厌氧生物处理是在无氧的条件下,利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的一种生物处理法。厌氧生物处理技术是最早仅用于城市污水厂污泥的稳定处理。有机物厌氧生物处理的最终产物是以甲烷为主体的可燃性气体(沼气),可以作为能源回收利用;运转费也远比好氧生物处理低。因此在当前能源日趋紧张的形势下,厌氧处理作为一种低能耗、可回收资源的处理工艺,受到世界各国的重视。最近的研究结果表明,厌氧生物处理技术不仅适用于污泥稳定处理,而且适用于高浓度和中等浓度有机废水的处理。有的国家还对低浓度城市污水进行厌氧处理研究,并取得了显著进展。
3-14 试扼要讨论影响消化的主要因素。传统消化法和高速消化法各有什么特点? 1、温度
甲烷细菌对温度的变化十分敏感,所以温度是影响厌氧生物处理的主要原因。消化时间(指产气量达到总气量的90%时所需要的时间)与温度有关。高温消化比中温消化时间短,产气率稍高,对寄生虫卵的杀灭率可达90%,而中温消化的杀灭率更低。高温消化耗热量大,管理复杂,因此,只有在卫生要求较高时才考虑采用高温消化。
2、酸碱度
甲烷细菌生长最适宜的pH范围是6.8~7.2,若pH低于6或高于8,正常消化就会被破坏。因此,消化系统内必须存在足够的缓冲物质,如重碳酸盐。
3、负荷
负荷是厌氧处理过程中决定污水、污泥中有机物厌氧消化速率快慢的综合性指标,是厌氧消化的重要控制参数。负荷常以投配率来表示。投配率指每日加入消化池的新鲜污泥体积或高浓度污水容积与消化池容积的比率。投配率需适当。
4、碳氮比
有机物的碳氮比(C/N)对消化过程有较大影响。实验表明,碳氮比为(10~20):1时,消化效果较好。
5、有毒物质
污泥中的有毒物质会影响消化的正常进行,因此必须严格控制有毒物质排入城市污水系统。主要的有毒物质是重金属离子和某些阴离子。
3-20 从活性污泥曝气池中取混合液500ml。盛于500ml 量筒中,半小时后沉淀污泥量为150ml,试计算活性污泥的沉降比。曝气池中的污泥浓度为3000 mg/L,求污泥指数,你认为曝气池运行是否正常?
解:污泥指数100mL。
第五章 大气质量与大气污染
5-1 简述导致酸雨、温室效应以及臭氧层破坏的原因。 5-2 简述大气污染控制的含义和内容。
典型的大气污染控制系统一般包括污染源的控制,废气排放控制系统(粉尘污染物的控制,气态污染物的控制)和稀释扩散控制等几部分。
1. 污染源的控制——大气污染控制的重点是控制污染源。将污染工艺更换为少污染或无污染工艺是最理想的方法,改革生产工艺,对原材料进行加工,尽量减少大气污染物的生成量。 2、废气排放控制系统
为使废气污染物能达标排放,通常采用如图所示的典型控制系统。用集气罩1将污染源产生的
污染物收集起来,经颗粒除尘装置3,再进入气态污染物净化器4,经风机5进入烟囱7,由此排人大气,再经历扩散稀释过程,达到大气质量标准。现将系统各步控制简述于后。
3、稀释扩散控制
稀释法就是采用烟囱排放污染物,通过大气的输送和扩散作用降低其”着地浓度”,使污染物的地面浓度达到规定的环境质量标准。
5-3 根据我国《大气环境质量标准》的二级标准,求出
、
、
三种污染物的日平均
浓度限值。
解:
5-4 成人每次吸入的空气量平均为500cm3,加入每分钟呼吸15次,空气中颗粒物的浓度为200μg/m3,试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。
解:10.8μg。
5-5 简述颗粒污染物和气态污染物控制方法和设备。 1、颗粒污染物控制的方法和设备主要有四类:
(1)机械力除尘器:包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。 (2)过滤式除尘器:包括袋式过滤器和颗粒层过滤器。 (3)静电除尘器:包括干式静电除尘器和湿式静电除尘器。
(4)湿式除尘器:包括泡沫除尘器、喷雾塔、填料塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤器等 2、气态污染物控制方法和设备可分为两大类:分离法和转化法。
分离法是利用污染与废气中其它组分的物理性质的差异使污染物从废气中分离出来,如物理吸收、吸附、冷凝及膜分离等;转化法是使废气中污染物发生某些化学反应,把污染物转化成无害物质或易于分离的物质,如催化转化、燃烧法、生物处理法、电子束法等。
5-6 为什么说烟囱排放是废气控制系统的重要部分。
所谓稀释法,就是采用烟囱排放污染物,通过大气的输送和扩散作用降低其“着地浓度”,使污染物的地面浓度达到规定的环境质量标准。虽然废气的排放控制应依靠各种控制技术和净化装置,但是,对于那些难以去除的有毒物质要降到很低的浓度,其净化费用可能是相当高的,而以净化脱除为主,辅之烟囱排放稀释,则经济上是合理的。同时,无论采用什么控制方法和净化装置,其尾气中仍含有少量有害物质,即使有些尾气中不含有害物质,也因其中几乎没有氧气而对人类呼吸不利,也必须用烟囱(排气筒)排放稀释。所以烟囱是废气排放控制系统的重要组成部分。烟囱排放本身并不减少排入大气的污染物量,但它能使污染物从局地转移到大得多的范围内扩散,利用大气的自净能力使地面污染物浓度控制在人们可以接受的范围内,所以在工业密度不大的国家和地区,它一直是直接排放废气的常用工业方法。在某些情况下,烟囱可能是控制大气
污染最通用和经济的方法。
第六章 颗粒污染物控制
6-1 某一除尘装置处理含尘气体,入口粉尘的粒径分布和分级效率如附表所示。试求该除尘装置的总效率。 习题6-1附表
0.5~5.8 5.8~8.2 8.2~11.7 11.7~16.5 16.5~22.6 22.6~33 33~47 47 31 61 4 85 7 93 8 96 13 98 19 99 10 8 100 100 粉尘粒径幅入口频数分布分级效率解:η=86%。
6-2 一单层沉降室处理含尘气流,已知含尘气体流量Q=1.5m3/s,气体密度ρG=1.2kg/m3,气
体黏度μ=1.84×10-5kg/(m·s),颗粒真密度ρp=2101.2 kg/m3,沉降室宽度W=1.5 m,要求对粒径=50μm的尘粒应达到60%的搜捕效率。试求沉降室的长度。
解:4.1m。
6-3 含尘粒直径为1.09
的气体通过一重力沉降室,宽20 cm,长50 cm,共8层,层间距
0.124 cm,气体流速是8.61 L/min。并观测到其捕集效率为64.9%。问需要设置到多少层才能得到80%的捕集效率?
解:10层。
6-4 简述旋风除尘器中影响粉尘捕集效率的因素。 1、入口风速(或者流量):入口流量增大(即入口风速),
降低,因此除尘效率提高。但
风速过大,粗颗粒将以较大的速度到达器壁而被反弹回内旋流,然后被上升气流带出,从而降低除尘效率。一般入口风速12~20m/s。
2、除尘器的结构尺寸:其他条件相同时,筒体直径越小,尘粒所受的离心力越大,除尘效率越高;筒体高度的变化对除尘效率的影响不明显;适当增加锥体长度,有利于提高除尘效率;减小排气管直径,对除尘有力若将除尘器各部分的尺寸进行几何相似放大时,除尘效率会有所降低。