第一章 废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础
1、废水的生物处理法？废水生物处理法处理的对象？ 利用自然存在的微生物的代谢作用， 把水中的有机污染物转化为简单的无机 物的过程（生物化学处理法） ，即利用微生物的生命活动过程来转化污染物，使 之无害化的方法。
是污水中可被生物降解的溶解性有机污染物、 部分胶体状有机污染物和少量 无机污染物。
2、微生物的新陈代谢？
新陈代谢： 微生物不断从外界环境中摄取营养物质， 通过生物酶催化的复杂 生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。
分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量。
合成代谢： 通过一系列的生化反应， 将营养物质转化为复杂的细胞成分， 机 造自身。
3、废水的可生化性判断？
a根据B0D5与CODcr的比值大小判断： B/C>0.45
B/C>0.30
B/C<0.25
B/C<0.2
生化性好 可生化 较难生化 不易生化
b、根据测定相对耗氧速率判断：
耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量。以有废水污染物（底物） 浓度为横坐标，以相对耗氧速率为纵坐标，通过实验获得相对耗氧曲线。 4、 微生物的呼吸类型？
根据受氢体的不同，可分为：好氧呼吸（异养型微生物与自养型微生物） ； 厌氧呼吸（发酵、无氧呼吸（缺氧） ） 5、 废水的好氧生物处理与厌氧生物处理及其特点？ 好氧生物处理是在有游离氧 （分子氧）存在的条件下， 好氧微生物降解有机 物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶 解状与胶体状的为主） ，作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过 一系列的生化反应， 逐级释放能量， 最终以低能位的无机物质稳定下来， 达到无 害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。
好氧生物处理的反应速度较快， 所需的反应时间较短， 故处理构筑物容积较 小。且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者 说 BOD5 浓度小于 500mg/L 的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。在废水 处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。
废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下， 兼性细菌与厌氧细菌降 解和稳定有机物的生物处理方法。 在厌氧生物处理过程中， 复杂的有机化合物被 降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。在这个过程中，有机物的转化分为 三部分进行：部分转化为 CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被 分解为 CO2、 H2O、 NH3、 H2S 等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物 被转化、 合成为新的原生质的组成部分。 由于仅少量有机物用于合成， 故相对于 好氧生物处理法，其污泥增长率小得多。
由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源， 故运行费用低。 此外，它还具有 剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应 时间较长，处理构筑物容积大，出水水质差等。为维持较高的反应速度，需维持 较高的温度， 就要消耗能源。 一般厌氧生物处理作为好氧生物处理的预处理， 对 于有机污泥和高浓度有机废水（一般B0D5 > 2000mg/L）可采用厌氧生物处理法。
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6、 微生物的生长曲线及其在废水生物处理中的意义？
A 停滞期：如果活性污泥被接种到与原来生长条件不同的废水中（营养类 型发生变
化，污泥培养驯化阶段） ，或污水处理厂因故中断运行后再运行，则可 能出现停滞期。这种情况下，污泥需经过若干时间的停滞后才能适应新的废水， 或从衰老状态恢复到正常状态。 停滞期是否存在或停滞期的长短， 与接种活性污 泥的数量、废水性质、生长条件等因素有关。
B 对数期：当废水中有机物浓度高，且培养条件适宜，则活性污泥可能处 在对数生长期。 处于对数生长期的污泥絮凝性较差， 呈分散状态， 镜检能看到较 多的游离细菌， 混合液沉淀后其上层液混浊， 含有机物浓度较高， 活性强沉淀不 易，用滤纸过滤时，滤速很慢。高负荷时污泥处于对数期。
C 静止期：当污水中有机物浓度较低，污泥浓度较高时，污泥则有可能处 于静止期， 处于静止期的活性污泥絮凝性好， 混合液沉淀后上层液清澈， 以滤纸 过滤时滤速快。处理效果好的活性污泥法构筑物中，污泥处于静止期。
D 衰老期： 当污水中有机物浓度较低，营养物明显不足时，则可能出现衰 老
期。处于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有细 小泥花，以滤纸过滤时，滤速快。 注意合成产率系数和观测产率系数。 7、 影响微生物生长的环境因素？（废水生物处理的重要条件）
微生物的营养：微生物要求的营养物质必须包括组成细胞的各种原料和产生 能量的物质，主要有：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因素。好氧 BOD: N: P=100: 5:厌氧 COD: N: P=1; 800： 5： 1
温度：各类微生物所生长的温度范围不同， 约为5C〜80C。此温度范围， 可分为最低生长温度、 最高生长温度和最适生长温度 （是指微生物生长速度最快 时温度）。依微生物适应的温度范围，微生物可以分为中温性（ 20〜45°C ）、 好热性（高温性）（45C以上）和好冷性（低温性）（20C以下）三类。当温度超 过最高生长温度时， 会使微生物的蛋白质迅速变性及酶系统遭到破坏而失活， 严 重者可使微生物死亡。 低温会使微生物代谢活力降低， 进而处于生长繁殖停止状 态，但仍保存其生命力。
pH:不同的微生物有不同的pH适应范围。细菌、放线菌、藻类和原生动物 的pH适应范围是在4〜10之间。大多数细菌适宜中性和偏碱性 （pH = 6.5〜7.5） 的环境。废水生物处理过程中应保持最适 pH 范围。当废水的 pH 变化较大时， 应设置调节池，使进入反应器（如曝气池）的废水，保持在合适的 pH 范围。
溶解氧:溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。 好氧微生物处理的溶解氧 一般以 2〜 4mg/L 为宜。
有毒物质:在工业废水中， 有时存在着对微生物具有抑制和杀害作用的化学 物质，这类物质我们称之为有毒物质。 其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。 在废水生物处理时， 对这些有毒物质 应严加控制，但毒物浓度的允许范围，需要具体分析。
废水的可生化性：根据BOD5与CODcr的比值大小判断：
B/C>0.45
生化性好 法
B/C>0.30
可生化
B/C<0.25
较难生化
B/C<0.2
不易生化 第二章 活性污泥
1、活性污泥与活性污泥法？构成活性污泥法的三要素？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和 无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
2
利用悬浮活性污泥的生物降解性能处理废水中有机污染物的好氧生物处理 法。
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥；二是废水中的有 机物，它是处理对象，也是微生物的食料；三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好 氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。 （搅拌）
2、 评价活性污泥的重要指标？
混合液悬浮固体浓度（MLSS）:曝气池中污水和活性污泥混合后混合液悬 浮固体的数量，单位：mg/l。取混合液100mL，以快速滤纸过滤，105°C烘箱内 2小时烘干至恒重，称取其中固体物质的含量。
混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）:指混合液悬浮固体中有机物的数量， 单位：mg/l。取测定MLSS后的滤纸与固体物质一同放入焚烧炉内，经 600C〜 800 C灼烧至残留物无黑色，称取残留物的含量，扣除滤纸的灰分后，即为
NVSS，MLSS 与 NVSS 的贝U为 MLVSS。
污泥沉降比（SV30）:取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min 后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（ ％）表示污泥沉降比。
污泥体积指数（SVI）:指曝气池出口处混合液经 30分钟静止沉淀以后，1 克干污泥所占的容积，简称污泥指数，单位为 mL/g。
污泥龄（TS）:指曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数 量的比值，单位：日。
3、 氧转移系数KLa的测定？
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dt 4、 活性污泥法的运行方式及其特点？
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ln（G - '）一KLat c
传统活性污泥法、接触稳定法（吸附再生法）、完全混合法、延时曝气法、
AB法、氧化沟法、SBR法
吸附再生法又称接触稳定法，本法是依据活性污泥净化废水的机理是： 第一阶
段主要是依靠污泥的吸附作用，第二阶段是被吸附的有机物分解氧 化，恢复活性污泥的活性。本法污水首先与良好的活性污泥混合，在 10〜 30分钟内能够完成吸附作用，生化需氧量去除 85〜90%,然后混合液进入 二沉池进行固液分离，排出的回流污泥进入再生池进行有机污染物的氧化 作用（1.5〜5小时），活性污泥获得再生，并返回接触池进行吸附。
特点：1、污水有机污染物的吸附与污泥的再生在两个不同的池子里 （或 一个池的二个部分） ，二沉池在二者之间； 2、本法对悬浮和胶体有机物质 特别有效，因此可以不设初沉池； 3、为完成短时间内吸附，吸附池的污泥 浓度较高，因此要求污泥回流比大； 4、容积符合高，接触池与再生池的总 容积比普通活性污泥曝气
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池小，可节省基建费用； 5、抗冲击能力大，再生 池存积大量活性污泥，一旦接触池污泥遭到破坏，可用再生池污泥替代。 缺点： 1、吸附时间短，处理效果比普通活性污泥差； 2、回流污泥量大， 增大了回流设备和容量； 3、剩余污泥的稳定性差；
5、污泥负荷与容积负荷？
主要参数范围 0.2~0.4
污泥负荷（Fs）是指单位重量活性污泥在单位时间内所能承受的 BOD数量, 单位为： kgBOD/MLSS. 日 或 kgBOD/MLVSS. 日。
容积负荷（Fv）是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的 BOD数量，单位为： kgBOD/M 3.日。
6、活性污泥法的设计？
负荷法设计计算例题，包括沉淀池设计 0.7~1.5
第三章 生物膜法
1、 什么是生物膜法 ?
生物膜法的共同特点是微生物附着在介质 “填料 ”表面上， 形成生物膜， 污水同生 物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为 H2O、CO2、NH3 和微生 物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般来自大气。 2、 生物膜法处理系统的净水机理 ?
在生物膜法处理废水的过程中， 有机物的降解是在生物膜的表层好氧性生物 膜内进行的。 在好氧生物膜内栖息着大量的细菌、 原生动物和后生动物， 形成了 有机污染物、细菌、原生动物和后生动物的食物链，通过细菌的代谢活动，有机 物被降解， 使膜接触水层被净化， 反应器中的污水在传质作用下， 污染物质传递 给膜接触水层，从而使之得以净化。生物膜成熟后，微生物仍不断增殖，厚度不 断增加，在超过好氧层厚度后，其深部转变为厌氧状态，生物膜逐渐老化，最后 在水流的冲击作用下脱落，再行开始增长新的好氧生物膜。
3、生物膜处理系统的主要类型 ?（生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流 化床）
生物转盘又称转盘式生物滤池， 是生物膜法处理设备， 生物转盘的主要组 成部
分有转动轴、转盘、废水处理槽和驱动装置等。 生物转盘的主体是垂直固定在水平轴上的一组圆形盘片和一个同它配合的半圆 形水槽。微生物生长并形成一层生物膜附着在盘片表面， 约 40%-45%的盘面（转 轴以下的部分）浸没在废水中，上半部敞露在大气中。工作时，废水流过水槽， 电动机转动转盘，生物膜和大气与废水轮替接触，浸没时吸附废水中的有机物， 敞露时吸收大气中的氧气。转盘的转动，带进空气，并引起水槽内废水紊动，使 槽内废水的溶解氧均匀分布。生物膜的厚度约为 0. 5〜2.0mm,随着膜的增厚， 内层的微生物呈厌氧状态， 当其失去活性时则使生物膜自盘面脱落， 并随同出水 流至二次沉淀池。
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生物转盘法就是利用生物转盘上的微生物处理废水中污染物的一种方法。
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生物滤池是生物膜法的一种，生物滤池由池体、滤料、布水系统和排 水系统组成，废水以水滴形式向下渗沥。废水通过滤池时，滤料截留了废 水中的悬浮物质，并把废水中的有机物吸附在滤料表面，从而使微生物很 快繁殖生长起来，逐步在滤料表面形成生物膜，当滤池通风良好，滤料空 隙中有足够的氧时，生物膜就分解氧化污水中的有机污染物，使废水得到 净化。生物膜的厚度约为0. 5〜2.0mm随着处理的不断进行，生物膜的增 厚，内层的微生物呈厌氧状态，当其失去活性时则使生物膜自滤料表面脱 落，并随同出水流至二次沉淀池，滤料表面再长出新的生物膜。
4、 生物膜处理系统与活性污泥法比较的优缺点 5、 生物接触氧化池的构造及各部分尺寸的计算
第四章废水的厌氧生物处理 1、 厌氧生物处理的基本原理？
厌氧生物处理是在没有氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降 解、稳定
的处理方法。在厌氧反应过程中，复杂的有机物被降解，转化为简单、 稳定的产物，同时释放能量，大部分能量以 CH4形式出现。
厌氧反应可以分为四个阶段。第一阶段为水解阶段。复杂的大分子有机物被 细菌胞外酶水解成小分子可溶性有机物，纤维素、淀粉等碳水化合物水解成糖类， 蛋白质水解成氨基酸。第二阶段为酸化阶段。溶解性有机物由兼性或专性厌氧菌 转化成有机酸、醇、醛和CO2 H2,有机酸还进一步降解成各种低级脂肪酸，如 乙酸、丙酸、丁酸等。第三阶段为产乙酸阶段。产乙酸产氢细菌利用前阶段产生 的各种有机酸，将其分解成乙酸和 H2,有时有CO2生成。第四阶段为产甲烷阶 段。由专性产甲烷菌利用乙酸、CO2和H2或其它化合物产生甲烷。
厌氧处理投资及运行费用低，能耗少，产生污泥量少，一些复杂的有机物可 在厌氧条件下被细菌胞外酶水解成小分子可溶性有机物， 再进一步降解。但厌氧 生物处理具有有机负荷低、反应速率幔、出水浓度高等缺点，一般大多作为有机 污泥处理或高浓度有机废水的预处理。
影响厌氧生物处理的主要因素包括环境因素和工艺条件，环境因素有：环境 温度、PH氧化还原电位、有毒和抑制物质、硫酸盐和硫化物等；工艺条件有： 水力停留时间、有机负荷（容积负荷与污泥负荷）等 2、 厌氧生物处理的特点？
需要的能量少，产生甲烷是一种潜在的能源；产生的剩余生物污泥较少；容 积负荷较高，可处理高浓度、难降解的有机废水；需要的营养物较少；
处理过程的反应复杂，反应速度较慢，起动时间较长；对温度、 pH等环境因 素更为敏感；出水水质较差，需要进一步处理；
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一般来说，对于废水中有机物浓度较低、温度较低、出水水质要求较高，并 要求去除营养物的场合倾向于采用好氧生物处理技术。而对于有机物浓度较高、 温度较高的工业废水，厌氧处理可能更为经济。随着对厌氧生物处理工艺的进 步了解，厌氧处理作为好氧处理的预处理手段已经成为目前较为广泛采用的一种 方法。
3、 影响厌氧生物处理的主要因素？
pH、温度、负荷、搅拌、有毒有害物
4、 厌氧与好氧的联用（A/0法）？ 第五章废水的深度处理 1、水体N、P污染的危害？
造成水体水体富营养化的主要原因是由于向水体中排入了大量的植物营养 元素，如氮、磷等，引起藻类大量繁殖。要控制水体富营养化，必须氮、磷 的排放。从国家、法规、控制农业污染、加强城市生活污水达标率、强化 工业废水处理等方面进行阐述。
2、生物脱氮的机理？
在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为氮气和氮氧化物的过程，其 中包括二个反应过程：首先是硝化，在好氧条件下由亚菌和菌共同完成。 将废水中的氨态氮转化为亚盐和盐，硝化细菌为化能自养菌，生长率低， 对环境影响较为敏感，温度、溶解氧、污泥龄、PH有机负荷等对他有较大影响。 反硝化是指在无氧条件下，反硝化菌将盐氮（NO）和亚盐氮（NO）还 原为氮气的过程，反硝化细菌属于异养型兼性厌氧菌，在无氧而有盐或亚硝 酸盐存在时，以NO和NO为电子受体，以有机炭为电子供体和营养源进行反硝 化反应。
典型的生物脱氮工艺为前置反硝化 A/O工艺，流程如下：
硝化液回流
氮和磷是植物营养物质，含有氮和磷的废水排入湖泊、水库或不流动 的水体，能够导致水体中藻类的大量繁殖，会导致水质恶化，使水体富营 养化，影响饮用水水源。当藻类死亡时，会使水中的溶解氧大量消耗，甚 至耗尽，致使鱼类等水生生物大量死亡。
生物脱氮的机理：在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为氮气 和氮氧化物的过程，其中包括二个反应过程：首先是硝化，在好氧条件下 由亚菌和菌共同完成。将废水中的氨态氮转化为亚盐和 盐，硝化细菌为化能自养菌，生长率低，对环境影响较为敏感，温度、溶 解氧、污泥龄、PH有机负荷等对他有较大影响。反硝化是指在无氧条件 下，反硝化菌将盐氮（NO）和亚盐氮
（NO）还原为氮气的过程, 反硝化细菌属于异养型兼性厌氧菌， 在无氧而有盐或亚盐存在时， 以NO和NO-为电子受体，以有机炭为电子供体和营养源进行反硝化反应。
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城市生活污水脱氮处理技术路线为：
内循环（硝化液回流）
废水中的氮源在氧反硝化之前经过氨化反应，由有机氮转变为氨氮， 在厌氧段，有机氮进一步氨化，而回流的硝化液中含有大量的盐，在 反硝化细菌的作用下利用入流的有机物作为碳源进行反硝化脱氮，在好氧 段，入流的氨氮在硝化细菌与亚硝化细菌的作用下转变为盐和亚 盐。
3、 生物除磷的机理？
4、 生物脱氮与生物脱氮除磷的主要工艺？ 5、 生物脱氮除磷法的设计？教材例题
第六章氧化塘
1、 氧化塘的类型 2、 兼氧塘的净水机理
第七章污泥处理
1、 污泥的来源、性质及指标？ 2、 污泥的处理处置基本流程？各部分的作用？（
污泥处理与处置的基本流程见下图：
p405）
从沉淀池来的污泥呈液态，含水率常高于 95%。降低污泥含水率的最简单
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有效的方法是浓缩。浓缩可使剩余活性污泥的含水率约从 99.2%，下降到97.5%
左右，污泥体积缩到原来的1/3左右。但浓缩污泥仍呈液态。进一步降低含水率 的方法是脱水，经过脱水污泥从液态转化为固态。 为了避免污泥进人环境时，其 有机部分发生，污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的 污泥如果脱水性能差，则还需调理。脱水污泥的含水率仍旧相当高，一般在60%〜 80%左右，需进一步干化，以降低其重量。干化污泥的含水率一般低于 10%。经 过各级处理，100kg湿污泥转化为干污泥时、重量常不到 5kg。污泥处置的主要 方法为：填埋、堆肥和焚烧。
3、 污泥浓缩的目的与方法污泥含水率与污泥体积的关系? 4、 污泥脱水的方法？ 第八章水处理厂的设计 1、 污水处理厂的平面布置与高程布置？主要内容是什么？ 2、 污水处理流程？
3、 确定污水处理流程的依据与原则是什么？
确定废水处理工艺流程的主要依据是：1、原废水的水质、水量及其变化规 律；2、废水处理的目标或程度；3、工程造价与运行费用；4、建址条件；5、新 工艺、新技术的
试验资料或类似废水处理的运行和管理经验；
电镀废水通常包含：含氰废水、含 Cr6+、和其它综合清洗废水，应分别对待 和处理。
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