A. 污水处理工考试
1.栅渣量
格栅在单位时间截留废水中的固体悬浮物的量，栅渣量的大小与地区特点、栅条间隙大小、废水流量以及下水道系统的类型有关。
2.排水系统的体制
各种不同的排除方式所形成的排水系统分为：分流制、合流制、混合制。
3.生物膜法
污水生物处理的一种方法。该法采用各种不同的载体，通过污水与载体的不断接触，在载体上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物，脱落下来的生物膜与水进行分离。
4.废水厌氧生物处理
又称厌氧消化法。利用厌氧生物在缺氧的条件下，降解废水中有机污染物的一种处理方法。
5.一级强化处理
在常规一级处理基础上，增加化学混凝处理、机械过滤或不完全生物处理等，以提高一级处理效果的处理工艺。
6.BOD污泥负荷
是指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量。
7.吸附平衡
废水与吸附剂接触后，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面，一部分已被吸附的吸附质因热运动的结果而脱离吸附剂表面，又回到液相中去，前者称为吸附过程，后者称为解吸过程。当吸附速度与解吸速度相等时，即达到吸附平衡。
8.气固比 气固比A/S是设计气浮系统时经常使用的一个基本参数，是空气量与固体物数量的比值，无量纲。
9.污泥龄
是指曝气池内活性污泥的总量与每日排放污泥总量之比。
10.生物接触法
生物接触氧化处理技术是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机物得以去除，污水得到净化。
11.污泥容积指数SVI
是指混合液经30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥体积，单位ml/g。
12.污泥消化
污泥消化是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物稳定化，减少污泥体积，降低污泥中的病原体数量。当污泥中的挥发固体VSS含量降低到40%以下时，即可认为已达到稳定化。污泥的消化稳定即可采用好氧消化，也可采用厌氧消化。
13.膜分离法
是利用特殊的膜材料对液体中的成分进行选择分离的技术。用于废水处理的膜分离技术包括扩散渗透、电渗析、反渗析、超滤、微滤等几种。
14.升流式厌氧污泥床法
这种方法是目前应用最为广泛的一种厌氧生物处理工艺，利用反应器底部的高浓度污泥床，对上升废水进行厌氧处理的废水生物处理过程。构造上的特点是，集生物反应和气固液三相分离于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。废水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。
15.出水堰负荷
指单位堰板长度的单位时间内所能溢流的水量
16.生化需氧量
简称BOD，在规定条件下水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧。
17.厌氧流化床工艺
它是借鉴液态化技术的一种生物反应装置。它以小粒径载体为流化粒料，废水作为流化介质，当废水以升流方式通过床体时，与床中附着于载体上的厌氧生物膜不断接触反应，以达厌氧生物降解目的。
18.板框压滤机
由板和框相间排列而成。在滤板两面覆有滤布，用压紧装置把板和框压紧，即在板与板之间构成压滤室，在板与框的上端想通部位开有小孔，压紧后孔连成一条通道，用0.4~0.8Mpa的压力，把经过化学调理的污泥由该通道压入，并由每一块虑框上的支路孔道进入各个压滤室，滤板的表面有沟槽，下端钻有供滤液排除的孔道。滤液在压力的作用下，通过滤布并由孔道从虑机排出，而固体截留下来，在滤布表面形成滤饼，当滤饼完全填满压滤室时，脱水过程结束，打开压滤机，一次抽出各个滤板，剥离滤饼并清洗。
19.气浮
气浮是在水中产生大量细微气泡，细微气泡与废水中的细小悬浮物粒子相黏附，形成整体密度小雨水的气泡-颗粒复合体，悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中悬浮物得以分离。
20.污泥沉降比和污泥容积指数
污泥沉降比是指混合液经30min静沉后形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的百分率。
污泥容积指数是指混合液经30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥容积（ml/g）。
21.三相分离器
它是UASB反应器中最重要的设备，它安装在反应器的顶部，将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区，其作用是完成气、液、固三相的分离，将附着于颗粒污泥上的气体分离，并收集反应区产生的沼气，通过集气室反应器，使分离去中的悬浮物沉淀下来，回落于反应区，有效地防止具有生物活性的厌氧污泥的流失，保证反应器中足够的生物量，降低出水中悬浮物的含量。
22.污泥的好氧速率
是指单位重量的活性污泥在单位时间内的好氧量。
23.城市污水排水系统的基本组成
市内排水系统及设备，室外污水管网，污水输送泵站及设备，污水处理厂及设备，排出口及事故排出口。
24.过滤
指通过具有空隙的颗粒状层或过滤材料截留废水中细小的固体颗粒的处理工艺。
25.沉淀池水力表面负荷
是指单位沉淀池面积在单位时间内所能处理的污水量。q=Q/A
26.生物硝化
活性污泥中以氮、硫、铁或其他化合物为能源的自养菌，能在绝对好氧的条件下，将氨氮化为亚硝酸盐，并进一步可氧化为硝酸盐，这种反应称为生物消化反应。参与生物消化反应的细菌称为硝化菌。
27.污泥
在工业废水和生活污水的处理过程中，会产生大量的固体悬浮物质，这些物质统称为污泥。可以是废水中早已存在，也可以在处理过程中形成。前者各种自然沉淀中截留的悬浮物质，后者如生物处理和化学处理过程中，由原来的溶解性物质和胶体物质转化而成。
28.污水三级处理
在一、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够致水体抚养养花的可溶性无机物等。
29.调节池
为了改善废水处理设备的工作条件，一般需要对水量进行调节，对水质进行均和。实际应用中将具有以上功能的构筑物称为调节池。
30.离子交换
离子交换是不溶性离子化合物上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆的化学吸附过程。
31.BOD5容积负荷
指单位曝气池容积单位时间内，能够接受并将其降到预定程度的有机物的量。
32.电解气浮法
电解气浮法是在直流电的作用下，对废水进行电解时，在正负两极会有气体呈微小气泡析出，将废水中呈颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离的一种技术。
33.额定功率
在正常运行工作状况下，动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率也指及其在正常工作时能达到的功率。
四、计算题
1.某城市污水处厂最大设计污水量为30000m3/d，污水流量总变化系数为1.4，采用栅距为30mm的格栅，请计算每天的栅渣产生早。（假设：每1000m3污水的栅渣产生量为0。06m3）
解：根据栅渣公式 W=86400QmaxW1 / 1000K2
解得W=1.29m3/d
2.某城市污水处厂进水BOD浓度S0=200mg/L，SS浓度X0=250mg/L，该厂采用普通二级活性污泥法处理工艺。初次沉淀池的BOD和SS的去除效率分别为25%和50%，经过二级处理后出水的BOD和SS浓度分别是20mg/L, 25mg/L。求初次沉淀池出水的的BOD和SS的浓度及BOD和SS的去除率。
3.设有一水泵管路系统，已知流量Q=101m3/h，管径d=150mm，管路的总水头损失是25.4H2O。水泵效率为75.7%，上下两水面高差h=102m，试求水泵的扬程和功率。
解：水泵扬程H=25.4+102=127.4m
泵的有效功率P有=pgQH=1.0*1000*9.8*101/3600*127.4=35028W
水泵总功率P=P有 / 效率=35028/75.7%=46272W=46.27KW
4.某处理厂测得瀑气池混合液悬浮固体浓度X为2000mg/L，回流活性污泥悬浮固体浓度Xg为2000mg/L。运行人员刚把回流比R调到50%。试分析回流比调节器节是否正确，应如何调节器节。
解：R=X/（Xg-X）=2000/(5000-2000)=66.7%
答：50%不正确，应调节器节至66.7%，否则如不增大排泥，污泥将随出水流失
5、 某污水处理厂瀑气池有效容积5000m3，瀑气池内混合液悬浮固体浓度为3000mg/L，试计算当瀑气处理污水量为22500m3/d，进水BOD浓度为200mg/L时，该厂的BOD-SS负荷。
解：Ls=QSo/XV
6.某处理厂污泥浓缩池，当控制负荷为50Kg/(m3/d)时，得到如下浓缩效果：入流污泥量Q1=500m3/d;入流污泥的含水率为98%；排泥量Q=200m3/d；排泥的含水率为95.5%；试评价浓缩效果，并计算分离率。
解：f=Cu/Ci=(100-Pu)/(100-Pi)=(100-95.5)/ (100-98)=2.25
固体回收率=Qu*Cu/Qi*Ci=(200*4.5)/(500*2)*100%=90%
分离率F=Qe/Qi=(500-200)/500=60%
7.某食品厂
8、
9、瀑气池混合液浓度为4000mg/L，BOD负荷0.3KgBOD5(KgMLSS*d)，流量为100000m3/d，进水BOD5=300mg/L，设计曝气池的体积。
Ls=QSo/XV
V=QSo/LsX
10、某处理厂一般将污沁的泥龄控制在4d左右，该厂曝气池容积V为5000m3。试计算当回流污泥浓度为4000mg/L，混合液浓度为2500mg/L，出水悬浮固体浓度为30mg/L，入流污水量Q为20000m3/d时，该厂每天应排放的剩余污泥的量。
解：剩余污泥排放量的计算公式如下
Qc=VX/[QwXw+(Q-Qw)Xe]
即Qw=(V/Qc)*[X/(Xw-Xe)]-[Xe/(Xw-Xe)]*Q
Qw=(5000/4)*[2500/(4000-30)]-[30/(4000-30)*20000]=636m3
11、某污水处理厂曝气池体积为5000m3，混合溶液浓度为2500mg/L，每天从系统排除的液活性污泥量为2500Kg。试求污水处理厂的污泥泥龄。 解：SRT=(2500mg/L*5000m3)/2500Kg=5d
12、某UASB反应器有效体积为200，进水CODo为5000mg/L，有机负荷Nv为8Kg/m3*d。求（1）此反应器的进水流量Q？（2）允许的最大水力停留时间t?
(1) V=QSo/Nv Q=VNv/So=(200m3*8Kg/m3*d)/5000mg/L=320m3/d
(2) t=V/Q=200m3/320m3/d=0.625d=15h
13、某污水得理厂日处理污水量100000m3/d，入流污水的SS为250mg/L。该厂高有四条初沉池，每池配有一台流量为60m3/h的排泥泵，每2h排泥一次。试计算当SS去除率为60%时、要求排泥浓度为3%时，每次的排泥时间。（污泥密度近似按1000Kg/m3计算）
解：每个排泥周期产生的干污泥量为：
Ms=(100000/24)*2*250*60%=1250000g/h
Cs=30000g/m3
所以每个排污周期产生的湿污泥量为：Q=1250000/30000=41.6m3
41.6/4=10.4m3
排泥时间约10.4/60=10min
五、问答题
1.简述调节池在污水处理中的作用，常见类型及特点：
答：调节池在污水处理中的作用是对水量进行调节，对水质进行均和，常见的类型有：水量调节池，水质调节池和事故调节池三种。水量调节池的特点是，调节水量，保持容积，并使出水均匀；水质调节池的结构功能是，采用穿孔导游槽，或增加搅拌设备；事故调节池是，在特殊的情况下设立的，对保护系统不受冲击，减少调节池容积有十分重要的作用。
2.什么是城市污水的一级处理，二级处理及深度处理：
答：一级处理主要是除去污水中的漂浮物和悬浮物的重要过程，主要为深沉；二级处理为污水经一级处理后用生物方法继续去除没有沉淀的微小粒径的悬浮物，胶体和溶解性的有机物质，以及氮和磷的净化过程；深度处理为进一步去除二级处理未能去除的污染物的净化过程。
3.与活性污泥法相比，生物膜法的优点与缺点有哪些，并作简易说明。
优缺点有：1.适应冲击负荷变化能力强。2。反应器内微生物浓度高3。剩余污泥产量低 4。同时存在硝化与反硝化过程 5。操作管理简单，运行费用较低 6。调节运行的灵活性差 7。有机物去除率较低。
4.简述污泥的来源与分类，并作简要的说明
污泥来源于工业废水和生活污水的处理过程中产生的大量的固体悬浮物质，根据污泥的来源和性质，可分为以下几种污泥，1。初次沉淀污泥，来自初次沉淀池，其性质随污水的成份而异。2。剩余活性污泥与腐殖污泥来自活性污泥法和生物膜后的二沉池。3。硝化污泥初次沉淀污泥，剩余活性污呢和腐殖污泥等经过硝化稳定处理后的污泥4。化学污泥 5。有机污泥，主要含有有机物6。无机污泥，以无机物为主要成份
5.混凝过程的运行控制条件是什么：
答：混凝过程中的运行条件包括：PH，水温，混凝剂的选择和投加量，水力条件。
1。PH：在最适宜的PH条件下，混凝反应速度最快，絮体溶解度最小，混凝作用最强。
2。水温：水温一般在20-30度为宜
3。混凝剂的选择和投加量：混凝剂的选择主要取决于胶体的细微悬物的性质，浓度，但还应考虑来源成本和是否引入有害物质等因素。
4。水力条件：混凝剂投入废水中后，必须创造最适宜的水力条件，使混凝作用顺利进行。
6.表面曝气叶轮充氧是通过哪几部分实现的？
答：通过以下三部分实现的： 1。叶轮的提水和输水作用，使曝气池内液体循环流动，从而使不断更新气液接触面和不断吸气。
2。叶轮旋转时在其周围形成水跃，使液体剧烈搅动而卷入空气
3。叶轮叶片后侧在旋转时形成负压区，吸入空气
7.何为活性污泥丝状菌膨胀，该如何控制？
在活性污泥处理系统中，由于丝状菌的存在引起活性污泥体积膨胀和不易沉降的现象，为活性污泥丝状菌膨胀，其控制的措施为：
1。减少进水量，降低BOD负荷
2。增加DO浓度
8.离子交换过程分哪几个阶段，各有什么作用：
离子交换过程包括：交换，反冲洗，再生和清洗
1。交换：交换阶段是利用离子交换树脂的交换作用从废水中去除目标离子的操作过程
2。反冲洗的目的是松动树脂层，使再生液能均匀渗入层中，与交换剂颗粒充分接触，同时把过滤过程中产生的破碎粒子和截留的污物冲走
3。再生：在树脂失效后必须再生才能使用，通过树脂再生一方面可以恢复树脂的交换能力，另一方面可回收有用的物质。离子交换树脂的再生是离子交换的逆过程。
4。清洗：清洗的目的是洗涤残留的再生液和再生时出现的反应物质。
9.初次沉淀池的运行管理应注意哪些方面：
答：
1。操作人员根据池组设置，进水量的变化，应调节各池进水量，使各池均匀配水。
2。初次沉淀池应及时排泥，并宜间歇进行。
3。操作人员应经常检查初次沉淀池浮渣斗和排渣管道的排渣情况，并及时清除浮渣，清捞出的浮渣应妥善处理。
4。刮泥机待修或长期停机时，应将池内污泥排空。
5。采用泵房排泥工艺时，可按有关规定执行。
6。当剩余活性污泥排入初次沉淀池时，在正常的运转情况下，应控制其回流比少于2%
10.气浮法的原理是什么：
答：气浮法是在水中产生大量细微气泡，细微气泡与废水中细小悬浮物粒子相粘附，形成整体密度小于水的气泡-颗粒复合体；悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中的悬浮物得以分离 其气浮分离必须具备以下两个基本条件：1。必须水中产生足够数量的细微气泡2。必须使气泡能够与污染物相粘附，并形成不溶性的固体悬浮体
11.二沉池污泥上浮的原因是什么，如何解决
答：二沉池污泥上浮指的是污泥在二沉池内发生酸化或反硝化，导致污泥漂浮到二沉池表面的现象。漂浮的原因主要是，这些污泥在二沉池内停留时间过长，由于溶解氧被逐渐消耗，而产生酸化，产生H2S，使污泥絮体密度减少上浮。当SRT 过长时，发生硝化后进入的混合中含有大量的硝酸盐，污泥在二沉池中由于缺乏足够的DO，而进行反硝化，产生N2，附着在污泥上，使密度减少，上浮。
措施：1。及时排泥，加大污泥回流量石流沉积2。加强曝气池未端充氧量，提高进入二沉池的DO含量。3。对于反硝化造成的污泥上浮，还可以增大剩余污泥的排放量，降低SRT。
4。检查刮给泥机的运行情况，减少死角积泥，造成死泥上浮。
12.真空过滤机胶水效果的影响因素有哪些：
1。污泥的性质：污泥的种类，浓度，储存时间，调理情况等对过滤性能产生影响。
2。真空度的影响：真空度是真空过滤的推动,直接关系到过滤率及运行费用，影响比较复杂，一般，真空度越高，滤饼厚度越大，含水率越低。
3。转鼓浸深的影响
4。转鼓转速快慢的影响
5。滤布性能的影响：网眼的大小决定于污泥颗粒的大小和性质
13.混凝工艺包括哪几个步骤：
答：工艺包括：混凝剂的配制与投加，混合，反应和矾花分离等几个步骤
1。配制与投加：实际应用中，混凝剂通常采用湿法投加
2。混合：将混凝药迅速分散到废水中，与水中胶体和细微悬浮物相接触
3。反应：指混凝剂与胶体和细微的悬浮物产生反应，使胶体和悬浮物脱稳，互相絮凝，最终聚集成为粒径较大的矾花颗粒。
4。矾花分离：指过重力沉降或其他固液分离手段将形成的大颗粒矾花从水中去除
14.生物膜系统运行中为何维持较高的DO？
因为适当地提高生物膜系统内的DO可减少生物膜中厌氧层的厚度，增大好氧层生物膜中的比例，提高生物膜内氧化分解有机物的好氧微生物的活性；此外，加大曝气量后，气流上升所产生的剪切力，有助于老化生物膜的脱落。使生物膜厚度不致于过厚，并防止因此产生堵塞弊端。
15.简述活性碳再生的方法：
有四种方法：
1。加热再生：1）脱水2）干燥 3）碳化 4）活化 5）冷却
2。蒸汽法：吸附物质是低沸点物质，可考虑通入水蒸汽进行吹脱
3。化学再生方法：通过化学反应，使吸附物质转化为易于溶于水的物质而解吸下来
4。生物再生法：利用微生物的作用，将初活性碳吸附的有机物氧化分解，从而使活性碳得到再生
B. 共有3座污水处理厂，每天约处理污水43.5万吨，产生约300t污泥．过去，这些污泥多采取自然晾晒和直接利用
（1）∵6t污泥经能量置换后相当于1t标准煤，
∴1kg污泥燃烧放出的热量Q=qm=3.0×107J/kg×1kg×
| 1 |
| 6 |
| Q |
| c△t |
| 5×106J |
| 4.2×103J/(kg?℃)×50℃ |
| 1 |
| 6 |
| W电 |
| Q |
| 2.52×1011J |
| 1.5×1012J |
C. 宋克振社会经历
宋克振先生的学术及职业生涯丰富多彩。1982年2月，他在哈尔滨工业大学信息处理与模式识别专业毕业，随后开始了他的专业道路。1982年至1985年，他在长江动力集团武汉市汽轮发电机厂任职，担任助理工程师，积累了初步的实践经验。
1985年至2002年，他在武汉市市政工程设计研究院任职，职位逐步晋升，从工程师到高级工程师，再到教授级高级工程师，担任计算中心主任工程师和主任。这段期间，他不仅负责了多项大型设备和系统的电气控制系统、仪表检测系统的设计与实施，还独立完成了多项工程设计，并主持开发了多款软件系统，以及网络工程。他的贡献得到了认可，如《城市道路横断面CAD》软件荣获省QC奖，而《城市防洪工程CAD系统》则获得了省市级优秀软件奖。
2002年至今，宋克振在中南财经政法大学信息学院工作，担任教授级高级工程师和教授，同时还主持计算机科学与技术系副主任的工作以及经济信息管理系主任。期间，他参与了《综合统计月报系统》的开发，以及横向课题如龙王嘴污水处理厂服务范围管网复查系统和柔性FPACS系统的研发。他还负责了省级教改项目《信息管理与信息系统专业教学培养模式研究》的探讨。
他的学术成就也得到了肯定，曾被武汉市科学技术委员会授予“武汉市CAD应用优秀个人”称号，同时是中南财经政法大学2005届毕业生工作先进个人。在学术论文方面，如《LWZPNSS：基于GIS模式的Web管理信息系统》和《信息系统建设项目风险的模糊分析方法研究》等，体现了他的深度研究和专业知识。
D. 污水处理工程中水泵的选型
在污水处理工程中，水泵是整个系统中最为基础和关键的一环，能够直接影响到整个系统的处理能力、稳定性和经济性等。本文从水泵型号的选择入手，介绍了各类水泵的特点以及选型所需要注意的问题，对工程人员的设计工作有指导性意义。
引言
水泵是污水处理工程中必不可少的设备之一，其作用是将相对高程较低的污水提升至后续相对高程较高的处理单元，为污水处理的顺利进行提供足够的动力。水泵选型是否正确对整个系统的稳定性，投资和运行的经济性、运行效果的合理性都有着重大的影响。
1 影响水泵选型的因素
1.1 水泵安装现场的环境
通常在污水处理中所采用的水泵分为两种，一种安装于污水外，称为离心泵即干式泵，另一种直接安装在污水中，称为潜水泵。两种泵各有其优缺点，需根据不同的场合进行选择。
离心泵运行时，叶轮的叶片高速旋转产生离心力，将介质输送到高压端出口，并在吸入口形成负压吸入介质以此循环。由于其安装于污水外，运行时只有水泵的吸水管和叶轮淹没在污水中，能够保持设备的干燥，避免泵体受污染，方便后续的管理、养护及维修。但是由于其构造关系，如果水泵中没有水就无法进行介质的输送，且极易损伤叶轮和泵体导致设备损坏。
潜水泵的工作原理也是利用离心力，但由于泵体安装于水池内，运行时水泵及管件均淹没在水中，不存在进水管灌水及水泵吸程的问题，水池的有效容积会更大，其缺点是设备浸入污水中会受到腐蚀，养护管理及维修较为麻烦。
当污水处理厂占地面积不大，对水泵的安装环境无特殊要求，建议采用潜水泵；若水池深度超出水泵吸程，则必须采用潜水泵。当污水处理厂的占地足够大，且客户要求水泵安装于水池外，可以考虑采用离心泵。当水泵必须置于液体外，且启动液面低于水泵叶轮淹没水位时，必须选用带引水辅助设备的离心泵或自吸泵。
1.2 水泵输送的介质
污水处理中涉及到的污水种类繁多，有人们日常生活排放的生活污水，有工业生产中排放的生产废水，且不同行业排放的工业废水特性也各不相同，只有选择合适的水泵，污水处理工程的运行才能稳定和有效。
根据输送介质中所含杂质的多少可将水泵分为清水泵和污水泵两种。清水泵对输送介质的清洁度要求较高，一般要求介质中固体体积含量不超过0.1%，粒度不大于0.2mm，否则极易堵塞水泵，对泵体、叶轮造成损坏。污水泵的结构原理同清水泵一样，但进行了一些内部构造的更改，如加大水泵流道、增大叶轮间隙、取消叶轮护圈、增加锯齿片等，因此可以输送含杂质较多的介质。
针对各类污水选择水泵的原则如下：
1）对于清洁度较高，物理化学性质类似于清水的污水，如清洗废水、含油废水等，建议采用清水泵进行输送；
2）对于含有大量杂质（如较大固体颗粒、各种纤维）的污水，如生活污水、纺织业废水、造纸业废水等，必须选择污水泵来作业。
3）对于有腐蚀性的或高温的污水，必须有针对地选用特殊材质的耐腐蚀泵，如塑料、不锈钢等材质制造的水泵，否则泵体容易被腐蚀，使整个系统的运行受到影响。
1.3 水泵具体型号的选择
在选择水泵的具体型号前，首先需要根据具体的设计参数计算出所需水泵的流量和扬程，然后根据实际水泵的特性曲线进行比较和选择。
1.3.1 水泵流量的计算
与大型泵站相比，污水处理工程由于排水总量有限，且一般均设有较大的污水调节池，水泵的运行流量较为稳定。根据工程设计水量和设计水泵数量，即可计算出单台水泵的设计流量。
Q=Q总
n（m3/h）Q-单台水泵设计流量（m3/h）；
Q总-工程平均小时流量（m3/h）；
n-水泵台数（台）。
对于小流量的工程一般采用2台水泵，1用1备；对于大流量的工程可采用3台水泵，2用1备，运行时2台水泵同时运行，若使用中的水泵出现故障则更换备用水泵，故障水泵可拆下进行维修，这样备用水泵的投资比1用1备要更经济。采用多台水泵时应尽量选用同型号水泵，方便维护管理。
1.3.2 水泵扬程的计算
水泵总扬程由水泵吸水高度、扬水高度及管路水头损失三方面决定，一旦水泵流量、管径及管道布置确定，水泵设计扬程就可确定。
H≥h1+h2+h3+h4（m）H-水泵总扬程（m）；
h1-吸水管水头损失（m），一般包括吸水喇叭口、90°弯头、直线段、阀门，渐缩管等；
h2-出水管水头损失（m），一般包括渐扩管、止回阀、阀门、短管、90度弯头（或三通）、直线段等；
h3-集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差（m）；
h4-安全水头（m），估算扬程时可按0.5m~1.0m计；详细计算时应慎用，以免工况点偏移。
下面分别为不同安装高度水泵扬程的计算示意图
图1水泵扬程计算示意图
对于污水处理工程而言，水泵的主要作用是提升高程而不是长距离送水，输水管路一般不长，沿程阻力损失可忽略不计，水头损失只需计算局部阻力损失即可。
1.3.3 比较选择
通常水泵的制造商会针对其生产的每一款水泵提供如图2所示的H-Q曲线和-Q曲线。其中H-Q曲线为水泵的高程-流量特性曲线，-Q曲线为水泵的效率-流量曲线。针对每个不同的工程，计算得出实际所需要的水泵的高程为Hc，流量为Qc，在上图中显示为一个具体的坐标点（Qc，Hc）。
选取水泵的原则如下：
1）选取的水泵的H-Q曲线必须同时满足流量和扬程的要求。理想状态是（Qc，Hc）能落在曲线上，但实际工程中这种情况很少，此时必须在保证流量的前提下，让水泵工况点扬程略高于设计扬程，从H-Q曲线图上看也即所选择的水泵的H-Q曲线需要略高于工程需求点（Qc，Hc）。
2）一般水泵的工况点不会是水泵的最高效率点，但要求工况点应靠近水泵的最高效率点，以保证水泵的运行效率。从η-Q曲线图上显示为Qc位于η-Q曲线的波峰位置附近。同时，由于水泵在运行过程中，水池中的水位是变化的，水泵或者水泵组在这个范围内变化时都应处于高效区。
2 结论
本文从污水处理中水泵的选型出发，介绍了各类常用水泵的特点和使用要求，以及选择水泵型号需要考虑的关键点，供工程技术人员参考
E. 污水处理计算题
剩余来污泥排放源量的计算公式如下
Qc=VX/[QwXw+(Q-Qw)Xe]
即
Qw=(V/Qc)*[X/(Xw-Xe)]-[Xe/(Xw-Xe)]*Q
Qw=(5000/4)*[2500/(4000-30)]-[30/(4000-30)*20000]=636m3
F. 请教污泥负荷与容积负荷
SBR反应池池容计算系指传统的序批式活性污泥反应池，而不包括其他SBR改进型的诸多反应池(如ICEAS、CASS、MSBR等)池容的计算。
现针对存在的问题提出一套以总污泥量为主要参数的综合设计方法，供设计者参考。
1 现行设计方法
1.1 负荷法
该法与连续式曝气池容的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷或污泥负荷、进水量及进水中BOD5浓度，即可由下式迅速求得SBR池容：
容积负荷法 V=nQ0C0／Nv (1)
Vmin=〔SVI·MLSS／106]·V
污泥负荷法 Vmin=nQ0C0·SVI／Ns (2)
V=Vmin+Q0
1.2 曝气时间内负荷法
鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta，则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下计算式：
容积负荷法 V=nQ0C0tc／Nv·ta (3)
污泥负荷法 V=24QC0／nta·MLSS·NS (4)
1.3 动力学设计法
由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况：
限制曝气 V=NQ(C0-Ce)tf／[MLSS·Ns·ta] (5)
非限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf／[MLSS·Ns(ta+tf)] (6)
半限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf／[LSS·Ns(ta+tf-t0)] (7)
但在实际应用中发现上述方法存有以下问题：
① 对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大〔例如文献推荐Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等〕，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的影响；
② 负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算，存有理论上的差异，使所得结果偏小；
③ 在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象；
④ 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用，而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。
上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。
针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法。
2 总污泥量综合设计法
该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水容积，两者之和即为所求SBR池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为：
� TS=naQ0(C0-Cr)tT·S (8)
� Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3 (9)
� Hmin=�Hmax-ΔH� (10)
� V=Vmin+ΔV� (11)
式中�TS——单个SBR池内干污泥总量，kg
tT·S——总污泥龄，d
A——SBR池几何平面积，m2
� Hmax、Hmin——分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，m
ΔH——最高水位与最低水位差，m
� Cr——出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。其值为：
� Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t) (12)
式中�Cse——出水中悬浮物浓度，kg/m3
� k1——耗氧速率，d-1
� t——BOD实验时间，d
� Z——活性污泥中异养菌所占比例，其值为：
� Z=B-（B2-8.33Ns·1.072(15-T)）0.5� (13)
� B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns·1.072(15-T)� (14)
Ns=1/a·tT·S� (15)
式中�a——产泥系数，即单位BOD5所产生的剩余污泥量，kgMLSS/kgBOD5，其值为：
� a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.6×0.072×1.072(T-15)1/〔tT·S+0.08×1.072(T-15)� (16)
式中TS、BOD5——分别为进水中悬浮固体浓度及BOD 5浓度，kg/m3
�T——污水水温，℃
由式(9)计算之Vmin系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历时条件下的沉降距离，此值将大于现行方法中所推算的Vmin。
必须指出的是，实际的污泥沉降距离应考虑排水历时内的沉降作用，该作用距离称之为保护高度Hb。同时，SBR池内混合液从完全动态混合变为静止沉淀的初始5～10min内污泥 仍处于紊动状态，之后才逐渐变为压缩沉降直至排水历时结束。它们之间的关系可由下式表示：
� vs(ts+td-10/60)=ΔH+Hb (17)
� vs=650/MLSSmax·SVI� (18)
由式(18)代入式(17)并作相应变换改写为：
〔650·A·Hmax／TS·SVI〕(ts+td-10/60)=ΔV/A+Hb (19)
式中 �vs——污泥沉降速度，m/h
� MLSSmax——当水深为Hmax时的MLSS，kg/m3�
ts、td——分别为污泥沉淀历时和排水历时，h
式(19)中SVI、Hb、ts、td均可据经验假定，Ts、ΔV均为已知，Hmax可依据鼓风机风压或曝气机有效水深设置，A为可求，同时求得ΔH，使其在许可的排水变幅范围内保证允许的保护高度。因而，由式(10)、(11)可分别求得Hmin、Vmin和反应池容。
3 工程算例 �
3.1 设计基本条件
某城镇平均污水处理量为10000m3/d，进、出水质见表1。
表1 设计进、出水质 项目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) NO3-N(mg/L) TP(mg/L) 水温(℃) pH 进水 380 200 200 40 0 4 15 出水 60 20 20 5 5 0.5 6～9
3.2 SBR池容计算
按前述设计方法及推荐采用的参数，以及提出的总污泥量综合计算法和相应的参数推求公式，依表1的要求进行SBR池容计算。为便于结果比较，该工程设SBR池2座，交替分批进水，周期长6h，Hmax=4.2m，变化系数k2=1.2，计算结果见表2。
表2 单个SBR池参数及结果比较 设计参数一法二法三法四法新法 Nv〔kgBOD5/(m3·d)〕 0.50 0.24 Nv〔kgBOD5/(kgMLSS·d〕 0.255 (0.074) (0.074) 0.074 SVI(mL/g) 90 150 (120) (120) 120 MLSSmax(mg/L) 3000 (3235) (3235) 3235 a〔kgMLSS/(kgBOD5·d)〕 0.906 tT·S(d) 15 TS(kg) (12571) (12571) 12571 Z(%) 0.302 ta(h) (3.0) (3.0) ts+td(h) 1.0+1.0 A(m2) 476 438 1984 1798 925 ΔH(m) 3.07 2.85 2.57 2.57 1.62 Vmin(m3) 540 588 3234 2931 2386 V(m3) 2000 1838 8333 7550 3886 ΔV(m3) 1460 1250 5099 4619 1500 HRT(h) 9.6 8.8 40.0 36.2 18.7 注：①一法至四法依次指：容积负荷法、总污泥负荷法、曝气时间内负荷法、动力学设计法，新法系指总污泥量综合设计法；
②前四种方法中参数 A、ΔH值系由V及Hmax反推而得，列出目的是为便于比较；
③一法和二法中Ns、Nv、SVI值系直接引用相应参考文献中采用的数据，其他方法中凡带( )者为文中假定或移用新法推算值。
4 设计方法评价
根据表2结果进行合理性分析，对SBR池容设计的各种方法作综合评价如下：
① 曝气时间内负荷法和动力学设计法所得池容明显偏大，停留时间过长，ΔH已超出允许范围，实际的MLSSmax仅为1508 mg/L和1655mg/L，要达到假定的活性污泥浓度必须使总污泥龄达30d左右，这样则污泥负荷过小，不利于除磷脱氮。故该两法若用于目前的设计，尚有待改进和完善，但其设想及动力学的理论原理和对SBR池容设计的进步将具有一定的研究价值。
② 容积负荷法和总污泥负荷法实质上系属同一种方法，当采用相应参考文献中的设计参数时所得池容偏小、停留时间过短、ΔH也已超出允许范围；当负荷参数采用总污泥量综合设计法的公式推算值时，则所得SBR池容趋于合理、偏差缩小，但仍然存有ΔH、Hmax等参数与沉降速度、沉淀面积及保护高度之间的关系相脱节的缺陷，最终将影响处理效果。
因此该两法宜谨慎采用，特别是对公式中的负荷参数应以通过计算代替假设，但对式(15)应进行修正，以与该两法的计算公式相适应。
③ 总污泥量综合设计法中所考虑的因素及出发点均与SBR反应池的功能特性密切结合，避免了前几种方法中所存在的问题及缺陷。通过包括硝化、反硝化和厌氧三个反应阶段所需反应历时及阶段污泥龄的校核计算(方法略)得三个阶段的反应历时分别为2.1、1.4、0.5h；所需污泥龄分别为5、8及10d。而本算例假定总污泥龄为15d，其SBR池容完全能满足进行除磷脱氮的需要，且维持了合理的负荷及活性污泥浓度。
④ 从有关参数得知：总污泥量综合设计法SBR池容合理；ΔH在允许范围内；MLSSmax=3235mg/L，在3000～4000mg/L之间；Ns=0.074kgBOD5/(kgMLSS·d)，在0.06～0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)范围内；Nn=0.013kgNH3-N/(kgMLSS·d)，符合除磷脱氮负荷要求；MLSSmin=5269mg/L近似于6000mg/L；ΔV/V=38.6%≤40%，符合最佳充水比。
该法在所有设计参数中除SVI、ts、td按经验假定外，均依据进水水质由公式推算而得，不会产生与其他现行方法的矛盾。同时在推求池容过程中确定了SBR池的几何尺寸，这是其他方法所不及的。
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收稿日期：2002-03-22