革兰氏染色反应有哪些类型?", "答:丝状菌的革兰氏染色反应可以分为强阳性、弱阳性、可变及阴性。大多数活性污泥中的丝状菌为革兰氏阴性菌,但也有一些特定的丝状菌会呈现不同的革兰氏反应。革兰氏与纳氏染色图片如图所示:\n@HXWNPZ044.jpg@$"]
- ["问:丝状菌的纳氏染色反应有哪些类型?", "答:丝状菌的纳氏染色反应结果可分为纳氏阴性、纳氏阳性或阴性但带有阳性颗粒。不同的丝状菌可能会呈现不同的纳氏染色特性,这有助于对丝状菌进行进一步的分类和鉴别。革兰氏与纳氏染色图片如图所示:\n@HXWNPZ044.jpg@$"]
- ["问:丝状菌的其他观察特征有哪些?", "答:除了上述特征外,丝状菌还可能表现出其他观察特征,如Thiothrix spp.和021N型丝状菌出现的玫瑰花环(Rosettes)与微生子(Gonidia)。这些特征的出现可以表明丝状菌的增殖情况。相差显微镜下丝状菌的Rosettes与Gonidia如图所示:\n@HXWNPZ045.jpg@$"]
- ["问:Actinomycetes(放线菌)的主要特性是什么?", "答:Actinomycetes具有真分枝、非运动型、分布在菌胶团内部及周围,呈盘绕或弯曲状,菌丝长度小于200μm,细胞直径小于1.0μm,无附着生长,无鞘,隔膜不可见,无积硫,革兰氏阳性,有时呈纳氏阳性(有磷粒)的特性。在实际鉴别时,由于其明显的分枝,不易与其他丝状菌混淆。放线菌极易形成浮渣,特别是在温度较高的污水处理厂。"]
- ["问:Actinomycetes在哪些运行条件下易于生长?", "答:Actinomycetes在以下运行条件下易于生长:①进水中含有脂肪或疏水性物质;②进水中含有表面活性剂;③水温高于15℃。此外,污泥负荷较高时(0.1~0.7kgBOD₅/(kgMLSS·d))也常出现放线菌。"]
- ["问:Beggiatoa(贝氏硫细菌)的主要特性是什么?", "答:Beggiatoa具有无分枝、可运动(可滑动)、呈直线形或弧形,在菌胶团间的混合液中游离生长,菌丝长度不一,细胞直径为1.5~2.5μm,无附着生长,偶尔可见隔膜,细胞呈矩形,在活的有机体内贮硫,革兰氏阴性,纳氏阴性的特性。由于其菌丝中有硫粒并且可以滑动,这样的特征足够典型,所以在鉴别时不会与其他种属的丝状菌混淆。如图所示:\n@HXWNPZ046.jpg@$"]
- ["问:在什么条件下会观察到Beggiatoa?", "答:当进水中含有很多还原性硫化物并且在低溶解氧运行下的污水处理厂中经常出现Beggiatoa。这些丝状菌对菌胶团的沉降性能并没有明显的影响。"]
- ["问:‘Cyanophyceae’(蓝藻纲)的主要特性是什么?", "答:‘Cyanophyceae’具有无分枝、不能运动、呈直线形或弧形,在菌胶团间的混合液中游离生长,菌丝长度大于200μm,细胞直径大于2.5μm,无附着生长,除非菌丝储藏许多物质,否则隔膜清晰可见,细胞形态多样,不贮硫,通常为革兰氏阴性及纳氏阴性的特性。其菌丝巨大的直径可以作为鉴别的主要标志。"]
- ["问:‘Cyanophyceae’(蓝藻纲)在什么条件下易于生长?", "答:‘Cyanophyceae’在以下条件下易于生长:①污泥负荷高于0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d);②污水中含有大量有机酸,如乙酸、丙酸等物质;③完全混合式曝气池;④缺乏营养物质很可能也是条件之一。"]
- ["问:Flexibacter(屈挠杆菌)的主要特性是什么?", "答:Flexibacter具有无分枝、可滑行运动、菌丝为弧形,在混合液中游离运动,菌丝长度小于200μm,细胞直径大约为0.7μm,无附着生长,无鞘,隔膜不清晰,无积硫,革兰氏阴性,纳氏阴性的特性。由于有硫粒并且可滑行运动,屈挠杆菌不易与其他丝状菌相混淆。"]
- ["问:Haliscomenobacter hydrossis的主要特性是什么?", "答:Haliscomenobacter hydrossis的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝是直的且延伸于菌胶团外,菌丝长度小于200μm,细胞直径为0.3~0.4μm,几乎无附着生长,有鞘,隔膜不明显,无积硫,革兰氏阴性,纳氏阴性。H.hydrossis的菌丝细长且特征鲜明,不易与其他丝状菌混淆。"]
- ["问:H.hydrossis在什么条件下易于生长?", "答:H.hydrossis在以下条件下易于生长:污泥负荷(生活污水)高于0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d),进水中含较多低分子化合物,进水中含高浓度的氮化合物,完全混合式曝气池,曝气池中DO值较低,以及可能存在的缺磷条件。在处理生活污水的脱氮除磷系统中,H.hydrossis的数量通常较少,但在进水中含大量易生物降解的化合物时,这种丝状菌会大量繁殖。"]
- ["问:Leucothrix的主要特性是什么?", "答:Leucothrix的主要特性包括:无分枝,不能运动,呈弧形或螺旋形菌丝,在菌胶团间的混合液中游离存在,菌丝长度远大于200μm,细胞直径跨度很大(1.5~3.5μm),无附着生长,无鞘,只要没有许多贮藏物质,隔膜清晰可见,细胞形态多样(有圆盘形、球形、杆形),不贮硫,革兰氏阴性,纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ047.jpg@$"]
- ["问:Leucothrix在什么条件下易于生长?", "答:Leucothrix在以下条件下易于生长:污泥负荷大于约0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d),污水包含许多易生物降解的化合物,如脂肪酸类等,曝气池是完全混合式的,以及含盐量相对较高(10~40g/L)。这种丝状菌的生长会导致SVI值极高。"]
- ["问:Microthrix parvicella的主要特性是什么?", "答:Microthrix parvicella的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝呈弧形或螺旋形,在菌胶团内部或周围的混合中游离存在,菌丝长度通常小于200μm,细胞直径大约为0.5μm,偶尔有些附着生长的生物,无鞘,隔膜并非清晰可见,不贮硫,革兰氏阳性,纳氏阳性(存在较多磷粒)。如图所示:\n@HXWNPZ048.jpg@$"]
- ["问:M.parvicella在什么条件下易于生长?", "答:M.parvicella在以下条件下易于生长:污泥负荷小于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d),废水中含较高浓度的高级脂肪酸,水力停留时间较长,设有初沉池或者含生物除磷的厌氧区,曝气池DO值低,而且/或者有较大的缺氧区,水温低于15℃。M.parvicella的数量受季节影响很大,冬末数量最多,夏末数量最少。生活污水处理厂的工艺条件极其适合M.parvicella的生长,而在工业污水处理厂中,该菌种几乎不会出现。"]
- ["问:Nostocoida limicola I的主要特性是什么?", "答:Nostocoida limicola I的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝形态多样,既存在于菌胶团内部,也会在混合液中游离存在,菌丝长度小于200μm,细胞直径为0.6~0.7μm,无附着生长,无鞘,不能清楚地看见隔膜,不贮硫,革兰氏阳性,纳氏阳性。如图所示:\n@HXWNPZ049.jpg@$"]
- ["问:N.limicola I在什么条件下易于生长?", "答:N.limicola I在低负荷(如采用氧化沟工艺)处理生活污水的水厂中很罕见。目前对于N.limicola I生长的决定性因素还不清楚。但N.limicola I的存在可能会引起污泥上浮,形成一层浮渣,其对SVI的消极影响有限。"]
- ["问:Nostocoida limicola Ⅲ的主要特性是什么?", "答:Nostocoida limicola Ⅲ(包含Nostocoida limicola Ⅱ)的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝弯曲成螺旋状,有时会在菌胶团内部形成缠绕的菌丝;菌丝长度不一,但通常大于200μm;细胞直径为0.8~2.0μm;无附着生长;无鞘;可见隔膜;细胞呈片状或球形;不贮硫;通常为革兰氏阳性菌;通常为纳氏阴性菌。如图所示:\n@HXWNPZ050.jpg@$、@HXWNPZ051.jpg@$"]
- ["问:Nostocoida limicola Ⅲ在什么条件下易于生长?", "答:Nostocoida limicola Ⅲ主要出现在处理工业废水的活性污泥中。其生长条件可能包括:污泥负荷为0.1~0.3kgBODs/(kgMLSS·d);工业废水中含许多易生物降解的化合物(如农用工业废水);对进水进行预沉淀;水温低;缺乏营养物质;曝气池为完全混合式。"]
- ["问:Fungi的主要特性是什么?", "答:Fungi(真菌)的主要特性包括:真分枝,不能运动,菌丝为直的或弧形,菌丝长度大于200μm,细胞直径通常大于2.5μm,无附着生长,无鞘,隔膜清晰可见,细胞呈矩形,不贮硫,革兰氏阴性(真菌菌丝通常不能被染色),纳氏阴性。"]
- ["问:Fungi在活性污泥处理中通常扮演什么角色?", "答:在活性污泥处理中,真菌几乎不会成为优势菌种,几乎不会在生活污水处理厂中见到,也不会在工业废水处理厂中引发污泥膨胀。如果真菌在活性污泥中占优势,原因很可能是pH太低了。"]
- ["问:Sphaerotilus natans的主要特性是什么?", "答:Sphaerotilus natans(浮游球衣菌属)的主要特性包括:通常有假分枝,不能运动,菌丝是直的或有轻微的弯曲,菌丝长度大于200μm,菌丝直径为1.0~1.5μm,偶尔可见附着生长,有鞘(通常仅在革兰氏染色后可见),隔膜清晰可见,细胞为矩形或杆状,不贮硫(工业废水中可能储存其他物质),革兰氏阴性,纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ052.jpg@$"]
- ["问:Sphaerotilus natans在什么条件下易于生长?", "答:Sphaerotilus natans在活性污泥中易于生长的条件包括:DO浓度低且缺乏氮、磷;进水中含大量的低分子化合物(如农用工业废水);污泥负荷大于0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d);曝气池为完全混合式。在脱氮除磷系统中较少见到S.natans,但在工业废水处理厂进水中含大量易生物降解的化合物时,S.natans可能会引发污泥膨胀。"]
- ["问:Streptococcus的主要特性是什么?", "答:Streptococcus(链球菌)的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝为弧形或螺旋形,在菌胶团间的水中游离存在,菌丝长度大于200μm,细胞直径大约为0.7μm,无附着生长,无鞘,隔膜或缩缢清晰可见,球形细胞,不贮硫,革兰氏阳性,纳氏阴性。"]
- ["问:Streptococcus在活性污泥中扮演的角色和生长情况如何?", "答:Streptococcus在活性污泥中很少出现,对沉降速率没有影响。目前还不清楚其生长情况的决定因素究竟是什么。"]
- ["问:Thiothrix(发硫菌属)的主要特性是什么?", "答:Thiothrix的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝直或弧形,大部分从菌胶团中突出,菌丝长度差异大,细胞直径跨度大(0.5~1.5μm),有时菌丝逐渐变细至末端,无附着生长,部分菌种含鞘,细胞充满硫粒时隔膜不清晰,细胞呈方形或矩形,存在硫粒,通常为革兰氏阴性,纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ053.jpg@$"]
- ["问:Thiothrix通常在何种条件下生长?", "答:Thiothrix的生长条件通常包括:进水中含还原性硫化物,进水中含高浓度的低分子碳化合物,污泥负荷大于约0.1kgBOD_5/(kgMISS·d),低DO、缺氮或缺磷,曝气池为完全混合式。"]
- ["问:Eikelboom0041/0675型丝状菌的特性是什么?", "答:Eikelboom0041/0675型丝状菌的特性有:无分枝,不能运动,菌丝直或有轻微弯曲,在水中游离存在或附着在菌胶团上,菌丝长度多样,细胞直径跨度大(0.6~1.5μm),生活污水处理厂中常见附着生长,工业废水处理厂中有时见无附着生长,有鞘,不贮硫,革兰氏阳性,纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ054.jpg@$"]
- ["问:Eikelboom0041型丝状菌在什么情况下容易生长?", "答:Eikelboom0041型丝状菌在以下情况下容易生长:污泥负荷小于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d),城镇污水和回流污泥在进入曝气池前进行了预先混合。这说明该菌种主要在含有特定组分的生活污水中生长。"]
- ["问:Eikelboom0092型丝状菌的特性有哪些?", "答:Eikelboom0092型丝状菌的特性包括:无分枝,不能运动,菌丝直或有轻微弯曲,菌丝长度小于200μm,细胞直径0.5~0.7μm,无附着生长,无鞘,隔膜非清晰可见,不贮硫,革兰氏阴性,纳氏阳性(菌丝为蓝灰色)。如图所示:\n@HXWNPZ055.jpg@$"]
- ["问:Eikelboom0092型丝状菌在哪些条件下容易生长?", "答:Eikelboom0092型丝状菌在以下条件下容易生长:污泥负荷小于约0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d),原水未预先处理,水温大于约15℃。这种丝状菌在生活污水处理厂中广泛存在,其数量受到季节性影响,夏秋季节数量最多。"]
- ["问:Eikelboom0092型丝状菌在活性污泥处理中通常扮演什么角色?", "答:Eikelboom0092型丝状菌在活性污泥处理中通常隐藏在菌胶团内部,因此对SVI(污泥体积指数)的影响有限。虽然该菌种广泛存在,但由于其大多隐藏在菌胶团内部,所以并不是导致污泥膨胀的主要因素。"]
- ["问:Eikelboom0092型丝状菌在工业废水处理厂中有什么特殊表现?", "答:Eikelboom0092型丝状菌在工业废水处理厂中偶尔会出现共生现象,有时也会在菌胶团之间的水中游离存在。但通常情况下,它在工业废水处理厂中的数量和影响有限,不像某些其他丝状菌那样容易引起污泥膨胀等问题。"]
- ["问:如何区分Thiothrix与其他丝状菌?", "答:区分Thiothrix与其他丝状菌的关键在于观察硫粒的存在。Thiothrix具有硫粒,这是其非常典型的特征。此外,还可以通过观察菌丝的形态、长度、直径等特性,以及革兰氏染色和纳氏染色的结果来辅助区分。"]
- ["问:如何区分Eikelboom0041型丝状菌与其他类似菌种?", "答:区分Eikelboom0041型丝状菌与其他类似菌种时,主要依赖于菌丝的形态、长度、直径等特性,以及革兰氏染色的结果。Eikelboom0041型丝状菌是革兰氏阳性的,有鞘的菌种,其细胞直径可能有所不同。在观察时,需要注意避免将其与其他革兰氏阴性且细胞形态相似的丝状菌混淆。"]
- ["问:Eikelboom0211型丝状菌的特性是什么?", "答:Eikelboom0211型丝状菌的特性包括:无分枝,不能运动,菌丝弯曲或呈螺旋状,存在于菌胶团内部或周围,菌丝长度小于200μm,细胞直径为0.2~0.3μm,无附着生长,无鞘,隔膜或缩缢清晰可见,细胞为杆形,不贮硫,革兰氏阴性,纳氏阴性。"]
- ["问:如何区分Eikelboom0211型和1862型丝状菌?", "答:Eikelboom0211型和1862型丝状菌在鉴定过程中容易混淆,但可以通过观察菌丝的粗细来区分。1862型丝状菌明显比0211型粗。"]
- ["问:Eikelboom021N型丝状菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom021N型丝状菌的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝直或弧形,通常在菌胶团间的液体中游离存在,菌丝长度大于200μm,细胞直径多样,无附着生长,无鞘,隔膜清晰可见,细胞形态多样,几乎不贮硫,革兰氏阴性,纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ056.jpg@$"]
- ["问:如何区分Eikelboom021N型和Thiothrix?", "答:Eikelboom021N型和Thiothrix可以通过观察硫粒的存在来区分。Thiothrix会形成较多硫粒,而021N型几乎不贮硫。"]
- ["问:Eikelboom021N型丝状菌在什么条件下容易生长?", "答:Eikelboom021N型丝状菌在以下条件下容易生长:污泥负荷范围广,当污泥负荷大于0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d)时很可能大量繁殖;进水中含许多易生物降解的化合物;缺营养物质和DO过低;曝气池为全混型。"]
- ["问:Eikelboom0411型丝状菌的特性是什么?", "答:Eikelboom0411型丝状菌的特性包括:无分枝,不能运动,菌丝为弧形或螺旋形,通常存在于菌胶团的边缘,菌丝长度小于200μm,细胞直径为0.5~0.7μm,无附着生长,无鞘,隔膜或缩缢清晰可见,细胞呈杆状,不贮硫,革兰氏阴性,纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ057.jpg@$"]
- ["问:Eikelboom0581型丝状菌的形态与哪种菌相似?", "答:Eikelboom0581型丝状菌的形态与M.parvicella相似,两者的区别主要在于菌丝的粗细和染色特性。如图所示:\n@HXWNPZ058.jpg@$"]
- ["问:Eikelboom0803型丝状菌在哪些条件下容易生长?", "答:Eikelboom0803型丝状菌在以下条件下容易生长:污泥负荷小于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d);工业废水处理,特别是纺织废水和制药废水;经过厌氧前处理可能也是促进其生长的条件之一。如图所示:\n@HXWNPZ059.jpg@$"]
- ["问:Eikelboom0803型丝状菌在生物除磷系统中会有何表现?", "答:在生物除磷系统中,Eikelboom0803型丝状菌会逐渐减少,而0914型丝状菌则会增殖。这可能是因为两种丝状菌对底物的竞争关系以及系统操作条件对它们生长的影响不同。"]
- ["问:Eikelboom0803型丝状菌的增殖对污泥处理有什么影响?", "答:Eikelboom0803型丝状菌在工业废水处理厂中的大量增殖可能会导致污泥膨胀,这会影响污泥的沉降性能和处理效果。因此,需要密切关注该菌种的生长情况,并采取相应的措施来控制其增殖。"]
- ["问:Eikelboom0914型丝状菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom0914型丝状菌的主要特性包括:无分枝、不能运动、菌丝直或有轻微弯曲,通常存在于菌胶团边缘;菌丝长度小于200μm;细胞直径为0.6~0.8μm;无附着生长;无鞘;部分情况下可见隔膜;在活的有机体内有硫粒存在;革兰氏阳性;纳氏阴性。"]
- ["问:如何区分Eikelboom0914型与Thiothriz和Beggiatoa?", "答:Eikelboom0914型丝状菌的菌丝较短,硫粒明显,与Thiothriz(菌丝更长,革兰氏阴性)和Beggiatoa(具有滑动现象)可以区分开来。"]
- ["问:Eikelboom0914型丝状菌与0803型丝状菌的关系是什么?", "答:Eikelboom0914型丝状菌与0803型丝状菌存在竞争关系,它们很可能是在不同环境下生长的同一种细菌的不同表现形态。"]
- ["问:哪些条件下有利于Eikelboom0914型丝状菌的生长?", "答:Eikelboom0914型丝状菌主要存在于进水中包含还原性硫化合物,且污泥负荷小于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)的环境中。硫化物可以是原水中所含的,也可能是在污水处理厂中形成的。采用生物除磷工艺(厌氧阶段)也会刺激其生长。"]
- ["问:Eikelboom0961型丝状菌的特性是什么?", "答:Eikelboom0961型丝状菌的特性包括:无分枝、不能运动、菌丝直或有轻微弯曲,透明度高;菌丝长度大于200μm;细胞直径为1.0~2.0μm;无附着生长;隔膜清晰可见,无缩缢;细胞为矩形或方形;不贮硫;革兰氏阴性;纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ060.jpg@$"]
- ["问:如何区分Eikelboom0961型与Thiothrix和1852型丝状菌?", "答:Eikelboom0961型丝状菌与Thiothrix的区别在于前者不贮硫且更透明,与1852型丝状菌的区别在于细胞直径较大。"]
- ["问:Eikelboom0961型丝状菌在什么条件下容易生长?", "答:Eikelboom0961型丝状菌在污泥负荷大于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)且污水中含有大量易生物降解的化合物的环境中容易生长,如在农用工业废水中。但在脱氮除磷系统中则较难观测到。"]
- ["问:Eikelboom1701型丝状菌的主要特性有哪些?", "答:Eikelboom1701型丝状菌的主要特性包括:偶尔有假分枝、不能运动、菌丝直或有轻微弯曲,常附着在菌胶团上;菌丝长度小于200μm;细胞直径为0.7~0.9μm;常存在附着生长;有鞘;隔膜明显;细胞为杆形;不贮硫;革兰氏阴性;纳氏阴性。"]
- ["问:如何区分Eikelboom1701型与S.natans、1851型、H.hydrossis和0092型丝状菌?", "答:Eikelboom1701型丝状菌与S.natans的区别在于菌丝粗细不同,与1851型的区别在于革兰氏染色结果不同,与H.hydrossis的区别在于菌丝粗细和附着生长情况,与0092型的区别在于纳氏染色结果。"]
- ["问:Eikelboom1701型丝状菌在什么条件下容易生长?", "答:Eikelboom1701型丝状菌在污泥负荷大于约0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)、废水中含有高浓度碳水化合物(特别是淀粉)、曝气池DO浓度低、曝气池为全混型以及水温相对较高的条件下容易生长。"]
- ["问:Eikelboom1702型丝状菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom1702型丝状菌的主要特性包括:无分枝、不能运动、菌丝直或有轻微弯曲,从菌胶团中突出;菌丝长度小于200μm;细胞直径约为0.6μm;无附着生长;有鞘;看不到隔膜;细胞为矩形或方形;不贮硫;革兰氏阴性;纳氏阴性。"]
- ["问:如何区分Eikelboom1702型与H.hydrossis和0092型丝状菌?", "答:Eikelboom1702型丝状菌与H.hydrossis的区别在于菌丝粗细,与0092型的区别在于纳氏染色结果。1702型丝状菌的细胞为矩形或方形,有鞘,而H.hydrossis的菌丝较细且无附着生长;0092型丝状菌则是纳氏阳性的。"]
- ["问:Eikelboom1702型丝状菌在哪些条件下容易生长?", "答:目前对于Eikelboom1702型丝状菌的生长条件了解较少,尚不清楚哪些工艺条件最适宜其生长。但在活性污泥中很少发现这种菌,因此其生长条件可能较为特殊或受限。"]
- ["问:Eikelboom1702型丝状菌对污水处理厂的运行有何影响?", "答:由于Eikelboom1702型丝状菌在活性污泥中较为罕见,目前对其对污水处理厂运行的具体影响尚不清楚。然而,一般来说,丝状菌的存在可能会影响污泥的沉降性能和污泥体积指数(SVI),从而影响污水处理厂的运行效率和出水质量。"]
- ["问:Eikelboom1702型丝状菌在哪些类型的污水处理厂中更常见?", "答:目前对于Eikelboom1702型丝状菌在哪些类型的污水处理厂中更常见没有明确的了解。但由于该菌种在活性污泥中较为罕见,可能主要存在于某些特殊的或处理特定废水的污水处理厂中。"]
- ["问:如何处理含有大量Eikelboom1702型丝状菌的活性污泥?", "答:由于对Eikelboom1702型丝状菌的生长条件和特性了解有限,目前没有特定的处理方法。如果活性污泥中含有大量该菌种并导致问题,可能需要根据实际情况调整工艺参数(如污泥负荷、曝气条件等)或采取其他措施(如投加化学药剂、改变污泥回流方式等)来控制其生长。"]
- ["问:Eikelboom1702型丝状菌与其他类型的丝状菌有何相似之处和不同之处?", "答:Eikelboom1702型丝状菌与其他类型的丝状菌在形态、生长条件、对污水处理厂运行的影响等方面可能存在相似之处,但也存在明显的不同。例如,与Eikelboom0914型相比,1702型不贮硫;与0961型相比,1702型的细胞直径较小且菌丝较短。这些特性使得每种丝状菌在污水处理过程中具有独特的角色和影响。"]
- ["问:是否有关于Eikelboom1702型丝状菌的更深入的研究正在进行?", "答:目前对于Eikelboom1702型丝状菌的研究相对较少,可能有一些研究正在进行或计划进行以更深入地了解其特性、生长条件以及对污水处理厂运行的影响。随着科研进展和技术的提高,未来可能会有更多关于该菌种的信息和研究成果发表。"]
- ["问:如何通过显微镜观察区分不同类型的丝状菌?", "答:通过显微镜观察区分不同类型的丝状菌主要依赖于它们的形态特征。例如,可以观察菌丝的形态(直或弯曲)、长度、粗细、分枝情况、附着生长情况、鞘的存在与否、细胞形状和大小、隔膜的可见性等特点。此外,还可以结合染色技术(如革兰氏染色、纳氏染色等)来进一步区分不同类型的丝状菌。"]
- ["问:Eikelboom分类法是否适用于所有类型的丝状菌?", "答:Eikelboom分类法是一种广泛应用的丝状菌分类方法,但可能并不适用于所有类型的丝状菌。该分类法主要基于形态特征和生长条件对丝状菌进行分类,但对于某些形态相近或特性特殊的丝状菌,可能难以准确区分。因此,在实际应用中,可能需要结合其他分类方法和技术手段来进行更准确的鉴定和分类。"]
- ["问:Eikelboom1851型丝状菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom1851型丝状菌主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝直并从菌胶团中突出,有时成束;菌丝长度不一但通常大于200μm;细胞直径为0.5~0.7μm;通常有较多附着生长物,但在工业废水中可能无附着生长;有鞘;隔膜通常不可见;细胞为矩形;不贮硫;革兰氏阳性且蓝色非常明显;纳氏阴性。如图所示:\n@HXWNPZ061.jpg@$"]
- ["问:如何区分Eikelboom1851型与0041型和1701型丝状菌?", "答:Eikelboom1851型丝状菌与0041型丝状菌的区分主要在于革兰氏染色结果(1851型为深蓝色)和细胞长度(1851型较长)。与1701型的区分在于鞘的存在(1851型有鞘)和革兰氏染色结果(1851型为阳性,1701型为阴性)。"]
- ["问:Eikelboom1851型丝状菌在哪些工艺条件下容易生长?", "答:Eikelboom1851型丝状菌在低负荷污水处理厂中容易出现,特别是在污泥负荷小于约0.15kgBOD₅/(kgMLSS·d)且含简单分子化合物(如农用工业废水)的条件下。"]
- ["问:Eikelboom1852型丝状菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom1852型丝状菌的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝直且通常接近透明;菌丝长度大于200μm;细胞直径为0.6~0.8μm;无附着生长;有鞘;隔膜清晰可见;细胞为矩形;不贮硫;革兰氏阴性;纳氏阴性。"]
- ["问:如何区分Eikelboom1852型与Thiothrix和0961型丝状菌?", "答:Eikelboom1852型丝状菌与Thiothrix的区别在于前者不贮硫且更透明,与0961型的区别在于细胞直径较小(0961型细胞直径大于1.0μm)。"]
- ["问:Eikelboom1852型丝状菌在哪些工艺条件下容易生长?", "答:目前对于Eikelboom1852型丝状菌的生长条件了解较少,尚不清楚哪些工艺条件最适宜其生长。在活性污泥中该菌种较为少见。"]
- ["问:Eikelboom1863型丝状菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom1863型丝状菌的主要特性包括:无分枝,不能运动,菌丝直或有轻微弯曲,在污泥混合液中游离存在;菌丝长度小于200μm;细胞直径为0.5~0.8μm;无附着生长;无鞘;隔膜清晰可见;细胞为球形;不贮硫;革兰氏阴性;纳氏阴性。"]
- ["问:如何区分Eikelboom1863型与链球菌和0211型丝状菌?", "答:Eikelboom1863型丝状菌的短链可能会被误认为是链球菌(革兰氏阳性)或是0211型丝状菌(菌丝更细)。然而,通过革兰氏染色和其他鉴别特征可以区分这些菌种。"]
- ["问:Eikelboom1863型丝状菌在哪些工艺条件下容易生长?", "答:Eikelboom1863型丝状菌通常出现在高污泥负荷(0.3~0.6kgBOD₅/(kgMLSS·d))的条件下。目前尚不清楚其他诱发该菌种生长的工艺条件。"]
- ["问:Eikelboom总结的活性污泥系统中常见的丝状菌菌种的形态学特征有哪些?", "答:Eikelboom总结的活性污泥系统中常见的丝状菌菌种的形态学特征包括菌丝的形态(直或弯曲)、长度、粗细、分枝情况、附着生长情况、鞘的存在与否、细胞形状和大小、隔膜的可见性等特点。这些特征在丝状菌的分类和鉴别中起着重要作用。"]
- ["问:Jenkins分类法是如何对污泥的丝状菌膨胀进行分类的?", "答:Jenkins和Strom等根据丝状菌对环境条件和基质种类要求的不同,将污泥的丝状菌膨胀分为五种类型:①低基质浓度型;②低DO浓度型;③营养(N,P)缺乏型;④高硫化物型;⑤pH不平衡型。"]
- ["问:Musvoto等的实验研究发现了什么关于低基质浓度类型丝状菌的生长特性?", "答:Musvoto等的实验研究发现在低基质浓度下,污泥龄较长(大于10天)时,反应器处于完全好氧或完全缺氧条件,此时低基质浓度类型的丝状菌将不会生长。但在缺氧-好氧交替的环境中,丝状菌会增殖。"]
- ["问:Eikelboom分类法下,第一群丝状菌的特征是什么?", "答:Eikelboom分类法下,第一群丝状菌是能形成衣鞘的革兰氏阴性菌。其中包括浮游球衣细菌(Sphaerotilus natans)、Eikelboom1701型菌、Eikelboom1702型菌、软发菌(Haliscomenobacter hydrossis)以及Eikelboom0321型菌等。这些丝状菌在形态、结构、生长习性等方面具有各自独特的特点。"]
- ["问:Eikelboom1702型菌的主要特性是什么?", "答:Eikelboom1702型菌的主要特性包括:丝体短,长度50~150μm;笔直,从絮体中伸出;不运动;细胞长方形,宽0.4~0.5μm,长2.4~4.0μm;被透明鞘所包围,隔膜和缩缢常不明显;无分枝,无附着生长物;未见颗粒储存物,积硫实验阴性;革兰氏染色阴性;纳氏染色阴性。"]
- ["问:Eikelboom0041型菌的丝体长度和细胞形态如何?", "答:Eikelboom0041型菌的丝体长度为200~300μm,细胞形态为方形至长方形,长0.7~2.3μm,直径1.0~1.4μm。"]
- ["问:Eikelboom0675型菌与Eikelboom0041型菌在形态上有何区别?", "答:Eikelboom0675型菌与Eikelboom0041型菌在形态上的主要区别在于Eikelboom0675型菌的直径较细,为0.5~0.7μm,而Eikelboom0041型菌的直径在1.0~1.4μm范围内。"]
- ["问:Eikelboom1851型菌的丝体长度和细胞特征是什么?", "答:Eikelboom1851型菌的丝体长度为200~400μm,细胞呈圆柱形,长1.7~3.5μm,直径0.5~0.7μm。"]
- ["问:Eikelboom1852型菌的细胞形态和附着生长物情况如何?", "答:Eikelboom1852型菌的细胞形态为圆柱形,直径0.6~0.8μm,略透明。关于附着生长物,Eikelboom1852型菌常有少量附着生长物。"]
- ["问:Eikelboom021N型菌的丝体长度和细胞形态有何特点?", "答:Eikelboom021N型菌的丝体非常长,一般长500~1000μm,细胞形态多变,从盘状到长柱形,原则上可形成所有中间形态,但多为方形细胞。"]
- ["问:Nostocoida limicola Ⅲ型菌的丝体形态和细胞特征是什么?", "答:Nostocoida limicola Ⅲ型菌的丝体扭曲,常盘绕絮体,细胞呈盘状,直径约1.5μm。"]
- ["问:微丝菌(Microthrix parvicella)的丝体长度和细胞直径是多少?", "答:微丝菌(Microthrix parvicella)的丝体长度为200~400μm,细胞直径约为0.5μm。"]
- ["问:Eikelboom分类法下,第七群丝状菌主要包含了哪些类型的丝状菌?", "答:第七群丝状菌主要包含了不能归入前五群的其他类型丝状菌,如Eikelboom1863型菌、Eikelboom0411型菌、诺卡氏菌、链球菌等。"]
- ["问:发硫菌I型和发硫菌Ⅱ型在丝体长度和细胞形状上有什么区别?", "答:发硫菌I型的丝体长度变化较大,从50~500μm,细胞呈圆柱状;而发硫菌Ⅱ型的丝体长200~800μm,细胞呈长方形或杆状。"]
- ["问:Wanner和Grau如何对Eikelboom的丝状菌类型进行分类?", "答:Wanner和Grau根据丝状菌的形态、生理、新陈代谢及其出现的环境条件将Eikelboom的丝状菌类型再次分为四种类型。"]
- ["问:基于微生物学的丝状菌分类主要涵盖了哪些菌门?", "答:基于微生物学的丝状菌分类主要涵盖了至少7个不同的菌门,包括α-变形菌门、γ-变形菌门、放线菌门以及绿弯菌门等。丝状菌的系统发育树如图所示:\n@HXWNPZ063-1.jpg@$、@HXWNPZ063-2.jpg@$、@HXWNPZ063-3.jpg@$"]
- ["问:常见的引起活性污泥膨胀问题的丝状菌主要属于哪些菌门?", "答:常见的引起活性污泥膨胀问题的丝状菌主要属于α-变形菌门(如诺卡氏形态丝状菌)、γ-变形菌门(如发硫菌属以及021N型)、放线菌门(如微丝菌、Mycolata)以及绿弯菌门(如1851型、0041型及0092型)。"]
- ["问:传统丝状菌的鉴定步骤主要包括哪些方面?", "答:传统丝状菌的鉴定步骤主要包括形态特征观察、革兰氏染色、纳氏染色和积硫实验。\n传统丝状菌的鉴定步骤主要包括以下几个方面:\n1)形态特征观察\n借助显微镜,观察丝状菌的长度、直径、分支的有无、隔膜的有无和运动状态等。观察的特征主要有:分支(真分支与假分支),运动性,附着生长,衣鞘,隔膜,位置(位于污泥絮体内部、外围或者游离生长),丝状菌形状(直形、轻微弯曲、弯曲、不规则形状的链状细菌、盘绕或发射状)、长度及宽度,细胞形状(正方形、长方形、椭圆形、桶状、铁饼状、香肠状或者不规则形状)及大小。\n2)革兰氏染色\n革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法,1884年由丹麦医师Gram创立。细菌先经碱性染料结晶染色,而经碘液媒染后,用酒精脱色,在一定条件下,有的细菌此色不被脱去,有的可被脱去,因此可把细菌分为两大类,前者叫做革兰氏阳性菌(G^+),后者为革兰氏阴性菌(G^-)。为观察方便,脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。阳性菌仍带紫色,阴性菌则被染上红色。\n革兰氏染色一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤,具体操作步骤为:\n(1)涂片固定;\n(2)草酸铵结晶紫染1min;\n(3)蒸馏水冲洗;\n(4)加碘液覆盖涂面染1min;\n(5)水洗,用吸水纸吸去水分;\n(6)加95%酒精数滴,并轻轻摇动进行脱色,30s后水洗,吸去水分;\n(7)蕃红染色液(稀)染10s后,自来水冲洗。干燥,镜检。\n药剂:\n(1)结晶紫浓染液。\n甲:结晶紫3g,乙醇(95%)20mL;乙:草酸铵0.8g,蒸馏水80mL。将甲、乙两液混合后稀释10倍使用。\n(2)蕃红染液。\n蕃红0.25g;乙醇(95%)10mL;蒸馏水100mL;混合均匀。\n(3)碘液。\n碘1.0g;碘化钾2.0g;蒸馏水300mL。配制时,先将碘化钾溶于5~10mL蒸馏水中,再加入1g碘,使其溶解后,加蒸馏水至300mL。\n3)纳氏染色\n纳氏染色的具体步骤如下:\n(1)制备涂片;\n(2)取二份纳氏染色A液和一份B液相混,染色10~15s,水冲,干燥;\n(3)取纳氏染色C液染色15s;\n(4)水冲,干燥后镜检。\n药剂:\n(1)A液。亚甲基蓝0.1g,冰醋酸5mL,酒精(95%)5mL,蒸馏水1000mL混合均匀。\n(2)B液。结晶紫(取0.33g结晶紫溶于3.3mL96%的酒精中)3.3g,酒精(96%)5mL,蒸馏水100mL。\n(3)C液。1%碱性菊橙水溶液(chrysoidinY,2,4’-二氨基偶氮苯)33.3mL,蒸馏水66.7mL。\n纳氏染色阴性的丝状菌菌体呈浅棕色至微黄色,阳性菌丝状体内含有深色颗粒或整个丝状体完全染成蓝灰色。\n4)积硫实验\n某些丝状菌能将还原性硫化物转化成元素硫并在细胞中以硫粒形式储存。积硫实验的步骤为:取少量活性污泥与等体积Na₂S溶液混合,放置15min,不时摇动,使污泥保持悬浮。制成压片标本,镜检细胞中是否有黑色的硫粒。\n根据上述试验观察结果,参照各丝状菌的形态特征及鉴别检索图,对丝状菌菌种进行鉴定。由于革兰氏染色和纳氏染色反应操作不当会导致不同的染色特性,从而导致实验人员对丝状菌的一些形态界定不准确,传统的丝状菌鉴定方法存在较大弊端,易造成丝状菌菌种的鉴别错误。"]
- ["问:革兰氏染色的操作步骤是什么?", "答:革兰氏染色的操作步骤主要包括涂片固定、草酸铵结晶紫染色、蒸馏水冲洗、加碘液覆盖涂面染色、水洗、加酒精脱色、水洗、蕃红染色液染色、水洗、干燥和镜检。\n"]
- ["问:丝状菌鉴别检索图的作用是什么?", "答:丝状菌鉴别检索图是一个工具,它提供了丝状菌的鉴别流程,通过对照观察结果和检索图,可以帮助实验人员准确地鉴别丝状菌菌种。如图所示:\n@HXWNPZ064.jpg@$"]
- ["问:传统丝状菌鉴定方法有哪些局限性?", "答:传统丝状菌鉴定方法,如Eikelboom与Jenkins等所编订的手册中各丝状菌形态的表述进行鉴定,只在少数菌种的鉴定上是可信的。对于大多数菌种,传统的鉴定方法存在较大的局限性。"]
- ["问:目前丝状菌鉴定所使用的rRNA杂交探针及其菌属与系统发育的关系是怎样的?", "答:目前丝状菌鉴定所使用的rRNA杂交探针及其菌属与系统发育的关系如表所示。\n表 丝状菌rRNA杂交探针及其菌属与系统发育如图所示:\n@HXWNPZ065-1.jpg@$、@HXWNPZ065-2.jpg@$、@HXWNPZ065-3.jpg@$\n该表详细列出了不同菌属的丝状菌及其对应的杂交探针,并显示了某些菌属丝状菌可能包含多种菌种的情况,如Nostocoida limicola隶属于至少4个不同菌门。"]
- ["问:FISH分析的主要操作步骤是什么?", "答:FISH分析的主要操作步骤包括:固定、杂交、清洗及观察。首先,采用4%PFA对污泥样品进行固定。然后,对固定后的污泥样品进行超声分散,并滴加在载玻片上。接着,通过脱水处理,将样品浸泡在不同浓度的乙醇溶液中。随后,将荧光标记的寡核苷酸探针与污泥样品进行杂交。杂交结束后,采用洗脱缓冲液进行洗脱。最后,在干燥后的样品上滴加抗荧光衰减剂,并采用荧光显微镜进行观察。FISH分析中采用的寡核苷酸探针如图所示:\n@HXWNPZ066.jpg@$"]
- ["问:活性污泥中常用丝状菌的寡核苷探针的详细信息在哪里可以找到?", "答:活性污泥中常用丝状菌的寡核苷探针的详细信息列于表3-5。该表提供了有关活性污泥中常用丝状菌的寡核苷探针的详细信息,是进行FISH分析时的重要参考。"]
- ["问:α-变形菌纲的丝状菌在活性污絮体中的常见程度如何?", "答:α-变形菌纲的丝状菌为活性污絮体中常见的丝状菌菌属。\n表 α-变形菌纲内丝状菌纯菌种生理学特征与活性污泥系统中该菌种原位生理学特征的比较\n如图所示:\n@HXWNPZ067.jpg@$"]
- ["问:α-变形菌纲的丝状菌主要包括哪些聚簇,请列举?", "答:α-变形菌纲的丝状菌主要包括三个聚簇:第一个cluster包括Candidatus‘Monilibacter batavus’与Candidatus‘Sphaeronema italicum’;第二个cluster包括Candidatus‘Alysiosphaera europaea’,Candidatus‘Alysiomicrobium bavaricum’以及Candidatus‘Combothrix italica’;第三个cluster仅包括Meganema perideroedes。"]
- ["问:α-变形菌纲的丝状菌根据系统发育史可分为哪两类?", "答:α-变形菌纲的丝状菌根据系统发育史可分为两大类:一类只利用少数几种短链的脂肪酸,另一类在底物利用上更为广泛,除短链的脂肪酸外,还可摄取不同糖类、醇类和氨基酸。"]
- ["问:β-变形菌纲内哪些丝状菌曾被认为是导致污泥膨胀的主要菌属?", "答:在之前的研究中,β变形菌纲内的丝状菌Sphaerotilus(Sphaerotilus natans)被认为是活性污泥系统中导致污泥膨胀现象最常见的菌属。但后来发现可能存在菌种鉴定错误的情况。表 β-变形菌纲内丝状菌纯菌种与活性污泥系内生长的该菌种原位生理学特征的比较\n如图所示:\n@HXWNPZ068.jpg@$"]
- ["问:Sphaerotilus和Leptothrix sp.在活性污泥系统中的作用是什么?", "答:Sphaerotilus以及Leptothrix sp.菌并不是最常见的菌属,他们只是偶尔会导致污泥沉降性变差。"]
- ["问:关于1701型丝状菌(RC2, ATCC49750)的序列分析有何发现?", "答:1701型丝状菌的序列与S.natans菌很相似,并且也含有S.natans杂交探针的目标靶位。但在实际污水处理系统中,用这种探针检测出的1701型丝状菌并不常见。"]
- ["问:Aqs997 FISH探针能够检测哪些菌种?", "答:Aqs997 FISH探针能够检测许多Aquaspirillum delicatum丝状菌,包括Curvibacter delicates comb.nov., Pseudomonas lanceolata(重新归类于Curvibacter lanceolatus comb.nov.),以及Curvibacter属的其他菌种。"]
- ["问:Curvibacter菌属在活性污泥絮体形成中扮演什么角色?", "答:Curvibacter菌属中包含了一些有附着生长特性的丝状菌(0041/0675型、1701型及1851型),这些丝状菌在活性污泥絮体形成的过程中充当骨架,起着相对重要的作用。"]
- ["问:S.natans在活性污泥系统中的地位如何?", "答:早期研究表明S.natans常出现于发生丝状菌膨胀的活性污泥系统中,因此S.natans常作为实际污水处理运行过程中监控的目标微生物之一。"]
- ["问:关于S.natans及L.discophora的生态生理学特征有哪些研究?", "答:S.natans及L.discophora均为专性好氧菌,可以降解各种类型的有机酸、糖类、醇类及氨基酸,但不能利用更复杂的底物。"]
- ["问:目前对Curvibacter菌属的了解有多少?", "答:目前对Curvibacter菌属的了解尚不深入。已有针对其的生理学研究,但没有纯菌种被分离出来。已知Curvibacter菌属的一些菌种可以利用单糖和一些氨基酸类的底物,并能以NO_3^-及NO_2^-作为电子受体。但其是否能进行反硝化还不得而知。这些菌种的底物同化产物多数为PHA类物质。菌种A被认为与Curvibacter相似,具有降解蛋白质的特性,且表现出亲水性,并有附着生长现象。"]
- ["问:Thiothrix, Beggiatoa与Leucothrix分别属于哪个科?", "答:Thiothrix, Beggiatoa与Leucothrix均隶属于γ-变形菌纲的Thiotrichaceae科。\n表 γ变形菌纲内丝状菌纯菌种与活性污泥系内生长的菌种原位生理学特征的比较\n如图所示:\n@HXWNPZ069.jpg@$"]
- ["问:Thiothrix spp.主要存在于哪些环境中,它对活性污泥系统有何影响?", "答:Thiothrix spp.主要存在于含硫废水或者海洋生境中,但常引起污泥膨胀现象,特别是在处理工业废水的活性污泥系统中更为明显。"]
- ["问:Thiothrix nivea与Thiothrix ramosa有何特点?", "答:Thiothrix nivea与Thiothrix ramosa是已被鉴定出来的Thiothrix菌种。"]
- ["问:021N型丝状菌与Thiothrix菌有何关系?", "答:与021N型丝状菌形态相同的丝状菌可被分为3种,其中包括单独的Thiothrix eik elboomii以及另外两种被认为更能代表Eikelboom 021N型的菌种:Thiothric disciformis与Thiothrir flexilis。"]
- ["问:哪些探针可用于检测Thiothrix菌?", "答:除了与整个021N型及Thiothrix菌属杂交的探针外,分别与T.disciformis(groupI)、T.eikelboomii(groupⅡ)及T.flexilis(groupⅢ)杂交的探针也已被开发出来。"]
- ["问:目前是否有针对活性污泥系统中Beggiatoa丝状菌的FISH探针?", "答:目前并没有与活性污泥系统中Beggiatoa丝状菌杂交的FISH探针,但海洋中的Beggiatoa菌存在杂交探针。"]
- ["问:Thiothrix菌的生理学特性有哪些?", "答:一般来说,分离出来的Thiothrix可以利用有机酸及胶质,且需要还原性硫化物来保证其生长。它们具有自养、兼养特性,并能将NO₃^-还原至NO₂^-。"]
- ["问:021N型丝状菌如何利用底物?", "答:所有的021N型丝状菌均可以利用多种不同类型的糖类(单糖或者多糖)和短链脂肪酸。其中,groupⅡ及groupⅢ内的部分菌种能将NO₃^-还原至NO₂^-。此外,groupⅢ菌种还具有氧化还原性硫化物的能力,而groupI及groupⅡ的一些菌种体内存在大量的硫粒。"]
- ["问:Nielsen等对活性污泥系统中Thiothrix spp.的生态生理学有哪些发现?", "答:Nielsen等发现,在六种不同底物中,只有乙酸和乙醇被Thiothrix spp.利用,而葡萄糖不管在活性污泥系统还是纯菌体系中都不被摄取。此外,他们还发现一株隶属于T.ramosa的Thiothrix丝状菌具有异养、兼养及自养特性,并在特定条件下具有一定的活性。"]
- ["问:对与021N型探针杂交的021N型丝状菌(groupⅡ,即T.eikelboomii)的生态生理学有何研究?", "答:研究表明,在4个污水处理厂的样品中,乙酸及葡萄糖均可被T.eikelboomii利用。在实验室条件下,该菌种还可以吸收油酸、乙醇、氨基乙酸及亮氨酸。所有底物利用实验是在好氧条件下进行的。"]
- ["问:Thiothrix菌属纯菌种与他们的原位生理学特性有何异同?", "答:对比发现,Thiothrix菌属纯菌种与他们的原位生理学特性在某些方面一致,如单独摄取乙酸、在特定条件下代谢乙酸、将NO₃^-还原至NO₂^-、有些菌种能够自养生长,并利用有机酸类物质。同时,不管是分离出来的纯菌种还是原位系统内的021N型丝状菌(T.eikelboomii),在营养代谢方面都具有多样性。"]
- ["问:拟杆菌门丝状菌主要包括哪些纲?", "答:拟杆菌门丝状菌主要包括Bacteroidetes、Flavobacteria和Sphingobacteria三个纲。其中,Sphingobacteria纲又包括Cytophaga与Flexibacter两个属。"]
- ["问:哪些纲的丝状菌从活性污泥系统中被分离出来?", "答:从活性污泥系统中分离出来的丝状菌主要属于Bacteroidetes纲,其中包括H.hydrossis以及属于Cytophaga亚群而形似1863型的丝状菌。"]
- ["问:哪些丝状菌偶尔出现于活性污泥中但数量有限?", "答:C.‘Magnospira bakii’,一种隶属于Flexibacteraceae科的可运动的螺丝型丝状菌,偶尔出现于活性污泥中但数量有限。"]
- ["问:针对拟杆菌门丝状菌设计了哪些FISH探针?", "答:针对拟杆菌门丝状菌设计的FISH探针包括HHY探针(基于H.hydrossis型菌株)、HHY-654探针(鉴定范围较为宽广的H.hydrossis探针),以及常用于鉴定活性污泥系统中拟杆菌门丝状菌的CFB719和SAP309探针。"]
- ["问:哪种拟杆菌门丝状菌在工业废水及城市污水处理厂中最常见?", "答:针状的H.hydrossis以及与H.hydrossis相近的丝状菌种是工业废水及城市污水处理厂中最常见的拟杆菌门丝状菌。"]
- ["问:H.hydrossis等拟杆菌门丝状菌的底物利用特性是什么?", "答:H.hydrossis等拟杆菌门丝状菌似乎为高度专性多糖降解细菌,能够利用葡萄糖和N-乙酰胺基葡萄糖。它们是专性好氧菌,在缺氧及厌氧条件下不具有利用底物同化活性。这些细菌能合成并分泌各种胞外酶,如几丁质酶、葡(萄)糖苷酸酶、酯酶以及磷酸酶,表明它们能够降解多糖及细胞残骸。"]
- ["问:如何看待通过去除H.hydrosssi所利用的底物来控制其数量的做法?", "答:由于H.hydrosssi是活性污泥种群中的土著菌种,能够利用N-乙酰胺基葡萄糖并分泌几丁质酶来分解细胞残骸,因此通过去除它们所利用的底物来达到控制菌数量的做法可能是一个困难的任务。"]
- ["问:绿弯菌门丝状菌主要生存的环境有哪些?", "答:绿弯菌门丝状菌曾被认为能够在极端环境中生存,如热温泉以及高盐环境,类似于不产氧光合细菌的生理活动。但在非光合环境中,绿弯菌门丝状菌常见于活性污泥系统,特别是在强化生物除磷的活性污泥系统和一些简单的工业废水处理系统中。"]
- ["问:有哪些绿弯菌门丝状菌被成功分离并命名?", "答:通过显微操纵术,一些绿弯菌门丝状菌已从活性污泥系统中分离出来。其中,具有Eikelboom1851型丝状菌形态特征的丝状菌被命名为Kouleothrix aurantiaca。此外,Herpetosiphon菌属也在活性污泥中被鉴定出来。"]
- ["问:针对绿弯菌门丝状菌有哪些FISH探针被设计出来?", "答:针对绿弯菌门总菌以及一些菌属或特定菌种的FISH探针已设计出来,例如Chl1851、EU25-1238。此外,AHW183是针对形态和N.limicola相似而属于绿弯菌门的菌属的探针。"]
- ["问:绿弯菌门丝状菌在实际应用中的表现如何?", "答:绿弯菌门丝状菌在实际城市污水及工业废水处理厂中普遍存在,但由于常生长于污泥絮体内部,故很少导致污泥膨胀现象。它们常有Saprospiraceae菌附着生长,当附着的菌大量存在时,会集结成呈束状,可能诱发污泥膨胀。"]
- ["问:绿弯菌门丝状菌的生态生理学特性有哪些?", "答:绿弯菌门丝状菌在营养学上较为特殊,主要利用初级的碳水化合物如葡萄糖、N-乙酰胺基葡萄糖及氨基酸。它们通常只在好氧条件下摄取底物,但也有些可以在缺氧或厌氧条件下利用某些底物。它们含有PHA颗粒,并产生多种胞外酶来降解复杂的多糖和蛋白质。此外,绿弯菌门丝状菌的亲水性较强。"]
- ["问:纯菌属特性与原位系统内的绿弯菌门丝状菌生态生理特性有何差异?", "答:纯菌属特性与原位系统内的绿弯菌门丝状菌生态生理特性确实存在差异。例如,纯菌属可以在厌氧条件下利用某些底物,而原位系统内的菌种则主要在好氧条件下活动。此外,纯菌属可能具有更广泛的底物利用能力,而原位系统内的菌种可能受到环境条件的限制,只利用特定的底物。"]
- ["问:绿弯菌门丝状菌如何利用复杂大分子物质?", "答:绿弯菌门丝状菌能够利用复杂大分子物质如多糖和蛋白质,这主要通过它们产生的多种胞外酶来实现,如几丁质酶、葡萄糖苷酸酶、乳糖酶以及蛋白酶。这些酶能够降解这些复杂大分子物质,使其转化为菌体可以利用的小分子物质。"]
- ["问:绿弯菌门丝状菌在活性污泥系统中的发酵特性是否重要?", "答:绿弯菌门丝状菌在活性污泥系统中的发酵特性并不起重要作用。它们主要在好氧条件下利用溶解性的底物,这表明其发酵特性在活性污泥系统中不是主要的代谢途径。"]
- ["问:Eikelboom0041/0675型丝状菌是否都属于TM7菌门?", "答:不一定,只有部分Eikelboom0041/0675型丝状菌与TM7亚门探针杂交,且有些菌种可能属于绿弯菌门及β-变形菌门的类Curvibacter菌属。"]
- ["问:丹麦奥尔堡大学对TM7菌门的研究内容是什么?", "答:丹麦奥尔堡大学采用TM7分子探针对丹麦两座污水处理厂的丝状菌进行了鉴定,并对形态似0041/0675型的丝状菌生态生理学进行了研究。"]
- ["问:污水处理厂中常见的链球状丝状菌通常被归类于哪个属?", "答:污水处理厂中常见的链球状丝状菌根据其形态常被归类于Bacilli纲Streptococcaceae科Streptococcus属。"]
- ["问:从污水处理厂分离出的8株菌株分别属于哪些属?", "答:从污水处理厂分离出的8株菌株分别隶属于厚壁菌门的2个不同属:Trichococcus flocculiformis与Streptococcus。"]
- ["问:T.flocculiformis菌种在哪些条件下可以利用葡萄糖?", "答:T.flocculiformis菌种在好氧条件下能利用葡萄糖产生的乳酸以及乙酸生长,且在缺氧条件下能摄取乙醇和甲酸。"]
- ["问:T.flocculiformis菌种能否利用所有类型的糖?", "答:T.flocculiformis菌种并非能利用所有类型的糖,一些糖类如蔗糖、甘露糖以及纤维二糖可被该菌种利用,但甘露糖与半乳糖则不行。"]
- ["问:放线菌门丝状菌中有哪些主要导致活性污泥沉降性问题的微生物群?", "答:放线菌门丝状菌中,主要导致活性污泥沉降性问题的微生物群包括Candidatus.‘Microthrix parvicella’以及少数分枝菌酸放线菌的Mycolata菌种。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella'通常出现在哪些类型的活性污泥系统中?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella'通常出现在发生泡沫或污泥膨胀现象的活性污泥系统中。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella'的形态丝状菌被命名为什么?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella'的形态丝状菌被命名为Microthrix parvicella。"]
- ["问:针对Candidatus'Microthrix parvicella'的FISH探针有什么作用?", "答:针对Candidatus'Microthrix parvicella'的FISH探针可以检测到该菌种,有助于对其在活性污泥系统中的存在和分布进行研究。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix calida’与Candidatus'Microthrix parvicella’的基因序列相似度是多少?", "答:Candidatus'Microthrix calida’与Candidatus'Microthrix parvicella’的基因序列的相似度在95.7%~96.7%之间。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella’主要在哪种类型的活性污泥系统中引发污泥膨胀?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella’主要在城市污水的活性污泥系统中引发污泥膨胀,虽然它也会出现在工业废水的活性污泥系统中,但出现频率相对较低。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix calida’是否经常引起污泥膨胀?", "答:Candidatus'Microthrix calida’并不经常引起污泥膨胀,并且很有可能在诱发污泥膨胀中不起作用。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌在原位系统中主要利用哪些类型的底物?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌在原位系统中主要利用长链脂肪酸,如油酸、三油酸与棕榈酸等。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌的生长需要哪些电子受体?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌只能在硝酸盐或者氧气作为电子受体的情况下才能生长。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌对什么环境敏感?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌对高氧环境很敏感,更偏好于微好氧环境。"]
- ["问:纯菌种环境下,Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌能利用哪些底物生长?", "答:纯菌种环境下,Tandoi等认为Candidatus'Microthrix parvicella’丝状菌能够利用短链脂肪酸生长,但这并没有得到原位系统研究的支持。"]
- ["问:Gordonia和Skermania的形态特征是什么?", "答:Gordonia的形态为直角分支大头状,而Skermania的形态为锐角松树状。但请注意,FISH检测并不一定呈现这些形态。"]
- ["问:如何解决Mycolata菌属FISH探针设计的困难?", "答:解决Mycolata菌属FISH探针设计的困难需要对样品进行预处理。在几种预处理方法中,Kragelund等的方法被认为最为有效。"]
- ["问:Mycolata菌属的生态生理学研究主要关注哪些方面的内容?", "答:Mycolata菌属的生态生理学研究主要关注污泥泡沫中Mycolata菌种的代谢活性、底物利用范围、PHA及聚磷物质的储存,以及胞外酶的产生等方面。"]
- ["问:Mycolata菌属在原位系统中的生理生态学研究与纯菌种研究有哪些差异?", "答:Mycolata菌属在原位系统中的生理生态学研究与纯菌种研究存在一些显著差异。例如,一些底物在纯菌种情况下可以被完全利用,但在原位系统中可能不被吸收;某些菌种在纯菌种数据下被认为是严格的好氧菌,但在原位系统内却可以利用其他电子受体摄取底物。"]
- ["问:N.limicolaⅡ丝状菌的底物利用范围如何?", "答:N.limicolaⅡ丝状菌的底物利用范围很广,包括亲水性及疏水性的底物,例如长链脂肪酸(LCFAs)都能吸收。这些底物在好氧、缺氧与厌氧条件下都可能被利用。"]
- ["问:关于Isosphaera菌属,有哪些已知的信息?", "答:从澳大利亚的污水处理厂中分离出的5种类形态似于N.limicolaⅢ的丝状菌菌株均隶属于Isosphaera菌属。这些菌种的FISH探针已被设计出来,但目前还没有纯菌种研究,且对于纯菌种的生理生态缺乏研究。"]
- ["问:0211型、0581型、0961型及1852型丝状菌的研究情况如何?", "答:0211型、0581型、0961型及1852型丝状菌较不常见,且并无分离出纯菌种,因此并无相关生态生理特征的研究。"]
- ["问:哪些因素会影响活性污泥系统中丝状菌的增长?", "答:不同构造、不同运行方式及不同水质会造成活性污泥系统中不同类型丝状菌的增长。例如,Thiothrix常在只去除COD且在进水中有硫化物的污水处理厂中成为优势丝状菌。"]
- ["问:丝状菌的系统发育从属与其生态生理特性之间有什么关系?", "答:丝状菌的系统发育从属与其生态生理特性之间存在着明显的相关性。例如,大多数的α-proteobacteria具有多种同样的生理学特性,从而造成它们在特定的污水处理厂中的生长。"]
- ["问:丝状菌如何利用NO_3^-和NO_2^-?", "答:丝状菌可能不完全具有反硝化能力,但在一定情况下,如C.‘Microthrix parvicella’以及一些其他菌属,它们可以将NO_3^-还原至NO_2^-,并可能同化储存PHAs类物质来获取能量或用于生长。"]
- ["问:哪些丝状菌属于多功能基于溶解性底物的类型?", "答:多功能基于溶解性底物的丝状菌包括α-proteobacteria以及γ-proteobacterial的Thiothrix/021N型。它们喜好利用溶解性的底物,能够利用包括乙酸在内的多种底物,并具有较强的PHA储存能力。"]
- ["问:多功能基于溶解性底物的丝状菌通常对底物的偏好如何?", "答:多功能基于溶解性底物的丝状菌能够利用的底物包括短链脂肪酸、长链脂肪酸、几种碳水化合物、氨基酸以及乙醇,显示出广泛的底物利用能力。"]
- ["问:多功能基于溶解性底物的丝状菌对氧气的需求如何?", "答:多功能基于溶解性底物的丝状菌主要依赖氧气作为电子受体,但一些菌属在特定情况下可以利用NO_3^-为电子受体,在缺氧环境下也能生存。"]
- ["问:降解蛋白质的丝状菌主要分泌什么酶,并利用什么类型的物质?", "答:降解蛋白质的丝状菌主要分泌蛋白酶,并利用氨基酸。其中一些菌属还能够在NO₃^-/NO₂^-为电子受体的情况下摄取底物。"]
- ["问:降解多糖的丝状菌分泌的酶有哪些?它们能利用哪些类型的物质?", "答:降解多糖的丝状菌分泌的酶包括葡萄糖苷酸酶、乳糖酶、几丁质酶、酯酶以及有时为脂肪酶。它们能够利用不同种类的单糖、N-乙酰胺基葡萄糖以及丙酸等,但同样不能利用乙酸。"]
- ["问:Candidatus'Microthrix parvicella’的特殊功能是什么?它常在哪些类型的污水处理系统中出现?", "答:Candidatus'Microthrix parvicella’能够分泌脂肪酶和酯酶,并降解油脂。它还具有储存油脂类物质的能力。该类丝状菌常在厌氧/好氧运行的BNR城市污水处理系统中出现,并常引起污泥膨胀及泡沫问题。"]
- ["问:多代谢功能的泡沫型丝状菌具有哪些特性?它们通常会造成什么问题?", "答:多代谢功能的泡沫型丝状菌具有极度疏水性的表面,能够造成稳定的活性污泥泡沫。它们能够利用多种底物,包括短链脂肪酸、单糖、氨基酸以及长链脂肪酸,并储存大量的PHA物质。这类丝状菌主要生长于泥水混合液而非泡沫中,很少引发污泥膨胀现象,但常造成系统的泡沫问题,尤其在没有脱氮功能的污水处理系统中。"]
- ["问:目前已知的能够在厌氧条件下生长的丝状菌菌属是什么?它们有什么特性?", "答:目前已知的能够在厌氧条件下生长的丝状菌菌属是Streptococci(Firmicutes)。它们是兼性的厌氧菌属,能够在好氧及厌氧条件下利用葡萄糖,但不能代谢乙酸。在厌氧条件下,该类菌属可能有发酵特性,但在原位系统中关于它的生理特征研究鲜有报道。"]
- ["问:Tetrasphaera内的N.limicola有什么特性?", "答:Tetrasphaera内的N.limicola具有厌氧发酵特性,与Streptococci(Firmicutes)类似,能够在厌氧条件下生长。"]
- ["问:污水处理厂的运行参数与污泥膨胀问题有什么内在联系?", "答:污水处理厂的运行参数决定了活性污泥系统的生态特性,从而与潜在的污泥膨胀问题存在着一定的内在联系。运行参数包括有机负荷、缺氧/厌氧池的设置以及污水种类等。污泥负荷常分为高负荷与低负荷,而与之对应的则分别为短污泥龄与长污泥龄。缺氧区和厌氧区的设置以及污水的种类,都会对活性污泥系统的生境产生影响,进而影响丝状菌的生长和繁殖,可能导致污泥膨胀问题。"]
- ["问:处理溶解性底物工业废水的传统无脱氮功能的污水处理厂通常含有哪些类型的丝状菌?", "答:处理溶解性底物工业废水的传统无脱氮功能的污水处理厂通常含有多功能基于溶解性底物生长的丝状菌,如α-proteobacteria和Thiothrix/021N型。在特定的运行条件下,如低DO、硫化物存在或营养物质不足时,这些丝状菌的增殖可能更为明显。此外,在处理特定底物、高温或高盐度运行时,有时也能发现形态上类似于非典型的α-proteobacteria或无附着生长的Chloroflexi的未经鉴定的丝状菌菌种。"]
- ["问:处理城市生活污水的传统无脱氮功能的污水处理厂中常见的丝状菌有哪些?", "答:处理城市生活污水的传统无脱氮功能的污水处理厂中常见的丝状菌主要为复杂型底物丝状菌,如Bacteroidetes、Chloroflexi、Curvibacter以及TM7的相关菌属。由于没有厌氧或缺氧区,Candidatus‘Microthrix parvicella’在此类污水处理厂中较为少见。然而,在溶解性底物成分较大、氧气不足或硫化物存在的情况下,泡沫型丝状菌Mycolata和Thiothrix/021N型也可能在该类污水处理厂中出现。"]
- ["问:处理溶解性底物工业废水的BNR污水处理厂中的丝状菌种群有哪些特点?", "答:关于处理溶解性底物工业废水的BNR污水处理厂中的丝状菌种群的信息较少,但已知一些α-proteobacteria与Chloroflexi有时会出现。这类污水处理厂通常为中等有机负荷、适中污泥龄,这些条件可能影响了丝状菌的种类和生长情况。"]
- ["问:处理城市生活污水的BNR污水处理厂中的丝状菌主要有哪些?", "答:处理城市生活污水的BNR污水处理厂中的丝状菌主要为复杂型底物丝状菌,包括Bacteroidetes、Chloroflexi、Curvibacter、TM7以及C.‘Microthrix parvicella’。这些丝状菌主要利用复杂大分子物质作为底物进行生长,并且由于该类型污水处理厂有机负荷低、污泥龄长,这些丝状菌得以稳定存在。此外,Mycolata丝状菌在这类污水处理厂中较少繁殖。"]
- ["问:什么是扩散选择理论?", "答:扩散选择理论是解释污泥膨胀现象的一种学说。它基于表面积/体积比(A/V)学说,指出在低营养或低溶解氧浓度条件下,丝状菌由于其较大的比表面积(A/V)能够更有效地吸收底物。在低底物浓度或低溶解氧条件下,丝状菌的生长速率相对较高,因此在曝气池内丝状菌的生长会占优势,而菌胶团细菌的生长则会受到限制。"]
- ["问:扩散选择理论如何解释污泥膨胀现象?", "答:根据扩散选择理论,污泥膨胀现象主要是由于在低底物浓度或低溶解氧条件下,丝状菌由于其较大的比表面积能够更有效地吸收底物,导致其在曝气池内生长占优势。这导致污泥絮体结构发生改变,形成开放式、丝状菌为主的污泥絮体,进而引发污泥膨胀。"]
- ["问:扩散选择理论有哪些不足之处?", "答:扩散选择理论虽然对于解释低底物浓度、低溶解氧和N、P元素缺乏引起的污泥膨胀是比较有效的,但仍存在一些不足。例如,当微生物受到普遍毒性作用的有毒物质流入时,按照该理论,有毒物质对丝状菌的抑制作用应该比菌胶团菌更强。然而,实际上在一些有毒物质流入的场合,却易于发生丝状菌污泥膨胀。这个事实用该理论是无法解释的。"]
- ["问:van Loosdrecht和Picioreanu的研究得出了什么结论?", "答:van Loosdrecht和Picioreanu的研究表明,在存在底物浓度梯度(如低底物浓度)的情况下,底物扩散会占主导地位。这种条件下,容易形成开放式、以丝状菌为主的污泥絮体。这一结论进一步支持了扩散选择理论中关于丝状菌在低底物浓度条件下生长占优势的观点。"]
- ["问:Ben-Jacob的研究对扩散选择理论有何贡献?", "答:Ben-Jacob的研究表明,纯菌种的菌落形态特点与底物的浓度梯度有关。在低底物浓度情况下,菌落容易形成丝体这种形态。这一发现进一步证实了扩散选择理论中关于丝状菌在低底物浓度条件下易于生长的观点,并为该理论提供了更深入的生物学依据。"]
- ["问:Donaldson和Chudoba的研究发现了什么关于活性污泥的沉降性能?", "答:Donaldson和Chudoba的研究表明,活性污泥的沉降性能与曝气池内活性污泥混合液的流态特点有关系。特别是在径流(轴流)式和具有高的底物浓度梯度的曝气池内,丝状菌的生长受到抑制,可形成沉降性能良好的活性污泥。"]
- ["问:Chudoba提出的动力学选择理论基于什么?", "答:Chudoba提出的动力学选择理论主要是基于Monod方程,这个方程描述了微生物生长速率与底物浓度的关系。该理论根据不同种群的微生物具有不同的生长动力学参数,来解释活性污泥系统中丝状菌生长或受到抑制的现象。"]
- ["问:动力学选择理论将微生物分为哪两种类型,并简述其特点?", "答:动力学选择理论将微生物分为A型和B型两种类型。A型微生物具有低的半饱和常数(K_s)和最大比生长速率(μ_max),丝状菌大多属于A型微生物。B型微生物具有高的半饱和常数(K_s)和最大比生长速率(μ_max),菌胶团细菌属于B型微生物。两种微生物在不同底物浓度下的选择性竞争如图所示:\n@HXWNPZ076.jpg@$"]
- ["问:如何利用Chudoba的动力学选择理论解释丝状菌污泥膨胀的原因?", "答:利用Chudoba的动力学选择理论,可以解释丝状菌污泥膨胀的原因。当污水生物处理系统内底物浓度很低时,具有低的K_s和μ_max值的丝状菌比菌胶团细菌具有更快的比生长速率,因此更容易竞争到底物,占有生长优势,导致污泥膨胀。"]
- ["问:根据动力学选择理论,如何控制丝状菌污泥膨胀?", "答:根据动力学选择理论,控制丝状菌污泥膨胀的方法之一是在生物反应器内产生底物浓度梯度,尤其是在生物反应器的入口处产生有利于菌胶团细菌生长的高底物浓度,从而抑制丝状菌的生长。例如,推流式反应器、对生物反应器分格、SBR反应器和生物选择器都可以运用这一原理来控制污泥膨胀。"]
- ["问:动力学选择理论对丝状菌的作用有何评价?", "答:根据动力学选择理论,丝状菌被评价为良好的清道夫,它们降解低浓度底物的能力比菌胶团细菌更强,这有助于保证低的处理出水浓度,提高净化效率。这也解释了为什么某些污水处理厂在发生丝状菌污泥膨胀后,却发现处理出水更加清澈,过滤后的COD浓度非常低的原因。"]
- ["问:纯菌分离培养的研究如何证实动力学选择理论的正确性?", "答:纯菌分离培养的研究证实了一些丝状菌和菌胶团细菌在特定条件下的生长特性,这与动力学选择理论的预测相一致。这些研究通过实际观察和测量微生物的生长速率和底物浓度之间的关系,验证了动力学选择理论的正确性。"]
- ["问:目前的分子生物学检测技术对研究活性污泥中的微生物有哪些帮助?", "答:目前的分子生物学检测技术,如FISH技术,对研究活性污泥中的微生物提供了重要帮助。这些技术能够更准确地检测和识别活性污泥中的微生物种类,包括丝状菌和其他菌胶团细菌,从而有助于更深入地了解它们的生长特性和动力学参数。"]
- ["问:FISH技术是如何应用于检测丝状菌的动力学常数的?", "答:FISH技术(荧光原位杂交技术)通过特定的荧光标记探针与丝状菌的DNA或RNA进行杂交,从而实现对丝状菌的准确识别和定位。通过结合显微镜观察和荧光信号分析,可以进一步分析丝状菌的生长情况,从而间接推断出其动力学常数。这项技术的应用有助于更深入地了解丝状菌的生长特性和动力学参数,为污泥膨胀的控制提供理论依据。"]
- ["问:纯菌分离培养研究中的丝状菌和菌胶团细菌能否代表整个活性污泥系统中的微生物菌种?", "答:纯菌分离培养研究中的丝状菌和菌胶团细菌虽然在一定程度上能够反映活性污泥系统中的某些微生物特性,但并不能完全代表整个活性污泥系统中的微生物菌种。活性污泥系统是一个复杂的微生物群落,其中包含多种不同的微生物种类和相互作用。因此,要全面了解活性污泥系统中的微生物特性,还需要结合其他分子生物学检测技术和生态学方法进行综合研究。"]
- ["问:目前在污泥膨胀控制方面有哪些新的研究进展?", "答:目前在污泥膨胀控制方面,研究者们不断探索新的方法和策略。除了传统的动力学选择理论所提出的方法外,还有研究者尝试通过优化运行条件、调整微生物群落结构、添加抑制剂或生物酶等方式来控制污泥膨胀。此外,随着分子生物学和生物信息学的发展,越来越多的新技术被应用于污泥膨胀控制的研究中,如基因编辑技术、生物膜反应器技术等。这些新的研究进展为污泥膨胀的控制提供了新的思路和方向。"]
- ["问:动力学选择理论对于污水处理厂的运营管理有何指导意义?", "答:动力学选择理论对于污水处理厂的运营管理具有重要的指导意义。首先,它可以帮助污水处理厂了解污泥膨胀的成因和机制,从而采取针对性的措施进行预防和控制。其次,通过运用动力学选择理论,可以优化污水处理厂的运行条件,如调整底物浓度、溶解氧浓度等,以促进菌胶团细菌的生长,抑制丝状菌的过度繁殖。此外,动力学选择理论还可以指导污水处理厂选择合适的生物反应器类型和运行方式,以提高污泥沉降性能和出水水质。"]
- ["问:未来的污泥膨胀研究将如何发展?", "答:未来的污泥膨胀研究将继续深入探索污泥膨胀的机理和影响因素,并寻求更加有效的控制方法。一方面,研究者们将进一步完善和发展动力学选择理论,结合更多的实验数据和分子生物学技术,以更准确地描述和预测污泥膨胀现象。另一方面,随着生物技术的不断进步,新的生物控制策略和方法将被应用于污泥膨胀的控制中,如利用基因工程改造微生物、开发新型生物抑制剂等。此外,随着大数据和人工智能技术的发展,未来的污泥膨胀研究还将注重数据挖掘和智能预测,以实现更加精准和高效的污泥膨胀控制。"]
- ["问:什么是污泥膨胀的AC/SC假说?", "答:AC/SC假说是Chudoba在研究高负荷下污泥膨胀问题时提出的。该假说认为,微生物对基质的利用经历了细胞内累积、储存和生物代谢三个阶段。微生物的种类和特性各不相同,因此不同微生物的累积能力(AC)和储存能力(SC)也不同。在混合培养的微生物混合液中,具有较高AC值的微生物会处于优势生长。如图所示:\n@HXWNPZ077.jpg@$"]
- ["问:AC/SC假说如何解释高负荷条件下发生的丝状菌污泥膨胀问题?", "答:AC/SC假说解释高负荷条件下丝状菌污泥膨胀问题的关键在于微生物的累积能力和储存能力。丝状菌的AC值通常要比菌胶团细菌的AC值低,如果微生物所摄取的营养物得不到及时的氧化降解或得不到足够的营养物,则微生物的实际AC将不能得到充分的发挥而使其AC值降低。在高负荷条件下,由于底物浓度高,微生物的摄取速度可能超过其氧化降解速度,导致AC值降低,丝状菌因此获得生长优势,从而引发污泥膨胀。"]
- ["问:菌胶团细菌和丝状菌在储存底物能力上有何不同?", "答:通常认为,在高底物浓度情况下,菌胶团细菌储存底物的能力比丝状菌更强。这是因为菌胶团细菌具有更高的累积能力和储存能力,能够更有效地利用和储存底物。"]
- ["问:推流式活性污泥系统、SBR系统和选择器系统为何能控制污泥膨胀?", "答:推流式活性污泥系统、SBR系统和选择器系统能够控制污泥膨胀的原因在于它们能够影响微生物的累积能力和储存能力。这些系统通过调整操作条件,如底物浓度、曝气方式和反应时间等,使菌胶团细菌获得生长优势,从而抑制丝状菌的生长。此外,选择器系统通过创造有利于菌胶团细菌生长的环境,如底物浓度梯度,进一步强化了对污泥膨胀的控制。"]
- ["问:哪些丝状菌具有较高的储存底物能力?", "答:有一些丝状菌,如M.parvicella,在任何条件下(好氧、缺氧或厌氧)都具有较高的储存底物的能力。这类丝状菌在底物缺乏的饥饿条件下,可以利用储存的物质进行代谢活动,因此具有更强的竞争能力。"]
- ["问:为什么选择器在某些情况下不能发挥作用?", "答:选择器在某些情况下不能发挥作用的原因可能在于存在具有高储存底物能力的丝状菌。这些丝状菌即使在选择器创造的有利于菌胶团细菌生长的环境下,也能利用储存的底物进行生长,从而抑制选择器对污泥膨胀的控制效果。"]
- ["问:选择器如何控制低储存能力的丝状菌的过量生长?", "答:选择器通过调整操作条件,如底物浓度和曝气方式等,创造出有利于菌胶团细菌生长的环境。由于低储存能力的丝状菌在底物浓度较低或特定曝气条件下生长受到抑制,因此选择器可以有效地控制这些丝状菌的过量生长。"]
- ["问:什么是饥饿假说理论?", "答:饥饿假说理论是由Chiesa和Irvine提出的,该理论主要解释了不同底物类型和饥饿时间对微生物生长的选择性影响,以及间歇进水方式如何控制污泥膨胀的机理。该假说认为,通过控制底物浓度和饥饿时间,可以选择性地促进或抑制不同类型的微生物生长,从而改善污泥的沉降性能并减少丝状菌的数量。"]
- ["问:饥饿假说理论是如何解释间歇进水方式控制污泥膨胀的?", "答:饥饿假说理论认为,间歇进水方式能够创造有利于菌胶团细菌生长的环境,通过控制底物浓度的逐渐升高和饥饿时间的存在,可以限制生长缓慢的耐饥饿丝状菌和快速生长的饥饿高度敏感丝状菌的生长。在底物浓度逐渐升高的过程中,缓慢生长的丝状菌因其相对较低的底物利用率而受到控制。在内源代谢期间,对溶解氧具有高亲和力的快速生长丝状菌的底物利用率也相对较低,导致其长度和活性降低,数量减少。而间歇进水方式则有利于对底物快速利用的菌胶团细菌的生长,从而控制污泥膨胀。"]
- ["问:饥饿假说理论是如何解释不同底物浓度下微生物生长优势的?", "答:根据饥饿假说理论,不同底物浓度条件下,微生物的生长优势会有所不同。在低底物浓度条件下,对底物有高亲和力、最耐饥饿、生长缓慢的丝状菌会占据生长优势。而在高底物浓度条件下,情况则会有所不同。当溶解氧足够时,菌胶团细菌会占据生长优势;而当溶解氧较低时,对溶解氧有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长丝状菌会占优势。\n微生物生长速率与底物浓度的关系如图所示:\n@HXWNPZ078.jpg@$\n低溶解氧条件下微生物生长速率随底物浓度的变化情况如图所示:\n@HXWNPZ079.jpg@$"]
- ["问:为什么增加溶解氧浓度有助于预防和缓解污泥膨胀?", "答:根据饥饿假说理论,当有机负荷提高时,增加溶解氧浓度有助于预防和缓解污泥膨胀。这是因为在高负荷条件下,对溶解氧有高亲和力的快速生长丝状菌可能会占据优势,导致污泥膨胀。而增加溶解氧浓度可以抑制这些对溶解氧敏感的丝状菌的生长,同时促进菌胶团细菌的生长,从而改善污泥的沉降性能。"]
- ["问:饥饿假说理论除了考虑微生物的生长特性,还考虑了哪些因素?", "答:饥饿假说理论除了考虑微生物的生长特性,还考虑了代谢类型对微生物的影响。不同类型的微生物在底物类型和饥饿时间的影响下,会有不同的代谢方式和生长特性。这些因素共同影响了微生物在活性污泥系统中的生长优势和数量分布,进而影响了污泥的沉降性能和膨胀问题。"]
- ["问:一氧化氮理论是如何提出的?", "答:一氧化氮理论是由Gabb和Casey通过实际生活污水和配水为底物的试验提出的。他们在完全曝气、完全缺氧和间歇曝气的活性污泥系统中发现,低F/M丝状菌在间歇曝气的情况下生长较多,而在完全曝气或完全缺氧的情况下不会过量增殖。由此,他们推断间歇曝气使得低F/M丝状菌处于竞争优势,并提出了与反硝化过程相关的理论。"]
- ["问:反硝化过程中,菌胶团细菌和丝状菌的主要区别是什么?", "答:在反硝化过程中,菌胶团细菌和丝状菌的主要区别在于它们对硝酸盐的还原能力。丝状菌只能将NO₃^-还原为NO₂^-, 而菌胶团细菌可实现完全的反硝化过程,将NO₃^-完全还原为N₂。因此,在菌胶团细菌体内会出现NO的累积,而丝状菌体内则不会。"]
- ["问:一氧化氮理论如何解释缺氧-好氧交替运行的BNR工艺中发生的丝状菌污泥膨胀?", "答:一氧化氮理论认为,在缺氧-好氧交替运行的BNR工艺中,菌胶团细菌在反硝化过程中会累积NO,这抑制了其对缓慢生物降解有机物的吸收和利用。而丝状菌体内没有累积NO,因此在好氧条件下对SBCOD的竞争上具有优势,成为BNR系统内的优势菌种,导致污泥膨胀的发生。"]
- ["问:一氧化氮理论存在哪些疑点?", "答:一氧化氮理论存在多个疑点。首先,NO₂^-是NO的前体,但细菌细胞内的NO很难测定,一些研究者使用混合液内的NO₂^-浓度来预测NO的含量,但至今没有试验证明反硝化过程中的NO₂^-和NO具有一致性。其次,关于丝状菌是否能利用NO₂^-或NO₃^-为电子受体,存在不同的研究结果,这使得理论的可信度受到质疑。"]
- ["问:除了一氧化氮理论,还有哪些假说试图解释污泥膨胀现象?", "答:除了一氧化氮理论,还有AC/SC假说、饥饿假说、拟人法假说、泄泻假说、肥沃污泥假说、生物物理畸变假说、毒性选择假说和原生动物假说等理论试图解释污泥膨胀现象。然而,这些假说都不能全面解释污泥膨胀现象,实际中以前面提到的几种理论较为常用。"]
- ["问:动力-扩散双选择理论是如何提出的?", "答:动力-扩散双选择理论是由Lou等提出的,旨在解决污泥膨胀的关键因素到底是动力选择还是扩散选择的问题。Lou等通过定量荧光原位杂交技术(FISH)和底物利用试验结合代谢模型的方法进行研究,发现污泥中丝状菌的分布与扩散选择理论一致,而底物利用速率则与动力选择理论相符。因此,Lou等提出了动力-扩散双选择理论,认为反应器中底物浓度和絮体大小是引发膨胀的主要因素。"]
- ["问:动力-扩散双选择理论框架中实线和虚线分别代表什么?", "答:动力-扩散双选择理论如图所示:\n@HXWNPZ080.jpg@$\n在动力-扩散双选择理论框架中,实线代表在不存在底物扩散限制的情况下丝状菌和菌胶团菌的生长速率曲线。而虚线则代表在存在底物扩散限制时两类微生物的生长速率曲线。这一框架展示了底物扩散限制对微生物生长速率的影响,从而解释了污泥膨胀现象。"]
- ["问:底物浓度如何影响污泥膨胀?", "答:底物浓度是影响污泥膨胀的关键因素之一。根据动力-扩散双选择理论,当底物浓度小于某个阈值(C_SA,即膨胀区)时,丝状菌将赢得竞争并导致污泥膨胀。而在底物浓度高于另一个阈值(C_SB,即非膨胀区)时,污泥则不会膨胀。因此,底物浓度的变化会直接影响丝状菌和菌胶团菌之间的竞争关系,进而决定污泥是否发生膨胀。"]
- ["问:扩散阻力在丝状菌和菌胶团菌竞争中起什么作用?", "答:扩散阻力在丝状菌和菌胶团菌竞争中起到了关键作用。由于活性污泥絮体的存在,扩散阻力使得絮体内部和溶液中的底物浓度不同。絮体越大越密实,扩散阻力也越大,相当于表观Ks值增大。这使得生长速率曲线向右移动,但最大生长速率μ_{max}保持不变。因此,扩散阻力会影响丝状菌和菌胶团菌对底物的获取和利用,从而影响它们的竞争关系。"]
- ["问:动力-扩散双选择理论有哪些重要意义?", "答:动力-扩散双选择理论的重要意义主要体现在两个方面。首先,它可以解释不同文献报道中相互冲突的试验数据,而单一的动力选择理论则无法对这些数据进行解释。其次,该理论揭示了扩散阻力是如何影响菌胶团菌和丝状菌之间的竞争的,从而更深入地理解了污泥膨胀的机理。然而,尽管该理论整合了动力选择和扩散选择两个当前应用较广的理论,但仍无法解释所有污泥膨胀问题,理论本身也需要进一步的验证。"]
- ["问:动力-扩散双选择理论中的非膨胀区是如何定义的?", "答:在动力-扩散双选择理论中,非膨胀区是指底物浓度高于某一特定阈值(C_SB)的区域。在这一区域内,由于底物浓度足够高,丝状菌无法赢得与菌胶团菌的竞争,因此不会发生污泥膨胀。需要注意的是,C_SB并不是一个固定的值,它取决于多种因素,如膨胀阈值(SVI=150mL/g)、运行方式以及絮体性质等。"]
- ["问:关于动力-扩散双选择理论的验证试验中,有哪些值得注意的问题?", "答:在关于动力-扩散双选择理论的验证试验中,有几个值得注意的问题。首先,试验中混合液的最高底物浓度仅达到200mg/L左右,这仍处于过渡区,因此非膨胀区的存在及其临界值需要进一步试验来确认。其次,剪切力等其他因素也可能影响污泥的沉降性,因此需要进一步探究是扩散阻力还是剪切力本身导致了污泥沉降性的改善。最后,底物储存和衰减等因素在长时间进水的验证试验中可以忽略,但在其他情况下可能对菌胶团和丝状菌的竞争产生决定性影响,因此这些因素也需要考虑在内。"]
- ["问:动力选择理论存在哪些不容忽视的缺陷?", "答:动力选择理论存在以下不容忽视的缺陷:\n第一,该理论建立在丝状菌的μ_max和K_s低于菌胶团菌的基础上,然而这个观点对于活性污泥中的所有菌胶团形成菌的代表性是有争议的,并且丝状菌形态与低比生长速率之间的直接联系尚未得到理论解释。\n第二,动力选择理论无法解释丝状菌和菌胶团菌在实际中的共存现象。\n第三,除了μ_max和K_s外,还有其他内在因素如底物储存、细胞衰减以及外因如微生物相互作用、运行环境交替等也影响菌胶团菌和丝状菌之间的竞争,动力选择理论无法解释各种情况下的污泥膨胀问题。"]
- ["问:Martins等如何解释扩散选择理论和动力选择理论的关系?", "答:Martins等认为扩散选择理论和动力选择理论是从不同的角度解释同一个问题。如果将动力选择理论里的Ks视为底物吸收酶的一种特性,那么它与“丝状”形态之间并无直接联系。但如果将K_s视为由Pipes提出的A/V假说中底物传递到细胞的表面底物传递系数,则可以全面解释动力学选择理论。在絮凝体中,K_s值受絮凝体形态影响,底物扩散阻力越大,K_s值越高。丝状菌伸出絮凝体外生长意味着较低的K_s值。"]
- ["问:如何克服动力选择理论在解释共存方面的局限性?", "答:为了克服动力选择理论在解释共存方面的局限性,一些学者提出了不同的假说。例如,Chiesa和Irvine假设了一个可随时间变化的生长环境来解释共存问题;Cenens等结合了动力选择理论和丝状菌骨架理论来解释共存的丝状菌问题;Lou等整合了动力选择理论、丝状菌骨架理论、底物储存和细胞衰减,提出了一个新的模型,该模型预测丝状菌和菌胶团菌可以共存,并通过试验证实了丝状菌的衰减速率小于非丝状菌,进一步证实了丝状菌的竞争优势。"]
- ["问:Lou等提出的模型是如何解释丝状菌和菌胶团菌共存的?", "答:Lou等提出的模型整合了动力选择理论、丝状菌骨架理论、底物储存和细胞衰减。该模型预测丝状菌和菌胶团菌可以共存,并通过试验证实了丝状菌的衰减速率小于非丝状菌,这进一步证实了丝状菌在竞争中的另一项竞争优势。此外,该模型还表明,在不同的稀释比下,底物储存和衰减速率对丝状菌和菌胶团菌的竞争关系起着不同的关键作用。在低稀释比下,底物储存起到关键作用;而在高稀释比下,衰减速率更为重要。"]
- ["问:碳水化合物对污泥膨胀有何影响?", "答:采用活性污泥法处理碳水化合物含量多的废水,易发生污泥膨胀。容易引起污泥膨胀的碳水化合物主要指葡萄糖、蔗糖、乳糖等单糖或二糖。丝状菌如球衣菌属能够直接利用这些糖类物质进行繁殖,从而导致污泥膨胀。"]
- ["问:可溶性有机物对污泥膨胀有何影响?", "答:废水中可溶性有机物含量多时,亦易于发生污泥膨胀。这是因为活性污泥中的丝状菌相比其他菌胶团细菌,对可溶性有机物的利用更为容易,从而促进了丝状菌的繁殖和污泥膨胀的发生。"]
- ["问:丝状菌对有机物的利用有何特点?", "答:丝状菌在利用有机物时,对于高分子物质的水解能力较弱,难以吸收不溶性物质。但当废水中含有可溶性有机物时,丝状菌就能利用这些物质进行繁殖,从而容易发生丝状菌膨胀。"]
- ["问:工业废水为何更容易发生污泥膨胀?", "答:工业废水更容易发生污泥膨胀,原因之一是工业废水中往往含有更多的可溶性有机物,这些物质易于被丝状菌利用进行繁殖,导致污泥膨胀的发生。此外,不同种类的工业废水可能含有不同的有机物质,这也影响了丝状菌的种类和膨胀的程度。"]
- ["问:哪些类型的丝状菌容易在特定类型的有机物中生长?", "答:溶解性、易降解底物有利于多种丝状菌的生长,如S.natans、1701型、021N型等。当废水中含有单糖和溶解性淀粉时,有利于S.natans、1701型等丝状菌的生长。而当废水中含有挥发性脂肪酸如乙酸、丙酸和丁酸时,有利于021N型、0411型等丝状菌的生长。"]
- ["问:在南非的一些BNR污水处理厂中,哪些丝状菌是普遍存在的?", "答:在南非的一些BNR污水处理厂中,0041型、0675型和0092型丝状菌以及一些M.parvicella菌是普遍存在的。"]
- ["问:这些低降解速率的底物和颗粒性有机物如何影响BNR污水处理厂的好氧区?", "答:这些低降解速率的底物和颗粒性有机物可以进入BNR污水处理厂的好氧区,并在那里被分解转化为低浓度的易溶解性有机物。"]
- ["问:在好氧消化池中,哪些丝状菌可能大量生长并影响污泥沉降性能?", "答:在好氧消化池中,M.parvicella和Nocardioforms丝状菌可能大量生长并影响污泥沉降性能,甚至产生大量泡沫。"]
- ["问:Eikelboom发现了什么现象与0041型、0675型丝状菌的生长有关?", "答:Eikelboom发现,在BNR污水处理厂中,当原水和回流污泥混合之后再进入曝气池时,会有利于0041型、0675型丝状菌的生长。"]
- ["问:氮和磷的浓度对污泥沉降性能有何影响?", "答:对于低的氮浓度,较低的P/C就可以维持低的SVI值;而对于高的氮浓度,则需要较高的P/C才能维持低的SVI值。这表明在活性污泥系统中需要维持C、N、P的平衡关系。"]
- ["问:哪种情况下容易引起非丝状菌污泥膨胀?", "答:当废水中碳源充足而氮源或磷源不足时,容易引起非丝状菌污泥膨胀。例如,在处理面包酵母废液时,碳和磷都充足,只缺乏氮时,容易引起非丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:Thiothrix、021N型、Beggiatoa和0941型丝状菌如何利用硫化氢?", "答:这四类丝状菌可以利用硫化氢为能源,将硫化氢氧化为单质硫,并将这些硫以胞内颗粒物的形式沉积在菌体内。"]
- ["问:Thiothrix和021N型丝状菌在什么条件下可以大量生长?", "答:Thiothrix和021N型丝状菌可以同时利用下水道内腐化废水中的硫化物和相对分子质量低的有机酸,因此在处理这些腐化废水时,这两种菌可以大量生长。"]
- ["问:有毒物质如何影响微生物的活性?", "答:有毒物质通过与细胞酶活动中心形成稳定的化合物,降低细胞酶的活性,甚至使细胞中毒而死亡。不同种类的有毒物质对微生物的作用机制有所不同,例如酚类物质主要损伤微生物的细胞膜、钝化酶和使蛋白质变性;重金属离子则进入细胞后与酶或蛋白质上的—SH结合而使之失活或变性。"]
- ["问:有毒物质对活性污泥的影响有哪些不同的方式?", "答:有毒物质对活性污泥的影响按其作用方式和条件,可分高浓度短时间作用和低浓度长时间作用。根据有毒物质的毒性,可分为仅对正常菌胶团细菌有毒性作用,对丝状菌无毒性作用;仅对与膨胀有关的丝状菌具有毒性作用;对两种微生物都有毒性作用。"]
- ["问:哪些微生物能在有毒物质存在时优先生长?", "答:在有毒物质存在时,能优先生长的微生物包括与膨胀有关的丝状菌,如枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌,它们由于可形成内生孢子,能适应恶劣环境,在其他相对衰弱的菌胶团细菌恢复活性之前,就迅速增殖,导致丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:废水如果储存或在排水管道、初沉池中停留时间过长,为什么容易引起污泥膨胀?", "答:废水长时间储存或在排水管道、初沉池中停留时间过长,容易引起污泥膨胀的原因有两个:首先,废水受到微生物的分解,不溶性物质转变为可溶性物质,高分子物质分解为低分子物质,这样的废水容易引起污泥膨胀。其次,在厌氧条件下,废水中的含硫物质被分解,产生硫化氢,贝氏硫细菌等丝状菌可将硫化氢加以氧化并以元素硫的形式蓄于菌体内,从而引起丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:温度对微生物的生长有哪些影响?", "答:温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一。每种微生物都有各自的适宜生长温度。在一定的温度范围内,随着温度的上升,细菌生长加速。当温度达到最低或最高生长温度时,微生物的生长会受到限制。"]
- ["问:低温情况下可能发生的污泥膨胀类型是什么?原因是什么?", "答:低温情况下可能发生非丝状菌性膨胀。这主要是因为废水中含糖类碳水化合物较多时,微生物在代谢过程中来不及将有机物完全氧化消耗,而以多糖类高黏性物质储存起来,并形成菌体外高黏性物质覆盖和积累,从而导致了污泥的高黏性膨胀。"]
- ["问:M.parvicella在何种条件下易大量生长?", "答:M.parvicella在低有机负荷、低温以及含有长链脂肪酸的条件下易大量生长。此外,在脱氮除磷的污水处理厂中,由于这些条件,M.parvicella也可能成为引发污泥膨胀和泡沫的重要原因。"]
- ["问:温度降低对活性污泥的沉降性能有何影响?", "答:当温度突然降低时,污泥的沉降性能会变差。这是因为微生物的代谢速率降低,部分有机碳源不能被充分利用,形成胞外多聚物,使活性污泥微生物表面覆盖了大量的高黏性物质,导致污泥的结合水增多,体积增大,沉降性能变差。"]
- ["问:温度对活性污泥的相对黏度有何影响?", "答:当活性污泥的相对黏度增大时,活性污泥的SV也随之增大,污泥沉降性能越差。在15~30℃时,相对黏度随温度的降低而略有升高。这意味着,当温度降低时,活性污泥的沉降性能可能会受到影响,变得更加困难。"]
- ["问:温度突然降低时,为何可能发生非丝状菌污泥膨胀?", "答:当温度突然降低时,活性污泥微生物的正常生长代谢受到影响,可能产生更多的黏性胞外多聚物,导致污泥沉降性能更差。因此,温度突然降低是可能发生非丝状菌污泥膨胀的一个原因。"]
- ["问:当进水中含有强酸时,活性污泥系统会出现什么现象?", "答:当进水中含有强酸,活性污泥混合液的pH低于6.0时,会出现真菌的大量生长,菌胶团细菌的生长受到抑制。当pH降至4.5时,真菌将完全占优势,原生动物大部分消失,严重影响污泥的沉降、分离和出水水质。"]
- ["问:低pH或高pH对活性污泥系统有何影响?", "答:过低或过高的pH都会对活性污泥系统产生不良影响。pH超过11时,活性污泥会破坏,处理效果显著下降。在工业废水处理工程中,过高或过低的pH不一定会引起污泥膨胀,但会使污泥解絮、抑制污泥活性或发生污泥上浮。"]
- ["问:曝气池中溶解氧浓度较低时,对污泥有什么影响?", "答:当曝气池中溶解氧浓度较低时,容易发生污泥膨胀。虽然丝状菌也是好氧菌,但与其他菌胶团细菌相比,其具有较长的菌丝,比表面积大,对氧的亲和能力更强,所以更易夺得溶解氧进行生长繁殖,故在低氧环境中,它们仍可在竞争中取得优势,发生丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:在控制低DO引起的污泥膨胀过程中,DO浓度和F/M有何关系?", "答:在控制低DO引起的污泥膨胀过程中,DO浓度和F/M有很大的相关性。F/M越高,所需的DO浓度越高。根据试验结果,可以绘制出不同F/M和DO浓度的关系图,从而确定发生污泥膨胀和未发生污泥膨胀时F/M和DO浓度范围。"]
- ["问:如何通过调整F/M和DO浓度来控制低DO引起的污泥膨胀?", "答:通过降低污泥负荷或提高DO浓度可以控制低DO引起的污泥膨胀。但是,实际操作中需要考虑到运行成本、实际设计的最大曝气量等一系列问题。另外,控制污泥膨胀并恢复污泥良好的沉降性能所需要的时间比发生膨胀所需的时间更长。"]
- ["问:提高DO浓度来控制低DO引起的污泥膨胀需要多长时间?", "答:提高DO浓度来控制低DO引起的污泥膨胀需要2~3个污泥龄。也就是说,若某污水处理系统的污泥龄为10天,则需要20~30天才能将过量的丝状菌淘汰掉,使丝状菌数量恢复原有水平,恢复原来良好的污泥沉降性能。"]
- ["问:Mulder提出的两种可能引起丝状菌膨胀的条件是什么?", "答:Mulder提出的两种可能引起丝状菌膨胀的条件为:高负荷缺氧说和低负荷说。高负荷缺氧说指的是废水的浓度高,微生物在高负荷下消耗大量氧气,造成水中缺氧或低氧条件,抑制了菌胶团细菌的生长,而有利于能耐受低氧的球衣菌的大量繁殖。低负荷说是指进水浓度低,污泥处于极低负荷时,絮凝体中的菌胶团细菌得不到足够的营养,而交织于絮凝体中的球衣菌却形成长长的丝状体从絮粒中伸出,以增加表面积,充分吸收环境中的低浓度的营养,导致污泥膨胀。"]
- ["问:冲击负荷对活性污泥法系统的影响是什么?", "答:冲击负荷是指流入曝气池内的废水量、浓度和水质成分等的突然变化。当负荷突增时,活性污泥法系统原有的正常运行状态将遭到破坏,污泥中的原有生态将失去平衡,生物相也将发生变化。这种情况下,丝状微生物往往易于适应,尽快恢复活动,进行繁殖,而若当水质含糖类物质及可溶性成分较多时,就易于发生丝状菌性污泥膨胀。"]
- ["问:水量突然变大时,活性污泥系统可能出现什么情况?", "答:当水量突然变大时,如果活性污泥系统的机动性较小,可能会出现污泥流失,导致曝气池内污泥浓度降低。低浓度的MLSS既可以引发丝状菌污泥膨胀,也可能引起非丝状菌污泥膨胀。"]
- ["问:污泥负荷与污泥膨胀之间的关系是怎样的?", "答:污泥负荷与污泥膨胀之间的关系是非常复杂的。不同研究者的研究结果大相径庭,这主要是因为其他诸多因素如污水性质、运行条件等同时影响着污泥沉降性能。在同样的负荷下,有的污泥可能处于膨胀状态,而另外的研究中却表明污泥沉降性能良好。因此,不能简单地根据污泥负荷来判断污泥是否会发生膨胀。"]
- ["问:反应器类型和流态对污泥沉降性能有什么影响?", "答:反应器类型和流态对污泥沉降性能有很大的影响。完全混合式曝气池最易发生污泥膨胀,推流式反应器介于完全混合式和间歇式之间,而间歇式反应器最不容易发生污泥膨胀。这是因为流态影响的关键是底物的浓度梯度,不同类型的反应器具有不同的水力特性和底物分布,从而影响污泥的生长和沉降性能。"]
- ["问:在哪些情况下,污泥容易发生膨胀?", "答:污泥容易发生膨胀的情况包括:当废水的浓度高,微生物在高负荷下消耗大量氧气,造成水中缺氧或低氧条件时;当进水浓度低,污泥处于极低负荷时;当曝气池受到冲击负荷,如废水量、浓度和水质成分的突然变化时;以及当反应器类型和流态对污泥沉降性能产生不利影响时,如采用完全混合式曝气池。"]
- ["问:如何通过调整反应器类型和流态来防止污泥膨胀?", "答:通过调整反应器类型和流态可以有效地防止污泥膨胀。例如,在曝气池进水端设立选择器,以抑制特定丝状菌的过量生长;采用分格曝气池或设立缺氧(或厌氧)选择器;在SBR系统中采用限量曝气或初始反应段不曝气的方式;以及避免在初沉池停留时间过长等。这些措施可以改变曝气池内的水力特性和底物分布,从而抑制丝状菌的生长,改善污泥的沉降性能。"]
- ["问:完全混合式曝气池为什么容易引发污泥膨胀?", "答:完全混合式曝气池容易引发污泥膨胀的原因在于其水力特性和底物分布特点。在完全混合式曝气池中,底物浓度在整个反应器中相对均匀,这可能导致某些丝状菌(如021N型、Thiothrix菌种等)在整个反应器内均匀生长并过量繁殖。此外,完全混合式曝气池中的混合作用可能导致污泥颗粒的破碎和絮凝体的解体,进一步加剧了污泥膨胀的发生。"]
- ["问:间歇进水对污泥膨胀的控制有何影响?", "答:一般认为间歇进水可控制污泥膨胀,其原理类似于在连续流反应器首端增设选择器。然而,间歇进水不能控制M.parvicella、0092型、0041型和0675型丝状菌引起的污泥膨胀。"]
- ["问:哪些丝状菌的MCRT范围相当宽?", "答:021N型、Thiothrix菌种、S.natans、N.limicola Ⅱ、1701型、H.hydrossis和诺卡氏菌的MCRT(污泥龄)范围相当宽。"]
- ["问:哪些丝状菌只在高MCRT(低F/M)的条件下存在?", "答:M.parvicella、0092型、0041型、1851型、0914型、0803型、0581型和0675型丝状菌只在高MCRT(低F/M)的条件下存在。"]
- ["问:哪些因素会影响0411型和1863型丝状菌的生长?", "答:当废水中含有高浓度的相对分子质量低的有机酸时,有利于0411型丝状菌的生长;而废水中含有疏水性底物(如油和油脂)时,有利于1863型丝状菌的生长。"]
- ["问:生物选择器是什么?", "答:生物选择器是在捷克学者Chudoba提出的动力学选择理论基础上开发出来用于控制污泥膨胀的技术。它的主要目的是在选择器内创造一个有利于菌胶团菌生长的生态环境,通过生物竞争机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖,从而控制污泥膨胀的发生和发展。"]
- ["问:好氧选择器的工作原理是什么?", "答:好氧选择器利用浓度梯度的概念,使得选择器进水端具有较高的污泥负荷。当底物浓度高时,菌胶团菌的比生长速率大于丝状菌,菌胶团菌在竞争中占优势。通过合理设计选择器的流态和容积,可以有效去除大部分易降解有机物,控制污泥膨胀。"]
- ["问:好氧选择器设计要注意哪些点?", "答:好氧选择器设计要注意两点:一是要求流态最好是推流,若是多格串联,也要求5格以上;二是选择器的容积是关键,容积过小,不足以去除大部分易降解有机物,使其进入主反应区;容积过大,又使得浓度梯度降低,不利于菌胶团菌的生长。"]
- ["问:缺氧选择器与缺氧池有何区别?", "答:缺氧选择器与系统反硝化所设计的缺氧池的重大区别在于两者的目的不同:设置选择器的目的在于控制系统污泥膨胀,改善污泥的沉降性能;而缺氧池是为了实现反硝化,降低出水中的硝酸盐氮浓度。"]
- ["问:缺氧选择器的工作原理是什么?", "答:缺氧选择器利用反硝化细菌利用易降解有机物作为电子供体,利用硝酸盐作为电子受体进行反硝化过程。由于大多数丝状菌不能利用硝酸盐作为电子受体,因此如果易降解有机物在缺氧段被去除,丝状菌的生长将被抑制,从而控制污泥膨胀的发生。"]
- ["问:缺氧选择器设计时,污泥负荷的取值范围是多少?", "答:缺氧选择器设计时,污泥负荷的取值范围通常为0.7~1.0kgBOD₅/(kgMLSS·d),对于可降解COD负荷值为1.2~1.7kgCOD/(kgMLSS·d)。这些取值有助于确定选择器的设计参数,并优化其对污泥膨胀的控制效果。"]
- ["问:缺氧选择器与缺氧池在容积大小上有什么差异?", "答:缺氧选择器与缺氧池在容积大小上有明显的差异。缺氧选择器的主要作用是去除大量易降解有机物,使得进入好氧段的该类物质减少,因此其容积相对较小。而缺氧池则需要较大的池容,以利用慢速降解有机物进行反硝化反应,从而彻底去除硝态氮。"]
- ["问:厌氧选择器是如何控制污泥膨胀的?", "答:在厌氧选择器中,聚磷菌(PAO)释放体内的聚磷作为能源,迅速吸附进水中的易降解有机物,特别是挥发性脂肪酸(VFAs)。丝状菌和其他异养菌没有这项功能。在后续的好氧环境下,由于聚磷菌已经吸附了大量有机物,它们在同其他细菌的竞争中处于优势地位。由于PAO属于菌胶团菌,这有助于控制污泥膨胀。"]
- ["问:厌氧选择器与缺氧选择器有何主要区别?", "答:厌氧选择器与缺氧选择器都是代谢型选择器,但主要区别在于聚磷菌在厌氧选择器内只是完成了吸附过程,其增殖过程是在后续的主反应区(好氧区)完成的。而缺氧选择器主要利用缺氧环境进行反硝化反应。"]
- ["问:厌氧选择器为何可以设计成较小的容积?", "答:由于聚磷菌对溶解性有机物的吸附速度较快,因此厌氧选择器可以设计成较小的容积。以泥龄计,其容积一般为0.5~1.0d。设计时有时也用水力停留时间来计算,为40~60min。"]
- ["问:厌氧选择器设计时需要考虑哪些因素?", "答:厌氧选择器设计时需要考虑进水水质,特别是挥发性脂肪酸(VFAs)的含量。若进水中含有大量VFAs,则厌氧池需要较短的泥龄。如果进水中仅有一部分VFAs,则需要通过发酵反应产生足够的VFAs,这会影响厌氧段的泥龄设计。此外,易降解物质的数量也是影响厌氧泥龄的重要因素。"]
- ["问:如何通过选择器设计来减少丝状菌的丰度?", "答:选择器的设计可以通过优化水力停留时间和污泥负荷来减少丝状菌的丰度。由于很少有丝状菌能在缺氧或厌氧条件下利用其他电子受体进行代谢,因此缺氧和厌氧选择器通常具有更好的生物选择作用。通过合理设计选择器,可以使得菌胶团菌在竞争中占优势,从而减少丝状菌的数量。"]
- ["问:生物选择器设计有哪些准则?", "答:生物选择器设计可分为基于动力学模型的设计准则和经验设计准则。由于基于动力学模型的设计准则所需的动力学参数很难获得且难以精确,大多数情况下优先选用经验设计准则。经验设计准则主要基于选择器水力停留时间和污泥负荷来确定选择器的体积和运行条件。"]
- ["问:基于生物动力学模型的设计准则有何不足?", "答:基于生物动力学模型的设计准则的最大不足在于其设计方法基于大量的动力学参数和化学计量学参数,而这些参数一般很难通过试验获得。因此,在实际应用中,这种设计准则的应用受到一定的限制。"]
- ["问:经验设计准则中,选择器水力停留时间和污泥负荷如何计算?", "答:经验设计准则中,选择器水力停留时间(t)是通过进水流量(Q)、污泥回流量(Qx)和选择器体积(Vs.)来计算的,公式为:t = (Q + Qx) / Vs.。选择器污泥负荷(Nx)则是通过进水流量(Q)、进水中底物浓度(S0)、选择器体积(Vs.)和污泥浓度(X)来计算的,公式为:Nx = (Q × S0) / (Vs. × X)。"]
- ["问:缺氧或厌氧选择器在实际应用中需要满足哪些条件?", "答:在实际应用中,采用缺氧或厌氧选择器需要满足以下条件:首先,当采用缺氧生物选择器时,主反应区需完成硝化,以便为生物选择器提供所需的硝态氮;其次,在厌氧选择器内必须完成COD的快速去除,以用于生物放磷。这些条件确保了选择器能够有效地进行生物选择和污泥控制。"]
- ["问:生物选择器设计需要注意哪些要点?", "答:生物选择器设计需要注意以下要点:\n1) 选择器是否需要分格设计?\n是的,选择器需分格设计。当水力停留时间相同时,分格数越多则对丝状菌生长的抑制效果就越好。但分格过多会给施工和运行管理带来不便,一般的选择器分格数为4~6格。\n2) 如何提高选择器第一格中的F/M值?\n应尽量提高选择器第一格中的F/M值。第一格的微生物组成和特性对抑制丝状菌的生长有重要影响。若第一格中的F/M值很大便能有效地抑制丝状菌的生长,并保证后续曝气池中污泥良好的沉降性能。\n3) 如何确定选择器的水力停留时间?\n污水在选择器中的停留时间以回流污泥能吸收80%~90%的可溶性有机基质为宜。若停留时间过短,则不能有效抑制丝状菌生长;若停留时间过长,则会造成微生物活性梯度增大并增加运行费用。对城市污水或相似工业废水,水力停留时间一般为5~30min(通常为20min左右)。\n4) 如何确定曝气池的曝气时间?\n增加曝气池的水力停留时间是为了使回流污泥具有较高的对有机基质的吸附活性。曝气时间较长能使回流污泥处于饥饿状态,进入选择器后能快速吸附污水中的有机基质。处理城市污水和相似工业废水时,完全混合曝气池的曝气时间一般为5~6h(废水浓度较高时则需适当延长)。"]
- ["问:生物选择器在哪些处理工艺中得到了广泛应用?", "答:生物选择器的理念广泛应用于市政污水处理和工业废水处理中。当采用推流式工艺时,如A/O、A²/O工艺,其前段作用类同于生物选择器,一般不用单独再设置。对于SBR工艺,如传统SBR工艺一般无须设置单独的选择器,但CASS、CAST类工艺由于其注水期较长,污泥负荷较低,一般应设置生物选择器。对于工业废水,由于不满足缺氧、厌氧选择器的应用条件,一般选用好氧选择器。"]
- ["问:在不同的污水处理工艺中,生物选择器的设置原则是什么?", "答:在不同的污水处理工艺中,生物选择器的设置原则主要是考虑流态和进水性质。对于推流式工艺如A/O、A²/O,其前段作用已经类似于生物选择器,因此一般不再单独设置。对于氧化沟工艺,是否设置选择器除了考虑流态外,还应考虑进水性质,例如Orbal氧化沟建议设置生物选择器。对于SBR工艺,注水期较短、污泥负荷较高的传统SBR工艺通常不需要单独设置选择器,但注水期较长、污泥负荷较低的CASS、CAST类工艺则一般应设置生物选择器。对于工业废水,由于不满足缺氧、厌氧选择器的应用条件,通常选择好氧选择器。"]
- ["问:对于市政污水和工业废水,生物选择器的选择有何不同?", "答:对于市政污水和工业废水,生物选择器的选择主要基于水质和工艺需求的不同。对于市政污水,其选择器的形式一般结合系统除磷脱氮的要求综合考虑。而对于工业废水,由于不满足缺氧、厌氧选择器的应用条件(缺少氮、磷),一般选用好氧选择器。这是因为工业废水的成分复杂,可能含有对缺氧、厌氧微生物有害的物质,而好氧选择器则更适合处理这种水质。"]
- ["问:低负荷污泥膨胀的主要理论解释有哪些?", "答:低负荷污泥膨胀的主要理论解释有两种:动力学选择理论和扩散选择理论。动力学选择理论认为,在底物浓度低的情况下,丝状菌相对于菌胶团会优势生长。而扩散选择理论则指出,由于扩散受到限制,活性污泥絮体内部菌胶团可利用的底物浓度相对于丝状菌偏小,导致菌胶团的生长速率低于丝状菌的生长速率。"]
- ["问:如何通过提高污泥负荷来控制低负荷引起的污泥膨胀?", "答:提高污泥负荷可以通过两种主要方式来实现:一是加大排泥量,即缩短污泥龄,通过减低系统内的污泥浓度,提高单位污泥量所对应的底物浓度,从而防止丝状菌相对于菌胶团菌的优势生长;二是加大进水量,即缩短水力停留时间,由于水力停留时间与COD-污泥负荷呈负相关性,这样也能变相提高污泥负荷,防止丝状菌的过量繁殖。"]
- ["问:如何在曝气池内形成底物浓度梯度以控制低负荷引起的污泥膨胀?", "答:在曝气池内形成底物浓度梯度以防止低负荷引起的污泥膨胀,可以采用推流式反应器、序批式反应器(SBR)或接触池与完全混合式反应器相结合的工艺。这些工艺设计可以有效地在曝气池内产生底物浓度的梯度变化,从而避免底物浓度过低导致的丝状菌优势生长。"]
- ["问:低负荷引起的污泥膨胀与活性污泥去除性能有何关系?", "答:低负荷会带来高的COD去除率,但同时也容易导致污泥膨胀。这是因为低负荷条件下,丝状菌相对于菌胶团会优势生长,导致污泥结构不稳定,进而影响污泥的沉降性能。因此,低负荷引起的污泥膨胀往往与好的活性污泥去除性能相关,但也会带来污泥沉降困难的问题。"]
- ["问:哪些工艺可以帮助在曝气池内形成底物浓度梯度?", "答:可以采用推流式反应器、序批式反应器(SBR)或接触池与完全混合式反应器相结合的工艺来在曝气池内形成底物浓度梯度。这些工艺通过不同的水流方式和反应机制,使得底物浓度在曝气池内产生梯度变化,从而有助于控制低负荷引起的污泥膨胀。"]
- ["问:推流式反应器如何形成底物浓度梯度?", "答:在推流式反应器中,底物浓度随着反应器的流程依次降低,形成浓度梯度。这是因为反应器中的底物被微生物逐渐消耗,导致后续部分的底物浓度较低。这种浓度梯度的出现有利于菌胶团菌相对于丝状菌的优势生长。推流式反应器的流程及底物浓度沿程变化示意图如图所示:\n@HXWNPZ084.jpg@$"]
- ["问:推流式反应器中底物浓度的变化对微生物生长有何影响?", "答:在推流式反应器中,前段由于底物浓度高,菌胶团菌将优势生长;后段由于底物浓度低,丝状菌将优势生长。但由于大部分的底物在前段被微生物利用,整体结果是推流式反应器有利于菌胶团菌优势生长。"]
- ["问:实际污水处理厂中如何设置推流式反应器以达到推流效果?", "答:在实际污水处理厂中,多设置多廊道来达到推流的效果。然而,这种多廊道的池子经常会由于曝气和搅拌而产生纵向上的混合,很难实现严格的推流运行。因此,可以通过将廊道分隔化来取得好的结果。此外,还可以考虑在主反应区最前边设置一个生物选择器。"]
- ["问:SBR法是如何防止污泥膨胀的?", "答:SBR法通过其特殊的运行阶段和底物浓度变化来防止污泥膨胀。首先,SBR法的反应阶段底物浓度变化相当于普通曝气池的分格数为无穷多,使得SBR工艺本身就是一个性能良好的防止污泥膨胀的选择器。其次,SBR法在进水阶段和反应阶段开始时处于缺氧状态,这种环境利于抑制丝状菌的过量生长。再者,SBR法去除底物的速率大,污泥龄短,使得丝状菌不能很好地繁殖。最后,SBR法可以省去初沉池,减少废水中溶解性底物的比例,同时增加总固体量。SBR工艺流程及底物浓度随时间变化示意图如图所示:\n@HXWNPZ086.jpg@$"]
- ["问:SBR法与传统活性污泥法相比,在防止污泥膨胀方面有何优势?", "答:与传统活性污泥法相比,SBR法在防止污泥膨胀方面具有以下优势:首先,SBR法的反应阶段底物浓度变化大,相当于分格数无穷多,使得SBR工艺本身就是一个性能良好的选择器。其次,SBR法在运行过程中存在缺氧状态,利于抑制丝状菌的过量生长。再者,SBR法的污泥龄短,去除底物速率大,使得丝状菌不易繁殖。最后,SBR法通过省去初沉池,改变了废水中底物的比例,也有助于防止污泥膨胀。"]
- ["问:对于处理低浓度的生活污水,哪些处理工艺是推荐的?", "答:对于处理低浓度的生活污水,推荐采用推流式反应器、SBR工艺及带有生物选择器或接触池的工艺。这些工艺能有效地防止污泥膨胀,避免采用单独的完全混合法。对于氧化沟工艺,由于该工艺一般采用较大的回流比,接近完全混合法,推荐在氧化沟前段设置缺氧或厌氧选择器来抑制污泥膨胀。"]
- ["问:改良A/O工艺的主要目的是什么?", "答:改良A/O工艺的主要目的是为了防止污泥膨胀。其通过在曝气池首端设置缺氧选择器,以提高F/M值,使菌胶团细菌迅速摄取、转化并储存污水中的大部分营养物质,从而夺取了丝状菌的营养源,达到控制污泥膨胀的效果。改良A/O工艺试验装置图如图所示:\n@HXWNPZ087.jpg@$"]
- ["问:缺氧选择器在改良A/O工艺中起什么作用?", "答:在改良A/O工艺中,缺氧选择器起到了选择器和反硝化脱氮的作用。一方面,通过局部提高F/M值,菌胶团细菌在此环境下能够迅速摄取并转化营养物质,抑制丝状菌的生长。另一方面,缺氧选择器也促进了反硝化过程,降低出水中的硝酸盐浓度。"]
- ["问:在什么情况下,缺氧选择器可能无法完全预防丝状菌污泥膨胀?", "答:当有机负荷过低时,缺氧选择器可能无法完全预防丝状菌污泥膨胀。这是因为低负荷条件下,原水进入缺氧选择器后会被稀释,同时污泥回流液中的硝态氮在缺氧条件下进行反硝化也会消耗部分COD,导致系统内的COD浓度梯度非常小,无法有效抑制丝状菌的过量繁殖。有机负荷对改良A/O工艺中污泥沉降性能的影响如图所示:\n@HXWNPZ088.jpg@$"]
- ["问:改良A/O工艺中污泥膨胀期间,为什么没有出现污泥流失现象?", "答:在改良A/O工艺中,污泥膨胀期间没有出现污泥流失现象,主要是因为二沉池体积相对较大,活性污泥在二沉池内停留时间较长,从而防止了污泥的流失。同时,出水水质仍然很好,出水清澈透明,悬浮物基本检测不出。"]
- ["问:如何控制改良A/O工艺中丝状菌污泥膨胀?", "答:改良A/O工艺中丝状菌污泥膨胀可以通过两种方法进行控制。第一种是提高有机负荷,通过增加进水流量使有机负荷恢复到较高水平,利用菌胶团细菌在高基质浓度下的竞争优势,控制污泥膨胀。第二种方法是将剩余污泥移入SBR反应器内,通过调整运行周期和曝气时间等条件,使污泥在高基质浓度下生长,达到控制污泥膨胀的目的。采用SBR工艺控制低负荷下改良A/O工艺中污泥膨胀如图所示:\n@HXWNPZ089.jpg@$"]
- ["问:SBR工艺处理生活污水时,设定的有机负荷和对应的曝气时间分别是多少?", "答:采用SBR工艺处理生活污水时,设定的四个有机负荷分别为0.16kgBOD₅/(kgMLSS·d)、0.11kgBOD₅/(kgMLSS·d)、0.08kgBOD₅/(kgMLSS·d)、0.03kgBOD₅/(kgMLSS·d),对应的曝气时间分别为6h、8h、12h、24h。有机负荷对SBR工艺中活性污泥沉降性能的影响如图所示:\n@HXWNPZ090.jpg@$"]
- ["问:SBR工艺在低负荷下对活性污泥沉降性能的影响如何?", "答:SBR工艺在低负荷下对活性污泥沉降性能有较好的影响。试验结果表明,在SBR工艺中,即使污泥负荷降低到0.08kgBOD₅/(kgMLSS·d)仍然没有发生膨胀。这主要与SBR的工艺特点有关,其底物在时间上呈现推流过程,形成较大的浓度梯度,有利于菌胶团菌的优先生长,抑制了丝状菌的生长,从而预防污泥膨胀。"]
- ["问:在SBR工艺中,曝气时间过长会对活性污泥和出水产生什么影响?", "答:在SBR工艺中,当曝气时间过长时,会对活性污泥和出水产生不良影响。曝气时间过长会导致活性污泥解体,污泥浓度下降,出水变得浑浊。此外,长时间的曝气还会使活性污泥丧失去除有机污染物的能力,导致出水COD和SS浓度升高,处理效果变差。"]
- ["问:改良A/O工艺和SBR工艺在预防低负荷污泥膨胀方面的能力有何不同?", "答:改良A/O工艺和SBR工艺在预防低负荷污泥膨胀方面的能力有所不同。试验结果表明,当改良A/O工艺的负荷降低到0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d)时,发生了污泥膨胀。而SBR工艺在更低的负荷下(如0.08kgBOD₅/(kgMLSS·d))仍然能够预防污泥膨胀。这主要是因为SBR工艺具有较大的底物浓度梯度,有利于菌胶团菌的优先生长,从而抑制丝状菌的生长。因此,SBR工艺在预防低负荷污泥膨胀方面表现出更强的能力。"]
- ["问:在活性污泥工艺中,SVI值是否越低越好?", "答:在活性污泥工艺中,SVI值并不是越低越好。虽然较低的SVI值可能表明污泥沉降性能较好,但如果处理效果很差,SVI值的降低就没有实际意义。例如,在SBR工艺中,当曝气时间过长导致污泥解体时,虽然SVI值可能较低,但出水COD和SS浓度都很高,丧失了去除有机污染物的能力。因此,在评价活性污泥工艺的性能时,需要综合考虑SVI值和处理效果等多个指标。"]
- ["问:低溶解氧是如何成为污泥膨胀的常见诱因的?", "答:低溶解氧成为污泥膨胀的常见诱因主要是因为丝状菌相对于菌胶团菌在较低的溶解氧条件下具有更强的生长竞争力。虽然菌胶团菌的DO半饱和系数略高于丝状菌,但在常规污水处理工艺中,DO通常控制在较高的水平,使两者都能正常生长。然而,当考虑到DO在絮体内部的扩散阻力时,絮体内部的DO浓度可能成为菌胶团生长的限制因素,而丝状菌由于扩散在絮体外围,更容易接触到DO。因此,在低溶解氧条件下,丝状菌的生长优势可能导致污泥膨胀。"]
- ["问:污泥负荷率F/M与防止污泥膨胀的最低溶解氧浓度有何关系?", "答:污泥负荷率F/M与防止污泥膨胀的最低溶解氧浓度之间存在函数关系。具体来说,当污泥负荷率高、基质浓度大时,需氧量大,因此维持混合液中溶解氧浓度的要求也相应提高。Palm等发现,防止污泥膨胀的最低溶解氧浓度是污泥负荷率的函数。这意味着,在不同的污泥负荷条件下,存在一个最低的溶解氧安全线,当曝气池运行时的DO维持在这个安全线以上时,可以避免因DO供应不足而导致的丝状菌膨胀。"]
- ["问:改良A/O工艺中,低溶解氧引起的丝状菌污泥膨胀是如何控制的?", "答:低溶解氧引起改良A/O工艺丝状菌污泥膨胀的污泥照片(200×)如图所示:\n@HXWNPZ092.jpg@$\n在改良A/O工艺中,低溶解氧引起的丝状菌污泥膨胀可以通过提高溶解氧浓度来控制。当系统内的溶解氧浓度降低到较低水平时,SVI开始上升,表明发生了污泥膨胀。此时,通过增加曝气量或调整曝气方式,提高系统内的溶解氧浓度,可以有效地控制污泥膨胀。然而,需要注意的是,溶解氧浓度的提高需要逐渐进行,以避免对系统造成过大的冲击。此外,恢复速率可能会比较缓慢,需要耐心等待。"]
- ["问:在改良A/O工艺中,低溶解氧条件下污泥膨胀对出水水质有何影响?", "答:在改良A/O工艺中,尽管发生了低溶解氧引起的丝状菌污泥膨胀,但出水水质并未受到显著影响。具体来说,BOD和COD的去除率与膨胀之前相差不大,而SS的去除率甚至有所提高。出水通常清澈透明,SS经常检测不出。这表明,尽管污泥膨胀影响了污泥的沉降性能,但系统对污染物的去除能力并未受到严重影响。"]
- ["问:低溶解氧条件下,改良A/O工艺中的TN去除率有何变化?", "答:在低溶解氧条件下,改良A/O工艺中的TN去除率发生了变化。当DO浓度在较低水平时,TN的去除率有所提高,从高溶解氧条件下的30%~45%提高到55%~75%。这是因为低溶解氧条件有利于反硝化过程的进行,从而提高TN的去除率。然而,当DO浓度进一步降低到极低水平时,氨氮和TN的去除率会迅速降低,因为过低的溶解氧浓度会抑制硝化和反硝化过程的进行。"]
- ["问:菌胶团菌和丝状菌在DO半饱和系数上有何不同?", "答:菌胶团菌相对于丝状菌具有较大的DO半饱和系数。具体来说,纯种的1701型和Sphaerotilus natans的DO半饱和系数大约为0.01~0.03mg/L,而纯种的菌胶团菌的DO半饱和系数为0.07mg/L。这表明在相同的溶解氧条件下,菌胶团菌对DO的需求略高于丝状菌。"]
- ["问:在污水处理工艺中,为何常规的DO控制不会使DO成为限制性因素?", "答:在常规的污水处理工艺中,DO通常控制在2.0mg/L左右,这个水平足以满足菌胶团菌和丝状菌的正常生长需求,因此DO不会成为限制性因素。在这个DO水平下,两种微生物都能有效地利用溶解氧进行代谢活动。"]
- ["问:考虑DO在絮体内部的扩散阻力时,DO浓度对哪种微生物的生长影响更大?", "答:考虑DO在絮体内部的扩散阻力时,菌胶团菌的生长更容易受到DO浓度的影响。因为菌胶团菌生长在絮体内部,而DO需要克服较大的扩散阻力才能到达絮体内部,所以絮体内部的DO浓度可能成为菌胶团生长的限制因素。相反,丝状菌扩散在絮体外围,更容易接触到DO,因此其生长受DO浓度的影响较小。"]
- ["问:使用Monad方程描述DO对丝状菌和菌胶团生长和竞争的影响时,DO半饱和系数的选择有何注意事项?", "答:在使用Monad方程描述DO对丝状菌和菌胶团生长和竞争的影响时,DO半饱和系数的选择需要考虑实际情况下DO在絮体内部的扩散阻力。由于真实的DO半饱和系数只是理论值,实际情况下需要选用一个表观的DO半饱和系数。这个系数应该比真实的常数大,而且菌胶团菌的DO半饱和常数应明显高于丝状菌的DO半饱和常数,以更准确地反映实际生长和竞争情况。"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀发生时,改良A/O工艺的TN去除率为何会提高?", "答:丝状菌污泥膨胀发生时,改良A/O工艺的TN去除率提高的原因可能是低溶解氧条件有利于反硝化过程的进行。在反硝化过程中,硝酸盐被还原为氮气,从而实现TN的去除。由于丝状菌污泥膨胀导致系统内DO浓度降低,这为反硝化菌提供了更有利的生长环境,从而提高了TN的去除率。"]
- ["问:SBR工艺在预防低负荷引起的丝状菌污泥膨胀方面的效果如何?", "答:SBR工艺在一定程度上可以预防低负荷引起的丝状菌污泥膨胀。然而,当无聚磷菌存在时,SBR工艺无法抑制低溶解氧引起的丝状菌污泥膨胀。尽管如此,与改良A/O工艺相比,SBR工艺中发生的污泥膨胀程度相对较轻。"]
- ["问:在低溶解氧条件下,SBR工艺的污泥膨胀情况如何?", "答:在低溶解氧条件下,SBR工艺中的污泥膨胀逐渐加剧。与改良A/O工艺相比,SBR工艺中的污泥膨胀程度相对较轻,但SVI值仍然逐渐升高。在SBR工艺中,SV最大只达到64%,SVI最大达到220mL/g。"]
- ["问:如何通过控制溶解氧浓度来控制SBR工艺中的污泥膨胀?", "答:通过提高溶解氧浓度可以有效地控制SBR工艺中的污泥膨胀。将溶解氧浓度提高到2.0mg/L以上,并在这样的条件下运行10个周期后,污泥膨胀可以得到有效控制,SVI降低到142mL/g。\n溶解氧浓度对SBR工艺中的污泥沉降性能的影响如图所示:\n@HXWNPZ093.jpg@$"]
- ["问:活性污泥中的微生物为了正常生长和繁殖需要哪些营养物质?", "答:活性污泥中的微生物为了正常生长和繁殖,除了需要碳源外,还需要多种营养物质,包括N、P、S及各种金属元素。这些营养物质对于微生物的正常新陈代谢活动和维持微生物种类的动态平衡及生物活性至关重要。营养元素的功能和来源如图所示:\n@HXWNPZ094.jpg@$"]
- ["问:污水中缺少哪些营养物质可能导致丝状菌过量增殖和污泥膨胀?", "答:污水中缺少N、P等营养物质可能导致丝状菌的过量增殖和污泥膨胀。丝状菌如浮游分枝球衣菌(Sphaerotius natans)、丝硫细菌(Thiothrix sp.)等对营养物质有较强的亲和力、吸收率和累积能力,在进水底物中缺乏营养物质时能占优势而过量增殖,从而引发污泥膨胀问题。"]
- ["问:营养物质的缺乏如何影响微生物的生长和底物降解能力?", "答:营养物质的缺乏会抑制或终止许多生物化学反应,降低营养敏感型微生物的活性和底物降解能力。这会导致微生物类群和数量的改变,使低营养型微生物,如某些丝状菌得以过量增殖,进而出现污泥膨胀问题。"]
- ["问:哪些丝状菌常因营养物质缺乏而在污水中过量增殖?", "答:常见的因营养物质缺乏而在污水中过量增殖的丝状菌包括1701型、浮游分枝球衣菌(Sphaerotius natans)和丝硫细菌(Thiothrix sp.)等。这些丝状菌对营养物质有较强的亲和力、吸收率和累积能力,能在营养缺乏的环境中占优势而过量增殖。"]
- ["问:在哪些国家或地区,因营养物质缺乏引起的污泥膨胀问题较为普遍?", "答:在南非和北美,因营养物质(如N、P等)缺乏引起的污泥膨胀问题较为普遍。例如,南非大约33座污水处理厂中有27座存在此类问题,而美国马萨诸塞州也有34%的污水处理厂因营养物缺乏而出现膨胀问题。"]
- ["问:一些丝状菌的细胞干重中营养物质的含量与絮凝形成菌相比如何?", "答:一些丝状菌的细胞干重中营养物质的含量较少。例如,絮凝形成菌的细胞干重含N为12%~14%,而丝状菌如Sphaerotius natans、Thiothrix、Beggiatoa的细胞干重中含N仅为5%~6%。"]
- ["问:丝状菌对营养物质的亲和力、吸收率和累积能力如何?", "答:丝状菌对营养物质具有较强的亲和力、吸收率和累积能力。这使得它们在不平衡的生长条件下具有优势,特别是在营养物质浓度较低的情况下。"]
- ["问:在营养物质缺乏的情况下,哪些丝状菌容易在污泥中占优势?", "答:在营养物质缺乏的情况下,如Thiothrix sp.、Sphaerotius natans、021N型、可能是H. hydrosis、0041型、0625型等丝状菌容易在污泥中占优势。"]
- ["问:哪些因素影响了丝状菌对营养物质的利用率?", "答:丝状菌对营养物质的利用率受到多种因素的影响,包括污泥处理系统中的选择器类型(如好氧、缺氧、厌氧等)、污泥处理工艺(如CSTR)以及具体的丝状菌种类。在营养物受限制的情况下,某些丝状菌的最大氨利用率和最大正磷酸盐利用率较高,这有利于它们在营养物质缺乏的环境中生长。"]
- ["问:为什么在营养物缺乏的情况下,缺氧选择器不能控制丝状菌的生长?", "答:在营养物缺乏的情况下,缺氧选择器不能控制丝状菌的生长是因为许多丝状菌对营养物质有较强的亲和力,这可能导致它们在营养缺乏的环境中仍然能够生长并占据优势。"]
- ["问:丝状菌能适应哪些营养物质含量范围?", "答:丝状菌可以适应较宽的营养物质含量范围。例如,Nocardia菌群和Sphaerotilus可以适应一个较宽的营养条件变化范围。这种适应性使得丝状菌在营养物质缺乏的环境中仍然能够生长。"]
- ["问:如何用微生物选择理论解释营养物缺乏下的丝状菌污泥膨胀?", "答:根据微生物选择理论,当微生物处于受底物(即营养物质)限制的不利状态时,丝状菌由于具有低的最大比生长速率和饱和常数,在低营养物浓度下其生长速率大于菌胶团细菌的生长速率。同时,丝状菌的比表面积大于菌胶团细菌,使其能够最大可能地吸收利用有限的营养物,从而在低营养物浓度下更快地生长。因此,丝状菌逐渐成为优势菌种,引起污泥膨胀。"]
- ["问:Wagner的研究发现了什么与污泥沉降性能的相关性?", "答:Wagner的研究发现,污泥中的P含量与污泥沉降性能存在密切的相关性。当P/MLSS<3%时,SVI增加,可能发生污泥膨胀。"]
- ["问:污水处理厂中的哪些微量元素和营养物质可能影响污泥的沉降性能?", "答:污水处理厂中的Fe和P等微量元素和营养物质都可能影响污泥的沉降性能。例如,Carter和Makinney报道,Kansas的 Lawrance污水处理厂因缺乏Fe引起污泥膨胀。"]
- ["问:在BOD/N比例较高的情况下,污泥膨胀的原因是什么?", "答:在BOD/N比例较高的情况下,污泥膨胀的原因可能是非丝状菌型的结合水含量高造成的高黏度膨胀。过量的碳源存在,使微生物不能充分利用而转变为多聚糖类胞外储存物,这种储存物是高度亲水型化合物,从而形成结合水,影响了污泥的沉降性能。"]
- ["问:Wagner关于污水中P含量对污泥沉降性能的研究有何发现?", "答:Wagner的研究发现,当污水中的P/MLSS比例小于3%时,SVI增加,可能发生污泥膨胀。而超过这个比例后则很少发生膨胀。此外,他还发现,N浓度的高低会影响P/C比与SVI之间的关系,即在活性污泥系统中,需要在C、N、P之间维持一个平衡关系。"]
- ["问:啤酒废水的特点是什么,为什么它容易发生污泥膨胀?", "答:啤酒废水的主要成分包括多种糖类、酵母、醇类、氨基酸和蛋白质等有机物,属于含糖量较高的易溶解性废水,且营养物极不平衡。这种废水因其有机物含量高和营养物不平衡的特性,极易发生污泥膨胀。"]
- ["问:在啤酒废水的试验中,如何通过改变进水的营养物含量来研究污泥膨胀?", "答:在啤酒废水的试验中,通过改变NH₄Cl和KH₂PO₄的投加量来改变进水中总氮(TN)及总磷(TP)含量,从而模拟不同营养物条件下的污泥膨胀情况。试验设定了不同的BOD/N/P值,例如100/5/1、100/4/0.8等,以观察和分析这些条件下污泥沉降性能和污泥膨胀的变化。"]
- ["问:如何用SVI值来表示污泥沉降性能和污泥膨胀程度?", "答:在试验中,SVI值被用来表示污泥沉降性能和污泥膨胀程度。对于每一个进水BOD/N/P值,都进行足够长的周期数的运行,使其达到一个较为稳定的SVI值基本不变,此SVI值即为该BOD/N/P值下的最大SVI值,表示为SVI_max。通过比较不同BOD/N/P值下的SVI_max,可以评估污泥沉降性能和污泥膨胀程度的变化。"]
- ["问:不同BOD/N/P值对污泥沉降性能的影响?", "答:如图所示:\n@HXWNPZ092.jpg@$\n可以看出,在进水BOD/N/P从100/5/1变为100/0.94/0.3的过程中,污泥体积指数(SVI)值逐渐上升,但上升速度相对较慢。这表明污泥的沉降性能虽然有所下降,但并未发生急剧的恶化。此外,与进水BOD/N/P为100/2/0.4的条件相比,SVI值并没有出现大幅度的波动,说明污泥膨胀的程度并不严重。同时,在试验的后期阶段,SVI值维持在相对稳定的较高水平,这可能是由于污泥系统逐渐适应了低营养环境,并达到了一种新的平衡状态。\n不同进水BOD/N/P条件下的SVI_max和V_SVI如图所示:\n@HXWNPZ093.jpg@$"]
- ["问:营养物缺乏引起的丝状菌污泥膨胀的原因是什么?", "答:营养物缺乏引起的丝状菌污泥膨胀的原因在于,当进水中氮和磷的含量不足时,会打破活性污泥中微生物的营养平衡。丝状菌在这种营养不足的环境下容易过量生长,干扰污泥絮体的凝聚和沉降,从而导致污泥膨胀现象。"]
- ["问:试验中如何模拟不同营养物条件下的污泥膨胀?", "答:试验中通过改变进水中的NH₄Cl和KH₂PO₄的投加量,来改变进水中总氮(TN)及总磷(TP)的含量,从而模拟不同营养物条件下的污泥膨胀。通过设定不同的BOD/N/P值,如100/5/1、100/4/0.8、100/3/0.6等,观察和分析这些条件下污泥沉降性能和污泥膨胀的变化。"]
- ["问:如何用SVI值表示污泥沉降性能和污泥膨胀程度?", "答:SVI值(污泥体积指数)被用来表示污泥沉降性能和污泥膨胀程度。在试验中,通过长期稳定运行,使污泥达到一个相对稳定的SVI值,这个值即为该条件下的最大SVI值(SVI_max)。SVI值越高,表示污泥沉降性能越差,污泥膨胀程度越严重。通过比较不同条件下的SVI_max,可以评估不同营养物含量对污泥沉降性能和膨胀程度的影响。"]
- ["问:进水BOD/N/P为100/4/0.8时,污泥的沉降性能如何?", "答:当进水BOD/N/P为100/4/0.8时,污泥的沉降性能仍然能够保持正常。此时污泥微生物仍以菌胶团为主,丝状菌数量略有增加,但并没有过量生长。污泥的沉降性能与凝聚性能都很好,上清液清澈,出水悬浮物少。这一结果表明,在本试验SBR法处理啤酒废水的运行中,进水BOD/N/P为100/4/0.8并没有对微生物形成氮和磷的限制。"]
- ["问:进水BOD/N/P从100/5/1突然变为100/3/0.6时,污泥沉降性能发生了什么变化?", "答:当进水BOD/N/P从100/5/1突然变为100/3/0.6时,污泥的沉降性能开始恶化。经过一定周期的运行,SVI值上升到150mL/g以上。丝状菌的数量逐渐增加,干扰了污泥絮体之间的接近和压实。继续此条件下的运行,污泥的沉降性能进一步恶化,最终发生严重的丝状菌污泥膨胀,SVI值迅速上升,镜检观察到大量笔直丝状菌占据整个菌胶团。"]
- ["问:进水BOD/N/P为100/2/0.4时,污泥膨胀的特点是什么?", "答:当进水BOD/N/P为100/2/0.4时,污泥膨胀的特点呈现出一定的特殊性。在初始阶段,SVI值上升到较高水平,存在过量的笔直丝状菌,发生较为严重的污泥膨胀。然而,随后SVI值又迅速下降,污泥膨胀程度得到缓解。这一过程中,大量丝状菌束从菌胶团中分散出来并发生断裂,导致污泥絮体松散和比重降低。最终,SVI值维持在一个相对稳定的较高水平。"]
- ["问:在处理啤酒废水时,应如何确定合适的BOD/N/P值?", "答:在处理啤酒废水时,应综合考虑废水的具体水质和微生物的营养需求来确定合适的BOD/N/P值。传统观点认为BOD/N/P为100/5/1才能满足活性污泥微生物生长的需要,但本试验结果表明,在某些情况下,如啤酒废水的处理中,较低的氮和磷含量(如BOD/N/P为100/4/0.8)也能维持工艺的正常运行。因此,在实际运行管理中,应根据废水水质具体测算微生物的营养需求量,以确定合适的BOD/N/P值。"]
- ["问:如何控制污泥膨胀并使其恢复正常状态?", "答:调整营养配比:\n当进水BOD/N/P比例偏离正常范围时,应逐步调整营养物质的投加量,使其回到适宜范围。例如,当发现污泥沉降性能开始恶化时,可以逐渐增加进水中NH₄Cl和KH₂PO₄的投加量,使BOD/N/P值回到如100/5/1或更适合本处理工艺的比例。\n需要注意的是,不同废水的适宜BOD/N/P比例可能有所不同。在本试验中,处理啤酒废水的SBR法工艺在进水BOD/N/P为100/4/0.8时仍能维持正常运行,因此在实际运行管理中应根据废水水质具体测算微生物的营养需求量。\n观察污泥微生物变化:\n通过显微镜观察污泥中菌胶团细菌和丝状菌的数量和比例,以及污泥絮体的形状和结构变化。当发现丝状菌数量逐渐增加,超出菌胶团的边界,干扰污泥絮体之间的接近和压实时,应警惕污泥膨胀的发生。\n控制污泥负荷和曝气条件:\n适当的污泥负荷和曝气条件是维持污泥沉降性能稳定的重要因素。过高的污泥负荷或曝气不足都可能导致污泥膨胀。因此,应根据实际情况调整污泥负荷和曝气条件,保持曝气池中的溶解氧在适宜范围内。\n采用选择器技术:\n选择器是一种通过创造特定的环境和条件,促进底物的快速去除,从而抑制丝状菌生长的技术。在某些情况下,即使采用选择器,在营养物不足的情况下也不能完全防止污泥膨胀,但可以减缓其发生速度并降低膨胀程度。\n投加抑制剂或改良剂:\n在特定情况下,可以考虑投加抑制剂或改良剂来控制污泥膨胀。例如,投加氯气可以抑制大多数丝状菌的生长。但需要注意的是,抑制剂或改良剂的使用可能会对环境产生负面影响,因此应谨慎使用,并遵循相关规定。\n及时排泥和调整活性污泥浓度:\n当污泥膨胀发生时,应及时排泥以降低活性污泥浓度,减轻丝状菌对污泥沉降性能的影响。同时,根据实际需要调整活性污泥浓度,以维持工艺的稳定运行。"]
- ["问:为什么在进水BOD/N/P从100/5/1变为100/0.94/0.3时,污泥膨胀并不严重?", "答:在进水BOD/N/P从100/5/1变为100/0.94/0.3时,污泥膨胀并不严重的原因可能是多方面的。首先,啤酒废水中可能含有其他有机物质或微量元素,这些物质在一定程度上补充了微生物所需的营养,缓解了氮和磷缺乏带来的压力。其次,污泥系统中的微生物可能已经适应了这种低营养环境,通过调整自身的代谢途径和生长策略来应对营养物质的不足。此外,污泥系统中的种群结构也可能发生了变化,那些能够适应低营养环境的微生物种群逐渐占据优势。最后,污泥系统本身具有一定的稳定性和恢复能力,能够在一定程度上抵抗不利条件的影响。"]
- ["问:进水BOD/N/P为100/0.94/0.3时,污泥膨胀的速率为什么最慢?", "答:进水BOD/N/P为100/0.94/0.3时,污泥膨胀的速率最慢可能是由于污泥系统在这种极端营养缺乏条件下的适应性和稳定性。在长时间的运行过程中,污泥中的微生物可能逐渐适应了这种低营养环境,通过优化自身的代谢途径和生长策略,减少了对氮和磷的需求。此外,污泥系统中的种群结构也可能发生了调整,那些能够适应低营养条件的微生物种群逐渐占据主导地位,从而维持了污泥系统的相对稳定,减缓了污泥膨胀的速率。"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀时,上清液为何较为清澈,出水悬浮物较少?", "答:在丝状菌污泥膨胀时,上清液较为清澈且出水悬浮物较少的原因可能是:虽然丝状菌的过量生长导致污泥沉降性能下降,但由于丝状菌本身具有较好的悬浮性,它们能够携带部分污泥颗粒上浮到液面,从而减少了出水中的悬浮物含量。此外,上清液的清澈可能也与污泥系统中的其他微生物种群有关,这些微生物可能通过分泌某些物质或进行特定的代谢活动,有助于保持上清液的清澈度。"]
- ["问:在处理工业废水时,如何根据水质特点调整营养物质投加量?", "答:在处理工业废水时,根据水质特点调整营养物质投加量是非常重要的。首先,需要对废水进行水质分析,测定其中的BOD、N、P等关键指标,了解废水中营养物质的含量和比例。然后,结合微生物的营养需求和活性污泥法的运行要求,计算出合适的营养物质投加量。在实际操作中,可以通过逐步调整投加量,观察污泥的生长情况、沉降性能和出水水质等指标的变化,以确定最佳的营养物质投加量。此外,还应根据废水水质的变化及时调整投加量,以保证处理效果的稳定。"]
- ["问:氮和磷同时缺乏引起的活性污泥膨胀的恢复与控制方法是什么?", "答:氮和磷同时缺乏引起的活性污泥膨胀的恢复与控制方法主要是通过投加充足的氮和磷等营养物质,并在正常的有机负荷条件下进行恢复。在投加了充足的营养物质后,污泥的沉降性能可以得到有效改善,SVI值会逐渐降低,从而控制污泥膨胀。"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀的传统控制方法是什么?", "答:传统对丝状菌污泥膨胀的有效控制方法之一是提高有机负荷,利用菌胶团细菌对有机底物的高储存能力和积累能力选择性地培养菌胶团细菌,抑制丝状菌的生长,从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀恢复过程中,SVI值的变化趋势是怎样的?", "答:在丝状菌污泥膨胀的恢复过程中,SVI值的变化趋势是逐渐降低的。在投加了充足的营养物质后,污泥的沉降性能得到改善,SVI值会逐渐下降,直至恢复到正常范围。具体下降的速度和程度取决于污泥膨胀的严重程度以及恢复措施的有效性。"]
- ["问:对于不同进水BOD/N/P条件下发生的丝状菌污泥膨胀,恢复过程有何差异?", "答:对不同进水BOD/N/P条件下发生的膨胀的控制如图所示:\n@HXWNPZ097.jpg@$\n对于不同进水BOD/N/P条件下发生的丝状菌污泥膨胀,恢复过程可能存在一定的差异。在进水BOD/N/P较低的情况下,丝状菌污泥膨胀可能更为严重,因此恢复过程可能需要更长的时间和更多的营养物质投入。然而,一旦投加了充足的营养物质并在正常的有机负荷条件下进行恢复,无论初始的进水BOD/N/P条件如何,污泥的沉降性能都可以得到改善,SVI值都会逐渐降低。"]
- ["问:为什么投加充足的营养物质能有效控制丝状菌污泥膨胀?", "答:投加充足的营养物质能有效控制丝状菌污泥膨胀的原因在于,营养物质是微生物生长和代谢所必需的。当进水中氮和磷等营养物质缺乏时,微生物的生长受到限制,特别是菌胶团细菌的生长受到抑制,而丝状菌则可能由于其对营养物质的适应能力较强而过度生长,导致污泥膨胀。通过投加充足的营养物质,可以满足微生物的生长需求,促进菌胶团细菌的生长和繁殖,从而抑制丝状菌的生长,改善污泥的沉降性能,控制污泥膨胀。"]
- ["问:在正常的有机负荷条件下恢复污泥膨胀有什么优势?", "答:在正常的有机负荷条件下恢复污泥膨胀的优势在于,有机负荷是活性污泥法处理工艺中的一个重要参数,它直接影响着污泥的生长和代谢。在正常的有机负荷条件下,污泥中的微生物能够保持稳定的生长和代谢状态,有利于恢复污泥的沉降性能和控制污泥膨胀。此外,正常的有机负荷条件还有助于保持活性污泥系统的稳定性和处理效率,避免因负荷过低或过高而导致系统运行异常。"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀的控制方法是否因致因不同而有所差异?", "答:是的,丝状菌污泥膨胀的控制方法确实因致因不同而有所差异。对于由进水中氮和磷同时缺乏引起的丝状菌污泥膨胀,主要通过投加充足的氮和磷等营养物质进行恢复。而对于其他原因引起的丝状菌污泥膨胀,可能需要采用不同的控制方法,如调整曝气量、改变污泥回流比、投加化学药剂等。因此,在分析丝状菌污泥膨胀的原因时,应综合考虑多种因素,并据此选择合适的控制方法。"]
- ["问:营养物缺乏引起的丝状菌污泥膨胀的控制技术有哪些?", "答:营养物缺乏引起的丝状菌污泥膨胀的控制技术包括结合抑制丝状菌膨胀的选择器技术,并适量在底物中补加营养物质。对于工业废水处理厂,可以分析进水水质,找出缺乏的营养物质,并根据COD或BOD去除负荷,适当地在进水中或曝气池中投加缺乏的营养物质。"]
- ["问:在处理生活污水时,如何确定投加N和P营养物质的比例?", "答:对于处理生活污水系统中最常见的缺乏氮和磷两种营养物质引发的污泥膨胀,可参考一般经验提出的比例BOD₅:N:P=100:5:1来投加N和P营养物质。"]
- ["问:在工业废水中投加营养物质时,有哪些注意事项?", "答:在工业废水中投加营养物质时,应尽可能使用便宜的工业产品(如尿素、铵盐、商业化肥)。在缺N时,可以从污泥消化池往曝气池中投加含N的污泥(不是污泥,而是上清液,含可滤残渣<300mg/L)。投加量应以绝对需要量为限,并及时分析检测出水水质,以避免使受水体承受附加的富营养负荷。"]
- ["问:如何预防和控制因P含量降低导致的丝状菌大量繁殖?", "答:为了预防和控制因P含量降低导致的丝状菌大量繁殖,应经常检测活性污泥的N、P含量,并根据需要适量投加营养物质,保持活性污泥中N、P含量的平衡。"]
- ["问:选择器在控制营养物不足引起的污泥膨胀中起到什么作用?", "答:在Leopoldsdorf糖厂废水处理实验中,选择器被用于控制营养物不足引起的污泥膨胀。选择器通过提供特定的环境和条件,促进底物的快速去除,从而抑制丝状菌的生长。实验表明,即使采用选择器,在营养物不足的情况下也不能完全防止污泥膨胀,但只要其体积与反应器体积之比达到一定的比例,出现任何污泥膨胀可以在短时间内消失。"]
- ["问:如何确定选择器的体积与反应器体积的比例?", "答:根据Leopoldsdorf糖厂废水处理实验,选择器的体积与反应器体积的比例应达到1:40,以确保在营养物不足的情况下,出现任何污泥膨胀能在几天内消失。然而,具体的比例可能因不同的工艺条件、废水特性以及处理要求而有所不同,需要根据实际情况进行调整和优化。"]
- ["问:什么是回流污泥再生法?", "答:回流污泥再生法是一种控制高负荷污泥膨胀的策略。该方法通过将回流污泥在一单独设置的曝气池内曝气,将微生物体内储存物质氧化,从而使菌胶团细菌具有最大吸附和储存能力,恢复其活性,从而克服丝状菌膨胀。这种方法主要应用在脱氮脱磷工艺中。"]
- ["问:投加填料法是如何控制污泥膨胀的?", "答:投加填料法控制污泥膨胀的方式是在生产性曝气池头部加设占总池容10%~15%的软填料。这些填料上附着生长的微生物以硫丝菌、021N型菌丝状菌为主,它们可以去除丝状菌的生长促进因素,有利于菌胶团菌的生长。同时,填料上的微生物增加了系统中总的生物量,从而降低了有机负荷,避免了污泥膨胀的发生。"]
- ["问:投加填料法的主要优点和缺点是什么?", "答:投加填料法的主要优点是方法简单,能够有效控制污泥膨胀。然而,它也存在一些缺点,如增加了一定的投资成本,以及需要考虑填料的更换问题。因此,这种方法一般适宜在小型污水处理厂使用,大型污水处理厂可能不宜采用。"]
- ["问:为什么通过提高溶解氧的方法没有明显改善高负荷引起的污泥沉降性能?", "答:高负荷引起的污泥膨胀可能是由溶解氧限制所造成的,但仅仅通过提高溶解氧的方法并没有明显改善污泥沉降性能。这可能是因为高负荷可能是间接诱发污泥膨胀的原因,还需要进一步弄清该类高污泥负荷污泥膨胀的成因,以制定更有效的控制措施。"]
- ["问:填料池在高负荷污泥膨胀控制中起到了什么作用?", "答:填料池在高负荷污泥膨胀控制中起到了关键作用。它相当于一个广义的选择器,使得丝状菌固着于填料上并在第一个池子中选择性地充分生长,但不进入活性污泥絮体之中。而菌胶团菌在第二个池内生长,从而避免了污泥膨胀的发生。其主要作用是降低污水的有机负荷,菌膜的脱落是次要因素。"]
- ["问:投加Cl₂控制污泥膨胀的优点是什么?", "答:投加Cl₂控制污泥膨胀的优点在于可以利用现成的消毒设备同时完成消毒和污泥膨胀控制两个任务。此外,Cl₂能够有效控制多种类型的污泥膨胀,特别是丝状菌的生长。"]
- ["问:投加Cl₂控制污泥膨胀的投加量一般如何控制?", "答:投加Cl₂控制污泥膨胀的投加量一般控制在10~20mg/(L·d)的范围内。当加氯量大于20mg/(L·d)时,会有大量的菌胶团菌被杀死,造成絮体解体,处理效率降低。"]
- ["问:投加H₂O₂对脱磷作用有什么影响?", "答:在脱氮除磷处理工艺中,当H₂O₂的最低投加量在一定范围内时,对脱磷作用不产生影响。但当投加量超过某个值时,会在前10天破坏脱磷作用。然而,脱磷菌能够适应H₂O₂的毒性,连续投加一段时间后,脱磷作用会慢慢恢复。"]
- ["问:臭氧控制丝状菌的原理是什么?", "答:臭氧控制丝状菌的原理主要基于臭氧的强氧化性。臭氧分子非常不稳定,可以分解为游离态羟基自由基,这种自由基具有更强的氧化效果。由于丝状菌具有较大的比表面积,臭氧分子更容易渗入其细胞内,造成不可逆的损坏,最终导致细胞裂解。"]
- ["问:臭氧氧化技术应用到污水处理行业有哪些好处?", "答:臭氧氧化技术应用到污水处理行业能够有效地控制污泥膨胀,并且能够降低剩余污泥处理难度。此外,臭氧还能氧化分解难降解有机物,使其成为易降解物质,从而提高处理效率。"]
- ["问:硫酸亚铁如何影响活性污泥的沉降性能?", "答:向进水中投加硫酸亚铁可以降低SVI值,使污泥的沉降性能得到改善。在特定的案例中,如Austria,Neusied处理罐头废水的活性污泥厂,投加硫酸亚铁(10~14mg/L)后,SVI值从450mL/g降到了60~70mL/g,同时还使得引起污泥膨胀的021N型丝状菌消失。"]
- ["问:无机凝聚剂的水解产物如何改善活性污泥的性质?", "答:无机凝聚剂的水解产物,如Fe(OH)₃、Al(OH)₃和SiO₂的水解产物,是一种可行的改善活性污泥性质的方法。它们可以通过形成絮凝物与膨胀污泥一起下沉,从而提高污泥的密度,改善污泥的沉降性能。"]
- ["问:聚合氯化铝如何影响Microthixparvicella的生长和污泥的沉降性能?", "答:聚合氯化铝可以明显影响Microthixparvicella的生长,并提高污泥的沉降性能。这可能是由于聚合氯化铝对M.parvicella的毒害作用,同时也可能是因为聚合氯化铝增加了絮体的絮凝性。"]
- ["问:在实际应用中,如何投加聚合氯化铝以取得较好的效果?", "答:在实际应用中,根据污泥龄的不同,投加一种聚合氯化铝(PAX-14),投加量为1.5~4.5gAl³+/kgMLSS,可以取得较好的效果。这样可以有效地影响Microthixparvicella的生长,并提高污泥的沉降性能。"]
- ["问:油酸如何影响污泥沉降性?", "答:Novak等在小试脱氮系统中发现,废水中混入大量油酸后,动胶菌属过量增殖,出现指状生长,同时产生大量胞外聚合物,导致污泥沉降性恶化。当降低油酸含量后,污泥沉降性可逐渐恢复。"]
- ["问:低温或温度波动如何影响污泥沉降性?", "答:低温及温度波动过大会引起黏性膨胀。反应温度突然降低,微生物的代谢速率降低,使部分有机碳源不能被充分利用,形成胞外多聚物。同时,微生物可能分泌黏性物质保护自己,这些分泌物能结合大量水分,使污泥絮体的结合水增多,导致污泥沉降性能变差。当温度恢复后,污泥沉降性能也逐渐恢复正常。"]
- ["问:污泥负荷如何影响污泥沉降性?", "答:污泥负荷过高时,污泥吸附大量营养物质,同时微生物代谢缓慢,其表面聚集大量高黏性多糖类物质,导致污泥SVI值升高,形成污泥膨胀;而污泥负荷过低时,由于丝状细菌较菌胶团物质有较强的生长优势,丝状菌大量繁殖形成污泥丝状膨胀。"]
- ["问:低DO如何影响污泥沉降性?", "答:低DO对污泥黏性膨胀的研究较少,但已有研究发现在恒曝气量的SBR系统中,当发生黏性膨胀后,反应器中的DO只能维持在很低水平,这主要是由于高黏性菌胶团异常增殖引起溶解氧的高消耗。"]
- ["问:营养物质不平衡如何影响污泥沉降性?", "答:营养物质如氮磷的缺乏常常造成污泥膨胀。高春娣等研究发现,氮磷缺乏且不平衡时,容易发生非丝状菌膨胀。氮磷缺乏的具体程度和比例会影响污泥沉降性的恶化程度。例如,在氮充足、磷缺乏或氮磷同步缺乏时,都会发生非丝状菌膨胀,且随着营养物质缺乏程度的加剧,膨胀现象也会加重。"]
- ["问:当进水中缺氮时,为什么污泥沉降性能恶化程度并不严重?", "答:当进水中缺氮时,污泥沉降性能恶化程度并不严重的原因在于微生物对自身细胞物质的分解代谢作用。这种分解代谢作用导致剩余污泥量减少,代谢产物中的营养物质在一定程度上缓解了进水中氮缺乏的影响,从而减轻了污泥沉降性能的恶化程度。"]
- ["问:特异性控制法对于因进水中含有大量油酸、挥发性有机酸、脂肪或易降解糖类造成的非丝状菌膨胀有哪些措施?", "答:对于因进水中含有大量油酸、挥发性有机酸、脂肪或易降解糖类造成的非丝状菌膨胀,可以采用以下措施:1. 用二沉池出水稀释进水,降低碳水化合物和含糖类物质的浓度;2. 在污水进入曝气池之前,采用气浮方法先除油,降低进水中脂肪和油酸的浓度;3. 延时曝气或对回流污泥进行再曝气,以改善污泥沉降性。"]
- ["问:特异性控制法对于低温引起的非丝状菌膨胀有哪些措施?", "答:对于低温引起的非丝状菌膨胀,特异性控制法可以采取以下措施:1. 升温措施,如通入锅炉蒸汽;2. 提高曝气池内污泥浓度;3. 改进曝气设备;4. 对回流污泥进行再曝气;5. 在四季温差较大的地区,改表面机械曝气为鼓风曝气。"]
- ["问:特异性控制法如何应对负荷变化引起的非丝状菌膨胀?", "答:对于负荷变化引起的非丝状菌膨胀,特异性控制法应采取以下措施:1. 检查负荷变化的主要原因,并采取相应的措施;2. 当负荷变高时,检测溶解氧浓度是否变低,降低负荷并保证足够溶解氧;3. 当负荷变低时,提高负荷,降低污泥浓度,同时保证足够溶解氧;4. 当进水中有机污染物浓度过高时,用二沉池出水来稀释进水;5. 对负荷突然变化引起的非丝状菌污泥膨胀,延时曝气或使回流污泥再曝气。"]
- ["问:特异性控制法如何解决营养物质缺乏(氮磷不平衡)造成的非丝状菌膨胀?", "答:对于营养物质缺乏(氮磷不平衡)造成的非丝状菌膨胀,特异性控制法可以采取以下措施:1. 投加尿素、氯化氨、硫胺、硝酸铵、磷酸钠和磷酸氢二钠等,以补充氮、磷元素,使BOD₅:N:P达到100:5:1的比例;2. 投加含氮量高的污泥消化液上清液;3. 适当提高有机负荷,有助于氮、磷缺乏的污泥膨胀的恢复。"]
- ["问:非特异性控制法对于非丝状菌污泥膨胀有哪些措施?", "答:非特异性控制法对于非丝状菌污泥膨胀的措施相对较少且效果不确定。有报道称,常规的控制丝状菌污泥膨胀的方法(如投加聚合物、氯、H₂O₂等)并不能有效控制非丝状菌污泥膨胀。投加无机药品可能不能取得预期效果,而投加高分子絮凝剂虽然可以暂时控制膨胀,但如果不连续投加又会出现污泥膨胀反复现象。有些研究尝试使用臭氧或投加多孔填料来控制非丝状菌污泥膨胀,并取得了一定的效果,但这些方法的应用还需要进一步研究和验证。"]
- ["问:生物泡沫的物理控制方法有哪些?", "答:生物泡沫的物理控制方法主要包括喷洒水。通过喷洒水流或水珠能打碎浮在水面的气泡,以减少泡沫。然而,这种方法只能暂时减少泡沫,不能从根本上消除泡沫现象,因为丝状细菌仍然存在于混合液中。"]
- ["问:混凝剂在控制生物泡沫方面的作用是什么?", "答:投加混凝剂如铁盐、铝盐等无机混凝剂可以通过其凝聚作用提高污泥的压密性来改善污泥的沉降性,减少生物泡沫。有机物阳离子聚丙烯酰胺也是常用的消泡混凝剂,其能抑制某些丝状细菌的生长,同时消除污水中表面活性物质的极性-非极性特性,从而抑制新泡沫的生成并促进已有泡沫的消散。但投加混凝剂仅能短期除去曝气池表面的丝状菌,一般2~3周以后又会出现,因此不具有长效性。"]
- ["问:氧化剂在控制生物泡沫方面的应用有哪些?", "答:投加强氧化剂,如氯、臭氧、过氧化氢等被证明是控制泡沫的有效方法。此外,聚乙二醇、硅酮生产的市售药剂,以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等也具有较强的氧化性,可用作消泡剂。在活性污泥中加氯是控制生物泡沫的常见方法,但需要注意加氯的位置和剂量以避免对处理效果和污泥活性产生负面影响。臭氧和过氧化氢也被证明能有效抑制泡沫的产生并改善污泥性能。"]
- ["问:杀菌剂在控制生物泡沫方面的效果如何?", "答:杀菌剂如季铵盐AFP等可用于杀灭水生细菌,从而控制由特定细菌如微丝菌引起的生物泡沫。投加杀菌剂能有效破坏丝状细菌并改善污泥的沉降性能。例如,投加AFP能有效抑制微丝菌的过度增殖,降低SVI值,并防止生物泡沫的产生。但需要注意的是,杀菌剂可能对污泥中的其他微生物产生影响,且其效果可能具有时效性。"]
- ["问:如何通过降低SRT来控制生物泡沫?", "答:降低SRT(污泥停留时间)能有效控制生物泡沫。丝状菌平均世代时间通常长于絮体形成菌,因此通过降低SRT,可以抑制丝状菌的过度增殖。实践证明,当污泥停留时间在5~6d时,能有效控制诺卡氏菌属的生长,以避免由其产生的泡沫问题。但需要注意的是,如果生物泡沫主要由微丝菌等微生物引起,采用此法效果可能不大。此外,当曝气池需要硝化时,需要相对较长的污泥龄,这与降低SRT存在矛盾。"]
- ["问:SFW法是什么?它在生物泡沫控制中有何应用?", "答:SFW法(选择性浮选或淘汰)是一种通过将载有起沫微生物的泡沫从系统中溢流出来以去除泡沫问题的方法。在曝气池中,泡沫往往携带有诺卡氏菌等起沫微生物,通过增加曝气量或调整工艺条件,使这些泡沫从曝气池中溢出到相邻池子,从而去除泡沫问题。实践表明,SFW法可以很好地去除生物泡沫,泡沫去除后,生物相中的丝状菌明显减少。"]
- ["问:降低曝气量如何影响生物泡沫的发展?", "答:降低曝气量能在一定程度上控制生物泡沫的发展。一方面,降低曝气量可以减少曝气池中微气泡的生成量,有效降低曝气池中选择性浮选的强度,这是活性污泥过程中泡沫产生的重要原因之一。另一方面,降低空气输入率能降低曝气池中的DO(溶解氧)浓度,从而抑制诺卡氏菌等严格好氧菌属的过度增殖。但需要注意的是,减小曝气量可能会抑制硝化作用并增加出水浊度,这是在实际操作中需要考虑的因素。"]
- ["问:回流厌氧消化池上清液在生物泡沫控制中的作用是什么?", "答:回流厌氧消化池上清液在生物泡沫控制中具有一定的作用。试验表明,厌氧消化池上清液能抑制某些起沫微生物的生长,如Rhodococcus rhodochrous菌属。然而,由于厌氧消化池上清液中COD和氨氮浓度较高,可能会对出水水质产生不良影响,因此在实际应用中需要谨慎使用。"]
- ["问:增设生物选择器如何影响生物泡沫的发生几率?", "答:增设生物选择器可以抑制和淘汰某些丝状细菌的生长,从而降低生物泡沫的发生几率。选择器可以设置为厌氧、缺氧或好氧环境,具体类型应根据实际工艺条件和泡沫产生的微生物种类来选择。例如,好氧选择器能一定程度地控制微丝菌的生长,但对诺卡氏菌属可能影响不大;而缺氧选择器对诺卡氏菌属可能有控制作用,但对微丝菌可能无影响。通过合理设置选择器,可以综合调节活性污泥运行工艺,有效控制生物泡沫的发生。"]
- ["问:污泥上浮的原因有哪些?如何控制?", "答:污泥上浮的原因有多种,包括二沉池反硝化、曝气池内曝气过度、流入大量脂肪和油类等。对于因反硝化导致的污泥上浮,可以通过增加污泥回流量、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等方法进行控制。对于因曝气过度引起的污泥上浮,可以适当降低曝气量或搅拌强度。对于因流入大量脂肪和油类引起的污泥上浮,应先通过隔油或气浮处理,减少其在曝气池中的浓度。综合这些控制措施,可以有效地防止污泥上浮问题的发生。"]
- ["问:什么是专家控制系统?", "答:专家控制系统(Expert Control System,简称专家系统,ES)是智能控制的一个重要分支。它是把专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合,在未知环境下仿效专家的智能实现对系统的控制。"]
- ["问:专家系统的主要功能和优点有哪些?", "答:专家系统的主要功能包括:在未知环境下仿效专家的智能实现对系统的控制,运用人类专家的知识和解决问题的方法进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,来解决该领域的复杂问题。其主要优点为:在一定程度上模拟人的思维活动规律,能进行自动推理;可以不断监督生产过程,实现特定性能指标下的优化控制,可进行操作指导;可实现复杂系统的高质量控制、故障诊断和容错控制、参数和算法的自动修改、不同算法的组合等。"]
- ["问:专家系统的结构由哪些部分组成?", "答:专家系统的结构主要由以下部分组成:1) 知识库,用于存储领域专家的知识;2) 全局数据库,用于存储求解问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据;3) 推理机,根据全局数据库的相关内容,从知识库中选择可匹配的规则,并通过执行规则来修改数据库中的相关内容,导出问题的结论;4) 解释器,用于向用户解释专家系统的行为;5) 人机接口,是系统与用户进行对话的界面。\n专家系统结构图如图所示:\n@HXWNPZ102.jpg@$"]
- ["问:知识库在专家系统中起什么作用?", "答:知识库在专家系统中起着存储领域专家知识的作用。它包含事实和可行的操作与规则等,为推理机提供推理的基础。为了建立知识库,需要解决知识获取与知识表示的问题,即如何从领域专家那里获得知识,以及如何使用计算机能够理解的形式来表达和存储这些知识。"]
- ["问:推理机在专家系统中如何工作?", "答:推理机在专家系统中根据全局数据库的相关内容,从知识库中选择可匹配的规则。它通过执行这些规则来修改全局数据库中的相关内容,并不断地进行推理,最终导出问题的结论。推理机中包含选择规则的策略和消解规则冲突的策略,以确保推理的正确性和效率。"]
- ["问:人机接口在专家系统中的作用是什么?", "答:人机接口在专家系统中是系统与用户进行对话的界面。用户通过人机接口输入必要的数据、提出问题、获得推理结果及系统的相关解释;系统通过人机接口要求用户应答系统的询问,回答用户的问题并解释结果。这样,人机接口帮助用户与专家系统进行交互,使得用户能够方便地使用系统并获取所需的信息。"]
- ["问:专家系统如何处理非结构化问题?", "答:专家系统特别适用于处理非结构化问题,尤其是那些涉及定性的、启发式或不确定的知识信息的问题。通过运用领域专家的知识和解决问题的方法,专家系统能够进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,从而解决这些复杂问题。这使得专家系统在处理非结构化问题时具有独特的优势。"]
- ["问:专家系统具有哪些优点?", "答:专家系统具有以下优点:\n(1)适应性强。专家知识在任何合适的计算机上都是可以利用的。(2)成本低。提供给用户的专家知识成本非常低。\n危险性低。专家系统可用于那些可能对人有害的环境。\n(3)持久性。专家知识是持久的,不像人类专家那样会退休或死亡,专家系统的知识会无限地持续。\n(4)复合专家知识。复合专家知识可以做到在白天或晚上的任何时间同时、持续地解决某一问题。由几个专家复合起来的知识,其水平可能会超过一个单独的专家。\n(5)可靠性强。专家系统可增强正确决策的信心,这是通过向专家提供一个辅助观点而得到的。此外,专家系统还可协调多个专家的不同意见。不过,如果专家系统是由某一个专家编程设计的,那这个方法就不能奏效。如果专家没有犯错的话,专家系统应该始终与专家意见一致。但是,如果专家很累或有压力就可能犯错误。\n(6)解释、说明。专家系统能明确、详细地解释导出结论的推理过程。一个人(专家)可能会太厌烦、不愿意或是没有能力去这样做,但明确、详细的解释可增强得出正确决策的信心。\n(7)响应快。迅速或实时的响应对某些应用来讲是必要的。依靠所使用的软件或硬件,专家系统可以比专家反应得更迅速或更有效。某些突发的情况需要响应得比专家迅速,因此实时的专家系统是一个好的选择。\n(8)始终稳定、理智和完整的响应。实时和突发情况下,当专家由于压力或疲劳而不能高效地解决问题时,这一点是至关重要的。\n(9)智能家教。专家系统可以作为一个智能家教,让学生执行实例程序,解释系统的推理。\n(10)智能数据库。专家系统能以智能的方式来存取一个数据库,例如数据挖掘。"]
- ["问:什么是基于规则的专家系统?", "答:基于规则的专家系统是最常用的一般专家系统,它采用基于规则的推理方法。这种推理方法是因为经验知识容易转换成形式化的规则,规则是一种最简单的知识表示法。"]
- ["问:基于规则的专家系统的两个主要模块是什么?", "答:基于规则的专家系统的两个主要模块是知识库和推理机。知识库包括某具体系统所需要的所有知识,通常编码为规则形式。推理机是一组程序,用于控制、协调整个专家系统的工作。"]
- ["问:知识库在基于规则的专家系统中起什么作用?", "答:知识库在基于规则的专家系统中起存储和管理知识的作用。它包含了系统所需的所有知识,包括事实、方法和启发性知识,这些知识被编码为规则形式。知识库中的知识获取是专家系统开发的核心也是它的瓶颈。"]
- ["问:知识的获取在专家系统中为何重要?", "答:知识的获取在专家系统中至关重要,因为它涉及到从专家或其他知识源提取知识,并将其转化为计算机程序的过程。这是专家系统开发和实现的核心部分,决定了系统的性能和准确性。然而,这一过程也是专家系统开发的瓶颈,因为获取准确、完整和有用的知识并不容易。"]
- ["问:知识的表示在专家系统中有什么作用?", "答:知识的表示在专家系统中起着至关重要的作用。它研究如何以最合适的形式来组织知识,以便于在计算机中存储、检索、使用和修改。知识的表示方法与所解决问题的性质和求解方法密切相关,因此选择适当的表示方法对于专家系统的性能至关重要。"]
- ["问:决策树在知识表示中有何应用?", "答:决策树在知识表示中是一种有效的方法。它可以将各种判定组织起来,既可以作为知识的表示模式,也可以作为推理方法。决策树易于构造且十分有效,通过对结构进行广度优先搜索可以方便地转换为产生式规则。它代表一系列因果链接关系,从症状分析到问题提出,从原因发现到方案提出,有助于清晰地表示和组织知识。"]
- ["问:正向推理是如何工作的?", "答:正向推理指从原始数据和已知条件推断出结论的方法。推理机需要设计一组程序,使其能够利用数据库中的事实或数据去匹配规则的前提,若匹配成功,将此规则的结论部分自动地加入数据库,并能判断何时推理结束,同时将匹配成功的规则记录下来。"]
- ["问:反向推理又是如何工作的?", "答:反向推理是先提出结论或假设,然后去找支持这个结论或假设的条件或证据是否存在。如果条件满足,结论就成立;如果不满足,就设法提出新的假设,再重复上述过程,直到得出答案为止。这种推理策略需要推理机能够根据用户要求或情况提出假设,验证假设是否在数据库中,从知识库中将结论部分包含此假设的规则找出来,并逐条验证规则的前提部分,判断假设是否是证据节点,记录匹配成功的规则,并判断何时结束推理。"]
- ["问:正反向推理是如何工作的?", "答:正反向推理结合了正向推理和反向推理的策略。它首先根据数据库中的原始数据,通过正向推理帮助系统提出假设,然后运用反向推理,进一步寻找支持假设的证据。这个过程反复进行,直到得出结论或不再有新的事实加到数据库为止。"]
- ["问:决策树在专家系统中有什么作用?", "答:决策树在专家系统中起着重要的作用。无论是通过文献参考还是特定专家访问获得的知识,都可以以决策树的形式表示,从而易于转化为规则并编码为知识库。决策树包含了分析、原因确认和控制策略,用于解决特定问题、避免冲突和冗余。它记录了专家如何一步一步地进行信息加工并最终决策的过程,有助于推理机进行有效的推理。"]
- ["问:决策树的建立步骤有哪些?", "答:决策树的建立步骤包括:1. 确定问题的种类及个数;\n2. 收集和列出每个问题出现的症状;\n3. 确认不同症状的定性警告信息和它们的观测位置;\n4. 确认分析问题的推理机制;\n5. 确定中间事实或数据,并可能获得其他决策树;\n6. 确定问题的原因,包括一般原因和特定原因;\n7. 提供特定的被证实的控制策略;\n8. 制作决策树并检查核对,可能需要进行重复修改和核对。"]
- ["问:专家系统推理的灵活性体现在哪里?", "答:专家系统推理的灵活性主要体现在其可以从不同的数据类型(如定性或定量数据、化学或生物数据)通过不同的决策树分枝获得结论。即使缺少一些相关数据,专家系统也能正常工作,这是因为其推理过程是基于知识库中的知识和推理策略,能够灵活地处理各种情况。"]
- ["问:专家系统的开发方法是什么?", "答:专家系统的开发是一项综合技术,需要知识工程师和领域专家的密切配合和坚持不懈地努力。开发过程主要包括认识、概念化、形式化、实现和测试等阶段。认识阶段进行需求分析,概念化阶段确定概念关系,形式化阶段进行知识表示和模型建立,实现阶段建立原型系统,测试阶段检测原型系统并进行必要的修改。\n专家系统开发过程的瀑布模型如图所示:\n@HXWNPZ104.jpg@$"]
- ["问:建造专家系统的主要步骤有哪些?", "答:建造专家系统的主要步骤包括认识阶段(需求分析)、概念化阶段(确定概念关系、任务划分)、形式化阶段(知识表示、模型建立)、实现阶段(建立原型系统)和测试阶段(检测原型系统、反馈修改)。"]
- ["问:什么是原型系统?", "答:原型系统是在专家系统开发过程中,为了验证系统方案的可行性和有效性,以及检验应用问题的定义范围,而建立的一个初步的、简单的系统。通过原型系统的运行和测试,可以逐步增加和完善专门知识,最终得到功能日趋完善的实用系统。"]
- ["问:原型系统有哪些类型?", "答:原型系统主要有五种类型:演示原型、研究原型、领域原型、产品原型和商品化系统。演示原型主要用于验证技术有效性和问题定义;研究原型能运行多个测试实例显示问题特点;领域原型运行可靠,基本满足用户需要;产品原型通过广泛测试,实现效率更高;商品化系统则是投入市场实际销售和运行的系统。"]
- ["问:什么是快速原型法?", "答:快速原型法是一种专家系统的开发方法,它通过尽快建立专家系统的演示原型,并进行修改、充实和完善,从而逐步得到功能日趋完善的实用系统。演示原型虽然简单,但能实际验证系统方案的可行性和有效性,检验应用问题的定义范围,并在系统设计的最初阶段避免原则性错误。这种方法能提高领域专家的兴趣和信心,增强与领域专家的合作。"]
- ["问:专家系统开发工具的主要作用是什么?", "答:专家系统开发工具的主要作用是简化建立专家系统的工作,减少建造的工作量,提高建造的专家系统的性能。它们帮助知识工程师完成许多工作,能大大缩短专家系统的研制周期。"]
- ["问:程序设计语言在专家系统开发中有什么作用?", "答:程序设计语言是开发专家系统的最基本的工具。典型的程序设计语言是LISP语言和PROLOG语言,用这两种人工智能语言能方便地表示知识和设计各种推理机。此外,具有面向对象风格的语言C++,以及传统语言C和PASCAL等也是构造专家系统的常用语言。"]
- ["问:骨架系统是什么?", "答:骨架系统是一个成功的专家系统删去其特定领域知识后留下的系统框架。利用骨架系统建造专家系统时,只要把特定领域的知识按照该骨架系统的知识表示方式输入到知识库中,就构成了一个特定领域的专家系统。"]
- ["问:骨架系统在专家系统开发中有何优缺点?", "答:骨架系统在专家系统开发中的优点是能快速方便地构造一个专家系统,因为推理机与知识库是分离的,一旦知识库的知识表示方式和结构确定,推理机也随之确定。然而,其缺点是缺乏通用性和灵活性,每一个骨架系统只适合于某一类特定的问题领域,这限制了专家系统设计的选择范围。"]
- ["问:使用骨架系统生成专家系统时,有哪些注意事项?", "答:使用骨架系统生成专家系统时,需要注意生成的专家系统与骨架系统的原系统是否属于同一类问题领域。如果属于同一类问题领域,那么生成的专家系统会更易生成且效果更好。因为骨架系统生成的专家系统完全继承了原系统的知识表示方式和知识库结构以及推理机等,所以选择适合的骨架系统对于生成高质量的专家系统至关重要。"]
- ["问:知识工程语言与一般的人工智能程序设计语言相比有何优势?", "答:用知识工程语言设计推理机和知识库,比用一般的人工智能程序设计语言(如LISP或PROLOG等)更为方便。因为知识工程语言并不与特定的结构和方法紧密联系,因此比骨架系统更为灵活和通用。"]
- ["问:常见的知识工程语言工具有哪些?", "答:常见的知识工程语言工具包括OPS、KEE、ROSIE、CLIPS和ART等。这些工具都提供了不同的功能和特点,可以根据不同的应用需求选择合适的工具。"]
- ["问:OPS语言的主要特点是什么?", "答:OPS语言的主要特点是采用基于规则的知识表示和正向推理,并且是用LISP语言实现的。它已广泛用于开发计算机设计、模式识别、图像处理、故障诊断、实时控制等方面的专家系统。"]
- ["问:CLIPS语言的特点是什么?", "答:CLIPS语言的特点是结合了人工智能与传统语言,具有产生式系统的实用特征,并集成了C语言的一些基本语言成分。它支持基于规则的、面向对象的和面向过程的编程,并在许多机器上运行,广泛用于开发各类专家系统和知识处理系统。"]
- ["问:ART工具的主要特点是什么?", "答:ART工具的主要特点是基于规则和基于框架的知识表示,以及面向过程的正向与反向推理及双向推理。它采用LISP语言和C语言实现,提供了丰富的功能和灵活性。"]
- ["问:专家系统开发环境的主要特点是什么?", "答:专家系统开发环境的主要特点是集成了多种工具和方法,提供丰富的辅助工具和界面环境,以支持超大规模知识库的组织和管理,以及不同知识表示系统之间和人工智能技术与传统主流技术之间的系统集成。"]
- ["问:超大规模知识库的组织和管理在专家系统开发中的重要性体现在哪里?", "答:随着专家系统规模的增大,知识数量可达数千条乃至数万条规则,且知识层次包括元知识、经验性知识、原理性知识和常识性知识等多个层次。因此,超大规模知识库的组织和管理变得尤为重要,需要有效的工具和方法来支持知识的存储、检索和应用。"]
- ["问:专家系统开发环境集成了哪些先进技术?", "答:专家系统开发环境集成了数据库、逻辑推理、模块化技术、面向对象程序设计方法、支持智能体通信以及多媒体用户界面等先进技术,以构建一个完整的智能系统开发工具。"]
- ["问:ART*Enterprise是一种什么样的工具?", "答:ART*Enterprise是由美国Inference公司于1993年推出的一种集成化的智能应用软件开发工具,它具有面向对象、多种数据库管理、基于事例的推理和多媒体用户界面等特点,广泛应用于金融业、汽车工业、电子工业、钢铁工业、航空航天部门、通信部门、计算机设计与制造业等领域的信息咨询与决策、故障诊断、设计规划等任务。"]
- ["问:知识获取工具可以分为哪些类?", "答:知识获取工具可以分为自动知识获取工具、知识库编辑工具、面向问题求解方法的知识获取工具、面向特定知识生成技术的知识获取工具、面向特定问题领域的知识获取工具以及基于特定语言的知识获取工具等类。"]
- ["问:如何快速查找污泥膨胀的原因?", "答:污泥膨胀应急控制系统中的污泥膨胀诱因检索图可以帮助快速查找污泥膨胀的原因。首先,对活性污泥进行镜检观察,判断是丝状菌膨胀还是非丝状菌膨胀。对于丝状菌膨胀,需要进一步进行染色试验,确定丝状菌的种类。然后,根据表格查找该种丝状菌容易生长的环境和可能诱发其过量生长的原因。最后,结合污水处理厂的实际情况进一步调查,确定主要诱因。\n污泥膨胀应急控制系统检索图如图所示:\n@HXWNPZ105.jpg@$"]
- ["问:丝状菌污泥膨胀常用的控制措施有哪些?", "答:对于丝状菌污泥膨胀,常采用的应急措施包括投加灭菌剂(如NaClO、Cl₂、漂白粉、H₂O₂、次氯酸和臭氧等)来杀死丝状菌,投加絮凝剂增加活性污泥的絮凝性,以及投加助沉剂(如黏土、硅藻土、消石灰等)增加活性污泥的比重。但需要注意,这些措施可能带来一些负面影响,如水质恶化或水体受污染的风险增加。"]
- ["问:投加NaClO等灭菌剂来控制丝状菌污泥膨胀需要注意什么?", "答:投加NaClO等灭菌剂来控制丝状菌污泥膨胀时,需要注意选择投加点和严格控制投加量。因为氯等灭菌剂对微生物是无选择性的杀伤剂,既能杀灭丝状菌,也能杀伤菌胶团细菌。如果控制不好,可能会导致出水水质恶化。"]
- ["问:投加絮凝剂对处理水可能产生什么影响?", "答:投加絮凝剂如硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铁、硫酸铁和聚丙烯酰胺等高分子絮凝剂可能会带来一定的风险。这些药品溶解于处理水中,如果剂量大,可能随着处理水排入公共水域,增大水体受污染的危险。"]
- ["问:污泥膨胀控制措施为何带有一定的盲目性?", "答:污泥膨胀控制措施带有一定的盲目性,主要是因为这些控制措施往往没有深入了解引起污泥膨胀的真正原因,而是基于一些经验和常规的处理方法。因此,有时可能无法彻底解决污泥膨胀问题。"]
- ["问:根据污泥膨胀应急控制系统检索图查找到污泥膨胀的主要诱因后,还可采取哪些针对性的应急措施?", "答:措施(1):对于进水中碳水化合物或可溶性有机物含量多的废水,可降低废水在调节池或初沉池内的停留时间,加大活性污泥中无机物的含量;还可以使回流污泥在进入曝气池之前再曝气,使活性污泥进入内源呼吸期,提高与丝状菌的竞争能力;最有效的方法是通过引入其他废水,改变废水成分。\n措施(2):通过投加尿素、氯化氨、硫胺、硝酸铵、磷酸钠和磷酸氢二钠来补充氮、磷营养元素,使BOD₅:N:P为100:5:1。也可以投加含氮量高的污泥消化液上清液。同时可以适当提高有机负荷,有助于氮、磷缺乏的污泥膨胀的恢复。\n措施(3):缩短废水在污水管道和调节池的停留时间;降低污泥在二沉池内的停留时间;对进水进行预曝气,吹投硫化氢。\n措施(4):查找毒物来源,可用二沉池出水稀释进水,降低毒物影响。\n措施(5):补充添加痕量金属元素营养液。\n措施(6):检查负荷变化的主要原因,采取相应措施。当负荷变高时,还要检测溶解氧浓度是否变低。降低负荷,同时保证足够溶解氧。当负荷变低时,提高负荷,降低污泥浓度,同时一定要保证足够溶解氧。当进水中有机污染物浓度过高时,可以用二沉池出水来稀释进水。对负荷突然变化引起的非丝状菌污泥膨胀通常为含糖类等可溶解性物质较多的废水浓度的增高,所以针对这种情况,除了降低进水浓度外,还可延时曝气或使回流污泥再曝气。\n措施(7):加强曝气,提高曝气池内溶解氧浓度;适当降低曝气池内活性污泥浓度,提高曝气池内溶解氧浓度。\n措施(8):各种丝状菌的适宜生长温度范围不同,最好先鉴别丝状菌,然后再采取相应措施。例如,球衣菌容易在温度为20~30℃的范围内增殖。可采取降温措施,如不能做到,只能采取投加药剂杀死。但是采用射流曝气和机械快速搅拌回流污泥可控制球衣菌引起的污泥膨胀。提高曝气池内pH到9以上,可控制球衣菌的生长。\n措施(9):检查pH变化的情况,增大还是降低,考虑有无其他工业废水引入。在曝气池进水中投加碱或酸来调节pH。低pH、低负荷引起的污泥膨胀,可采取提高pH和有机负荷的方法使丝状菌污泥膨胀得到有效控制。一般,pH突然增高很少会引起污泥膨胀,通常会引起污泥上浮或污泥解体。\n措施(10):用二沉池出水稀释进水,降低碳水化合物和含糖类物质的浓度;延时曝气;对回流污泥进行再曝气。降低进水中脂肪和油酸的浓度,污水进入曝气池之前,采用气浮方法先除油。\n措施(11):通入锅炉蒸汽,减少排泥量,提高曝气池内污泥浓度;对回流污泥再曝气;改进曝气设备,在四季温差较大的地区,改表面机械曝气设备为鼓风曝气。\n措施(12):对回流污泥再曝气;延时曝气;通入锅炉蒸汽,采取升温措施。"]
- ["问:对于进水中碳水化合物或可溶性有机物含量多的废水,应采取哪些措施来预防污泥膨胀?", "答:对于进水中碳水化合物或可溶性有机物含量多的废水,可以采取以下措施来预防污泥膨胀:降低废水在调节池或初沉池内的停留时间,加大活性污泥中无机物的含量;使回流污泥在进入曝气池之前再曝气,使活性污泥进入内源呼吸期,提高与丝状菌的竞争能力;最有效的方法是通过引入其他废水,改变废水成分。"]
- ["问:如何通过补充氮、磷营养元素来防止污泥膨胀?", "答:通过投加尿素、氯化氨、硫胺、硝酸铵、磷酸钠和磷酸氢二钠来补充氮、磷营养元素,使BOD₅:N:P为100:5:1。也可以投加含氮量高的污泥消化液上清液。同时可以适当提高有机负荷,有助于氮、磷缺乏的污泥膨胀的恢复。"]
- ["问:如何处理废水中的硫化氢以预防污泥膨胀?", "答:可以通过缩短废水在污水管道和调节池的停留时间,降低污泥在二沉池内的停留时间,以及对进水进行预曝气,吹投硫化氢来处理废水中的硫化氢,从而预防污泥膨胀。"]
- ["问:负荷变化对污泥膨胀有何影响,应如何应对?", "答:负荷变化会对污泥膨胀产生影响。当负荷变高时,还需要检测溶解氧浓度是否变低。此时应降低负荷,同时保证足够溶解氧。当负荷变低时,应提高负荷,降低污泥浓度,同时保证足够溶解氧。对于进水中有机污染物浓度过高的情况,可以用二沉池出水来稀释进水。对负荷突然变化引起的非丝状菌污泥膨胀,除了降低进水浓度外,还可延时曝气或使回流污泥再曝气。"]
- ["问:不同种类的丝状菌对温度有何要求,如何控制?", "答:不同种类的丝状菌对温度的要求不同。因此,在控制污泥膨胀时,最好先鉴别丝状菌的种类。例如,球衣菌容易在温度为20~30℃的范围内增殖,可以采取降温措施。如果不能做到降温,只能采取投加药剂杀死。同时,采用射流曝气和机械快速搅拌回流污泥可以控制球衣菌引起的污泥膨胀。提高曝气池内pH到9以上,也可以控制球衣菌的生长。"]
- ["问:pH值的变化对污泥膨胀有何影响,应如何应对?", "答:pH值的变化会对污泥膨胀产生影响。因此,需要检查pH值的变化情况,无论是增大还是降低,都需要考虑是否有其他工业废水引入。可以通过在曝气池进水中投加碱或酸来调节pH值。对于低pH、低负荷引起的污泥膨胀,可以采取提高pH和有机负荷的方法来有效控制。需要注意的是,pH突然增高很少会引起污泥膨胀,通常会引起污泥上浮或污泥解体。"]
- ["问:如何处理进水中脂肪和油酸含量过高导致的污泥膨胀?", "答:对于进水中脂肪和油酸含量过高导致的污泥膨胀,可以采取以下措施:在污水进入曝气池之前,采用气浮方法先除油;降低进水中脂肪和油酸的浓度;延时曝气;对回流污泥进行再曝气。"]
- ["问:季节变化对污泥膨胀有何影响,应如何应对?", "答:季节变化会对污泥膨胀产生影响。在四季温差较大的地区,可以改表面机械曝气设备为鼓风曝气,以减少温度变化对污泥膨胀的影响。同时,通入锅炉蒸汽,减少排泥量,提高曝气池内污泥浓度,以及对回流污泥再曝气,也可以帮助应对季节变化带来的污泥膨胀问题。"]
- ["问:当污泥膨胀已经发生时,应如何采取措施?", "答:当污泥膨胀已经发生时,如果二沉池体积足够大,且没有发生污泥流失,处理出水水质并不会恶化。此时,可以采取上述措施,使膨胀逐渐得到控制。如果发生了污泥流失,则可通过加药的方法将污泥膨胀得到初步控制,然后再采取上述方法。加药量要严格控制,最好先采用小试来确定加药量。需要注意的是,加氯量过大时,不仅不会降低SVI,还会杀伤其他菌胶团细菌,使污泥解体,出水水质恶化。而且,加氯也不能够立刻控制膨胀,仍要有一定的恢复时间。因此,多数情况下,SVI不会突然增大,其有一个逐渐上升的过程,所以要对SVI进行日检测,观察其变化趋势,当发现SVI连续上升时,就要及时查找原因,采取相应措施。"]
- ["问:如何通过控制SVI来预防污泥膨胀?", "答:通过对SVI进行日检测,观察其变化趋势,可以及时发现污泥膨胀的预兆。当发现SVI连续上升时,就需要及时查找原因,并采取相应措施,如调整曝气、投加药剂、改变废水成分等,以控制SVI的上升,从而预防污泥膨胀的发生。"]
- ["问:在处理污泥膨胀时,如何合理使用药剂?", "答:在处理污泥膨胀时,使用药剂是一种有效的手段。但是,药剂的使用需要严格控制,最好先通过小试来确定加药量,以避免过量使用带来的负面影响。例如,加氯量过大时,不仅会杀伤其他菌胶团细菌,使污泥解体,还会使出水水质恶化。因此,使用药剂时,需要综合考虑其效果、成本以及对系统的影响等因素。"]
- ["问:在处理污泥膨胀时,为什么需要对污泥浓度进行控制?", "答:在处理污泥膨胀时,对污泥浓度的控制是非常重要的。适当的污泥浓度可以提高污泥的沉降性能,减少污泥流失,从而有助于控制污泥膨胀。同时,通过调整污泥浓度,还可以影响曝气池内的生物量和微生物种类,进一步优化污泥的处理效果。"]
- ["问:如何通过调整曝气时间和强度来控制污泥膨胀?", "答:调整曝气时间和强度是控制污泥膨胀的有效手段。通过加强曝气,可以提高曝气池内溶解氧浓度,增强微生物的活性,促进污泥的沉降和脱水。同时,适当降低曝气池内活性污泥浓度,可以减少丝状菌的生长空间,降低污泥膨胀的风险。因此,根据污泥膨胀的具体情况,可以灵活调整曝气时间和强度,以达到最佳的控制效果。"]
- ["问:污泥膨胀对污水处理厂的运行有何影响?", "答:污泥膨胀对污水处理厂的运行会产生多方面的影响。首先,污泥膨胀会导致污泥流失,降低污泥浓度,从而影响污泥的处理效果。其次,污泥膨胀会使污泥沉降性能变差,导致二沉池出水浑浊,出水水质下降。此外,污泥膨胀还可能影响曝气池内的生物量和微生物种类,破坏生物处理系统的稳定性。因此,及时控制污泥膨胀对于保障污水处理厂的正常运行至关重要。"]
- ["问:如何通过工艺优化来预防污泥膨胀?", "答:工艺优化是预防污泥膨胀的重要手段。通过调整进水水质、改变废水成分、优化曝气条件、控制污泥浓度和回流比等参数,可以优化污泥处理过程,提高污泥的沉降性能和脱水效果,从而降低污泥膨胀的风险。此外,还可以根据污泥膨胀的具体原因,针对性地采取相应措施,如投加药剂、调整pH值等,以有效控制污泥膨胀的发生。"]
- ["问:污泥膨胀对出水水质有何影响?", "答:污泥膨胀会对出水水质产生不良影响。由于污泥膨胀导致污泥沉降性能变差,二沉池出水会变得浑浊,悬浮物含量增加。同时,污泥膨胀还可能影响生物处理系统的稳定性,导致有机物去除率下降,出水COD、BOD等指标升高。因此,控制污泥膨胀对于保障出水水质至关重要。"]
- ["问:如何判断污泥膨胀的严重程度?", "答:判断污泥膨胀的严重程度可以通过观察SVI的变化趋势、污泥浓度、沉降性能以及出水水质等指标来进行。当SVI持续上升、污泥浓度下降、沉降性能变差且出水水质恶化时,可以判断污泥膨胀较为严重。此时,需要采取紧急措施,如加强曝气、投加药剂、调整工艺参数等,以尽快控制污泥膨胀的发展。"]
- ["问:如何通过日常运行管理来预防污泥膨胀?", "答:日常运行管理是预防污泥膨胀的关键。首先,需要定期对污泥进行监测和分析,了解污泥的性质和变化趋势。其次,要合理调整曝气条件、污泥浓度和回流比等参数,以优化污泥处理过程。此外,还需要注意控制进水水质和废水成分,避免引入对污泥处理不利的因素。同时,加强设备的维护和保养,确保设备正常运行,也是预防污泥膨胀的重要措施之一。"]
- ["问:Chudoba动力选择模型是何时提出的,其基于什么原理?", "答:Chudoba动力选择模型是捷克著名学者Chudoba于1973年首次提出的。该模型基于丝状菌和菌胶团菌对于一定浓度范围内的可溶性有机底物存在动力学竞争的原理。"]
- ["问:在Chudoba模型中,哪些因素决定了丝状菌和菌胶团菌的竞争优势?", "答:在Chudoba模型中,比值μ_max/K_s的大小直接决定着丝状菌与菌胶团菌在竞争中的优势。菌胶团菌具有较大的μ_max和K_s。在底物浓度低的条件下,具有较小K_s的丝状菌的μ_max/K_s比值相对于菌胶团菌大。相反,在底物浓度高的条件下,K_s的影响可以忽略,菌胶团菌由于具有较大的μ_max而具有竞争优势。"]
- ["问:Chudoba模型能预测和描述哪些情况下的污泥膨胀现象?", "答:Chudoba模型能很好地预测和描述在完全混合式反应器中,由于底物浓度低而容易滋生丝状菌,从而导致的污泥膨胀现象。此外,该模型也能描述在推流式反应器中,由于反应器进水前端具有较高的底物浓度,从而利于菌胶团菌优势生长,避免污泥膨胀的情况。"]
- ["问:Chiesa和Irivine模型是在哪一年提出的,它提出了哪些微生物分类?", "答:Chiesa和Irivine模型是在1985年提出的。该模型根据动力学特性,将活性污泥中的微生物分为三种类型:①快速生长的菌胶团细菌;②具有高底物亲和能力、生长缓慢的耐饥饿丝状菌(具有低的米门常数,Km);③对溶解氧具有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长丝状菌。"]
- ["问:Chiesa和Irivine模型中,DO浓度和底物浓度如何影响微生物的生长?", "答:在Chiesa和Irivine模型中,DO浓度和底物浓度对微生物的生长有显著影响。在高DO条件下,当底物浓度低于某个阈值S时,慢速增长、耐饥饿能力强的丝状菌将优势生长;当底物浓度高于S时,快速生长的菌胶团细菌将优势生长。而在低DO条件下,丝状菌和菌胶团菌的生长优势会随底物浓度的变化而发生变化,涉及多个阈值。"]
- ["问:Chiesa和Irivine模型与Chudoba模型相比有何特点?", "答:Chiesa和Irivine模型与Chudoba模型相比,其特点在于对丝状菌进行了更为详细的分类。Chiesa和Irivine模型根据丝状菌在不同底物浓度、不同DO浓度和缺乏底物条件下的特性,将其分为三种类型,而Chudoba模型只是简单地将微生物分为丝状菌和菌胶团菌。这使得Chiesa和Irivine模型能更精确地描述污泥膨胀现象及其成因和机理。"]
- ["问:AEROFIL模型适用于哪些系统?", "答:AEROFIL模型适用于以下系统:①污泥龄小于10天的完全好氧处理系统;②带有缺氧选择器的好氧处理系统,且污泥龄低于10天;③带有厌氧选择器的好氧处理系统,且不支持EBPR正常运行;④较低浓度的表面活性剂或较低的长链脂肪酸,他们的代谢不能通过动力学方程来预测。"]
- ["问:在AEROFIL模型中,丝状菌和菌胶团菌的分布主要取决于什么?", "答:在AEROFIL模型中,丝状菌和菌胶团菌的分布主要取决于他们对快速降解的COD的竞争能力,并且受一些物理特性的影响,比如生物絮体的大小和固液之间的扩散阻力大小。"]
- ["问:在AEROFIL模型中,可生物降解的COD是如何被区分的?", "答:在AEROFIL模型中,可生物降解的COD被区分为溶解性的可快速生物降解的COD(用S_S表示)和颗粒或胶体的慢速生物降解的COD(用X_S表示)。"]
- ["问:AEROFIL模型如何描述丝状菌和菌胶团菌对两种不同底物的竞争?", "答:AEROFIL模型通过区分丝状菌和菌胶团菌对S_S和S_H的不同动力学特性来描述他们的竞争。延伸于絮体外部的丝状菌能快速代谢S_S,而S_S必须首先扩散到絮体内部才能被菌胶团菌代谢。但对于S_H恰好相反,由于S_H是由位于絮体内部的菌胶团菌水解X_S产生的,它首先被絮体内部的菌胶团菌利用,而S_H从絮体内部扩散至絮体外部的液相中后才能被延伸于絮体外部的丝状菌代谢。"]
- ["问:AEROFIL模型中如何考虑扩散阻力对底物利用的影响?", "答:AEROFIL模型中通过增大K_s值使其大于真实的半饱和常数,来模拟扩散阻力对底物利用的影响。模型中采用了不同的K_s值来表征菌胶团菌和丝状菌对不同底物的亲和力,从而考虑扩散阻力。"]
- ["问:AEROFIL模型与ASM1、ASM2模型的主要差别是什么?", "答:AEROFIL模型与ASM1、ASM2模型的主要差别在于衰减、水解和硝化/反硝化过程的表征不同。在AEROFIL模型中,衰减过程区分了好氧条件下的内源呼吸和缺氧/厌氧条件下的腐化;水解过程用简化的一级方程描述,并考虑了不同条件下的限制性因子;菌胶团菌和丝状菌在底物利用和生长条件上也存在差异。"]
- ["问:AEROFIL模型在实际应用中有哪些验证和应用?", "答:AEROFIL模型已成功在中试反应器和实际的污水处理厂中进行了验证,可用于考察和验证进水水质、工艺流程、有机物负荷和进水中所含的可快速生物降解的底物浓度等条件对污泥种群竞争的影响。此外,它还可用于评估和计算最佳的好氧选择器和缺氧选择器的容积。"]
- ["问:描述一下建立数学模型在描述丝状菌和菌胶团菌相互竞争机理中的意义。", "答:建立数学模型对于描述丝状菌和菌胶团菌相互竞争的机理具有重要意义。模型能从定性和定量两个角度考察各种参数对二者竞争的影响,有助于理解污泥膨胀的成因和条件。同时,模型的应用对于控制恶性污泥膨胀及稳定维持丝状菌污泥微膨胀也具有重要的指导意义。"]
- ["问:Chudoba的动力学选择理论在丝状菌和菌胶团菌竞争模型中的应用有哪些局限性?", "答:Chudoba的动力学选择理论在丝状菌和菌胶团菌竞争模型中的应用存在局限性。该理论主要适用于单基质封闭系统内的相互竞争模型,而活性污泥系统常为连续流系统,仅靠动力学选择理论不足以满足建立连续流系统中丝状菌和菌胶团菌相互竞争的数学模型的需要。因此,加入新的参数及模型的扩充是完善丝状菌和菌胶团菌相互竞争数学模型的必要步骤。"]
- ["问:迄今为止,丝状菌和菌胶团菌相互竞争的数学模型研究现状如何?", "答:迄今为止,虽然已有不少以动力学选择理论为基础建立的丝状菌和菌胶团菌相互竞争的数学模型,但其中并没有能够预见连续流系统中丝状菌与菌胶团菌共生的模型。这表明丝状菌和菌胶团菌相互竞争数学模型的建立仍需要进一步的研究及完善。"]
- ["问:丝状菌与菌胶团菌竞争模型主要包括哪几个方面?", "答:丝状菌与菌胶团菌竞争模型主要包括三个方面:一是基于单基质动力学选择理论的数学模型,二是基于单基质动力学选择理论及丝状菌骨架理论的模型,三是基于双基质(有机物及DO)与丝状菌骨架理论的模型。这些模型从不同角度考虑了丝状菌和菌胶团菌的竞争关系,有助于更全面地理解污泥膨胀现象。"]
- ["问:丝状菌与菌胶团菌竞争模型建立过程中需要满足哪些条件?", "答:模型建立过程中需要满足以下条件:首先,模型需能够描述在常规的运行条件下,丝状菌和菌胶团菌二者能同时存在于污水处理系统;其次,模型需要满足动力学选择理论和丝状菌骨架理论等常规的污泥膨胀原理;最后,在满足上述条件的基础上,模型应具备简单性,以便于理解和求解,并能在今后的试验中进行验证。"]
- ["问:丝状菌与菌胶团菌竞争模型建立过程中进行了哪些假设?", "答:在模型建立过程中,进行了以下假设:首先,假设进水中不含有任何微生物,这简化了模型的初始条件;其次,假设曝气池内混合均匀,各点浓度相同,这符合连续流反应器的特性;再次,假设污泥和底物在二沉池内完全分开,这有助于分析二沉池内的沉淀过程;此外,还假设出水中不含有任何微生物,回流污泥和排放污泥中不含任何底物,这简化了模型的边界条件;最后,假设菌胶团菌相对于丝状菌在二沉池内的压缩特性较好,这有助于描述两种微生物在二沉池内的不同行为。"]
- ["问:基于动力学选择的原型模型是如何进行稳定性分析的?", "答:基于动力学选择的原型模型采用四五阶的龙格-库塔方法进行数值求解,以分析模型的稳定性。求解过程中使用了模型中的动力学参数和其他参数,并得出了相应的结果。通过对比不同稀释比(D)下丝状菌和菌胶团菌浓度的变化规律,可以观察到丝状菌和菌胶团菌在不同条件下的竞争关系。在较低的D值条件下,丝状菌会优先利用有限的基质进行快速繁殖,而菌胶团菌在竞争中处于劣势。随着D值的增大,丝状菌的竞争优势逐渐减弱,菌胶团菌的生存时间也相应增长。当D值增大到一定范围时,由于底物停留时间极短,两种菌种均无法有效利用底物进行生长繁殖,最终都会被淘洗出系统。然而,这一模型发现在不同稀释比条件下,丝状菌与菌胶团菌不能共存,这与实际情况不符,因此需要进行进一步的调整与完善。"]
- ["问:基于动力学选择的原型模型在何种条件下丝状菌会优先利用基质进行繁殖?", "答:基于动力学选择的原型模型表明,在较低的稀释比(D)条件下,丝状菌会优先利用有限的基质进行快速繁殖。这是因为低稀释比意味着进水负荷较低,底物在反应器内的停留时间较长,使得丝状菌有机会优先利用这些底物进行生长。"]
- ["问:基于动力学选择的原型模型在何种条件下菌胶团菌的生存时间会增长?", "答:基于动力学选择的原型模型表明,随着稀释比(D)的增大,菌胶团菌的生存时间会相应增长。这是因为随着D值的增大,进水负荷增加,底物在反应器内的停留时间缩短,丝状菌的竞争优势减弱,菌胶团菌有更多机会利用底物进行生长繁殖,从而延长其生存时间。"]
- ["问:基于动力学选择的原型模型在何种条件下两种菌种都会被淘洗出系统?", "答:基于动力学选择的原型模型表明,当稀释比(D)增大到一定范围时,由于底物在反应器内停留的时间特别短,丝状菌和菌胶团菌二者都不能有效地利用底物来生长繁殖,最终导致二者菌种都会从反应器淘洗出去。这是因为高稀释比导致进水负荷过大,底物在反应器内的停留时间过短,无法支持两种菌种的正常生长。"]
- ["问:基于动力学选择及骨架理论的模型中,μ_{floc}和μ_{flil-α}分别代表什么?", "答:在基于动力学选择及骨架理论的模型中,μ_{floc}代表菌胶团菌的比生长速率,而μ_{flil-α}代表丝状菌的比生长速率。这两个参数用于描述菌胶团菌和丝状菌在特定条件下的生长速度和竞争关系。"]
- ["问:基于动力学选择及骨架理论的模型中,D₁和D₂的含义是什么?", "答:很抱歉,文章中没有明确提及基于动力学选择及骨架理论的模型中D₁和D₂的具体含义。这两个参数可能是基于模型计算得出的特定值,用于描述菌胶团菌和丝状菌在不同条件下的生长和竞争关系。但具体的含义和解释需要参考模型的相关文献或研究资料。"]
- ["问:基于单基质选择和骨架理论的数学模型是如何进行求解的?", "答:基于单基质选择和骨架理论的数学模型采用四五阶的龙格-库塔方法进行数值求解。通过代入模型中的动力学参数和其他参数,可以得出丝状菌和菌胶团菌在不同稀释比(D)下的浓度变化规律。初始的底物浓度(S)取值为300mg/L,而丝状菌和菌胶团菌的初始浓度分别取为800mg/L和2000mg/L。"]
- ["问:在较低的稀释比条件下,丝状菌和菌胶团菌的浓度如何变化?", "答:在较低的稀释比(D=0.4~0.6)条件下,丝状菌浓度会随着时间逐渐增大,之后稳定在某一浓度值左右。而菌胶团菌浓度则会随着时间逐渐下降,之后也稳定在某一浓度值左右。这表明在较低的稀释比条件下,丝状菌会优先利用有限的基质进行快速繁殖,而菌胶团菌在竞争中处于劣势。"]
- ["问:在适中的稀释比条件下,丝状菌和菌胶团菌的浓度如何变化?", "答:随着稀释比的提高(D>0.7),即增大进水负荷,丝状菌浓度会随着时间逐渐下降,之后稳定在某一浓度值左右。而菌胶团菌浓度首先出现小幅下降,之后会随着时间逐渐上升,最后稳定在某一浓度值左右。这说明在适中的稀释比条件下,菌胶团菌会优先利用有限的基质进行快速繁殖,而丝状菌在竞争中处于劣势。"]
- ["问:当稀释比过高时,丝状菌和菌胶团菌的浓度会如何变化?", "答:当稀释比过高(D>2.0)时,由于底物在反应器内停留的时间特别短,丝状菌和菌胶团菌二者都不能有效地利用底物来生长繁殖,最终导致二者菌种都会从反应器淘洗出去。这意味着在过高的稀释比条件下,丝状菌和菌胶团菌都无法在系统中生存。"]
- ["问:基于双基质选择和骨架理论的数学模型考虑了哪些因素?", "答:基于双基质选择和骨架理论的数学模型除了考虑进水中COD作为菌胶团和丝状菌生长的底物外,还考虑了DO(溶解氧)作为影响丝状菌与菌胶团菌竞争的另一重要因素。该模型通过双基质莫能方程对不同稀释比、不同DO条件下丝状菌与菌胶团生长趋势进行了分析。"]
- ["问:在基于双基质选择和骨架理论的数学模型中,DO对丝状菌和菌胶团菌的浓度有何影响?", "答:在基于双基质选择和骨架理论的数学模型中,同一稀释比条件下菌胶团菌的浓度均随着DO值的增加而上升。而丝状菌浓度随着DO值的升高而降低。在低稀释比条件下,DO对丝状菌及菌胶团菌的增长影响较小,丝状菌为优势菌种。在适当的稀释比条件下,DO值的变化对丝状菌及菌胶团菌浓度有较大影响,通过调节DO值能够使丝状菌与菌胶团菌处于平衡状态。而在稀释比较高的条件下,较低的DO值就能淘汰丝状菌,菌胶团处于竞争优势地位。"]
- ["问:为什么污泥膨胀问题复杂并且难以建立统一的数学模型?", "答:污泥膨胀问题之所以复杂并且难以建立统一的数学模型,主要因为成因的不确定性以及对导致污泥膨胀的优势丝状菌缺乏认识。污泥膨胀可能受到多种因素的影响,包括但不限于底物浓度、稀释比、溶解氧浓度等。同时,对于导致污泥膨胀的特定丝状菌种类的认识尚不深入,这使得难以准确描述丝状菌和菌胶团菌之间的竞争关系。因此,目前很难建立一个能够准确描述所有情况的统一数学模型。"]
- ["问:如何利用现代分子生物学方法来为建立统一的数学模型奠定基础?", "答:现代分子生物学方法可以帮助我们更深入地了解污泥中微生物的种群结构和代谢机制,从而建立运行条件和种群结构的可靠相关性。通过利用这些方法,我们可以更准确地识别导致污泥膨胀的优势丝状菌种类,并了解它们与菌胶团菌之间的竞争关系。这些信息对于建立统一的数学模型至关重要,因为它们可以为我们提供关于系统中微生物行为更准确的描述和预测。因此,借助于现代分子生物学方法,我们可以为建立统一的数学模型提供更为坚实的基础。"]
- ["问:为什么在低稀释比条件下,丝状菌会成为优势菌种?", "答:在低稀释比条件下,进水负荷较低,底物在反应器内的停留时间较长,使得丝状菌有足够的时间利用有限的基质进行生长和繁殖。此外,丝状菌可能具有更高的底物亲和力或利用率,使得它们在低底物浓度下也能有效地生长。因此,在低稀释比条件下,丝状菌会成为优势菌种。"]
- ["问:稀释比的提高如何影响菌胶团菌的生长?", "答:稀释比的提高意味着进水负荷的增加,底物在反应器内的停留时间变短。这种条件下,菌胶团菌可能更能适应高负荷环境,并有效地利用有限的底物进行生长。因此,随着稀释比的提高,菌胶团菌的浓度可能会上升,竞争优势得到提升。"]
- ["问:过高稀释比导致丝状菌和菌胶团菌淘洗的原因是什么?", "答:过高稀释比导致底物在反应器内的停留时间非常短,这使得丝状菌和菌胶团菌都无法有效地利用底物进行生长繁殖。由于底物供应不足,微生物的生长受到严重限制,最终导致丝状菌和菌胶团菌都无法在系统中生存,从而被淘洗出去。"]
- ["问:DO值的变化如何影响丝状菌和菌胶团菌之间的竞争?", "答:DO值的变化对丝状菌和菌胶团菌之间的竞争有重要影响。在高DO值条件下,菌胶团菌可能更能适应并有效利用氧气进行生长,因此其竞争优势可能得到提升。相反,丝状菌在低DO值条件下可能更具竞争力,因为某些丝状菌种类可能具有在低氧环境下生长的能力。因此,通过调节DO值,可以影响丝状菌和菌胶团菌之间的平衡状态。"]
- ["问:如何通过调节DO值来控制丝状菌和菌胶团菌的生长?", "答:通过调节DO值,可以实现对丝状菌和菌胶团菌生长的有效控制。在低稀释比或丝状菌占优势的情况下,适当降低DO值可以抑制丝状菌的生长,从而减轻污泥膨胀的风险。而在高稀释比或菌胶团菌占优势的情况下,提高DO值可以促进菌胶团菌的生长,维持系统的稳定运行。因此,根据系统运行的实际情况,通过调节DO值,可以实现对丝状菌和菌胶团菌生长的有效调控。"]
- ["问:现代分子生物学方法如何帮助识别导致污泥膨胀的优势丝状菌种类?", "答:现代分子生物学方法,如高通量测序技术、基因芯片等,可以帮助我们更深入地了解污泥中微生物的种群结构和多样性。通过对污泥样品进行测序和分析,我们可以识别出导致污泥膨胀的优势丝状菌种类,并了解它们在系统中的丰度和分布。这些信息对于深入理解污泥膨胀的机理和制定有效的控制措施具有重要意义。"]
- ["问:为什么难以建立统一的数学模型来描述丝状菌和菌胶团菌的竞争?", "答:难以建立统一的数学模型来描述丝状菌和菌胶团菌的竞争,主要是因为污泥膨胀的成因具有不确定性,且受到多种因素的影响。不同的操作条件、底物浓度、DO值等都可能对丝状菌和菌胶团菌的生长和竞争产生不同的影响。此外,对于导致污泥膨胀的优势丝状菌种类及其生长特性还缺乏深入的了解,这也增加了建立统一数学模型的难度。因此,目前我们需要进一步研究和探索,以便更好地理解和描述丝状菌和菌胶团菌之间的竞争关系。"]
- ["问:未来研究在污泥膨胀领域应关注哪些方向?", "答:未来研究在污泥膨胀领域应关注以下几个方向:首先,深入研究和了解导致污泥膨胀的优势丝状菌种类及其生长特性,为建立更准确的数学模型提供基础数据;其次,探索不同操作条件对丝状菌和菌胶团菌生长和竞争的影响,以优化系统运行参数;此外,利用现代分子生物学方法和技术手段,研究污泥中微生物的种群结构和多样性,揭示污泥膨胀的机理;最后,开发新型的生物控制策略或工程技术手段,以有效预防和控制污泥膨胀的发生。"]
- ["问:以连接二沉池的完全混合式连续流反应器为基础,从基于单基质动力学选择理论、基于单基质动力学选择理论及丝状菌骨架理论以及基于双基质选择与丝状菌骨架理论三个方面建立了丝状菌与菌胶团菌的竞争模型。对各型求解得出结论有哪些?", "答:(1)基于单基质动力学选择的数学模型下,丝状菌与菌胶团菌不能同时存在于活性污泥系统中,两者必有一淘洗出系统。\n(2)基于单基质动力学选择理论及丝状菌骨架理论的数学模型能够预见丝状菌与菌胶团菌的共生;且在低稀释比条件下,丝状菌为优势菌种,随着稀释比的提高,系统中菌胶团菌的竞争优势得到提升,而过高的稀释比会导致丝状菌与菌胶团的全部淘洗。\n(3)基于双基质选择与丝状菌骨架理论的模型中,同一稀释比条件下菌胶团菌的浓度均随着DO值的增加而上升;在低稀释比条件下,DO对丝状菌及菌胶团菌的竞争影响较小;增大稀释比,DO值对丝状菌及菌胶团菌竞争的影响增大。"]
- ["问:Blackall在澳大利亚的生物泡沫问题研究中发现了哪些微生物?", "答:Blackall在澳大利亚的生物泡沫问题研究中发现了M.parvicella, Nocardia amarae(Gordonia amarae), 以及S.piniformis这三种微生物。"]
- ["问:在澳大利亚昆士兰污水处理厂的生物泡沫中,哪些微生物特别常见?", "答:在昆士兰污水处理厂的生物泡沫中,Nocardia amarae(Gordonia amarae)和S.piniformis这两种微生物特别常见。"]
- ["问:Seviour等的研究发现了什么关于生物泡沫的微生物种类?", "答:Seviour等的研究发现,G.amarae、S.piniformis和M.parvicella这些微生物在生物泡沫中出现的频率相对于以前的调查结果更为频繁。此外,他们还发现了不同地区的优势丝状菌种类有所不同,这种差异可能与气候和当地人的饮食有关。"]
- ["问:Soddell和Seviour关于S.piniformis的研究有什么发现?", "答:Soddell和Seviour的研究发现,S.piniformis在各地采用活性污泥法的污水处理厂中很常见。该菌种的分枝情况多种多样,但经分离纯培养后发现均为同一种菌种。这与G.amarae的情况大不相同,G.amarae在显微镜下有多种形态,但实际上属于不同的种属。"]
- ["问:Seviour在1994年的研究有何主要发现?", "答:Seviour在1994年的研究发现,维多利亚州和新南威尔士州的65座污水处理厂中有53座出现了污泥膨胀现象,44座发生了生物泡沫。半数以上的污水处理厂同时存在这两种问题,表明这些问题在澳大利亚普遍存在。"]
- ["问:澳大利亚污水处理厂的生物泡沫问题有什么特点?", "答:澳大利亚污水处理厂的生物泡沫问题一旦产生,往往会持续存在。这些问题与某个具体的运行或设计参数并无直接的因果性关系,但可能与污泥负荷有关,需要进一步调查研究。"]
- ["问:通过什么技术,调查中确定了丝状菌的真正种属?", "答:调查中通过16SrDNA序列的数据确定了丝状菌的真正种属,这是通过对Eikelboom定义的一些类型的丝状菌进行分离纯培养来实现的。"]
- ["问:FISH技术在鉴别丝状菌方面有什么特别之处?", "答:FISH技术能够检测到一些隐藏在菌胶团中的丝状菌,这些丝状菌用低倍数的显微镜是观察不到的。此外,该技术对一些丝状菌的鉴定与以往结论不同,能够证明某些丝状菌在某些样本中的存在。"]
- ["问:为什么很难确定和归纳哪种条件适宜某种丝状菌的生长?", "答:很难确定和归纳哪种条件适宜某种丝状菌的生长,因为大部分的工作都是描述性的,而且泥水分离问题的出现通常是由于多种不利影响因素共同作用所致,而不是某一单独因素的影响。"]
- ["问:Seviour等认为哪些描述对于澳大利亚的污水处理厂并不适用?", "答:Seviour等认为Eikelboom和vanBuijsen以及Jenkins等所描述的重要准则对于澳大利亚的大多数污水处理厂来说并不适用。"]
- ["问:对于某些丝状菌的生长,有哪些普遍适用的条件?", "答:对于某些丝状菌的生长,很难总结出普遍适用的条件,因为它们的生长受到多种因素的影响,包括负荷、污泥龄、温度等。一些丝状菌可以在多种不同条件下生长,这使得确定它们的生长条件变得困难。"]
- ["问:为什么概括出引起污泥膨胀和生物泡沫问题的普遍原因很困难?", "答:概括出引起污泥膨胀和生物泡沫问题的普遍原因很困难,因为污水处理厂的运行条件、系统结构、进水水质等多种因素都会影响丝状菌的生长和泥水分离效果。此外,数据的不足也增加了概括普遍原因的难度。"]
- ["问:如果不解决丝状菌分类问题,对污泥膨胀和生物泡沫的控制有何影响?", "答:如果不解决丝状菌分类问题,弄清促进或抑制丝状菌生长的条件,以及建立影响因素可控的系统,所有的试图控制膨胀和生物泡沫问题的尝试都是基于经验的,并没有一定成功的把握。这意味着控制方法可能不具有普遍适用性,且无法确保成功。"]
- ["问:为什么不可能把一座污水处理厂的膨胀控制经验移植到另一座污水处理厂中?", "答:每座污水处理厂引起膨胀的菌种可能并不完全相同,因此,将一座污水处理厂的膨胀控制经验直接应用到另一座污水处理厂中可能并不适用。"]
- ["问:分子探针在解决污泥膨胀和生物泡沫问题中可能起到什么作用?", "答:从长期目标来看,分子探针的运用将有助于解决污泥膨胀和生物泡沫问题。分子探针可以帮助准确鉴定丝状菌的种类,进而了解不同丝状菌的生长条件和影响因素,为制定有效的控制措施提供基础。"]
- ["问:为什么即使通过消除活性污泥中的不利因素,也无法完全解决污泥膨胀和生物泡沫问题?", "答:活性污泥中一般含有大量不同种类的丝状菌,即使通过消除某种不利因素降低了其中一种丝状菌的数量,其他丝状菌也可能成为优势菌种,继续引起膨胀和生物泡沫问题。"]
- ["问:为什么学者或运行人员不必对没有有效控制膨胀或生物泡沫问题的方法的评论感到吃惊?", "答:学者或运行人员不必对没有有效控制膨胀或生物泡沫问题的方法的评论感到吃惊,因为控制膨胀和生物泡沫的方法很大程度上是基于经验的,没有一定成功的把握。此外,不同污水处理厂的菌种和条件可能不同,使得控制方法的适用性受限。"]
- ["问:澳大利亚昆士兰生物泡沫控制方法为何无一奏效?", "答:昆士兰生物泡沫控制方法无一奏效的原因可能在于没有针对具体的丝状菌种类和生长条件制定控制措施。此外,不同污水处理厂的运行条件和系统结构可能存在差异,这也影响了控制方法的有效性。"]
- ["问:澳大利亚从其他国家引进的控制污泥膨胀和生物泡沫的方法效果如何?", "答:从其他国家引进的控制污泥膨胀和生物泡沫的方法在昆士兰的应用效果并不清楚。这些方法可能并不完全适用于昆士兰的特定条件和菌种,因此其效果可能有限。"]
- ["问:用于控制生物泡沫问题的方法通常也用于控制什么?", "答:用于控制生物泡沫问题的方法通常也用于控制污泥膨胀。这是因为生物泡沫和污泥膨胀通常都与丝状菌的生长和活性污泥的性质有关,因此控制方法具有一定的相似性。"]
- ["问:在处理污泥膨胀问题时,为什么很少有人检测处理前、处理中、处理后的丝状菌数目?", "答:在处理污泥膨胀问题时,很少有人检测处理前、处理中、处理后的丝状菌数目,可能是因为现有的检测方法复杂且耗时,且对于丝状菌种类和数量的准确判断仍然是一个挑战。此外,可能缺乏对丝状菌生长和影响因素的深入理解,使得检测结果对控制措施的制定意义有限。"]
- ["问:澳大利亚污水处理厂中出现的丝状菌有哪些特点?", "答:澳大利亚的污水处理厂中出现了大部分了世界各地出现的丝状菌,其中包括导致生物泡沫的微生物Skermania piniformis。M.parvicella也是引发膨胀和生物泡沫的主要丝状菌之一,尤其在较温暖的地方较少出现。然而,对于丝状菌的具体种类和分布情况,由于影响因素间的交互作用和对所涉及变量的理解不足,难以进行准确的判断。"]
- ["问:Skermania piniformis在哪些地方被发现?", "答:Skermania piniformis在美国、捷克以及澳大利亚的污水处理厂中都被发现,它是一种导致生物泡沫的微生物。然而,在其他地方尚没有普遍报道。"]
- ["问:如何判断澳大利亚污水处理厂是否发生膨胀?", "答:澳大利亚采用SVI值(污泥体积指数)和DSVI值(干污泥体积指数)来评价膨胀是否发生。当DSVI值大于150mL/g时,通常认为发生了膨胀。"]
- ["问:澳大利亚污水处理厂控制膨胀和生物泡沫的措施有哪些?", "答:澳大利亚污水处理厂控制膨胀和生物泡沫的措施包括加氯、缩短泥龄、改变曝气量以及添加选择器等方式。这些方法的选择和应用可能因具体情况而异,但在采用前通常不会对菌种进行鉴定,也不会对控制策略的效果进行监测或进行镜检跟踪种群的变化。"]
- ["问:为什么在采用控制策略前不对菌种进行鉴定?", "答:在采用控制策略前不对菌种进行鉴定的原因可能有多方面。首先,对于涉及的变量和影响因素的理解不足,使得对原因和影响关系的判定变得困难。其次,可能由于时间、资源或技术等方面的限制,导致无法对菌种进行全面的鉴定。此外,也可能因为经验或习惯,一些污水处理厂在采取控制措施时并不依赖于菌种的鉴定。"]
- ["问:澳大利亚污水处理厂对控制策略效果进行监测吗?", "答:根据文章中的描述,澳大利亚的污水处理厂在采用控制策略后通常不会对效果进行监测。这可能是因为缺乏对控制策略效果的有效评估方法,或者由于资源和时间的限制,无法对每一个控制策略都进行详细的跟踪和评估。此外,也可能因为一些污水处理厂更侧重于解决当前的问题,而不太关注长期的效果和种群变化。"]
- ["问:镜检在澳大利亚污水处理厂中扮演什么角色?", "答:镜检在澳大利亚污水处理厂中扮演了重要的角色,用于鉴定生物相中的丝状菌种类和数量。通过对丝状菌的鉴定,可以帮助了解污泥膨胀和生物泡沫问题的原因,从而采取相应的控制策略。然而,根据文章中的描述,尽管镜检在理论上是一个有用的工具,但在实际应用中可能并没有得到充分的利用,尤其是在对控制策略效果进行监测和跟踪种群变化方面。"]
- ["问:在20世纪80年代之前,对于污泥膨胀有过哪些研究?", "答:在20世纪80年代之前,对于污泥膨胀并没有进行过全面的调研研究。当时的活性污泥系统监控显示,普遍存在的丝状菌主要包括:Sphaerotilus natans、021N型、Thiothrix spp.、Haliscomenobacter hydrossis、Nostocoida limicola、M.parvicella、Nocardioforms和Fungi。由于城市污水处理厂大多采用高负荷运行和延时曝气系统,因此并未出现严重的污泥膨胀问题。"]
- ["问:20世纪80年代污泥膨胀主要发生在哪些类型的污水处理厂中?", "答:20世纪80年代,污泥膨胀主要发生在一些城镇中的工业污水处理站中,例如:水果和蔬菜罐头厂、甜菜加工厂、葡萄酒加工厂、酿酒厂等。啤酒厂污水会反复导致活性污泥中丝状菌的永久存在。"]
- ["问:20世纪90年代,多个污水处理厂中发现了什么现象?", "答:20世纪90年代,在多个污水处理厂中发现了优势丝状菌的动态变迁。以布拉格中心污水处理厂为例,该厂的活性污泥中优势丝状菌的类型在一段时间内发生了明显的变化。"]
- ["问:布拉格中心污水处理厂在20世纪80年代和90年代的优势丝状菌有哪些不同?", "答:布拉格中心污水处理厂在20世纪80年代的优势丝状菌主要为Sphaerotilus natans和021N型。然而,在1991年和1992年,Nostocoida limicola成为了主要类型,而Sphaerotilus natans和021N型很少被检测到。这种变迁并未伴随着明显的工艺条件改变,因此可归因于污水水质的改变。"]
- ["问:捷克在20世纪90年代早期开始了哪项关于污水处理厂的工作?", "答:捷克在20世纪90年代早期开始了对污水处理厂内活性污泥的定期调研和监察。这项工作首先从布拉格地区开始,然后逐渐扩大到全国范围内。目的是鉴别捷克地区污水处理系统中最常见的丝状菌种类,并研究它们对活性污泥絮体及其分离特性的影响。"]
- ["问:如何通过问卷调查的结果挑选出需要进一步现场核对的污水处理厂?", "答:根据问卷调查的结果,挑选出那些反复出现分离问题的污水处理厂,然后进一步进行现场核对。现场核对包括核对问卷调查的结果,并收集污泥和生物泡沫样本,以用于进行显微镜检查。"]
- ["问:如何通过SVI值来衡量污泥的沉降性能?", "答:污泥的沉降性能是通过SVI来衡量的。活性污泥根据SVI值进行分类如下所示:“沉降性能好”指SVI值低于100mL/g;“轻微膨胀”指SVI值为100~200mL/g;“严重膨胀”指SVI值高于200mL/g."]
- ["问:20世纪80年代之前对污泥膨胀的研究情况如何?", "答:在20世纪80年代之前,并没有对污泥膨胀进行过全面的调研研究。尽管许多关于活性污泥丝状菌鉴定的论文来源于前捷克斯洛伐克,但当时并没有进行全国性的官方调查研究。然而,通过对活性污泥系统的监控,发现了一些普遍存在的丝状菌种类,如Sphaerotilus natans、021N型、Thiothrix spp.等。"]
- ["问:20世纪80年代之前城市污水处理厂是否出现严重的污泥膨胀问题?", "答:在20世纪80年代之前,由于城市污水处理厂大多采用高负荷运行和延时曝气系统,因此并没有出现严重的污泥膨胀问题。污泥膨胀主要发生在一些城镇中的工业污水处理站中,如水果和蔬菜罐头厂、甜菜加工厂等。"]
- ["问:生物泡沫问题在何时开始被了解和重视?", "答:生物泡沫问题实际上到20世纪80年代末才被了解和重视。第一个生物泡沫案例发现于一个厌氧-好氧的处理系统中(EBPR)。生物泡沫中所发现的微生物主要有Nostocoida limicola和0041型。"]
- ["问:20世纪90年代在污水处理厂中发现了什么关于优势丝状菌的动态变迁?", "答:在20世纪90年代,多个污水处理厂中发现了优势丝状菌的动态变迁。以布拉格中心污水处理厂为例,20世纪80年代优势丝状菌主要为Sphaerotilus natans和021N型,但到了1991年和1992年,Nostocoida limicola成为了主要类型,而Sphaerotilus natans和021N型很少被检测到。这种变迁可归因于污水水质的改变,而不是工艺条件的明显变化。"]
- ["问:常规处理生活污水的活性污泥法系统中观察到的生物泡沫是由什么引起的?", "答:在常规处理生活污水的活性污泥法系统中观察到的生物泡沫主要是由Nocardioforms的过量繁殖所引起。这些生物泡沫与1990年后进入捷克斯洛伐克市场的洗洁剂,以及家庭的主要消费由肉类食品变为便宜的蔬菜等因素有关。"]
- ["问:捷克从何时开始对污水处理厂内活性污泥进行定期调研和监察?", "答:捷克有关污水处理厂内活性污泥的定期调研和监察始于20世纪90年代早期,该工作从布拉格地区开始,然后扩大到全国范围内。这项研究的目的是鉴别捷克地区污水处理系统中最常见的丝状菌种类,以及研究它们对活性污泥絮体以及其分离特性的影响。"]
- ["问:如何衡量污泥的沉降性能?", "答:污泥的沉降性能是通过污泥体积指数(SVI)来衡量的。活性污泥根据SVI值进行分类:当SVI值低于100mL/g时,被认为是“沉降性能好”;当SVI值为100~200mL/g时,被认为是“轻微膨胀”;当SVI值高于200mL/g时,被认为是“严重膨胀”。"]
- ["问:丝状菌的丰度与污泥的沉降性能有何关系?", "答:丝状菌的丰度与污泥的沉降性能存在密切关系。在丝状菌丰度适中或较低的条件下,活性污泥絮体的特性会影响其沉淀性能。然而,当丝状菌丰度较大时,无论污泥絮体特性如何,都可能导致污泥膨胀或生物泡沫的出现。"]
- ["问:在污水处理厂中,哪些丝状菌是最常见的优势丝状菌?", "答:在污水处理厂中,最常见的优势丝状菌包括M.parvicella、Nostocoida limicola,以及0092型和0041/0675型。这些丝状菌在活性污泥中占据主导地位,并对污泥的沉降性能产生重要影响。"]
- ["问:生物泡沫是由哪些丝状菌引起的?", "答:生物泡沫主要由属于F菌群的丝状菌引起,这些丝状菌包括M.parvicella、Actinomycetes、GALOs(先前被认为是NALOs——像Nocardia amarae一样的微生物)或由Nostocoidalimicola组成。这些丝状菌在活性污泥中过量繁殖,导致生物泡沫的产生。"]
- ["问:脱氮除磷工艺中生物泡沫发生的概率如何?", "答:在脱氮除磷工艺中,生物泡沫发生的概率较大。尤其在同时去除有机物和脱氮的污水处理厂中,生物泡沫问题最为明显。而在传统的仅去除有机物的污水处理厂中,生物泡沫问题相对较少发生。"]
- ["问:丝状菌的丰度与污泥沉降性能有何直接联系?", "答:丝状菌的丰度并不直接决定污泥的沉降性能。在许多情况下,即使丝状菌丰度高,如果污泥絮体形态结实紧凑,沉降性能也可能良好。相反,即使丝状菌丰度低,如果污泥絮体结构不规则或松散,沉降性能也可能较差。因此,污泥的沉降性能受到多种因素的影响,丝状菌的丰度只是其中之一。"]
- ["问:第二优势丝状菌在不同年份的分布情况如何?", "答:1997年,第二优势丝状菌主要有Haliscomenobacter hydrossis、0041/0675型和0803型。而1998年,第二优势丝状菌主要为Haliscomenobacter hydrossis和0041/0675型,同时0961型、1701型和Thiothrix spp.也是常见的第二优势丝状菌。"]
- ["问:生物泡沫问题的严重性在调研期间有何变化?", "答:生物泡沫问题在调研期间变得更加严重。1997年,有13座污水处理厂(占所有污水处理厂的33%)出现了生物泡沫;而到了1998年,出现生物泡沫的污水处理厂数量增加到了26座(占所有污水处理厂的79%)。"]
- ["问:在生物泡沫中,丝状菌的丰度大小顺序是怎样的?", "答:在生物泡沫中,丝状菌的丰度大小依次为:M.parvicella、GALOs、Nostocoida limicola、0092型、0041/0675型和1851型。"]
- ["问:未鉴定的Gram+rods在混合液和生物泡沫中的特性是什么?", "答:未鉴定的Gram+rods是混合液和生物泡沫中的常见的主要微生物。这些杆菌是革兰氏阳性,纳氏阴性,许多还含有纳氏阳性颗粒。它们呈单个细胞生长,或者呈由粒径0.8μm的细胞(2~4个)组成的短链生长。目前还不清楚这些细菌是否为已鉴定的丝状微生物(M.parvicella、GALOs)以其他的生长形式存在,还是一种还未被鉴定的细菌种类。这些革兰氏阳性杆菌大多数情况下与M.parvicella和GALOs一起被观测到。"]
- ["问:2000年调研的污水处理厂类型及主要处理的污水类型是什么?", "答:调研的污水处理厂均为低有机物负荷条件下的BNR污水处理厂,具有R-AN-D-N系统和A²/O系统。处理的污水主要是生活污水以及食品加工废水(包括牛奶加工厂、啤酒厂、肉食品加工厂、罐头生产厂、淀粉厂等处的废水)和制革废水。"]
- ["问:化学沉淀作用对丝状菌种类和沉淀性能有何影响?", "答:化学沉淀作用对丝状菌种类和沉淀性能的影响是:在没有采用化学沉淀作用的污水处理厂中,丝状菌丰度的从高到低的顺序为:M.parvicella(67%)、0092型、0803型和Nostocoida limicola(33%)。而在采用化学沉淀的污水处理厂中,优势丝状菌0092型和M.parvicella菌均能检测到。M.parvicella对沉降性能的负面影响可通过添加铁盐而得到部分的消除。"]
- ["问:什么是生物泡沫的喷洒水控制措施?", "答:生物泡沫能够通过稀释作用而分解。喷洒水是一种控制生物泡沫的方法,但这种方法不能根除产生生物泡沫的原因。喷洒水会使生物泡沫中的丝状菌返回到混合液中或进入回流的活性污泥中,因此,这种方法仅作为紧急措施使用,尤其当大量漂浮生物泡沫从二沉池流失时。"]
- ["问:生物泡沫撇除法是如何工作的?", "答:生物泡沫撇除法(物理去除法)是通过机械装置去除生物泡沫,防止引发生物泡沫的微生物在生物泡沫中长时间停留。最新的二次澄清池设计为此安装了撇渣设备,这些设备在整个水面上工作,并有浮渣储存装置。撇除的生物泡沫需与其他污泥分开处理,特别是当采用消化池进行污泥稳定时。"]
- ["问:调节污泥龄对生物泡沫有什么影响?", "答:调节污泥龄可以有效地消除活性污泥中的生物泡沫形成微生物,特别是GALOs。但短的污泥龄可能会导致大量的快速生长的异养菌,对污水处理效果造成不利影响。因此,脱氮除磷系统不宜采用该措施。"]
- ["问:附加安装挡板在二沉池中有什么作用?", "答:附加安装挡板在二沉池中的作用是保护出水堰和出水撇渣设备,防止生物泡沫被出水带走。这有助于保留和收集漂浮的污泥,确保出水的SS(悬浮固体)质量。"]
- ["问:污水处理厂中除磷通常是通过什么方式实现的?", "答:污水处理厂中除磷通常是通过投加化学药剂(如硫酸铁、氯化铁、硫酸铝、聚氯化铝)和EBPR工艺实现的。后者一般是在脱氮系统前加厌氧池以除磷,因此EBPR具有脱氮除磷双重效果。"]
- ["问:丹麦、希腊及荷兰污泥膨胀和生物泡沫的调查中,哪些数据被记录?", "答:在丹麦、希腊及荷兰的污泥膨胀和生物泡沫的调查中,记录了MLSS、SVI、DSVI、丝状指数等数据,并确定了丝状微生物的种类。"]
- ["问:丹麦脱氮污水处理厂的SVI和DSVI是否具有季节性变化?", "答:丹麦脱氮污水处理厂的SVI和DSVI具有明显的季节性变化。冬季有20%的污水处理厂DSVT>150mg/L,而夏季只有14%的污水处理厂DSVI>150mg/L。"]
- ["问:丝状菌指数是如何用来估计活性污泥中丝状菌的数量的?", "答:丝状菌指数(FI)通常用来估计活性污泥中丝状菌的数量。指数从0~5(Eikelboom指数)的级别从某种程度上说需依靠个人的判断。"]
- ["问:在丹麦的一些污水处理厂中,如何确定比丝状菌数量(SFN)?", "答:在丹麦的一些污水处理厂中,SFN的确定方法是在载玻片上滴50μL的污泥样本,盖上盖玻片,并设定计数横断线。然后统计与横断线相交的丝状菌数量,并用样本的MLSS除以与单条横断线相交的丝状菌平均数量,得到具体的SFN。"]
- ["问:丹麦污水处理厂的哪些工艺流程对DSVI有影响?", "答:丹麦污水处理厂的EBPR工艺、前置反硝化、BioDenitro工艺以及是否设有初沉池等工艺流程对DSVI有影响。例如,EBPR工艺中的污泥具有最好的沉降性,特别是未设初沉池时。而设有初沉池的BioDenitro工艺污水处理厂具有最低的SVI,未设时则具有最高的SVI。"]
- ["问:Avedoer污水处理厂采用的是什么工艺,引发了什么问题?", "答:Avedoer污水处理厂(丹麦)采用的是氧化沟工艺。当强化同步硝化反硝化效果时,引发了由M.parvicella引起的污泥膨胀。"]
- ["问:Avedoer污水处理厂的FI、DSVI和SFN在强化同步硝化反硝化后有何变化?", "答:Avedoer污水处理厂的FI从夏天的1~2升到冬天/春天的4;DSVI从125mL/g升高至大于300mL/g;而SFN也发生了相应的变化。"]
- ["问:缺氧选择器的设置以及运行模式的改变如何影响DSVI?", "答:缺氧选择器的设置,以及将同步硝化反硝化转为交替硝化/反硝化的运行模式将会降低DSVI。到冬天时,DSVI、FI和SFN会进一步降低,但转化为间歇运行则没有影响。"]
- ["问:丝状菌数量与沉降性能之间有何关系?", "答:丝状菌数量与沉降性能之间的关系并非绝对。尽管丝状菌数量大可能会影响沉降性能,但如EBPR工艺中,尽管丝状菌数量大,但由于污泥絮体紧密仍易于沉降。因此,丝状菌数量只是沉降性能的一个参考指标。"]
- ["问:M.parvicella在BNR污水处理厂中扮演的角色是什么?", "答:M.parvicella在BNR污水处理厂中扮演了重要的角色。它是主要的丝状微生物之一,对污泥的沉降性能有显著影响。在某些情况下,M.parvicella的生长和繁殖可能导致污泥膨胀和生物泡沫问题,从而影响污水处理效果。然而,M.parvicella也有其积极的一面,在特定的工艺条件下,它可能有助于改善污泥的沉降性能。因此,在BNR污水处理厂中,需要对M.parvicella的生长和繁殖进行密切监控和控制,以确保污泥的稳定运行和高效的污水处理效果。"]
- ["问:如何通过生物选择器、厌氧或缺氧条件以及曝气池中的do来控制M.parvicella的生长?", "答:通过设置生物选择器,可以在特定的条件下刺激M.parvicella的生长,从而控制其在整个系统中的数量。在厌氧或缺氧条件下,M.parvicella的生长也可能受到刺激,这有助于在特定的工艺阶段控制其数量。此外,提高曝气池中的溶解氧(do)水平也有助于控制M.parvicella的生长,因为高do水平可能不利于其生长环境。通过这些方法,可以综合调控M.parvicella在BNR污水处理厂中的生长和繁殖,以实现更好的污泥沉降性能和污水处理效果。"]
- ["问:在处理工业废水时,如何控制丝状菌的生长?", "答:在处理工业废水时,控制丝状菌的生长可以通过添加硝态氮来实现。硝态氮的添加可以促进易生物降解的底物在生物选择器中被利用,从而抑制丝状菌的生长。这种方法在控制丝状菌数量、维持污泥沉降性能以及提高污水处理效果方面具有一定的有效性。然而,具体的硝态氮添加量和方法需要根据实际工艺条件和废水特性进行优化和调整。"]
- ["问:为什么丹麦污水处理厂的曝气区N.limicola、021N型和Thiothrix的数量会增加?", "答:因为丹麦污水处理厂进水主要来自食品加工行业,易生物降解的有机物进入曝气区,导致这些丝状微生物的数量增加。"]
- ["问:M.parvicella在丹麦污水处理厂的生长情况如何?", "答:M.parvicella在丹麦污水处理厂中难以生长,主要因为进水中的脂质和LCFA数据较少,而M.parvicella主要利用城市污水中的脂质部分。"]
- ["问:M.parvicella能够利用哪些电子受体?", "答:采用不同电子受体的饥饿实验表明M.parvicella能够利用硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体,但Tandoi等的纯培养基实验则只能利用硝酸盐。"]
- ["问:为什么在BioDenitro系统中M.parvicella的数量较其他工艺少?", "答:在BioDenitro系统中,选择器配水廊道混合了原水和回流污泥,加上交替运行产生的底物梯度,导致污泥絮体吸收脂质/LCFA,去除了底物中颗粒性的组分,从而减少了M.parvicella的数量。"]
- ["问:荷兰的氧化沟系统运行情况对M.parvicella有何影响?", "答:荷兰的许多氧化沟系统运行情况证明了选择器对M.parvicella的抑制作用。然而,脱氮除磷功能的引入在某种程度上又减小了选择器的作用。"]
- ["问:AvdoreWWTP(DK)的调查显示了什么关于选择器的影响的信息?", "答:AvdoreWWTP(DK)的调查仍显示出选择器在脱氮除磷处理厂中对M.parvicella具有巨大的影响。"]
- ["问:丹麦、希腊及荷兰在污泥膨胀控制方面采取了哪些非特异控制措施?", "答:丹麦在污泥膨胀控制方面主要采用了加氯的方法,选择性去除丝状微生物。加氯的剂量通常为2~10kgCl₂/(tSS·d),每天两次,持续3~10天。此外,丹麦还尝试过投加铝盐,如聚合氯化铝,以减少M.parvicella的数量。荷兰则采用投加云母来控制污泥膨胀,初始投加量为已有生物量的80%~100%,进一步投加量等同于日产污泥量的生物量。"]
- ["问:加氯和投加铝盐在控制污泥膨胀方面有哪些注意事项?", "答:加氯对M.parvicella的控制效果较好,但投加剂量需小心确定,因为高剂量会完全抑制硝化作用。此外,加氯过程对环境影响较大,需要进行小试试验确定投加量。投加铝盐也能减少M.parvicella的数量,但对其他丝状菌影响不大。投加铝盐的剂量可以根据泥龄来确定,短泥龄运行时投加药剂费用更高。投加铝盐一般不会抑制硝化作用,并能减少由M.parvicella产生的生物泡沫问题。"]
- ["问:生物选择器是如何预防丝状菌的过量生长的?", "答:生物选择器通过设置厌氧、缺氧条件,有效预防易滋生的丝状菌(如S.natans、1701型、021N型和Thiothrix)的过量生长。这是因为在生物选择器中,大部分易生物降解底物被有效利用,而BNR的厌、缺氧条件对这些丝状菌具有较好的控制作用。"]
- ["问:对于工业废水处理厂,如何选择和使用选择器?", "答:对于工业废水处理厂,选择器的选择和使用需根据进水水质和工艺要求来确定。如果进水缺少N和P元素,应优先选择设置好氧选择器,但好氧选择器的效果一般不如厌氧或缺氧选择器。另一种选择是在进水中适当加入硝态氮,但这会增加运行成本。"]
- ["问:如何控制M.parvicella的过量繁殖?", "答:控制M.parvicella的过量繁殖需要避免过长的污泥龄,因为过长的污泥龄会促进M.parvicella的生长。此外,原水和回流污泥的即时混合对防止M.parvicella的过量繁殖具有一定效果,但并非长期有效。对于特定的工艺条件,如BNR中的厌氧区,可能需要采用更复杂的控制措施,如分段形成底物梯度,但这可能不足以完全控制M.parvicella的生长。"]
- ["问:对于工业废水处理厂,投加铝盐的剂量如何确定?", "答:投加铝盐的剂量可以根据泥龄来确定。根据荷兰的经验数据,铝剂量与泥龄成反比关系,可以用以下公式计算:铝剂量/[kgAl/(tSS·d)]=60/泥龄。这意味着短泥龄运行时投加药剂费用更高,而采用此投加量一般不会抑制硝化作用。"]
- ["问:引起意大利南部普利亚区污水处理厂泥水分离问题的主要丝状菌有哪些?", "答:引起意大利南部普利亚区污水处理厂泥水分离问题的主要丝状菌包括Thiothrix、021N型、M.parrvicella和Nocardia。"]
- ["问:意大利北部的工业废水处理厂中,主要的丝状菌有哪些?", "答:意大利北部的工业废水处理厂中,主要的丝状菌包括0041型、Nostocoidalimicola、0092型、Haliscomenobacterhydrossis等。"]
- ["问:2005年对意大利污水处理厂的调查显示,泥水分离问题有何改善?", "答:2005年对意大利污水处理厂的调查显示,泥水分离问题有所改善,36%的城市污水处理厂只遭遇了生物泡沫问题,而没出现污泥膨胀的问题。"]
- ["问:在意大利的城市污水处理厂中,主要的优势丝状菌有哪些?", "答:在意大利的城市污水处理厂中,主要的优势丝状菌包括Galo、0041/0675型、M.parvicella、N.limicola和Thiothrix。"]
- ["问:M.parvicella的生长受哪些因素影响?", "答:M.parvicella的生长受到水质特性和工艺流程的影响。例如,易生物降解的有机物进入曝气区会增加M.parvicella的数量,而生物除磷的厌氧条件能刺激其生长。此外,初沉池的设置和污泥龄的变化也会影响M.parvicella的生长。"]
- ["问:M.parvicella能否利用VFAs作为能源?", "答:M.parvicella在原位条件下不会利用VFAs和易生物降解的COD,但在厌、缺、好氧条件下会吸收LCFAs。因此,M.parvicella不能直接利用VFAs作为能源。"]
- ["问:M.parvicella在污泥膨胀中的作用是什么?", "答:M.parvicella在污泥膨胀中是一个重要的因素。它的过量繁殖可能导致污泥体积膨胀,从而影响污泥的沉降性能和泥水分离效果。"]
- ["问:选择器在控制污泥膨胀中的作用是什么?", "答:选择器在控制污泥膨胀中起着关键作用。通过设置厌氧、缺氧条件,选择器可以有效预防易滋生的丝状菌(如S.natans、1701型、021N型和Thiothrix)的过量生长,从而控制污泥膨胀的发生。"]
- ["问:如何选择和使用选择器?", "答:选择器的选择和使用需根据进水水质和工艺要求来确定。对于工业废水处理厂,如果进水缺少N和P元素,应优先选择设置好氧选择器。同时,合理控制选择器内的底物浓度和梯度,以及优化选择器的运行参数,也是实现有效控制污泥膨胀的关键。"]
- ["问:意大利的污水处理厂如何应对污泥膨胀和生物泡沫问题?", "答:意大利的污水处理厂采用多种措施来应对污泥膨胀和生物泡沫问题。这包括优化运行工艺、调整污泥龄、投加药剂、设置选择器等方法。同时,定期对活性污泥进行镜检,及时发现并解决丝状菌过量繁殖问题,也是保障污水处理厂稳定运行的重要措施。"]
- ["问:意大利如何控制污泥膨胀和生物泡沫?", "答:意大利采用了非特异性和特异性的控制措施来控制污泥膨胀和生物泡沫。非特异性控制措施包括使用絮凝剂(如FeCl₃和Ca(OH)₂)和毒性化合物(如NaClO和H₂O₂)。特异性控制措施则基于丝状菌和诱因的相互关系,包括使用生物接触池、投加营养元素、消泡剂、降低污泥龄、降低溶解量以及机械撇除生物泡沫等方法。"]
- ["问:Bagnuolo污水处理厂如何控制021N型丝状菌?", "答:Bagnuolo污水处理厂通过加氯的方法来控制021N型丝状菌。具体做法是,以3gCl₂/(gSS·d)的投加速率直接往曝气池中投加NaClO。投加氯后,污泥的氧呼吸速率并没有受到明显影响,而丝状菌的丰度在长时间内维持在5~6级之间,45天后才降至4级。其中,1701型丝状菌首先被杀死,接着是021N型,最后是M.parvicella。"]
- ["问:Moncasale污水处理厂如何控制Nocardia和M.parvicella生长?", "答:Moncasale污水处理厂采用了选择器来控制Nocardia和M.parvicella生长。他们首先安装了一个缺氧选择器,但发现其有机负荷不足以满足使菌胶团菌相对于丝状菌呈优势生长,反而导致M.parvicella的增长。随后,他们设置了一个小的缺氧选择器以获得较高的有机负荷,有效地控制了Nocardia的过量生长。对于M.parvicella,他们采用了好氧选择器,一定程度上控制了其生长,但不能完全消除。通过这些措施,他们成功降低了DSVI并减少了生物泡沫的生成。"]
- ["问:Varese-Olona污水处理厂如何控制Nocardia和M.parvicella生长?", "答:Varese-Olona污水处理厂通过降低污泥龄来控制Nocardia和M.parvicella的生长。他们将污泥龄从15天减少至2天,并维持了2个月以上。这一措施导致出水水质和污泥的沉降性逐渐好转,SVI值稳定在200mL/g以下,污泥絮体逐渐变密实,而Nocardia和M.parvicella最终消失。需要注意的是,缩短污泥龄导致了硝化能力的丧失,但微生物同化去除的氮仍能满足排放标准。"]
- ["问:Nolana污水处理厂设置缺氧选择器的目的是什么?效果如何?", "答:Nolana污水处理厂设置缺氧选择器的目的是为了控制021N型和Thiothrix的繁殖。在初沉池出水ORP低、含有高浓度短链脂肪酸和硫化物的情况下,这些丝状菌容易生长。通过安装缺氧选择器,并结合降低污泥龄和提高曝气池内的DO浓度,成功控制了污泥的沉降性。在调整后的80天内,DSVI从800mL/g降至190mL/g,021N型种群数量也显著减少,尽管对Thiothrix的影响不太明显。"]
- ["问:Fusina污水处理厂采用什么方法消除M.parvicella?效果如何?", "答:Fusina污水处理厂采用投加聚合氯化铝的方法来消除M.parvicella。在回流污泥中按1.5gAl/(kgMLSS·d)的剂量投加聚合氯化铝,持续投加了42天。这一措施有效降低了混合液中游离的丝状菌数量和表面生物泡沫中丝状菌的含量,SVI值从188mL/g降至88mL/g,出水中SS浓度也从60mg/L降低至24mg/L。投加聚合氯化铝后,M.parvicella被破坏并最终被包裹在微生物絮体内部。"]
- ["问:截止到1995年,日本有多少座运行中的城市污水处理厂采用活性污泥法处理?", "答:截止到1995年,日本有1187座大大小小的城市污水处理厂正在运行,其中93%的污水处理厂采用活性污泥法处理。"]
- ["问:日本下水道协会对采用活性污泥法的污水处理厂的运行问题进行了几次综合调查?", "答:日本下水道协会对采用活性污泥法的污水处理厂的运行问题进行了三次综合调查,分别在1982~1984年、1993年和1997~1999年。"]
- ["问:由021N型引起的污泥膨胀与哪些运行条件关系不大?", "答:由021N型引起的污泥膨胀与运行条件如BOD-污泥负荷,温度或者DO的关系不大。这种膨胀往往会在冬季或者季节性温度改变期间(春季或者秋季)发生。"]
- ["问:Kohno对活性污泥中的丝状微生物进行了哪些研究?", "答:Kohno对来自于城市和工业污水处理厂的活性污泥中的丝状微生物进行了微生物学方面的研究。他采集了活性污泥样品,并试着鉴定和分类观察到的丝状菌。通过分类,他识别了五个主要的丝状菌种群(KohnoI-V型),每个种群可以进一步分为几个亚种群。他还详细描述了每个亚种群的形态学和生理学。"]
- ["问:哪些控制措施可能对抑制021N型污泥膨胀有效?", "答:可能对抑制021N型污泥膨胀有效的控制措施包括:合理运行污水管网中泵站或合理控制污水处理厂进水闸门,以避免下水道中有机沉淀物的积累;超越初沉池,防止初沉淀池底部形成腐化条件;采用厌氧-好氧或缺氧-好氧的运行方式或工艺,以抑制021N型细菌的繁殖;以及采用物化方法,如在回流污泥管道中投加氯或在曝气池投加混凝剂来控制丝状污泥膨胀。"]
- ["问:案例研究中的污水处理厂采取了哪些措施来控制污泥膨胀?", "答:案例研究中的污水处理厂采取了多种措施来控制污泥膨胀。首先,他们尝试超越初沉池,将进水直接引流到曝气池,这在一定程度上改善了污泥膨胀的情况。其次,他们添加了絮凝剂来改善污泥的沉降性。然而,这种方法需要定期投入大量资金。最后,他们尝试了组合方法,包括调整废水抽吸策略和在好氧池进水末端设置厌氧区。同时,他们通过维持进水管道中的较低液位来避免污泥积累,并减少了曝气区一半区域的曝气量。这些措施的综合应用使得污泥膨胀条件得到了持续的改善,SVI能够维持在200mL/g以下。"]
- ["问:如何理解美国对于控制活性污泥系统中丝状菌膨胀的多种方法?", "答:美国对于控制活性污泥系统中丝状菌膨胀有多种设计和维护的方法,这些方法都是基于大量的实际应用和文献报道,积累了丰富的经验。"]
- ["问:在控制丝状菌膨胀方面,加氯方法在美国的应用情况如何?", "答:在美国,加氯方法是一种比较广谱且有效的控制丝状菌膨胀的方法,但在上述表格中并未包括,可能是因为表格主要关注的是其他控制方法。"]
- ["问:如何使生物选择器最大程度地发挥作用?", "答:为了使生物选择器最大程度地发挥作用,应使体系污泥在90%的时间内的SVI值低于100mL/g,而不是低于150mL/g。不同类型的生物选择器(好氧、缺氧或厌氧)均能取得较好的效果,但需要重视其正确设计和运行。"]
- ["问:缺氧和厌氧生物选择器在美国的应用情况如何?", "答:缺氧和厌氧生物选择器在美国被广泛使用。例如,在美国Tri-City的两个污水处理厂中,通过设置缺氧选择器成功解决了严重的污泥膨胀问题。缺氧选择器的使用显著降低了SVI值,并有效遏制了丝状菌的生长。但在某些情况下,可能需要向缺氧选择器中通入一部分氧,以诱发部分丝状菌生长,以维持污泥结构的稳定性。"]
- ["问:如何解决诺卡氏菌属引起的生物泡沫问题?", "答:目前已提出一些解决方法,包括移走生物泡沫收集器、选择性排放生物泡沫、消除生物泡沫循环、表面喷洒氯、降低污泥龄、使用好氧、缺氧或厌氧选择器,以及投加阳离子聚合物等方法。但这些方法的作用机理还需要深入研究。"]
- ["问:泡沫收集器与选择器联合使用时对生物泡沫的影响如何?", "答:当设有泡沫收集器时,联合使用淘洗、缺氧或者厌氧选择器耦合的方法来控制生物泡沫时效果明显。然而,系统设有选择器并且有泡沫收集时也可能加剧生物泡沫现象。"]
- ["问:San Jose/Santa Clara WPCP采用了哪些方法来控制诺卡氏菌生物泡沫?", "答:San Jose/Santa Clara WPCP采用了笼罩喷雾喷洒NaClO溶液和在回流污泥管道中或混合液中投加高电荷阳离子聚合物等方法来控制诺卡氏菌生物泡沫。"]
- ["问:喷洒NaClO溶液对诺卡氏菌生物泡沫有何影响?", "答:根据污水流量投加0.5~1mgCl₂/L能够有效控制诺卡氏菌生物泡沫现象,但不会影响混合液当中诺卡氏菌的浓度,这意味着该方法仅仅能杀死表层的诺卡氏菌。"]
- ["问:黏性膨胀是什么?", "答:黏性膨胀(即非丝状菌膨胀)是指在没有丝状菌繁殖的情况下出现的沉降缓慢、压缩不紧密的活性污泥。这通常被认为是由于过多的胞外酶聚合物没有很好地黏附在微生物表面所造成的。"]
- ["问:污泥絮体结构说是如何解释污泥沉降性的?", "答:污泥絮体结构说指出,蛋白质附着在絮体表面,细菌之间通过多聚糖分子和二价阳离子之间的架桥作用结合在一起。阳离子也可以与邻近多聚糖分子的阴离子基团之间进行桥连。所形成的絮体网络将胞外聚合物和蛋白质绑定到絮体团中。"]
- ["问:当二价阳离子浓度不足或一价阳离子过量时,会对污泥沉降性产生什么影响?", "答:当出现二价阳离子浓度不足或者一价阳离子过量的情况时,蛋白质或者多聚糖之间的桥连将会被打断。这会导致絮体变得松散,进而降低了对剪切力的抵抗性,导致出现分散颗粒,最终使污泥难于沉降和脱水。"]
- ["问:投加二价阳离子对污泥沉降性有何影响?", "答:投加二价阳离子(如Mg²+)可以明显改善污泥的沉降性。例如,在处理高COD浓度的工业废水处理厂中,投加MgSO₄使Mg²+浓度达到一定水平时,污泥沉降性得到了明显改善。"]
- ["问:美国在活性污泥性状质量研究方面有哪些进展?", "答:美国环境工程领域建立了活性污泥种群动态变迁的研究和污泥性状质量的概念。针对活性污泥系统中丝状菌和菌胶团特性进行了广泛研究,建立的过程控制、故障诊断和问题解决方案也日趋完善。"]
- ["问:国内外对污泥膨胀的研究主要集中在哪些方面?", "答:国内外对污泥膨胀的研究主要集中在丝状菌的分离与鉴定上,已经鉴别出了存在于不同条件下的各种优势丝状菌,并对各种丝状菌形态和生理特性进行了大量研究。同时,还提出了低溶解氧导致丝状菌增殖的理论解释,以及关于污泥膨胀的控制与预防和数学模型的研究。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀节能理论与方法是如何发现和提出的?", "答:本课题组在长期研究污泥膨胀控制与防治的过程中,发现很多污水处理厂由于供氧不足引起了污泥膨胀,但并没有导致污泥流失,相反出水水质有所改善。并基于对污水处理厂运行情况的实际考察,提出了低溶解氧污泥微膨胀节能理论与方法。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀节能方法的主要理论基础是什么?", "答:低溶解氧污泥微膨胀节能方法的主要理论基础是低溶解氧可以引发丝状菌适度生长,丝状菌和微膨胀在提高出水水质方面发挥重要作用,以及利用低溶解氧微膨胀来节能的机理。"]
- ["问:污水处理厂的主要工艺参数有哪些?", "答:主要工艺参数为:污泥龄控制在16d左右;回流比为100%~120%;污泥浓度在4000~6000mg/L;BOD₅污泥负荷为0.03~0.12kgBOD₅/(kgMLSS·d);水力停留时间17h左右。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀节能方法是什么?", "答:低溶解氧污泥微膨胀节能方法是通过调整污水处理系统在低氧条件下运行,促使丝状菌适量生长,同时调节其他参数在正常范围内,并控制丝状菌增殖程度不影响沉淀池中的泥水分离。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀与严重污泥膨胀的主要区别是什么?", "答:低溶解氧污泥微膨胀主要由单一的低DO引发,膨胀程度轻微,SVI维持在150~250mL/g,并且能节能;而严重污泥膨胀则可能由多种因素引发,膨胀严重,常导致污泥流失和出水水质恶化,且不节能。"]
- ["问:低溶解氧下丝状菌适度生长的理论依据是什么?", "答:低溶解氧下丝状菌适度生长的理论依据主要是Chudoba等的动力选择性理论。该理论认为在低溶解氧条件下,丝状菌由于具有较低的氧饱和常数K_s和最大比生长速率μ_max值,因此具有相对较高的生长速率,从而具有竞争优势。此外,丝状菌的比表面积大,结合扩散选择理论,使其在低溶解氧条件下能快速繁殖。"]
- ["问:目前对低溶解氧是否会引起严重的污泥膨胀的探讨情况如何?", "答:目前对于低溶解氧是否会引起严重的污泥膨胀,没有从理论层面进行过深入的探讨。根据实验和其他学者的研究报道,单纯的低溶解氧并不会导致恶性的污泥膨胀。"]
- ["问:关于污泥膨胀的数学模型有哪些相关研究?", "答:目前已有很多学者建立了关于污泥膨胀的数学模型。例如,Cenens等建立了基于动力学选择的污泥膨胀数学模型。该模型指出,如果不考虑丝状菌的骨架作用,仅仅靠丝状菌和菌胶团菌在底物竞争中的差异不会出现二者共存的现象。"]
- ["问:丝状菌在提高COD去除率方面的作用是什么?", "答:丝状菌具有较低的K_s和μ_{max},导致其S_{min}值较小,从而能够在低浓度底物条件下生长,并保证获得低浓度的出水水质,提高净化效率。此外,丝状菌对应的底物比降解速率(v₁)高于菌胶团菌对应的底物比降解速率(v₂),进一步增强了COD的去除能力。"]
- ["问:丝状菌和菌胶团菌在动力学选择上的差异是什么?", "答:在底物浓度低于某一阈值S₀时,丝状菌的比生长速率(μ₁)高于菌胶团菌的比生长速率(μ₂)。此外,由于丝状菌和菌胶团菌的产率系数不同(Y₂>Y₁),结合微生物比增长速率与底物比降解速率成正比的关系,可以推导出丝状菌对应的底物比降解速率(v₁)高于菌胶团菌对应的底物比降解速率(v₂)。"]
- ["问:丝状菌在提高SS去除率方面的作用是什么?", "答:适宜数量的丝状菌形成的污泥絮体网状结构在沉淀过程中对上升水流起到过滤作用,并能吸附和截流水中细小颗粒物和游离细菌。这种结构有助于保持良好的沉降性能,并产生清澈的出水水质,从而提高SS去除率。"]
- ["问:丝状菌过多或过少对污水处理厂的影响是什么?", "答:丝状菌过少会导致污泥絮体小,缺乏骨架作用,使得出水的SS和浊度升高;而丝状菌过多则会导致污泥沉降性降低,出现严重的污泥膨胀,可能导致二沉池内污泥的流失,甚至整个处理系统崩溃。因此,保持适宜数量的丝状菌对于污水处理厂的稳定运行至关重要。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀方法对脱氮系统的影响如何?", "答:低溶解氧污泥微膨胀方法不一定会导致脱氮效果的恶化。虽然低溶解氧可能会影响硝化反应速率,但研究表明在较低的溶解氧条件下系统仍然能够维持较好的硝化效果,并可能出现亚硝酸氮的积累,实现短程硝化。同时,低溶解氧有助于反硝化过程,因为反硝化应在严格的缺氧条件下进行。此外,维持好氧段在低溶解氧下运行能实现较好的同步硝化反硝化,提高系统整体的脱氮效果。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀方法对生物强化除磷系统的影响如何?", "答:对于生物强化除磷系统,较低的溶解氧对放磷具有正面影响,而对吸磷具有负面影响。但带有回流系统的除磷工艺中,维持好氧段在低DO下运行,有利于厌氧段磷的释放,且不会影响好氧段的吸磷。有研究表明,在低溶解氧条件下,SBR系统内的聚磷菌可得到富集,并出现明显的放磷、过量吸磷现象,实现高效的除磷效果。此外,采用厌氧-低氧的运行方式,还能在好氧段实现同步硝化反硝化,进一步节约曝气能耗。"]
- ["问:如何控制脱氮系统中的溶解氧以实现良好的硝化效果?", "答:在脱氮系统中,要控制溶解氧以实现良好的硝化效果,需要综合考虑硝化反应速率和系统的稳定性。虽然较低的溶解氧可能影响硝化反应速率,但研究表明在适当的低溶解氧条件下,系统仍然能够维持较好的硝化效果。因此,需要根据实际情况调整溶解氧水平,确保硝化反应的顺利进行,同时避免过高的溶解氧浓度导致能耗增加和硝化功能丧失。"]
- ["问:在生物强化除磷系统中,如何控制溶解氧以优化除磷效果?", "答:在生物强化除磷系统中,溶解氧的控制对于优化除磷效果至关重要。厌氧段的DO应控制在0.2mg/L以下,以确保聚磷菌在厌氧阶段的生长状况、释磷能力及有机基质合成PHA的能力。同时,为最大限度地发挥聚磷菌的吸磷作用,必须在好氧段供给足够DO,一般应控制在2mg/L左右。对于带有回流系统的除磷工艺,维持好氧段在低DO下运行有利于厌氧段磷的释放,同时不会影响好氧段的吸磷效果。因此,需要根据系统的具体情况和除磷要求,合理调整溶解氧水平。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀方法如何影响SBR系统的除磷性能?", "答:低溶解氧污泥微膨胀方法对SBR系统的除磷性能具有积极影响。在低溶解氧条件下,SBR系统内的聚磷菌可得到富集,并出现明显的放磷、过量吸磷现象。在适当的污泥负荷条件下,SBR系统能够实现高效的COD去除和除磷效率,出水PO_4^3--P的浓度可以控制在较低水平。此外,采用厌氧-低氧的运行方式,不仅有利于磷的去除,还能在好氧段实现同步硝化反硝化,进一步节约能耗。"]
- ["问:低溶解氧污泥微膨胀节能的原理是什么?", "答:利用低溶解氧污泥微膨胀节能的原理在于通过降低混合液中氧的浓度来提高氧的转移速率,从而实现节能效果。根据双膜理论,氧转移的推动力存在于气膜中的氧分压浓度和液膜中的氧浓度梯度中。由于氧难溶于水,因此氧转移的决定性阻力集中在液膜上。当混合液中氧的浓度维持在较低水平时,相对于高溶解氧,具有较大的推动力,从而提高了氧的转移速率。当混合液中氧的浓度为零时,具有最大的推动力,对应的氧转移速率最大。因此,采用低溶解氧污泥微膨胀方法处理污水,能够提高氧转移速率,达到节能的效果。"]
- ["问:氧转移速率与溶解氧浓度之间有何关系?", "答:氧转移速率与溶解氧浓度之间存在负相关关系。当混合液中氧的浓度维持在较低水平时,由于具有较大的推动力,氧的转移速率相对于高溶解氧时更高。这是因为较低的溶解氧浓度意味着液膜中氧的浓度梯度更大,从而增加了氧的扩散速度。当混合液中氧的浓度为零时,推动力达到最大,对应的氧转移速率也最大。因此,通过控制混合液中溶解氧的浓度在较低水平,可以有效提高氧转移速率。"]
- ["问:如何实现低溶解氧污泥微膨胀节能?", "答:实现低溶解氧污泥微膨胀节能的关键在于控制混合液中溶解氧的浓度。这可以通过调整曝气装置的运行参数、优化曝气方式、控制曝气时间等方式来实现。通过降低曝气强度或采用间歇曝气等方式,可以减少混合液中溶解氧的浓度,从而提高氧转移速率,达到节能的效果。同时,还需要注意平衡低溶解氧条件下污泥的沉降性能和出水水质的要求,以确保处理系统的稳定运行和高效处理效果。"]
- ["问:采用低溶解氧污泥微膨胀节能方法有哪些优点?", "答:采用低溶解氧污泥微膨胀节能方法具有多个优点。首先,通过降低溶解氧浓度,提高了氧转移速率,从而减少了曝气能耗,实现了节能效果。其次,低溶解氧条件有利于污泥的沉降和絮凝,提高了污泥的处理效果。此外,低溶解氧还可以促进同步硝化反硝化过程,提高脱氮效率。同时,适当的低溶解氧条件还有助于生物除磷系统的优化运行。综上所述,采用低溶解氧污泥微膨胀节能方法不仅可以降低能耗,还可以提高污水处理系统的处理效果和运行稳定性。"]
- ["问:图像分析技术是什么?", "答:图像分析技术是一门研究图像获取、传输、存储、变换、显示、理解与综合利用的学科。它涉及模拟图像分析和数字图像处理,后者通常又称为计算机图像分析或简称为图像分析。"]
- ["问:图像分析技术的发展历程是怎样的?", "答:图像分析技术起源于20世纪60年代,随着计算机和计算技术的发展,图像处理和分析技术得到蓬勃的发展与应用。特别是在20世纪90年代,计算机多媒体技术的发展对图像处理产生了巨大的促进和推动作用,使图像分析技术从航空航天、军事等领域扩展到遥感、地质、医学、生命科学、材料科学、气象工程、交通工程等众多领域,并深入人们的日常生活。"]
- ["问:图像分析的基本过程包括哪些阶段?", "答:图像分析的基本过程包括五个阶段:图像显示、图像增强、图像分割、数学形态学操作和特征信息的提取。其中,图像分割和数学形态学操作是最重要的两部分。"]
- ["问:什么是图像分割?它的主要方法是什么?", "答:图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,使得这些特征在同一区域内表现出一致性或相似性,而在不同区域间表现出明显的不同。图像分割最常使用的方法是阈值化方法,其利用图像的灰度特征来选择一个或多个最佳灰度阈值,将图像中的像素与阈值进行比较,然后将像素根据比较结果分到合适的类别中。"]
- ["问:阈值化方法用于图像分割的具体步骤是什么?", "答:阈值化方法用于图像分割的具体步骤是:首先,设定一个或多个灰度阈值;然后,遍历图像的每个像素,将其灰度值与阈值进行比较;最后,根据比较结果将像素分到目标或背景类别中。目标部分定义为灰度值小于或等于阈值的像素集合,背景部分定义为灰度值大于阈值的像素集合。"]
- ["问:数学形态学在图像分析中的作用是什么?它的基本运算包括哪些?", "答:数学形态学在图像分析中的作用是以形态为基础对图像进行分析的一种数学工具,用于度量和提取图像中的对应形状特征,从而简化图像、保持其基本的结构形态并除去不相干结构单元的影响。数学形态学的基本运算包括膨胀、腐蚀、开启和闭合。其中主要的形态学处理为膨胀和腐蚀。膨胀操作增加目标边缘的图素,使边缘图像得到延伸;而腐蚀操作去除目标边缘的图素,使边缘部位相对较高的灰度值降低,从而边缘会向灰度值高的区域内收缩。"]
- ["问:图像分析技术在哪些领域有应用?", "答:图像分析技术在多个领域有应用,包括工业自动化、检测、遥感、计算机和军事等方面。在工业自动化方面,图像分析技术用于机器手抓取物体、自动操纵线焊机和切削刀具等;在检测方面,用于检查印刷电路板上的缺陷、检验铸件中的杂质和裂缝等;在遥感方面,用于制图学、交通监控和资源管理等;在计算机应用方面,用于信息系统管理、文件阅读机以及建筑和机械工程的计算机辅助设计;在军事方面,用于跟踪运动物体、自动导航、目标搜索和测距等。"]
- ["问:传统的污泥膨胀研究方法存在哪些局限性?", "答:传统的污泥膨胀研究方法主要通过在显微镜下人工计数的方法来研究絮体特征、估算丝状菌含量,整个过程十分枯燥、耗时,而且分析结果受主观影响较大。"]
- ["问:数字图像分析技术在污泥膨胀研究中的应用优势是什么?", "答:数字图像分析技术在污泥膨胀研究中的应用优势在于能够解脱研究人员从乏味和耗时的工作中,同时克服了人工分析的主观性,从图像中提取定量数据,研究结果客观可靠高效。"]
- ["问:在二值图像中,如何区分絮体和丝状菌或小碎片?", "答:在二值图像中,絮体和丝状菌或小碎片之间的差异主要在于大小上。经过两次开启操作后剩下的就被认为是絮体,并从原二值图像中拿掉。丝状菌和小碎片则是通过大小和回转半径两个参数进行区分的:投影面积大于200像素、回转半径大于1的目标被确定为丝状菌。"]
- ["问:丝状菌特征参数有哪些,如何计算?", "答:丝状菌特征参数包括丝状菌总数(Fil Nb)、丝状菌平均长度(L)和丝状菌总长度(TL)。计算方法如下:\n(1)丝状菌总数(Fil Nb):先去除小于12像素的分支,再将端点总数除以2。\n(2)丝状菌平均长度(L):丝状菌骨架所占像数总数乘以参数1.1222,该参数是用来消除因丝状菌生长方向不同,重叠或分断引起的缺失。\n(3)丝状菌总长度(TL):图像里各丝状菌骨架所占像数总合乘以参数1.1222。"]
- ["问:组合参数在污泥膨胀研究中的作用是什么?", "答:组合参数在污泥膨胀研究中的作用是综合反映污泥中絮体和丝状菌的特征,有助于更全面地了解污泥膨胀的状态和原因。\n(1)单位面积絮体丝状菌长度(L/A):选定絮体所含丝状菌长度与该絮体面积的比值。\n(2)单位面积絮体丝状菌平均长度(TL/TA):所有絮体所含丝状菌长度与所有絮体所占面积的比值。\n(3)单位质量污泥丝状菌长度(TL/TSS):总丝状菌长度与总悬浮固体质量的比值。"]
- ["问:Li等如何应用图像分析系统描述活性污泥絮体的特征?", "答:Li等应用图像分析系统定量描绘活性污泥絮体的特征,对絮体的几何学特征进行了测定,包括最长尺寸、宽度、当量直径、截面面积、周长和圆度。"]
- ["问:Grijspeerdt等的研究发现了什么关于污泥沉降性能和形态学参数的关系?", "答:Grijspeerdt等发现污泥沉降性能对形态学参数的变化很敏感,通过图像分析可以分析絮体形状以判断污泥沉降性能。"]
- ["问:da Motta等在2001年开发的自动分析程序的主要目的是什么?", "答:da Motta等在2001年开发的自动分析程序的主要目的是利用光学显微镜图像估计丝状菌数量、絮体大小和分形尺寸,以研究活性污泥形态学参数与污泥沉降性能参数之间的相关性。"]
- ["问:da Motta进一步的研究得出了哪些关于污泥容积指数和沉降速率的结论?", "答:da Motta进一步的研究发现污泥容积指数和沉降速率与细丝总长度和数目及絮体尺寸有直接关联性,这为丝状菌引起的污泥膨胀现象提供了简便的分析方法。"]
- ["问:Jenne等研究的全自动图像分析系统的主要功能是什么?", "答:Jenne等研究的全自动图像分析系统的主要功能是自动估计和分析整体或单个细丝和絮体的特性,作为监测工具观测活性污泥系统中丝状菌引起的污泥膨胀发生之前或之后的絮体形状变化及菌丝的生长规律。"]
- ["问:Jenne等的研究中,图像分析如何描述絮体的形态学参数变化?", "答:Jenne等的研究中,图像分析描述絮体的形态学参数变化主要体现在以下两点:①随着丝状菌的大量繁殖,絮体被拉得更长,圆度降低,简化的回转半径增加。②随着丝状菌的大量繁殖,平均分形维数增加,显示更粗糙的边界或更开放的絮体结构。"]
- ["问:Jenen等在后续研究中发现了什么关于活性污泥性能和图像信息的关系?", "答:Jenen等在后续研究中发现SVI和图像中总菌丝长度间存在显著的相关性,并呈线性关系,而且菌丝丰度和沉降性能之间也有明显的关联性。此外,图像中污泥碎片的信息能反映出水中污泥流失的情况,并能有效预测出水水质。"]
- ["问:在Jenen等的研究中,如何对污泥碎片进行关联性分析?", "答:在Jenen等的研究中,通过对图像中污泥碎片的定量分析和特征描述,将这些污泥碎片信息与出水中悬浮固体含量之间进行关联性分析。这种关联性分析发现两者之间有着很强的关联性,从而可以将图像中污泥碎片的信息用来反映水中污泥流失的情况。"]
- ["问:荧光原位杂交(FISH)技术的主要特点是什么?", "答:荧光原位杂交(FISH)技术的主要特点包括:细胞在测定过程中不被破坏、形状不改变、特异性强、能够真实反映在自然环境下微生物的情况及分布。"]
- ["问:Eikelboom发展的活性污泥系统中丝状菌的鉴定方法有何局限?", "答:Eikelboom发展的活性污泥系统中丝状菌的鉴定方法虽然能够鉴定许多菌属的丝状菌,但也存在较大的局限性。比如,许多丝状菌能够随着外界环境的变化而改变其形态;即使丝状菌的形态一致,其生理特性及种属也可能相差甚远;建立在形态学上的丝状菌的鉴定需要操作人员训练有素,否则容易产生错误的判断;越来越多的丝状菌被发现也给丝状菌的鉴定带来了更大的困难。"]
- ["问:建立在细菌DNA及RNA研究上的分子生物学方法在丝状菌鉴定上有何优点?", "答:建立在细菌DNA及RNA研究上的分子生物学方法在丝状菌鉴定上的优点主要包括:准确、不随环境因素而改变,且相对传统方法而言为丝状菌的定量提供了可能性。"]
- ["问:为什么人工计数法在菌丝长度测量上比自动测定更准确?", "答:人工计数法在菌丝长度测量上比自动测定更准确主要是因为:菌丝在活性污泥絮体内夹杂并延伸出絮体外围,而图像分析软件的自动域函数不能充分地表示来自于背景里的丝状菌;而人工计数测定包含主观判断,相对而言比自动域函数的测定更加准确。"]
- ["问:Liao等通过FISH人工计数方法得出了什么结论?", "答:Liao等通过对S.natans以及L.mucor纯菌的培养,使用FISH人工计数方法得出了两种菌种总菌丝长度(μm/mL)和污泥浓度VSS(mg/mL)之间的回归线性方程,并通过两次重复试验得到相同的回归系数,证明该方法的重现性较好,具有较强的可操作性。"]
- ["问:除了人工计数法,还有哪些丝状菌定量方法?", "答:除了人工计数法,新近开发的荧光原位杂交技术的丝状菌定量方法是采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)与数字图形分析系统相结合。此外,Hug等提出了基于评价体系法的丝状菌定量方法。"]
- ["问:采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)与数字图形分析系统相结合的方法有哪些局限性?", "答:采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)与数字图形分析系统相结合的方法虽然可以独立于目标菌种的形态进行定量,但其精确程度与荧光的强度有很大的相关性,这会影响测定结果。"]
- ["问:在污水生物处理工艺系统中,丝状微生物大量滋生会导致什么后果?", "答:在污水生物处理工艺系统内,丝状微生物的大量滋生是引起污泥膨胀的主要成因。一些种类的丝状菌大量增殖,严重影响活性污泥的沉降性能,导致污泥膨胀,这将使系统整体的处理能力和处理效率下降。"]
- ["问:哪些丝状菌类群是导致污泥膨胀的主要成因?", "答:导致污泥膨胀的主要丝状菌类群主要包括丝状真菌、放线菌和丝状细菌三大类,其中具体包括有:亮发菌属(Leucothrix cohaerens)、诺卡氏菌属(Nocardia)、球衣菌属(Sphacrotilus)和发硫菌属(Thiothrix)等微生物类群。"]
- ["问:传统方法对丝状菌鉴定有何困难?", "答:传统方法对丝状菌鉴定的困难主要在于菌体的培养问题。尽管丝状菌在发生膨胀的活性污泥中客观存在,但由于其对培养基的选择性很强,所以不易进行试验室分离培养,也就更加难以进行其生态学分析。"]
- ["问:FISH技术在丝状菌鉴定中的应用有何优势?", "答:FISH技术在丝状菌鉴定中的应用优势在于其能够在细胞在测定过程中不被破坏、形状不改变的情况下,对丝状菌进行特异性强的检测。这使得FISH技术能够真实反映在自然环境下微生物的情况及分布,从而提供大量有用的信息,有助于深入认识丝状微生物膨胀机理。"]
- ["问:控制污泥膨胀的两种主要策略是什么?", "答:控制污泥膨胀的两种主要策略是特异性控制策略和非特异性控制策略。非特异控制策略主要是通过加入氯气、臭氧、过氧化氢等物质氧化丝状菌。特异性控制策略是以使得菌胶团细菌相对丝状菌而言处于优势增长地位为目标的预防性措施。"]
- ["问:为什么在控制污泥膨胀的策略中,特异性控制策略应优先考虑?", "答:在控制污泥膨胀的策略中,特异性控制策略应优先考虑,主要是因为其能够持久的防止污泥膨胀的发生。特异性控制策略通过创造适合菌胶团细菌生长的环境条件,使得菌胶团细菌相对于丝状菌而言处于优势增长地位,从而有效地防止污泥膨胀的发生。"]
- ["问:FISH技术在控制污泥膨胀上的意义是什么?", "答:FISH技术在控制污泥膨胀上的意义在于它能够为深入认识丝状微生物膨胀机理提供大量有用的信息。无论是预防还是控制污泥膨胀,都需要建立在对特定丝状菌的生理或动力学特性的了解基础上。而FISH技术的应用正是帮助研究人员获取这些信息的有效手段,因此在控制污泥膨胀层面上具有广阔的意义。"]
- ["问:荧光原位杂交技术应用于丝状菌鉴定上的主要缺陷有哪些?", "答:荧光原位杂交技术应用于丝状菌鉴定上的主要缺陷包括检测的假阳性和假阴性。假阳性可能由于微生物的自身荧光和探针的缺乏特异性导致。假阴性可能由于细胞壁结构影响探针穿透力、靶或探针序列结构复杂、低rRNA含量和光褪色,以及细菌探针的使用问题导致。"]
- ["问:自身荧光如何影响FISH技术的检测?", "答:自身荧光在FISH技术的应用中是一个显著问题。尽管自身的背景荧光有利于复染,但它会降低信噪比,并可能掩盖特异的荧光信号。因此,分析样品的自身背景荧光并避免其对FISH检测的影响是困难的。通常,应用共聚焦激光扫描显微镜能够比传统的表面荧光显微镜更好地处理这种情况。"]
- ["问:探针的特异性和灵敏性取决于哪些因素?", "答:探针的特异性和灵敏性主要取决于寡核苷酸探针的设计、杂交条件以及探针与靶序列的匹配程度。探针的设计需要确保与目标微生物的rRNA序列具有高度的特异性,同时避免与非靶细菌序列的交叉反应。杂交条件如杂交和洗脱温度、变性剂的浓度等也会影响探针与靶序列的结合能力,从而影响检测的灵敏性。"]
- ["问:细胞壁结构如何影响FISH技术的检测?", "答:细胞壁的结构可以影响FISH技术中探针的穿透力。革兰氏阴性菌由于其较好的通透性,探针能够较好地穿透到细胞内。然而,革兰氏阳性菌的细胞壁较厚,需要进行特殊的固定和前处理,以提高探针的渗透力。如果细胞壁的通透性不足,可能导致杂交信号强度降低,从而影响FISH技术的检测效果。"]
- ["问:如何解决由rRNA的三维结构导致的杂交问题?", "答:由rRNA的三维结构导致的杂交问题可以通过优化探针设计和使用PNA探针来解决。在设计探针时,需要考虑到rRNA的二级结构,避免选择那些可能被结构所掩盖的序列。另外,PNA探针由于其独特的化学性质,能够更好地穿透rRNA的结构,从而提高杂交效果,避免假阴性结果。"]
- ["问:低rRNA含量和光褪色如何影响FISH技术的检测?", "答:低rRNA含量和光褪色都会影响FISH技术的检测效果。不同种属rRNA含量变化较大,即使是同一菌株的不同生理状态其含量也不同,休眠的细胞或代谢不活跃的细胞可能导致信号强度降低或假阴性。此外,荧光染料在激发后可能很快发生光褪色,导致信号减弱。因此,在使用FISH技术时,需要选择光稳定的荧光染料,并尽量缩短检测时间以减少光褪色的影响。"]
- ["问:为什么在分析复杂的微生物群落时需要使用一组细菌探针?", "答:在分析复杂的微生物群落时,使用一组细菌探针是必要的,因为使用单一的探针可能会遗漏许多细菌。每种探针都有其特定的靶序列,可以针对不同的微生物种类。通过使用一组探针,可以更全面地了解微生物群落的组成和多样性,避免因为使用单一探针而导致的假阴性结果。此外,使用补充探针如NON338等,还可以控制非特异性结合,提高检测的准确性。"]
- ["问:好氧颗粒污泥的特点是什么?", "答:好氧颗粒污泥具有规则的外形、密实的结构和优良的沉淀性。其SVI很低,一般低于50mL/g,沉降速度一般在30~70m/h,相对于普通活性污泥沉降速度高3倍多。好氧颗粒污泥是高活性微生态系统,对外界的敏感性较普通活性污泥差,对有毒有害物质的承受能力强。"]
- ["问:好氧颗粒污泥在污水处理中的应用前景如何?", "答:利用好氧颗粒污泥的优点,能够实现反应器中较高的污泥浓度,从而减小反应器容积,提高冲击负荷,在处理高浓度有机废水方面具有较好的前景。因此,好氧颗粒污泥成为当前研究的热点,国内外有多个课题组进行相关的研究。"]
- ["问:Nereda®工艺是什么,其特点是什么?", "答:Nereda®工艺是将好氧颗粒污泥运用到实际工程中的一种技术。其特点在于简洁高效,省去了二沉池的设置,占地面积仅为传统工艺占地面积的1/3。"]
- ["问:好氧颗粒污泥SBR反应器在运行过程中遇到的主要技术问题是什么?", "答:好氧颗粒污泥SBR反应器在运行过程中遇到的主要技术问题是好氧颗粒的不稳定性。丝状菌的增长在好氧颗粒污泥SBR体系中非常常见,一旦丝状菌成为反应器中的主体微生物,好氧颗粒污泥的沉降性能就开始变差,随后污泥颗粒开始解体,最后好氧颗粒消失。"]
- ["问:好氧颗粒污泥中丝状菌的存在形式有哪些?", "答:在好氧颗粒污泥中,丝状菌的存在形式因底物基质的不同而有所差异。在以葡萄糖为底物基质的好氧颗粒污泥中,丝状菌占主导地位。而在以醋酸为底物机制培养的好氧颗粒污泥中,非丝状菌占大多数,但仍然有少量或中等数量的丝状菌存在,它们作为颗粒污泥的骨架巩固颗粒污泥的结构。此外,在以苯酚和牛奶流出液为底物培养的好氧颗粒污泥体系中,丝状菌同样存在。"]
- ["问:SVI值通常如何反映活性污泥体系的沉降性能和丝状菌增长状况?", "答:SVI值常被作为反应活性污泥体系中污泥沉降性能和丝状菌增长状况的参数。当SVI值下降时,通常表示污泥沉降性能良好;而当SVI值上升时,可能表示污泥沉降性能变差,丝状菌增长。"]
- ["问:丝状菌在好氧颗粒污泥中的增长会导致哪些运行问题?", "答:丝状菌在好氧颗粒污泥中的增长会导致以下运行问题:好氧颗粒的沉降性差、丝状颗粒的流失、丝状菌颗粒比非丝状菌颗粒占竞争优势、悬浮固体浓度增加,以及最后颗粒污泥解体。这些问题都可能导致好氧颗粒污泥SBR反应器的运行失败。"]
- ["问:好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌过度生长的诱发因素有哪些?", "答:能够影响生物进程中丝状菌增长的因素很多,下面主要说明一下能够是好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌过度增殖的主要因素:\n1)长固体停留时间\n固体停留时间(SRT)与微生物的比生长速率成反比。Chudoba认为丝状菌的最大比增长速率比非丝状菌小,较长的固体停留时间有利于丝状菌的生长。很多研究人员就此进行了大量的试验研究:Richard等对实际污水处理厂进行调查发现,由于丝状菌M.parvicella的存在,固体停留时间大于10天时多数情况都会引发严重的污泥膨胀。此外,Lin等的研究显示,固体停留时间太长会引发丝状菌大量繁殖,颗粒污泥沉降性变差,最终导致颗粒污泥解体、流失。因此,在工程实际运用中,应该控制固体停留时间在有利于非丝状菌生长的范围内。\n2)底物浓度和浓度梯度\n通常,好氧颗粒污泥SBR的进水COD比较稳定,在污泥颗粒形成以后,污泥浓度一般维持在1000~2000mg/L。由于SBR为间歇式运行,因此每个周期的初始底物浓度(S₀)与初始悬浮固体浓度(X₀)的比值能够用来判断污泥负荷的大小。S₀/X₀低有利于丝状菌的生长,相反,S₀/X₀值高,非丝状菌利用底物的速率将高于丝状菌,从而有利于非丝状菌的生长。随着好氧颗粒污泥的增多,污泥浓度就会相应增长;污泥浓度增长就会导致值S₀/X₀减小,从而引发丝状菌大量繁殖。\n与普通活性污泥絮体相比,好氧颗粒污泥形状规则,结构密实。国外有研究指出,在低底物浓度下,基质扩散是颗粒污泥系统中的限制性因素。在扩散限制条件下,好氧颗粒就会出现多孔或不规则的形状。可以说,底物浓度的高低在混合液中以及在絮体内部发挥着双重的作用。密实的污泥颗粒在低底物条件下会变得松散,给颗粒内部的丝状菌迅速生长提供了有利条件。\n3)好氧颗粒中的溶解氧缺乏\nSBR法是一个以周期形式重复运行的动态过程。在好氧颗粒污泥SBR法中,溶解氧必须传递到污泥颗粒内部,从而使附着在污泥颗粒上的细菌能够利用。理论上,溶解氧在颗粒中传递的深度取决于水中溶解氧的浓度和污泥颗粒对溶解氧的消耗速率。充分的证据表明DO不足有利于丝状菌的增殖。图10-11为好氧颗粒污泥SBR反应器一个周期内液相中典型DO变化曲线图。从图中可知,好氧颗粒污泥SBR反应器中DO浓度的波动范围在2mg/L至饱和值。当DO浓度<1.1mg/L时,对污泥的沉降性有负面影响,并最终导致丝状菌的增殖。为防止丝状菌(如Sphaerotilus natans)在系统中的占主导地位,应维持DO浓度在2.0mg/L以上。其他试验表明,当溶液主体中DO浓度为0.5~2.0mg/L时,系统中污泥的沉降性及出水浊度均比DO浓度为2.0~5.0mg/L条件下的差。污泥沉降性能的变差主要是由于丝状菌的过度生长和多孔性污泥絮体的形成引起的。\n如前所述,好氧颗粒污泥SBR反应器中的高DO浓度可以有效的防止丝状菌的增长。然而,和平均尺寸小于100μm且结构松散的传统污泥絮体相比,颗粒污泥尺寸较大(0.25毫米至几个毫米)且结构密实。因此,好氧颗粒内部溶解氧的浓度梯度非常高,液相主体中的DO浓度也并不能恰当地反应好氧颗粒污泥SBR反应器中的真实情况。好氧污泥颗粒内部底物和DO的扩散是个动态的过程,既有底物利用的动力学扩散也有分子扩散,试验结果表明,好氧颗粒中存在高的溶解氧梯度(图10-12)。确实,污泥膨胀的发生先前也假设为是由于活性污泥中存在底物、DO及营养物质浓度梯度的协同作用而引起的。\n再者,好氧颗粒污泥SBR反应器的一个运行周期中,底物的利用动力学可以划分为两个部分:①在高底物浓度条件下,颗粒内部的DO浓度为限制因素;②一旦底物被消耗殆尽,污泥颗粒的新陈代谢活性则主要受颗粒内部底物浓度影响。由于周期性运行,污泥颗粒的生长重复受到DO和底物浓度的限制。有证据表明,持续的溶解氧不足是丝状菌增殖成为优势菌种的主要诱因。好氧颗粒表面或是内部DO浓度的降低会促进好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌的增长,这也就表明,好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌的增长符合扩散选择理论。控制由低DO引起的丝状菌增殖现象的主要手段就是提高液相主体中的溶解氧浓度,这也就分别需要更强的曝气系统和更低有机负荷。根据Palm等的研究,活性污泥进程中防止丝状菌增长所需的DO浓度(mg/L)由底物的比降解速率[U,kgCOD/(kgMLSS·d)]决定,并且其值大于(U-0.1)/0.22。然而,由于好氧颗粒比普通的活性污泥絮体更大也更密实,所以Palm等的结论不能简单的运用在好氧颗粒污泥体系中。\n4)好氧颗粒中的营养物质缺乏\n生物处理过程需要N、P等营养物质,从而使微生物能够有效地去除水中的有机物。如第五章所述,营养物质的缺乏,尤其是N的缺乏容易造成活性污泥法用于污水处理设施中的污泥膨胀问题。因此,保持出水中氨氮浓度应在1.5mg/L以上,更有利于菌胶团细菌的增长。在一些条件下,氨氮浓度大于1.5mg/L时能够有效地抑制丝状菌的增长。大多数关于好氧颗粒污泥的试验研究采用的都是COD/N为100/5的人工配水。然而,由于好氧颗粒污泥中扩散受到限制,好氧颗粒污泥SBR反应器要比传统的活性污泥进程复杂得多。\n根据扩散选择理论,污泥絮体中底物和营养物质的浓度梯度会对丝状菌的增长产生影响,即污泥絮体中高的浓度梯度相对于菌胶团细菌而言更利于丝状菌的筛选[1]。为了简化问题,用醋酸、氨氮以及DO的扩散系数来表征其在好氧颗粒中的扩散速率。其值分别为醋酸2.5×10^-9m²/s,溶解氧1.67×10^-⁹m²/s,氨氮1.01×10^-⁹m²/s。显然,氨氮的扩散能力最差。这也就说明好氧颗粒内部COD/N比要比液相主体中的值大的多,即好氧颗粒内部容易出现N缺乏的现象。在缺N的情况下,微生物常会分泌大量的胞外多糖(ECP)。好氧颗粒内部出现多糖的积累可以证明这一点。这强有力的说明污泥颗粒的内部含N物质的缺乏。因此,要想了解好氧颗粒污泥SBR反应器中发生丝状菌的增长现象的原因,就应和颗粒内部营养物的不足联系起来。所以,应使出水中无机氮和磷的浓度为1~2mg/L,从而保证营养物质的充足。\n关于好氧颗粒污泥中高含量的胞外多糖的报道非常多,根据Liu等的结论,它可能是好氧颗粒形成的成因之一。据Richard和Collins报道,ECP的过量产生是生物污水处理进程中营养物质不足的重要标志。在营养物质不足条件下运行的好氧颗粒污泥SBR反应器中,可以发现像果冻一样、黏性的好氧颗粒。同样的,在营养物缺乏的活性污泥体系中,也能观察到果冻状的污泥絮体,其ECP含量约占污泥干重的90%。高ECP含量的污泥絮体或是好氧颗粒都存在沉降性和稳定性差的问题。\n5)反应器中温度的转变\n温度对活性污泥进程中污泥形态的影响可以用动力学选择理论合理地解释。然而,并没有关于温度对好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌增殖影响的文献报道。早期的工作至少表明,好氧颗粒污泥SBR反应器在25℃下运行比在17℃下运行更容易受丝状菌增殖的影响。这个结果和动力学选择理论相符合。在一个温度对污泥沉降性能影响的试验中表明,当温度升高时污泥SVI值大幅上升。此外,温度的上升会导致溶解氧浓度的降低,从而促进丝状菌的增长。\n6)反应器流态\n根据动力选择理论,高浓度梯度能够抑制丝状菌的过量生长。为了能得到高的浓度梯度,就必须使反应器中的流态呈现推流式。Tay等曾对此做过试验,利用直径分别为5cm和20cm的两个SBR反应器在同一条件下运行。结果发现直径20cm的SBR反应器中底物浓度均匀,而直径5cm的SBR中沿轴向形成了较高的浓度梯度。这说明直径5cm的SBR中形成了理想的推流式流态,而直径20cm的SBR中流态则呈现出完全混合式。随着试验的进行,直径为20cm的SBR中丝状菌明显增多,好氧颗粒污泥变得松散并逐渐被淘洗出系统,运行100天后基本上观察不到好氧颗粒污泥的存在了;相反,直径5cm的SBR中好氧颗粒结构和形态始终比较稳定,不存在丝状菌大量繁殖的现象,污泥沉降性能良好。另外,Liu和Tay提出SBR中的环流比混合流更有利于好氧颗粒污泥的形成。"]
- ["问:丝状菌在好氧颗粒污泥SBR反应器中增长的原因是什么?", "答:丝状菌在好氧颗粒污泥SBR反应器中增长的原因主要包括溶解氧偏低、营养物质缺乏、易生物降解有机物偏少等因素。SBR周期性的操作也会对丝状菌产生持续的压力作用,助长其生长。"]
- ["问:如何控制好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌的增殖?", "答:控制好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌的增殖需注意以下几点:SRT控制在10天之内;保证氧气量充足,颗粒污泥浓度控制在合理范围;重新确定COD/N/P比值和DO水平;间歇投加底物以造成高底物浓度梯度;筛选慢生长细菌抑制丝状菌增长。"]
- ["问:底物、营养物质和DO在好氧颗粒污泥中的扩散对丝状菌增长有何影响?", "答:底物、营养物质和DO在好氧颗粒污泥中的扩散难度较大,这促进了丝状菌的增长。由于液相主体中的浓度并不能真实反映污泥颗粒内部的情况,因此需要重新确定COD/N/P比值和DO水平,以防止丝状菌的主导增长。"]
- ["问:在好氧颗粒污泥SBR反应器中,如何运用动力学选择理论和新陈代谢理论来控制丝状菌增长?", "答:在好氧颗粒污泥SBR反应器中,可以运用动力学选择理论和新陈代谢理论来控制丝状菌增长。例如,设计好氧、厌氧及缺氧选择器,通过造成液相主体中高的底物浓度梯度来抑制丝状菌的增长。"]
- ["问:慢生长细菌的筛选对好氧颗粒污泥沉降性能有何影响?", "答:慢生长细菌的筛选,如聚磷菌和硝化细菌,能起到抑制丝状菌的增长进而改善好氧颗粒污泥沉降性能的作用。这些慢生长细菌与丝状菌竞争生存空间和资源,有助于维持好氧颗粒污泥的稳定性和沉降性能。"]
- ["问:如何通过间歇性的底物投加来控制丝状菌的增长?", "答:间歇性的底物投加可以造成液相中高底物浓度梯度,进而控制丝状菌的增长。这种方式有利于非丝状菌的增长,因为非丝状菌在高底物浓度下具有较高的底物利用速率和底物储存能力。"]
- ["问:目前关于好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌增长的研究有哪些不足?", "答:目前关于好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌增长的研究仍存在一些不足,例如没有关于具体条件下生长何种优势丝状菌的报道。此外,对于丝状菌增长的控制策略也需要进一步的研究和优化,以更好地应用于实际工程中。"]
- ["问:膜生物反应器是什么?", "答:膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术和生物反应器结合而成的一个新的污水处理工艺。它把膜分离与生物降解结合起来,以膜分离装置取代普通生物反应器中的二沉池,从而取得高效的固液分离效果。"]
- ["问:膜污染是什么?", "答:膜污染是指被过滤料液中的某些组分在膜表面或膜孔中沉积导致膜渗透量下降的现象,包括膜孔吸附小分子溶质、膜孔被大分子溶质堵塞引起膜过滤阻力增加,膜表面形成滤饼层增加传质阻力。"]
- ["问:膜污染对膜生物反应器有哪些影响?", "答:膜污染会导致膜通量下降,膜操作压力增大,截留效率下降,膜清洗频率增加,清洗效率下降,直接影响膜组件的效率和使用寿命,阻碍了其在实际中的广泛应用。此外,污泥膨胀会加剧膜污染,恶化膜分离过程,严重影响MBR的正常运行,并可能影响处理效果。"]
- ["问:丝状菌在膜污染中起到什么作用?", "答:丝状菌在膜污染中起到重要作用。它们黏附于膜污染滤饼层上形成网格式支撑结构,对膜表面污染物起到支撑和固定作用,最终在膜表面形成厚度大、结构致密、黏着牢靠的污染层。丝状菌的过量繁殖会导致污泥絮体产生大量EPS,并导致污泥混合液有低的Zeta电位和高的相对疏水性,从而引起严重的膜污染。"]
- ["问:丝状菌的繁殖如何影响膜污染?", "答:丝状菌的繁殖对膜污染有明显的影响。当丝状菌指数FI从2增大到5时,膜污染加剧,表明丝状菌的过度繁殖会恶化MBR的运行。同时,当活性污泥体系中丝状菌过少时(FI≤1),膜污染也较为严重,尤其是造成严重的膜孔堵塞。丝状菌过度繁殖时,会在膜表面形成致密无孔的滤饼层,进一步加剧膜污染。"]
- ["问:膜污染发生后对膜生物反应器有哪些直接后果?", "答:膜污染发生后,膜通量下降,膜操作压力增大,直接影响了膜组件的效率和使用寿命。这会导致膜清洗频率增加,清洗效率下降,从而阻碍了膜生物反应器在实际中的广泛应用。"]
- ["问:污泥膨胀对MBR有机物去除率的影响如何?", "答:污泥膨胀对有机物去除率的影响不大,甚至略有增加。这是因为MBR对有机物的去除效果来自两方面:一方面是生物反应器内微生物对有机物的降解;另一方面是膜对有机物大分子的截留作用。污泥膨胀后,丝状菌能够更好地利用低浓度底物;同时,膜的截留作用也弥补了生物降解效果不稳定的不足,可以降低出水中的悬浮物。"]
- ["问:污泥膨胀对MBR氮去除的影响有哪些?", "答:污泥膨胀对MBR中氮的去除一般影响不大,因为MBR中长的污泥停留时间有利于增殖慢的硝化细菌生长,且污泥浓度高易在污泥絮体中形成表面好氧、内部缺氧状态,实现硝化和反硝化。但是,因低DO或低pH而引发的污泥膨胀往往会使得硝化效果变差,并且由于膜对氨氮没有截留作用,导致系统氨氮去除率下降。"]
- ["问:目前关于MBR中污泥膨胀的丝状菌有哪些报道?", "答:目前关于MBR中污泥膨胀的丝状菌分析报道较少。有报道指出,引起污泥膨胀的主要是变形菌γ-亚纲的021NⅡ型,这种细菌的环境适应能力强,在活性污泥典型膨胀期丝状菌含量超过40%。"]
- ["问:污泥膨胀对MBR微型动物群落有何影响?", "答:污泥膨胀对MBR微型动物群落有显著影响。在污泥膨胀后,微型动物种类减少,主要优势种群为轮虫、累枝钟虫、表壳虫等。同时,污泥膨胀后微生物的多样性明显减少、微生物分布的均匀性降低。"]
- ["问:MBR中污泥膨胀的控制措施有哪些?", "答:MBR中污泥膨胀的控制措施与普通活性污泥法的基本相同,包括提高有机负荷、DO浓度的特异性方法,通入臭氧的非特异性方法,投加氮源、混凝剂等方法。例如,提高有机负荷和DO浓度可以成功控制丝状菌膨胀;投加氮源可以纠正氮缺乏引起的非丝状菌膨胀;投加混凝剂可以作为应急控制措施。"]
- ["问:污泥膨胀方面尚未解决的问题有哪些方面?", "答:尽管已经作了很多关于污泥膨胀方面的研究,但是它仍然在世界范围内普遍发生,且至今仍然还没能找到一种确实行之有效的解决方法。这其中有一部分原因是因为人们或者是从工程的角度(即非特异性解决方法)去解决该问题,或者是从微生物的角度(即特异性解决方法)去解决该问题。为了能够对那些促进丝状菌生长的因素有一个全面深入的了解,故应该将以上这两种观点结合在一起。为了能够理解复杂的污泥膨胀现象,我们需要知道越来越多的关于一些过程的知识,比方说,丝状菌的形态及其生理过程、扩散过程、底物动力学和底物的储存过程,颗粒底物的水解过程及其作用、使用分子方法对细菌进行鉴定以及对其数量进行确定的过程,对絮凝体进行解离和结合的过程、对多种限制性底物的竞争过程,和其他微生物的互相作用的过程,例如:共生、互生、寄生或捕食关系,以及为了改进他们的预测结论对模型所作的进一步优化过程,这些知识都需要了解以更好的理解这个复杂的污泥膨胀的现象。\n在污泥膨胀研究领域,目前还存在以下一些问题还没有得到很好的解决。\n1、污泥结构\n活性污泥作为微生物聚集体,其中包含了各种微生物、EPS、微生物增长和衰减的产物(soluble microbial products,SMP),以及一些无机物。目前关于其真实的、微观的内部结构至今未探究清楚,今后需对絮体内部的结构进行深入研究,从而揭开内部丝状菌、菌胶团菌和EPS等的相互关系。\n值得研究的问题有:\n(1)丝状菌作为絮体的骨架,其骨架系数为多少?这个问题对于建立更完善的数学模型具有重要的意义。\n(2)丝状菌和菌胶团菌在分泌EPS方面是否存在差异,导致这种差异的原因是什么?\n(3)丝状菌大量存在的污泥絮体和无丝状菌存在的污泥絮体在表面特性(包括Zeta电位、表面张力等)上是否存在差异?\n(4)絮体的外观结构(球形、规则、不规则)、絮体的空隙率、含水率和污泥沉降性存在怎样的关系?\n至今上述问题很少见文献报道或没有明确的结论和观点。在研究污泥微观结构时,采用不同的显微技术和现代分子学手段必不可少。例如有不少报道分别采用扫描电镜、透射电镜、微电极以及共聚焦激光扫描显微镜结合特异性探针在来研究其内部结构。\n2、微生物鉴定\n到目前为止,存在一些丝状菌能在缺氧或厌氧的条件下储存有机底物,从而在生物脱氮除磷系统占有竞争优势。例如M.parvicella能在厌氧的条件下将有机底物转化为PHA等内含物。但在无任何可利用的底物情况下,丝状菌能否依然在缺氧或厌氧条件维持其基本的新陈代谢功能目前还不得而知。今后需进一步考察微丝菌等典型的丝状菌能否在上述条件下维持自身的代谢或繁殖。\n采用现代分子生物学手段(FISH、DNA微阵列技术、生物芯片、流动细胞仪)建立更为准确和快速的丝状菌定性和定量检测手段对于研究污泥膨胀具有重要的意义。同样可采取一些分子生物学手段建立运行条件和微生物形态结构的相互关系。大多数丝状菌很难进行分离和纯化,原位技术在研究丝状菌空间结构、代谢特性等方面显示出了优势,如大多研究采用FISH-MAR技术研究各种丝状菌的生理生态特性。目前,FISH联合微电极可同时研究微生物的种群结构和新陈代谢活动,进而揭示絮体内部厌氧或缺氧的微环境下各种底物的转化规律。\n3、颗粒性底物的作用\n哪种底物导致了污泥膨胀,溶解性底物还是颗粒性底物?尽管颗粒性底物(大部分为慢速生物降解的COD)占了进水总COD的大部分,很少有研究报道颗粒性底物对丝状菌生长的影响。一般的观点认为颗粒性底物的存在有利于菌胶团菌获得竞争优势,因为该底物的水解产物一般很难扩散到絮体外部。然而,大多数复杂底物,比如脂质物质的吸附、水解、利用和储存等机理均没有研究清楚。今后很有必要揭示这些机理,并研究它们在丝状菌生长中的具体作用。\n4、底物储存的作用\n微生物储存聚合物是活性污泥法中重要的一个过程,尤其在设置生物选择器的工艺系统中。而关于丝状菌和菌胶团菌在储存代谢方面是否存在差异,具体的差异是什么至今还没有研究清楚。关于在明显非稳态的系统中底物的储存特性,以及与丝状菌膨胀的关系也鲜见文献报道。目前存在的结果多来源于小试研究,实际污水处理厂中的聚合物的储存数量可能与小试结果存在差异,这方面需要进行深入的调研研究,以求发现之间的相关关系。除了测量微生物体内储存的PHA、糖原、聚磷等聚合物外,对于其他储存物,如脂质等也应建立相应的测量方法进行检测分析。此外,关于细胞内储存的底物是否和吸附的、或细胞内非储存的物质是否在数量存在差异,例如储存的脂肪和细胞膜中的磷脂,糖原和其他吸附的细胞内的多糖是否明显不同也需进一步研究探清。\n5、生物选择器\n生物选择器的正确设计对于其抑制丝状菌功能的正常发挥至关重要,过大或过小的容积或不合理的HRT均会导致其丧失有效防止污泥膨胀的功能。目前选择器的设计准则多基于一些经验,还缺乏合理的设计指南。例如,就推流式反应器前端是否需要设置缺氧或好氧选择器仍无统一观点。作为在实际工程中最有效的解决污泥膨胀的工具,今后需投入更多的研究建立更完善的生物选择器的设计准则和运行指南。对于反复的厌氧-缺氧-好氧循环系统(如氧化沟工艺)在抑制丝状菌生长方面的作用还有待于进一步研究。\n此外,应弄清好氧、缺氧和厌氧选择器分别在何种条件下才具有更好的抑制丝状菌繁殖的效果,这对于不同的工艺条件下选择正确的选择器种类至关重要。为更好的评价生物选择器的性能,除了研究物料平衡关系、COD降解速率、反硝化速率、放磷速率、硝化速率、F/M比和底物储存速率等速率外,应建立它们与污泥沉降性、丝状菌种类和数量的具体关系。建立生物选择器的控制策略和控制方法对于有效解决污泥膨胀问题也至关重要。\n6、预防和控制\n生物选择器如何才能安全稳定的运行和控制?在实际污水处理厂,生物选择器往往作为一个辅助单元,从而它的合理运行条件经常被忽视。生物选择器在保证整个污水处理系统稳定运行中的具有极其重要作用,因此需建立生物选择器的控制参数和运行条件。采用可靠的、抗噪的控制参数,比如采用氧化还原电位ORP控制来防止缺氧选择器中出现微好氧环境或者厌氧选择器中引入了硝酸盐和氧气。\n更重要的是如何建立合理的控制策略防止污泥膨胀的发生,尤其是建立能预测污泥膨胀发生的控制系统。通过对工艺运行工况的实时监控,来及时预测是否会出现污泥膨胀,因何种原因出现,并通过工艺的调控达到及时预防污泥膨胀的目的。\n随着现代分子学的发展和应用,可考虑开发和建立新的预测丝状菌生长的检测方法。例如通过采用微阵列技术、流式细胞仪等现代分子生物学手段来及时跟踪监测系统中丝状菌数量和种类的变化,并建立种群变迁与丝状菌膨胀的相关关系,通过了解种群结构来预测是否即将发生污泥膨胀。建立具有预测功能的控制系统比建立常规的反馈控制系统对于解决污泥膨胀的问题具有更有效的作用。此外,由于污水处理厂在实际运行过程中,工艺的调控缺乏灵活性,因此建立的面向应用的控制系统应越简单越好、越容易操作越好。\n7、数学模型\n今后可仿照ASM模型,建立更为普遍的污泥膨胀数学模型。数学模型是研究活性污泥系统中微生物种群结构和变迁时不可缺少的工具之一。大多情况下,多种因素联合在一起引发了严重的污泥膨胀,而数学模型在研究这种复杂的情况时具有明显的优势,能帮助我们更深入了解各种生化过程。例如,前面提到的生物选择器的设计和运行多基于经验和观察,很少建立相应的数学模型来研究其功能和机理。如果能建立很好模拟各种生物选择器的数学模型,对于更深的理解生物选择器的机理、建立更合理的设计准则和优化控制具有重要的意义。\n在底物浓度梯度明显的处理系统中,丝状菌的形态和生态特性相互作用,共同影响着污泥的沉降性。应建立能同时模拟动力学选择和扩散选择的丝状菌和菌胶团菌竞争的数学模型。此外,对丝状菌的单向生长和双向生长进行仿真和模拟能帮助我们更深地了解不同的污泥沉降特性。像对多重限制性底物或者对其他微生物之间的相互作用这样一些过程的更多的理解也将有助于做出更好的模型预测。最大的挑战是如何将目前现有的知识统一在一起,建立更为广泛和全面的数学模型。"]
- ["问:城市污水流量是如何变化的?", "答:城市污水流量随着城市活动的变化而不断变化,一般来说,大多数城市随着经济的发展以及人口不断增加,用水量及污水排放量也相应增长, 所以各个污水处理厂所接纳的污水量随着各区域内的企事业单位的增减和服务人口的多少而变化。另外,污水排放量还随着居民的生活习惯而变化。如上班族上班前和下班后污水量处在高峰期;节假日居民消耗的水量和排污水量也处在高峰期等。后半夜,大多数居民睡眠造成用水量大减,排污水量也大减。另外,工业、企业、机关事业、学校、商业等都是白天活动多,夜间活动少,造成白天的用水量和排污水量要大于夜间的用水量和排污水量。\n老城市中的很多下水道由于实行雨污混流制,在下雨天里造成雨水与污水混流超过泵站和污水厂的设计量,发生溢流或淹没泵房以及污水厂的 提升泵房。由此可见,城市污水的流量变化是我们在城市污水处理厂的设计、建设和运行管理中应特别注意的问题。"]
- ["问:恶臭气体的污染评价标准有哪些?", "答:恶臭气体的评价标准目前尚不统一,目前主要有恶臭强度(见北京市制定的恶臭强度分类法共9类)臭气浓度、臭气指数以及恶臭散发率几种评价方法。\n(1)恶臭强度标准即人的嗅觉测定法中的直接法,是指将人体嗅觉感觉到的恶臭气体强度与“恶臭强度分类法”对照而得出的臭气强度等级的方法。\n(2)臭气浓度即人体嗅觉测定法中的三点式比较式臭袋法或注射器稀 释法(用嗅觉与一些稀释设备联合使用)的测定结果。其实质是样品稀释到阈值浓度的稀释倍数。臭气浓度与臭气物质浓度是两个不同的概念,前者是稀释倍数(无量纲),而后者的单位是mg/L。下表列出了城市污水处理厂中产生的臭气物质阈值。\n@WSCLZSBW1.jpg@$\n@WSCLZSBW2.jpg@$\n(3)恶臭指数是为使臭气浓度数据容易标准化等原因而制定的,其公式为:恶臭指数=10lg 恶臭浓度\n式中:恶臭浓度——臭气物质浓度,mg/L。\n(4)恶臭散发率是嗅觉测定臭气浓度和臭气排放量(m³/min)乘积,是污染源排放强度评价的合理尺度。"]
- ["问:污水处理厂为什么要进行脱臭处理?", "答:污水处理厂在污水、污泥处理过程中会产生大量不同种类的臭气,对大气造成严重的污染,不仅影响厂区周围的企事业单位及空气环境卫生,而且会对厂内与其近距离接触的工作人员的身心健康带来了危害。另外,臭气中的腐蚀性气体还会严重腐蚀厂内的设施和设备,缩短其使用寿命,造成一些安全隐患。为此,随着社会、环境的发展,要求对污水处理厂的 臭气进行处理,成为现代污水处理厂的一项标准。解决好臭气处理对保护环境、保障人员身心健康、延长设备使用期、消除生产安全隐患等都具有很重要的意义。"]
- ["问:什么是污水的生化处理?", "答:废水的生物化学处理是废水处理系统中最重要的过程之一,简称生化处理。生化处理是利用微生物的生命活动过程将废水中的可溶性的有机物\n及部分不溶性的有机物有效地去除,使水得到净化。事实上,我们对生化处理并不是很陌生的,天然的水体中存在着一条食物链,即大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃小虫,小虫吃微生物,微生物吃污水,如果没有这条 食物链,自然界就要乱套了。在天然的河流中,有着大量的、依靠有机物生活的微生物,它们日日夜夜地将人们排入河流中的有机物(如工业废水、农药化肥、粪便等有机物质)氧化或还原,最终转化为无机物质,如果没有微生物的存在,我们周围的河流,少则几个月,多则一二年,就会成为臭河了,只是由于微生物太微小太分散,以致人们的肉眼看不见罢了。而废水的生化处理工程则是在人工条件下对这一过程的强化。人们将无以计数的微生物全部集中在一个池子内,创造一个非常适合微生物繁殖、生长的环境(如温度、pH值、氧气、氮磷等营养物质),使微生物大量增殖,以提高其分解有机物的速度和效率。然后再往池内泵入废水,使废水中的 有机物质在微生物的生命活动过程中得到氧化降解,使废水得到净化和处理。与其他处理方法相比,生化处理法具有能耗低、不加药、处理效果好、处理费用低等特点。"]
- ["问:什么是好氧生化处理和兼氧生化处理,二者有何区别?", "答:根据微生物生长对氧环境的要求的不同,生化处理可分为好氧生化处 理与缺氧生化处理两大类,缺氧生化处理又可分为兼氧生化处理和厌氧生化处理。在好氧生化处理过程中,好氧微生物必须在大量氧的存在下生长 繁殖,并降低废水中的有机物质;而兼氧生化处理过程中,兼氧微生物只需要少量氧即可生长繁殖并对废水中的有机物质进行降解处理,如果水中氧太多,兼氧微生物反而生长不好从而影响它对有机物质的处理效率。\n兼氧微生物可适应 COD 浓度较高的废水,进水 COD 浓度可提高到 2000mg/L 以上,COD 去除率一般为50%~80%;而好氧微生物只能适应于 COD 浓度较低的废水,进水 COD 浓度一般控制为1000~1500mg/L,COD去除率一般为50%~80%,兼氧生化处理和好氧生化处理的时间都不太长,一般都为12~24小时。人们利用兼氧生化和好氧生化之间的异同,将兼氧 生化处理和好氧生化处理组合起来,让 COD 浓度较高的废水先进行兼氧生化处理,再让兼氧池的处理出水作为好氧池的进水,这样的组合处理可以减少生化池的容积,既节省了环保投资又减少了日常的运行费用。\n厌氧生化处理与兼氧生化处理的原理和作用是一样的。厌氧生化处理 与兼氧生化处理的不同之处是:厌氧微生物繁殖生长及其对有机物质降解 处理的过程中不需要任何氧,而且厌氧微生物可适应更高COD 浓度的废水 (4000~10000mg/L)。 厌氧生化处理的缺点是生化处理时间很长,废水在厌氧生化池内的停留时间一般需要40小时以上。"]
- ["问:环保部门现场检查时,可以要求被检查单位提供哪些资料?", "答:根据《中华人民共和国水污染防治法实施细则》,可以要求被检查单位提供的资料主要包括:\n(1)污染物排放情况。\n(2)污染物治理设施及其运行、操作和管理情况。\n(3)监测仪器、仪表、设备的型号和规格以及检定、校验情况。\n(4)采用的监测分析方法和监测记录。\n(5)限期治理进展情况。\n(6)事故情况及有关记录。\n(7)与污染有关的生产工艺、原材料使用的资料。\n(8)与水污染防治有关的其他情况和资料。"]
- ["问:我国《中华人民共和国水污染防治法》对防止地下水污染有哪些措施?", "答:《中华人民共和国水污染防治法》规定,生活饮用水地下水源保护区, 由县级以上地方人民政府环境保护部门会同同级水利、国土资源、卫生、建设等有关行政主管部门,根据饮用水水源地所处的地理位置、水文地质条件、供水量、开采方式和污染源的分布提出划方案,报本级人民政府批准。生活饮用水地下水源保护区的水质,适用国家《地下水质标准》(GB/T 14848)Ⅱ类标准。禁止在生活饮用水地下水源保护区内从事利用污水灌溉、利用含有毒污染物的污泥作肥料、使用剧毒和高残留农药,以及利用储水 层孔隙、裂隙、溶洞及废弃矿坑储存石油、放射性物质、有毒化学品、农药等活动。开采多层地下水时,对下列含水层应当分层开采,不得混合开采:①半咸水、咸水、卤水层;②已受到污染的含水层;③含有毒有害元 素并超过生活饮用水卫生标准的水层;④有医疗价值和特殊经济价值的地 下热水、温泉水和矿泉水。揭露和穿透含水层的勘探工程,必须按照有关规范要求,严格做好分层止水和封孔工作。矿井、矿坑排放有毒有害废水,应当在矿床外围设置集水工程,并采取有效措施,防止污染地下水。人工回灌补给地下饮用水的水质,应当符合生活饮用水水源的水质标准,并经县级以上地方人民政府卫生行政主管部门批准。"]
- ["问:污水处理厂能享受哪些税收优惠?", "答:首先,在增值税方面,《财政部、国家税务总局关于资源综合利用及其 他产品增值税政策的通知》(财税〔2008〕156号)第一条规定,再生水免 征增值税。再生水应当符合水利部《再生水水质标准》(SL368) 的有关规定。该通知第二条规定,对污水处理劳务免征增值税。\n其次,在企业所得税方面,《企业所得税法》第二十七条第三项及其实 施条例第八十八条规定,公共污水处理项目自取得第一笔生产经营收入所 属纳税年度起“三免三减半”。《财政部、国家税务总局、国家发展改革委 关于环境保护节能节水项目企业所得税优惠目录(试行)》(财税〔2009〕166号)规定,城镇污水处理项目应具备以下条件:\n(1)根据全国城镇污水处理设施建设规划等全国性规划设立。\n(2)专门从事城镇污水的收集、贮存、运输、处置以及污泥处置(含符合国家产业政策和准入条件的水泥窑协同处置)。\n(3)根据国家规定获得污水处理特许经营权,或符合环境保护行政主管部门规定的生活污水类污染治理设施运营资质条件。\n(4)项目设计、施工和运行管理人员具备国家相应职业资格。\n(5)项目按照国家法律法规要求,通过相关验收。\n(6)项目经设区的市或者市级以上环境保护行政主管部门总量核查。\n(7)排放水符合国家及地方规定的水污染物排放标准和重点水污染物排放总量控制指标。\n(8)国务院财政、税务主管部门规定的其他条件。\n如果污水处理厂还有污水处理项目之外的其他收入,则按照减免税管 理的有关要求,减免税收入与非减免部分要分别单独核算。《国家税务总局 关于进一步明确企业所得税过渡期优惠政策执行口径问题的通知》(国税函〔2010〕157号)再次强调了相关收入要单独核算。\n根据《企业所得税法》第三十四条及其实施条例第一百条规定,企业购置并实际使用规定范围内的环境保护专用设备,该专用设备投资额的10%可以从企业当年的应纳税额中抵免,当年不足抵免的可以在今后5年内结转抵免。但是,《财政部、国家税务总局关于执行环境保护专用设备企业所得税优惠目录、节能节水专用设备企业所得税优惠目录和安全生产专用设 备企业所得税优惠目录有关问题的通知》(财税〔2008〕48号)规定,利用 财政拨款购置专用设备的投资额不得抵免企业应纳所得税额。《环境保护专 用设备企业所得税优惠目录(2008年版)》(财税〔2008〕115号)列举了 城市公共污水处理可抵免企业所得税额的4种专用设备:膜生物反应器、紫外消毒灯、污泥浓缩脱水一体机、污泥干化机。"]
- ["问:造成水污染事故时,企业事业单位依据法律该如何做?", "答:根据《中华人民共和国水污染防治法实施细则》中的“第二章水污染防治的监督管理”第十九条规定:\n企业事业单位造成水污染事故时,必须立即采取措施,停止或者减少 排污,并在事故发生后48小时内,向当地环境保护部门作出事故发生的时 间、地点、类型和排放污染物的种类、数量、经济损失、人员受害及应急 措施等情况的初步报告;事故查清后,应当向当地环境保护部门作出事故 发生的原因、过程、危害、采取的措施、处理结果以及事故潜在危害或者 间接危害、社会影响、遗留问题和防范措施等情况的书面报告,并附有关证明文件。\n环境保护部门收到水污染事故的初步报告后,应当立即向本级人民政 府和上一级人民政府环境保护部门报告,有关地方人民政府应当组织有关部门对事故发生的原因进行调查,并采取有效措施,减轻或者消除污染。县级以上人民政府环境保护部门应当组织对事故可能影响的水域进行监测,并对事故进行调查处理。"]
- ["问:在饮用水水源保护区内设置排污口应承担何种法律 责任?", "答:根据《中华人民共和国水污染防治法》第七章第七十五条规定:\n在饮用水水源保护区内设置排污口的,由县级以上地方人民政府责令 限期拆除,处十万元以上五十万元以下的罚款;逾期不拆除的,强制拆除, 所需费用由违法者承担,处五十万元以上一百万元以下的罚款,并可以责令停产整顿。\n除前款规定外,违反法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的规 定设置排污口的,由县级以上地方人民政府环境保护主管部门责令限期拆 除,处二万元以上十万元以下的罚款;逾期不拆除的,强制拆除,所需费 用由违法者承担,处十万元以上五十万元以下的罚款;情节严重的,可以责令停产整顿。\n未经水行政主管部门或者流域管理机构同意,在江河、湖泊新建、改建、扩建排污口的,由县级以上人民政府水行政主管部门或者流域管理机构依据职权,依照前款规定采取措施、给予处罚。"]
- ["问:《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》中对污水处理提出了哪些新要求?", "答:(1)因地制宜建设集中污水处理厂或分散型生态处理设施,使所有县城和重点镇具备污水处理能力,实现县城污水处理率到85%左右、重点镇达70%左右。深入开展农村环境综合整治,实施乡村清洁工程,开展村庄 整治,推进农村垃圾、污水处理和土壤环境整治,加快农村河道、水环境整治,严禁城市和工业污染向农村扩散。\n(2)发展智能水务,构建覆盖供水全过程、保障供水质量安全的智能供排水和污水处理系统。\n(3)建立资源环境产权交易机制。发展环保市场,推行节能量、碳排 放权、排污权、水权交易制度,建立吸引社会资本投入生态环境保护的市场化机制,推行环境污染第三方治理。"]
- ["问:《城镇排水与污水处理条例》对城镇污水处理设施维护运营单位有哪些要求?", "答:(1)城镇污水处理设施维护运营单位应当保证出水水质符合国家和地方规定的排放标准,不得排放不达标污水。\n城镇污水处理设施维护运营单位应当按照国家有关规定检测进出水水 质,向城镇排水主管部门、环境保护主管部门报送污水处理水质和水量、主要污染物削减量等信息,并按照有关规定和维护运营合同,向城镇排水主管部门报送生产运营成本等信息。\n城镇污水处理设施维护运营单位应当按照国家有关规定向价格主管部 门提交相关成本信息。城镇排水主管部门核定城镇污水处理运营成本,应当考虑主要污染物削减情况。\n(2)城镇污水处理设施维护运营单位或者污泥处理处置单位应当安全 处理处置污泥,保证处理处置后的污泥符合国家有关标准,对产生的污泥以及处理处置后的污泥去向、用途、用量等进行跟踪、记录,并向城镇排 水主管部门、环境保护主管部门报告。任何单位和个人不得擅自倾倒、堆放、丢弃、遗撒污泥。\n(3)城镇污水处理设施维护运营单位不得擅自停运城镇污水处理设施,因检修等原因需要停运或者部分停运城镇污水处理设施的,应当在90个工作日前向城镇排水主管部门、环境保护主管部门报告。\n城镇污水处理设施维护运营单位在出现进水水质和水量发生重大变化 可能导致出水水质超标,或者发生影响城镇污水处理设施安全运行的突发情况时,应当立即采取应急处理措施,并向城镇排水主管部门、环境保护主管部门报告。\n城镇排水主管部门或者环境保护主管部门接到报告后,应当及时核查处理。"]
- ["问:在污水处理的工艺流程中,集水池的作用有哪些?", "答:废水集水池的作用是汇集、储存和均衡废水的水质水量。\n各个车间的生产废水,其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的, 生产时有废水,不生产时就没有废水,甚至在一日之内或班产之间都可能 有很大的变化。特别是精细化工行业的废水,如果清浊废水不分流,则工 艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大,这种变化对废水处理设施设 备的正常操作及处理效果是很不利的,甚至是有害的。因此废水在进入主 要污水处理系统前,都要设置一个有一定容积的废水集水池,将废水储存起来并使其均质均量,以保证废水处理设备和设施的正常运行。"]
- ["问:什么是格栅,其工艺参数主要有哪些?", "答:格栅是一种截留废水中粗大污物的预处理设施,由一组平行的金属栅 条制成的金属框架,斜置在废水流经的渠道上或泵站集水池的进口处,用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物,以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。\n格栅的主要工艺参数有栅距、过栅流速和水头损失。\n(1)栅距是相邻两根栅条间的距离,栅距大于40mm 的为粗格栅,20~40mm 的为中格栅,小于20mm 的为细格栅。\n(2)过栅流速是指污水流过栅条和格栅渠道的速度。过栅流速不能太 大,否则有可能将本应截下来的软性杂物冲过去;也不宜过小,可能使污水中粒径较大的砂粒在栅前渠道中沉积下来。\n(3)关于过栅水头损失指的是格栅前后的水位差,它与过栅流速有关。 如果过栅水头损失增大,说明过栅流速增大,此时可能是过栅水量增加, 更有可能是格栅局部被堵死,需要及时清理。如果过栅流速减小,说明过栅流速降低,需要注意采取措施防止栅前渠道内积砂。"]
- ["问:预处理单元对后续处理单元有什么影响?", "答:(1)如果从格栅流过的栅渣太多,会使初沉池、曝气沉砂池及曝气池、 二次沉淀池面上的浮渣增多,难以清除,挂在出水堰板上影响出水均匀,不美观,增加恶臭气味。\n(2)如果从沉砂池流走的砂粒太多,砂粒有可能在初沉池配水渠道内 沉积,影响配水均匀;砂粒进入初沉池内将使污泥刮板过度磨损,缩短更换周期;进入泥斗后将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路;进入泥泵后将使 泥泵过度、过快磨损,降低泵的使用寿命;砂粒进入曝气池会沉在曝气池底部逐渐积累妨碍曝气头出气,甚至覆盖曝气头,大大降低曝气效率。\n(3)从预处理向后漂移的破布条、棉纱、塑料条、铁丝、头发等杂物 会在表曝机或水下搅拌设备、浆板上缠绕,增大阻力,损坏设备,还会缠 绕在水下电缆上,形成很大的棉纱团、铁丝头发团、塑料团等,导致扯坏 电缆;进入二沉池将会使浮渣增加挂在出水堰板上影响出水均匀;进入生 物滤池会堵塞配水管、滤料,甚至堵塞出水滤头、滤板等;进入生物转盘将在转盘上缠绕,增大了阻力,加快生物转盘的损坏,减少有效容积。\n(4)从预处理单元漏出的杂物进入浓缩机后将在栅条上缠绕,影响浓 缩效果,并在上清液出流的堰板上漂浮结块,影响出流均匀;进入消化池 前后会堵塞排泥管道或送泥泵。还会在消化池内上浮结成大的浮壳;这些 杂物进入离心脱水机,会使高速旋转的叶轮失去平衡,从而产生振动或严重噪声,导致密封破漏,损坏水泵; 一些棉纱、毛发有时会塞满叶轮与蜗壳之间的空间,使设备过载,烧坏电机。\n(5)从水处理设施进入浓缩池的细砂,可能堵塞排泥管路,使排、送 污泥泵过度磨损;进入消化池将沉在底部,影响排泥,减小有效容积;如 果这些细砂进入离心机,将严重磨损进泥管的喷嘴以及螺旋外缘和叶轮; 增加维修更换次数;如进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率,使搅拌机容易磨坏,滤布过度磨损,转辊之间磨损和不均匀。"]
- ["问:影响生物脱氮的因素有哪些?", "答:影响生物脱氮的因素如下:\n(1)影响硝化作用的因素:①pH值;②温度;③溶解氧DO;④抑制性物质,抑制硝化作用的物质有重金属、酚、硫铵及其衍生物;⑤混合液中有机物含量,混合液中有机物含量不能太高,太高则异养型细菌迅速增殖,自养型的硝酸细菌和亚硝酸细菌的生长受到抑制而不能成为优势菌群。一般BOD应控制为15~20mg/L以下。\n(2)影响反硝化作用的因素:①温度;②pH值;③有机质;④溶解氧DO。"]
- ["问:城市污水的生物除磷原理是什么?", "答:所有生物除磷工艺皆为活性污泥法的修改,即在原有活性污泥工艺的 基础上,通过设置一个厌氧阶段,选择能过量吸收并贮藏磷的微生物(称 为聚磷微生物),以降低出水的磷含量。当活性污泥中的细菌,如不动杆菌 属(Acinetobacter)、气单胞菌(Aeromonas)、棒杆菌属(Corynebacterium)、微丝菌 (Microthrix.sp)等,生活在营养丰富的环境中,多聚磷酸盐迅速积 累起来,供下阶段对数生长时期合成核酸耗用磷素之需。另外,细菌经过 对数生长期而进入静止期,这时大部分细胞已停止繁殖,核酸的合成虽已 停止,对磷的需要量也已很低,但若环境中的磷源仍有剩余,细胞又有一定的能量时,仍能从外界吸收磷素,以多聚磷酸盐的形式积累于细胞内,作为储存物质。\n但当细菌细胞处于极为不利的生活条件时,例如使好气细菌处于厌氧 条件下,即所谓细菌“压抑”状态(Bacterial stress)时,积累于体内的多 聚磷酸盐就会分解,并释放到环境中来。在这过程中同时有能量释放,供细菌在不利环境中维持其生存所需,此时菌体内多聚磷酸盐就逐渐消失,而以可溶性单磷酸盐的形式排到体外环境中。如果该类细菌再次进入营养丰富的好氧环境时,它将重复上述的体内聚磷。\n废水中的有机物进入厌氧区后,在发酵性产酸菌的作用下转化成乙酸。 聚磷菌在厌氧的不利环境下(压抑条件),可将贮积在体内的聚磷分解。在\n此过程中释放出的能量可供聚磷菌在厌氧压抑环境下存活之用;另一部分能量可供聚磷菌主动吸收乙酸、H⁺和e⁻,使之以 PHB形式贮藏在菌体内,并使发酵产酸过程得以继续进行。聚磷分解后的无机磷酸盐释放至聚磷菌体外,此即观察到的聚磷细菌厌氧放磷现象。进入好氧区后,释放出的大量能量可供聚磷菌的生长、繁殖。当环境中有溶磷存在时,一部分能量可供聚磷菌主动吸收磷酸盐,并以磷酸的形式贮积在体内,此即为聚磷菌的好氧吸磷现象。这时,污泥中的非积磷的好氧性异养细菌虽也能利用废水中的残存的有机物进行氧化分解,释放出能量可供它生长、繁殖,但由于废水中大部分有机物已被聚磷菌吸收、贮藏和利用,所以在竞争上得不到 优势。"]
- ["问:活性污泥法的基本流程是什么?", "答:活性污泥是由微生物、微生物所分泌的黏性物质以及吸附的污水中杂 质所构成的絮凝团,又叫菌胶团,菌胶团呈褐色或黄褐色,具有良好的絮 凝性。菌胶团相互凝聚就形成活性污泥。活性污泥含水率较高,可以达到 99%以上,密度为1.002~1.006g/m³。活性污泥一般具有较大的比表面积,较大的比表面积有利于微生物和有机污染物之间的充分接触,从而促进微生物对有机污染物的吸收和降解。\n活性污泥中有机成分主要由微生物及其代谢产物构成。这些微生物群 体构成了一个相对稳定的微型生态系统。高效的活性污泥应具有以下几个\n特征:\n(1)活性污泥具有很强的吸附能力。\n(2)活性污泥具有很强的降解有机物的能力。\n(3)活性污泥具有良好的沉降性能。现在活性污泥法已是一种应用很 广泛的污水好氧生物处理技术。\n活性污泥法的基本流程如下:污水经物化预处理后与二沉池回流污泥 同时进入曝气池,通过曝气搅拌,使污泥呈悬浮态并和污水完全混合,污 水中的悬浮固体和可溶性有机物被活性污泥吸附并降解或同化,最终转化 为二氧化碳和剩余污泥,污水因而得到净化。净化后的污水和活性污泥在 二沉池中分离后,上清液溢流排放,活性污泥一部分回流到曝气池以保持曝气池中一定的污泥浓度,另一部分则作为剩余污泥排放。"]
- ["问:怎样驯化活性污泥?", "答:如果污水生物处理反应器刚刚运行,在污水处理厂不投加其他剩余污泥的情况下,通过间隔运行的方法,也可以使反应器中活性污泥从无到有地生长起来,其大致过程如下:\n在反应器中加入一部分待处理污水,同时加入适量的过滤后粪便水,曝气一段时间后(1~5天,具体时间的长短因污水水质不同而异),混合液会变浑浊,镜检混合液可以看到大量的游离性细菌和原生动物等,表明这 时混合液中微生物生长代谢旺盛,活性强,能量高,运动频繁,相互间不 易凝聚。继续曝气,使反应器中BOD₅ 下降到很低,混合液中营养开始缺乏, 这时微生物便由增长期进入稳定期或内源呼吸期,其活性降低,运动性减缓,微生物相互接触后就会因缺乏足够的能量以排斥相互间的引力而不再分离,而是相互结合在一起,污泥絮凝体开始形成。将污泥絮体沉降,排去上清液,再加污水闷曝,如此循环5~6次,反应器中污泥浓度可以逐渐增加到5%(体积比)左右,而且在驯化过程中,污泥絮体不断增大,混合 液中游离微生物数量随着原生动物特别是固着性原生动物如钟虫、盖纤虫的出现不断减少,出水变清。以后则低负荷进水连续运行,并视污泥驯化情况逐步增加负荷,直到达到反应器设计负荷后开始稳定运行。"]
- ["问:污泥龄是指什么?", "答:污泥龄是指活性污泥在整个系统中的平均停留时间,一般用SRT表示。 因为活性微生物基本上“包埋”在活性絮体中,因此污泥龄也就是微生物在活 性污泥系统内的停留时间。控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物的一 种方法。不同种类的微生物,具有不同的世代期。所谓世代期是指微生物繁殖一代所需的时间,如某种微生物群体以1000个繁殖成2000个需要2天的时间,则该种微生物的世代期就是2天。如果某种微生物世代期比活性污泥系统的泥龄长,则该类微生物在繁殖出下一代微生物之前,就被以剩余污泥的方式排走,该类微生物永远不会在系统中繁殖起来。反之,如果某种微生物的世代期比活性污泥系统的泥龄短,则该微生物在被以剩余污泥的形式排走前可繁殖出下一代。因此这种微生物就能在系统中存活下来,并且呈增长趋势。分解有机污染物的绝大部分微生物,其世代期都小于3天,因此只要控制污泥龄大于3天,这些微生物就能在活性污泥系统生存下来并得以繁殖,用于处理污水。而硝化杆菌的世代期一般为5天,因此要在活性污泥系统中培养出硝化杆菌,将NH₃-N 硝化成NO₃-N,则必须控制SRT大于5天。\n另外,SRT直接决定着活性污泥系统中微生物的年龄大小。SRT 较大 时,年长的微生物也能在系统中存在,而SRT较小时,只有年轻的微生物存在,它们的祖辈、父辈早已被剩余污泥带走。一般来说,年轻的微生物 活性高,分解代谢有机污染物的能力强,但凝聚沉降性能较差;而年长的 微生物可能已老化,分解代谢能力较差,但凝聚沉降性能较好。通过调节 SRT,可以选择合理的微生物年龄,使活性污泥即有较强的分解代谢能力,又有良好的沉降性能。传统活性污泥工艺一般控制SRT为3~5天。"]
- ["问:溶解氧对活性污泥的影响是什么?", "答:活性污泥法工艺是利用好氧微生物的技术,因此曝气池混合液中必须 有足够的溶解氧。如果溶解氧过低,好氧微生物正常的代谢活动就会下降,活性污泥会因此发黑发臭,进而使其处理污水的能力受到影响。而溶解氧 过低,易于滋生丝状菌,产生污泥膨胀,影响出水水质。如果溶解氧过高,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。活性污泥中的微生物会进入自身氧化阶段,还会增加动力消耗。\n对混合液的游离细菌而言,溶解氧保持为0.2~0.3 mg/L即可满足要求。但为了使溶解氧扩散到活性污泥絮体内部,保持活性污泥系统整体具有良好的净化功能,混合液必须保持较高的溶解氧水平。根据经验,曝气池出口混合液中溶解氧浓度一般保持为2mg/L左右,就能使活性污泥具有良好的净化功能。"]
- ["问:活性污泥法工艺应如何控制?", "答:在活性污泥工艺系统中,污水处理主要由活性污泥完成。因而,工艺 控制的主要目标也就是活性污泥本身的数量和质量。如果采取正确的控制 措施,将系统内的活性污泥保持稳定而合理的数量,以及稳定而高效的质量,则必然得到稳定而高效的处理效果。\n活性污泥的数量指标有混合液污泥浓度 MLVSS 、MLSS 和有机负荷 F/M, 通过 F/M 可确定需要多少MLVSS等。以及反映质量的指标有污泥老\n化程度的污泥龄,反映沉降性能的质量指标 SV 、SVI 等。影响以上数量和质量的指标很多,主要包括水质、水量的变化,温度等外界因素的变化。 污水处理厂的主要任务就是采取控制措施,克服这些因素对活性污泥的影 响,持续稳定的发挥处理作用。常用的控制措施从三方面来实施。曝气系统的控制,污泥回流系统的控制,剩余污泥排放系统的控制。"]
- ["问:在污水处理过程中,怎样控制污泥膨胀?", "答:正常的活性污泥中除菌胶团细菌以外,还有少量的丝状细菌。这些丝状 细菌对维持活性污泥菌胶团的结构和良好的沉降及吸附性能是必不可少的,但是丝状菌菌丝体过多则易导致污泥膨胀,所以有必要控制丝状菌的生长。\n(1)投加适量的絮凝剂,增加活性污泥的比重。比较常用的絮凝剂有 三氯化铁、明矾和硅藻土等,有时候也投加适量的厌氧消化污泥来改善活性污泥的沉降性能。\n(2)投加化学药剂,杀灭丝状菌。由于丝状菌具有比非丝状菌更大的比表面积,对化学药剂的接触面积更大,所以丝状菌对化学药剂更敏感,因此投加适量的化学药剂可以达到杀死丝状菌而又不伤害非丝状菌的目的。常用的化学药剂有漂白粉、二氧化氯和液氯。\n(3)改变工艺条件。\n1)低负荷条件下,可采用下列措施:①改完全混合式曝气池为推流式曝气池;②采用序列式活性污泥法。\n在曝气池前端增加一个停留时间短的小池,局部提高混合液的 F/M 比值,使非丝状菌发展为优势菌。\n2)高负荷条件下,可采用以下措施:①增加曝气量或采用传氧效率高 的曝气方法如射流曝气法等;②采用A-B 两级曝气法。A 级为高负荷曝气池 ,B 级为低负荷曝气池,污泥分别回流。这种工艺有利于负荷在两个曝 气池的分配,从而防止污泥膨胀;③采用接触氧化-活性污泥工艺。第一级 采用悬挂软性纤维填料的接触氧化池,高负荷运行,丝状菌附着在软性纤 维填料上形成生物膜,不会发生污泥膨胀;第二级采用活性污泥工艺,低负荷运行。\n(4)调整水质条件。对于高C/N 或 C/P 的污水,添加适量的氮肥或磷肥,改善水质条件;对于腐化污水可以采取预曝气的措施来改善水质。"]
- ["问:曝气池产生泡沫的种类有哪些?", "答:泡沫是活性污泥法处理厂中常见的运行现象。曝气池中产生的泡沫可分为两种:一种是化学泡沫;另一种是生物泡沫。\n化学泡沫是由污水中的洗涤剂以及一些工业用表面活性物质在曝气的 搅拌和吹脱作用下形成的。在活性污泥培养时期,化学泡沫较多,有时在曝气池表面形成高达几米的泡沫山,稍有一点风就吹得满天飞。化学泡沫处理较容易,可以用水冲消泡,也可加硝化泡剂。\n生物泡沫是由称作诺卡氏菌的一类丝状菌形成的,似褐色。这种丝状 菌为树枝状丝体,其细胞中脂质的类脂化合物含量可达11%左右,细胞质和细胞壁中都含有大量类脂物质,具有极强的疏水性,密度较小。这类微 生物比水的比重小,易漂浮到水面,而且与泡沫有关的微生物大部分呈丝 状或枝状,易形成“网”,能捕扫微粒和小汽泡等,并浮到水面,形成泡沫。 被丝网包围的气泡,增加了其表面的张力,使气泡不易破碎,泡沫更稳定。\n另外,无论是微孔曝气还是机械曝气,都会产生气泡,而曝气气泡自然会对水中微小、质轻和具有疏水性的物质产生气浮作用。所以当水中存在油、脂类物质和含脂微生物时,则易产生表面泡沫现象,即曝气常常是泡沫形成的主要动力。"]
- ["问:如何控制和消除曝气池产生的生物泡沫?", "答:控制和消除污水厂曝气池生物泡沫的办法如下:\n(1)喷洒水扑扫法。污水处理厂常用再生水喷洒水流或水珠打碎在水面的气泡,同时稀解表面发泡源的浓度的办法。可以有效减少曝气池或二沉池表面的泡沫。打散的污泥颗粒有一小部分重新恢复沉降性能,但大量的丝状菌不能被抑制仍然存在混合液中,所以此法不能根本消除泡沫的发生。\n(2)投杀菌剂或消泡剂法。对于较长时间发生的生物泡沫,应考虑采 用具有强氧化性的杀菌剂,如次氯酸钠、臭氧和过氧化物等,还有利用聚乙二醇、硅铜生产的市售药剂以及钢铁和铜材、铝材酸洗废液的混合剂等, 稀释后喷洒在曝气池或二沉池的表面。即消除泡沫,又可杀死液体表面上的发泡菌种。但使用杀菌剂普遍存在负作用。因为投加过量或投加位置不当,会大量降低曝气池中生物总量,污水处理的有效菌种也被大量杀死,影响出水水质。\n(3)降低污泥龄法。采用降低曝气池中污泥龄的停留时间,可以抑制生长周期较长的发泡细菌的生长。\n(4)回流厌氧消化池上清液法。厌氧消化池上清液能抑制丝状菌的生 长,采用将其回流到曝气池的方法,能控制曝气池表面气泡形成。但由于厌氧消化池上清液中有浓度很高的 CODcr、氨氮和 SS, 有可能影响最终的出水水质,应慎重采用。\n(5)向曝气池中增加固定填料或浮动填料使一些易产生污泥膨胀和泡 沫的微生物固在填料上生长,这种方法可增加曝气池内的生物量,提高处理效果,又能减少或控制泡沫的产生。\n(6)投加絮凝剂方法。向曝气池中投加有机絮凝剂(聚丙烯酰胺)或无机絮凝剂(聚铝、聚铁)等,可使混合液表面的稳定泡沫失去稳定性,进而使丝状菌分散,重新进入投加药剂的絮体中,随絮体沉降,达到消除表面泡沫的目的。\n以上几种消除曝气池上泡沫方法各有不同,需针对实际情况具体分析和试验,选取一种或几种混合使用方法。"]
- ["问:什么是推流式曝气池?什么是完全混合曝气池?", "答:按曝气池的流态分,曝气池可分为推流式曝气池、完全混合曝气池和两种流态的组合形式。\n(1)推流式。典型的推流式曝气池的平面一般是长宽比为5~10 的长 方形,有效水深为3~9m。为节省占地面积,推流式曝气池往往建成两折或多折。污水从一端进入,从另一端流出。在推流式曝气池中,有机物浓度 和种类沿程不断变化。污泥负荷和耗氧速率前高后低,在污泥增长曲线上占一个区段,长池前后的微生物种类和数量存在差异。沿程各个断面之间 存在较大的浓度梯度,因此降解速率较快,运行灵活,可采用多种运行方式,特别适用于处理水质比较稳定的废水。推流式曝气池多采用鼓风曝气。\n(2)完全混合式。完全混合式曝气池一般为圆形,曝气装置多采用表 面曝气机。曝气机置于曝气池中心平台上,污水进入搅拌中心后立即与全池混合液混合,全池的污泥负荷、耗氧速率和微生物种类等性能完全相同,不像推流式曝气池那样上下游有明显的区别,在污泥的增长曲线上只占一点。由于曝气池原有混合液对进水的稀释作用,完全混合曝气池耐冲击负荷的能力较强,负荷均匀使供氧与需氧容易平衡,从而节省供氧动力。\n(3)两种流态结合式。在许多实际运行的曝气池中,推流和完全混合 并不是绝对的。 一方面,在推流池中,可用一系列表面曝气机串联充氧和搅拌,这样一来在每个表面曝气机周围的流态都是完全混合式的,而对全 池来说,流态具有推流式性质。此时相邻的两个表面曝气机的旋转方向相反,否则两机之间的水流将发生冲突;也可采用增加横向挡板的办法使表 面曝气机同向旋转,避免涡流。另一方面,将曝气池建成独立的多个完全混合池,各池可以串联也可以部分并联,即整个流程的流态为推流式。这样的池型兼有推流式和完全混合式的优点,而且具有更大的灵活性,纯氧曝气、生物脱氮除磷等工艺都采用这种方式。"]
- ["问:什么是A²/O法,它的特点是什么?", "答:A²/O 法是厌氧/缺氧/好氧工艺的简称,其实是在缺氧/好氧工艺的基础上增加了前面的厌氧段,具有同时脱氮和除磷的功能。\n其特点如下:\n(1)A²/O法在去除有机碳污染物的同时,还能去除污水中的氮和磷, 与普通活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比,不仅投资少、运行费用低,而且没有大量的化学污泥,具有良好的环境效益。\n(2)在厌氧段,废水中的BOD₅或COD_{Cr}有一定程度的下降,氨氮浓度由于细胞的合成也有一些降低,但硝酸盐氮没有变化,磷的含量却由于聚磷菌的释放而上升。在缺氧段,废水中的有机物被反硝化细菌利用为碳源,因此 BOD₅或 COD_{Cr}继续降低,磷和氨氮浓度变化较小,硝酸盐氮则因为反硝化作用被还原为N₂,浓度大幅度下降。在好氧段,有机物由于好氧降解会继续减少,磷和氨氮的浓度会因硝化和聚磷摄磷作用,较快的速率下降,硝酸盐氮含量却因硝化作用而上升。\n(3)A²/O法的优点是厌氧、缺氧、好氧交替运行,可以达到同时去除 有机物、脱氮和除磷的多重目的,而且这种运行条件使丝状菌不宜生长繁 殖,避免了常规活性污泥法经常出现的污泥膨胀问题。A²/O 法工艺流程简 单,总水力停留时间少于其他同样功能的工艺,并且不用外加碳源,厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌,运行费用较低。\n(4)A²/O法的回流污泥全部进入厌氧段,为了维持较低的污泥负荷, 要求有较大的回流比才能获得较好的硝化效果,但回流污泥也会将大量的 硝酸盐带入厌氧段。当厌氧段存在大量硝酸盐时,反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化,等脱氮完全后才开始磷的厌氧释放,进而使得厌氧段进行磷释放的有效容积大为减少,从而在脱氮效果较好时,除磷效果较差。反之,如果好氧段硝化作用不好,则随回流污泥进入厌氧段的硝酸盐减少,改善了厌氧段的厌氧环境,使磷能充分地进行厌氧释放,所以除磷的效果 较好,但由于硝化不完全,故脱氮效果不佳。即A²/O 法不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果。\n(5)A²/O法的缺点是受到泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制, 除磷效果不是十分理想。同时,由于脱氮效果取决于混合液回流比,而A²/O法的回流比不宜过高(一般不超过200%),因此脱氮效果不能满足较高的要求。"]
- ["问:有机负荷对厌氧生物处理的影响体现在哪些方面?", "答:有机负荷是指单位体积滤料(或池子)单位时间内所能去除的有机物 量。它是生物滤池(或曝气池)设计和运行的重要参数。它对厌氧生物处理的影响体现在以下几个方面:\n(1)厌氧生物反应器的有机负荷通常指的是容积负荷,其直接影响处 理效率和产气量。在一定范围内,随着有机负荷的提高,产气量会增加,但有机负荷的提高必然导致停留时间的缩短,即进水有机物分解将下降,从而又会使单位质量进水有机物的产气量减少。\n(2)厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡, 有机负荷过高,则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率,从而造成挥发酸VFA 的积累使pH 值迅速下降,阻碍产甲烷阶段的正常进行。严重时导致产甲烷作用的停顿,整个系统陷于瘫痪状态,调整恢复起来非常困难。\n(3)如果有机负荷的提高是由进水量增加而产生的,过高的水力负荷 还有可能使厌氧处理系统的污泥的流失率大于其增长率,进而影响系统的处理效率。\n(4)如果进水有机负荷过低,虽然产气率和有机物的去除效率可以提高,但设备的利用率低,投资和运行费用升高。"]
- ["问:什么叫生物炭法 (PACT 法 ) ?", "答:有些难以生物降解的制药废水,其生化处理出水中的 COD 要达到国家 一级排放标准(100mg/L)以下是比较困难的,因此生化处理出水应再采用 颗粒活性炭吸附处理技术以保证出水达标。但是,颗粒活性炭吸附处理法 有一个致命的弱点即处理成本太高,其根本原因是颗粒活性炭吸附处理 COD的动态吸附容量为10%左右(重量百分比),即1t 活性炭只能吸附处 理废水中的 COD 为100kg 左右。由于颗粒活性炭再生困难,处理成本高,因此颗粒活性炭处理技术的应用推广在国内还并不普遍。\n由杜邦公司最先开发的生物炭法工艺 (Powdered Activated Carbon Treatment Process )就是这种新技术的代表之一。生物炭法简称“PACT法”, 或“PACSBR 生化法”,被国外认为是最有发展前途的新型的废水生化处理工艺。\n在生化进水中(或在曝气池内)投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一 起在曝气池内混合,从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在 曝气池内,活性污泥附着于粉末活性炭的表面,由于粉末活性炭巨大的比 表面积及其很强的吸附能力,提高了污泥的吸附能力,特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高,从而也提高了 COD 的降解去除率。 一般来说在PACT 系统内,活性炭吸附处理 COD的动态吸附容量为100%~350%(重量百分比),即1kg 粉末活性炭可 吸附去除1.0~3.5kgCOD。而且, PACT 法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。\n根据工程调试经验,直接在SBR好氧生化池内定期(每15~30天)定 量投加粉末活性炭可以获得很好的处理效果。其实粉末活性炭和颗粒活性 炭的吸附处理机理是一样的,不过在SBR生化池内投加粉末活性炭更具有 节约投资成本、操作灵活方便、活性炭利用率高等优点。在粉末活性炭-活 性污泥系统中,活性污泥附着于粉末活性炭的表面,由于粉末活性炭巨大的比表面积及其较强的吸附能力,在活性污泥与粉末活性炭界面间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高,从而也提高了COD 的降解去除率。一般来说,COD 的去除(视废水的种类)可以提高10%~40%。由于废水中的有毒有害有机物质被粉末活性炭所吸附,因此废水中有毒有害物质的浓度可以稳定在一个较低的水平,从而保证了生化处理系统的正常运行。对于防止氨氮指标反弹,保证出水氨氮指标达标具有很好的效果。"]
- ["问:污水提升泵站的作用是什么?如何控制和管理?", "答:(1)作用。污水提升泵站的作用就是将上游来的污水提升至后续处理 单元所要求的高度,使其实现重力流。提升泵站一般由水泵、集水池和泵房组成。\n(2)控制和管理方法。泵站内的水泵是多种多样, 一般以离心泵为主。\n按照安装方式分为干式泵和潜污泵,干式泵又有立式泵和卧式泵。潜污泵有可在污水中安装和干式安装两种类型。泵的类型主要取决于污水处理厂的规模,要求的扬程、工作介质和控制方式等具体情况而定。进水泵房在 运行之前, 一方面要对集水井进行定期清理,另一方面要正确的对泵组进行调度。具体如下:\n1)集水井。污水进入集水井后流速放慢, 一些泥沙会沉积下来,使有效 池容减少,影响水泵的正常工作。因此集水井要根据具体情况定期清理。清池工作最重要的是人身安全问题。在干管内腐败的污水会带大有毒气体, 在池内沉积的污泥也会厌氧分解产生出有毒气体,甚至会产生出甲烷等可 燃气体。清池时,先停止进水,用泵排空池内存水,然后强制通风,方可 下池工作。注意:操作人员下池以后,通风强度可适当减小,但绝不能停止通风,因为池内积泥的厌氧分解并没停止,还有硫化氢等有毒气体不断产生并释放出来。每个操作人员在池下工作时间不可超过30min。\n2)泵组的运行调度。泵组的运行操作应考虑以下几项原则。第一是保 证来水量与抽升量一致。如果来水量大于抽升量,上游没有及时采取溢流 措施,则可能淹泡格栅间;反之来水量小于抽升量,则可能使水泵处于干 运转状态,损坏设备。第二是应保持集水池的高水位运行,这样可降低泵 的扬程,在保证抽升量的前提下降低能耗。第三控制水泵的开停次数不要 过于频繁,否则易损坏电机并降低使用寿命。第四是泵房内每台机组投运 次数及时间保持基本均匀。因为每台泵的吸口都对应着集水池内的一部分 容积,如果某台长时间不投运,集水池内对应的部分将成为死区,会导致 泥沙沉积。运行人员应参照初步的运行调度方案,并结合本厂的实际情况,不断完善、总结经验,找到最佳的运行调度方案。"]
- ["问:沉淀池运行中的异常问题、原因及其解决对策有哪些?", "答:(1)出水带有大量悬浮颗粒。\n原因:水力负荷冲击或长期超负荷,因短流而减少了停留时间,以至絮体在沉降前即流出出水堰。\n解决办法:均匀分配水力负荷;调整进水、出水设施不均匀,减轻冲击负荷影响,有利于克服短流;投加絮凝剂,改善某些难沉淀悬浮物的沉降性能,如胶体或乳化油颗粒的絮凝;调整进入初沉池的剩余污泥的负荷。\n(2)出水堰脏且出水不均。\n原因:污泥黏附、藻类长在堰上,或浮渣等物体卡在堰口上,导致出水堰脏,甚至某些堰口堵塞导致出水不均。\n解决办法:经常清除出水堰口卡住的污物;适当加药消毒阻止污泥、藻类在堰口的生长积累。\n(3)污泥上浮。\n原因:污泥停留时间过长,有机质腐败。\n解决办法:保证正常的贮泥和排泥时间;检查排泥设备故障;清除沉淀池内壁,部件或某些死角的污泥。\n(4)浮渣溢流。\n原因:浮渣去除装置位置不当或去除频次过低,浮渣停留时间长。\n解决办法:维修浮渣刮除装置;调整浮渣刮除频率;严格控制浮渣的产生量。\n(5)污泥管道或设备堵塞。\n原因:初沉池污泥中易沉淀物含量高,而管道或设备口径太小,又不经常工作造成的。\n解决办法:设置清通措施;增加污泥设备操作频率;改进污泥管道或设备。\n(6)刮泥机故障。\n原因:刮泥机因承受过高负荷等原因停止运行。\n解决办法:缩短贮泥时间,降低存泥量;检查刮板是否被砖石、工具 或松动的零件卡住;及时更换损坏的连环、刮泥板等部件;防止沉淀池表面积冰;调慢刮泥机的转速。"]
- ["问:对污泥出泥的管理措施有哪些?", "答:1.正常情况下的污泥出泥管理\n污水处理厂每天会产生一定量的栅渣和干污泥(80%含水率)。栅渣直 接由压榨机压滤后运送至垃圾填埋场卫生填埋。正常情况下的活性污泥含 水率为99.2%,而且脱水性能差,需要加絮凝剂和助凝剂才能脱水。污水处 理厂的污泥投加的药剂一般为PAM 和 PAC, 脱水后的滤液回流至集水井再 次处理;泥饼装车运送至垃圾填埋场进行卫生填埋,运输车沿途不得有污 泥洒落地面的现象,车辆要在污水处理厂区内清洗,不得给当地环境造成二次污染。\n2.污泥回流\n曝气生物滤池进行反冲洗之后(泥水混合液)回至泥水缓冲池,并均匀分配进入进水泵房。\n3.出现异常污泥的出泥管理\n污泥出现异常的原因可能较多,例如污泥量减少、污泥上浮、污泥厌氧等,管理应从以下几个方面进行:\n(1)首先要查明污泥异常的原因,对症下药,解决污泥异常现象。\n(2)如果水解酸化池污泥浓度降低,则应减少污泥排放量,剩余的污泥按正常的方法处置。\n(3)当水解酸化池出现污泥上浮或污泥厌氧产气等现象时,加大水解酸化池的排泥量。"]
- ["问:初步验收和单体试车应具备什么条件?", "答:(1)对土建工程的初步验收是分阶段的,许多单项(体)工程的验收 应在施工同时进行。特别是隐蔽工程的验收,必须在下一道工序前组织验 收。在建筑物、构筑物建好后组织初步验收时,尽可能查看可以看到的隐 蔽工程,主要还是查阅施工各阶段中的隐蔽工程验收资料。如果资料不全或当时没有组织单项(体)隐蔽工程验收,应视为验收不合格。\n(2)对设备安装工程的初步验收是为了检查设备安装的质量和设备自 身的质量是否符合设计的有关标准。安装工程也存在隐蔽工程的验收,如 埋入地下的管道和在构筑物、建筑物体内的管道安装工程、防腐工程等。 同样,隐蔽工程也应在施工时同时进行。初步验收时如无相关的隐蔽工程验收记录或当时没有验收,也视为验收不合格。\n(3)具备初步验收条件的构筑物、建筑物和设备还应符合下列条件:\n1)各建筑物、构筑物的全部施工结束。\n2)各建筑物、构筑物的内部及外围应认真、彻底地清除全部建筑垃圾,卫生条件符合验收标准。\n3)安全防护设施、仪器,如灭火器、防 H₂S 毒气设备、防酸碱器具等,应按设计配齐安装完毕,以备试车时使用。\n应按供电、通上水及下水、供暖、自控等系统检查各类电气的性能及上下水管道、阀门、锅炉等设备的性能。\n4)被初验的设备应完成全部安装工作。\n5)设备外表应油漆一新,无碰痕、擦痕。设备内部需要加油、油脂的 按要求加满,有刻度的加油标志一定按要求办,不能超过也不能低于。对于购买的润滑油脂或油膏应按设计要求的标准购买,以免出现设备事故。\n6)土建工程和设备安装工程应由施工单位和质监单位准备好验收的表 格,供验收时使用。有关图纸和验收标准应提前准备好并置于现场供验收时随时填表和查阅。\n7)试车前应对试车人员培训,掌握操作技能和取得各种必需的上岗证 件后才能参加试车。参加试车前,有关人员应认真阅读有关资料,熟悉设备的机械、电气性能。做好单项(体)试车的技术准备。\n8)设备单体试车初步验收时应通知厂家或供货商到现场,引进国外设备的单体试车应在国外技术人员到场指导下进行。"]
- ["问:污水处理厂预处理系统怎样进行初步验收和单体试车?", "答:初步验收和单体试车的方法如下:\n(1)预处理系统土建可分为进水闸门井、溢流井、粗格栅土建、曝气沉砂池、进水泵房、细格栅土建、沉淀池等。 一些强化工艺还有加药、搅 拌池及斜板(斜管)沉淀池。其验收方法应对照竣工图进行外观尺寸实测实量是否与图纸一致,设备安装位置是否符合设计要求。最后通水试压、试漏。如无问题,做好记录方可投入使用。如有问题,应返工重来。\n(2)预处理系统的设备安装工程验收及单体试车主要检查的设备有:进水闸门、溢流闸门、粗格栅、皮带运输机、栅渣压实机、砂水分离机、沉砂池吸砂泵、桥或刮浮渣机、沉砂机、污水泵、细格栅、加药絮凝机、搅拌机等。验收的方法应由电气人员检查设备的供电线路是否正常,供电开关是否正常,有无漏电现象。机械人员检查设备底座安装是否牢固,按设备说明准确地向润滑部分加油或油脂,对于电机带动的设备应点动试车,观察转向是否与标识一致。当确认准备工作完毕后可通电试车,并观察电压、电流是否符合要求,如有异常现象,应及时检查维修。还应观察设备的振动、噪声是否符合标准。如有异常,也应立即检查维修,正常后再试车并做好记录。"]
- ["问:污水厂预处理系统初步验收和单体试车时应注意哪些事项?", "答:(1)外观检查主要检查设备的外表有无生锈、破漆,有无划痕、碰伤 和擦伤痕迹等;检查内里有无漏油、密封失效,机器是否过热或异常声音等。\n(2)实测实量应主要检查设备安装位置和施工图说明书是否一致;安装的公差尺寸是否符合标准。\n(3)资料检查应注意各项隐蔽工程及资料是否齐全,各类管道的规格型号,材料材质是否有记录,防腐工程验收记录和主体设备验收的表格、记录等。\n(4)闸门应做手动及电动开关试验。检查安装闸板与滑道之间行走是否平稳,有无障碍相克,关闭时密封是否严密,电动机转动方向是否正确,电动部分指示的开关位置与闸门是否相符。\n(5)对粗格栅试车前应仔细检查格栅底部有无异物卡住格栅下链轮。 认真清除格栅前和格栅渠道内的各种建筑垃圾、杂物。通电前应点车检查 电机转向,耙齿与栅条是否吻合,有无别齿现象。配套的皮带运输机或螺旋输送机的运行是否平稳,以及栅渣压实机的功能是否能实现。\n(6)曝气沉砂池应检查吸砂桥行走是否平稳,导轮能否顺利地纠正走 偏,到头的停留时间是否可调节,刮渣挡板能否按要求动作。吸砂泵在曝气池有水的情况下才能试车。\n(7)潜水泵在没有水的情况下试车只能很短时间,俗称点车(约20 秒),只能利用这短暂时间判断叶轮的转向是否正确,否则重新接线。在下水通电前必须对叶轮手动盘车以检查叶轮与泵体之间是否摩擦。\n(8)细格栅的单体试车与粗格栅基本相同,但要注意格栅与耙齿之间的配合更严密,要求更高。\n(9)所有的机械设备都要对螺栓螺母检查有无松动,或松紧不一、有无垫片、弹簧圈。"]
- ["问:曝气系统的单元调试应注意哪些方面?", "答:(1)要认真检查核对该单元进出水口的位置、布水、收水方式是否符合工艺设计要求。\n(2)正式通水前,先进行通气检测,即通气前先将风机启动后,开启 风量的1/4~1/3送至生化池的曝气管道中,检查管道所有节点的焊接安装质 量,不能有漏气现象发生,不易检查时,应涂抹肥皂水进行检查,发现问题立即修复至要求。\n(3)检查管道所有固定处及固定方式,必须牢固可靠,防止产生通水后管道产生松动现象。\n(4)检查曝气管、曝气头的安装质量,不仅要求牢固可靠,而且处于同一水平面上,高低误差不大于±1mm, 检查无误后方可通水。\n(5)首次通水深度为淹没曝气头、曝气管深度0.5m 左右,开动风机 进行曝气,检查各曝气头曝气管是否均衡曝气。否则,应排水进行重新安装,直至达到要求为止。\n(6)继续充水,直到达到正常工作状态,再次启动曝气应能正常工作,气量大、气泡细、翻滚均匀为最佳状态。\n(7)对不同生化方式要严格控制溶解氧(DO) 量。厌氧工艺不允许 有 DO 进入;水解工艺,可为10~12小时,用弱空气搅拌3~5分钟;缺 氧艺 DO应控制在小于0.5 mg/L范围内;氧化工艺则应保证 DO不小于 2~4mg/L。超过上述规定将可能破坏系统正常运行。"]
- ["问:重力浓缩工艺运行如何管理?", "答:(1)浓缩池的浮渣应及时清除。有浮渣刮板时,用浮渣刮板刮至浮 渣槽内的清除。无浮渣刮板时,可用水冲洗方法,将浮渣冲至池边,然后清除。\n(2)初沉池污泥与活性污泥混合浓缩时,应保证两种污泥混合均匀。防止进入浓缩池会因密度流扰动污泥层,冲坏浓缩效果。\n(3)浓缩池较长时间没排泥时,应先排空清池,不能直接开启污泥浓缩池。\n(4)有的污水厂的浓缩池容积小,在北方寒冷冬季容易出现结冰现象,此时应先破冰再开启设备。最好不停刮泥桥, 一直运转可避免结冰。\n(5)应定期检查上清液溢流堰的出水是否均匀,如不均匀应及时调整。防止浓缩池内流态产生短流现象。\n(6)浓缩池是恶臭很严重的处理设施,其池面总是弥漫臭气和腐蚀 性气体,应经常检查设备的腐蚀情况,如电控柜、接线盒等容易被腐蚀的 地方。避免因腐蚀引起的设备故障。还应每日巡视浓缩池,定期对池壁、 浮渣槽、出水堰、汇水管道入口等定期清刷,尽量降低恶臭和腐蚀带来的影响。\n(7)应定期(每隔半年)彻底排空,全面检查池底是否积池、泥,刮 泥桥的水下部件是否挂上棉纱、塑料绳等影响桥运转的情况,予以全面保养和修复。"]
- ["问:如何运营和管理污水处理厂的生化曝气池和二沉池?", "答:(1)经常检查与调整曝气池配水系统和回流污泥的分配系统,确保进行各系列或各池之间的污水和污泥均匀。\n(2)经常观测曝气池混合液的静沉速度、SV及SVI,若活性污泥发生 污泥膨胀,判断是存在下列原因:入流污水有机质太少,曝气池内 F/M 负 荷太低,入流污水氮磷营养不足,pH值偏低不利于菌胶团细菌生长;混合液DO偏低;污水水温偏高等,并及时采取针对性措施控制污泥膨胀。\n(3)经常观测曝气池的泡沫发生状况,判断泡沫异常增多原因,并及时采取处理措施。\n(4)及时清除曝气池边角外漂浮的部分浮渣。\n(5)定期检查空气扩散器的充氧效率,判断空气扩散器是否堵塞,并及时清洗。\n(6)注意观察曝气池液面翻腾状况,检查是否有空气扩散器堵塞或脱落情况,并及时更换。\n(7)每班测定曝气池混合液的 DO,并及时调节曝气系统的充氧量,或设置空气供应量自动调节系统。\n(8)注意曝气池护栏的损坏情况并及时更换或修复。\n(9)当地下水位较高,或曝气池或二沉池放空,应注意先降水再放空,以免漂池。\n(10)经常检查并调整二沉池的配水设施,使进入各池的混合液均匀。\n(11)经常检查并调整出水堰板的平整度,防止出水不均和短流,及时清除挂在出水堰板的浮渣。\n(12)及时检查浮渣斗排渣情况并经常用水冲洗浮渣斗。\n(13)及时清除出水槽上生物膜。\n(14)经常检测出水是否带走微小污泥絮粒,造成污泥异常流失。判断污泥异常流失是否有以下原因:污泥负荷偏低且曝气过度,入流污水中 有毒物浓度突然升高细菌中毒,污泥活性降低而解絮,并采取针对措施及时解决。\n(15)经常观察二沉池液面,看是否有污泥上浮现象。若局部污泥大 块上浮且污泥发黑带臭味,则二沉池存在死区;若许多污泥块状上浮又不 同上述情况,则为曝气池混合液 DO偏低,二沉池中污泥反硝化。应及时采取针对措施避免影响出水水质。\n(16)一般每年应将二沉池放空检修一次,检查水下设备、管道、池底与设备的配合等是否出现异常,并及时修复。\n(17)做好分析测量与记录每班应测试项目:曝气混合液的 SV 及 DO (有条件时每小时一次或在线检测 DO)。\n每日应测定项目:进出污水流量 Q, 曝气量或曝气机运行台数与状况, 回流污泥量,排放污泥量;进出水水质指标:CODcr 、DOD₅、SS、pH值;污水水温;活性污泥生物相。\n每日或每周应计算确定的指标:污泥负荷F/M,污泥回流比R,二沉池的表面水力负荷和固体负荷,水力停留时间和污泥停留时间。"]
- ["问:污泥厌氧消化池的日常运行管理应注意哪些事项?", "答:(1)微生物的管理。厌氧消化过程是在密闭厌氧条件下进行,微生物 在这种条件下生存不能像好氧处理中作为指标生物的各种生物那样,依靠 镜检来判断污泥的活性。只能采用反应微生物代谢影响的指标间接判断微 生物活性,与活性污泥好氧处理系统相比,污泥厌氧消化系统对工艺条件及环境因素的变化,反应更敏感。为了掌握消化池的运转正常,应当及时 监测、化验上述要求的每日瞬时监测、化验指标,如温度、pH 值、沼气产 量、泥位、压力、含水率、沼气中的组分等。根据需要快速作出调整,避免引起大的损失。\n(2)对于日常运行状况、处理措施、设备运行状况都要求做出书面记录,为下一班次提供运行数据,并做好报表向上一级管理层报告,提供工艺调整数据。\n(3)经常检测、巡视污泥管道、沼气管道和各种阀门,防止其堵塞、 漏气或失效。日常对可能有堵塞管道上设置的活动清洗口,利用高压水冲 洗。对于阀门除应按时上润滑油脂外,还应对常闭闸门、常开闸门定时活动,检验其是否能正常工作。有严重问题时也需要停运处理或更换。\n(4)定期检验压力、保险阀、仪表、报警装置,送交市专门的技术监 督部门,获得国家权威认可后,才能装上使用。\n(5)定期检查并维护搅拌系统。沼气搅拌主管常有被污泥及其他污物\n堵塞的现象,可以将其余主管关闭,使用大气量冲吹被堵塞管道。对于机械搅拌桨被棉纱和其他长条杂物缠绕故障可采取反转机械搅拌器甩掉缠绕杂物。另外,要定期检查搅拌轴与楼板相交处的气密性。\n(6)消化池与其管道、阀门在冬季必须注意防冻,在北方寒冷地区进 入冬季结冰之前必须检查和维修好保温设施,如消化池顶上的沼气管道, 水封阀(罐)。沼气提升泵房内的门窗必须完整无损坏,最好门上加棉帘子,湿式脱硫装置要保证在10℃以上工作。特别是室外的沼气管道、热水管道、蒸汽管道和阀门都必须做好保温、防晒、防雨等工作。\n(7)定期检查并维护加热系统,蒸汽加热管道、热水加热管道、热交 换器内的泥处理管道等都有可能出现堵塞现象、锈蚀现象, 一般用大流量 冲洗。套管式管道冲洗热水管道时要注意保证泥管中的压力防止将内管道压瘪或拆开清洗。\n(8)消化池除平时加强巡检外,还要定时停止运行并放空,对池内 进行检查和维修,一般5年左右进行一次,彻底清砂和除浮渣,还要进行 全面的防腐、防渗检查与处理。主要对金属管道、部件进行防腐,如损坏 严重应更换,有些易损坏件最好换不锈钢材料。对池壁进行防渗、防腐处理。维修后投入运行前必须进行满水试验和气密性试验。对于消化池内的积砂和浮渣状况要进行评估,如果严重说明预处理不好。要对预处理改进, 防止沉砂和浮渣进入。另外放空消化池以后,应检查池体结构变化,是否有裂缝,是否为通缝,请专业人员处理。借此时机也应将仪表大修或更换。\n(9)沼气柜尤其是湿式沼气柜更容易受H₂S 腐蚀,通常3年一小修, 5年一大修。要对柜体防腐,腐蚀严重的钢板要及时更换,阴极保护的锌块 此时也应更换,各种阀门,特别是平常不易维修和更换的闸门修理没有保证的话就应换新,确保5年内不出问题。\n(10)整个消化系统要防火、防毒。所有电气设备应采用防爆型,接 线要做好接地,防雷。坚决杜绝可能造成危害的事故苗头。严禁在防火、 防爆警区域内吸烟,和防止有可能出现火花等明火,如进入该区域内的汽 车应戴防火帽,进入的人应留下火种。带钉鞋和穿产生静电的工作服都是不允许进入的。另外报警仪等都应正常维护保养。按时到权威部门鉴定、标定确保能正常工作。还要备好消防器材、防毒呼吸器、干电池手电筒等以备急用。"]
- ["问:污水处理成本包括哪些内容?有什么意义?", "答:污水处理成本的内容是指污水处理厂在污水处理过程中发生的费用。\n不同规模、不同工艺的污水处理厂,污水处理成本所包含的内容也不同,但其主要的成本内容包括如下几项:\n(1)在污水处理过程中耗用的各种材料、药品、低值易耗品。\n(2)污水处理厂耗用的水、电、燃料等。\n(3)污水处理厂全体职工的工资及福利费。\n(4)固定资产购置费、设备的备品备件费、生产用车和办公用车费、办公费、差旅费、通信费等。\n(5)其他费用。如污泥处置费、生产用车和办公用车费、办公费、差\n旅费、通讯费等。污水处理成本是综合反映污水处理厂经营管理水品的重要指标。材料 和能源消耗是节约还是浪费,生产设备的利用程度合理与否,出水水质的 优劣,处理水量的多少等,都会通过污水处理的处理成本直接或间接地显示出来。"]
- ["问:污水处理厂的专用设备维护和保养应注意哪些事项?", "答:(1)熟悉所管理的设备。要使用好设备,首先要熟悉设备。仔细阅读 产品的说明书是第一步。说明书上一般都注明了设备的各种参数、特点、 操作要领、注意事项等内容。当然每种产品都有缺点,这些需要工作人员在工作中慢慢观察和积累出来,并且摸索出相应的解决措施。\n(2)建立完善的设备档案。设备档案一般可以分为三部分:第一部分 是设备的说明书、资料、合格证明、安装记录、安装及调试运行阶段的修 改协商记录、验收记录等;第二部分是对设备每日运行状况的记录,包括 每台设备的月运行时间、运行状况、累计运行时间、加换油时间及数量,故障发生的时间及详细情况;第三部分是设备的维修档案。包括大中修的时间,发现的问题,维修的方法等。\n(3)建立完善的监测巡回检查制度。 一般除了远程监控以外,还应该 要安排工作人员到现场对设备的运行状况进行巡回检查。 一般24h 连续运行 的设备,白天应该2~3h 检查一次,夜间也要安排2~3次的检查。此外,工作人员要密切关注天气预报,防止恶劣突变天气对设备安全造成重大影响。\n(4)对设备最佳运行方案的最佳调度。机械设备都有一定的使用寿命, 设备在良好状态下运行能保证其正常的使用寿命。同时,在保证完成水处 理任务的前提下,尽量减少设备的无效率运转和低效率运转,保证大部分设备的满负荷运行,这样也能延长设备的使用寿命。\n(5)保证设备良好的润滑状态。保持各设备运转部位的良好润滑状态 能够保证设备长期、稳定、正常的运行。润滑脂能够使设备在运转中减少摩擦、磨损以及防腐、防漏、降温等。\n(6)加强设备的日常维护和保养。设备在运行中会出现一些小问题, 这是正常的现象。在当时或许不影响设备的运行,但是如果不及时处理就 会引发大的故障而造成停机或者酿成事故。所以对设备的日常维护和保养也是一项非常重要的工作。"]
- ["问:格栅除渣机的运行控制方式有哪几种?", "答:格栅除渣机应间歇运行,控制格栅除渣机间歇运行的方式有以下几种。\n(1)人工控制:人工控制有定时控制和根据栅渣数量控制两种形式。\n(2)自动定时控制:自动定时控制按预先定好的时间自动开机和停机,一般使用这种控制方式的除渣机也可以随时实现人工控制。\n(3)水位差控制:当拦截的栅渣数量增多时,水头损失增大,栅前和栅后的水位差变大。用传感器测量到水位差的变化后,除渣机自动开启。"]
- ["问:如何维护和保养污水泵?", "答:(1)检查污水泵管路及结合处有无松动现象。用手转动污水泵,试看污水泵是否灵活。\n(2)向轴承体内加入轴承润滑机油,观察油位应在油标的中心线处,润滑油应及时更换或补充。\n(3)拧下污水泵泵体的引水螺塞,灌注引水(或引浆)。\n(4)关好出水管路的闸阀和出口压力表及进口真空表。\n(5)点动电机,试看电机转向是否正确。\n(6)开动电机,当污水泵正常运转后,打开出口压力表和进口真空泵视其显示出适当压力后,逐渐打开闸阀,同时检查电机负荷情况。\n(7)尽量控制污水泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内,以保证污水泵在最高效率点运转,才能获得最大的节能效果。\n(8)污水泵在运行过程中,轴承温度不能超过环境温度35℃,最高温度不得超过80℃。\n(9)如发现污水泵有异常声音应立即停车检查原因。\n(10)污水泵要停止使用时,先关闭闸阀、压力表,然后停止电机。\n(11)污水泵在工作第一个月内,经100 小时更换润滑油,以后每个500 小时换油一次。\n(12)经常调整填料压盖,保证填料室内的滴漏情况正常(以成滴漏出为宜)。\n(13)定期检查轴套的磨损情况,磨损较大后应及时更换。\n(14)污水泵在寒冬季节使用时,停车后,需将泵体下部放水螺塞拧开将介质放净,防止冻裂。\n(15)污水泵长期停用,需将泵全部拆开,擦干水,将转动部位及结合处涂以油脂装好。"]
- ["问:污水处理系统一般有哪些专用电气设备?", "答:电器设备:交直流电动机、变速电机、启动开关设备、照明设备、避雷设备、变配电设备,包括电缆、室内线路架空线、隔离开关、负荷开关、 熔断器、少量油开关、电压互感器、电流互感器、电力电容器、断电器、保护器、自动装置和接地装置等。"]
- ["问:水泵在运行中一般应注意哪些事项?", "答:(1)检查各个仪表工作是否正常、稳定,特别注意电流表是否超过电动机额定电流,电流过大或过小都应立即停车检查。\n(2)水泵流量是否正常,安装有流量计时应检查流量计所指的流量是否正常或根据电流表电流大小,出水管水流情况及水井水位的变化,来估计流量的情况。\n(3)检查水泵填料压板是否发热,滴水是否正常。\n(4)注意机组的响声、振动情况。\n(5)注意轴承温升, 一般不超过周围环境温度35℃。\n(6)检查电动机温升,如过高应停车检查。\n(7)检查水泵、管道是否漏水。\n(8)检查集水井水位是否过低,格栅或进水口是否堵塞。"]
- ["问:管道阀门如何保养?", "答:污水站内有各种各样的管道,有空气管道、污水管道,也有污泥管道,有的架设在地面上,有的铺设在地下,在操作运行过程中必须保证管道畅 通。尤其在寒冬,必须定时检查室外管道,定时放掉空气管道中的冷凝水,没有运转的污水管道和污泥管道要放掉管内的积水。做到活水管道不堵,死水管道放空,空气管道定时放水。\n污水处理系统的污水管、污泥管,安装完以后,要进行保温处理,特别是阀门要重点保温,以免冬天被冻坏。"]
- ["问:浮动式重力灌水器与一般的浮筒式灌水器的区别是什么?", "答:浮动式重力灌水器主要由浮筒、港水管、软管、连接器和支架组成。工作原理基于重力、浮力和流动压力,因而性能十分稳定,无需操作维护, 没有动力消耗;而一般的浮筒式灌水器像旋转式港水器、套筒式港水器一 样,需要借助弹簧的弹力、机械力、电力、控制元器件和密封摩擦力,结 构复杂,不但需要能耗、经常性维护,还存在容易引起误操作、机械故障、控制元器件失灵等各种麻烦。"]
- ["问:水资源短缺的现状是怎样的?", "答:水资源严重短缺,全球仅有0.26%的淡水可供人类利用,且分配不均。许多国家和地区面临淡水不足的问题,预计到2025年,世界上将会有30亿人面临缺水。中国也是一个水资源短缺的国家,人均水资源仅为世界平均水平的1/4。"]
- ["问:为什么说水污染给人类带来不少忧虑和麻烦?", "答:水污染会导致水质恶化,使水的利用价值降低,甚至对人体健康产生有害影响。随着工业化和城市化的发展,水污染问题日益严重,许多河流、湖泊等水域都受到了不同程度的污染。"]
- ["问:水资源短缺和水污染对人类社会和自然环境有哪些影响?", "答:水资源短缺和水污染会导致生态系统破坏、生物多样性减少、农业生产受阻、人类健康受到威胁等一系列问题。这些问题不仅影响人类社会的可持续发展,也对自然环境造成不可逆的损害。"]
- ["问:如何解决水资源短缺和水污染问题?", "答:解决水资源短缺和水污染问题需要采取多种措施,包括加强水资源保护、推广节水技术、加强水污染治理等。同时,还需要加强国际合作,共同应对全球性的水资源问题。"]
- ["问:中国的水资源状况如何?", "答:中国是一个水资源短缺的国家,人均水资源仅为世界平均水平的1/4。同时,中国还面临着严重的水污染问题。因此,加强水资源保护和水污染治理是中国面临的重要任务之一。"]
- ["问:全球的水资源状况如何?哪些地区的水资源状况尤为严峻?", "答:全球的水资源状况也面临着严重的短缺和污染问题。一些地区,如非洲、中东等,由于气候和地理条件等因素,水资源尤为短缺。同时,一些发展中国家由于工业化和城市化进程加速,水污染问题也日益严重。"]
- ["问:联合国对全球水资源状况的预测是什么?这给我们什么启示?", "答:联合国预测到2050年,世界将有2/3的人长期受缺水之苦。这给我们敲响了警钟,提醒我们必须加强水资源保护和管理,推广节水技术,减少水污染等,以应对全球性的水资源问题。同时,也需要加强国际合作,共同应对水资源挑战。"]
- ["问:中国的水污染治理取得了哪些成效?还存在哪些问题?", "答:中国在水污染治理方面取得了一定成效,如实施重点流域水污染治理、加强工业废水处理等。但仍然存在一些问题,如一些地区水污染问题依然严重、部分企业违法排污等。因此,需要继续加大水污染治理力度,加强监管和执法力度等。"]
- ["问:作为个人,我们应该如何为保护水资源和减少水污染做出贡献?", "答:作为个人,我们可以通过节约用水、减少使用化学洗涤剂、正确处理垃圾等方式来保护水资源和减少水污染。同时,也可以积极参与环保活动,宣传环保理念,提高公众的环保意识和参与度。"]
- ["问:饮用水污染主要来源是什么?", "答:饮用水污染主要来源于工业废水、生活污水、农业污水等排放,以及水源地环境的破坏和污染。这些污染物质包括有机物、重金属、细菌、病毒等,它们会对水质造成严重影响,甚至使水变得不适合人类饮用。"]
- ["问:饮用水氯消毒的副作用是什么?", "答:饮用水氯消毒的副作用主要是产生对人体有潜在危害的氯仿等有机卤代物。这些物质在水中存在的时间较长,难以被去除,长期饮用可能会对人体健康造成危害。此外,氯化消毒还可能产生其他副产物,如卤乙酸等,也对人体健康构成潜在威胁。"]
- ["问:欧美国家对饮用水中的有机物质进行了哪些监测和鉴定?", "答:欧美一些国家已鉴定出饮用水中有机物质700多种,并对460多种进行了监测,还对350种有机污染物的毒性进行了鉴定。其中致癌物有18种,可疑致癌物50种,致突变物45种,其中大部分为有机氯代物。这些监测和鉴定工作有助于更好地了解饮用水中的有机污染物种类和危害程度,为制定更加科学的水质标准提供依据。"]
- ["问:饮用水消毒副产物对人体有哪些危害?", "答:饮用水消毒副产物对人体的危害已经得到公认。氯化消毒副产物如氯仿等有机卤代物具有潜在致癌性;臭氧消毒可能产生甲醛、溴酸根等有害物质;二氧化氯消毒虽然不产生三卤甲烷等有害物质,但仍可能产生其他副产物。这些副产物在水中的浓度虽然较低,但长期饮用可能会对人体健康造成潜在威胁。"]
- ["问:我国的《生活饮用水卫生标准》对水质指标有哪些规定?", "答:我国的《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006将水质指标从原来的35项提高到106项,并且对原标准中的一些指标也做了更严格的限定。这些指标包括微生物指标、毒理指标、感官性状和一般化学指标、放射性指标以及消毒剂常规指标等,旨在保证饮用水的安全性和卫生性。自2012年7月1日起,106项均已成为常规检测项目。"]
- ["问:饮用水水质指标的发展经历了哪些阶段?其重点关注的水质指标有何变化?", "答:饮用水水质指标的发展经历了由人的感官和生活经验的感性认识,到科学方法严格测定、并定量化的历程。随着科学技术的发展和人民生活质量要求的提高,以及水源水质的不断恶化,水质指标不断增多和严格化。重点关注的水质指标也从最初的感官指标、微生物指标逐渐扩展到毒理指标、有机物指标等更多方面。每一次水质标准的变化都将要求水处理控制技术和水质分析技术全面革新。"]
- ["问:目前对于饮用水安全问题有哪些解决方案或技术手段?", "答:目前对于饮用水安全问题有多种解决方案或技术手段。一方面可以通过加强水源地保护、减少污染物排放等措施来预防水源污染;另一方面可以采用先进的水处理技术和设备来去除水中的污染物和消毒副产物,如活性炭吸附、臭氧氧化、超滤膜过滤等。此外还可以加强水质监测和管理,及时发现和解决水质问题确保饮用水安全。"]
- ["问:水分析化学在哪些领域有应用?", "答:水分析化学在国民经济的各个领域都有应用,尤其在种类繁多且日趋严重的水环境污染治理与监测中起着关键的作用。它也为给水排水设计、水处理工艺、水环境评价和废水综合利用效果提供依据。"]
- ["问:水分析化学课程的目标是什么?", "答:水分析化学课程的目标是通过学习使学生掌握水分析化学的四大滴定方法和主要的仪器分析法,以及它们的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能。此外,它还旨在让学生掌握水质分析的基本操作,培养严谨的科学态度,以及独立分析问题和解决实际问题的能力。"]
- ["问:什么是滴定分析法?它是如何进行的?", "答:滴定分析法又叫容量分析法,是将一已知准确浓度的试剂溶液和被分析物质的组分定量反应完全,根据反应完成时所消耗的试剂溶液的浓度和用量(体积),计算出被分析物质的含量的方法。"]
- ["问:什么是化学计量点和滴定终点?它们之间有何关系?", "答:化学计量点是标准溶液与被测定物质定量反应完全时的那一点;滴定终点是指示剂正好发生颜色变化的那点。理想情况下,滴定终点与化学计量点应一致,但由于操作误差,它们可能不一致,产生的误差称为滴定误差或终点误差。"]
- ["问:滴定分析法根据反应不同分为四大类:", "答:酸碱滴定法:利用质子传递反应进行滴定的方法。\\begin{aligned}H_30^++OH^-&=H_20+H_20\\\\H_30+A^-&=HA+4_20\\end{aligned}\n沉淀滴定法:利用生成沉淀反应进行滴定的方法。例如银量法:Ag^{+}+Cl^{-}=AgCl\\downarrow\n络合滴定法:利用络合反应对金属离子进行滴定的方法。Ca^{2+}+H_2Y^{2-}=CaY^{2-}+2H^{+}\n氧化还原滴定法:利用氧化还原反应进行滴定的方法。\\begin{aligned}Cl_2+2I^{-} & =I_2+2C_1^{-}\\\\ I_2+2S_2O_3^{2-} & =2I^{-}+S_4O_6^{2-}\\end{aligned}"]
- ["问:滴定分析法对化学反应有哪些要求?", "答:滴定分析法要求化学反应必须满足:a. 反应必须定量地完成,在化学计量点反应的完全程度一般应在99.9%以上。b. 反应必须具有确定的化学计量关系。c. 反应能迅速地完成。d. 必须有较方便、可靠的方法确定滴定终点。"]
- ["问:滴定分析法主要用于哪些物质的测定?", "答:滴定分析法主要用于水样中碱度、酸度、硬度、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cl⁻、硫化物、溶解氧(DO)、生物化学需氧量(BOD)、高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)等许多无机物和有机物的测定。"]
- ["问:为什么滴定分析法要求反应必须定量地完成?", "答:滴定分析法要求反应必须定量地完成,以确保分析的准确性和可重复性。在化学计量点反应的完全程度一般应在99.9%以上,这是为了保证分析结果的精确性。"]
- ["问:光学分析法是如何工作的?它主要用于测定哪些物质?", "答:光学分析法利用被分析物质的光学性质来测定其组分含量,主要根据物质对电磁波的辐射、吸收、散射等性质进行分析。它主要用于水中微量和痕量成分的分析,如色度、浊度、各种离子和金属元素等。"]
- ["问:电化学分析法是如何进行分类的?它主要用于什么?", "答:电化学分析法主要分为电位分析法、电导分析法、库仑分析法和极谱分析法。它主要利用被分析物质的电学性质进行定量测定,常用于水中pH、酸度和碱度的测定,以及酸碱滴定、络合滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等。"]
- ["问:色谱法主要包括哪些类型?它在分析中有什么应用?", "答:色谱法主要包括气相色谱法、液相色谱法和离子色谱法等。色谱法在分析中用于分离和测定水样中的多种成分,尤其是有机卤代物、有机磷农药、苯系化合物等有机化合物。此外,色谱法与其他技术的联用分析也得到了广泛应用,如气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用等。"]
- ["问:原子吸收光谱法和原子发射光谱法主要用于测定什么?", "答:原子吸收光谱法和原子发射光谱法主要用于测定水中铅、锌、镉、锰、钴、镁、铜、镍等几十种金属元素的含量。这些方法具有灵敏度高、准确性好的特点,因此在环境监测、水质分析等领域得到了广泛应用。"]
- ["问:冷式原子吸收光谱分析法有什么特殊应用?", "答:冷式原子吸收光谱分析法特别适用于测定水中的汞含量。由于汞在常温下就易挥发,采用冷式原子吸收光谱法可以有效避免汞的挥发损失,提高测定的准确性和精度。"]
- ["问:色谱法在水质分析中有哪些具体应用?", "答:色谱法在水质分析中广泛应用于多种成分的分离和超微量测定。例如,气相色谱法可用于测定水中的有机卤代物、有机磷农药、苯系化合物等有害物质的浓度;液相色谱法则适用于分析水中的大分子有机物、离子型化合物等;离子色谱法则主要用于分析水中的阴阳离子等无机成分。"]
- ["问:色谱法与其他技术的联用分析有何优势?", "答:色谱法与其他技术如质谱、核磁共振等的联用分析技术结合了各自的优势,可以提供更准确、更全面的信息。例如,色谱-质谱联用技术可以同时实现化合物的分离和鉴定,提高分析的灵敏度和特异性;色谱-核磁共振联用技术则可以提供化合物的结构信息,有助于深入了解化合物的性质和来源。"]
- ["问:水温对水质有哪些影响?", "答:水温是影响水质的一个重要物理指标。水的物理化学性质与水温有密切关系,如水中溶解性气体的溶解度、水中生物和微生物活动、盐度、pH值以及碳酸钙饱和度等都受到水温变化的影响。"]
- ["问:如何测定水的臭味?", "答:水的臭味可以通过文字描述法和嗅阈值法进行测定。文字描述法采用臭强度报告,用无、微弱、弱、明显、强和很强六个等级描述臭味。嗅阈值法则是将水样用无臭水稀释到刚好能闻出臭味的浓度,此时的稀释倍数即为嗅阈值。"]
- ["问:什么是水的表色和真色?", "答:水的表色包括悬浮杂质在内的三种状态(悬浮态、胶体、溶解状态)所构成的水色,而真色则是除去悬浮杂质后,由胶体及溶解杂质所造成的颜色。表色是未经静置沉淀或离心的原始水样的颜色,真色则更能反映水样的实际颜色情况。"]
- ["问:如何测定水的色度?", "答:水的色度可以通过铂钴标准比色法和铬钴比色法进行测定。铂钴标准比色法是以氯铂酸钾和氯化钴配成的标准比色系列与水样进行目视比色,而铬钴比色法则是以重铬酸钾和硫酸钴配制的标准比色系列进行比色。此外,还可以采用稀释倍数法和分光光度法进行测定。具体测定方法可参考相关水质监测分析方法的书籍。"]
- ["问:为什么对工业用水的颜色有更严格的要求?", "答:工业用水的颜色对产品质量有很大影响,例如纺织、造纸、染色等行业都需要使用无色或接近无色的水。此外,一些有色工业废水在排放前也需要进行脱色处理以满足环保要求。因此,对工业用水的颜色有更严格的要求。"]
- ["问:可沉降物的测定方法有哪些?", "答:可沉降物的测定方法主要有体积法和重量法。体积法是通过测量水样在特制锥形筒静置后所沉下的总污物数量来表示;重量法则是通过测定悬浮物与上层液中不可沉降物浓度之差来求得。"]
- ["问:氧化还原电位 (ORP) 在水处理中有什么重要性?", "答:氧化还原电位 (ORP)在水处理中,尤其在废水生物处理中越来越受到重视,它是厌氧消化过程中一个较为理想的过程控制参数,同时在脱氮除磷过程中起到重要的指示作用。"]
- ["问:什么是碱度,它主要包括哪些离子?", "答:碱度是指水中碱性物质的含量,主要包括重碳酸盐碱度(HCO₃)、碳酸盐碱度(CO₃²⁻)和氢氧化物碱度(OH⁻)。水中的HCO₃、CO₃²⁻和OH⁻三种离子的总量称为总碱度。"]
- ["问:什么是水的硬度,它与哪些离子有关?", "答:水的硬度原指沉淀肥皂的程度,一般定义为Ca²⁺和Mg²⁺离子的总量。硬度主要由Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、MgCO₃以及CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂、MgCl₂、CaSiO₃、Ca(NO₃)₂和Mg(NO₃)₂等盐类形成。"]
- ["问:水的硬度有哪些种类?", "答:水的硬度包括总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。其中,由Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂和MgCO₃形成的硬度为碳酸盐硬度,又称暂时硬度。由CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂、MgCl₂、CaSiO₃、Ca(NO₃)₂和Mg(NO₃)₂等形成的硬度为非碳酸盐硬度,又称永久硬度。"]
- ["问:水的硬度有哪些单位表示方式?", "答:水的硬度单位包括mmol/L、mg/L(以CaCO₃计)和德国度(简称度)。其中,mmol/L是现在的通用单位;mg/L(以CaCO₃计)是将硬度转换为等量的碳酸钙来表示;德国度则是一个历史上广泛应用的硬度单位,定义为水中10mgCaO/L所引起的硬度。"]
- ["问:什么是总含盐量?它如何影响农业用水?", "答:总含盐量又称全盐量或矿化度,表示水中各种盐类的总和,即水中全部阳离子和阴离子的总量。总含盐量对农业用水尤其灌溉用水影响较大,过高的含盐量会导致土壤的盐碱化。"]
- ["问:有机污染物综合指标包括哪些内容?", "答:有机污染物综合指标主要包括溶解氧(DO)、高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、生物化学需氧量(BOD₅)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)和活性炭氯仿萃取物(CCE)等。这些指标可以作为评估水中有机物总量的依据,在水处理和水质分析中具有重要意义。"]
- ["问:放射性指标对人体健康有何影响?", "答:水中放射性物质主要来源于天然和人工核素两方面。这些物质产生的α、β及γ放射性可能对人体健康造成影响。放射性物质除引起外照射(如γ射线)外,还会通过饮水、呼吸和皮肤接触进入体内引起内照射(如α、β射线),导致放射性损伤、病变甚至死亡。因此,对水中放射性物质的监测和控制至关重要以保障人体健康。我国饮用水标准对α和β放射性强度有严格规定以确保公众安全。"]
- ["问:生活饮用水中对硬度和铁含量有何规定?为什么?", "答:生活饮用水中对硬度和铁含量有规定。硬度的变化可能引起胃肠功能暂时性紊乱,过高的硬度还会在洗衣时浪费肥皂,使配水系统形成水垢。含铁过高不仅使水有异味,还会使衣物和器皿生成黄褐色锈斑。"]
- ["问:我国《生活饮用水卫生标准》GB 5749—₂006在检测项目上有何变化?", "答:我国《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006在检测项目种类上由35项增加到106项,以适应国际标准和提高水质要求。"]
- ["问:我国的哪些标准与水体污染控制相关?", "答:我国的《地表水环境质量标准》、《地下水质量标准》和《污水排放标准》与水体污染控制相关,旨在保护水域水质、控制污染物排放和保证受纳水体水质符合用水要求。"]
- ["问:英 霍、夫锥形管及架:", "答:可沉降物又称可沉降固体 (Settleable Solid),用体积法或重量法测定。用于地表水、咸水以及生活污水和工业废水中的可沉降物的测定。可沉降物浓度为沉降处理法和沉淀设备等提供设计依据。\n体积法:水样在特制锥形筒(英霍夫锥形管 (Imhoff cone)) 内 (如图所示:@GYT1.png@$) 静 置 1h 后所沉下的总污物数量,以 mL/L 表示。\n重量法:由悬浮物与上层液中不可沉降物浓度之差求 得,以mg/L 表示。其中上层液中不可沉降物浓度测定: 将已充分混匀水样倒入玻璃容器中,静置1h 后,虹吸沉 降面与液面一半处上层液,按103~105℃烘干的悬浮物程 序求得。"]
- ["问:采集深水水样时,需用专门采样器,如图所示:", "答:采样器可用无色具塞硬质玻璃瓶或具塞聚乙烯瓶或水桶。采集深水水样时,需用专门采 样器(@GYT2.png@$)。还有深层采水器(如HQM-1 型颠倒采水器和 HQM-2 型有机玻 璃采水器)和自动采水器(如国产772型自动采水器和783型自动采水器)等,这些采水器的 操作和使用方法见各该产品的说明书。对水中特殊成分的分析,要求使用专用容器,例如, 溶解氧 (DO)、正已烷萃取物、亚硫酸盐、联胺 (H₂N·NH₂) 、 细菌、生物等不宜用自动采 样器,必须用专门特殊采水器。"]
- ["问:什么是综合水样?它主要用于什么情况?", "答:同一时间在不同采样点采集的水样的混合体,代表整个横断面上各地点和它们的相对流量成比例的混合水样。主要用于评价江河水系平均的组成成分或总的负荷,或评价废水处理厂相互间的反应对处理性能和效果的影响。"]
- ["问:水样的保存技术?", "答:水样的保存方法主要有加入保存试剂,抑制氧化还原反应和生化作用;控制 pH 和冷藏冷冻等方法,降低化学反应速度和细菌活性。除此之外,还应选择适 当材料容器保存水样。有关水样的具体保存方法,如图所示:@GYT3.png@$,@GYT4.png@$,@GYT5.png@$"]
- ["问:水样预处理的主要目的是什么?", "答:(1)去除水样中的基体和其他干扰物;(2)浓缩待测组分;(3)将被测物转化为灵敏度更高、更易于与干扰组分分离的物质;(4)提高水样的稳定性,便于保存和运输;(5)延长仪器使用寿命。"]
- ["问:为什么说预处理方法的选择很重要?", "答:预处理方法的选择直接影响分析结果的准确性和可靠性,合适的预处理方法可以最大限度地去除干扰物,提高被测组分的回收率,简化操作步骤,节省时间和成本,同时还需要考虑环境友好性。"]
- ["问:什么是过滤,它在水样预处理中起什么作用?", "答:过滤是通过适当孔径的过滤器将水样中的悬浮物、颗粒物等分离出去的操作。在水样预处理中,过滤可以有效地去除浊度或颜色等干扰因素,提高分析的准确性。"]
- ["问:浓缩的方法有哪些,它们在水样预处理中的应用场景是什么?", "答:浓缩的方法包括蒸发、溶剂萃取、离子交换等。在水样预处理中,当被测组分含量较低时,可以通过浓缩方法提高组分的浓度,从而满足分析的要求。例如,饮用水中氯仿的测定就可以采用正已烷/乙醚溶剂萃取浓缩后用气相色谱法测定。"]
- ["问:消解的种类有哪些,它们在水样预处理中如何应用?", "答:消解的种类包括酸性消解、碱性消解、干式消解和改变价态消解。在水样预处理中,消解可以将有机物破坏,使金属离子释放出来,或者改变待测物质的价态,从而消除干扰物质,提高分析的准确性。例如,测定水样中总氮时就可以用过硫酸钾在碱性介质中将氨、亚硝酸盐和大部分有机氮化合物氧化成硝酸盐后进行测定。"]
- ["问: 对于空气样品,如何进行采样和预处理?", "答:空气样品可以采用直接法和富集法进行采样。直接法是将空气样品直接采集到注射器或塑料袋中进行测量;富集法则是通过吸附剂、滤膜等将空气中的待测物质富集起来,再进行测量。预处理方法主要包括破碎、消化、索氏提取、蒸馏、吸附、离心、过滤等,使待测物质从基质中析出并转移到溶液中进行测定。但具体的预处理方法需要根据待测物质和采样基质来确定。"]
- ["问:超声波辅助萃取、微波消解和微波辅助萃取等预处理新技术在水样预处理中有何应用?", "答:这些新技术在水样预处理中可以提高待测物质的转移效率,缩短预处理时间,减少药剂使用量,同时也更加经济环保。例如,超声波辅助萃取可以利用超声波的辐射压强产生的多级效应加速目标成分进入溶剂;微波消解则利用微波的加热效应使样品快速分解;微波辅助萃取则是利用微波的非热效应加速物质分子间的运动和碰撞从而解除分子间的作用力使分析目标物从固体基质中解析并快速进入溶剂。这些技术都可以提高水样预处理的效率和分析结果的准确性。"]
- ["问:超临界流体萃取技术在水样预处理中的应用是什么?", "答:超临界流体萃取技术以超临界流体为萃取剂从固体或液体中萃取某种高沸点或热敏性成分以达到分离和提纯的目的。在水样预处理中该技术可以应用于气体、水样、沉积物、土壤等环境样品中的有机污染物的萃取分离如杀虫剂、多氯联苯等。通过超临界流体萃取技术可以将这些有机污染物有效地从基质中分离出来并转移到液体中进行分析测定。"]
- ["问:为什么说水分析化学的原理和方法完全适用于环境样品的分析?", "答:只要掌握了环境样品的采集和预处理技术和方法将环境样品转化为溶液后就可以利用水分析化学的原理和方法进行分析测定了。因此可以说水分析化学的原理和方法完全适用于环境样品的分析。"]
- ["问:如何选择合适的分析方法以提高准确度?", "答:对常量组分易采用重量分析法和滴定分析法,因为它们的准确度较高;对微量组分易采用仪器分析方法,因为它们的灵敏度较高。在选择分析方法时,还需要考虑样品的性质、分析的目的和要求等因素。"]
- ["问:对照试验的作用是什么?", "答:对照试验是为了检查分析方法是否存在系统误差,通过将水样与标准物质按同一分析方法对照进行分析,或同一水样进行不同人员、不同单位之间分析对照,可以评估分析方法的准确性和可靠性。"]
- ["问:质量控制图法是什么?它在分析测量中的作用是什么?", "答:质量控制图法是常用的质量评价的有效方法。它表示了测量过程的一个特定的统计量随抽样顺序的变化,用于评价和控制重复分析结果的统计学工具。"]
- ["问:置信度的定义是什么?它与概率有何区别?", "答:置信度是人们对分析结果判断的有把握程度,其实质归结为某事件出现的概率。与概率无本质区别,只是观察问题的角度不同。概率考察测量值在真值附近出现的可能性,而置信度考察在测量值附近出现真值的把握性。"]
- ["问:什么是有效数字?它在分析结果表示中有什么作用?", "答:有效数字是可靠数字和可疑数字的总称,用于表示分析结果的数字。除最后一位数字是不甚确定的以外,其余各位数字必须是确定无疑的。有效数字能如实反映测量的精度和可能达到的精度。"]
- ["问:在有效数字的计算中,加减法和乘除法应遵守哪些规则?", "答:在加减法中,和或差的有效数字位数应与参加运算的数字中小数点后位数最少的那个数字相同。在乘除法中,积或商的有效数字位数应与参加运算的数字中有效数字位数最少的那个数字相同。"]
- ["问:什么是极端值?在处理分析结果时,如何对待极端值?", "答:极端值是指偏离其他几个测量值较远的数值。在处理分析结果时,对极端值的取舍应持慎重态度,一般参照4a检验法、Q检验法、格鲁布斯检验法等统计方法进行判断和处理。不能随意舍弃任何一个测量值,必须保持实事求是的科学态度。"]
- ["问:置信度P与显著性水平α有何关系?如何计算?", "答:置信度P与显著性水平α实质上是从不同角度看问题的同一概念。两者关系是α=1-P。例如,如果置信度P=0.95,则显著性水平α=0.05。"]
- ["问:. 如果发现显著性差异,应该如何处理?", "答:如果发现显著性差异,应设法找到产生误差的原因。可以通过比较新方法与已成熟或标准的老方法来评估新方法的可靠性。如果存在显著差异,则可能是由系统误差造成的,需要进一步调查。"]
- ["问:在没有合适标准样品的情况下,如何评估新方法的可靠性?", "答:在没有合适标准样品的情况下,可以通过比较新方法与公认的已成熟或标准的老方法的测定结果来评估新方法的可靠性。如果两种方法的结果不存在显著差异,则新方法可能是可靠的。"]
- ["问:滴定分析中常用的基准物质有哪些?", "答:滴定分析中常用的基准物质有Na₂CO₃、KHC₈H₄O₄、Na₂B₄O₇·10H₂O(用于酸碱滴定);NaCl、KCl(用于沉淀滴定);Zn、Cu、CaCO₃、ZnO(用于络合滴定);K₂Cr₂O₇、KBrO₃、Na₂C₂O₄、H₂C₂O₄·₂H₂O(用于氧化还原滴定)等。"]
- ["问:标定法的具体过程是怎样的?", "答:标定法的具体过程是首先按需要配成近似浓度的操作溶液,然后用基准物质或其他标准溶液测定其准确浓度。这种用基准物质或标准溶液测定操作溶液准确浓度的过程称为标定。例如,欲配制0.1mol/L HCl标准溶液,可以先用浓HCl稀释配成浓度约为0.1mol/L的稀溶液,然后用一定量的硼砂或已知准确浓度的NaOH标准溶液进行标定。"]
- ["问:滴定分析常用的基准物质:", "答:滴定分析中常用的基准物质见下图。如用于酸碱滴定的有 Na₂CO₃、邻苯 二甲酸氢钾 KHC₈H₄O₄ 、 硼 砂 Na₂B₄O₇·10H₂O;用于沉淀滴定的有 NaCl、 KCl; 用于络合滴定的有 Zn 、Cu 、CaCO₃ 、ZnO 等;用于氧化还原滴定的有重 铬酸钾K₂Cr₂O₇ 、 溴酸钾KBrO₃, 草酸钠Na₂C₂O₄,草酸H₂C₂O₄·2H₂O等。如图所示:@GYT15.png@$"]
- ["问:测量高相对密度的水样时,如何表示结果?", "答:测量高相对密度的水样时,如以质量百分比表示,应做修正。如以mg/L表示,则应注明相对密度。对于特定的高相对密度液体(如工业废水、废液、海水或水中的污泥等),必须按特定公式进行修正。"]
- ["问:什么是溶剂的质子自递反应?请举例说明。", "答:溶剂的质子自递反应指的是同种溶剂分子之间发生质子转移的反应。例如,H₂O分子之间可以发生质子转移,形成H₃O⁺和OH⁻,如图所示:@GYT22.png@$。"]
- ["问:共轭酸碱对的解离常数之间有什么关系?它与溶剂的质子自递常数有何关系?", "答:共轭酸碱对的解离常数之乘积等于溶剂的质子自递常数。对于水以外的其他溶剂,共轭酸碱对的解离常数之乘积等于该溶剂的质子自递常数。"]
- ["问:共轭酸碱对K_{a}与K_{b}的关系:", "答:以 HAc 为例,讨论 HAc 与 Ac⁻ 共轭酸碱对的 K_{a}与K_{b} 关系,如图所示:@GYT29.png@$,则@GYT30.png@$,可见,共轭酸碱对之间的 K_{a}与K_{b}之间有确定的关系,同样,对多元酸碱也有类似情况。如:@GYT31.png@$,可见共轭酸碱对 H₂CO₃/HCO₃⁻ 和 HCO₃⁻/CO₃²⁻的K_{a}与K_{b}之间关系分别是:@GYT32.png@$"]
- ["问:什么是一元酸溶液:", "答:以 HAc 为例,在溶液中以HAc 和 Ac⁻ 两种型体存在。令 HAc 的总浓度为 C_{HAC},HAc与 Ac⁻ 的平衡浓度为 [HAc]和 [Ac⁻],则:如图所示@GYT33.png@$。在不同 pH 时,可得一系列δ_{i},绘制δ_{i}—pH 曲线称为分布分数曲线(简称 分布曲线),如图所示@GYT34.png@$。分布曲线上δ_{HAc}=δ_{Ac}=0.5处 ,pH=pK_{a}。=4.74,即溶液中 [HAc]和 [Ac⁻] 各占一半。pH<pK_{a},以 HAc为主; pH>pK_{a}, 以 Ac⁻为主。δ_{i}一pH曲线一般只选绘 pH=pK_{a}±2范围。应该指出,每一共轭酸碱分布曲线的交点,即 pH=pK_{a} 之处。"]
- ["问:什么是质子条件式?", "答:质子条件式是根据酸碱质子理论,描述酸碱反应达到平衡时,酸给出的质子数与碱得到的质子数之间物质的量相等关系的数学表达式。它反映了溶液中H⁺浓度与有关组分浓度的关系。"]
- ["问:如何从溶液中得失质子的关系导出质子条件式?", "答:首先确定溶液中的原始酸碱组分,作为质子参考水准。然后确定失质子产物和得质子产物。最后,根据得失质子的物质的量相等原则,写出质子条件式。"]
- ["问:为什么在处理酸碱平衡问题时需要考虑质子条件式?", "答:质子条件式提供了溶液中H⁺浓度与有关组分浓度的直接关系,是处理酸碱平衡相关计算问题的基本关系式。通过它,可以计算出在特定条件下酸碱平衡体系中各组分的浓度。"]
- ["问:强酸(碱)溶液中 [H⁺] 的计算:", "答:令 HX 为强酸化学式的通式,其浓度为C_{HX}mol/L,有下列质子转移反应:如图所示@GYT39.png@$,在 PBE 中,强酸的原始浓度等于各失质子产物的浓度相加,表明原始强酸在水 溶液中全部转化为 H₃O⁺, 当强酸溶液处于平衡状态时:如图所示@GYT40.png@$,该式为强酸溶液中 [H⁺]的精确计算式。它完整地表示了强酸溶液中 [H⁺] 与溶质和溶剂之间的平衡关系式。当强酸溶液浓度不太低时,可忽略水的解离,则得强酸溶液中 [H⁺] 的计算最简式:如图所示@GYT41.png@$,按同样处理方法可导出强碱溶液中 [H⁺] 的计算式:如图所示@GYT42.png@$."]
- ["问:如何计算酸碱溶液中的[H⁺]浓度?", "答:酸碱溶液中的[H⁺]浓度可以通过质子条件式和相关的平衡关系式求得。计算可以采用精确计算公式或近似计算式进行。在实际工作中,近似计算式更常用。"]
- ["问:一元弱酸(碱)溶液中 [H⁺] 的计算:", "答:设一元弱酸 HB 溶液浓度为Cm mol/L, 解离常数为K_{a}。这样 HB 和 H₂O 为零水准,则:如图所示@GYT43.png@$.将式(3.14b) 代入式(3.14a), 整理得精确式:如图所示@GYT44.png@$,解此一元三次方程麻烦。 一般在弱酸的浓度不是非常稀,且酸的强度不是极弱 时,可忽略水的解离,可用近似式计算,于是式(3.14a) 简化为:如图所示@GYT45.png@$,根据解离平衡原理,对于浓度为Cmol/L弱酸 HB 溶 液 ,[HB]=C-[H⁺] 代入式(3.15b), 则得:如图所示@GYT46.png@$,式(3. 15c) 就是计算一元弱酸溶液中 [H⁺] 的近似公式。采用近似公式的 条件是:如图所示@GYT47.png@$,在忽略 H₂O 解离的同时, HB 因解离而减少的部分又可以忽略不计时,则认为 [HB]=Cm_{HB}于是式(3.14a) 又可简化为最简式:如图所示@GYT48.png@$,式(3. 15d) 是计算一元弱酸溶液中 [H⁺] 浓度的最简式。采用最简式的条件应是:@GYT49.png@$,@GYT50.png@$.\n应该指出:\na. 对于极弱和极稀酸溶液往往C _{a}K_{a} ≤20K_{w}, 此时不能忽略水的解离,即\nK_{w}不能忽略;同时又有C _{a}/K_{a} >500, 即 可 视C_{HB}=[HB], 于是式(3 . 14a)\n变为计算酸性极弱和浓度极低酸溶液 H⁺ 浓度的公式。\n公式:如图所示@GYT51.png@$.采用计算酸性极弱和浓度极低酸溶液 [H⁺] 公式的条件是:如图所示@gyt52.png@$\nb. 当弱酸、弱碱溶液中CK_{a}<20K_{w}和 C/K_{a}<500 时,说明K_{w}不能忽略, 且HB 的解离度又大,此时不能采用近似公式,而采用精确式计算。但由于式 (3.15a) 计算太麻烦,可将式(3.14b) 代入式(3.14a) 得:@gyt53.png@$,再用逐步逼近法计算。首先假设 一个 [H⁺], 并代入上面方程式右侧求出[H⁺] 的近似值 [H⁺]₂, 如果 [H⁺]₂ 与 [H⁺]: 不接近,再把 [H⁺]₂ 代入, 求得第三次近似值 [H⁺]₃, 以此类推,直到相邻两次计算结果一致时为止(要求相对误差<5%),此时 [H⁺] 即为所求结果。"]
- ["问:多元弱酸碱溶液中 [H⁺] 的计算:", "答:设二元酸 H₂B溶液浓度为Cn₂bmol/L, 逐级解离常数为K_{a1}和K_{a2}同时令H₂B 和 H₂O 为零水准,则质子条件式为:如图所示@gyt54.png@$,其精确式(3.17a) 为一元四次方程,求解[H⁺] 很复杂,因此常作近似处理或简 化处理,则得到类似于一元弱酸溶液[H⁺] 的计算公式。如果:如图所示:@gyt55.png@$,此时二元弱酸可按一元弱酸处理,则在浓度为 Cmol/L 二元弱酸 H₂B 溶液中, H₂B 的平衡浓度近似地等于:@gyt56.png@$,代入式(3.17c) 得到:如图所示@gyt57.png@$,(3.17d) 式即为计算二元弱酸溶液中 H+ 浓度的近似公式。然后再视 C/K_{a1}, 比值,若大于500,即 H₂B 的一级解离度较大,可认为\n[H₂B]=C-[H+]≈C, 则得到计算二元弱酸溶液 [H⁺] 的最简式:如图所示@gyt58.png@$,对于二元以上的多元酸的 [H⁺] 计算, 一般均可忽略其第三级和三级以上 解离对 [H⁺] 的贡献,而按二元酸处理。"]
- ["问:两性物质溶液中 [H⁺]的计算", "答:在溶液中既可给出质子,又可接受质子的物质为两性物质,如 NaHCO₃、NaHC₂O₄ 、NaH₂PO₄ 、Na₂HPO₄ 等 酸 式 盐 以 及 NH₄Ac 、 (NH₄)₂S、H₂NCH₂COOH 等弱酸弱碱盐等。以 NaHA 为酸式盐的通式,设其浓度为Cmol/L, 则质子条件为:如图所示@gyt59.png@$,如果两性物质自身的酸式和碱式解离产物 [H₂A] 和 [A²-] 可忽略,则认为[HA-]≈C, 于是得计算两性物质溶液 [H⁺] 的近似式。如图所示@gyt60.png@$,如忽略 H₂O的解离,即CK_{a2}>20K_{w} 时,(3.19b) 式又可简化:如图所示@gyt61.png@$,式(3. 19b) 和式(3. 19c) 均为计算酸式盐溶液 [H⁺] 的近似公式。应注意:应用近似式的条件是C<20K_{a1}.当C>20K_{a1} 时,可认为C+K_{a1} ≈C,则得最简式:如图所示@gyt62.png@$,式(3. 19d) 是计算酸式盐溶液中 H⁺浓度的最简式。应该强调,应用最简式的 条件是:如图所示@gyt63.png@$,有关弱酸弱碱盐(如NH₄Ac) 溶液中 [H⁺] 的计算可参照酸式盐类似方式 得精确式、近似式和最简式。不同的是上述各公式中K_{a1} 和 K_{a2} 应分别为弱酸 (NH₄⁺) 的 K_{a}和弱碱 (Ac⁻) 的共轭酸 (HAc)的 K_{a}值,其中 K_{a}值大的为K_{a1}小的为K_{a2}, 其他均同,不予赘述。"]
- ["问:以HAc-NaAc为例,说明缓冲溶液的作用原理是什么?", "答:当加入少量强酸时,共轭碱Ac⁻与增加的H⁺结合成HAc,维持pH稳定;当加入少量强碱时,共轭酸HAc释放H⁺以中和OH⁻,也维持pH稳定。"]
- ["问:配制缓冲溶液时常用的公式是什么?", "答:配制缓冲溶液时常用的公式是Henderson-Hasselbalch方程,但在具体配制时,为了简便起见,可以使用式来计算所需两种溶液的体积。如图所示@gyt70.png@$"]
- ["问:酸碱指示剂为什么会改变颜色?", "答:酸碱指示剂在给出或得到质子的同时,其分子结构也发生了变化,这些结构变化和颜色反应都是可逆的。当pH改变时,共轭酸碱对相互发生转变,引起颜色的变化。"]
- ["问:举例说明酸碱指示剂的颜色变化原理。", "答:以酚酞为例,在中性或酸性溶液中得到H+,平衡左移,呈无色;在碱性溶液中,失去质子H+,平衡向右移,呈现红色。但酚酞的碱式色不稳定,在浓碱溶液中,醌式盐结构变成羧酸盐式离子,由红色变无色。"]
- ["问:指示剂的实际变色范围与理论变色范围有何差异?", "答:理论计算变色范围通常是两个pH单位,但实际观察结果大多数指示剂的变色范围是1.6~1.8个pH单位。这是由于人肉眼对不同颜色的敏感程度有差别造成的。"]
- ["问:酸碱指示剂作用原理?", "答:酸碱指示剂多数是有机弱酸,少数是有机弱碱或两性物质,它们的共轭酸碱 对有不同的结构,因而呈现不同的颜色。如 pH 改变,则显示不同的颜色。酸碱 指示剂之所以能够改变颜色,是由于它们在给出或得到质子的同时,其分子结构 也发生了变化,而且这些结构变化和颜色反应都是可逆的。其作用原理如图所示:@gyt71.png@$"]
- ["问:甲基橙指示剂作用原理?", "答:如图所示:@gyt72.png@$,当 pH 改变时,共轭酸碱对相互发生转变,引起颜色的变化。在酸性溶液中得到质子,平衡右移,溶液呈现红色;在碱性溶液中失去H⁺, 平衡向左移,溶液呈现橙黄色。"]
- ["问:酚酞指示剂作用原理?", "答:如图所示:@gyt73.png@$,同样, pH 变化,酚酞共轭酸碱对相互发生转变,引起颜色变化,在中性或 酸性溶液中得到 H⁺,平衡左移,呈无色;在碱性溶液中,失去质子H⁺,平衡 向右移,呈现红色。\n应该指出,酚酞的碱式色不稳定,在浓碱溶液中,醌式盐结构变成羧酸盐式 离子,由红色变无色。这是应用中应该注意的。\n酚酞溶液一般配制成0.1%或1%的90%乙醇溶液。"]
- ["问:单一指示剂使用时可能遇到哪些问题?", "答:使用单一指示剂时,可能由于变色过程有过渡颜色导致终点不易辨认,或者对于突跃范围很窄的弱酸或弱碱滴定,要求选择变色范围较窄、色调变化明显的指示剂。"]
- ["问:如何解决单一指示剂使用时可能遇到的问题?", "答:为了解决这些问题,常采用K₁相近的两种指示剂配成混合指示剂。混合指示剂利用两种指示剂变色范围的相互叠合及颜色之间的互补作用,使变色范围变窄,终点变色敏锐。"]
- ["问: 举例说明混合指示剂的应用。", "答:溴甲酚绿(pK₁=4.9)和甲基红(pK₁=5.0)配制成的混合指示剂是一个例子。在pH=5.1时,由于溴甲酚绿的蓝绿色和甲基红的紫红色互补作用,混合指示剂呈现浅灰色,没有中间色,使颜色发生突变,终点变色十分敏锐。"]
- ["问:为什么有些弱酸或弱碱的滴定需要选择变色范围较窄的指示剂?", "答:有些弱酸或弱碱的滴定突跃范围很窄,如果使用变色范围较宽的指示剂,可能会导致终点判断不准确。因此,需要选择变色范围较窄、色调变化明显的指示剂来提高滴定的准确性。"]
- ["问: 混合指示剂配制时需要考虑哪些因素?", "答:在配制混合指示剂时,需要考虑两种指示剂的K₁值是否相近,以确保它们的变色范围能够相互叠合。此外,还需要考虑两种指示剂的颜色是否互补,以便在终点时产生敏锐的颜色变化。"]
- ["问: 混合指示剂相较于单一指示剂有哪些优势?", "答:混合指示剂相较于单一指示剂具有更窄的变色范围和更敏锐的颜色变化,这有助于提高滴定的准确性和精度。此外,混合指示剂还可以解决单一指示剂在某些情况下终点不易辨认的问题。"]
- ["问:常 用 混 合 指 示 剂:", "答:| 混合指示剂的组成 | 变色点pH | 酸色 | 碱色 | 变色点颜色 |\n| --- | --- | --- | --- | --- |\n| 1份0.1%甲基黄乙醇溶液 + 1份0.1%亚甲基蓝乙醇溶液 | 3.25 | 蓝紫 | 绿 | pH3.4 绿色, pH3.2 蓝紫色 |\n| 1份0.1%甲基橙水溶液 + 1份0.25%靛蓝二磺酸钠水溶液 | 4.1 | 紫 | 黄绿 | 灰色为中间色 |\n| 1份0.2%溴甲酚绿乙醇溶液 + 1份0.4%甲基红乙醇溶液 | 4.8 | 紫红 | 绿 | 灰紫色为中间色 |\n| 3份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液 + 1份0.2%甲基红乙醇溶液 | 5.1 | 紫红 | 蓝绿 | 灰色为中间色 |\n| 1份0.1%溴甲酚绿钠盐水溶液 + 1份0.1%氯酚红钠水溶液 | 6.1 | 黄绿 | 蓝紫 | 蓝紫色为中间色 |\n| 1份0.1%中性红乙醇溶液 + 1份0.1%亚甲基蓝乙醇溶液 | 7.0 | 蓝紫 | 绿 | 紫蓝色为中间色 |\n| 1份0.1%甲酚红钠盐水溶液 + 3份0.1%百里酚蓝钠盐水溶液 | 8.3 | 黄 | 紫 | pH8.2 玫瑰红, pH8.4 清晰的紫色 |\n| 1份0.1%酚酞乙醇溶液 + 2份0.1%甲基绿乙醇溶液 | 8.9 | 绿 | 紫 | 浅蓝为中间色 |\n| 1份0.1%酚酞乙醇溶液 + 1份0.1%百里酚酞乙醇溶液 | 9.9 | 无 | 紫 | pH9.6 玫瑰红, pH10 紫色 |"]
- ["问:强碱滴定强酸的互相滴定反应实质:", "答:如图所示:@gyt77.png@$,可见,这类滴定反应进行得非常完全,在实际应用中K, 可由反应达到平衡时各 组分的平衡浓度代替活度,作近似处理。"]
- ["问:起始浓度对强酸强碱滴定突跃的影响(强碱滴定等浓度强酸):", "答:如图所示:@gyt78.png@$,a—1.000×10-1mol/L;b—1.000×10-2mol/L;\nc—1.000×10-3mol/L;d—1.000×10-*mol/L"]
- ["问:用强碱滴定0.1000mol/L不同 强度弱酸的滴定曲线:", "答:强碱滴定弱酸与强碱滴定强酸的主要不同之处在于: a. 强碱滴定弱酸时 的特点是计量点附近突跃范围窄(如 NaOH-HAc,pH=7.74~9.70,相差 1.96个pH 单位),而强碱滴定强酸突跃范围较宽(如 NaOH-HCl,pH=4.31~9.70,相差5.4个pH 单位); b. 强碱滴定弱酸时,如NaOH—HAc,由 于滴定产物Ac- 与溶液中HAc 形成了缓冲体系。在计量点之前,滴定曲线斜率 的总变化趋势是大于NaOH-HCl 滴定曲线。如图所示:@gyt80.png@$"]
- ["问:强碱滴定弱酸时,为何计量点在碱性范围内?", "答:强碱滴定弱酸时,计量点在碱性范围内是因为滴定过程中,强碱逐渐中和弱酸,使得溶液的pH逐渐升高,当达到计量点时,弱酸被完全中和,溶液呈现碱性。"]
- ["问:在强碱滴定弱酸的过程中,应选用哪些指示剂?", "答:在强碱滴定弱酸的过程中,应选用在碱性范围内变色的指示剂,如酚酞、酚红、间硝基酚、甲酚红和百里酚蓝等。这些指示剂的变色范围与滴定过程中的pH变化相匹配,能够准确指示滴定终点。"]
- ["问:强酸滴定弱碱时,为何必须选用酸性范围内变色的指示剂?", "答:强酸滴定弱碱时,必须选用酸性范围内变色的指示剂,因为这类滴定的pH变化是由大到小,突跃范围发生在酸性范围内。选用酸性范围内变色的指示剂能够准确指示滴定终点。"]
- ["问:强碱滴定弱酸与强碱滴定强酸的主要不同之处是什么?", "答:强碱滴定弱酸与强碱滴定强酸的主要不同之处在于滴定突跃范围的大小。强碱滴定弱酸时,由于弱酸的不完全电离,导致计量点附近突跃范围较窄;而强碱滴定强酸时,由于强酸的完全电离,突跃范围较宽。此外,强碱滴定弱酸时,滴定产物与未反应的弱酸形成缓冲体系,使得滴定曲线斜率的变化趋势与强碱滴定强酸不同。"]
- ["问:弱酸的强度对滴定突跃有何影响?", "答:弱酸的强度对滴定突跃有重要影响。当酸的浓度一定时,弱酸的电离常数(K)越大,表示其电离程度越高,滴定过程中pH变化越明显,因此滴定突跃范围越大。反之,弱酸的电离常数越小,滴定突跃范围越小。当K值过小时,可能无法观察到明显的滴定突跃,从而无法准确确定滴定终点。"]
- ["问:酸碱指示剂法准确滴定的最低要求是什么?", "答:酸碱指示剂法准确滴定的最低要求是满足一定的条件,即被滴定的弱酸或弱碱的浓度(Cp)与其电离常数(K)的乘积应大于或等于10^{-8}(Cp×K≥10^{-8})。这个条件确保了滴定突跃范围足够大,使得指示剂能够准确指示滴定终点。同时,还需要考虑终点观测的不确定性、终点观测误差以及被滴定物质的浓度等因素。"]
- ["问:对于不能满足准确滴定最低要求的弱酸或弱碱,有哪些替代方法?", "答:对于不能满足准确滴定最低要求的弱酸或弱碱,可以采用非水滴定法、电位滴定法和利用化学反应对弱酸(或弱碱)进行强化等方法进行滴定。这些方法能够扩大滴定突跃范围、提高滴定准确性或降低滴定难度,从而实现对弱酸或弱碱的准确测定。"]
- ["问:NaOH 滴定 H₃BO₃ 的滴定曲线", "答:NaOH 标准溶液滴定,用酚酞作指示剂,终点 pH=9.1 。 在实际测 定中, 一般要求络合剂(甘露醇)的浓度保持在0.2mol/L 。 络合剂除甘露醇外, 还可用甘油等多羟基化合物,这些多羟基化合物必须是分子中的相邻两个羟基在 同一侧时,才能起到强化弱酸的作用。如图@gyt83.png@$"]
- ["问:分级滴定的条件是什么?", "答:分级滴定的条件包括:CK(或CmK)≥10^{-8},且相邻两级解离常数的比值(即K₄/K或Kn/Ko+1)应大于或等于10^6,这在实际中往往难以满足,因此实践中常常放宽条件到比值大于或等于10^4。"]
- ["问:滴总量的判断标准是什么?", "答:滴总量的判断标准是CK₂≥10^10 或 C,Kn≥10^{-10},这实际上是将多元酸碱看作一些浓度相等而强度不同的一元酸碱的混合液,并以强度最弱的酸碱来进行判断。"]
- ["问:为什么在处理滴总量问题时,要以强度最弱的酸碱来进行判断?", "答:在处理滴总量问题时,以强度最弱的酸碱来进行判断是因为弱酸碱的解离程度较低,对滴定结果的准确性影响较大。如果弱酸碱能被准确滴定,那么强酸碱也能被准确滴定,因此以弱酸碱为判断标准更为保守和可靠。"]
- ["问:酸碱滴定中CO₂会产生哪些影响?", "答:在酸碱滴定中,所使用的蒸馏水和配制碱标准溶液的碱固体会溶解和吸收一定量的CO₂。这些CO₂溶于水后会形成H₂CO₃,它是一个二元弱酸,其存在会造成滴定误差。H₂CO₃及其型体HCO₃⁻和CO₃²⁻在滴定过程中会参与质子转移反应,这会影响滴定结果的准确性"]
- ["问:CO₂造成的滴定误差与哪些因素有关?", "答:CO₂造成的滴定误差与滴定终点时溶液的pH有关。例如,在使用甲基橙作为指示剂的强酸强碱滴定中,滴定终点时溶液的pH≈4,此时CO₂几乎不被滴定,但碱标准溶液吸收的CO₂会产生CO₃²⁻,它作为碱参加滴定并转化为H₂CO₃,从而补偿了由于吸收CO₂所造成的损失。然而,在酸碱溶液浓度很稀的情况下,必须使用甲基红而不能使用甲基橙作指示剂,因为此时CO₂的影响会更大"]
- ["问:如何减小或消除CO₂的影响?", "答:要减小或消除CO₂的影响,可以采取一些措施。首先,在滴定接近终点时,煮沸溶液可以驱赶CO₂,并配制不含CO₂的碱标准溶液。其次,对于使用酚酞等指示剂的情况,由于溶液中溶解的CO₂和碱标准溶液吸收的CO₂均会被滴定到HCO₃⁻,因此应对碱标准溶液所吸收CO₂的物质的量进行校正。最后,为了避免空气中的CO₂影响指示剂终点颜色的稳定性,可以在滴定到变色后0.5min内不退色即认为达到滴定终点。此外,采用同一指示剂在相同条件下进行标定和测定也可以抵消部分CO₂的影响。"]
- ["问:空气中溶解的CO₂如何影响滴定终点颜色的稳定性?", "答:当滴定至终点时,如果水中再溶解空气中的CO₂,它会影响某些指示剂终点颜色的稳定性。例如,在使用酚酞作为指示剂的情况下,滴定至计量点附近时溶液会呈现浅红色。然而,如果放置0.5~1min后,溶液又变为无色,这就是由于空气中的CO₂被迅速溶解于滴定液中导致pH降低造成的。因此,在使用酚酞等指示剂时,需要在滴定到变色后0.5min内观察是否退色来判断是否达到滴定终点。"]
- ["问:水中的碱度主要有哪几类?", "答:水中的碱度主要有三类:强碱如Ca(OH)₂、NaOH等;弱碱如NH₃、C₆H₅NH₂等;强碱弱酸盐如Na₂CO₃、NaHCO₃等。在特殊情况下,还包括磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐等,但它们在天然水中的含量通常不多,可以忽略不计。"]
- ["问:水中碱度与pH值有什么关系?", "答:水中碱度与pH值密切相关。一般当pH>10时,主要是OH⁻碱度;在pH=8.3~10范围内,存在CO3⁻碱度;而在pH=4.5~10范围内,存在HCO3⁻碱度。当pH≈8.3时,CO₃²⁻全部转化为HCO3⁻;当pH=10时,HCO₃⁻又全部转化为CO₃²⁻。当pH<4.5时,主要是H₂CO₃,此时碱度可认为接近0。"]
- ["问:水中可能存在的碱度组成有哪些?", "答:理论上,水中可能存在的碱度组成有6类,但由于HCO₃⁻的两性特征,HCO₃⁻和OH⁻不能同时存在。实际存在的碱度组成主要有5种:1) OH⁻碱度;2) OH⁻和CO₃²⁻碱度;3) CO₃²⁻碱度;4) CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度;5) HCO₃⁻碱度。"]
- ["问:碱度的测定有什么实际应用?", "答:碱度的测定在水处理工程实践中应用广泛,如饮用水、锅炉用水、农田灌溉用水和其他用水的处理过程中都需要进行碱度的测定。此外,碱度还常作为混凝效果、水质稳定和管道腐蚀控制的依据以及废水好氧厌氧处理设备良好运行的条件等。"]
- ["问:什么是酸碱指示剂滴定法?", "答:酸碱指示剂滴定法是一种测定水中碱度的方法。该方法以酚酞和甲基橙作为指示剂,用HCl或H₂SO₄标准溶液滴定水样中的碱度至终点。根据所消耗的酸标准溶液的量来计算水样中的碱度。"]
- ["问:如何用酸碱指示剂滴定法测定水中的碱度?", "答:使用酸碱指示剂滴定法测定水中的碱度时,首先以酚酞为指示剂,用酸标准溶液滴定至终点(溶液由桃红色变为无色),此时pH在8.3附近。接着以甲基橙为指示剂继续用酸标准溶液滴定至终点(溶液由橘黄色变成橘红色),此时pH在4.4附近。根据两个终点所消耗的酸标准溶液的量可以计算出水中OH⁻、CO₃²⁻和HCO₃⁻的碱度以及总碱度。"]
- ["问:什么是甲基橙碱度和酚酞碱度?它们之间有什么关系?", "答:甲基橙碱度是指以甲基橙为指示剂测定的碱度,它包括水样中OH⁻、CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度的全部总和。而酚酞碱度是指以酚酞为指示剂测定的碱度,它主要包括OH⁻和CO₃²⁻(以及部分HCO₃⁻)的碱度。两者之间的关系是:总碱度(甲基橙碱度)= 酚酞碱度 + 剩余的HCO₃⁻碱度。但需要注意的是,在连续滴定过程中得到的M值并不直接等于甲基橙碱度。"]
- ["问:什么是连续滴定法?", "答:连续滴定法是一种通过两次滴定来判断水样中OH⁻、CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度组成和计算含量的方法。首先以酚酞为指示剂进行滴定,然后以甲基橙为指示剂进行第二次滴定。"]
- ["问:当水样中只有OH⁻碱度时,如何计算总碱度T?", "答:当水样中只有OH⁻碱度时,一般pH>10,P包括全部OH⁻的量,由于M=0,说明既无CO₃²⁻也无HCO₃⁻。因此,OH⁻=P,总碱度T=P。"]
- ["问:当水样中有OH⁻和CO₃²⁻碱度时,如何计算各组分及总碱度T?", "答:当水样中有OH⁻和CO₃²⁻碱度时,一般pH>10,且P>M。P包括OH⁻和一半CO₃²⁻消耗的量,M为另一半CO₃²⁻消耗的量。因此,OH⁻=P-M,CO₃²⁻=2M,总碱度T=P+M。"]
- ["问:当水样中有CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度时,如何计算各组分及总碱度T?", "答:当水样中有CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度时,一般pH在9.5~8.5之间,且P<M。P为一半CO₃²⁻消耗的量,M为另一半CO₃²⁻和原来的HCO₃⁻消耗的量。因此,CO₃²⁻=2P,HCO₃⁻=M-P,总碱度T=P+M。"]
- ["问:当水样中只有CO₃²⁻碱度时,如何计算CO₃²⁻及总碱度T?", "答:当水样中只有CO₃²⁻碱度时,一般pH>9.5,且P=M。P和M均为一半CO₃²⁻消耗的量。因此,CO₃²⁻=2P=2M,总碱度T=2P=2M。"]
- ["问:当水样中只有HCO₃⁻碱度时,如何计算HCO₃⁻及总碱度T?", "答:当水样中只有HCO₃⁻碱度时,一般pH<8.3,且P=0、M>0。P=0说明水样中无OH⁻和CO₃²⁻碱度,只有HCO₃⁻碱度。因此,HCO₃⁻=M,总碱度T=M。"]
- ["问:什么是分别滴定法?", "答:分别滴定法是一种通过取两份相同体积的水样,使用不同的混合指示剂进行滴定,根据滴定终点所消耗的酸标准溶液的量来判断水样中OH⁻、CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度组成和计算含量的方法。"]
- ["问:在分别滴定法中,如何判断水样中的碱度组成?", "答:根据两份水样在两个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量V_{pH8.3}与V_{pH4.8}来判断。具体地,通过比较这两个量的大小关系,可以确定水样中OH⁻、CO₃²⁻和HCO₃⁻的存在与否以及它们的相对含量。"]
- ["问:当水样中只有OH⁻碱度时,如何计算其含量?", "答:当水样中只有OH⁻碱度时,两个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量相等,即V_{pH8.3}=V_{pH4.8}。此时,OH⁻的含量等于任一滴定终点所消耗的酸标准溶液的量,即OH-=V_{pH8.3}=V_{pH4.8}。"]
- ["问:当水样中有OH⁻和CO₃²⁻碱度时,如何计算它们的含量?", "答:当水样中有OH⁻和CO₃²⁻碱度时,需要通过两个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量来计算。具体地,OH⁻的含量等于两倍的第一个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量减去第二个滴定终点所消耗的量,即OH-=2V_{pH8.3}—V_{pH4.8}。CO₃²⁻的含量等于两倍的(第二个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量减去第一个滴定终点所消耗的量),即CO₃²⁻=2(V_{pH4.8}—V_{pH8.3})。"]
- ["问:当水样中有CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度时,如何计算它们的含量?", "答:当水样中有CO₃²⁻和HCO₃⁻碱度时,需要通过两个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量来计算。具体地V_{pH8.3}<1/2V_{pH4.8},这里V_{pH8.3}<1/2CO₃²⁻,V_{pH4.8}=1/2CO₃²⁻+1/2CO₃²⁻+HCO₃⁻则CO₃²⁻=2V_{pH8.3},HCO₃⁻=V_{pH4.8}-2V_{pH8.3}"]
- ["问:当水样中只有CO₃²⁻碱度时,如何计算其含量?", "答:当水样中只有CO₃²⁻碱度时(且没有HCO₃⁻或OH⁻),其含量可以通过两个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量来计算。V_{pH8.3}=1/2V_{pH4.8},V_{pH8.3}=1/2CO₃²⁻,V_{pH4.8}=1/2CO₃²⁻+1/2CO₃²⁻则CO₃²⁻=2V_{pH8.3}=V_{pH4.8}"]
- ["问:当水样中只有HCO₃⁻碱度时,如何计算其含量?", "答:当水样中只有HCO₃⁻碱度时(且没有CO₃²⁻或OH⁻),第一个滴定终点所消耗的酸标准溶液的量应为零(因为没有OH⁻或CO₃²⁻与之反应),而第二个滴定终点所消耗的量即为HCO₃⁻的含量。即HCO₃⁻=V_{pH4.8}"]
- ["问:碱度的单位有哪些表示方法?如何计算?", "答:碱度的单位可以以CaO计(mg/L)、以CaCO₃计(mg/L)、以mol/L或mmol/L表示以及以mg/L表示。具体计算方法依赖于所使用的指示剂和滴定剂浓度以及水样体积等因素。一般来说,通过滴定实验得到的数据(如消耗的酸标准溶液的量)可以结合化学反应方程式和计量关系来计算出具体的碱度值。在计算过程中需要注意基本单元的选择以及摩尔质量等参数的准确使用。"]
- ["问:游离二氧化碳如何与岩石中的碳酸盐建立平衡?", "答:游离二氧化碳可与岩石中的碳酸盐建立平衡,例如:CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ 和 MgCO₃ + CO₂ + H₂O → Mg(HCO₃)₂。"]
- ["问:除了天然来源外,还有哪些是水中酸度的来源?", "答:采矿、选矿、化学制品制造、电池制造、人造及天然纤维制造以及发酵处理(如啤酒制造)等工业废水中常含有的某些重金属盐类(尤其如Fe³⁺、Al³⁺等盐)或一些酸性废液(如HCl、H₂SO₄等)也是水中酸度的来源。"]
- ["问:水中酸度的物质可以归纳为哪几类?", "答:水中酸度的物质可以归纳为弱酸(如CO₂、H₂CO₃、H₂S及各种有机弱酸)、强酸弱碱盐(如FeCl₃和Al₂(SO₄)₃等)和强酸(如HCl、H₂SO₄、HNO₃等)三大类。"]
- ["问:什么是酚酞酸度?它又称为什么?", "答:以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定至终点pH=8.3的酸度称为酚酞酸度。它又被称为总酸度,包括水样中的强酸和弱酸总和。主要用于未受工业废水污染或轻度污染水中酸度的测定。"]
- ["问:如何测定游离二氧化碳的含量?", "答:游离二氧化碳的测定是通过与NaOH定量反应来进行的。当达到计量点时,溶液的pH约为8.3,因此选用酚酞作为指示剂。根据NaOH标准溶液的用量可以求出游离二氧化碳的含量。"]
- ["问:如何测定水中侵蚀性二氧化碳的含量?", "答:水中侵蚀性二氧化碳的测定是通过比较加入CaCO₃粉末与未加CaCO₃粉末的水样在用HCl标准溶液滴定时消耗的量之差来进行的。根据这个差值可以求出水中侵蚀性二氧化碳的含量。如果测定结果V₂≤V₁,则说明水中不含侵蚀性二氧化碳。"]
- ["问:在络合物中,什么是中心离子、配位体和配位原子?", "答:在络合物中,金属离子被称为中心离子,与中心离子结合的阴离子或中性分子被称为配位体,配位体中直接与中心离子络合的原子被称为配位原子。"]
- ["问:什么是络合物的稳定常数和不稳定常数?它们之间有什么关系?", "答:当络合反应达到平衡时,其反应平衡常数为络合物的稳定常数,用K稳表示。络合物稳定常数的倒数就是络合物的解离常数,又称做络合物的不稳定常数,用K不稳表示。它们之间是倒数关系。"]
- ["问:在络合平衡中,什么是各级络合物的分布分数?它有什么意义?", "答:在络合平衡中,溶液中金属离子所存在的各种型体的平衡浓度与溶液中金属离子分析浓度的比值称为各级络合物的分布分数(或摩尔分数),用δ表示。它反映了在特定条件下,各种络合物型体在溶液中的相对含量,对于理解和控制络合反应具有重要意义。"]
- ["问:如何绘制金属离子M与络合剂L的分布曲线图?它有什么应用?", "答:以δi为纵坐标,以络合剂L的浓度的lg[L]为横坐标,即可绘制δ—lg[L]分布分数曲线,即金属离子M与络合剂L的分布曲线图。这种曲线图可以用于预测在不同络合剂浓度下,各种络合物型体的相对含量,从而指导实验条件的选择和优化。例如,在滴定分析中,可以根据分布曲线图选择合适的滴定剂和滴定条件,以提高滴定的准确性和精度,如图所示@gyt89.png@$。"]
- ["问:为什么大多数无机络合剂不宜用于络合滴定?", "答:大多数无机络合剂与金属离子络合时有明显的分级络合现象,且各级间的稳定常数又很接近,没有一种型体络合物的分布分数δi≈1,因此不宜用于络合滴定。"]
- ["问:除了EDTA之外,还有哪些常见的氨羧络合剂?", "答:除了EDTA之外,常见的氨羧络合剂还有环己烷二胺四乙酸(CyDTA或DCTA)、氨基三乙酸(NTA)、乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)和乙二胺四丙酸(EDTP)等。其中最重要的是EDTA。"]
- ["问:EDTA与金属离子形成的络合物有何特点?", "答:EDTA与金属离子形成的络合物通常具有较高的稳定性,这是因为EDTA分子中的多个配位原子(氮原子和羧基氧原子)可以与金属离子形成多个配位键,从而形成环状结构的螯合物。此外,EDTA与大多数金属离子都能形成1:1的络合物。"]
- ["问:EDTA与金属离子的络合反应受哪些因素影响?", "答:EDTA与金属离子的络合反应受多种因素影响,包括金属离子的性质、EDTA的型体、溶液的pH值等。不同金属离子与同一络合剂(EDTA)形成的络合物的稳定性不同。此外,溶液的pH值也会影响EDTA的型体分布,从而影响其与金属离子的络合反应。"]
- ["问:EDTA与有色金属离子形成的络合物颜色有何变化?", "答:EDTA与有色金属离子形成的络合物颜色通常会更深。例如,与Fe²⁺形成的FeY⁻呈黄色,与Ni²⁺形成的NiY²⁻呈蓝绿色,与Cu²⁺形成的CuY²⁻呈深蓝色等。这些颜色的变化可以用于指示滴定终点。但是,如果金属离子浓度过大,可能会使颜色过深,导致使用指示剂确定终点时遇到困难。"]
- ["问:EDTA可以用作哪些金属离子的显色剂?", "答:EDTA可以用作一些金属离子的显色剂,例如Cr³⁺。在特定的pH条件下,EDTA与Cr³⁺形成的络合物具有特定的颜色(如深紫色),从而可以用于比色测定。"]
- ["问:EDTA与金属离子的络合反应在络合滴定中有何应用?", "答:由于EDTA与金属离子能迅速形成易溶性络合物,且络合物稳定性较高,因此EDTA在络合滴定中作为滴定剂得到广泛应用。通过控制溶液的pH值和选择合适的指示剂,可以实现对特定金属离子的准确测定。"]
- ["问:在不同pH下,EDTA与金属离子的络合反应有何不同?", "答:在不同pH下,EDTA的主要型体会发生变化,从而影响其与金属离子的络合反应。例如,在pH=4~6时,EDTA主要以H₂Y²⁻型体存在并与金属离子形成络合物;在pH=7~9时,EDTA主要以HY³⁻型体存在并与金属离子形成络合物;在pH>10时,EDTA主要以Y⁴⁻型体存在并与金属离子形成络合物。因此,在书写反应式时,应根据溶液的pH值将EDTA的主要型体写入反应式中。"]
- ["问:EDTA与高价金属离子形成的络合物有何特点?", "答:EDTA与高价金属离子(如MoO₂²⁺)形成的络合物可能不是1:1型络合物,而是形成化学计量数不是1:1的络合物(如2:1的螯合物)。此外,在特定的pH条件下(如pH<3或pH>11),EDTA与金属离子还可能形成酸式或碱式络合物(如MHY或MOHY),但这些络合物通常不稳定,在讨论络合平衡时可以忽略不计。"]
- ["问:哪些金属离子与EDTA形成的络合物较为稳定,其稳定常数(lgK)的范围是多少?", "答:碱土金属离子(如 Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺)和Ag⁺与EDTA形成的络合物较为稳定,其稳定常数(lgK)的范围是8~11。"]
- ["问: 过渡元素、稀土元素及Al³⁺与EDTA形成的络合物的稳定常数(lgK)范围是多少?", "答:过渡元素、稀土元素(如 Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺ 等)及Al³⁺与EDTA形成的络合物较为稳定,其稳定常数(lgK)的范围是15~19。"]
- ["问:EDTA各种型体分布曲线图是什么?", "答:在水溶液中 EDTA 可 以 H₆Y²⁺ 、H₅Y⁺ 、H₄Y 、H₃Y⁻ 、H₂Y²⁻ 、HY³⁻ 和\nY¹⁻7 种型体存在。EDTA 作为六元酸,其各型体的分布分数求法与酸碱平衡类 似。如图所示:@gyt90.png@$。"]
- ["问:EDTA 与 Ni²⁺、Fe³+离子络合物5个5圆环结构示意图?", "答:EDTA分子中,有6个可与金属离子形成配位键的原子,其中包括2个氮原 子和4个羧基氧原子。由Ni²+离子与 EDTA 络合物立体结构示意图如图所 示,在 EDTA 中能形成配位键的N-O 之间和两个N 原子之间均隔着两个不能 形成配位键的碳 (C) 原子。所以, EDTA 与金属离子 (M⁺) 络合时形成了5 个5圆环,这种具有环状结构的络合物称为螯合物,是非常稳定的。如图所示:@gyt91.png@$。"]
- ["问: 什么是EDTA的酸效应?", "答:EDTA的酸效应是指由于H⁺的存在,使络合剂EDTA参加主体反应能力降低的效应。当溶液中存在H⁺时,它会与EDTA作用,生成一系列副反应产物,从而降低EDTA的平衡浓度,对主反应不利。"]
- ["问:pH对EDTA解离平衡有何影响?", "答:pH对EDTA解离平衡有重要影响。在不同的pH值下,EDTA的存在形式会有所不同,从而影响其与金属离子的络合能力。只有当pH≥12时,EDTA才能以100%的Y⁴⁻形式存在,而在其他pH值下,Y⁴⁻离子只占EDTA总浓度的一部分。"]
- ["问: 什么是有效浓度?它在EDTA络合反应中扮演什么角色?", "答:有效浓度指的是能与金属离子络合的Y⁴⁻离子的浓度。在EDTA络合反应中,主要是Y⁴⁻离子与金属离子发生络合,因此有效浓度的大小直接影响了络合反应的进行程度。"]
- ["问:什么是酸效应系数?它如何计算?", "答:酸效应系数(αy)是EDTA的总浓度与未参加络合反应的EDTA浓度的比值。它可以通过计算EDTA的分布分数(δy)的倒数得到。酸效应系数越小,表示EDTA受到H⁺引起的副反应的程度越小。"]
- ["问: 酸效应系数与溶液的pH值有何关系?", "答:酸效应系数与溶液的pH值密切相关。随着溶液pH值的增大,酸效应系数逐渐减小。这是因为pH值增大时,EDTA的Y⁴⁻形式增多,从而提高了其与金属离子的络合能力。"]
- ["问:如何理解酸效应系数的物理意义?", "答:酸效应系数的物理意义是当络合反应达到平衡时,未参加主反应的络合剂总浓度是其游离状态存在的络合剂(Y)的平衡浓度的倍数。当无副反应时,酸效应系数为1;当有副反应时,酸效应系数大于1。这表明酸效应系数是定量表示EDTA酸效应进行程度的参数。"]
- ["问:不同 pH 时的lgα_{Y(H)}值都是多少?表中列出了不同pH值时的酸效应系数,这些数值有何特点?", "答:如图所示:@gyt92.png@$。表中列出的不同pH值时的酸效应系数显示,随着pH值的增加,酸效应系数逐渐减小。由于酸效应系数的变化范围较大,表中通常给出其对数值以方便查阅和比较。这些数值反映了在不同pH条件下EDTA与金属离子络合反应受酸效应影响的程度。"]
- ["问:什么是共存离子的络合效应?", "答:当金属离子M与络合剂Y发生络合反应时,如有共存金属离子N也能与络合剂Y发生副反应生成NY络合物,这类副反应称为共存离子的络合效应(也称为共存离子效应)。"]
- ["问:共存离子的络合效应的副反应系数如何表示?", "答:共存离子的络合效应的副反应系数用α_{Y(H)}表示,它等于1+β₁[N],其中β₁是副反应的反应速率常数,[N]是共存离子的浓度。如果存在多种共存离子,则总副反应系数是各个共存离子副反应系数的和。"]
- ["问:什么是条件稳定常数K'_{稳}?", "答:条件稳定常数K'_{稳}是在一定条件下(如特定pH值、共存离子浓度等),络合物的实际稳定程度与理想稳定程度(即无副反应时的稳定常数K)的比值。它反映了在外界因素影响下络合物的稳定性。"]
- ["问:条件稳定常数K'与哪些因素有关?", "答:条件稳定常数K'_{稳}与络合物的稳定常数K和酸效应系数α_{Y(H)}有关。具体来说,当考虑共存离子的影响时,还需要考虑共存离子的副反应系数。"]
- ["问:如何判断络合反应是否完全?", "答:判断络合反应是否完全可以通过比较条件稳定常数与所需的最小稳定常数来判断。通常认为,当条件稳定常数达到一定值时(如lgK'≥6),络合反应可以被认为是完全的。但这个判据是有条件的,取决于终点观测的不确定性和允许的滴定误差。"]
- ["问:在实际水处理中,为什么必须选择合适的pH值?", "答:在实际水处理中,必须选择合适的pH值以避免共存离子(如Fe³⁺、Al³⁺)的水解生成沉淀或羟基络合物,这些沉淀或络合物会干扰对其他离子(如Ca²⁺、Mg²⁺)的测定。同时,pH值也会影响酸效应系数和共存离子的副反应系数,从而影响条件稳定常数K'和络合滴定的准确性。"]
- ["问:络合滴定中允许的最低pH值取决于哪些因素?", "答:络合滴定中允许的最低pH值取决于允许的误差和检测终点的准确度。具体来说,它取决于终点观测的不确定性(用△pM表示)和允许的滴定误差(用TE表示)。"]
- ["问:如何确定能否用络合滴定法测定单一金属离子?", "答:通常将lg(C_{m,sp}K'_{稳})≥6作为能否用络合滴定法测定单一金属离子的条件。其中Cm是计量点时金属离子的浓度。如果以金属离子浓度C_{m,sp}为0.01mol/L作为典型条件来讨论其他因素对滴定的影响,则可以得到更具体的判据(如lgK'≥8)。但这些判据都是有条件的,并且会随着条件的改变而改变。"]
- ["问:什么是直接准确络合滴定的最小pH?", "答:直接准确络合滴定的最小pH是指在络合滴定过程中,能够满足滴定反应完全进行所需的最低pH值。当pH低于这个值时,络合反应可能不完全,导致滴定结果不准确。"]
- ["问:如何利用公式lgα_{Y(H)}=lgK_{稳}-8确定滴定金属离子时的最小pH?", "答:公式lgα_{Y(H)}=lgK_{稳}-8用于判断能否进行络合滴定。当lgα_{Y(H)}(即最大lgα_{Y(H)}值)等于lgK_{稳}时,对应的pH就是直接准确滴定的最小pH。通过这个公式,可以找到滴定各种金属离子(M^{n+})时所允许的最小pH。"]
- ["问:什么是酸效应曲线?它有什么用途?", "答:酸效应曲线是以各种金属离子M^{n+}的lgK_{稳}或lgα_{Y(H)}为横坐标,对应的最小pH为纵坐标绘制的曲线。它主要用于估计络合滴定中金属离子的最小pH值,以及查找可能的干扰离子。通过酸效应曲线,可以方便地查出某种金属离子在络合滴定中允许的最小pH,以及在该pH下可能存在的干扰离子。"]
- ["问:在实际应用中,为什么控制的pH范围要比滴定金属离子允许的最小pH范围大一些?", "答:在实际应用中,控制的pH范围要比滴定金属离子允许的最小pH范围大一些,是因为EDTA是一有机弱酸,在水溶液中会解离产生一定量的H⁺,这降低了溶液的pH。为了抵消这种影响,确保络合反应的完全进行,所以需要控制的pH稍高一些。"]
- ["问:什么是金属离子的络合效应?", "答:金属离子的络合效应指的是在络合反应中,金属离子与其他络合剂(如缓冲剂、辅助络合剂、掩蔽剂等)或溶液中的OH-离子发生副反应,导致金属离子参与主反应的能力下降的现象。"]
- ["问:金属离子的副反应系数是什么?它如何表示?", "答:金属离子的副反应系数,也称为金属离子的络合效应系数,用αm符号表示。它表示没有参加主反应的金属离子总浓度与游离金属离子浓度之比。如果是由其他络合剂L与金属离子所引起的副反应,其副反应系数用αM(L)表示;如果是由OH-与金属离子形成羟基络合物所引起的副反应,其副反应系数用αM(OH)表示。"]
- ["问:在络合滴定中,如果存在多种副反应,总的副反应系数如何表示?", "答:在络合滴定中,如果存在多种副反应,总的副反应系数以αM表示。它可以通过各个副反应系数的乘积来计算,但在实际应用中,通常可以近似为各个副反应系数之和,即αM ≈ αM(L) + αM(OH)。但需要注意的是,这种近似只在某些条件下成立。"]
- ["问:副反应系数的取值有什么意义?", "答:副反应系数的取值反映了络合剂Y的酸效应或金属离子的络合效应进行的程度。当副反应系数等于1时,表示无副反应发生;当副反应系数大于1时,表示有副反应发生。这些系数是定量描述络合反应中副反应影响的重要参数。"]
- ["问:什么是络合物的副反应?", "答:络合物的副反应指的是在络合反应中,除了主要的络合反应外,还可能发生的其他反应。这些反应可以包括络合物与溶液中的其他离子或分子发生的反应,生成不同于主要络合物的产物。例如,在较低pH下,金属离子与EDTA生成的络合物MY可能与H+发生副反应,生成酸式络合物MHY;在较高pH下,MY可能与OH-发生副反应,生成碱式络合物如M(OH)Y、M(OH)₂Y等。"]
- ["问:什么是混合络合效应?它对主反应有何影响?", "答:混合络合效应指的是在络合反应中,同时存在多种副反应,生成混合络合物的现象。这些混合络合物是由主要络合物与其他离子或分子反应生成的。混合络合效应对主反应的影响是有利的,它可以使络合物的稳定性略有增大。这是因为混合络合物的生成增加了络合物的种类和数量,从而增强了络合作用。"]
- ["问:条件稳定常数Kw'与哪些因素有关?如何表示?", "答:条件稳定常数Kw'是络合反应中考虑各种副反应影响后的稳定常数。它与主要络合物的稳定常数Kw、络合剂的酸效应系数、金属离子的络合效应系数以及混合络合效应系数等因素有关。Kw'可以用公式表示为:lgK'_{MY} = lgK_{MY} - lgα_{Y(H)} - lgα_{M} + lgα_{MY}。其中,lgα_{Y(H)}表示络合剂的酸效应系数, lgα_{M}表示金属离子的络合效应系数,lgα_{MY}表示混合络合效应系数。然而,在实际应用中,由于酸式或碱式络合物一般不太稳定,故在多数计算中忽略不计,此时条件稳定常数可以简化为:lgK'_{MY} = lgK_{MY} - lgα_{Y(H)} - lgα_{M}。"]
- ["问:在络合滴定中为什么要考虑络合剂的酸效应和金属离子的络合效应?", "答:在络合滴定中考虑络合剂的酸效应和金属离子的络合效应是因为这些副反应会影响络合反应的进行程度和络合物的稳定性。络合剂的酸效应会影响络合剂与金属离子之间的反应平衡,而金属离子的络合效应则会影响金属离子参与主反应的能力。通过考虑这些副反应,可以选择适当的pH范围来控制副反应的影响,从而提高络合滴定的准确性和可靠性。此外,还需要考虑金属指示剂的颜色变化对pH的要求,以确保指示剂能够准确地指示滴定终点。"]
- ["问:校正酸效应、水解效应及生成酸式或碱式络合物效应后的条件稳定常数", "答:一般,许多金属离子与 EDTA 生成的络合物都比较稳定,但由于络合滴定中不可避免地 存在各种副反应,因此,条件稳定常数lgK 值很少有超过20以上的。下图为校正酸效应、 水解效应及生成酸式或碱式络合物效应后的条件稳定常数。如图所示:@gyt93.png@$"]
- ["问:K%对滴定突跃有何影响?", "答:K%越大,滴定突跃越大。因为K%反映了络合物的稳定性,K%越大,络合物越稳定,滴定过程中金属离子与络合剂之间的反应越完全,导致滴定曲线的突跃范围越宽。"]
- ["问:pH值对K%有何影响?", "答:pH值会影响K%的大小。不同的pH值下,K%会有所变化。一般来说,pH值越大,K%越大,络合物越稳定。因此,在络合滴定中,溶液的pH值选择是非常重要的。"]
- ["问:溶液的pH值选择为何在络合滴定中非常重要?", "答:溶液的pH值选择会影响络合物的稳定性和滴定突跃的大小。如果pH值选择不当,可能会导致络合物稳定性降低,滴定突跃变小甚至消失,从而影响滴定的准确性和精度。"]
- ["问:金属指示剂的作用原理是什么?", "答:金属指示剂是一些有机络合剂,能与金属离子形成有色络合物。它的颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同,因此可以指示被滴定金属离子在计量点附近浓度的变化。"]
- ["问:金属指示剂在滴定过程中的主要反应有哪些?", "答:主要包括:(1) 金属离子与指示剂形成显色络合物的反应;(2) 金属离子与EDTA形成无色络合物的反应;(3) 在计量点时,稍过量的EDTA置换出显色络合物中的金属离子,释放或游离出金属指示剂,溶液显现指示剂本身的颜色,从而指示终点到达。"]
- ["问:金属指示剂理论变色点的计算公式是什么?", "答:金属指示剂理论变色点的计算公式为:pM₁ = lgKxn - lgaim(p - lgaw)。其中,Kxn是考虑了指示剂的酸效应和金属离子的络合效应时的条件稳定常数;aw是金属离子的副反应系数;α()是指示剂的酸效应系数。"]
- ["问:金属指示剂应具备哪些条件?", "答:(1) 金属指示剂本身的颜色与显色络合物的颜色应显著不同;(2) 金属指示剂与金属离子形成的显色络合物的稳定性要适当,小于EDTA与金属离子络合物的稳定性;(3) 指示剂与金属离子形成的络合物应易溶于水;(4) 金属指示剂与金属离子的显色反应必须灵敏迅速,并有良好的可逆性;(5) 金属指示剂应有一定的选择性,在一定条件下只与被测金属离子有显色反应。"]
- ["问:如何消除或防止金属指示剂的封闭现象?", "答:可以通过加入适当的络合剂来掩蔽封闭指示剂的离子,例如加入三乙醇胺掩蔽Fe³⁺、Al³⁺和Ti⁴⁺,或加入氰化钾(KCN)或硫化钠Na₂S掩蔽Cu²⁺、Ni²⁺和Co²⁺等离子。"]
- ["问:如何防止金属指示剂的僵化现象?", "答:可以采取以下方法来防止金属指示剂的僵化现象:(1) 加入有机溶剂如乙醇或加热活化来增大显色络合物的溶解度或加快置换速度;(2) 在接近滴定终点时要缓慢滴定并剧烈振摇。"]
- ["问:常用的金属指示剂变色点的pM_{t}值及金属指示剂的lgα_{In(H)}值\n", "答:现将络合滴定中几种金属指示剂理论变色点的 pM; 值及金属指示剂的酸效 应系数lgα_{In(H)}值列于下图。如图所示:@gyt95.png@$,@gyt96.png@$"]
- ["问:什么是掩蔽方法?常用的掩蔽方法有哪些?", "答:掩蔽方法是加入一种试剂与共存干扰离子作用,降低干扰离子的平衡浓度以消除干扰。常用的掩蔽方法主要有络合掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化还原掩蔽法。"]
- ["问:什么是络合掩蔽法?它需要满足哪些条件?", "答:络合掩蔽法是利用掩蔽剂与干扰离子形成稳定络合物来消除干扰的方法。它需要满足:干扰离子与掩蔽剂形成的络合物稳定性大于与EDTA形成的络合物稳定性;被测定金属离子与掩蔽剂不形成络合物或形成的络合物稳定性小于与EDTA形成的络合物稳定性。"]
- ["问:什么是沉淀掩蔽法?它有什么要求?", "答:沉淀掩蔽法是利用掩蔽剂与干扰离子形成沉淀来消除干扰的方法。它要求生成的沉淀溶解度小、沉淀完全且是无色的晶形沉淀,以避免影响观察终点和测定结果。"]
- ["问:什么是解蔽方法和解蔽剂?它们在络合滴定中有什么作用?", "答:解蔽方法是用一种试剂把某种离子与掩蔽剂形成的络合物中重新释放出来的过程,这种试剂称为解蔽剂。在络合滴定中,解蔽方法和解蔽剂可用于将之前被掩蔽的离子释放出来,以便进行后续的滴定测定。这有助于实现共存离子的连续测定。"]
- ["问:常用的掩蔽剂有哪些?", "答:如果水中被测定金属离子 M和共存离子N 与 EDTA 形成的络合物稳定常数无明显差别, 甚至共存离子N 所形成的络合物更稳定,难以用控制 pH 方法实现被测金属离子M 的选择性滴定。此时,加入一种试剂,只与共存干扰离子作用,降低干扰离子的平衡浓度以消除干扰,这种作用称为掩蔽作用。产生掩蔽作用的试剂叫掩蔽剂。 常用的掩蔽方法主要有络合、沉淀和氧化还原掩蔽法。如图所示:@gyt97.png@$"]
- ["问:络合滴定中应用的沉淀掩蔽剂有哪些?", "答:利用掩蔽剂与干扰离子形成稳定络合物来消除干扰的方法。例如 EDTA 为滴定剂,测定 水 中Ca²+ 、Mg²+时,如有Fe³+ 和 Al+ 存在则对铬黑T 指示剂有封闭作用,干扰测定。所以, 在水样中首先酸化后加入三乙醇胺与 Al+ 、Fe³+ 生成更稳定络合物,消除干扰,然后调 pH 至碱性再进行滴定。如图所示:@gyt98.png@$"]
- ["问:直接滴定法有什么要求?", "答:直接滴定法的要求包括:满足准确滴定的条件,即lg(CmK)≥6或lg(CnKkx)≥5;络合反应速度快;有变色敏锐的指示剂且无封闭现象;在选定的滴定条件下,被测定金属离子不发生水解或沉淀现象。"]
- ["问:返滴定法在什么情况下使用?", "答:返滴定法主要在以下情况使用:被测金属离子与EDTA络合速度慢,本身又易水解或封闭指示剂时;被测金属离子与EDTA生成的络合物不太稳定,无变色敏锐的指示剂时;干扰离子较复杂,不进行分离不能直接准确滴定时。"]
- ["问:什么是置换滴定法?并举例说明。", "答:置换滴定法是利用置换反应,置换出等化学计量的另一种金属离子或EDTA,然后用EDTA或另一种金属离子测定,获得被测金属离子浓度的方法。例如,测定水样中的Al³⁺时,可以先加入过量EDTA标准溶液,然后用另一种金属离子标准溶液返滴定过量的EDTA,从而求得Al³⁺的含量。"]
- ["问:间接滴定法在什么情况下使用?并举例说明。", "答:间接滴定法在被测金属离子与EDTA不能形成稳定的络合物,或被测离子根本不能与EDTA形成络合物的情况下使用。例如,测定水样中的SO₄²⁻时,可以加入过量BaCl₂标准溶液生成BaSO₄沉淀,然后用EDTA标准溶液滴定剩余的Ba²⁺,再通过计算得出SO₄²⁻的含量。但由于这种方法太麻烦,又常引入误差,因此不是一种理想的方法。"]
- ["问:文章中提到的测定水中Ca²⁺、Mg²⁺总量的方法是什么?", "答:文章中提到的测定水中Ca²⁺、Mg²⁺总量的方法是络合滴定法,具体是在pH=10.0的NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定。"]
- ["问: 如何分别测定水中Ca²⁺和Mg²⁺的含量?", "答:为了分别测定水中Ca²⁺和Mg²⁺的含量,首先将水样用NaOH溶液调节pH>12,使Mg²⁺以Mg(OH)₂沉淀形式被掩蔽,加入钙指示剂,用EDTA标准溶液滴定Ca²⁺,终点时溶液由红色变为蓝色,根据EDTA标准溶液浓度和用量求出Ca²⁺的含量。然后由Ca²⁺、Mg²⁺总量与Ca²⁺的含量之差求出Mg²⁺的含量。"]
- ["问:以SO₄²⁻测定为例,说明间接滴定法的具体步骤。", "答:间接滴定法测定SO₄²⁻的具体步骤如下:首先取水样测定总硬度;另取一份水样加入过量BaCl₂标准溶液生成BaSO₄沉淀,然后用EDTA标准溶液滴定剩余的Ba²⁺;再取同体积的BaCl₂标准溶液用EDTA标准溶液滴定至终点。通过计算得出SO₄²⁻的含量。具体计算方式为:SO₄²⁻的量相当于V₃—(V₂-V₁),其中V₃是滴定BaCl₂总量所消耗的EDTA标准溶液的体积,V₂是滴定剩余BaCl₂所消耗的EDTA标准溶液的体积,V₁是滴定水样中Ca²⁺、Mg²⁺总量所消耗的EDTA标准溶液的体积。"]
- ["问:水的硬度对健康有何影响?", "答:水的硬度对健康很少有危害。一般硬水可以饮用,但长期饮用硬度过低的水可能会影响骨骼发育,饮用硬度过高的水有时会引起肠胃不适。尽管有报告说心血管疾病与饮水的硬度呈逆相关,但仍是个有争论的议题。"]
- ["问:含有硬度的水对工业生产有何影响?", "答:在工业生产中,特别是蒸汽动力工业、运输业、纺织洗染等部门,对水的硬度都有一定要求。高压锅炉用水对硬度要求极为严格,因为硬水会导致锅炉内壁结垢,影响传热效率,造成燃料浪费,甚至引起锅炉的爆裂。"]
- ["问:水的硬度如何分类?", "答:水的硬度可以分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度包括重碳酸盐和碳酸盐的总量,可以通过加热煮沸去除,因此也称为暂时硬度。非碳酸盐硬度主要包括CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂、MgCl₂等的总量,加热煮沸无法去除,因此也称为永久硬度。"]
- ["问:什么是沉淀滴定法?", "答:沉淀滴定法是一种以沉淀反应为基础的滴定分析方法。除了必须符合滴定分析的基本要求外,还应满足沉淀反应形成的沉淀的溶解度必须很小,且沉淀的吸附现象应不妨碍滴定终点的确定。它主要用于水中Cl⁻、Ag⁺等离子的测定。"]
- ["问:什么是溶度积?它与溶解度有什么关系?", "答:溶度积(Ksp)是在一定温度下,微溶化合物在溶液中达到沉淀溶解平衡时,各离子浓度幂的乘积为一常数。对于MmA型沉淀,溶度积的计算式为K=[M]^m[A]^n。溶解度(S)是在一定温度下,微溶化合物在纯水中达到沉淀溶解平衡时的浓度。在稀溶液中,溶度积与溶解度之间有一定的关系,可以通过它们进行换算。"]
- ["问:什么是条件溶度积?它与溶度积有什么关系?", "答:条件溶度积(K'sp)是考虑外界条件变化(如pH变化、络合剂的存在等)对沉淀溶解平衡影响时的溶度积常数。它与溶度积(Ksp)的关系是K'sp=KspαMαA,其中αM和αA是微溶化合物水溶液中M⁺和A⁻的副反应系数。当外界条件一定时,条件溶度积也是一常数。应用条件溶度积可以更准确地判断沉淀反应能否进行以及沉淀反应进行的程度。"]
- ["问:如何判断沉淀反应是否进行完全?通常认为某离子在溶液中的浓度小于多少时可以认为该离子已经沉淀完全?", "答:沉淀的完全与否决定于沉淀的溶解度及其影响溶解度的各种因素。通常,根据分析的允许误差,某离子在溶液中的浓度小于10^{-5}mol/L时,就可以认为该离子已经沉淀完全。这一标准可以用来判断沉淀反应是否进行完全。"]
- ["问:在分析化学中,为什么通常不考虑离子强度的影响来研究沉淀的情况?", "答:在分析化学中,由于微溶化合物的溶解度一般都很小,溶液中的离子强度不大,故通常不考虑离子强度的影响来研究沉淀的情况。因此,在稀溶液中,常用离子浓度乘积来研究沉淀的情况。但是,当溶液中的离子强度较大时,溶度积和活度积就会有差别,此时就需要考虑离子强度的影响了。例如,在讨论盐效应对沉淀溶解的影响时,就必须用活度积来讨论沉淀的情况。"]
- ["问:什么是同离子效应,并给出实例说明?", "答:同离子效应是指在沉淀反应达到平衡时,如果向溶液中加入构晶离子,会使沉淀的溶解度减少的现象。例如,在硬水的软化处理中,加入熟石灰和碳酸钠,使Ca²⁺和Mg²⁺沉淀除去,就是利用同离子效应。当溶液中加入Na₂CO₃使[CO3²⁻]增加至0.1mol/L时,CaCO₃的溶解度会显著减少。"]
- ["问:什么是盐效应,并给出实例说明?", "答:盐效应是指在微溶化合物的饱和溶液中,加入其易溶强电解质而使沉淀的溶解度增大的现象。例如,AgCl的溶解度在纯水中为1.278×10⁻⁵mol/L,而在0.01mol/L的KNO₃中为1.427×10⁻⁵mol/L,其溶解度增加12%。这是因为强电解质的加入减少了构晶离子之间的碰撞机会,从而降低了沉淀的形成机会。"]
- ["问:盐效应中,为什么不同微溶化合物在同样强电解质溶液中的溶解度增加程度不同?", "答:不同微溶化合物在同样强电解质溶液中的溶解度增加程度不同,主要是因为它们的构晶离子的电荷不同。构晶离子所带电荷越多,影响就越显著,溶解度增加也越多。例如,BaSO₄与AgCl相比,其构晶离子所带电荷多,因此在KNO₃溶液中溶解度增加也更多。"]
- ["问:什么是酸效应,它如何影响沉淀的溶解度?", "答:酸效应是指溶液的pH对沉淀溶解度的影响。它主要是由于溶液中H⁺浓度对弱酸、多元酸或微溶酸解离平衡的影响。对于弱酸盐、多元酸盐或微溶酸形成的沉淀,酸效应很显著。例如,在酸性溶液中,CrO₄²⁻的浓度减少,导致Ag₂CrO₄的溶解度增大。因此,适宜的pH范围对于沉淀的生成和溶解都非常重要。"]
- ["问:如何利用酸效应来达到沉淀全部溶解的目的?", "答:可以利用酸效应将微溶化合物的饱和溶液中的H⁺浓度增加,使它们转化为易溶解的弱电解质,从而达到沉淀全部溶解的目的。例如,在CaC₂O₄或Mg(OH)₂的饱和溶液中增加H⁺浓度,可以转化为易溶解的H₂C₂O₄或H₂O等弱电解质。"]
- ["问:在AgCl的饱和溶液中,什么物质的存在会导致AgCl的溶解度增大?", "答:在AgCl的饱和溶液中,NH₃·H₂O(氨水)的存在会导致AgCl的溶解度增大。因为NH₃·H₂O可以与Ag⁺形成银氨络离子Ag(NH₃)2⁺,从而使沉淀溶解平衡向右移动,增大AgCl的溶解度。"]
- ["问:当沉淀剂本身又是络合剂时,会发生什么情况?", "答:当沉淀剂本身又是络合剂时,会存在两种效应:一种是使沉淀的溶解度降低的同离子效应,另一种是使沉淀的溶解度增大的络合效应。这两种效应会同时发生并相互竞争。"]
- ["问:在Cl-滴定水中Ag⁺的过程中,如果继续加入过量的Cl⁻,会发生什么现象?", "答:在Cl⁻滴定水中Ag⁺的过程中,如果继续加入过量的Cl⁻,Cl⁻会与已经生成的AgCl沉淀络合,形成如AgCl₂⁻和AgCl₃⁻²等络离子,从而使AgCl沉淀逐渐溶解。"]
- ["问:AgCl在不同Cl-浓度下的溶解度如何计算?", "答:AgCl在不同Cl-浓度下的溶解度可以通过考虑Ag+与Cl-形成的各种络合物(包括AgCl、AgCl₂⁻、AgCl₃⁻²等)的浓度来计算。具体公式为:S=[Ag⁺]+[AgCl]+[AgCl₂⁻]+[AgCl₃⁻²]+...,其中S表示AgCl的溶解度,[Ag⁺]、[AgCl]、[AgCl₂⁻]、[AgCl₃⁻²]等分别表示各种络合物在溶液中的浓度。这些浓度可以通过Ag⁺与Cl⁻的累级稳定常数β来计算。"]
- ["问:在进行沉淀反应时,什么情况下主要考虑同离子效应,什么情况下主要考虑络合效应?", "答:在进行沉淀反应时,对强酸盐沉淀(如AgCl等),在无络合反应时,主要考虑同离子效应;而对有络合反应且形成较稳定络合物时,则主要考虑络合效应。对弱酸盐沉淀(如CaC₂O₄、CaCO₃、CdS、MgNH₄PO₄等),则主要考虑酸效应。"]
- ["问:对氢氧化物沉淀,如果存在氢氧基络合物形成,其溶解度如何变化?", "答:对氢氧化物沉淀,如果存在氢氧基络合物形成,其溶解度会受到影响。具体变化取决于络合物的稳定性和浓度。一般来说,如果形成的氢氧基络合物比较稳定,那么氢氧化物的溶解度可能会增大。但是,对于像Al³⁺、Fe³⁺、Th⁴⁺等容易形成多核氢氧基络合物离子的情况,问题会变得稍微复杂一些,需要具体考虑各种因素的影响。"]
- ["问:哪些金属离子的氢氧化物沉淀能够形成氢氧基络合物?", "答:Al³⁺、Bi³⁺、Cr³⁺、Th⁴⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Co²⁺、Pb²⁺ 等金属离子的氢氧化物沉淀能够形成氢氧基络合物。"]
- ["问:为什么在实际分析中,对于某些沉淀需要在特定温度下进行洗涤过滤等操作?", "答:对于在热溶液中溶解度增大的沉淀,如MgNH₄PO₄,需要在室温下进行洗涤过滤等操作,以防止温度升高导致沉淀溶解过多而损失。相反,对于高价金属离子的水合氧化物在热溶液中溶解度减小的无定形沉淀,需趁热洗涤、过滤,以防止冷却后难以洗净和过滤。"]
- ["问:什么是陈化过程?它如何影响沉淀?", "答:陈化是将沉淀在溶液中放置一段时间,使小晶体转化为大晶体的过程。陈化可以减少沉淀的溶解度,并可能使沉淀的结构发生转变。例如,室温下生成的CaC₂O₄沉淀,在陈化过程中可能从亚稳态转变为稳定态。"]
- ["问:在水处理或水分析中,如何利用酸效应、络合效应等将沉淀转化为易溶化合物?", "答:在水处理或水分析中,可以通过调整溶液的pH值或加入特定的络合剂来利用酸效应、络合效应等将沉淀转化为易溶化合物。例如,降低溶液的pH值可以增强酸效应,使某些沉淀溶解;加入特定的络合剂可以与沉淀中的离子形成稳定的络合物,从而使沉淀溶解。"]
- ["问:什么是分步沉淀?", "答:分步沉淀是指在多种离子共存的溶液中,当加入沉淀剂时,由于各种离子形成沉淀的难易程度不同,它们会按照一定的顺序先后沉淀下来。通常,溶度积较小的沉淀物会先生成,而溶度积较大的沉淀物则后生成。这种现象称为分步沉淀。"]
- ["问:分步沉淀的原理是什么?", "答:分步沉淀的原理主要基于溶度积的差异。溶度积是描述难溶电解质在水中溶解平衡的常数,它反映了物质在水中的溶解能力。当溶液中同时存在多种离子时,加入沉淀剂后,各种离子会与沉淀剂结合生成相应的沉淀物。由于不同沉淀物的溶度积不同,因此它们达到沉淀平衡时所需的离子浓度也不同。通常,溶度积较小的沉淀物所需的离子浓度较低,因此会先达到沉淀平衡而析出;而溶度积较大的沉淀物则需要更高的离子浓度才能达到沉淀平衡,因此会后析出。"]
- ["问:什么是沉淀的转化?", "答:沉淀的转化是指将一种微溶化合物转化成另一种更难溶的化合物的过程。当向微溶化合物的溶液中加入另一种试剂时,如果该试剂能与微溶化合物中的离子结合生成更难溶的化合物,则会发生沉淀的转化。这种转化通常会使原有的沉淀物溶解并生成新的更难溶的沉淀物。"]
- ["问:沉淀转化的原理是什么?", "答:沉淀转化的原理主要基于溶度积的相对大小。当向微溶化合物的溶液中加入另一种试剂时,如果该试剂能与微溶化合物中的离子结合生成更难溶的化合物(即新生成的化合物的溶度积更小),则原有的沉淀物会溶解并释放出离子与试剂结合生成新的更难溶的沉淀物。这种转化过程会一直进行到原有的沉淀物完全溶解并全部转化为新的更难溶的沉淀物为止。"]
- ["问:分步沉淀和沉淀转化在实际应用中有哪些用途?", "答:分步沉淀和沉淀转化在实际应用中有着广泛的用途。例如,在水质分析和水处理中,可以利用分步沉淀法分离和测定水中的多种离子;也可以利用沉淀转化法将水中的有害物质转化为无害或易于去除的物质。此外,在工业生产中,也常利用分步沉淀和沉淀转化原理进行物质的分离、提纯和制备等工作。"]
- ["问:什么是沉淀滴定曲线?它有什么用途?", "答:沉淀滴定曲线是以滴定剂的加入量为横坐标,以对应的溶液性质(如pAg值)为纵坐标绘制的曲线。它主要用于了解滴定过程中溶液性质的变化,以及确定滴定终点。"]
- ["问:莫尔法的原理是什么?", "答:莫尔法是一种以铬酸钾(K₂CrO₄)为指示剂的银量法。它的原理是:在滴定过程中,首先生成的是AgCl沉淀。当达到计量点时,水中Cl⁻已被全部滴定完毕,稍过量的Ag⁺便与CrO₄²⁻生成砖红色Ag₂CrO₄沉淀,从而指示滴定终点。"]
- ["问:在莫尔法中,指示剂K2CrO4的用量为何是关键?", "答:在莫尔法中,指示剂K₂CrO₄的用量是个关键问题。如果K₂CrO₄加入量过多,Ag₂CrO₄沉淀析出会偏早,导致测定结果偏低。相反,如果K₂CrO₄加入量过少,则Ag₂CrO₄沉淀析出偏迟,使测定结果偏高。因此,需要精确控制K₂CrO₄的加入量以确保准确测定。"]
- ["问:莫尔法滴定时,为什么要剧烈摇动滴定瓶?", "答:在用AgNO₃标准溶液滴定Cl⁻时,AgCl会吸附溶液中的Cl⁻,使溶液中Cl⁻浓度降低,可能导致终点提前。因此,滴定时需要剧烈摇动滴定瓶,防止Cl⁻被AgCl吸附,从而确保测定结果的准确性。特别是对于Br⁻的测定,由于AgBr对Br⁻的吸附更严重,更需要剧烈摇动以避免误差。"]
- ["问:莫尔法主要适用于哪些离子的测定?为什么?", "答:莫尔法主要适用于Cl⁻和Br⁻的测定。这是因为它们与Ag⁺生成的沉淀具有较好的溶解度和稳定性,适合用于滴定分析。然而,对于I⁻和SCN⁻等离子,由于它们与Ag⁺生成的沉淀过于强烈地吸附这些离子,导致终点变色不明显,误差较大,因此不适合用莫尔法进行测定。"]
- ["问:哪些离子会干扰莫尔法的测定?如何消除这些干扰?", "答:凡是能与Ag⁺生成沉淀的阴离子都会干扰莫尔法的测定,例如PO₄³⁻、AsO₄³⁻、SO₄²⁻、S²⁻、CO₃²⁻、C₂O₄²⁻等。此外,有色离子如Ca²⁺、Co²⁺、Ni²⁺等会影响终点的观察;高价金属离子如Al³⁺、Fe³⁺、Bi³⁺、Sn⁴⁺等在中性或弱碱性溶液中发生水解;而Ba²⁺、Pb²⁺则能与CrO₄²⁻生成BaCrO₄和PbCrO₄沉淀,也干扰测定。为了消除这些干扰,必须预先将这些干扰离子分离除去。常用的分离方法包括沉淀法、萃取法、离子交换法等。具体选择哪种方法取决于干扰离子的性质和浓度。"]
- ["问:佛尔哈德法的主要原理是什么?", "答:佛尔哈德法的主要原理是以NH₄SCN(或KSCN、NaSCN)为标准溶液,直接滴定水中的Ag⁺。在计量点时,稍过量的SCN-与指示剂Fe3⁺生成血红色络合物FeSCN2⁺,从而指示终点到达。此外,佛尔哈德法还可以通过返滴定法测定水中的卤素离子,先加入过量AgNO3标准溶液使卤素离子生成卤化银沉淀,再用NH4SCN标准溶液返滴定剩余的Ag⁺。"]
- ["问:佛尔哈德法在滴定过程中需要注意哪些条件?", "答:佛尔哈德法在滴定过程中需要注意以下条件:1)在强酸性条件下进行滴定,一般溶液的[H⁺]控制在0.1~1mol/L之间;2)控制指示剂的用量,通常保持Fe³⁺的浓度为0.015mol/L;3)滴定时应剧烈摇动,以避免Ag⁺被卤化银沉淀吸附而导致的终点偏早。"]
- ["问: 佛尔哈德法有哪些优点和缺点?", "答:佛尔哈德法的优点是在强酸性条件下进行滴定,具有很高的选择性,能够避免许多干扰离子的影响。缺点是如果水样中存在强氧化剂、氮的低价氧化物及铜盐、汞盐等,它们能与SCN⁻作用产生干扰,因此必须先进行预处理。"]
- ["问:什么是法扬司法?它与佛尔哈德法有何不同?", "答:法扬司法是用吸附指示剂指示滴定终点的银量法。与佛尔哈德法不同的是,法扬司法不是通过生成血红色络合物来指示终点,而是利用吸附指示剂在卤化银沉淀表面上的颜色变化来判断终点。此外,在滴定条件和应用方面也存在一些差异。例如,法扬司法要求卤化银沉淀具有较大的表面积以吸附更多的指示剂;而佛尔哈德法则更注重溶液的酸度和指示剂的用量。"]
- ["问:法扬司法在滴定过程中需要注意哪些条件?", "答:法扬司法在滴定过程中需要注意以下条件:1)卤化银沉淀应具有较大的表面积以保持对指示剂的吸附能力;2)控制溶液的pH值以使指示剂保持其共轭碱型体;3)吸附指示剂的吸附能力要适中,既要能吸附在卤化银沉淀上又要易于被溶液中的其他离子所置换下来。"]
- ["问:在沉淀滴定中,如何判断两种混合离子能否准确分别滴定?", "答:在沉淀滴定中判断两种混合离子能否准确分别滴定主要取决于两种沉淀的溶度积的比值大小。如果两种沉淀的溶度积相差很大且满足一定的条件(如浓度比、分离系数等),则可以实现分别滴定;否则只能进行总量滴定或采用其他方法进行分离和测定。"]
- ["问:氧化还原滴定法在水质分析中主要应用于哪些方面?", "答:氧化还原滴定法广泛地用于水质分析中,例如水中溶解氧(DO)、高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、生物化学需氧量(BOD₅)以及饮用水中剩余氯、二氧化氯(ClO₂)、臭氧(O₃)等的分析。"]
- ["问:什么是氧化还原平衡?如何表示?", "答:氧化还原平衡是指氧化还原反应达到动态平衡的状态。它可以用Ox₁+Red₂ ⇌Red₁+Ox₂这样的平衡式来表示,其中Ox表示某一氧化还原电对的氧化态,Red表示其还原态。"]
- ["问:什么是电极电位?它与氧化还原反应有什么关系?", "答:电极电位是用来衡量氧化剂或还原剂在氧化还原反应中的氧化或还原能力大小的物理量。可逆氧化还原电对的电极电位可用能斯特(Nernst)方程求得。电极电位越大,其氧化态的氧化能力越强;电极电位越小,其还原态的还原能力越强。因此,根据电极电位的大小可以判断氧化还原反应进行的方向。"]
- ["问:什么是条件电极电位?它与标准电极电位有什么区别?", "答:条件电极电位是在特定条件下(如离子强度、溶液组成等),氧化态和还原态的总浓度或浓度比为1时的实际电极电位。与标准电极电位相比,条件电极电位考虑了外界因素的影响,因此更能反映实际情况下的氧化还原能力。"]
- ["问:条件电极电位受到哪些因素的影响?", "答:条件电极电位受到温度、离子强度、溶液的pH、络合剂浓度等多种因素的影响。这些因素会影响氧化还原电对的存在型体以及活度系数和副反应系数,从而影响条件电极电位的大小。"]
- ["问:条件电极电位在氧化还原滴定分析中有什么应用?", "答:条件电极电位在氧化还原滴定分析中可以用于预测和解释实验结果,帮助确定最佳的实验条件以及选择合适的滴定剂和指示剂等。同时,通过测定条件电极电位还可以了解溶液中氧化还原电对的实际氧化还原能力,为水质分析和其他相关领域的研究提供重要信息。"]
- ["问:离子强度如何影响条件电极电位?", "答:离子强度通过影响活度系数γ来影响条件电极电位φ°值。当溶液中离子强度较大时,活度系数γ<1,导致活度与浓度的差别增大。但通常由于离子强度的影响远小于其他因素,可以近似忽略。"]
- ["问:副反应如何影响条件电极电位?", "答:副反应,如沉淀反应和络合反应,可以改变氧化还原电对的氧化态或还原态的浓度,从而影响电极电位。生成沉淀会使电极电位降低或升高,具体取决于沉淀是氧化态还是还原态。生成络合物则通过改变氧化态或还原态的浓度来影响电极电位。"]
- ["问:H+浓度如何影响条件电极电位?", "答:H+浓度在某些氧化还原半反应中会影响条件电极电位。当H⁺或OH⁻参与反应时,条件电极电位会受其影响。例如,在酸性溶液中,改变H⁺浓度会改变电极电位。"]
- ["问:如何通过实例说明离子强度、副反应和H+浓度对条件电极电位的影响?", "答:实例:在地下水除铁中,由于Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀,改变了Fe³⁺的浓度,从而影响Fe(OH)₃/Fe²⁺电对的条件电极电位。在碘量法测定Cu²+时,I-既是还原剂又是沉淀剂,生成CuI沉淀改变了Cu⁺的浓度,影响电极电位。在用As₂O₃标定碘标准溶液时,H⁺浓度影响AsOi⁻/AsO3⁻电对和I₂/I⁻电对的条件电极电位,从而决定反应的方向。"]
- ["问:条件电极电位在水质分析和水处理实践中有什么重要作用?", "答:条件电极电位在水质分析和水处理实践中用于更准确地描述实际条件下的氧化还原反应。通过考虑离子强度、副反应和H+浓度等因素,可以更准确地预测和控制水处理过程中的氧化还原反应,从而优化处理效果。"]
- ["问:在水质分析和水处理中,如何应用影响氧化还原反应速度的因素?", "答:在水质分析和水处理中,可以通过适当选择和控制反应条件(如反应物浓度、温度、催化剂等),使氧化还原反应按所需方向迅速地定量进行。这对于提高水质分析的准确性和水处理效果具有重要意义。"]
- ["问:什么是氧化还原滴定曲线?", "答:氧化还原滴定曲线描述了在滴定过程中,随着滴定剂的不断加入,电对的电极电位随之变化的曲线。横坐标通常表示滴定剂的加入量(体积或滴定百分数),纵坐标表示电对的电极电位。"]
- ["问:氧化还原滴定曲线与其他滴定曲线的主要区别是什么?", "答:主要区别在于氧化还原滴定过程中,电对的电极电位会随着被滴定物质的氧化态和还原态的浓度变化而变化。在计量点附近,由于氧化态和还原态物质浓度的改变,电极电位会产生突跃。"]
- ["问:为什么在氧化还原滴定过程中电对的电极电位会变化?", "答:在氧化还原滴定过程中,电对的电极电位会随着反应物的氧化态与还原态的比值改变而改变。随着滴定剂的加入,氧化态或还原态的浓度发生变化,从而导致电极电位的变化。"]
- ["问:可逆氧化还原体系的滴定曲线有什么特点?", "答:可逆氧化还原体系的滴定曲线在计量点附近有一个明显的突跃。这是由于在滴定过程中,氧化态和还原态的浓度逐渐变化,使得电极电位发生突变。理论计算与实测的滴定曲线通常相符。"]
- ["问:什么是计量点?在计量点时如何计算电极电位?", "答:计量点是指在滴定过程中,滴定剂的加入量与待测物质完全反应所需的量相等的点。在计量点时,由于Ce⁴⁺和Fe²⁺都已全部定量反应完毕,它们的浓度都很小且不易求得,因此可以通过将两电对的能斯特方程相加来求得电极电位。"]
- ["问:对于有不可逆氧化还原电对参加的反应,理论计算与实测的滴定曲线会有差别吗?", "答:对于有不可逆氧化还原电对参加的反应,理论计算与实测的滴定曲线通常会有差别。这是因为不可逆反应的动力学因素会影响电极电位的变化,使得实际测得的滴定曲线与理论计算存在差异。"]
- ["问:如何通过实验测定氧化还原滴定曲线?", "答:可以通过在滴定过程中不断测量电对的电极电位,并将测量结果与滴定剂的加入量相对应,绘制出曲线图来得到实验测定的氧化还原滴定曲线。这需要使用电位计或类似的设备来精确测量电极电位的变化。"]
- ["问:一个化学反应虽然从电极电位和平衡常数看可以进行得很完全,但为什么可能没有实际意义?", "答:尽管一个化学反应从电极电位和平衡常数看似能够进行得很完全,但如果反应速度非常慢,它在实际应用中就失去了意义,因为实际应用中通常需要考虑反应的速度。"]
- ["问:为什么Sn²⁺ 和 Ti³⁺ 在水中具有一定的稳定性,尽管它们的电极电位比溶解氧低?", "答:尽管Sn²⁺ 和 Ti³⁺ 的电极电位比溶解氧低,理应被氧化,但它们在水中的稳定性主要是由于与溶解氧之间的氧化还原反应速度非常慢所致。"]
- ["问:影响氧化还原反应速度的内部因素有哪些?", "答:影响氧化还原反应速度的内部因素包括反应的机理复杂性、电子转移遇到的阻力、氧化还原反应中电子层结构和化学键性质的改变等。此外,如果氧化还原反应是分步进行的,其中任何一步的慢速度都会影响总反应速度。"]
- ["问:为什么研究氧化还原反应的历程很重要?", "答:研究氧化还原反应的历程很重要,因为它可以帮助我们了解反应中可能出现的中间步骤和限速步骤,从而为优化反应条件和提高反应速度提供理论依据。但需要注意的是,氧化还原反应的历程研究相对复杂,许多真正的反应历程至今尚未完全搞清楚。"]
- ["问:亚硫酸盐还原法处理电镀含铬漂洗废水的主要反应是什么?", "答:主要反应是 CrO₄^{2- }(来自电镀含铬漂洗废水中的Cr(VI)) 与亚硫酸钠 (Na₂SO³) 在酸性条件下反应生成 Cr³⁺ 和 SO₄^{2- }。具体反应为: CrO₄^{2- } + 3SO₃^{2- }+ 2H⁺ → Cr³⁺ + 3SO₄^{2- }+ H₂O。"]
- ["问:增加Na₂SO₃的浓度对反应有什么影响?", "答:增加Na₂SO₃的浓度可以加快反应速度,并使平衡向生成Cr³⁺的方向移动。这是因为更多的亚硫酸根离子可用来还原Cr(VI)到Cr³⁺。然而,用量不宜过大,否则既浪费药剂,也可能导致生成难以沉淀的副产物,如[Cr₂(OH)2SO₃]²⁻。"]
- ["问:Na₂SO₃与Cr(VI)的理论质量比是多少?", "答:Na₂SO₃与Cr(VI)的理论质量比是4:1。这意味着在理论上,为了完全还原一个单位的Cr(VI),需要四个单位的Na₂SO₃。"]
- ["问:为什么在酸性条件下Cr(VI)的还原反应速度较快?", "答:在酸性条件下,Cr(VI)的还原反应速度较快是因为H⁺离子参与了反应,有助于推动反应向正方向进行。此外,某些反应中间体或过渡态在酸性环境中可能更稳定,从而加速了反应速率。"]
- ["问:一般要求控制溶液的pH在什么范围内进行Cr(VI)的还原?", "答:一般要求控制溶液的pH在2.5~3.0范围内进行Cr(VI)的还原。这是因为在这个pH范围内,Cr(VI)的还原反应速度较快,同时避免了过低或过高的pH可能导致的副反应或沉淀问题。"]
- ["问:Cr(VI)被还原成Cr3⁺后,为什么要用NaOH中和至pH=7~8?", "答:当Cr(VI)被还原成Cr³⁺后,使用NaOH中和至pH=7~8是为了使Cr³⁺离子与氢氧根离子结合,生成氢氧化铬Cr(OH)₃沉淀。这样做可以方便地从溶液中分离出铬,以回收和处理。"]
- ["问:生成的Cr(OH)₃有什么用途?", "答:生成的Cr(OH)₃纯度较高,可以进行综合利用。例如,它可以作为某些工业过程的原料,用于生产铬化合物或作为颜料、催化剂等。此外,通过适当处理,还可以将其转化为更环保的形式进行处置或储存。"]
- ["问:什么是阿仑尼乌斯公式?它如何描述温度与反应速度的关系?", "答:阿仑尼乌斯公式描述了化学反应速度与温度之间的关系。根据该公式,溶液的温度每升高10℃,反应速度大约增加2~4倍。这是因为温度的升高增加了反应物之间的碰撞几率,更重要的是增加了活化分子或活化离子的量,从而提高了反应速度。"]
- ["问:举例说明温度如何影响氧化还原反应的速度?", "答:以高锰酸钾(KMnO₄)滴定草酸(H₂C₂O₄)为例,该反应在室温下不易进行,但当温度升高至80℃时,反应速度加快到可进行滴定的程度。因此,在滴定过程中,温度通常控制在75~85℃之间以优化反应速度。然而,过高的温度(如大于90℃)可能导致草酸分解,产生不希望的副反应。"]
- ["问:为什么在用K₂Cr₂O₇标定Na₂S₂O₃时不能加热?", "答:在用K₂Cr₂O₇标定Na₂S₂O₃时,加热会导致反应中的I₂挥发损失,从而影响反应的准确性和可重复性。因此,这类反应不能通过加热来加快速度,而只能通过提高H⁺的浓度来实现。"]
- ["问:在氧化还原滴定中,哪些还原性离子容易被空气中的O₂氧化?加热对它们有何影响?", "答:在氧化还原滴定中,易被空气中的O₂氧化的还原性离子包括Fe²⁺、Sn²⁺等。如果对这些反应进行加热,这些还原性离子更容易被空气中的O₂氧化,从而导致滴定结果的误差。例如,在用K₂Cr₂O₇标准溶液标定硫酸亚铁铵((NH₄)₂Fe(SO₄)₂)的浓度时,加热会导致Fe²⁺被O₂氧化成Fe³⁺,从而影响滴定结果的准确性。"]
- ["问:如何控制温度以避免上述不良影响?", "答:为了避免上述不良影响,可以采取以下措施来控制温度:首先,根据具体的氧化还原反应选择合适的温度范围进行滴定;其次,在滴定过程中使用恒温设备或方法(如水浴、油浴等)来保持温度的稳定;最后,在可能的情况下,尽量缩短滴定时间以减少温度波动对结果的影响。此外,对于易受空气氧化的还原性离子,还可以在滴定前加入适当的抗氧化剂来保护它们免受氧化的影响。"]
- ["问:催化作用是什么,它是如何影响反应速度的?", "答:催化作用是通过加入催化剂改变反应历程,降低反应的活化能,从而使反应速度加快的过程。催化剂以循环方式参加反应,但不改变其本身的状态和数量。通过催化作用,可以加快反应速度,提高反应效率。例如,在KMnO₄与C₂O₄-的反应中加入Mn²⁺作为催化剂,可以大大提高反应速度。"]
- ["问:什么是自身催化作用?请给出例子。", "答:自身催化作用是指反应产物本身所引起的催化作用。一个例子是KMnO₄与H₂C₂O₄的反应中,初始阶段反应速度较慢,但随着Mn²+的产生,它作为催化剂加速了反应。另一个例子是给水处理中用锰砂除铁,锰砂中的MnO₂对水中Fe²+的氧化起催化作用,从而加速了Fe²+的氧化反应。"]
- ["问:在水处理中,如何利用催化反应?", "答:在水处理中,催化反应被广泛利用以加快反应速度。例如,使用锰砂除铁和除锰,其中的MnO₂对水中Fe²⁺和Mn²⁺的氧化起催化作用,从而大大提高了氧化反应的速度。另外,在水质分析中,也常利用催化反应,如使用Ag₂SO₄作为催化剂加速K₂Cr₂O₇法测定化学需氧量的反应。"]
- ["问:什么是正催化反应和负催化反应?", "答:正催化反应是指加入催化剂使反应速度加快的反应。负催化反应则是指加入催化剂后反应速度减慢的反应。例如,SnCl₂浓溶液放置于空气中会变混浊,加入多元醇可减慢SnCl₂与O₂的反应速度,这就是一个负催化反应的例子。"]
- ["问:什么是诱导反应,它在实践中有什么应用?", "答:诱导反应是指由一个反应的发生促进另一个反应进行的作用。例如,在使用KMnO₄法测定水中Fe²⁺时,如果存在Cl⁻,Fe²⁺与KMnO₄的反应会加速KMnO₄与Cl⁻的反应,此时Fe²⁺与KMnO₄的反应即为诱导反应。为了避免这种干扰,可以加入过量的Mn²+,从而降低Mn³/Mn²⁺电对的电极电位,使Mn(Ⅲ)只与Fe²⁺起反应而不与Cl⁻起反应。通过适当选择和控制反应条件,利用诱导反应可以使氧化还原反应按所需方向迅速定量进行,这在水质分析和水处理工程实践中具有重要意义。"]
- ["问:在1mol/L H₂SO₄溶液中用0.1000mol/L Ce(SO₄)₂标准溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L Fe²⁺溶液时,涉及哪两个可逆电对?", "答:涉及的两个可逆电对是Ce⁴⁺/Ce³⁺和Fe³⁺/Fe²⁺。"]
- ["问:滴定过程中,如何选择使用哪个电对的公式来计算电极电位?", "答:在滴定过程中,选择使用哪个电对的公式来计算电极电位取决于氧化态或还原态物质的浓度。在滴定开始至计量点前,由于Ce⁴⁺几乎全部转化为Ce³⁺,因此宜采用Fe³⁺/Fe²⁺电对的公式来计算。在计量点时,由于Ce⁴⁺和Fe²⁺都已全部定量反应完毕,它们的浓度都很小,不易求得,因此需要将两个电对的方程式相加来求得电极电位。在计量点后,由于Fe²⁺几乎全部被氧化成Fe³⁺,而Ce⁴⁺过量,因此应采用Ce⁴⁺/Ce³⁺电对的公式来计算。"]
- ["问:什么是计量点?在计量点时电极电位如何计算?", "答:计量点是指在滴定过程中,滴入的滴定剂与被滴定的物质完全反应所需的点。在计量点时,由于反应物的氧化态与还原态的浓度都很小,不易直接求得,因此通常通过将两个电对的方程式相加来求得电极电位。"]
- ["问:氧化还原滴定曲线可以通过哪些方法获得?", "答:氧化还原滴定曲线可以通过理论计算或实验测定获得。对于可逆对称型氧化还原体系,理论计算与实测的滴定曲线通常相符;但对于有不可逆氧化还原电对参加的反应,理论计算与实测的滴定曲线可能会有差别。"]
- ["问:什么是计量点时的电极电位φ?", "答:计量点时的电极电位φ是指在氧化还原滴定过程中,当滴定剂与被滴定的物质完全反应,即达到化学计量点时,体系的电极电位。这是滴定曲线中最重要的一个参数,因为它可以用来确定滴定终点和计算滴定的准确度。"]
- ["问:什么是可逆电对和对称电对?", "答:可逆电对是指在氧化还原反应中,氧化态和还原态之间的转化是可逆的,即反应可以正向进行也可以逆向进行。对称电对是指该电对的半反应式中,氧化态与还原态的系数相等的电对,如Ce⁴⁺/Ce³⁺, Fe³⁺/Fe²⁺等。在氧化还原滴定中,如果参与反应的电对都是可逆且对称的,那么滴定曲线将呈现出明显的突跃,使得滴定终点更易于确定。"]
- ["问:为什么只有当n₁=n₂时,滴定终点才与计量点一致,且计量点处于突跃范围的正中?", "答:当n₁=n₂时,意味着氧化剂和还原剂的计量系数相等,此时滴定反应达到化学计量点。在这种情况下,两个电对的条件电极电位相等,因此计量点电极电位等于两个电对的条件电极电位的平均值。由于滴定曲线在计量点附近呈现出明显的突跃,因此滴定终点与计量点一致,并且计量点恰好处于突跃范围的正中央。这使得滴定结果更加准确可靠。"]
- ["问:当有不可逆电对参加氧化还原反应时,计量点电极电位会有什么变化?", "答:当有不可逆电对参加氧化还原反应时,计量点电极电位会有变化。此时,有关电对的半反应式中,氧化态与还原态的系数不等,且n₁≠n₂。因此,计量点电极电位会偏向n值较大的电对一方。这种情况下,滴定曲线的形状和突跃范围也会发生变化,使得滴定终点的确定更加困难。因此,在进行氧化还原滴定时,需要尽量选择可逆且对称的电对参与反应,以获得更准确的结果。"]
- ["问:1mol/LH₂SO₄溶液中用MnO₄⁻滴定Fe²⁺时,为什么计量点电极电位会偏向MnO₄⁻/Mn²⁺电对一侧?", "答:在1mol/LH₂SO₄溶液中用MnO₄⁻滴定Fe²⁺时,计量点电极电位会偏向MnO₄⁻/Mn²⁺电对一侧,是因为MnO₄⁻是一个强氧化剂,其还原反应是一个不可逆过程。在这种情况下,有关电对的半反应式中,氧化态与还原态的系数不等(n₂=1,m₁=5),且n₁≠n₂。根据计量点电极电位的计算公式,电位会偏向n值较大的电对一方,即MnO₄⁻/Mn²⁺电对。因此,计量点电极电位会偏向MnO₄⁻/Mn²⁺电对一侧,在突跃范围的上方而不在正中。"]
- ["问:终点误差是有什么引起的,怎样还原终点滴定误差?", "答:氧化还原滴定误差是由指示剂的变色电极电位 (qp) 与计量点电极电位 (qp) 不一致引 起的。这里仍采用酸碱及络合滴定中已广泛使用的林邦误差公式处理和计算氧化还原滴定误差"]
- ["问:什么是自身指示剂?请举例说明。", "答:自身指示剂是利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示滴定终点到达的物质。例如,在KMnO₄法中,MnO₄⁻在酸性溶液中滴定无色或浅色的还原性物质时,达到计量点后,稍过量的MnO₄⁻会使溶液由无色或浅色变为稳定的浅红色,从而指示滴定终点。此时,KMnO₄就是自身指示剂。"]
- ["问:什么是专属指示剂?请举例说明。", "答:专属指示剂本身没有氧化还原性质,但它能与滴定体系中的氧化态或还原态物质结合产生特殊颜色,从而指示滴定终点。例如,可溶性淀粉溶液在碘量法中常用作专属指示剂。当用硫代硫酸钠Na₂S₂O₃滴定I₂时,在计量点前,淀粉与溶液中的碘结合生成深蓝色的化合物;达到计量点时,溶液中的I₂全部被还原为I⁻,深蓝色立即消失,从而指示滴定终点。"]
- ["问:什么是氧化还原指示剂?请说明其变色原理。", "答:氧化还原指示剂是本身具有氧化还原性质的有机化合物。在氧化还原滴定中,这种指示剂也发生氧化还原反应,且其氧化态和还原态的颜色不同。利用指示剂由氧化态变为还原态或由还原态变为氧化态的颜色突变来指示滴定终点。其变色原理是基于指示剂的氧化态与还原态之间的颜色差异以及它们在滴定过程中的浓度变化。"]
- ["问:常用的氧化还原指示剂有哪些?请举例说明其应用。", "答:常用的氧化还原指示剂包括邻二氮菲亚铁和二苯胺磺酸钠等。邻二氮菲亚铁常用于强氧化剂滴定Fe²⁺的含量,终点由红色变为浅蓝色;而二苯胺磺酸钠则常用于K₂Cr₂O₇滴定Fe²⁺的含量,终点时溶液由无色变为紫红色。这些指示剂的选择应使它们的变色电位在滴定的电位突跃范围内,并尽量使变色电位与计量点电位一致或接近,以减小滴定误差。"]
- ["问:几种常用氧化还原指示剂?", "答:氧化还原指示剂是其本身具有氧化还原性质的有机化合物。在氧化还原滴定中, 这种指示剂也发生氧化还原反应,且氧化态和还原态的颜色不同,利用指示剂由 氧化态变为还原态或还原态变为氧化态的颜色突变,来指示滴定终点。几种常用氧化还原指示剂如图所示:@gyt99.png@$"]
- ["问:在测定有机物时,高锰酸钾与有机物反应后,通常需要采取什么步骤来完成测定?", "答:待反应完成后,将溶液酸化,用 C₂O₄²⁻ (草酸根离子)标准溶液滴定剩余的 MnO₄⁻ (高锰酸根离子),根据MnO₄⁻ 和 C₂O₄²⁻ 的量求出水中有机物的含量。"]
- ["问:返滴定法是如何应用的?能否举例说明?", "答:返滴定法应用于某些氧化性物质不能用KMnO₄溶液直接滴定的情况。例如,测定锰砂中的MnO₂含量时,可在H₂SO₄溶液中加入一定量过量的Na₂C₂O₄标准溶液,待MnO₂与C₂O₄²⁻反应完全后,用KMnO₄标准溶液返滴定剩余的C₂O₄²⁻。根据KMnO₄和Na₂C₂O₄标准溶液的浓度和用量,求出锰矿砂中MnO₂的含量。"]
- ["问:间接滴定法通常用于测定哪些物质?其原理是什么?", "答:间接滴定法通常用于测定某些非氧化还原性物质,如水中的Ca²⁺。原理是首先加入过量Na₂C₂O₄生成CaC₂O₄沉淀,过滤后沉淀用稀H₂SO₄溶解,最后用KMnO₄标准溶液滴定沉淀溶解后的C₂O₄²⁻。根据KMnO₄标准溶液的浓度和消耗量,间接求出水中Ca²⁺的含量。"]
- ["问:哪些金属离子可以用间接滴定法测定?", "答:凡是能与C₂O₄²⁻定量地沉淀为草酸盐的金属离子,如Sr²⁺、Ba²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺、Ag⁺、Bi³⁺、Ce³⁺、La³⁺等,都能用同样方法测定。"]
- ["问:如何保存和使用KMnO₄标准溶液以避免其分解?", "答:KMnO₄标准溶液应保存在暗处,使用之前一定要标定。同时,KMnO₄标准溶液不得在滴定管中保存,以避免自动分解或光化学分解。此外,用KMnO₄标准溶液滴定时,所用酸、碱或蒸馏水中不得含有还原性物质。"]
- ["问:为什么不能用KMnO₄试剂直接配制标准溶液?", "答:KMnO₄试剂中常含有少量的MnO₂和痕量的Cl-、SO₄²⁻或NO₂⁻等,而且蒸馏水中也常会有微量的还原性物质,它们与MnO₄⁻反应而析出MnO₂沉淀,故不能用KMnO₄试剂直接配制标准溶液。"]
- ["问:如何配制近似浓度的KMnO₄溶液?", "答:首先称取稍多于理论量的KMnO₄固体,溶解在一定体积的蒸馏水中。然后将配制好的KMnO₄溶液加热至沸,保持微沸约1h,再放置2~3d,使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化。最后用G3玻璃砂芯滤斗过滤除去析出的沉淀,将过滤后的KMnO₄溶液贮存于棕色试剂瓶中,并存放于暗处以待标定。"]
- ["问:标定KMnO₄的主要基准物质有哪些?为什么常用Na₂C₂O₄作基准物质?", "答:标定KMnO₄的基准物质主要有Na₂C₂O₄、H₂C₂O₄·2H₂O、(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O、As₂O₃、纯铁丝等。由于Na₂C₂O₄稳定、不含结晶水、易提纯,故常用Na₂C₂O₄作基准物质。"]
- ["问:标定KMnO₄时需要控制哪些反应条件?为什么?", "答:标定KMnO₄时需要控制的反应条件包括:温度控制在70~85℃,[H⁺]控制在0.5~1.0 mol/L,滴定速度为先慢后快,可以加入催化剂Mn²⁺,滴定终点0.5~1min内粉红色不退。这些条件的控制是为了确保反应的准确性和可重复性,避免干扰和误差的产生。例如,温度过低会导致反应速度较慢,而温度过高则会导致H₂C₂O₄的分解;[H⁺]过低会使部分MnO₄⁻还原为MnO₂,并有MnO₂·H₂O沉淀生成,而[H⁺]过高又会促进H₂C₂O₄的分解;滴定速度的控制则是为了避免KMnO₄溶液的分解和影响标定的准确度;加入催化剂Mn²⁺则是为了加快反应速度;滴定终点的判断则是为了确保反应的完成和准确性的判断。"]
- ["问:KMnO₄法的应用范围有哪些?在水质分析中主要用于什么?", "答:KMnO₄法的应用范围较广,例如可用于测定水中Fe²⁺、H₂O₂、C₂O₄²⁻、NO₂⁻以及As(Ⅲ)、Sb(Ⅲ)等还原性物质的含量;采用返滴定法测定锰矿砂中的MnO₂;采用间接滴定方式测定水中的Ca²⁺的含量等。但是,在水质分析中,KMnO₄法主要用于水中高锰酸盐指数的测定。"]
- ["问:酸性高锰酸钾法的测定步骤是什么?", "答:酸性高锰酸钾法的测定步骤包括:在酸性条件下加入过量KMnO₄标准溶液处理水样,加热反应一定时间后,加入过量Na₂C₂O₄标准溶液还原剩余的KMnO₄,再用KMnO₄标准溶液返滴剩余的Na₂C₂O₄,滴定至粉红色在0.5~1min内不消失为止。然后根据加入的KMnO₄和Na₂C₂O₄的量以及最后消耗的KMnO₄量来计算高锰酸盐指数。"]
- ["问:酸性高锰酸钾法测定中需要注意哪些干扰因素?如何消除?", "答:酸性高锰酸钾法测定中需要注意的干扰因素包括水样中Cl⁻浓度过高和水样中的还原性物质(如Fe²⁺、NO₂⁻、H₂S等)。对于Cl⁻的干扰,可以通过加入Ag₂SO₄生成AgCl沉淀来消除,或者通过加蒸馏水稀释降低Cl⁻浓度后再行测定(但需要进行校正)。对于其他还原性物质的干扰,也需要注意校正。具体的校正方法可以根据实际情况选择。"]
- ["问:碱性高锰酸钾法与酸性高锰酸钾法有何不同?", "答:碱性高锰酸钾法与酸性高锰酸钾法的基本原理类似,但反应在碱性条件下进行。碱性条件可以加快KMnO₄与水中有机物的反应速度。此外,在碱性条件下,Cl⁻的干扰较小。因此,当水样中Cl⁻浓度较高时,可以考虑使用碱性高锰酸钾法进行测定。"]
- ["问:在实际应用中,为什么要引入KMnO₄标准溶液的校正系数?如何确定?", "答:在实际应用中,引入KMnO₄标准溶液的校正系数是为了更准确地计算高锰酸盐指数。校正系数的确定方法通常是将已知量的Na₂C₂O₄标准溶液加入到用KMnO₄标准溶液滴定至粉红色不消失的水样中,再用KMnO₄标准溶液滴定至粉红色,记录消耗的KMnO₄量。通过比较加入和消耗的KMnO₄量来计算校正系数。"]
- ["问:高锰酸盐指数测定中有哪些常见的误差来源?如何避免?", "答:常见的误差来源包括样品处理不当、试剂不纯、仪器误差等。为了避免这些误差,需要严格按照标准操作程序进行样品处理和分析操作,使用优质纯试剂和校准仪器,并进行空白试验和重复测定以检验结果的准确性和精密度。此外,还需要注意控制反应条件的一致性和避免可能的干扰因素。"]
- ["问:为什么说重铬酸钾法的稳定性大于高锰酸钾法?", "答:虽然重铬酸钾的氧化能力稍小于高锰酸钾,但在水溶液中,重铬酸钾的稳定性大于高锰酸钾。这是因为高锰酸钾溶液易自身分解为MnO₂,而MnO₂/Mn²⁺电对的电位小于Cr₂O₇⁻/Cr³⁺,这可能是测定水中有机物时重铬酸钾法的氧化率大于高锰酸钾法的原因之一。"]
- ["问:重铬酸钾法如何测定铁?", "答:重铬酸钾法是测定铁的经典方法之一。对于Fe²⁺,可以直接用重铬酸钾标准溶液进行滴定;对于Fe³⁺,可以先用过量SnCl₂还原为Fe²⁺后,再用重铬酸钾标准溶液滴定。在滴定过程中,使用二苯胺磺酸钠作为指示剂,终点时溶液由无色变为紫红色。"]
- ["问:如何用重铬酸钾法测定化学需氧量(COD)?", "答:在强酸性条件下,用过量的重铬酸钾标准溶液与水中有机物等还原性物质反应。然后以试亚铁灵为指示剂,用硫酸亚铁铵(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液返滴剩余的重铬酸钾。计量点时,溶液由浅蓝色变为红色,指示滴定终点。根据硫酸亚铁铵标准溶液的用量可以求出化学需氧量(COD)。"]
- ["问:什么是回流法测定COD?", "答:回流法是目前国内外常用的测定COD的方法。它涉及将水样、K₂Cr₂O₇标准溶液、浓H₂SO₄和Ag₂SO₄放入带有回流冷凝管的磨口三角瓶中,加热回流2h后,用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定剩余的K₂Cr₂O₇,从而计算出COD值。但此方法存在药品消耗量大、不经济、氧化率低等缺点。"]
- ["问:密封法测定COD的特点是什么?", "答:密封法测定COD的最大特点是用简单的比色管消化,摒弃了繁琐的回流程序和装置。它省药、省电、省水、省设备,减少了环境污染,可批量分析样品。此方法简单、准确、可靠。"]
- ["问:微波消解法测定COD的原理是什么?", "答:微波消解法测定COD的原理与回流法相似,但使用微波加热来加速消解过程。水样、K₂Cr₂O₇标准溶液和H₂SO₄-Ag₂SO₄催化剂溶液被加入消解罐中,在微波炉中进行消解。消解后,用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定剩余的K₂Cr₂O₇,从而计算出COD值。微波消解法具有加热速度快、均匀、高效节能等优点。"]
- ["问:微波消解设备由哪些部分组成?", "答:微波消解设备主要由微波炉和消解容器组成。实验室专用微波炉具有防腐蚀的排放装置和涂料以保护炉腔,且带有压力或温度控制系统。消解所用容器为能承受一定压力的密封罐,通常选用聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基乙烯(PFA)、石英等材料制成。"]
- ["问:碘量法主要用于测定哪些物质?", "答:碘量法主要用于水中余氯、二氧化氯、溶解氧、生物化学需氧量以及水中有机物和无机还原性物质(如S²⁻、SO₃²⁻、S₂O₃²⁻、As(Ⅲ)、Sn²⁺等)的测定。"]
- ["问:碘量法的基本反应式是什么?", "答:碘量法的基本反应式为:I₂ + 2e → 2I⁻ 和 2S₂O₃²⁻ + I₂ → 2I⁻ + S₄O₆²⁻ (连四硫酸盐)。但在实际应用中,由于I₂在水中的溶解度很小,它通常以I₃⁻的形式存在,即I₂ + I⁻ → I₃⁻。"]
- ["问:碘量法如何进行分类?", "答:碘量法可以分为直接碘量法和间接碘量法。直接碘量法是用I₂标准溶液直接滴定还原性物质的方法。间接碘量法是利用Na₂S₂O₃标准溶液间接滴定被氧化并定量析出的I₂,从而求出氧化性物质含量的方法。"]
- ["问:直接碘量法有什么限制?", "答:直接碘量法必须在中性或酸性溶液中进行,因为I₂在碱性溶液中会发生歧化反应,生成IO₃⁻和I⁻,从而影响测定结果。此外,由于I₂是较弱的氧化剂,只有少数还原能力较强且不受H⁺浓度影响的物质才能定量发生反应。"]
- ["问:间接碘量法可以测定哪些物质?", "答:间接碘量法可以测定多种氧化性物质,如氯(Cl₂)、次氯酸盐(ClO⁻)、二氧化氯(ClO₂)、亚氯酸盐(ClO₂⁻)、氯酸盐(ClO₃⁻)、臭氧(O₃)、H₂O₂、Fe³⁺、Cu²⁺、AsO₃³⁻、IO₅⁻、Cr₂O₇²⁻、NO₂⁻等。此外,它还可以用于测定有机化合物等还原性物质的含量。"]
- ["问:碘量法在水处理和水质分析中有何应用?", "答:碘量法在水处理和水质分析中有广泛的应用空间,特别是在测定水中氧化性物质和还原性物质方面。通过碘量法,可以了解水质的氧化还原状态,评估水体的污染程度和处理效果,为水处理和环境保护提供重要依据。"]
- ["问:碘量法为何需要在中性或弱酸性溶液中进行?", "答:在碱性溶液中,S₂O₃²⁻会与I₂发生副反应,并且I₂本身也会发生歧化反应。而在强酸性溶液中,Na₂S₂O₃会发生分解。因此,为了保证S₂O₃²⁻与I₂的反应定量且迅速完全,碘量法必须在中性或弱酸性溶液中进行。"]
- ["问:I₂在碘量法中可能会有什么问题?", "答:I₂的挥发和I⁻的氧化是碘量法中可能遇到的问题。I₂的挥发可以通过在KI溶液中形成I₃⁻来减少。而I⁻在酸性溶液中可能会被空气中的O₂氧化成I₂,产生滴定误差。"]
- ["问:碘量法的滴定终点常用什么来确定?", "答:碘量法的滴定终点常用长链无分枝的淀粉指示剂来确定。在少量I⁻存在下,I₂与淀粉反应形成蓝色吸附络合物;没有I₂时,溶液无色。根据溶液中蓝色的出现或消失来指示滴定终点。"]
- ["问:使用淀粉指示剂时需要注意什么?", "答:使用淀粉指示剂时需要注意淀粉溶液的新鲜程度。最好用新鲜配制的淀粉溶液,切勿放置过久。否则可能会产生有分枝的淀粉与I₂的吸附络合物呈紫色或紫红色,使得用Na₂S₂O₃标准溶液滴定时终点不敏锐。"]
- ["问:配制Na₂S₂O₃标准溶液时为何要用新煮沸并冷却的蒸馏水?", "答:用新煮沸并冷却的蒸馏水是为了杀死水中的细菌并去除CO₂和部分溶解氧,因为Na₂S₂O₃溶液不稳定,易分解,会受到水中细菌、CO₂、O₂的作用而分解。"]
- ["问:Na₂S₂O₃标准溶液为何要在暗处放置1~2周?", "答:放置1~2周是为了使水中的其他氧化性物质,如Fe³⁺、Cu²⁺等,与Na₂S₂O₃充分作用完全,使Na₂S₂O₃标准溶液的浓度趋于稳定。"]
- ["问:如何标定Na₂S₂O₃标准溶液?", "答:标定Na₂S₂O₃标准溶液通常采用间接碘量法。在弱酸性溶液中,基准物质与过量KI反应析出等化学计量的I₂,然后用Na₂S₂O₃标准溶液(近似浓度)滴定至蓝色消失,计算Na₂S₂O₃标准溶液的浓度。"]
- ["问:如何配制I₂标准溶液?", "答:I₂标准溶液通常将称好的碘溶于KI溶液中,待全部溶解后,用水稀释至一定体积,倾入棕色瓶中于暗处保存。需要避免与橡皮等有机物接触,也要防止见光、遇热,否则浓度将发生变化。"]
- ["问:什么是化合性余氯?", "答:化合性余氯实际上是一种复杂的无机氯胺(NH₄Cly)和有机氯胺(RNClz)的混合物,其中x、y、z为0~3的数值。若原水中含有NH₃·H₂O,加入氯后会生成一氯胺NH₂Cl、二氯胺NHCl₂和三氯胺NCl₃等。"]
- ["问:水中余氯的测定原理是什么?", "答:水中余氯的测定原理是在酸性溶液中与KI作用,释放出等化学计量的碘I₂,以淀粉为指示剂,用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至蓝色消失。通过消耗的Na₂S₂O₃标准溶液的用量求出水中的余氯。"]
- ["问:哪些物质会干扰余氯的测定?", "答:水样中若含有NO₂⁻、Fe³⁺、Mn(IV)时,会干扰余氯的测定。使用乙酸盐(HAc/Ac-)缓冲溶液缓冲pH在3.5~4.2之间,可以减少这些物质的干扰。"]
- ["问:水中臭氧O₃的测定原理是什么?", "答:水中臭氧O₃的测定原理是将溶解在水中的O₃从溶液中吹脱至大大过量的KI溶液中,I⁻被定量地氧化成I₂,同时O₃还原成O₂。然后在酸性溶液中(pH<2.0),以淀粉为指示剂,用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至蓝色消失。根据Na₂S₂O₃标准溶液的消耗量,计算水中剩余O₃的含量。"]
- ["问:水中臭氧O₃测定中需要注意哪些问题?", "答:水中臭氧O₃测定中需要注意的问题包括进行空白试验以校正误差、保持吸收O₃时溶液呈碱性、水样不能保存或贮存必须立即测定、避免其他氧化性物质的干扰等。如果水样中存在其他氧化性物质,需将水样中O₃用惰性气体(如N₂)吹脱至KI溶液中进行测定。"]
- ["问:什么是溶解氧?其表示单位是什么?", "答:溶解于水中的氧称为溶解氧,用DO表示,单位为mgO₂/L。天然水中溶解氧的饱和含量与空气中氧的分压、大气压力和水温有密切关系,与水中的含盐量也有一定的关系。"]
- ["问:溶解氧的测定有什么意义?", "答:溶解氧的测定对于了解水源自净作用、水污染控制和废水处理工艺控制具有重要意义。清洁地表水的溶解氧一般接近饱和状态,而有机物质污染会导致溶解氧减少,因此溶解氧也是一项水质综合指标。"]
- ["问:氧在水中的溶解度?", "答:溶解于水中的氧称为溶解氧,用DO 表示,单位为mgO₂/L 。天然水中溶解\n氧的饱和含量与空气中氧的分压、大气压力和水温有密切关系,与水中的含盐量 也有一定的关系。 一般大气压力减小、温度升高,水中含盐量增加,都会使水中 溶解氧减少,其中温度影响尤为显著。下图列出了不同水温、不同Cl⁻浓度下 在标准大气压(101.3kPa) 、 空气中含氧为20.9%时,水中氧的溶解度。如图所示:@gyt100.png@$,@gyt101.png@$"]
- ["问:DO的测定原理是什么?", "答:DO的测定原理是通过加入硫酸锰和NaOH将水中的溶解氧固定为水合氧化锰棕色沉淀,然后在酸性条件下与KI作用释放出等化学计量的I₂。以淀粉为指示剂,用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至蓝色消失,根据Na₂S₂O₃标准溶液的消耗量计算水中DO的含量。"]
- ["问:DO测定中的主要反应有哪些?", "答:DO测定中的主要反应包括:Mn²⁺+2OH⁻ → Mn(OH)2↓(白色沉淀转为棕色沉淀),MnO(OH)₂+2I⁻+4H⁺ → Mn²⁺+I₂+3H₂O(棕色沉淀与KI在酸性条件下作用释放出I₂),I₂+2S₂O₃²⁻ → 2I⁻+S₄O₆²⁻(I₂与Na₂S₂O₃反应)。"]
- ["问:DO的计算公式是什么?", "答:DO的计算公式是:DO = (C * V * 8) / V水,其中C是硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/L),V是Na₂S₂O₃标准溶液的消耗量(mL),8是氧的摩尔质量(1/2O, g/mol),V水是水样的量(mL)。"]
- ["问:哪些物质会干扰碘量法测定DO?", "答:干扰碘量法测定DO的物质包括Fe²⁺、Fe³⁺、S²⁻、NO₂⁻、SO₃²⁻、Cl₂以及各种有机物等氧化还原性物质。其中氧化性物质可使碘化物游离出I₂,产生正干扰;还原性物质把I₂还原成I⁻,产生负干扰。"]
- ["问:如何消除NO₂⁻对碘量法测定DO的干扰?", "答:消除NO₂⁻对碘量法测定DO的干扰的方法是加入叠氮化钠(NaN₃)。具体做法是在水样中加入数滴5%NaN₃溶液,或者在配制碱性KI溶液时同时加入1%NaN₃和碱性KI,然后加H₂SO₄使棕色沉淀物全部溶解。这样可消除NO₂⁻的干扰。"]
- ["问:水样中同时含有Fe²⁺、S²⁻、NO₂⁻、SO₃²⁻等还原性物质时,且Fe²⁺浓度较高时,应如何处理?", "答:当水样中同时含有较高浓度的Fe²⁺和其他还原性物质时,可以采用KMnO₄修正法。即先将水样在酸性条件下用KMnO₄处理,剩余的KMnO₄再用H₂C₂O₄除去。这样可以消除还原性物质对碘量法测定DO的干扰。"]
- ["问:膜电极法测定DO的原理是什么?", "答:膜电极法测定DO的原理是将膜电极置于水样中,其中可溶性杂质和水不能通过薄膜,只有O₂和其他气体透过薄膜进入检测部件并与电极发生化学反应。O₂在电极上还原产生微弱的扩散电流,回路中即有电流产生。该电流大小与水中DO成正比,通过测量电流即可求得DO的含量。这种方法操作简便快速,适用于现场测定。"]
- ["问:什么是生物化学需氧量(BOD₅)?它表示什么意义?", "答:生物化学需氧量(BOD₅)是在规定条件下微生物分解水中有机物所进行的生物化学过程中消耗的溶解氧的量。它表示水体中有机物污染的综合指标之一,用于评价水体中有机物的含量和污染程度。BOD₅的测定对于水质分析和水处理具有重要意义。"]
- ["问:BOD₅的测定方法主要有哪些步骤?", "答:BOD₅的测定方法主要包括以下步骤:将水样调整至适宜的温度和pH值,充入足够的溶解氧使水样中的微生物能够正常生长;在规定的温度下(通常为20℃)将水样培养5天;培养前后分别测定水样中的溶解氧含量;根据培养前后溶解氧的差值计算BOD₅的值。如果水样中有机物含量较高或含有有毒物质,则需要进行稀释或接种处理后再进行测定。"]
- ["问:气压计库仑式 BOD₅ 测量仪的工作原理是什么?", "答:培养瓶内水样中的溶解氧在进行生物氧化反应时被消耗,导致瓶中O₂分压和总气压下降,该压力降由电极式压力计测出并转换成电信号。电信号经放大器放大后,带动同步马达工作和电解瓶中酸性 CuSO₄ 溶液电解产生O₂。通过反复过程使培养瓶内空间始终处于恒压状态,以促进微生物活动和生化反应正常进行。根据库仑定律,反应过程中消耗的氧量与电解时所需的电量成正比。"]
- ["问:气压计库仑式 BOD₅ 测量仪可以测定哪些参数?", "答:气压计库仑式 BOD₅ 测量仪不仅可以测定5日生化需氧量 (BOD₅),还可以测定任何培养天数的 BOD₅ 值,并能绘出生化需氧量-培养日数的曲线。"]
- ["问:连续碘量法的分析流程是怎样的?", "答:连续碘量法的分析流程包括三个水样处理步骤和相应的计算。每个水样在不同的pH条件下与碘离子反应,然后用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点,记录消耗的Na₂S₂O₃体积。通过计算,可以得到水样中Cl₂、ClO₂、ClO₂- 和 ClO₃⁻ 的含量。"]
- ["问:连续碘量法的准确度和精密度如何?", "答:连续碘量法的准确度通过回收率实验来评估,平均回收率分别为ClO₂ 96.78%、Cl₂ 98.17%、ClO₂⁻ 97.28% 和 ClO₃⁻103.31%。精密度通过变异系数CV来评估,测得的CV分别为:ClO₂ 1.52%、Cl₂ 2.37%、ClO₂ ⁻ 2.43% 和 ClO₃⁻3.56%。"]
- ["问:气压计库仑式 BOD₅ 仪原理图?", "答:BOD₅ 测定仪可根据仪器密封系统中氧量—气压变化或氧量—电量变 化的相关关系来求得 BOD₅ 值,或直接用薄膜电极求得生化过程中的耗氧量。现 在使用较多的是气压计库仑式 BOD₅ 测量仪如图所示:@gyt102.png@$"]
- ["问:哪些物质可以与溴酸钾迅速反应,并可以用直接滴定法测定?", "答:能与溴酸钾迅速反应的物质包括As(Ⅲ)、Sb(Ⅲ)、Sn²⁺、Tl⁺、Cu⁺以及联胺NH₂NH₂等,这些物质可以用直接滴定法进行测定。"]
- ["问:什么是间接KBrO₃滴定法?", "答:间接KBrO₃滴定法是一种将溴酸钾法与碘量法联合使用的方法。在酸性溶液中,过量的溴酸钾与水中的还原性物质完全反应后,用过量的碘化钾还原剩余的溴酸钾为溴离子,并析出等化学计量的碘。最后,以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至终点。"]
- ["问:如何计算水样中苯酚的含量?", "答:根据消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量来计算水样中苯酚的含量。具体公式为:苯酚含量 = (CM₂So₂ * (V₀ - V₁) * 15.68) / V水,其中CM₂So₂是硫代硫酸钠标准溶液的浓度,V₀和V₁分别是空白和水样消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量,15.68是苯酚的摩尔质量,V水是取水样的量。"]
- ["问:废水中BOD₅/COD的一般比值是多少?这个比值代表了什么?", "答:废水中BOD₅/COD的一般比值是0.4~0.8,这个比值代表了废水中可被生物氧化分解的有机物的含量占总有机物的大致比例。"]
- ["问:有机化合物转换系数?", "答:高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)和生物化学需氧量(BOD₅) 都是间接地 表示水中有机物污染综合指标。前两者是在规定条件下,水中有机物被KMnO₄ 、 K₂Cr₂O₇ 氧化所需氧量(mgO₂/L), 两者均不能反映出被微生物氧化分解的有机 物的量;后者是在有溶解氧的条件下,可分解有机物被微生物氧化分解所需的氧 量(mgO₂/L), 但由于微生物的氧化能力有限,也不能反映全部有机物的总量。 因此,这些有机物污染综合指标只能表示水中有机物质的相对数量。但是,在尚 无其他方法和适宜手段时,高锰酸盐指数、COD 、BODs 仍不失为水质分析、水 污染控制中的重要方法和评价参数。\n现将部分有机化合物的理论需氧量 (ThOD 表示, gO₂/g 有机物)列于下图及高锰酸盐指数、COD 、BOD;3种综合指标的实际氧化率(%)列于下图。如图所示:@gyt103.png@$,@gyt104.png@$"]
- ["问:其他化合物的转换系数?", "答:高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)和生物化学需氧量(BOD₅) 都是间接地 表示水中有机物污染综合指标。前两者是在规定条件下,水中有机物被KMnO₄ 、 K₂Cr₂O₇ 氧化所需氧量(mgO₂/L), 两者均不能反映出被微生物氧化分解的有机 物的量;后者是在有溶解氧的条件下,可分解有机物被微生物氧化分解所需的氧 量(mgO₂/L), 但由于微生物的氧化能力有限,也不能反映全部有机物的总量。 因此,这些有机物污染综合指标只能表示水中有机物质的相对数量。但是,在尚 无其他方法和适宜手段时,高锰酸盐指数、COD 、BODs 仍不失为水质分析、水 污染控制中的重要方法和评价参数。\n现将部分有机化合物的理论需氧量 (ThOD 表示, gO₂/g 有机物)列于下图及高锰酸盐指数、COD 、BOD;3种综合指标的实际氧化率(%)列于下图。如图所示:@gyt105.png@$"]
- ["问:不同分析方法的氧化率比较?", "答:高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)和生物化学需氧量(BOD₅) 都是间接地 表示水中有机物污染综合指标。前两者是在规定条件下,水中有机物被KMnO₄ 、 K₂Cr₂O₇ 氧化所需氧量(mgO₂/L), 两者均不能反映出被微生物氧化分解的有机 物的量;后者是在有溶解氧的条件下,可分解有机物被微生物氧化分解所需的氧 量(mgO₂/L), 但由于微生物的氧化能力有限,也不能反映全部有机物的总量。 因此,这些有机物污染综合指标只能表示水中有机物质的相对数量。但是,在尚 无其他方法和适宜手段时,高锰酸盐指数、COD 、BODs 仍不失为水质分析、水 污染控制中的重要方法和评价参数。\n现将部分有机化合物的理论需氧量 (ThOD 表示, gO₂/g 有机物)列于下图及高锰酸盐指数、COD 、BOD;3种综合指标的实际氧化率(%)列于下图。如图所示:@gyt106.png@$,@gyt107.png@$"]
- ["问:TOC是如何测定的?", "答:TOC是通过总有机碳分析仪测定的,其原理是将水样在高温炉内燃烧,生成CO₂,然后用无色散红外线CO₂气体分析仪测定CO₂的量,从而求出水中有机碳和无机碳的总和TC,再减去无机碳IC的值,即得到TOC。"]
- ["问:在TOC测定中,哪些因素会影响测定结果?", "答:在TOC测定中,水样的pH值、Cl⁻、NO₃⁻、SO₄²⁻、PO₄³⁻等离子浓度以及重金属离子的含量都可能影响测定结果。当pH>11时,由于吸收空气中的CO₂,会使TOC值偏高;当离子浓度过高时,需要用无CO₂蒸馏水稀释后测定;重金属离子含量过高时,可能会堵塞石英管注入口等系统,影响测定。"]
- ["问:100mg/L 有机物溶液中TOC值 (mg/L)?", "答:总有机碳(Total Organic Carbon,TOC) 表示水体中有机物总的碳含量,用 TOC 表示,单位为mg C/L 。TOC标志着水中有机物的含量,反映了水中总有机 物污染程度,是水中有机物污染综合指标之一。100mg/L 有机物溶液中TOC值如图所示:@gyt110.png@$,@gyt111.png@$"]
- ["问:TOD测定中,哪些物质会干扰测定结果?", "答:在TOD测定中,水中常见的CI、SO、HCO₃、HPO等阴离子一般不干扰测定。但是,当Cl-的浓度>1000mg/L时,TOD值会偏高。另外,水中含NO₃或NO₂时,由于900℃时分解产生O₂,会使TOD值偏低。悬浮物颗径大于1mm或重金属离子浓度较大时,也可能影响测定结果。"]
- ["问:TOD与其他水质指标(如COD、BOD₅)相比有何优点?", "答:TOD与其他水质指标相比,具有更高的氧化率,能更准确地反映水中需氧物质的总量。此外,TOD操作简便、准确可靠,可以自动连续测定。"]
- ["问:什么是活性炭氯仿萃取物 (CCE)?", "答:活性炭氯仿萃取物 (CCE) 是表示水中有机物污染程度的一项综合指标。它通过将水中有机物的混合物在给定的条件下吸附在活性炭上,然后用氯仿萃取并称重残渣来测定。"]
- ["问:CCE的测定原理是什么?", "答:CCE的测定原理是将水中有机物的混合物在给定的条件下吸附在活性炭上,然后用氯仿萃取。萃取液经过蒸馏至小体积后转移至已恒重的具塞称量小瓶中,在不含油的平稳空气流中蒸发至干,然后称重。残渣重量即为有机物的含量,用CCE表示。"]
- ["问:CCE法有哪些注意事项?", "答:在使用CCE法时,需要注意有些有机物不能被活性炭吸附或不能被氯仿解吸,造成负误差;有些无机物也会增加萃取物的重量,造成正误差。此外,CCE法主要适用于含溶解形态有机物的水样测定,不适于含高浓度有机废水的测定。由于氯仿对人体健康有潜在危害,操作时需在通风橱内进行。"]
- ["问:CCE法在水质评价中有何意义?", "答:CCE法主要用于监测水中总有机物浓度,尤其对含有臭味、有毒有害有机物的水质评价来说,CCE是很有意义的。它可以帮助评估水体的污染程度和有机物的含量,为水质管理和控制提供重要依据。"]
- ["问:部分有机化合物的 TOD、COD (回流法) 和 BOD₅ 的氧化率 (%)?", "答:现将部分有机物的 TOD 值列于表6.11,由表中可见,各种有机物的氧化率大小顺序是: TOD>COD>BOD₅,表明对一些有机化合物用TOD 分析仪测定的 TOD 氧化率都很高。尤其 含氮有机物的氧化率更为突出,这是 COD 、BOD₃ 无法与之媲美的。例如丙烯腈的氧化率TOD为92.4%,TOC 为 82 % ,COD 为 44 % , 而BOD₃ 根本测不出。因此,TOD 更能准确地 反映水中需氧物质的总量。如图所示:@gyt115.png@$"]
- ["问:紫外吸光度与哪些指标有良好的相关性?", "答:紫外吸光度(UVA)与化学需氧量(COD)、生物化学需氧量(BOD₅)、总有机碳(TOC)等水中有机物污染综合指标具有良好的相关性。这意味着通过测量UVA,可以推断出这些指标的大致含量,从而评估水质的有机污染程度。"]
- ["问:紫外吸光度的测量方法是什么?", "答:紫外吸光度的测量方法是在两个特定波长处测定水样的吸光度差值,通常使用1cm石英皿,并以不含有机物的蒸馏水作为空白对照,以消除悬浮物的影响。具体波长选择可能因应用而异。"]
- ["问:紫外吸光度有哪些优点?", "答:紫外吸光度作为有机物污染指标具有操作简单、快速准确和重现性好等优点。此外,它还可以用于推断水质的物理和化学指标,如氮氧化物、电导率、悬浮物和氨氮等。这使得紫外吸光度成为一种有效且实用的水质评估工具。"]
- ["问:紫外吸光度在水处理中如何应用?", "答:在水处理中,紫外吸光度(UVA)可以作为评价处理效果的参数。通过测量处理前后水样的UVA值,可以计算出去除率或穿透率,从而评估水处理工艺对有机物的去除效率。由于UVA测定方法简单、快速且准确,因此在水处理领域具有广泛的应用前景。"]
- ["问:紫外吸光度是否可以代替其他水质指标?", "答:紫外吸光度(UVA)可以作为其他水质指标(如高锰酸盐指数)的代用参数,用于评估水中有机物的污染程度。然而,它不能完全替代COD、BOD₅等传统指标,因为各种指标可能对不同类型的有机物或不同水质条件有不同的响应。因此,在实际应用中,可能需要结合多种指标来全面评估水质。"]
- ["问:不同工艺流程高锰酸盐指数流出曲线?", "答:前面已经介绍紫外吸收(用紫外吸光度UVA 表示)可作为水中有机物污染 综合指标——COD 、BOD₅ 、TOC等的代用参数。在水处理方面,为了评价处理效果,可以采用UVA 作为评价参数。这里用穿透率(或用去除率)描述某水厂净化工艺中去除有机物的效率。图为传统滤池和臭氧氧化塔以 及颗粒活性炭 (GAC)过滤等工艺流程中高锰酸盐指数和UVA 流出曲线。图 6.8表明臭氧氧化塔出水高锰酸盐指数去除率为70%, GAC 滤池出水高锰酸盐 指数去除率为85%。说明紫外吸光度 (UVA)完全可以代替高锰酸盐指数作为水处理效果的评价指标,由于 UVA 测定方法简单、快速、准 确,因此,UVA 评价水处理效果将会得到广泛应用。目前,已有用于有机污水 分析的自动分析仪器。如图所示:@gyt117.png@$"]
- ["问:玻璃电极示意图?", "答:pH 玻璃电极是具有 H+ 专属性的典型离子选择电 极。它的主要部分是一个玻璃泡,内充pH 一定的缓冲 溶液(内参比溶液),其中插入一支Ag-AgCl 电极作 内参比电极;玻璃泡下端为球形薄膜(由SiO₂ 基质中加入Na₂O 和少量 CaO 烧结而成),膜厚约50μm 左右,如图所示:@gyt119.png@$"]
- ["问:什么是pH玻璃电极?", "答:pH玻璃电极是具有H⁺专属性的典型离子选择电极。它的主要部分是一个玻璃泡,内充pH一定的缓冲溶液(内参比溶液),其中插入一支Ag-AgCl电极作内参比电极;玻璃泡下端为球形薄膜,由SiO₂基质中加入Na₂O和少量CaO烧结而成,膜厚约50μm左右。"]
- ["问:水合硅胶层在玻璃电极中起什么作用?", "答:水合硅胶层主要起着玻璃电极的作用。在内部溶液与薄膜界面间有相界电位φA;外部溶液与薄膜界面间也有相界电位φB;而玻璃薄膜还有扩散电位qn。玻璃膜的总电位φ(g)由这三部分组成。"]
- ["问:玻璃电极的膜电位是如何决定的?", "答:玻璃电极的膜电位主要由被测定溶液和薄膜间的相界电位φB决定的,而φB服从能斯特方程,与离子活度有关。在H⁺的测量中(25℃),膜电位与H⁺活度的对数成正比。"]
- ["问:如何用玻璃电极测量溶液的pH?", "答:如果玻璃电极与另一参比电极(如饱和甘汞电极)和被测溶液组成原电池,则电池中两电极的电位差即为电池的电位。这个电位差与溶液的pH值有关,因此可以通过测量电位差来求出被测水样中的H⁺浓度或pH值。"]
- ["问:在玻璃电极的测量中,什么因素会影响测量结果的准确性?", "答:在玻璃电极的测量中,影响测量结果准确性的因素可能包括玻璃电极的浸泡时间、温度、以及被测溶液中其他离子的干扰等。因此,在使用玻璃电极进行测量时,需要注意这些因素的控制和校正。"]
- ["问:液体离子交换膜电极是什么?", "答:液体离子交换膜电极是用浸有液体离子交换剂的惰性多孔薄膜作为电极膜的电极。其响应机理与其他电极类同,只是结构略为复杂一些。如图所示:@gyt121.png@$"]
- ["问:我国已研制出哪些离子选择电极?", "答:我国已研制出Na⁺、K⁺、Ag⁺、F⁻、Cl⁻、Br⁻、I⁻、CN⁻、NO₃⁻、Hg²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、S²⁻、CO₃²⁻等十几种离子选择电极。"]
- ["问:在25℃时,饱和甘汞电极的电位表达式是什么?", "答:在25℃时,饱和甘汞电极的电位表达式为:φHg₂Cl₂/Hg=φᶱHg₂Cl₂/Hg - 0.059lgαcl⁻,其中φHg₂Cl₂/Hg是标准电极电位,αcl⁻是Cl⁻离子的活度。"]
- ["问:不同温度时,饱和甘汞电极的电位如何变化?", "答:不同温度时,饱和甘汞电极的电位变化可用表达式:E(t) = 0.2415 - 7.6×10^(-4)(t-25) V 来描述,其中t是温度。"]
- ["问:离子活度是什么?如何测定?", "答:离子活度是水中某一特定离子的有效浓度。离子活度可以通过离子选择电极进行测定,该电极与参比电极(如饱和甘汞电极)组成工作电池,通过测量两电极间的电位差来确定离子活度。"]
- ["问:离子选择电极的选择性常数是什么?", "答:离子选择电极的选择性常数(K)是反映电极对特定离子响应相对于其他干扰离子响应的灵敏度的指标。选择性常数越小,表示电极对特定离子的响应越灵敏,相对其他离子的干扰越小。"]
- ["问:如何提高离子选择电极的选择性?", "答:提高离子选择电极的选择性可以通过选择具有更高选择性的电极材料、优化电极结构、改进电极制备工艺等方法实现。此外,中性载体薄膜电极和酶电极等新型电极也具有较高的选择性,是离子选择电极发展的重要方向。"]
- ["问:离子活度与离子浓度的关系是什么?", "答:离子活度与离子浓度在稀溶液中近似相等,但在浓溶液中由于离子间的相互作用,离子活度会小于离子浓度。离子活度系数(γ)用于描述这种差异,它是溶液中离子强度的函数。"]
- ["问:如何消除离子强度对离子活度测定的影响?", "答:为了消除离子强度对离子活度测定的影响,可以在标准溶液和被测水样中加入总离子强度调节缓冲液(TISAB)。TISAB是一种含有大量电解质的溶液,用于固定溶液的离子强度,使离子活度系数保持恒定。这样,就可以在相同的离子强度下比较水样和标准溶液的离子活度。"]
- ["问:离子选择电极测量中需要控制哪些实验条件,离子选择电极测量的\n基本实验电路及装置?", "答:在离子选择电极测量中,需要控制的实验条件包括温度、搅拌溶液以缩短电位平衡时间、保持参比电极电位、膜内表面电位和液接电位的恒定等。此外,为了提高测量结果的准确度,还需要使用高灵敏度和准确度的电位测量仪器,如图所示:@gyt125.png@$。"]
- ["问:卤素离子选择电极可以用来测定哪些离子?", "答:卤素离子选择电极可以用来直接测定饮用水、天然水、牛奶中的Cl⁻离子,溴离子、碘离子、氰离子选择电极可用于天然水中的Br⁻、有机物中I⁻、水中CN⁻等的测定。"]
- ["问:什么是电位滴定法?", "答:电位滴定法是向水样中滴加能与被测物质进行化学反应的滴定剂,通过电极电位的“突跃”来确定滴定终点,从而根据滴定剂的浓度和用量,求出水样中被测物质的含量或浓度。"]
- ["问:如何确定电位滴定的滴定终点?", "答:滴定终点是通过观察电位滴定曲线上的“突跃”来确定的。在计量点附近,每滴加少量滴定剂(如0.1或0.2mL)就测量一次电位,当电位发生显著变化时,即达到滴定终点。"]
- ["问:在进行电位滴定时,滴定剂的加入量有什么特别之处?", "答:在进行电位滴定时,滴定开始时每次所加滴定剂的体积可以多一些,以加快滴定进程。但在接近计量点时,需要减小每次滴加的体积(如0.1或0.2mL),以便更准确地确定滴定终点。"]
- ["问:电位滴定法在酸碱滴定中是如何应用的?", "答:在酸碱滴定中,电位滴定法通过测量溶液中的电位变化来确定滴定终点。一般采用玻璃电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极。通过滴定剂(如NaOH或HCl标准溶液)的加入,观察电位突跃来判断滴定终点。这种方法可以用于测定水样中的酸度或碱度。"]
- ["问:在沉淀滴定中,电位滴定法如何测定Cl-?", "答:在沉淀滴定中,电位滴定法测定Cl-时,使用氯离子选择电极为指示电极,玻璃电极或双液接参比电极为参比。通过加入AgNO₃标准溶液并测定两电极间的电位变化来确定滴定终点。该方法可用于地表水、地下水和工业废水中氯化物的测定,且不受水样颜色和浑浊度的影响。"]
- ["问:电位滴定法在络合滴定中有何应用?", "答:在络合滴定中,电位滴定法可以通过使用特定的指示电极来测定络合反应的滴定终点。例如,使用银电极或汞电极作为指示电极,测定Ag(CN)₂⁻或Hg(CN)₄²⁻等络离子的生成。此外,还可以利用离子选择电极(如氟离子选择电极、钙离子选择电极)来指示络合滴定的终点。"]
- ["问:氧化还原滴定中电位滴定法是如何应用的?", "答:在氧化还原滴定中,电位滴定法通常使用铂电极为指示电极,汞电极为参比电极。通过观察氧化态和还原态浓度在计量点附近的急剧变化,以及由此引起的电位突跃,来确定滴定终点。例如,用KMnO₄标准溶液滴定Fe²⁺、Sn²⁺、C₂O₄²⁻等离子,或用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定Fe²⁺、Sn²⁺、I⁻等离子。"]
- ["问:恒电流电位滴定法是如何工作的?", "答:恒电流电位滴定法采用两个指示电极,并在电极间施加微小且稳定的电流。通过观察滴定过程中两指示电极间电位差的变化,来确定滴定终点。这种方法是电位滴定法的一种衍生方法。"]
- ["问:电导法在水质分析中有哪些应用?", "答:利用电导仪测定水的电导率,可判断水质状况,包括检验水质的纯度、判断水质状况、估算水中溶解氧和溶解性总固体的含量等。此外,还可以利用电导滴定法测定稀溶液中的离子浓度。"]
- ["问:阳极溶出伏安法是什么?", "答:阳极溶出伏安法是一种电化学分析方法,通过预电解使被测金属离子在电极上富集,然后改变电极电位使富集的金属重新溶出,并记录其氧化波(溶出曲线)来进行定性和定量分析。"]
- ["问:分子吸收光谱的产生原因是什么?", "答:当分子受到一定范围的光波照射时,会吸收某些特定波长的光波,导致分子能级从基态跃迁到激发态。这种被吸收的光波形成的谱线就是吸收光谱。产生原因是分子的能量具有量子化的特征,只能吸收等于两个或n个能级之差的能量。"]
- ["问:如何解释KMnO₄溶液的颜色?", "答: KMnO₄溶液吸收了复合光中的绿色光(在λmax=525nm吸收最多),而红色紫色光几乎完全透过,因此溶液呈紫红色。这是由于KMnO₄分子对绿色光的选择性吸收所导致的。"]
- ["问:什么是吸收光谱?", "答:当不同波长的光依次射入被测溶液时,溶液对不同波长的光有不同的吸收。通过测量不同波长下的透光率或吸光度,并以波长为横坐标,透光率或吸光度为纵坐标作图,得到的曲线就是吸收光谱。"]
- ["问:在紫外-可见吸收光谱和红外吸收光谱中,常用的纵坐标和横坐标是什么?", "答:在紫外-可见吸收光谱中,纵坐标多用吸光度A,横坐标多用波长λ纳米(nm)。在红外吸收光谱中,纵坐标多用透光率T%,横坐标多用波数T(cm-¹)或波长微米(μm)。"]
- ["问:什么是最大吸收峰λmax?", "答:最大吸收峰λmax是吸收曲线上最大吸收峰所对应的波长。在λmax处测定吸光度灵敏度最高,是定量分析的依据。通常选用λmax作为测定水样中某组分的工作波长。"]
- ["问:选择溶剂时需要注意什么?", "答:在选择溶剂时,除了要求样品不能与溶剂反应和样品在溶剂中的溶解度外,还应注意在所选波长范围内溶剂不吸收或吸收很弱。此外,不同溶剂(含不同pH溶剂)的吸收谱带或吸收光谱可能不同。"]
- ["问:溶液吸收光的颜色与透过光的颜色的关系?", "答:| 颜色 | λ (nm) | 吸收光 | 透过光颜色 |\n| --- | --- | --- | --- |\n| 紫 | 400~450 | 黄绿及其他 | 紫 |\n| 蓝 | 450~480 | 黄、橙、红及其他 | 蓝 |\n| 青蓝 | 480~490 | 橙、红及其他 | 青蓝 |\n| 绿 | 490~500 | 红、紫及其他 | 绿 |\n| 青 | 500~560 | 紫红、橙及其他 | 青 |\n| 黄绿 | 560~580 | 紫、蓝及其他 | 黄绿 |\n| 黄 | 580~600 | 蓝、紫及其他 | 黄 |\n| 橙 | 600~650 | 青蓝、紫及其他 | 橙 |\n| 红 | 650~760 | 青、蓝、紫及其他 | 红 |"]
- ["问:朗伯—比尔定律的适用范围是什么?", "答:朗伯—比尔定律适用于一定波长下,某种物质的摩尔吸收系数和样品溶液的光程固定的情况。在实际测量中,只要在与绘制标准曲线相同条件下,测出水样中被测组分的吸光度值,便可由标准曲线上查出对应的该组分的含量。"]
- ["问:为什么在实际分析工作中,一般应用标准曲线上吸光度值0.2~0.8范围的直线部分?", "答:在这个范围内,标准曲线通常呈现良好的线性关系,可以获得满意的分析结果。吸光度过低或过高都可能导致标准曲线弯曲,从而偏离朗伯—比尔定律。"]
- ["问:仪器检出限和方法检出限有什么区别?", "答:仪器检出限是指分析仪器能够检测的被分析物的最低量或最低浓度,用于不同仪器的性能比较。方法检出限是指产生一个能可靠地被检出的分析信号所需的被测组分的最小浓度或含量,考虑了整个分析方法的因素。"]
- ["问:偏离朗伯—比尔定律的主要原因有哪些?", "答:偏离朗伯—比尔定律的主要原因包括仪器方面的原因和化学方面的原因。仪器方面主要有入射光束不纯等因素;化学方面主要有被测物质与溶液中其他组分的相互作用、溶质分子的解离、聚合或形成络合物等因素。"]
- ["问:如何减少偏离朗伯—比尔定律的影响?", "答:为了减少偏离朗伯—比尔定律的影响,在仪器方面可以选择具有优良性能的单色器、调节狭缝和选择合适的工作波长等;在化学方面可以严格控制反应条件、遵守操作规程以及优化测定条件等。"]
- ["问:确定分析方法时,为什么要给出线性范围?", "答:确定分析方法时给出线性范围是为了确保在该范围内,吸光度与浓度之间保持良好的线性关系,从而获得准确可靠的分析结果。线性范围的最低点必须大于方法的检出限,最高点选在曲线出现弯曲之前。"]
- ["问:光电比色法有哪些局限性?", "答:光电比色法的局限性在于它只限于可见光区400~800nm;且滤光片将复合光变成单色光时仍不纯,常有其他杂色光影响测量的灵敏度和准确度。因此,目前多采用分光光度法。"]
- ["问:什么是分光光度法?", "答:分光光度法是利用物质对光的选择性吸收进行测定的方法。与比色法不同的是,它使用较纯的单色光作为入射光来测定物质对光的吸收。根据入射光波长范围的不同,分光光度法又分为可见—紫外分光光度法、红外分光光度法等。它主要用于水样中微量组分的测定。"]
- ["问:分光光度法的主要特点是什么?", "答:1) 采用棱镜或光栅等获得纯度较高的单色光,提高了方法的灵敏度和准确度。2) 扩大了测量范围,包括可见光区、紫外光区和红外光区。3) 可同时测定水样中两种或两种以上的物质组分含量。"]
- ["问:分光光度法与光电比色法的主要区别是什么?", "答:分光光度法与光电比色法的主要区别是分光器不同和测量范围不同。分光光度法使用棱镜或光栅等分光器获得纯度较高的单色光,而光电比色法通常使用滤光片。此外,分光光度法的测量范围更广泛,包括可见光区、紫外光区和红外光区,而光电比色法通常限于可见光区。"]
- ["问:双波长分光光度计如何消除背景引起的误差?", "答:双波长分光光度计通过采用不同波长的单色光交替通过同一样品池,并通过两个波长的差吸收值计算样品组分浓度,从而消除背景所引起的误差,提高了准确度。"]
- ["问:单光束分光光度计的基本结构和工作原理是什么?", "答:单光束分光光度计由光源、凹面镜、平面镜、狭缝、准直镜、石英棱镜、吸收池、光电管和记录系统等组成。光源发出的连续辐射能经凹面镜和平面镜反射集中于狭缝,通过狭缝聚集于准直镜,再反射于石英棱镜进行色散,形成连续光谱。选择所需波长后,光通过吸收池,透过的光入射到光电管上产生光电流,再转换为吸光度表示出来。"]
- ["问:双光束分光光度计如何提高仪器稳定性和精度?", "答:双光束分光光度计利用反射镜组间的摆动,使单色光辐射交替地通过样品和参比,同时通过开关将光电信号切换到相应的电子线路进行记录。这种方法提高了仪器的稳定性和精度,并能自动记录吸收光谱。"]
- ["问:双波长分光光度计如何计算被测组分的含量或浓度?", "答:双波长分光光度计根据试样溶液在两个波长的差吸光度值(△A)与被测组分的浓度成正比的关系来计算被测组分的含量或浓度。这种方法通过双分光系统得到所需单色光,并交替通过样品溶液,透过光的信号转化为电信号后进行记录和计算。"]
- ["问:电子计算机与分光光度计联用带来了哪些改进?", "答:电子计算机与分光光度计联用使仪器的精度、灵敏度、稳定性和自动化程度大大提高。微型计算机已成为分光光度计的一个重要组成部分,推动了分光光度计的发展。"]
- ["问:显色反应应满足哪些要求?", "答:(1)选择性好,干扰少或干扰易消除。(2)灵敏度足够高。(3)生成的显色化合物的化学性质应足够稳定,且有恒定的组成。(4)显色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。"]
- ["问:显色化合物 (MR)与显色剂 (R) 之间的颜色差别要大,使显色时, 颜色变化明显,空白值小,通常这种差别叫“反衬度”(或对比度),用△λ表示,△λ的计算公式是什么?", "答:△λ=λMR-λ,且要求△λ≥60nm。"]
- ["问:为什么有机显色剂在比色法和分光光度法中广泛应用?", "答:有机显色剂与金属离子生成的络合物通常极其稳定,且显色反应的选择性和灵敏度都比无机显色反应高,因此在比色法和分光光度法中广泛应用。"]
- ["问:双硫腙与哪些金属离子可以形成螯合物,一些重金属离子与双硫腙形成的螯合物的λmax和ε?", "答:双硫腙可以与Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺等20多种金属离子形成螯合物,如图所示:@sfxhx1.png@$,@sfxhx2.png@$。"]
- ["问:多元络合物为何具有更好的选择性?", "答:例如,铌和钽都可与邻苯三酚生成二元络合物,但在草酸溶液中,只有钽能与邻苯三酚形成黄色的钽—邻苯三酚—草酸三元络合物,铌则不形成类似的三元络合物。这种特性使得多元络合物具有更好的选择性。"]
- ["问:多元络合物的灵敏度如何?", "答:多元络合物通常具有更高的灵敏度。例如,在测定钒(V)时,使用H₂O₂在λmx=450nm处的e为2.7×10²,如用PAR显色,灵敏度有所提高,但选择性差。然而,当钒(V)、H₂O₂和PAR三者混合形成三元络合物时,吸收光谱红移至λx=540nm,e=1.4×10⁴,其灵敏度明显提高。"]
- ["问:多元络合物的稳定性如何?", "答:多元络合物通常具有更强的稳定性。例如,Ti-EDTA—H₂O₂三元络合物的稳定性比Ti-EDTA或Ti-H₂O₂二元络合物的稳定性分别增强约1000倍或100倍。"]
- ["问:在分光光度分析中,多元络合物还有哪些特点?", "答:在分光光度分析中,多元络合物除了具有更好的选择性、更高的灵敏度和更强的稳定性外,还有改善显色条件、有较好的萃取性能、测定范围较广等许多特点。尤其为测定能生成三元络合物的某些阴离子提供了新的方法和途径。"]
- ["问:显色剂用量对显色反应的影响有哪三种情况?", "答:1. 显色剂浓度增加,吸光度也增加,达到一定值后吸光度不再增加;2. 显色剂浓度在窄小范围内吸光度稳定,超出范围吸光度下降;3. 随着显色剂浓度增大,吸光度也不断增大,如图所示:@sfxhx3.png@$。"]
- ["问:高价金属离子如Fe³⁺、Al³⁺在水溶液中易发生什么反应?", "答:高价金属离子如Fe³⁺、Al³⁺在水溶液中易水解,特别是当[H⁺]较低时,会产生一系列氢氧基或多核氢氧基络离子,甚至产生碱式盐或氢氧化物沉淀。"]
- ["问:Al³⁺在水溶液中的主要存在型体及其转变过程是什么?", "答:Al³⁺在水溶液中以Al(H₂O)⁺型体存在,随着pH的提高,会逐渐水解生成Al(OH)(H₂O)⁺、Al(OH)₂(H₂O)⁺和Al(OH)₃(H₂O)₃,最终可能形成氢氧化铝沉淀或重新溶解为负离子。"]
- ["问:在什么pH条件下,可以用铬天青S(CAS)为显色剂测定Al³⁺?", "答:在pH=5~5.8的条件下,可以用铬天青S(CAS)为显色剂测定Al³⁺,生成蓝紫色的Al(CAS)³⁺螯合物。"]
- ["问:Fe³⁺的水解性能与Al³⁺相比如何,其主要存在型体在什么条件下稳定?", "答:Fe³⁺的水解性能优于Al³⁺,其水解产物的溶解度更小。只有在pH<3时,主要以Fe(H₂O)⁺型体存在,水解受到严重抑制。"]
- ["问:如何确定显色反应的适宜pH?", "答:通过实验确定。固定溶液中被测组分和显色剂的浓度,改变pH,并分别测定相应的吸光度值A,以pH为横坐标,吸光度A为纵坐标,作pH—A关系曲线,从中选出最适宜的pH。"]
- ["问:溶液中共存离子会对显色反应造成什么影响?", "答:溶液中共存离子可能会与被测组分或显色剂生成无色络合物或有色络合物,导致吸光度值减少或增加,造成负误差或正误差。如果共存离子本身有颜色,也会干扰测定。"]
- ["问:为什么在较高浓度时,实测吸光度会偏离朗伯-比尔定律的预期值?", "答:在较高浓度时,实测吸光度偏离朗伯-比尔定律的预期值,往往是由于吸收光谱带宽、杂散光以及化学平衡(如酸碱平衡)等因素的影响造成的。"]
- ["问:如何绘制标准曲线?", "答:绘制标准曲线时,首先用基准物质配制一定浓度的储备溶液,然后再由储备溶液配制一系列标准溶液。在一定波长下,测定每个标准溶液的吸光度值,以吸光度值为纵坐标,标准溶液对应浓度为横坐标,绘制标准曲线。"]
- ["问:如何利用标准曲线法确定样品溶液的浓度或含量?", "答:利用标准曲线法确定样品溶液的浓度或含量时,首先按标准曲线绘制程序测得样品溶液的吸光度值,然后在标准曲线上查出该吸光度值对应的浓度或含量。"]
- ["问:应用回归方程时应注意哪些问题?", "答:(1)回归方程是在特定条件下求得的,不能随便套用。\n(2)分光光度法中吸光度值A 与样品溶液浓度C 应在建立回归方程中的取值 范围内,否则不能轻意外推。"]
- ["问:示差分光光度法与普通分光光度法有哪些主要区别?", "答:示差分光光度法与普通分光光度法的主要区别包括:参比溶液的选择、适用的分析范围、以及准确度和误差等方面。示差分光光度法使用样品溶液浓度稍低或高的标准溶液作参比,适用于更广泛的分析范围,并且具有更高的准确度。"]
- ["问:示差分光光度法的准确度如何?", "答:示差分光光度法通过扩展读数的标尺和提高仪器的稳定性,大大提高了读数的准确性,从而提高了方法的准确度。尤其是在常量组分的测定中,其准确度明显优于普通分光光度法。"]
- ["问:举例说明等吸收点法的应用。", "答:例如:2,4,6-三氯苯酚存在下测定水中苯酚的含量。选择等吸收点波长λ₁=268nm和λ₂=270nm,并测定在λ₂和λ₁处的吸光度差值△A。△A只与苯酚浓度有关,而与2,4,6-三氯苯酚浓度无关。通过绘制苯酚标准溶液及△A的标准曲线,便可由水样的△A值求得苯酚的含量。"]
- ["问:邻二氮菲分光光度法的方法原理是什么?", "答:邻二氮菲是测定Fe²⁺的灵敏显色剂,在pH3~9的溶液中,Fe²⁺与phen生成稳定的橙红色络合物Fe(phen),通过测定其吸光度值来确定Fe²⁺的含量。"]
- ["问:丽丝胺绿B光度法测定二氧化氯的分析流程是什么?", "答:丽丝胺绿B光度法测定二氧化氯的分析流程包括取一定量含二氧化氯的水样,加入到含有足量的丽丝胺绿B水溶液和pH=9.0的氨缓冲溶液的容量瓶中,用水稀释至刻度,以蒸馏水为空白,在616nm处测定吸光度值,然后在标准曲线上查出水样中二氧化氯的含量。"]
- ["问:与丽丝胺绿B光度法相比,丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法增加了哪些试剂?", "答:与丽丝胺绿B光度法相比,丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法增加了LGB/HRP混合溶液和柠檬酸/氨基乙酸缓冲液。"]
- ["问:丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法的分析流程是什么?", "答:丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法的分析流程包括水样处理、加入试剂、反应、测定吸光度值和计算浓度等步骤。其中,使用示差光度法分别测定二氧化氯和亚氯酸盐的浓度。"]
- ["问:丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法的准确度、精密度和灵敏度如何?", "答:丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法的准确度、精密度和灵敏度较高,可以满足饮用水中二氧化氯和亚氯酸盐的测定要求。具体数据可通过加标回收实验获得。"]
- ["问:镉的毒性有多大,它如何影响人类健康?", "答:镉的粉尘及其化合物毒性很大。人类如果摄入含镉的物质,如食用含镉大米,可能会导致中毒,出现的症状多为腰痛,严重的情况下可能导致骨软化,多发生骨折、步态蹒跚。这种现象在50年代初的日本被称为“痛痛病”或“骨痛病”。"]
- ["问:废水中镉的测定方法是什么?", "答:废水中镉的测定可采用双硫腙分光光度法。在一定的强碱性条件下,镉离子会与双硫腙生成红色螯合物,然后通过萃取分离,于518nm波长处测定吸光度值,最后通过标准曲线法求出水样中镉的含量。"]
- ["问:双硫腙分光光度法测定镉的灵敏度如何?", "答:双硫腙分光光度法测定镉的灵敏度较高。当水样为100mL,使用2cm比色皿时,镉的最低检出浓度为0.001mg/L,测定上限为0.06mg/L。"]
- ["问:在进行双硫腙分光光度法测定时,需要注意哪些事项?", "答:进行双硫腙分光光度法测定时,需要注意以下几点:\n显色剂双硫腙对光、热十分敏感,易被氧化,因此必须提纯后再使用。\n测定中使用的容器、试剂、蒸馏水要纯净。\n某些离子如Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺在特定条件下不干扰测定,但如Mg²⁺浓度达到一定水平时,需要添加酒石酸钾钠进行掩蔽。\n如果水样中含有Hg²⁺、Ag⁺等离子,需要预先在pH=2的条件下用双硫腙溶液萃取除去。如有Co²⁺、Ni²⁺时,可在pH=8~9时加丁二酮肟生成络合物后用氯仿萃取除去。"]
- ["问:什么是挥发酚和不挥发酚,它们对人体和环境有何影响?", "答:挥发酚是能与水蒸气一起挥发的酚类,如苯酚、邻甲酚、对甲酚等。不挥发酚则不能随水蒸气挥发,如间苯二酚、邻苯二酚等。酚类对人体的毒性较大,长期摄入可引起慢性中毒,症状包括头痛、昏厥、恶心、呕吐、腹泻等,严重时甚至会导致神经系统障碍和急性中毒。此外,含酚废水对农作物和水生生物也有害,低浓度的酚就能使鱼肉味道变劣,高浓度则会造成中毒死亡。"]
- ["问:如何测定水中的微量酚?", "答:水中微量酚的含量可以采用4-氨基安替比林分光光度法或紫外光度法进行测定。4-氨基安替比林法是在pH=10.0±0.2的溶液中,利用4-氨基安替比林和酚类化合物在氧化剂铁氰化钾作用下生成橙红色的染料,然后通过测定吸光度值来确定酚的含量。紫外光度法则是基于酚类化合物的水溶液在紫外光区有不同的吸收峰,通过测定吸光度值并对照标准曲线来确定酚的含量。"]
- ["问:4-氨基安替比林分光光度法测定酚的注意事项有哪些?", "答:使用4-氨基安替比林分光光度法测定酚时,需要注意以下几点:1)本法主要测定的是苯酚、邻位酚和间位酚,对于其他取代基的酚类可能不发生显色反应;2)芳香胺和能与氧化剂铁氰化钾反应的物质会干扰测定,需要消除干扰;3)所用试剂最好现用现配,存放时间不得超过一周。"]
- ["问:紫外光度法测定酚的特点和分析流程是什么?", "答:紫外光度法测定酚的特点是以同一个水样酸化后作空白对照,碱化后作测定样,这提高了吸光度值并抵消了其他干扰因素。分析流程包括采样、酸化和碱化处理、以酸化水样作空白对照测定吸光度值、并根据标准曲线查出总酚含量。此外,还需绘制标准曲线以供对照。该方法适用于测定含酚废水中的总酚含量。"]
- ["问:分光光度法测定水中浊度是如何进行的?", "答:分光光度法测定水中浊度是通过配制一系列福尔马肼标准混悬液,并在680nm波长下测定吸光度,然后绘制标准曲线。水样在同样条件下测得吸光度值,由标准曲线查出对应的浊度。"]
- ["问:散射浊度单位(NTU)是如何定义的?", "答:散射浊度单位(NTU)是基于在散射浊度计上测得的浊度,其中1NTU是规定为1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L水中形成的福尔马肼混悬液所产生的浊度。"]
- ["问:目视比浊法是如何测定水中浊度的?", "答:目视比浊法是通过将水样与福尔马肼标准混悬液(0~40NTU)进行比较,选出与水样产生视觉效果相近的标准混悬液,并记下其浊度值来测定水中浊度的。在测定时,水样必须充分振荡后才能进行比浊测定。"]
- ["问:近年来用于测定水中颗粒聚集状态的技术主要是什么?", "答:近年来用于测定水中颗粒聚集状态的技术主要是颗粒计数检测技术,如Coulter计数法、光阻塞原理的Hiac计数法以及其他多种光散射计数技术。"]
- ["问:库尔特计数法是如何工作的?", "答:库尔特计数法是通过让悬浮液流过一个小孔,在小孔两侧设置电极,当颗粒流过该小孔时,电极间的电阻发生变化,产生一个与颗粒粒径成比例的短时电压脉冲,从而确定电导液体中悬浮颗粒的数目和粒径。"]
- ["问:光度色散分析仪是什么?它有什么作用?", "答:光度色散分析仪(Photometric Dispersion Analyser),又称絮凝检测仪,可以灵敏地反映水处理中投药后杂质颗粒的絮凝程度。"]
- ["问:光度色散分析仪是如何工作的?", "答:当检测水样通过光度色散分析仪的光路时,检测仪连续测定透光强度,并分离出直流成分(V)和脉动成分(VR),通过脉动成分VR或与直流成分V的比值R(R=VR/V)来反映原水浊质的絮凝程度。"]
- ["问:酶联免疫法的基本原理是什么?", "答:酶联免疫法的基本原理是利用微囊藻毒素诱发免疫反应产生抗体,利用抗体对抗原的特异性识别进行检测。具体步骤包括将抗体结合到固相载体表面,加入含藻毒素的水样和酶标抗体形成复合物,洗去未结合物质,加入酶底物催化生成有色产物进行定量。"]
- ["问:酶联免疫法使用的仪器和试剂有哪些?", "答:酶联免疫法使用的仪器包括酶标仪、微量振荡器等;试剂包括微囊藻毒素试剂盒(内含酶标板、标样、单克隆抗体、酶标二抗、PBS试剂、底物溶液等)和硫酸等。"]
- ["问:酶联免疫法的测定步骤是什么?", "答:酶联免疫法的测定步骤包括吸取标样或水样加入酶标板孔中,加入单克隆抗体混匀后放置,洗板后加入酶标二抗稀释液再放置,再次洗板后加入底物溶液显色,终止反应后判断结果并测定吸光度值,最后进行数据处理和绘制标准曲线。"]
- ["问:酶联免疫法的优点和局限性是什么?", "答:酶联免疫法的优点包括方便快捷、灵敏度高、成本低,适用于水中低浓度微囊藻毒素的检测。局限性在于特异性强,常见试剂盒多针对MC-LR设计,对于其他藻毒素异构体交叉反应性低,不能检测所有的藻毒素。"]
- ["问:流动注射分析技术为何被视为在线自动分析仪的理论基础?", "答:流动注射分析技术被视为在线自动分析仪的理论基础,主要因为其高度的自动化程度,从进样、“化学处理”、测量到数据处理和程序控制可全部实现自动化。"]
- ["问:FIA系统可以与哪些检测器联用?", "答:FIA系统可以与许多能量转换检测器联用,包括但不限于吸收光谱检测器、离子选择电极检测器(ISE)、电感耦合等离子发射光谱检测器(ICP-AES)、原子吸收光谱检测器(AAS)和其他电化学检测器等。"]
- ["问:流动注射分析在水质分析中有哪些应用?", "答:流动注射分析在水质分析中的应用包括电镀废水中微量铬(VI)、锌和镍的顺序流动注射光度分析,工业废水中微量铜和氰化物的流动注射光度分析,以及连续膜流动注射紫外光度法测定水中二氧化氯等。"]
- ["问:电镀废水中微量铬(VI)的FIA⁻光度分析是如何进行的?", "答:在酸性溶液中,6价铬(CrO₇⁻)与二苯碳酰二肼(简称DPC)反应生成紫红色络合物,引入FIA测定体系中,在特定波长下测定吸光度值,通过标准曲线法求得水中Cr(VI)的含量。"]
- ["问:镍的FIA⁻光度分析的基本原理是什么?", "答:镍的FIA⁻光度分析的基本原理是在有氧化剂I₂存在的碱性条件下,Ni⁺与丁二酮肟生成酒红色可溶性络合物,在特定波长下测定废水中Ni²⁺的吸光度值,通过标准曲线法求算Ni²⁺的含量。"]
- ["问:工业废水中微量铜的FIA⁻光度分析是如何进行的?", "答:工业废水中微量铜的FIA⁻光度分析是在弱碱性条件下,Cu²⁺与N,N-二乙氨基二硫代甲酸钠(NaDDTC)生成黄棕色络合物,在特定波长下测定吸光度值,由标准曲线查出对应的Cu²⁺的含量。"]
- ["问:连续膜流动注射紫外光度法测定水中二氧化氯的基本原理是什么?", "答:连续膜流动注射紫外光度法测定水中二氧化氯的基本原理是利用ClO₂能透过微孔性聚四氟乙烯膜管,而水中离子及悬浊性物质不能透过,因此在分析上具有良好的选择性。在特定波长下测定吸光度值,由标准曲线查出对应的ClO₂含量。"]
- ["问:连续膜流动注射紫外光度法测定水中二氧化氯时需要注意哪些问题?", "答:在进行连续膜流动注射紫外光度法测定水中二氧化氯时,需要注意控制温度、防止膜破损、避免干扰物质等问题,以确保测定的准确性和可靠性。同时还需要注意选择合适的膜材料和制备工艺以获得更好的分离效果和测定精度。此外在实际应用中还需要根据具体情况对方法进行优化和改进以提高其实用性和适用范围。"]
- ["问:气相色谱法为什么在水质分析中常用?", "答:气相色谱法已成为水分析实验室的一大支柱,因为它具有高灵敏度、较好选择性,能够分析许多挥发性组分或者某些不挥发组分经转化成适当衍生物,所以广泛用于水中有机物的测定。"]
- ["问:什么是冲洗法?", "答:冲洗法是色谱分离中最常用的一种方法。它是将很小一部分样品导入柱内,然后用冲洗剂(液体或气体)冲洗柱子,利用各组分在固定相上的吸附或溶解能力不同,实现组分的分离。"]
- ["问:哪些物质可用气相色谱法测定?", "答:气相色谱法可用来测定许多挥发性组分或者某些不挥发组分经转化成适当衍生物,如水中有机物(包括氯仿等有机卤代物)、气体(如CO₂、CO、NO₂、N₂等)、农药残留、高分子和生物大分子物质的裂解产物等。"]
- ["问:毛细管柱色谱和填充柱色谱有何不同?", "答:毛细管柱色谱的固定相附着在一根细管内壁上,中心是空的;而填充柱色谱的固定相则是装填在玻璃或金属管内的。毛细管柱色谱具有高分辨率和高灵敏度,适用于复杂混合物的分离分析;而填充柱色谱则具有较大的样品容量和较好的耐用性。"]
- ["问:校正保留时间(tg')是什么?", "答:校正保留时间是指扣除死时间以后的保留时间。注意这里的表示法与原文略有不同,原文使用(tg)表示保留时间和校正保留时间,可能导致混淆,这里用(tg')表示校正保留时间以区分。"]
- ["问:如何解释色谱流出曲线的形状及计算塔板数和塔板高度?", "答:可以用塔板理论来解释色谱流出曲线的形状,以及通过计算得到塔板数和塔板高度。塔板理论将色谱柱看作由许多假想的塔板组成,每个塔板内组分会在固定相和流动相之间达到分配平衡。通过塔板数和塔板高度的计算,可以评估色谱柱的分离效能。"]
- ["问:什么是有效理论塔板数(n有效)和塔板间距离(H有效)?", "答:有效理论塔板数(n有效)是色谱柱内实际起分离作用的塔板数,它反映了色谱柱的分离能力。塔板间距离(H有效)又称有效理论塔板高,是相邻两个塔板之间的距离,与色谱柱的分离效能成反比。"]
- ["问:速率理论方程中的A、B/μ和Cμ分别代表什么?", "答:在速率理论方程H=A+B/μ+Cμ中,A代表涡流扩散项,B/μ代表分子扩散项,Cμ代表传质阻力项。这些参数共同影响了色谱柱的分离效能。"]
- ["问:如何定量描述混合物中相邻两组分的实际分离程度?", "答:可以用分离度R来定量描述混合物中相邻两组分的实际分离程度。R的定义是相邻两峰保留值之差与两峰基线宽度平均值的比值。R值越大,表示相邻两组分的分离程度越好。"]
- ["问:分离度R与有效理论塔板数n有效的关系是什么?", "答:分离度R与有效理论塔板数n有效之间存在一定的关系。一般来说,有效理论塔板数n有效越大,色谱柱的分离效能越高,相邻组分的分离度R也越大。但需要注意的是,分离度R还受到其他因素的影响,如色谱条件、组分性质等。因此,不能简单地将分离度R与有效理论塔板数n有效划等号。"]
- ["问:进样系统的作用是什么?", "答:进样系统的作用是将气体、液体或固体样品定量地加入到色谱柱头上进行色谱分析。进样系统需要保证样品的准确性、进样时间和方式的可控性,以及试样的气化速度和浓度等因素的稳定性,以确保色谱分离效率和定量结果的准确性和重复性。"]
- ["问:气化室的作用是什么?", "答:气化室的作用是将液体试样瞬间气化为蒸气,以便后续进行色谱分析。气化室通常采用金属块制成,并具有一定的加热功率和可控温度范围。为了避免某些试样在金属表面发生催化效应而分解,有时会采用玻璃管插入气化室来消除这种影响。"]
- ["问:什么是柱上注射法?它有什么优点?", "答:柱上注射法是一种将样品直接注射到色谱柱头上的方法,主要用于避免样品的热分解和气化室的死体积对样品的稀释作用。这种方法可以使高沸点的试样气化完全并得到较好的分离效果。其优点包括减少样品在气化过程中的损失和降解,提高分析的准确性和灵敏度。"]
- ["问:什么是内标法?", "答:内标法是在被测样品溶液中,加入一定量的纯物质作为内标。内标物的选择需满足样品中不存在的组分,性质、含量和色谱峰位置与被测组分相近,且不与被测组分发生反应,又能与被测样品中各组分分开的条件。根据被测组分和内标物的峰面积及内标物质量,可以计算被测组分含量。"]
- ["问:内标法如何计算被测组分含量?", "答:内标法根据被测组分和内标物的峰面积之比,以及内标物的质量,利用物质的量之比等于相应的峰面积之比(峰面积须乘校正因子)的原理,计算被测组分的含量。具体计算公式为P% = (m_i / m) * (A_i / A_s) * (f_s / f_i) * 100%,其中P%为被测组分的含量,m_i为被测组分的量,m为样品的量,A_i和A_s分别为被测组分和内标物的峰面积,f_i和f_s分别为被测组分和内标物的校正因子。然而在实际控制分析中,常采用内标标准曲线法,可以不必测出校正因子。"]
- ["问:什么是内标标准曲线法?", "答:内标标准曲线法是一种常用的定量方法。在此方法中,选择一内标物质,以固定的浓度分别加入一系列被测组分的纯物质配成的标准溶液中,分别测定被测组分和内标物的峰面积,以它们的比值为纵坐标,以标准溶液含量或浓度为横坐标绘制标准曲线。然后以相同浓度的同一内标物质加入被测样品溶液中,测出被测组分和内标物的峰面积比值,在内标标准曲线上查出样品溶液中被测组分的含量或浓度。此方法消除了某些操作条件和进样量变化带来的误差,提高了定量分析的准确性。"]
- ["问:内标标准曲线法有什么优点和缺点?", "答:内标标准曲线法的优点是消除了某些操作条件和进样量变化带来的误差,提高了定量分析的准确性。它不必测出校正因子,使得分析过程更为简便。然而,这种方法的缺点是每次分析比较费时,因为需要制备一系列的标准溶液并绘制标准曲线。"]
- ["问:污水中酚类化合物测定的色谱条件包括哪些?", "答:固定相为载体Chromosorb W(酸洗及硅烷化)60~80目,固定液5%聚乙二醇-20M+1%对苯二甲酸,色谱柱为2~3m×(3~4)mm不锈钢柱,柱温114~118℃,载气N₂ 20~30mL/min,氢气25~30mL/min,空气流速500mL/min,检测器为FID,检测室温度250℃,气化室温度300℃。"]
- ["问:气相色谱法测定方法的回收率、变异系数和最低检出限是多少?", "答:二氯苯的回收率为92.9%,变异系数为7.31%,最低检出限为3μg/L;三氯苯的回收率为91.1%,变异系数为8.78%,最低检出限为1μg/L;四氯苯的回收率为90.5%,变异系数为6.93%,最低检出限为1μg/L;五氯苯的回收率为88.7%,变异系数为7.6%,最低检出限为0.5μg/L;六氯苯的回收率为91.9%,变异系数为4.0%,最低检出限为0.5μg/L。"]
- ["问:什么是梯度洗提?", "答:梯度洗提是指分离过程中,使载液中不同极性溶剂按一定程度连续地改变它们的比例,以改变载液的极性或改变载液的浓度,来改变水样中被分离组分的分配系数,以提高分离效果和加速分离速度。"]
- ["问:高效液相色谱中常用的检测器有哪些?", "答:高效液相色谱中常用的检测器包括紫外吸收检测器(UV)和示差折光检测器(RI)。此外,还有电导检测器、放射性检测器、红外检测器和荧光检测器等。"]
- ["问:什么是离子交换色谱?", "答:离子交换色谱是用离子交换型固定相的色谱法,根据流动相中被测定的各种离子与树脂上相同电荷的离子的亲和力不同,进行可逆交换而分离。可以同时测定多个组分,尤其是难以用其他方法测定的离子。"]
- ["问:离子交换色谱适用于哪些物质的分离和测定?", "答:离子交换色谱适用于分离和测定水中阴离子(如CIO₂⁻、CIO₃⁻等)和阳离子(如Na⁺、K⁺等),还可以分离和测定醇、胺、氨基酸、酚、有机酸和简单糖等。"]
- ["问:什么是凝胶色谱法?", "答:凝胶色谱法是用凝胶型固定相的色谱法,根据被测组分分子大小的不同,在凝胶外部间隙和孔穴中的渗透程度不同而实现分离。常用于农药、杀虫剂、酚类等物质的分离和测定。"]
- ["问:凝胶色谱法的分离原理是什么?", "答:凝胶色谱法的分离原理是:当水样中被测组分随流动相进入色谱柱时,体积大的分子不能渗透到凝胶孔穴内部而受到排阻,首先流出色谱柱;小分子组分可以渗透到孔穴内部而后流出,从而实现按分子大小顺序的分离。"]
- ["问:什么是气相色谱-质谱法(GC/MS)?", "答:气相色谱-质谱法(GC/MS)是把气相色谱仪与质谱仪的直接联用方法。它将气相色谱作为质谱的进样装置,混合物先经气相色谱分离后按时间顺序进入离子源进行质谱分析。"]
- ["问:电子轰击源(EI)的优点和缺点分别是什么?", "答:优点:结构简单、易于操作、电离效率高、谱图积累多、信息量大、再现性好。缺点:分子离子峰不强,有时不能识别,只适用于易于气化的挥发性样品。"]
- ["问:软离子化方法与硬离子化方法有何不同?", "答:软离子化方法在离子化过程中转移给分析物的能量较小,主要产生质子化和去质子化的离子,提供分子质量信息。而硬离子化方法(如电子轰击源EI)转移较多能量,可能导致分子裂解,使分子离子化不明显。"]
- ["问:软离子化方法主要有哪些?", "答:软离子化方法主要有化学离子源(CI)、快原子轰击源(FAB)、解吸化学离子源(DCI)、基质辅助激光解吸电离源(MALDI)和电喷雾离子源(ESI)等。"]
- ["问:四极杆质量分析器是如何工作的?", "答:四极杆质量分析器由四根平行圆柱形金属极杆组成,对角极杆相连构成两组电极,分别加上直流电压和一定频率的交流电压。只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆到达检测器,其余离子因振幅过大与电极碰撞后被抽走。"]
- ["问:为什么质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空条件下工作?", "答:质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空条件下工作,以排除空气分子的干扰,保证离子的稳定运动和准确检测。"]
- ["问:现代质谱仪配备的计算机系统有什么功能?", "答:现代质谱仪配备的计算机系统能准确地采集数据和处理数据、监控质谱仪各单元工作状况,实现质谱仪全自动操作,并能代替人工进行质谱库检索,进行定性、定量分析,最后打印出报告。"]
- ["问:串联质谱仪(MS-MS)在哪些方面有广泛应用?", "答:串联质谱仪(MS-MS)广泛用于HPLC检测,选择性非常高,对于复杂基质中低含量被测物(例如环境样品中的二恶英)的测定是必不可少的。"]
- ["问:通过GC/MS分析,检出了哪些有机化合物?", "答:通过GC/MS分析,检出了包括烷烃、烯烃、炔烃、醛、酮、醇、酚、酯、酰胺、卤代物、芳烃和稠环芳烃等各类有机物,其中有苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、硝基苯、萘、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯等10种我国优先控制污染物及卤代烃、酚、各种环己烷、稠环芳烃等潜在危害物质。"]
- ["问:色质联用技术在水处理效果评价中有何重要性?", "答:色质联用技术在水处理效果评价中能够快速、准确地鉴定水样中的化合物,甚至能够发现极痕量的具体化合物,因此在环境监测和保护领域具有重要性。"]
- ["问:固相萃取最常见的装置是什么?", "答:固相萃取最常见的装置为固相萃取柱 (Solid Phase Extraction Column,Sol- id Phase Extraction Cartridges)。一般为类似于注射器针筒的圆柱形,体积为1~60mL, 最常用的体积为1~6mL。有些体积较大的萃取柱,上部带有溶剂槽,形 成上宽下窄的圆柱形。材质一般为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或玻璃等,有些 与 HPLC 在线联用的萃取柱柱体采用不锈钢制成,以承受较高的压力。萃取柱 内一般装有0.1~2g 的吸附剂,吸附剂上下端各有一个固定填料的筛板。结构如图所示:@sfxhx10.png@$"]
- ["问:固相萃取盘是什么?", "答:固相萃取盘(Solid Phase Extraction Disk, SPE disk),又称固相萃取膜片,是以聚四氟乙烯、聚氯乙烯或多孔玻璃纤维膜为骨架,将固定相紧密负载其上压制而成的膜状结构。"]
- ["问:固相萃取盘的特点是什么?", "答:固相萃取盘的特点包括直径大、面积大,填料紧密嵌在盘片中,避免沟流现象,提高了回收率;可以采用更高的流量,缩短时间;减少样品中颗粒物堵塞柱子的问题,更适用于处理大体积、含有大量颗粒的水样。"]
- ["问:固相萃取盘与固相萃取柱相比有何优势?", "答:固相萃取盘与固相萃取柱相比,具有直径大、面积大、反压低、可采用更高流量、萃取时间短、减少堵塞等优势。特别适用于大体积、含有大量颗粒或需要高流速处理的水样。"]
- ["问:上样过程中应注意什么?", "答:在上样过程中,应注意保持适当的流速,使水样以适当的速度通过固相萃取柱,确保组分能够保留在柱上。对于离子交换柱,还应适当降低过柱速度,以保证溶质与吸附剂的离子交换功能团充分发生作用。"]
- ["问:如何选择洗脱剂?", "答:洗脱剂的选择主要考虑洗脱剂的强度和选择性。洗脱剂必须有足够的强度将目标物质洗脱下来,并且要有足够的选择性,只洗脱目标物而保留吸附力强的杂质在柱上。不同类型的萃取可能使用不同的洗脱剂。"]
- ["问:什么是化学衍生化技术?", "答:化学衍生化技术是通过化学反应将水样中难以分析检测的目标化合物定量地转化成为另一种易于分析检测的化合物,通过对后者的分析检测可以对目标化合物进行定性、定量分析。"]
- ["问:电化学检测器在液相色谱中的应用有何特点?", "答:电化学检测器在液相色谱中具有高灵敏度和强选择性,但只能检测具有电化学活性的化合物,因此可能需要通过衍生化反应来生成具有电化学活性的衍生物。"]
- ["问:如何提高电化学检测器在液相色谱中的适用性?", "答:可以通过使用带有电化学活性基团(如硝基)的衍生化试剂与目标化合物反应,生成具有电化学活性的衍生物,从而提高电化学检测器在液相色谱中的适用性。"]
- ["问:如何提高原子吸收光谱法的灵敏度?", "答:可以选择最灵敏的吸收线、选用小的狭缝宽度、选用标尺扩展、采用较小的灯电流、选择最佳火焰类型和状态、选用无火焰原子化器等方法来提高灵敏度。同时,也可采用有机溶剂萃取、共沉淀、离子交换等富集和分离方法,或其他除干扰或抑制干扰等方法。"]
- ["问:什么是标准曲线法?", "答:标准曲线法是常用的定量方法。在一定条件下,如果水样中被测组分浓度不高时,可以根据测得的吸光度值与被测元素的浓度成正比的原理,由吸光度值在标准曲线上查出对应水样中被测元素的含量或浓度。"]
- ["问:什么是标准加入法?在何种情况下使用?", "答:标准加入法是一种定量方法,用于水样中基体组成较复杂,对被测元素有明显干扰,且被测元素在一定浓度范围内工作曲线呈线性关系的情况。具体做法是在若干份同样体积的水样中分别加入不同量的标准溶液,稀释至一定体积后分别测出吸光度值,然后作图求解。"]
- ["问:标准加入法的具体操作步骤是什么?", "答:在若干份(至少4份)同样体积的水样中,分别加入不同量的标准溶液(其中一份不加标准溶液),稀释至一定体积,分别测出吸光度值。以加入标准溶液浓度为横坐标,对应的吸光度值为纵坐标,作图得一直线。该直线延长线在横坐标上的交点到原点距离,截距的绝对值就是水样中被测金属元素的浓度。"]
- ["问:什么是浓度直读法?", "答:浓度直读法是在标准曲线的直线范围内,应用仪器的标尺扩展或数字直读装置进行测量的方法。首先将一系列标准溶液分别进样,将仪器指示值调到相应的浓度指示值;然后将水样喷入,在仪表上直读出水样中被测金属元素的浓度。"]
- ["问:如何用直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定镉、铜、铅、锌?", "答:方法原理是将水样或消解处理好的水样直接吸入火焰,火焰中形成的原子蒸气对光源发出的特征光产生吸收,吸光度值与被测元素含量成正比。通过标准曲线法求出被测元素的含量或浓度。"]
- ["问:如何用萃取火焰原子吸收分光光度法测定微量镉、铜和铅?", "答:方法原理是将水中被测金属离子与络合剂络合后,用有机溶剂萃取,萃取液吸入火焰进行测定。通过标准曲线法查出或浓度直读法测出被测元素的含量或浓度。"]
- ["问:如何消除石墨炉原子吸收分光光度法中的基体干扰?", "答:可以加入基体改良剂来消除干扰,如测镉时加入Na₃PO₄溶液,测铜时加入NH₄NO₃溶液,测铅时加入钼酸铵溶液。另外,还可以通过稀释水样降低基体浓度来消除或减少干扰。"]
- ["问:如何用原子吸收光谱法测定水中铁和锰?", "答:方法原理是铁、锰化合物在火焰中解离成基态原子,以铁、锰空心阴极灯为光源,测定吸光度值,由标准曲线查出或浓度直读法测出对应水样中的铁和锰的浓度。"]
- ["问:什么是原子发射光谱法?", "答:原子发射光谱法是基于元素的原子或离子在外界能量作用下,获得能量使外层电子从低能级跃迁到高能级,再返回基态时以光形式释放能量,通过测量这些光的性质对物质进行定性和定量分析的方法。"]
- ["问:原子发射光谱法的基本原理是什么?", "答:原子发射光谱法的基本原理是元素的原子或离子受外界能量激发,使外层电子从低能级跃迁到高能级,然后不稳定的高能级电子自发跃迁回低能级,以光的形式释放能量。这些光具有特定波长,可用于物质定性和定量分析。"]
- ["问:什么是全谱直读光谱仪?", "答:全谱直读光谱仪是采用图像检测器(如光电二极管阵列、电荷耦合器件等)进行多道同时检测的光谱仪,可检测从165~800nm波长范围内出现的全部谱线,具有结构紧凑、灵活、谱线多、扫描速度快且波长稳定性好等特点。"]
- ["问:在原子发射光谱法中,如果确定有某一种元素的几条持久线,则可以断定样品中含有该种元素?", "答:在原子发射光谱法中,如果确定有某一种元素的3条或4条持久线,则可以断定样品中含有该种元素。"]
- ["问:什么是标准加入法,它适用于什么情况?", "答:标准加入法是在几份相同的水样中加入不同浓度的待测元素的标样,在同一条件下激发、测量。它适用于测定低含量元素时,找不到合适的基体来得到标准水样的情况。"]
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