第一篇:水污染控制工程考试复习大纲9_11章
水污染控制工程考试复习大纲
第九章
1.污水的类型p1
污水根据其来源一般可分为生活污水、工业废水、初期污染雨水以及城镇污水。
2.生化需氧量和化学需氧量的概念 p3
(1)生化需氧量:水中有机污染物被好氧微生物分解时所
3.污水排入河流的混合过程 p7
4.河流混合模型(0维,1维及1维简化模型)p8
5.S-P模型及氧垂曲线图 p8-9
6.地表水水质分类,海水水质分类 p11
7.污水排放标准的分类 p1
2第十章
1.污水物理处理的概念、对象、主要方法p14
2.格栅的作用和种类p14-15
3.格栅的断面形状及过栅流速p22
4.格栅的设计计算p23-25
5.沉淀法的概念和用途 p27
6.沉淀的类型分析 p27-28
7.斯托克斯公式及其意义p29-30
8.理想沉淀池假定p31
9.沉淀池表面水力负荷p33
10.沉砂池的主要设计参数和形式p34
11.平流沉砂池的设计计算p35-37
12.曝气沉砂池的特点及设计计算p37-39
13.沉淀池的主要形式p42-43
14.平流沉淀池的设计计算p48-50
15.竖流式沉淀池的设计计算p50-52
16.辐流式沉淀池的两种进水形式p52
17.斜板沉淀池的组成和分类p54
18.提高沉淀池效果的途径p56
19.废水中油的存在形态及区分p57
20.常用隔油池的形式p58
21.乳化油的定义、来源和破乳的基本原理 p60-61
22.气浮工艺的基本条件和气浮法的类型p61-62
23.加压溶气气浮法的设计计算p71-79
24.气固比的概念p76
第十一章
1.污水生物处理的概念,底物的概念p82
2.好氧生物处理、厌氧生物处理的概念和应用条件p84-85
3.微生物生长曲线p88
4.影响微生物生长的主要因素,好氧、厌氧处理的最佳温度、pH、溶解氧值。p90-91
5.生化反应速率的概念、公式,产率系数p91-92
6.反应级数的概念(0、1、2、3)p92-93
7.比增长速率、底物比降解速率的概念和定义式94-96
8莫诺特方程、劳-麦方程、兰维福-布克图解法p94-96
9.赫伯特方程和内源代谢系数p98
第二篇:水污染控制工程复习总结
水环境容量:一定的天然水体在规定的环境目标下所能容纳的污染物质最大负荷 活性污泥:有机废水经过一段时间的曝气后,水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体,其中含有大量的活性微生物,这种污泥絮体就是活性污泥
污泥负荷:单位重量活性污泥在单位时间内所承受的有机污染物量,单位是kg(BOD5)/kg(MLSS).d 污泥沉降比:曝气池混合液在100ml量筒中,静置沉降30min,沉降污泥与混合液的体积比(%)
总需氧量:在9000C的高温下,以铂为催化剂,使水样气化燃烧,然后测定气体载体中氧的减少量,作为有机物完全氧化所需的氧量,称为总需氧量
水体自净:污染物质进入天然水体,经过一系列的物理、化学和生物的共同作用,致使污染物的总量减少和浓度降低。活性污泥法:以废水中的有机污染物为培养基,在有溶解氧的条件下,连续的培养活性污泥,再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机污染物。
二次污染:一次污染物进入环境,在物理、化学、生物等作用下生成新的污染物,其往往会给环境造成更严重的影响
城市热岛效应:由于工业的发展,人口的集中,使城市热源和地面覆盖和郊区形成显著的差异,从而导致城市比周围地区热的现象 水污染:进入水体的污染物量超过水体自净能力或纳污能力,使水体丧失规定的使用价值时,称为水体污染或水污染
亏氧量:指在某一温度时水中溶解氧的平衡浓度和实际浓度之差
自由沉降:一种非絮凝性或弱絮凝性固体颗粒在稀悬浮液中的沉降,又称离散沉降
电渗析:以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,将带电组分的盐类与非带电组分的水分离的技术
污泥龄:指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值
水体生化自净:由于生物吸收、降解作用而使污染物浓度降低或消失的水体自净过程 水质:水体的物理、化学和生物等要素及各自的含量所决定的特性及其组成状况。絮凝沉降:由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程称为絮凝,因絮凝而导致沉降的现象叫做絮凝沉降 表面负荷:单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量,称为表面负荷或溢流率,常用q表示,q=Q/A(即流量与表面积的比值)生物化学需氧量(BOD):用微生物生化过程中消耗的溶解氧量来间接表示需氧量的多少 化学需氧量(COD):用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(以mg/l)COD:在一定严格的条件下,水中各种有机物与外加的强氧化剂(重铬酸钾)作用时所消耗的氧化剂量.好氧生物处理:在充分溶解氧的条件下,主要依赖好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处理过程的工艺 厌氧生物处理:在严格厌氧条件下,主要依赖厌氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处理过程的工艺 容积负荷:单位曝气池有效容积在单位时间内所承受的有机污染物的量,单位是kg(BOD5)/m3.d 水力表面负荷:单位面积的滤池每天处理的废水量。M3(废水)/m2(滤池).d 水力容积负荷:单位体积的滤池每天处理的废水量。M3(废水)/m3(滤池).d BOD负荷:单位时间给单位体积滤料的BOD量,以N表示。Kg(BOD5)/m3(滤样)氧垂曲线:表示水体受到污染后,水中溶解氧含量沿河道的分布呈下垂状曲线。在排污口下有河水中,溶解氧含量因有机物生物氧化的脱氧作用而显著下降,又由于下游大气复氧和生物光合作用等而使溶解氧含量增加,下垂曲线的临界点其溶解氧含量最小 总需氧量: 气浮法:利用高度分散的微小气泡作为载体,粘附水中的悬浮颗粒,使其随着旗袍浮升并分离的水处理方法
○吸附等温线:一定温度下,活性炭与被处理的水接触并达到平衡时,吸附质在溶液中的浓度和活性炭吸附量之间的关系曲线。吸附等温线按形状可分为几种类型,其中有代表性的有Langmuir(朗格谬尔)型、BET 型和Freundlich(弗伦德利希)型。○污泥指数(SVI):污泥指数是污泥容积指数的简称,指曝气池出口处混合液经30min 沉淀后,1g 干污泥所占的容积,以ml 计。SVI 能较好的反映出活性污泥的松散程度(活性)和絮凝、沉降性能。对于一般城市污水,SVI 在50~150 左右。SVI 过低,说明泥粒细小紧密,无机物多,缺乏活性和吸附能力;SVI 过高,说明污泥难于沉淀分离。SVI=混合液30min后污泥容积(ml)/污泥干重(g ○序批式活性污泥法(SBR):主要装置是序批式反应器,是一种间歇运行的活性污泥法,与其他活性污泥运行方式不停的是,不需要回流装置 ○升流式厌氧污泥床法(UASB法):厌氧悬浮处理技术一种,主要设备是UASB反应器 ○脱稳:胶粒因ξ电位降低或消除以致失去稳定性的过程○ ○凝聚:脱稳的胶粒相互凝结,称为凝聚。
水体富营养化:在人类活动的影响下,氮、磷等营养物质大量进入水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。、总固体:在一定温度下,将一定体积的水样蒸发至干时所残余固体物质的总量。氧垂曲线:水体受污染后的自净过程中,水体中溶解氧浓度可随水中消耗有机物降解耗氧和大气复氧双重因素而变化,以河流流程作为横坐标,溶解氧浓度作为纵坐标,所得的一下垂形曲线。该图说明了水中溶解氧含量是耗氧和复氧的协同作用的结果。在未污染前,河水中的氧一般是饱和的。污染之后,先是河水的耗氧速率大于复氧速率,溶解氧不断下降。随着有机物的减少,耗氧速率逐渐下降;而随着氧饱和不足量的增大,复氧速率逐渐上升。当两个速率相等时,溶解氧到达最低值(氧垂点)。随后,复氧速率大于耗氧速率,溶解氧不断回升,最后又出现饱和状态,污染河段完成自净过程。
胶体的稳定性:水中同种胶体微粒带有同号电荷,在静电斥力的作用下,不易聚集,具有稳定性。穿透点:穿透曲线中,当吸附带下缘达到柱底部后,出水溶质浓度开始迅速上升,到达容许出水浓度ρa时的点。吸附终点:当出水溶质浓度到达进水浓度90%~95%即ρb时,可认为吸附柱的吸附能力已经耗竭,此点即为吸附终点。
好氧附着生长处理技术(即生物膜法):使用细菌等好养微生物和原生、后生动物等好氧微型动物附着在某些载体上进行生长繁殖,形成生物膜,污水通过与膜接触,水中有机污染物作为营养被膜中生物摄取并分解,从而使污水净化的系统。处理技术包括:生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床等。
吸附等温线:一定温度下,活性炭与被处理的水接触并达到平衡时,吸附质在溶液中的浓度和活性炭吸附量之间的关系曲线。吸附等温线按形状可分为几种类型,其中有代表性的有Langmuir(朗格谬尔)型、BET 型和Freundlich(弗伦德利希)型。
二.填空题
1.水污染可根据性质不同分为化学性污染、物理性污染、生物性污染三大类 2.杂质按在水中存在的形态可分为悬浮物质、溶解物质和胶体物质 3.在沉淀池的设计过程中,沉降曲线是设计的基本依据
4.污泥的沉降比为SV=30%,混合液悬浮固体浓度为3000mg/l,则活性污泥的体积指数为100ml/g,污泥密度指数为1 5.若污泥的含水率从97.5%降至95%,则污泥体积为原来的1/2 6.在正常情况下,城市污水的污泥体积指数应在50~150范围 7.将污泥的含水率降低至80%~85%以下的操作称为脱水,降低至50%~65%称为干化 8.含水率超过90%的固体废弃物必须经过脱水,碱溶,以使干包装和运输 9.水的污染有两类,一类是自然污染,一类是人为污染
10.水中固体按其溶解性可分为溶解固体和悬浮固体
11.沉降时间和沉降速度是沉淀池设计过程中两个基本设计参数 12.表示有机物质综合性能的指标包括COD、BOD、DO 3种
13.悬浮颗粒物在水中的沉降,根据其浓度和特征可分为自由沉降、絮凝沉降、成层沉降和压缩沉降四种基本类型
14.吸附操作可分为静态动态两种,静态吸附为连续吸附,可分为固定床、移动床和流动床三种
15.多数细菌都具有四个生长阶段停滞期、对数期、静止期、衰老期【若3空则填对数增殖期、增殖衰减、内源呼吸期】
16.土地处理系统在处理废水过程中对磷的去除包括植物吸附、生物作用、土壤吸附和形成沉淀四个过程
16.在生产活动中产生的固体废弃物通常称为废渣,生产过程中产生的固体废弃物通常称为垃圾
17.噪声在传播过程中会产生能量的衰减,对于点声源,与声源间的距离增加一倍,声压级将降低6dB,对于线声源,与声源间的距离增加一倍,声压级将降低3dB 18.水循环分为自然循环和社会循环两种
19.水污染可根据杂质的不同而主要分为需氧型污染、毒物型污染、富营养性污染、感官型污染、其他
20.第一类污染物在车间或车间处理设施排放口处取样分析;第二类污染物取样点为排污单位的排出口
21.按照不同的处理程度,废水处理系统可分为一级处理系统、二级处理系统、三级处理系统等
22.离子交换运作操作过程包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤
23.根据固体表面吸附力性质不同,吸附可分为物理吸附、化学吸附、离子交换吸附三种类型
24.活性污泥法去除水中的有机物主要经历吸附、氧化和絮凝体形成与凝聚沉淀三个阶段 25.曝气池的类型很多,从混合液的流态可分为推流式曝气池、完全混合式曝气池、两种池型结合式 三种
26.生物处理的众多环境条件中,最基本的环境条件是溶解氧
27.常用定量的数值来间接地,相对地表示水中有机物质数量的水质指标包括 28.废水处理的方法很多,归纳起来可分为分离法和转化法
29.离子交换树脂最重要的性能是交换容量,它定量描述树脂交换能力大小
30.BOD5和COD的比值是衡量废水可生化性的一项重要指标,比值越高,可生化性越好,一般认为,BOD5/COD>0.3可进行生化处理 31.吸附可分为物理吸附和化学吸附两种
32.氧化塘分为好氧塘、兼性塘、曝气塘、厌氧塘四种
33.活性污泥法处理有机废水时,污泥量的变化经历了三个阶段(对数增值、增值衰减、内源呼吸),要得到稳定的出水,主要在增值衰减阶段和内源呼吸阶段内进行 34.物理吸附、化学吸附的吸附力:范德华力、化学键(吸附质和吸附剂)35.水污染控制方法大致可分为三类:分离处理、转化处理、稀释处理
36.复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段,包括水解、酸化、气化阶段 37.反应活性污泥性能的指标有污泥浓度、污泥沉降比、污泥体积指数、污泥密度指数 38.废水引起的水体污染有需氧型污染、毒物型污染、富营养型污染、感官型污染、其他酸碱或浮油等引起各具特色的水体污染
39.N、P是植物和微生物的主要营养物质,N、P的浓度分别超过0.2mg/l和0.02mg/l时,会引起水体的富营养化,促使藻类的大量繁殖,在水面上形成水华(湖泊)或赤潮(海洋)40.在Re≤2的层流区,固体颗粒的稳定沉降速度的表达式为Us= 41.普通沉淀池可分为入流区、沉降区、出流区、污泥区、缓冲区等四个功能区 42.反离子层(外层)和电位离子层(内层)构成了胶体粒子的双电层
43.影响混凝的条件主要有水温、pH值和碱度、混凝剂的种类和用量、搅拌强度和搅拌时间 44.不论何种生物处理系统,都包括三个基本要素,即作用者、作用对象和环境条件 45.在众多的环境条件中,最基本的环境条件是氧的存在与供应与否
46.影响活性污泥性能的环境因素主要有水温、溶解氧、营养料、有毒物质几种 47.通常情况下,BOD负荷主要有污泥负荷Ls、容积负荷Lv等两种表示方法 48.生物膜法可分为润壁型生物膜法、浸没型生物膜法和流动床型生物膜法三类
49.一般认为,生物膜的厚度在2~3mm时较为理想,生物膜太厚,会影响通风,甚至造成堵塞。
50.污泥的主要特性有污泥体积、含水率、污泥比重、污泥体积与含水率的关系等几个 51.按存在的状态,可把污泥水分为游离水、絮体水、毛细水、粒子水四种
52.按照不同的处理程度,废水处理系统可分为一级处理、二级处理、三级处理和高级处理 54.水中悬浮物质和胶体物质的去除: 沉淀、混凝、澄清、过滤、气浮法 55.水中溶解物质的去除
软化除盐、离子交换、吸附和膜分离
活性炭吸附操作类型:间歇吸附、连续吸附、流化床吸附。
污泥含水率P、污泥体积V、污泥质量m、污泥所含固体物质浓度之间的关系:P270 三.简述题
1.试简述浅层沉降的基本原理
答:将沉降区高度分隔为n层,即n个h=H/n的浅层沉降单元,那么在Q不变的条件下,颗粒的沉降速度由H减小到H/n,可被完全除去的颗粒沉速范围由原来的u≥u。/n,沉速u<u。的颗粒中能被去除的百分率也由u/u。增大到nu/u。,从而使ET值大幅度增加;反之,ET值不变,即沉速为u。的颗粒在下沉了距离h后恰好运动到浅层的右下端点,则由u。/v’=h/l和h=H/n可得v’=nv即n个浅层的处理水量Q‘=HBnv=nQ,比原来增大了n倍,显然,分隔的层数越多,ET值提高愈多或Q‘值增加越多
浅池沉降原理:理想沉淀的公式u0=Q/A表明,如果水量Q不变,则增大沉淀池面积A,就可减小u0,既有更多悬浮物可以沉下,提高沉淀效率,又因为t=H/u0,则在保持u0不变的情况下,随着有效水深H的减少,沉淀时间t就可以按比例缩短,从而减小了沉淀池的体积。因此若将水深为H的沉淀池分为n个水深为H/n的沉淀池,则当沉淀区长度为原来长度的1/n时,就可以处理与原来沉淀池相同的水量,并达到完全相同的处理效果,说明沉淀池越浅就越能缩短沉淀时间。
2.试比好养生物处理和厌氧生物处理的异同点
答:相同点:都能完成对有机污染物的稳定化。区别:(1)起作用的微生物的种群不同:好氧生物处理是由一大类群好氧微生物一次完成的,而厌氧生物处理是由两大类群的厌氧微生物接替完成的(2)产物不同:好氧生物处理中,有机物被转化为CO2、H2O、NH3、P034-等无机物,且基本无害。厌氧生物处理中,有机物依次被转化为为数众多的中间有机物,以及CO2、H2、H2S、NH3等,产物复杂,有异臭(3)反应速率不同:好氧生物处理由于有氧作为氢受体,有机物转化速率快,处理单位废水所需处理设备较小;厌氧生物处理反应速率慢,处理单位废水所需设备较大(4)对环境条件要求不同:好氧生物处理要求充分供氧,对其他环境条件要求不太严格;厌氧生物处理要求绝对厌氧环境,对其他环境要求甚严。(若为简答则可只答加粗部分)
3.简述电渗析的基本原理,并比较其与离子交换法的异同点
答:基本原理:电渗析器中交替排列很多阴、阳膜,分隔成小水室,当原水进入小室时,在直流电场的作用下离子做定向移动,阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来;阴膜只允许阳离子通过而把阳离子截留下来。结果小室一部分变成含离子很少的淡水室,一部分变成浓水室,从而使离子得到分离和浓缩。异同点:○1分离离子的工作介质均为离子交换树脂,离子交换法的是圆球形的颗粒,电渗析呈片状薄膜○2从作用机理来说,离子交换属于离子转移置换,离子交换树脂在过程中发生离子交换反应而电渗析属于离子截留置换,离子交换膜在过程中起离子选择透过和截阻作用 ○3电渗析的工作介质不需要再生,但消耗电能;离子交换法的工作介质必须再生,但是不消耗电能
4.试述上流式厌氧污泥反应床的工作原理(UASB)
答:反应器底部有大量厌氧污泥,废水从器底进入,在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触,产生 的生物气泡附着在污泥颗粒上,使其悬浮于废水中,形成下密上疏的悬浮污泥层,气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升,能起一定的搅拌作用,有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层,撞在三相分离器上使气泡脱离,污泥固体又沉降到污泥层,部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于沉降作用而被截留下来,滑落进入到反应器内
5.影响厌氧生物处理的因素
答:○1温度;○2生物停留时间(污泥龄)与负荷;○3搅拌和混合;○4营养和C/N比○5N的守恒与转
化;○6有毒物质;○7酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用 6.简述厌氧生物处理过程中有机物的分解过程
答:有机物的厌氧分解过程分为两个阶段,第一阶段,发酵细菌把存在于废水中的复杂有机物转化为简单有机物和CO2、NH3等无机物,第二阶段,首先由于甲烷菌共生的产氢产乙酸细菌将简单有机物转化为氢和乙酸;再由甲烷细菌将乙酸、CO2、H2O转化成CH4 7.简述生物膜净化废水的原理 答:接种或原在废水中的微生物在挂膜介质表面增值形成的生物膜,生物膜呈蓬松和絮状结构,微孔表面积大,具有很强的吸附能力,由于生物膜的吸附作用,在其表面形成一层很薄的附着水层,进入池内的废水,由于浓度差的作用首先转移至附着水层。生物膜微生物以吸附和沉积与膜上的有机物为营养料,增值的生物膜脱落后进入废水,在二次沉淀池中被截留下来,形成污泥。因此生物膜通过不断增长、更新、脱落达到净化废水的目的 8.简述A2/O工艺对废水的处理
该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下:
1)厌氧反应器:原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器,其主要功能是释放磷,同时对部分有机物进行氨化;
2)缺氧反应器:污水经厌氧反应器进入该反应器,其首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q——原污水量); 3)好氧反应器——曝气池:混合液由缺氧反应器进入该反应器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的,这三项反映都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD(或COD)则得到去除,流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器; 4)沉淀池:其功能是泥水分离,污泥的一部分回流厌氧反应器,上清液作为处理水排放。9.简述选择沉淀池类型应考虑哪些因素 1.废水量的大小 如果处理水量大,可考虑采取平流式,辐流式沉淀池,如果水量小,可采用竖流式或斜流式。2.悬浮物质的沉陷性能与泥渣性质
流动性差,相对密度大的污泥,需用机械排泥,应考虑平流式或辐流式沉淀池:而粘性大的污泥不易采用斜板式沉淀池,以免堵塞。3.占地面积
竖流式,斜流式沉淀池占地面积较小,而在地下水位高,施工困难的地区应采用平流式沉淀池。
4.造价高低与运行管理水平
平流式沉淀池造价低,而斜流式,竖流式沉淀池造价较高。从管理水平方面考虑,竖流式沉淀池排泥较方便,管理较简单:辐流式沉淀池需要较高的管理水平。10.简述SBR基本操作过程及优点
答:SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成,从污水流入到闲置结束构成一个周期,在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。优点:(1)工艺系统组成简单,不设二沉池,曝气池兼具二沉池的功能,无污泥回流设备;(2)耐冲击负荷,在一般情况下(包括工业污水处理)无需设置调节池;(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4)运行操作灵活,通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果;(5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制,便于自控运行,易于维护管理。
11.简述污水处理厂厂址选择的原则
答:
1、厂址必须位于给水水源的下游;如果城镇、工业区和生活区位于河流附近,厂址必须在它们的下游,而且要在夏季主风向的下风向,并应同城镇、工业区、生活区以及农村居民点保持一定的距离,但又不宜太远,以免增加管道的长度。
2、厂址应尽可能与处理后出水的主要去向(如灌溉农田)或受纳水体靠近。
3、充分利用地形,选择有适当坡度的地区,以满足污水处理构筑物和设备高程布置的需要,节省能源和动力。
4、尽可能少占和不占农田,并考虑有发展的可能性
12.厌氧接触法的工作原理 答:为了克服普通消化池不能持留或补充厌氧活像污泥的缺点,在消化池后设沉淀池,将沉淀污泥回流至消化池,形成了厌氧接触法。厌氧接触法的主要特点是在厌氧反应器后设沉淀池,使污泥回流,厌氧反应器内能够维持较高的污泥浓度,使厌氧污泥在反应器中的停留时间大于水力停留时间,因此其处理效率与负荷显著提高。
13.论述平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀的优缺点和适用条件
答:
14.使比较厌氧生物处理和好氧生物处理的优缺点及其它们的适用条件
答:好氧生物处理的反应速率较快,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、低浓度的有机污水,或者BOD5小于500mg/l的有机污水,基本上采用好氧生物处理,厌氧生物处理的污泥增长率小得多。厌氧生物处理过程不需另外提供电子受体,故运行费低。此外,它还具有剩余污泥量少、可回收能量(甲烷)等优点。其主要缺点是反应速率较慢,反应时间较长,处理构筑物容积大等。通过对新型构筑物的研究开发,其容积可缩小,但为维持较高的反应速率,必须持续较高的反应温度,故要消耗能源。有机污泥和高浓度有机污水(一般BOD5大于2000mg/l)均可采用厌氧生物处理进行处理 ○2.试叙述脱稳和凝聚的原理
A 压缩双电层:带同号电荷的胶粒之间存在着范德华引力和由ζ电位引起的静电斥力。这两种力抗衡的结果决定胶体的稳定性。一般当两胶体颗粒表面距离大于3nm 时,两个颗粒总处于相斥状态。在水处理中使两胶体颗粒间距减少,发生凝聚的主要方法是在水中投加电解质。电解质在水中电离产生的离子可与胶粒的反离子交换或挤入吸附层,使胶粒带电荷数减少,降低ζ电位,并使扩散层厚度减小。B 吸附电中和: 胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,使得胶粒表面的部位或全部电荷得以中和,减少静电斥力,致使颗粒间易于接近而相互吸附。C 吸附架桥:如果投加的化学药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物,或者两个同号胶粒吸附在同一异号胶粒上,胶粒就能连结、团聚成絮凝体而被除去。
D 网捕作用:含金属离子的化学药剂投入水中后,金属离子会发生水解和聚合,并以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物,或者沉淀物析出时吸附和网捕胶粒与之共同沉降下来。7.离子交换工艺的操作程序。
(1)交换:离子交换剂上的可交换离子与溶液中其他同性离子间的交换反应。主要与树脂性能、树脂层高度、水流速度、原水浓度以及再生程度有关。
(2)反洗:目的在于松动树脂层,以便再生时再生液分布均匀,同时还及时清除积存的杂质、碎粒和气泡。
(3)再生:交换反应的逆过程,用较高浓度的再生液恢复树脂的交换能力。(4)清洗:将树脂层中残余的再生废液清洗掉,直至符合出水水质要求。6.活性污泥法净化原理。
向生活污水中不断注入空气,维持水中有足够的溶解氧,经过一段时间后,污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体是有大量繁殖的微生物构成的,易于沉淀分离,使污水得到澄清,这就是“活性污泥”。微生物和有机物构成活性污泥的主要部分,约占全部活性污泥的70%以上。活性污泥的含水率一般在98%~99%左右,具有很强的吸附和降解有机物的能力,可以达到处理和净化污水的目的。○1.水中氯的存在形式及加氯消毒的原理
水中氯的存在形式:氯气溶于水后发生水解反应,生成的次氯酸HOCl 是弱酸,又发生离解反应。平衡受水中氢离子浓度的影响。当pH>4 时,溶于水的Cl2 几乎以HOCl和OClˉ 的形式存在,极少以Cl2 的形式存在。当pH= 7 时,HOCl约占80%,OClˉ 约占20%。一般认为,Cl2、HOC l、OC l- 均具有氧化能力,而不少研究表明Cl2、HOC l、OC l- 三者中,HOC l的杀菌能力最强。余氯的分类:保证持续杀菌能力剩余的CL为余氯 CL、HOCL、OCL-为游离性余氯
NH2CL、NFCL2、NCL3等氯胺化合物为化合性余氯 加氯消毒的原理:
1、氯气溶于水后发生水解反应,生成的次氯酸HOCl 是弱酸,又发生离解反应。平衡受水中氢离子浓度的影响。当pH>4 时,溶于水的Cl2 几乎以HOC l 和OC l- 的形式存在,极少以Cl2 的形式存在。当pH= 7 时,HOC l 约占80%,OC l- 约占20%。一般认为,Cl2、HOC l、OC l- 均具有氧化能力,而不少研究表明Cl2、HOC l、OC l- 三者中,HOC l 的杀菌能力最强。
2、当水中有氨存在时,氯和次氯酸极易与氨化合成各种氯胺。各种氯胺水解后,又会生成HOCl,因此它们也具有消毒杀菌能力,但不及HOCl 强,而且杀菌作用进行得比较缓慢
3、氯还可以与水中其他杂质特别是还原性物质起化学作用,如Fe2+、Mn 2+、NO2-、S-等无机性还原物质以及一些有机性还原物质。
离子交换树脂的结构有什么特点?试述其主要性能: 废水处理中常用的离子交换剂为离子交换树脂。它是人工合成的高分子化合物,由树脂本体(母体)和活性基团两个部分组成。树脂本体通常是苯乙烯的聚合物,是线性结构的高分子有机化合物。因树脂本体不是离子化合物不具有离子交换能力,需经适当处理加上活性基团后,才成为离子化合物,才具有离子交换能力。活性基团由固定离子和活动离子组成,前者固定在树脂网状骨架上,后者则依靠静电力与前者结合在一起,两者电性相反,电荷相等。
离子交换工艺在废水处理中的应用范围
(1)软化:一般采用钠型阳离子交换柱(固定型单床),再生液用饱和Na Cl 溶液。
(2)除盐:需用H +型阳离子交换柱(金属离子与H + 交换)与OH交换)串联工艺。
(3)重金属废水的处理和金属的回收
第三篇:武汉工程大学考研《水污染控制工程》考试大纲
武汉工程大学考研《水污染控制工程》考试大纲
课程编号:01133080
英文译名:Water Pollution Control Engineering
课程性质:专业课
适用专业:环境工程环境科学环境监察
要求先修课程:环境微生物学、环境化学、环境监测、环工原理及设备
考试时间: 3小时
分数: 150分
教材:高廷耀、顾国维主编.水污染控制工程(上、下).第三版.北京:高等教育出版社,2007年
参考书:
1.王郁主编.水污染控制工程.北京:化学工业出版社,2011年
2.彭党聪主编.水污染控制工程.第3版.北京:冶金工业出版社,2010年
3.孙体昌,娄金生主编.水污染控制工程.北京:机械工业出版社,2009年
4.(德)Wiesmann,盛国平,王曙光译.废水生物处理.北京:科学出版社,2009年
5.废水处理技术及工程应用李旭东杨芸北京,机械工业出版社,2003年
考题类型:客观题70分;主观题80分
考试内容:
第一章总论
1、废水污染源、污染物分类及危害、水质指标的表征
2、废水可生化性概念及其应用
3、河流自净机理及其数学模型
第二章污水的物理处理
1、水质、水量的调节原理。
2、自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀及理想沉淀池的理论。
3、气浮的原理、气浮条件、沉淀池、气浮池的设计
4、过滤理论、普通快滤池的构造及其配水系统。
第三章污水的化学与物理化学处理
1、胶体的特性与结构、胶体的脱稳与凝聚机理
2、混凝剂、助凝剂种类及作用,影响混凝效果因素
3、混凝工艺过程及设备的设计
4、化学氧化法、化学还原法的原理,电解氧化还原法、电解凝集与浮上的原理
5、氯氧化、空气氧化、湿式氧化、臭氧氧化、超临界水氧化的原理
6、化学沉淀原理及方法
7、酸性、碱性废水的中和工艺过程
8、国内、外化学处理方法前沿
9、吸附的基本理论、吸附剂及其再生、吸附工艺与设计
10、离子交换的基本理论、离子交换平衡、离子交换速度
11、离子交换剂、离子交换工艺、设备及计算
12、膜传质机理以及电渗析、反渗透、超滤、液膜的原理
13、电渗析器的构造、电渗析的操作控制、电渗析除盐的设计计算、反渗透装置、反渗透工艺流程及操作
14、汽提法、萃取法、蒸发法及结晶法的原理
15、吹脱设备、汽提工艺、萃取剂及萃取工艺设备、蒸发设备。
16、水垢腐蚀原理及其控制、水质稳定剂、杀生剂种类及作用。
17、超临界处理技术的原理
第四章污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础
1、微生物新陈代谢及生长的影响因素
2、酶反应动力学、微生物的生长动力、废水生物处理基本数学模型
3、废水生化反应的速度和级数
4、废水可生化性、可生化性的评价方法
5、废水处理反应器及动力学基础
6、好氧生物处理、厌氧生物处理、脱氮除磷的基本原理
第五章活性污泥法
1、活性污泥的形态与活性污泥微生物
2、活性污泥净化反应过程与基理
3、活性污泥法数学模型基础
4、活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数
5、活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数
6、生物脱氮除磷工艺、影响因素及主要设计、运行参数
7、氧传递原理、氧转移的影响因素、曝气的方法与设备
8、活性污泥法的运行管理(活性污泥的培养与驯化、活性污泥法处理系统运行效果的检测、活性污泥法运行中的异常现象与控制措施)
9、二沉池的结构和设计
10、国内、外生物处理方法前沿,结合实际案例分析
第六章生物膜法
1、生物膜法基本原理及特点、底物利用基本方程
2、生物滤池的数学模型、生物过滤法的基本流程与分类、生物滤池系统的设计计算,生物转盘的设计计算
3、生物接触氧化法的工作原理、构造
4、生物转盘处理设备、运行管理
第七章厌氧生化法
1、厌氧法的基本原理、厌氧消化过程的三个阶段、厌氧法的影响因素
2、厌氧法的工艺和设备、厌氧消化过程动力学、厌氧产气量计算、厌氧设备的运行管理。
3、国内、外生物处理方法前沿
第八章稳定塘和污水的土地处理
1、稳定塘的分类、工作原理
2、土地净化机理、基本工艺
第九章城市污水回用
1、污水回用深度处理工艺(难降解有机物去除、溶解性无机物去除、消毒处理、氮、磷的去除)
2、污水回用处理技术方法和回用系统
3、污水回用安全措施
第十章污泥的处理与处置
1、污泥的来源与特性、污泥化学调理、热调理、淘洗
2、初次沉淀池污泥量计算、剩余污泥量计算、污泥浓缩计算
3、污泥消化原理及消化池设计计算
4、污泥浓缩方法、污泥脱水方法
5、污泥的最终处置
第十一章污水处理厂设计
1、污水处理厂设计原则(平面布置、高程布置等)
2、污水处理厂厂址选择
3、污水处理厂设计程序、流程选择、参数选择
4、工程验收和调式
第十二章排水沟道水力学
1、排水体制、沟道水力学设计原则、设计要素
2、沟道水力学计算、均匀流水力学计算基本公式
3、污水流量确定、污水沟道水力学设计。
小提示:目前本科生就业市场竞争激烈,就业主体是研究生,在如今考研竞争日渐激烈的情况下,我们想要不在考研大军中变成分母,我们需要:早开始+好计划+正确的复习思路+好的辅导班(如果经济条件允许的情况下)。2017考研开始准备复习啦,早起的鸟儿有虫吃,一分耕耘一分收获。加油!
第四篇:环境工程专业《水污染控制工程》课程设计大纲
《水污染控制工程》课程设计大纲
设计周数:2周设计学分:1学分
一、课程设计的性质、任务与目的本课程设计是水污染控制工程这门课程的实践环节,通过课程设计使学生加深对有关理论的理解并培养其具有一定的设计能力。通过课程设计,使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法,掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法,掌握设计说明书的写作规范。
本设计的主要任务是:树立正确的设计思想,理论联系实际,具有一定的创新精神;了解水污染控制工程的基本理论、基本知识;具有运用标准、规范,查阅技术资料的能力、计算能力、绘图能力和设计说明书的撰写能力。
水污染控制工程课程设计是水污染控制工程这门课程的实践环节,在学习过程中需要综合运用所学的知识和技能,结合各种实践教学环节,进行水处理工程技术人员所需的基本训练,为学生进一步学习有关专业课程和日后从事水处理工程设计打下基础,因此在环境工程专业的教学计划中占有重要的地位。
二、本课程设计的基本理论
污水的物理处理、化学处理、物理化学处理、生化处理工艺相应构筑物及附属设备的理论设计计算方法,机械制图的基本方法与原理。
三、课程设计的方式与基本要求
方式:课程设计为期一周,时间安排如下:
1、课程设计的讲授0.5天
2、课程设计的计算部分4天
3、课程设计图的简单绘制、课程设计说明书的编制 0.5天
基本要求:课程的重点在于培养学生依据具体水质情况,确定适宜的工艺流程,具有理论联系实际的能力。难点在于主体设备的设计和计算和选型。通过本次设计,使学生能独立完成印染废水处理厂的设计方案的制定、单体构筑物的设计、平面布置图和高程图的绘制,完成设计说明书的编制。本课程的教学面向本科层次,因此教学内容强调基础知识、基本概念、基础理论,注重实用性方法与技术的介绍。使学生能够正确处理理论和实践的关系。
四、课程设计的内容
主要内容包括:
1、根据原始资料,计算进出厂的设计流量和水质污染浓度;
2、根据水质情况、地形和上述计算结果,确定处理方法和污水、污泥处理流程以及有关的处理构筑物;
3、对各构筑物进行工艺计算,确定其形式、数目和尺寸;
4、进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计;
5、完成平面布置图和高程图的绘制;
6、设计说明书的编制。
五、考核方式与评分办法
1、考核方式:根据以下几个方面进行评分
1)污水设计流程选择是否合理。
2)污水处理构筑物选型是否合理
3)构筑物数目、尺寸选择是否合理,工艺计算是否准确。
4)污水处理构筑物、管道平面布置、高程布置是否合理,绘图是否精确。
5)论文编写是否条理清晰。
2、评分办法:本课程属于考查课程,评分标准按照十一等级制评分。
六、课程设计的配套教材及参考资料
教材:高廷耀、顾国维主编.《水污染控制工程》上、下册,(第二版).北京:高等教育出版社,2004
参考书:
[1]曾科等主编.《污水处理厂设计与运行》.北京:化学工业出版社.2001
[2]北京市环境保护科学研究院等主编.《三废处理工程技术手册》(废水卷).北京:化学工业出版社.2000.4
[3]唐受印,汪大恽等编.《废水处理工程》(第二版).北京:化学工业出版社.2004
[4]化学工业出版社组织编写.《水处理工程典型设计实例》(第二版).北京:化学工业出版社.2005
[5]刘红主编.《水处理工程设计》.北京:中国环境科学出版社.2003
[6]国家环境保护总局科技标准司编著.《印染废水污染防治指南》.北京:中国环境科学出版社.2002
第五篇:水污染控制工程 总结
第九章
1.污染指标:生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD或OC)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)反应水中有机物含量。植物营养元素无机物。细菌总数生物性质。
2.水体自净作用是指水中污染物质在水流向下游流动中浓度自然降低的现象。分为物理净化、化学净化、生物净化。
3.污染物在水体中的迁移转化
污染物排入河流后,在随河水往下游流动的过程中受到稀释、扩散和降解等作用,污染物浓度逐步减小。河口指河流进入海洋前的感潮河段。河口污染物的迁移转化受潮汐、平潮是的水位,流向和流速的影响。污染物进入感潮河流后,随水流不断回荡,在河流中停留时间较长,对排放口上游的河水也会产生影响。湖泊、水库的贮水量大,但水流一般比较慢,对污染物的稀释、扩散能力较弱。海洋虽有巨大的自净能力,但海湾属于半封闭水体,自净能力有限。地下水埋藏在地质介质中,其污染是一个缓慢的过程,但地下水一旦污染要恢复原状非常困难。
第十章
1.污水物理处理法去除对象是污水中的漂浮物和悬浮物,采用的主要方法有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法
2.沉淀的类型:①自由沉淀(悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。)②絮凝沉淀(悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中,颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。)③区域沉淀(悬浮颗粒浓度较高(5000mg/L以上);颗粒的沉将受到周围其它颗粒的影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉,与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。)④压缩沉淀(悬浮颗粒浓度很高;颗粒相互之间已挤压成团状结构,互相接触,互相支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。)
3.沉砂池的类型:①平流式沉砂池(优点:截留无机颗粒效果较好、构造较简单;缺点:流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量比较高、排砂常需要洗砂处理)②曝气沉砂池(特点:①沉砂中含有机物的量低于5%②由于池中设有曝气设备,它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用)③旋流沉砂池
4.曝气沉砂池与平流式沉砂池的区别:曝气沉砂池污水在池中存在着两种运动形式,其一为水平流动,同时由于在池的一侧有曝气作用,因而在池的横断面上产生旋转运动,整个池内水流产生螺旋状前进的流动方式,由于旋流主要有鼓入的空气所形成,不是依赖水流的作用,因而曝气沉砂池比其他形式的沉砂池对流量的适应程度要高很多。沉砂效果稳定可靠,由于曝气以及水流的旋流作用,污水中悬浮颗粒相互碰撞摩擦,并受到气泡上升时的冲刷作用,使粘附在砂粒上的有机污染物得以摩擦去除,而平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池,它构造简单,工作稳定。
5.沉淀池的类型:按使用功能分:初次沉淀池、二次沉淀池;按水流方向分:平流式、竖流式、辐流式
①平流式:呈长方形,污水从池的一端流入,水平方向流过池子,从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗,其他部位池底设有坡度,坡向贮泥斗,也有整个池底都设置成多斗排泥的形式。②竖流式:多为圆形,亦有呈方形或多角形的,污水从设在池中央的中心管进入,从中心管的下端进过反射板后均匀缓慢的分布在池的横断面上,由于出水口设置在池面或池壁四周,故水的流向基本由下而上。污泥贮积在底部的污泥斗中。③辐流式:亦称辐射式沉淀池,多呈圆形,有时也采用正方形。池的进水在中心位置,出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射,由于过水断面面积不断变大,故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央,池底向中心倾斜,污泥通常用刮泥机机械排除。
6.平流式沉淀池:优点:①对冲击负荷和温度变化适应能力较强②施工简单,造价低。缺点:①采用多斗排泥时,每个泥斗需要单独设排泥管各自操作②采用机械排泥时,大部分设备位于水下,易腐蚀。适用条件:①适用于地下水位较高及地质较差的地区②适用于大、中、小型污水处理厂
竖流式沉淀池:优点:①排泥方便,管理简单②占地面积较小。缺点:①池子深度大,施工困难②对冲击负荷及温度变化适应能力较差③造价较高④池径不宜太大。适用条件:适用于处理水量不大的小型污水处理厂
辐流式沉淀池:优点:①采用机械排泥,运行较好②排泥设备有定型产品。缺点:①水流速度不稳定②易于出现异重流现象③机械排泥设备复杂,对池体施工质量要求高。适用条件:①适用于地下水位较高地区②适用于大中型污水处理厂
7.含油废水的来源:纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、石油开采及加工工业(石油开采、石油炼制、石油化工)、铁路及交通运输工业、屠宰及食品加工、固体燃料热加工(焦化含油废水)、机械工业中车削工艺中的乳化液
8.废水中油的存在形式:①可浮油:大于100um,可采用普通隔油池去除②细分散油:10-100um,可采用斜板隔油池去除③乳化油:小于10um,一般为0.1-2.0um,能用油水密度差来分离④溶解油:油在水中的溶解度非常低,通常每升只有几个毫克。
9.气浮法的类型:电解气浮法、分散空气气浮法、溶解空气气浮法(加压溶气浮法:目前常用。使空气在加压的条件下溶解于水,然后通过将压力将至常压而使过饱和溶解的空气以细微气泡形式释放出来。)
10.气浮池的类型:①平流式气浮池:优点:池身浅,造价低,构造简单,运行方便;缺点:分离部分的容积利用率不高②竖流式气浮池:优点:接触式在池中央,水流向四周扩散,水利条件较好;缺点:气浮池与反应池较难衔接,容积利用率较低
第十二章
1.活性污泥法处理流程:包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧气溶入污水使活性污泥混合液产生好氧反应代谢。曝气设备不仅传递氧气进入混合液,同时起搅拌作用而使混合液呈悬浮状态。这样,污水中的有机物、氧气与微生物能充分进行传质和反应。随后,混合液流入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中进行固液分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流至曝气池,称为污泥回流。回流污泥的目的是是曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应导致微生物的增殖,增殖的微生物通常从沉淀池底泥中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,从系统中排出的污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有的大量的微生物,排放环境前应进行有效处理和处置,防止污染环境。
2.活性污泥法的演变:
①传统推流式②渐减曝气法(为改变传统推流式法供氧和需氧的差距,采用该法,充氧设备的布置沿池长方向与需氧量匹配,使布气沿程逐步递减,使其接近需氧速率,而总的空气用量有所减少,从而可以节省能耗,提高处理效率)③阶段曝气法④高负荷曝气法(在系统与曝气池构造方面与传统推流式活性污泥法相同,但曝气停留时间仅1.0-3.0小时,曝气池活性污泥处于生长旺盛期。主要特点是有机物容积负荷或污泥负荷高,曝气时间短,但处理效果低,一般BOD5去除率不超过70%-75%,为了维护系统的稳定运行,必须保证充分的搅拌和曝气)⑤延时曝气法⑥吸附再生法⑦完全混合法⑧深层曝气法⑨纯氧曝气法⑩克劳斯法⑾
吸附-生物降解工艺(AB法):Ⅰ整个污水处理系统共分为预处理段、A级、B级三段,在预处理段只设格栅、沉砂等处理设备,不设初沉池;ⅡA级由吸附池和中间沉淀池组成,B级由曝气池及二沉池组成;ⅢA级与B级各自拥有独立的污泥回流系统,每级能够培育出各自独特的、适合本级水质特征的微生物种群。A级以高负荷或超高负荷运行,曝气池停留时间段,一般30-60分钟,污泥泥龄为0.3-0.5天;B级以低负荷运行,曝气停留时间在2-4小时,污泥泥龄15-20天。该工艺处理效果稳定,具有抗冲击负荷能力,也可以根据经济实力进行分期建设;⑿序批式活性污泥法⒀氧化沟(是延时曝气的一种特殊形式,一般采用圆形或椭圆形廊道,池体狭长,池深较浅,在沟槽中设有机械曝气和推进装置,也采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式。池体布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。经曝气或搅拌作用在廊道形成0.25~0.30m/s的流速,使活性污泥呈悬浮状态,混合液在5~15min内完成一次循环,而廊道中大量的混合液可以稀释进水20~30倍,廊道中水流虽呈推流式,但过程动力学接近完全混合反应池。当污水离开曝气区后,DO降低,可能发生硝化反应。大多数氧化沟系统需要二沉池,但有场合可在廊道内进行沉淀以完成泥水分离过程。)⒁循环活性污泥工艺
3.生物脱氮工艺:三段生物脱氮工艺、前置缺氧-好氧生物脱氮工艺、后置缺氧-好氧生物脱氮工艺、Bardenpho生物脱氮工艺、同步硝化反硝化过程
前置缺氧-好氧生物脱氮工艺:该工艺将反硝化段设置在系统前面。特点:反硝化产生碱度补充硝化反应之需,约可补偿硝化反应中所消耗碱度的50%左右;利用原污水中有机物,无需外加碳源;利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机污染物,这不仅可以节约后续曝气量,而且反硝化菌对碳源的利用更广泛,甚至包括难降解有机物;前置缺氧时可以有效控制系统的污泥膨胀。该工艺流程简单,因而基建费用及运行费用较低,对现有设施的改造比较容易,脱氮效率一般在70%左右,但由于出水中仍有一定浓度的硝酸盐,在二沉池中,有可能进行反硝化反应,造成污泥上浮,影响出水水质。
Bardenphos生物脱氮工艺:该工艺取消了三段脱氮工艺的中间沉淀池。工艺中设立了两个缺氧段。第一段利用原水中的有机物作为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。经第一段处理,脱氮已大部分完成。为进一步提高脱氮效率,废水进入第二段反硝化反应器,利用内源呼吸碳源进行反硝化。最后的曝气池用于净化残留的有机物,吹脱污水中的氮气,提高污泥的沉降性能,防止在二沉池发生污泥上浮现象。
4.生物除磷工艺:AP/O工艺(是由厌氧区和好氧区组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统,为了使微生物在好氧池中易于吸收磷,溶解氧应维持在2mg/L以上,pH应控制在7-8之间。磷的去除率还取决于进水中的易降解COD含量,一般用BOD5与磷浓度之比表示。)、Phostrip除磷工艺
5.生物脱氮除磷工艺:①A2/O工艺:在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。该工艺流程简介,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行,丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好。②改良Bardenpho工艺③UCT及改良UCT工艺④SBR工艺
6.活性污泥膨胀:污泥中丝状菌大量繁殖导致的丝状菌性膨胀以及并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀
7.活性污泥法曝气反应池的基本形式:推流式、完全混合式、封闭环流式、序批式
第十三章
1.生物膜法:生物膜法是对污水土地的模拟和强化。主要用于从污水中去除溶解性有机污染物,是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法的共同特点是微生物附着在介质“滤料”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.生物膜的微生物分层分布特征:正常运行的生物滤池中,随着滤床深度加深的逐渐下移,膜中微生物逐渐从低级趋向高级,种类逐渐增多,但个体数量减少。上层以菌胶团等为主,且由于营养丰富,繁殖速率快,膜也最厚。往下的层次有机物浓度下降,会出现丝状菌、原后生动物,膜的厚度逐渐减少。下层污水浓度大大下降,膜更薄,以原后生动物为主。
3.生物滤池的构造:滤床及池体、布水设备、排水系统
4.影响生物滤池性能的主要因素:滤池高度、负荷、回流、供氧
回流:①回流可提高生物滤池的滤率,它是使生物滤池由低负荷演变为高负荷的方法之一②提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭③当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有毒有害物质时,回流可改善进水的腐化状况,提供营养元素和降低毒物浓度④进水的水质水量有波动时,回流有调节和稳定进水的作用。
为什么要回流:回流将降低入流污水的有机物浓度,减少流动水与附着水中有机物的浓度差,因而降低传质和有机物去除速率。另一方面,回流增大流动水的紊流程度,增加传质和有机物去除速率,当后者的影响大于前者时,回流可以改善滤池的工作。
5.曝气生物滤池的优缺点:
优点:①投资费用,不设二沉池,水力负荷、容积负荷远高于传统污水处理工艺,停留时间短,厂区布置紧凑,可节省占地面积和建筑费用。②工艺效果,由于生物量大,以及滤料截留和生物膜的生物絮凝作用,抗冲击负荷能力较强,耐低温,不发生污泥膨胀,出水水质高。③运行,曝气生物滤池易挂膜,启动快。④曝气生物滤池中氧的传输效率高,曝气量小,供氧动力消耗低,处理单位污水电耗低。自动化程度高,运行管理方便。
缺点:①对进水SS要求较高,需要采用对SS有较高处理效果的预处理工艺。进水浓度不能太高,否则易引起滤料结团、堵塞。②水头损失较大,大部分建于地上,进水提升水头较大。③反冲洗是决定滤池运行关键之一,滤料冲洗不充分,会出现结团现象,导致工艺运行失败。④产泥量略大于活性污泥法,污泥稳定型稍差。
6.流态化原理:固定床阶段(液体通过床层的压力降随空塔速度上升而增加,呈幂函数关系。)流化床阶段、液体输送阶段
第十四章
1.稳定塘:又称氧化塘,是一种天然的或经一定人工构筑的污水净化系统
2.稳定塘的分类:好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘
好氧塘:是一类在有氧状态下净化污水的稳定塘,完全依靠藻类光合作用和表面风力搅动自然复氧供氧。按有机负荷的高低分为高负荷好氧塘、普通好氧塘和深度处理好氧塘
高负荷好氧塘:这类塘设置在处理系统的前部,目的是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅,水力停留时间较短,有机负荷高。
普通好氧塘:这类塘用于处理污水,起二级处理作用。特点是有机负荷高,塘的水深较高负荷好氧塘大,水力停留时间较长。
深度处理好氧塘:这类塘设置在塘处理系统的后部或二级处理系统之后,作为深度处理设施。特点是有机负荷较低,塘的水深较高负荷好氧塘大。
兼性塘:指在上层有氧、下层无氧的条件下净化污水的稳定塘,是最常用的塘型。
4.人工湿地的类型:①表面流湿地②水平潜流湿地③垂直流湿地
5.人工湿地特点:优点:①设计合理,运行管理严格的人工湿地处理污水效果稳定、有效、可靠,出水BOD、SS等明显优于生物处理出水,可与污水三级处理媲美,具有相当的除磷脱氮能力。但是若对出水脱氮有更高的要求,则尚嫌不足。此外,它对污水中含有的重金属及难降解有机污染物有较高净化能力。②基建投资费用低,一般为生物处理的1/3-1/4甚至1/5。③能耗省,运行费用低,为生物处理的1/5-1/6,且可定期收割作物,如芦苇等是优良的造纸及器具加工原料,具有较好的经济价值,可增加收入,抵补运行费用
④运行操作简便,不需复杂的自控系统进行控制;机械、电气、自控设备少,设备的管理工作量也随之较少,这方面的人员也可少用。⑤对于少流量及间歇排放的污水处理较为适宜,其耐污及水力负荷强,抗冲击负荷性能好;不仅适合于生活污水的处理,对某些工业废水、农业污水、矿山酸性污水及液态污泥也具有较好的净化能力。⑥既能净化污水,又能美化景观,形成良好的生态环境,为野生动植物提供良好的生境。缺点:①需要土地面积较大②对恶劣气候条件抵御能力弱③净化能力受作物生长情况的影响大④蚊蝇滋生
第十五章
1.厌氧消化的两个阶段:液化阶段,转化产物中有机酸是主体;气化阶段,消化气只要成分是甲烷
厌氧消化的三个阶段:第一阶段为水解发酵阶段。复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,先被分解成简单的有机物,继而这些简单有机物在产酸菌的作用下经厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸类等。参与此阶段的水解发酵菌主要是转型厌氧菌和兼性厌氧菌。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段的中间产物,转化成乙酸和氢,有CO2产生。
第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷菌把第一第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。
2.污水的厌氧生物处理工艺:化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法。UASB、分段硝化法、厌氧膨胀床和厌氧流化床、厌氧生物转盘、两相厌氧法等。
厌氧生物滤池:封闭水池,池内放置填料,污水从池底进入,从池顶排除。
优点:处理能力较高;滤池内可以保证很高的微生物浓度;不需另设泥水分离设备,出水SS较低;设备简单、造作方便等。缺点:滤料费用较贵;滤料易堵塞,悬浮固体较高的污水不适合此法。
厌氧接触法:对于高悬浮固体的有机废水,采用此法。污水先进入混合接触池与回流的厌氧污泥混合,再经真空脱气器流入沉淀池。
优点:由于污泥回流,厌氧反应器内能维持较高的污泥浓度,大大降低了水里停留时间,并使反应器有一定的耐冲击负荷能力。
缺点:从厌氧反应器排除的混合液中的污泥由于附着大量的气泡,在沉淀池中易于上浮到水面被带走。进入沉淀池的污泥仍有产甲烷菌在活动,产生沼气,污泥上翻,姑爷分离效果不佳,回流污泥浓度降低,影响反应器内污泥浓度提高。
上流式厌氧污泥床反应器(UASB):良好的污泥床,有机负荷率和去除率高,不需要搅拌设备,能适应负荷冲击和温度与pH的变化。
第十六章
1.化学混凝法的机理:①压缩双电层作用:水中胶粒能维持稳定的分散悬游状态,主要是由于胶粒具有ζ电位。如能消除或降低胶粒的ζ电位,就有可能使微粒碰撞、聚结,失去稳定性。在水中投加电解质——混凝剂可达此目的。胶粒因ζ电位降低或消除以致失去稳定性的过程称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结称为凝聚。②吸附架桥作用:三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒强烈吸附。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程称为絮凝。③网捕作用:三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉淀过程中,能卷集、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。
2.影响混凝效果的主要因素:水温(有明显影响),pH(因混凝剂的品种而异),水中杂质的成分、性质和浓度(有明显影响),水利条件(对絮凝体的形成影响极大)。
3.高级氧化技术的特点:高氧化性;反应速率快;提高可生物降解性,减少三卤甲烷和溴酸盐的生成。
2.萃取剂的选择:①选择性好:即该萃取剂对被萃取组分溶解能力大,而对非被萃取组分溶解能力下,这样能使萃取剂用量减少,产品质量提高②萃取与原料液有大的密度差:密度差异越大,两相就越容易分层分离③萃取剂的表面张力:一般希望表面张力大一些,不易产生乳化现象。若表面张力过大,则因不宜分散而使两相接触不好,影响传质④萃取过程的能耗:萃取剂的汽化潜热和比热要小,与被萃取物的沸点差要大,使过程能耗低⑤萃取剂的化学稳定性:萃取剂要求化学稳定性和热稳定性好,无毒无腐蚀,不易燃烧等⑥萃取剂的价格:要价格低廉易得,资源充分。
3.吸附剂:①活性白土、漂白土、硅藻土等天然矿物质:吸附容量不大,选择吸附分离能力低,但这些天然材料来源广泛。②活性炭:吸附容量大,性能稳定,抗腐蚀,在高温解吸时结构热稳定性好,解吸容易。③硅胶:控制其生成、洗涤和老化条件,可调节和控制比表面积、孔体积和孔半径的大小,对极性的含氮或含氧物质易于吸附,对非极性物质吸附较难。④活性氧化铝:是没有毒性的坚硬颗粒,对多数气体性质稳定,在水或液体中不溶胀、软化或崩碎破裂,抗冲击和耐磨损的能力强。⑤沸石分子筛:具有很大的内表面积,吸附容量大。⑥吸附树脂:物理化学性能稳定,品种较多,可按不同的需求选择适用。⑦腐植酸类吸附剂:可以直接使用或经简单处理后使用,吸附容量不高,适用的pH范围较窄,机械强度低。
4.膜析法:渗析法、点渗析法、反渗透法、超滤法
反渗透法:借助压力促进水分子反向渗透,以浓缩溶液或废水的方法。
超滤法:与反渗透法相似。但超滤膜的微孔孔径比饭渗透膜答,在0.005~1um之间。
第十八章
1.污泥的来源:①初沉污泥:来自污水处理的初沉池②剩余污泥:来自污水生物处理系统的二沉池或生物反应池③消化污泥:经过厌氧消化或好氧消化处理后的污泥④化学污泥:用混凝、化学沉淀等化学方法处理污水时所产生的污泥。除了以上污泥外,污水厂排除的污泥中还包括栅渣和沉砂池沉渣。
2.污泥的特性:①污泥中的固体:污泥中的总固体包括溶解物质和不溶解物质两部分。前者叫溶解固体,后者叫悬浮固体。总固体、溶解固体和悬浮固体,又可依据其中有机物的含量分为稳定性固体和挥发性固体。②污泥固体的组分:与污泥的来源密切相关,如城镇污水处理厂的污泥固体组分主要为蛋白质、纤维素、油脂、氮、磷等。③含水率:污泥中的水的质量分数叫含水率。污泥中固体的质量分数叫含固率④污泥相对密度:污泥相对密度指污泥的质量与同体积水质量的比值。主要取决于含水率和污泥中固体组分的比例。⑤污泥体积、相对密度与含水率的关系V=ms/ρwγ(100-P)
剩余活性污泥量:①△XVSS=YQ(S0-Se)-Kd
XVV②△XSS=△XVSS/f③VSS=100△XSS/(100-P)ρ
3.污泥浓缩的方法:重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩
4.污泥脱水的方法:自然脱水、机械脱水(过滤脱水:真空过滤(转筒式、绕绳式和转盘式过滤机)和压力过滤(板框压滤机和带式压滤机)、离心脱水)