《环境生物修复》复习题汇总Word文档格式.docx
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在污泥增长的不同阶段，污泥负荷各不相同，净化效果也不一样，因此污泥负荷是活性污泥法设计和运行的主要参数之一。
一般来说，污泥负荷在0.3～0.5kg/（kg.d）范围内时，BOD5去除率可达90%以上，SVI为80-150，污泥的吸附性能和沉淀性能都较好。
9、生物强化
是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能
10、生物冶金
生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。
这些微生物被称作适温细菌，大约有0.5-2.0微米长、0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。
这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。
11．两阶段厌氧消化
两阶段厌氧消化过程被认为是由不产甲烷的发酵细菌和产甲烷的发酵细菌共同作用的两阶段过程。
第一阶段常被称作酸性发酵阶段，即由发酵细菌把复杂的有机物水解和发酵（酸化）成低分子中间产物，如形成脂肪酸（挥发酸），醇类。
CO2和H2等；
因为在该阶段有大量脂肪酸产生，使发酵液的PH值降低，所以此阶段被称为酸性发酵阶段或产酸阶段。
第二阶段常被称为碱性或甲烷发酵阶段，是由产甲烷细菌将第一阶段的一些发酵产物进一步转化为CH4和CO2的过程。
由于有机酸在第二阶段不断被转化为CH4和CO2，同时系统中有NH4的存在，使发酵液的PH值不断上升，所以此阶段被称为碱性发酵阶段或者产甲烷阶段。
12．颗粒污泥
颗粒污泥是指UASB工艺中起净化污水作用的污泥颗粒。
好氧颗粒污泥是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥，与普通活性污泥相比，它具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷，集不同性质的微生物（好氧、兼氧和厌氧微生物）于一体等特点，近年的研究成果表明AGS能用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。
13．生物表面活性剂
生物表面活性剂主要是指微生物生长过程中在特定条件下所产生的具有表面活性的代谢产物，它是一种天然表面活性剂，一方面广泛分布于动植物等生命体内，另一方面微生物在其菌体外较大量的产生、积储。
14．固体流态化
固体流态化也叫流体化，可以强化流体和固体之间的相互作用，或使固体颗粒像流体一样用管道输送。
15．
堆肥腐熟度
就是堆肥的腐熟程度，即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。
堆肥腐熟度是反映有机物降解和生物化学稳定度的指标。
腐熟度判定对堆肥工艺和堆肥产品的质量控制以及堆肥使用后对环境的影响都具有重要意义。
16、微生物固定化技术
微生物固定化技术是在固定化酶技术的基础上发展起来的新技术，即利用化学或物理方法将游离细胞（微生物）或酶定位于限定的空间区域内，并使其保持活性且能反复使用的技术。
17、生物硝化反应
硝化作用是一个生物用氧气将氨氧化为亚硝酸盐继而将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的作用。
将氨降解为亚硝酸盐的步骤常常是消化作用的限速步骤。
硝化作用分为两阶段，分别由两类硝化细菌完成
第一阶段：
铵盐氧化为亚硝酸盐（亚硝酸菌）
第二阶段：
亚硝酸盐氧化为硝酸盐（硝酸菌）
18、生物传感器
生物传感器是一类特殊形式的传感器，由生物分子识别元件与各类物理、化学换能器组成，用于各种生命物质和化学物质的分析和检测。
19、环境微生物制剂
环境微生物制剂是指由生物法生产的或把生物机体作为产品的生物化工产品，具有针对性强，产品多样化，用途广泛，使用安全，操作简单方便并可以随时随地地处理污染等特点。
20、生物化工
生物化工是生物学、化学、工程学等多学科组成的交叉学科，研究有生物体或生物活性物质参与的过程中的基本理论和工程技术。
它是一级学科“化学工程与技术”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。
2、
问答题
1、简述生物修复和生物处理的异同？
答：
从原理上说，两个名词是一致的，即利用生物，特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。
区别在于：
生物修复主要控制环境中的污染物，而生物处理则控制排放口污染物。
生物修复降解的化学品多是比较难降解的有毒化学品的复杂混合物，如燃油、杂酚油、工业溶剂的混合物。
污染物的质量浓度从5~50g/L，可以相差10倍，有时还会有无机废物如金属的存在。
生物处理是在精心设计的工程系统中进行，活性污泥法处理的废水大部分为生活污水，比较容易降解。
活性污泥法使处理的废水处于均匀混合状态，操作运行相对容易些。
由于生物修复的复杂性，它需要依靠工程学、生态学、地质学、土壤学和化学等多学科合作。
进行生物降解的基体经常是多相的非均质的环境，污染物在土壤中可以与土壤颗粒结合，可以溶于土壤中，也可以存在于空气中，有时土壤中两点之间相差几厘米污染物的含量就会有很大不同。
2、生物修复技术和优缺点？
生物修复技术：
利用生物，特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。
生物修复的目的是去除环境中的污染物，使其浓度降至环境标准规定的安全浓度之下。
生物修复同传统或现代的物理、化学修复方法相比，有许多优点：
生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类接触污染物的机会；
生物修复经常以原位方式进行，这样可以使污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以处理的地方进行，在生物修复时，场地可以照常用于生产；
降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修复的30%~50%。
生物修复技术存在许多局限性：
微生物不能降解污染环境中的所有污染物；
生物修复要求对地点状况进行工程前的考察，往往费时、费钱；
一些低渗透性土壤往往不宜采用生物修复技术；
特定的微生物只降解特定的化合物类型，化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物酶系降解；
微生物活性受温度和其他环境条件的影响；
有些情况下生物修复不能将污染物全部去除，因为当污染物浓度太低不足以维持一定数量的降解菌时，残余的污染物就会留在土壤中；
如何开展对寒冷地区的污染土壤和海洋中的石油污染治理是生物修复尚待研究的重要课题。
3、简述生物修复三原则。
使用适合的微生物、在适合的地点和适合的环境条件下进行。
（1）适合的微生物（先决条件）：
是指具有生理和代谢能力并能降解污染物的细菌和真菌。
如果在反应器内处理高浓度有毒污染物，修复位点处有降解微生物存在。
在多数情况下，则要加入外源微生物。
（2）适合的地点（场所）：
是指要有污染物和合适的微生物相接触的地点。
（3）适合的环境条件：
是指要控制或改变环境条件，使微生物的代谢和生长活动处于最佳状态。
（4）适合的技术费用：
是指生物修复技术费用必须尽可能低
4、MRB作为一种新的废水处理技术与其他处理技术相比优势明显，它有那些突出优点？
请阐述。
MBR作为一种新的废水处理技术它具有以下突出的有点：
1）固液分离率高。
混合液中的微生物和废水中的悬浮物质以及蛋白质等大分子有机物不能透过膜，而与净化了的出水分开。
2）因为不用二沉池，该系统设备简单，占地空间小。
3）系统微生物质量浓度高、容积负荷高。
由于不用二沉池，泥水分离率与污泥的ＳVＩ值无关。
好氧和厌氧反应器中最大混合液悬浮固体（MLSS）质量浓度分别达到40g/L和43g/L,远远高于传统的生物反应器。
这是膜生物反应器去除率较传统生物处理技术高的重要原因。
MLSS质量浓度的增大，其结果是系统的容积负荷提高，使得反应器的小型化成为可能。
4）污泥停留时间长。
传统生物技术中系统的水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）很难分别控制，由于使用了膜分离技术，该系统可在HRT很短而SRT很长的工况下运行，延长了废水中生物难降解的大分子有机物在反应器中的停留时间，最终达到去除目的。
5）污泥发生量少。
由于系统的SRT长，对世代时间较长的硝化菌的生长繁殖有利，所以该系统还有一定的硝化功能。
由于该系统的泥水分离率与污泥的SVI值无关，可以尽量减少生物反应器的F/M比，在限制基质条件下，反应器中的营养物质仅能维持微生物的生存，其比增长率与衰减系数相当，则剩余污泥量很少或零。
6）耐冲击负荷。
由于生物反应器中微生物浓度高，在负荷波动较大的情况下，系统的去除效果变化也不大，处理的水质稳定。
7）由于系统结构简单，容易操作管理和实现自动化。
8）出水水质好。
由于膜的高分离率，出水中SS浓度低，大肠杆菌数少。
由于膜表面形成了凝胶层，相当于第二层膜，它不仅能截留大分子物质而且还能截留尺寸比膜孔径小得多的病毒，出水中病毒数少。
这种出水可直接再利用。
5、膜生物反应器（MRB）处理废水，可采用哪些措施控制膜污染？
膜污染是指在膜过滤过程中，混合液中污泥絮体、胶体粒子、溶解性有机物或无机盐类，由于膜的存在物理化学相互作用或机械作用而引起的膜表面或膜孔内部的吸附或沉积，致使膜孔道变小或堵塞，膜表面形成凝胶层或滤饼层，从而造成膜通量降低或者跨膜压差升高的现象。
膜污染的控制是指采用适当的措施，控制膜污染的发展，延长膜的清洗周期。
探索膜污染的控制措施，对维护膜生物反应器的稳定运行具有重要的意义。
根据膜污染的影响因素，膜污染控制技术的开发，应围绕提高膜的性能、优化运行条件和调控活性污泥混合液性质3个方面进行。
（1）提高膜的性能。
膜的亲疏水性、孔径、空隙率、粗糙度等自身特性对膜污染有着直接影响。
通过提高膜自身的性能可以提高膜的抗污染能力。
（2）优化运行条件。
在MBR的实际运行中，膜通量、操作压力、曝气强度、膜过滤的操作方式、膜表面的错流流速等，均对膜污染有着重要影响，并直接关系到膜的使用寿命。
污泥龄也是影响活性污泥混合液及其污染特性的主要工艺参数，MBR的整体性能与污泥龄的选择密切相关。
膜组件设计是MBR运行条件优化的另一重要参数。
调控混合液的特性。
在实际工程项目中，比较有效的调控措施有：
投加吸附剂和投加混凝剂。
6、AB活性污泥法中A段对B段的影响有哪些？
从AB法中A段的作用机理分析可知，A段具有高效和稳定的特点。
因此，A段的存在是保证B段高效运行的关键。
1）A段的存在可使B段的运行负荷减少40%~70%，在给定的容积负荷下，活性污泥曝气池的容积可减少到原容积的45%左右。
2）原污水的浓度变化在A段得到明显的缓冲，使B段只有较低的、稳定的污泥物负荷，污染物和有毒物质的冲击对B段的影响较小，从而保证了污水处理厂的净化效果。
3）由于A段对部分氮和有机物的去除，以及B段泥龄的加长，改善了B段硝化过程的工艺条件，硝化效果得以提高。
4）A段的存在使得AB法工艺的冲击能力很强，主要原因包括下列几点：
A段中起主导作用的是物化和生物絮凝过程，因而对冲击负荷的敏感性较小，去除效果稳定；
A段污泥主要是以进水中细菌为接种而繁殖，并且泥龄很短、更新快，进水中的细菌已适应原水质，抗冲击力较强，因此，污泥无需驯化即可很快恢复正常状态；
低负荷运行的B段，活性污泥混合液自身具有很强的稀释缓冲能力和解毒能力。
7、人工湿地单元的组成有哪些？
人工湿地单位一般由以下几部分组成：
具有透水性的基质，如土壤、砂、砾石等；
适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物，如芦苇；
水体（在基质表面下或上流动的水）；
微生物种群和微型动物。
水体可为动植物、微生物提供营养物质。
8、生物除磷原理？
通常所说的生物除磷工艺往往是指Phostrip工艺。
废水经过曝气池处理去除BOD5和CODcr，同时活性污泥过量摄取磷后，混合液再进入二沉池，实现含磷污泥与水的分离。
含磷污泥部分回流到曝气池，另一部分分流至厌氧除磷池。
在厌氧除磷池中，污泥在好氧条件时过量摄取的磷得到充分释放，然后污泥回流到曝气池中。
由除磷池流出的富磷上清液进入化学沉淀池，投加石灰形成Ca3（P04）2不溶物沉淀，在通过排放含磷污泥去除磷。
含磷污泥的磷含量可占污泥干重的6％左右，可作为农用肥料。
污泥在释磷池内的停留时间一般为2h，从污泥回流系统分流的污泥量一般为污水处理厂进水量的20％～30％，而经过浓缩释磷后再回流到曝气池内的泥量为污水处理厂进水量的10％～20％。
Phostrip工艺将生物除磷法与化学除磷法结合在一起，除磷效果较好且稳定，出水总磷浓度可以小于1mg/L，而且操作灵活，受外界条件影响小。
现有常规活性污泥法很容易改造成Phostrip工艺，只需在污泥回流管线上增加小规模的处理单元即可，而且在改造过程中不用中断污水处理系统的正常运转。
9、简述固体废物堆肥化的定义，并分析固体废物堆肥化的意义和作用。
固体废物堆肥是指固体废物处理和利用的一种方法。
固体废物中的有机物在微生物作用下，发生生物化学反应而降解形成一种类似腐殖质土壤的物质，用作肥料并用来改良土壤。
（1）使土质松软，多孔隙，易耕作，改善土壤的物理性能，增加保水性、透水性及渗水性。
（2）有吸附阳离子的作用，有助于保住氮、钾、铵等以阳离子形态存在的肥料成分。
腐殖质阳离子交换容量是普通粘土的几倍到几十倍。
（3）腐殖化的有机物具有调节植物生长的作用，也有助于根系发育和伸长。
（4）腐殖质有缓冲作用当土壤中腐殖质多时，肥料施得过多或过少，气象条件的稍微恶化，都不易损害土壤的性能。
例如水分不足时，腐殖质多可起到类似于缓冲器的作用，防止植物枯萎。
（5）堆肥是缓效性肥料堆肥中的氮肥几乎都以蛋白质的形态存在，当施到田里时，蛋白质经氮微生物分解成氨氮，在旱地里部分变成硝酸盐氮，两者都是能被吸收的。
施用堆肥不会出现施化肥那样短暂有效或施肥过头的情况，由于经过上述过程缓慢持久地起作用，故不致对农作物产生损害。
（6）腐殖质中某种成分由螯合作用，和酸性土壤中含量较多的活性铝结合后，使其半数变成活性物质，因而能抑制活性铝和磷酸结合的有害作用。
（7）堆肥是二氧化碳的供给源如与外界空气隔绝的密封罩内二氧化碳浓度低，当大量施用堆肥后，罩内较高的温度可促使堆肥分解放出的二氧化碳。
总之，堆肥中的腐殖质能改善土壤的物理、化学、生物性质，使土壤环境保持适于农作物生长的良好状态。
堆肥的用途很广，既可以用作农田、绿地果园、苗圃、畜牧场、庭院绿化、风景区绿化等的种植肥料，也可以做过滤材料、隔音板机制作纤维板等。
10、试画出A2/O法的工艺流程图，并结合脱氮除磷的基本原理说明各阶段的生物学过程及功能。
工艺存在的问题及改进方法。
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，通过设置一个厌气阶段，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。
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，当生活在营养丰富的环境中，在即成多聚磷酸盐而积累起来，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。
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。
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。
本法也存在如下各项的待解决问题
（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此
（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高
（3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
（4）传统A2/O工艺出水只能达到一级B标准
主要的改良工艺有：
多点进水倒置A2/O工艺
前置厌氧反应器+A2/O工艺
UCT/VIP工艺（反应器分格，PF反应器原理）
好氧、缺氧二重内回流工艺
11.第二代厌氧反应器的优点和不足是什么？
优点：
①生物固体浓度高，因此可获得较高的有机负荷；
②微生物固体停留时间长，因此可缩短水力停留时间，耐冲击负荷能力也较强：
③启动时间短，停止运行后再启动也较容易；
④不需回流污泥，运行管理方便；
⑤在处理水量和负荷有较大变化的情况下，其运行能保持较大的稳定性。
结构简单；
缺点：
生物膜厚度难以控制；
载体昂贵，它需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。
如采用填料不当，在污水悬浮物较多的情况下容易发生短路和阻塞。
12.简述污水（或污泥）厌氧消化的主要影响因素。
1、温度
温度适宜时.细菌发育正常，有机物分解完全，产气量高。
根据操作温度的不同，可将厌氧消化分为：
①低温消化：
可不控制消化温度（≤30℃）;
②中温消化：
30-35℃;
③高温消化：
50-56℃。
实际上，在0-56℃的范围内，产甲烷菌并没有特定的温度限制，然而在一定温度范围内被驯化以后，温度稍存升降（±
2℃），都可严重影响甲烷消化作用，尤其是高温消化，对温度变化更为敏感。
因此，在厌氧消化操作运行过程中，应尽量保持温度不变。
2、污泥投配率
投配率系指每月加入消化池的新鲜污泥体积与消化池体积的比率，以百分煎计。
根据经验.中温消化的新鲜污泥投配率以6%-8%为宜。
在设计时，新鲜污泥投配率可在5%-12%之间选用。
若要求产气量多，采用下限值;
若以处理污泥为主.则可采用上限值。
一般来说，投配率大，则有机物分解程度减少，产气量下降，所需消化池容积小;
反之，则产气量增加.所需消化池容积大。
3、营养与碳氮比
消化池的营养由投配污泥供给，营养配比中最重要的是C/N比。
C/N比太高，细菌氮量不足，消化液缓冲能力降低，pH值容易下降;
C/N比太低，含氮量过多，pH值可能上升到8.0以上，脂肪酸的铵盐发生积累，使有机物分解受到抑制。
据研究，对于污泥消化处理来说，C/N比以（10-20）：
l较合适，因此，初沉池污泥的消化较好，剩余活性污泥C/N比约为5：
1，所以不宜单独进行消化处理。
4、搅拌
搅拌操作可以使鲜污泥与熟污泥均匀接触，加强热传导，均匀地供给细菌以养料，打碎液面上的浮渣层，提高消化池的负荷。
20世纪40年代的消化池设有搅拌设施，称标准消化池，其消化时间长，需30-60d。
有搅拌设备的消化池消化时间为l0-15d。
5、酸碱度
酸碱度影响消化系统的pH值和消化液的缓冲能力，因此消化系统中有一定的碱度要求。
若碱度不足，可投加石灰、无水氨或碳酸铵进行调节。
但大量投加石灰，常使碱度偏高，泥量增加，应尽量合理利用。
甲烷菌的最佳pH值为7.0-7.5。
6、有毒物质含量
有毒物质主耍包括重金属、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、表面活性剂以及SO42-、NO2-、NO3-等。
重金属离子能与酶及蛋白质结合，产生变性物质，对酶有混凝沉淀作用;
多种金属离子共存时，对甲烷细菌的毒性有互相对抗作用;
NH4+的毒性主要是C/N比起作用;
表面活性剂ABS（硬性洗涤剂）允许质量浓度为400-700mg/L，软性洗涤剂LAS允许浓度可更高些。
阴离子的抑制作用主要来自SO42-和NO3-。
因硫酸还原和NO3-反硝化都在厌氧条件下进行，且都是微生物的作用过程，反硝化菌和硫酸还原菌与产甲烷菌相比有争夺电子供体的优势，所以厌氧消化产气中可能有H2S和N2存在。
当消化池中SO42-（≥5000mg/L）和NO3-（COD/NO3-N≤4.1）浓度过高时，会对产甲烷过程产生抑制作用。
13.植物对土壤中重金属污染环境进行原位修复的特点和优势？
与传统的污染土壤修复技术相比，植物修复有如下优点：
（1）植物修复的成本低。
（2）植物修复不会破坏土壤的生态环境，可以增加土壤的有机质含量和提高土壤的肥力，并激发微生物的活动。
（3）集中处理的收获物，可有效避免二次污染，还可以从富含重金属的植物残体中回收贵重金属获得直接的经济效益。
（4）原位处理土壤污染，对环境扰动少，避免对土壤结构的破坏。
植物修复还有助于固定土壤，可以控制风蚀、水蚀等。
尽管如此，植物修复也有其局限性，主要表现在：
（1）目前大部分超积累植物个体矮小、生长缓慢
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