高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)考研真题精选-第十八章 污泥的处理与处置【圣才出品】

第十八章污泥的处理与处置

一、选择题

污泥稳定主要是去除污泥中的（）。[中国地质大学（武汉）2011年研]

A．游离水

B．毛细水

C．内部水

D．有机物

【答案】D

【解析】城镇污水及各种有机污水处理过程中产生的污泥都含有大量有机物，如果将这种污泥投放到自然界，其中有机物在微生物的作用下，会继续腐化分解，对环境造成各种危害，所以需采用措施降低其有机物含量或使其暂时不产生分解，通常这一过程称之为污泥稳定。污泥之所以不稳定是因为其中不仅含有大量的有机物和微生物，而且其环境适宜微生物生存。因此，污泥稳定就是去除或减少其中的有机物，抑制或杀灭其中的微生物，或改变污泥的环境条件使之不适宜微生物的生存，以上途径均可达到消除或减缓微生物对污泥腐化分解的作用。稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和化学稳定。

二、填空题

1．污泥中的水分大致分为______、______、______。[中国地质大学（武汉）2011年研，广东工业大学2017年研]

【答案】游离水；毛细水；内部水

【解析】污泥中的水分存在形式有三种：①游离水，存在于污泥颗粒间隙中的水，称为

间隙水或游离水，占污泥水分的70%左右；②毛细水，存在于污泥颗粒间的毛细管中，约占污泥水分的20%；③内部水，黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部（包括生物细胞内）的内部水，约占污泥中水分的10%。

2．污泥浓缩的目的主要是______。[中国地质大学（武汉）2010年研]

【答案】减少污泥体积，以便后续的单项操作

【解析】浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单项操作。例如剩余活性污泥的含水率高达99%，若含水率减小为98%，则相应的污泥体积降为原体积的一半，如果后续处理为厌氧消化，则消化池容积可大大缩小；如果进行湿式氧化，不仅加热所需的热量可大大减小，而且提高了污泥自身的比热。污泥浓缩的技术界限大致为：活性污泥含水率可降至97%～98%，初次沉淀污泥可降至90%～92%。

三、判断题

1．污泥中的游离水可以用浓缩方法有效脱出。（）[中国地质大学（武汉）2011年研]

【答案】正确

【解析】存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，占污泥水分的70%左右。这部分水一般借助外力可以与泥粒分离。浓缩脱水的主要对象是间隙水（或称为游离水），但不能完全去除所有的游离水。

2．污泥在管道中输送时应使其处于层流状态。[宁波大学2017年研]

【答案】正确

【解析】不管是浓缩污泥还是脱水污泥，粘度都较大，为了减少管阻，流速都不会太大，雷诺数应该处于层流区。

四、名词解释

污泥稳定[广东工业大学2015年研]

答：污泥稳定是指通过采取措施降低有机污水处理过程中产生的污泥中有机物含量或使其暂时不产生分解的过程。污泥的稳定就是去除或减少其中的有机物，抑制或杀灭其中的微生物，或改变污泥的环境条件使之不适宜微生物的生存，达到消除或减缓微生物对污泥腐化分解的作用。稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和化学稳定。

五、简答题

1．污泥浓缩的方法和特点。[中国地质大学（武汉）2012年研；中国海洋大学2012年研]

答：（1）污泥浓缩的方法

污泥浓缩的操作方式有间歇式和连续式两种。通常间歇式主要用于污泥量较小的场合，而连续式则用于污泥量较大的场合。浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。

（2）各浓缩方法的特点

①重力浓缩法

重力浓缩法主要构筑物为重力浓缩池，设备构造简单，管理方便，运行费用低。重力浓缩法适合于固体密度较大的重质污泥（如初沉池排出的污泥或其他以无机固体为主的工业污泥）。

②气浮浓缩法

气浮浓缩主要设施为气浮池和压缩空气系统，设备较多，操作较复杂，运行费用较高，但气浮污泥含水率一般低于重力浓缩污泥。对于相对密度接近于1的轻质污泥（如活性污泥）或含有气泡的污泥（如消化污泥），可采用气浮浓缩法。

③离心浓缩法

离心浓缩则可将污泥含水率降到80%～85%，大大缩小了污泥体积，但相比之下电耗较大。

2．污泥不稳定的原因有哪些？简述稳定的方法及各稳定方法的原理。[中国海洋大学2011年研]

答：（1）污泥不稳定的原因

污泥不稳定是指因为其中不仅含有大量的有机物和微生物，而且污泥环境适宜微生物生存，其中的有机物在微生物的作用下，会继续腐化分解，对环境造成各种危害。

（2）稳定的方法及原理

污泥稳定是指采用措施降低污泥中有机物含量或使其暂时不产生分解的过程。污泥稳定的方法有生物法和化学法。

①生物法

生物稳定是指在人工条件下加速微生物对污泥中有机物的分解，使之变成稳定的无机物或不易被生物降解的有机物的过程。

a．污泥的好氧生物稳定原理

好氧消化是指对二级处理的剩余污泥或一、二级处理的混合污泥进行持续曝气，促使其中的生物细胞或构成BOD的有机固体分解，从而降低挥发性悬浮固体含量的方法。在好氧消化过程中，污泥中的有机物被好氧氧化为CO2、NH3和H2O；

b．污泥的厌氧生物稳定原理

污泥的厌氧生物稳定包括传统消化池、高速消化池和厌氧接触消化池。其基本原理同污水厌氧生物处理的原理。首先水解发酵阶段，在厌氧菌胞外酶的作用下将复杂有机物分解成简单有机物，简单有机物在产酸菌的作用下转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类。然后产氢产乙酸阶段，把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物转化为乙酸和氢并有CO2产生。最后产甲烷阶段把前面产生的乙酸、H2和CO2转化为甲烷。

②化学法

化学稳定是指向污泥中投加化学药剂，以抑制和杀死微生物，消除污泥可能对环境造成的危害。化学稳定的方法有石灰稳定法、氯稳定法和臭氧稳定法。

a．石灰稳定法原理

石灰稳定法的原理是向污泥中投加石灰，使污泥的pH提高到11～11.5，在15℃下接触4h，可杀死全部大肠杆菌及沙门氏伤寒杆菌，但对钩虫、阿米巴孢囊的杀伤力较差；

b．氯稳定法与臭氧稳定法原理

氯和臭氧能通过氯化及强氧化作用杀死各种致病微生物，有较长期的稳定性。

3．污泥处理的一般工艺如何？污泥浓缩的作用是什么？[宁波大学2017年研]

答：（1）污泥处理的一般工艺。

污泥处理工艺主要由污泥的性质以及污泥最终处置的要求所决定。下图为以活性污泥法为主的城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程。来自于一级处理的初沉污泥和二级处理的剩余污泥分别进入储泥池，以调节污水处理系统污泥的产生量和污泥处理系统处理能力之间的平衡；随后进行污泥浓缩，浓缩的方法有自然浓缩和机械浓缩，自然浓缩又分为重力浓缩和气浮浓缩，但目的均为大幅度地削减污泥体积，减小后续处理的水量负荷和污泥调理时的药

剂投量；污泥稳定则是减少污泥中的有机物含量和致病微生物的数量，降低污泥利用的风险，稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和化学稳定；调理则是提高污泥的脱水性能（减小污泥的比阻）；脱水的目的是进一步降低污泥的含水率，经脱水后的污泥可直接进行最终处置，也可经干化后再进行最终处置。

（2）污泥浓缩的作用。

浓缩的主要作用是减少污泥体积，以便后续的单项操作。例如剩余活性污泥的含水率高达99%，若含水率减小为98%，则相应的污泥体积降为原体积的一半，如果后续处理为厌氧消化，则消化池容积可大大缩小；如果进行湿式氧化，不仅加热所需的热量可大大减小，而且提高了污泥自身的比热。

六、计算题

从曝气池中取出1L污泥浓度为6gSS/L（6kgSS/m3）的活性污泥置于量筒中，静置30分钟以后，污泥体积减少到300mL，试求污泥体积指数、污泥密度指数。如果将此污泥固体物含量从3.0%浓缩至6.0%，试求污泥浓缩后的体积减少多少？[中国科学技术大学2012年研]

解：（1）根据题意，污泥沉降比为300mL/L，而污泥浓度为6gSS/L，则SVI＝300/6＝50mL/g，而污泥密度指数SDI＝100/SVI，即为100/50＝2g/100mL。

（2）当把污泥含量从3.0%浓缩至6.0%，则V2＝3%V1/6%＝0.5V1＝150mL。污泥浓缩后的体积减少150mL。