排水工程(下)考试复习资料

-1-排水工程（下）复习资料第一章污水的性质与污染指标1、生物化学需氧量（生化需氧量）BOD：在水温为20°C的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。生化需氧量代表了第一类有机物即可生物降解有机物的数量，可生物降解有机物的降解分为两个阶段：碳氧化阶段和硝化阶段。2、化学需氧量COD：用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量，用CODcr表示，一般写为COD。（了解）优点：较精准的表示污水中有机物的含量，测定时间仅需数小时，且不受水质的限制.缺点：不能像BOD那样反映出微生物氧化有机物、直接的从卫生学角度阐明被污染的程度；此外，污水中的还原性无机物被氧化也需要消耗氧，所以COD值存在一定的误差。3、BOD5/COD的比值可以作为污水是否适宜采用生物处理的判别标准，故把BOD5/COD的比值称为可生化性指标，比值越大，越容易被生物处理。第二章水体污染与自净1、氮的存在形式：含氮有机物，无机氨氮，亚硝酸盐，硝酸盐危害：硝酸盐在缺氧酸性条件下，可还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐与伸胺R=NH作用，形成亚硝胺，亚硝胺是三致（致癌、致突变、致畸形）物质磷的存在形式：有机磷，无机磷危害：加速水体富营养化富营养化：富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。2、、污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学作用，使污染物的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。水体所具备的这种能力称为水体自净能力或自净容量。水体自净过程按机理分为三类：物理净化作用，化学进化作用，生物化学进化作用。3、、水环境容量：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物的负荷量，又称为水体纳污能力。4、氧垂曲线：污水排水水体后，DO曲线呈悬索状下垂，故称为氧垂曲线。当耗氧速率复氧速率时，溶解氧曲线呈下降趋势；当耗氧速率=复氧速率时，为溶解氧曲线最低点，即临界亏氧点或氧垂点；当耗氧速率复氧速率时，溶解氧曲线呈上升趋势氧垂曲线方程的工程意义：（1）用于分析受有机物污染的河水中溶解氧的变化动态，推求河流的自净过程以及其环境容量，进而确定可排入河流的有机物的最大限量。（2）推算确定最大缺氧点即氧垂点位置以及到达时间，依次制定河流水体防护措施。5、水处理技术的分类：一级处理：主要去除污水中悬浮状态固体污染物质，物理处理法大部分能完成一级处理要求。BOD一般可以去除30%左右。(格栅，沉砂池，初沉池)二级处理：主要去除污水中呈胶体状态和溶解状态的有机污染物质（即BOD、COD物质），去除率达90%以上，使有机污染物达到排放标准。（生化处理）-2-三级处理：在一级二级处理后，进一步处理难降解有机物、磷和氮等可溶性无机物。第三章污水的物理处理1、格栅的处理对象：用来截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，用以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。格栅的分类：（1）按形状分平面格栅和曲面格栅。（2）按栅条的净间距可分为粗格栅（50~100mm），保护入流设施用粗格栅泵房中格栅（10~40mm），保护污水提升泵房选用中格栅细格栅（3~10mm），各种不同类型水处理设施不同管径的管道对于允许通过杂质大小要求各异，根据水处理设施或管道不产生堵塞的原则进行格栅间距选择。（污水处理厂前端）（3）按清渣方式分为人工清渣格栅和机械清渣格栅。★2、沉淀理论根据悬浮物性质、浓度及絮凝性能，沉淀分为四种类型：（1）自由沉淀，悬浮物浓度不高时，沉淀过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状，各自独立的完成沉淀过程。（2）絮凝沉淀（干涉沉淀），在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快。（3）区域沉淀（成层沉淀、拥挤沉淀），沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，在聚合力作用下颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液-固界面，沉淀显示为界面下沉。（4）压缩，区域沉淀的继续，即形成压缩。颗粒之间互相支承，上层颗粒在重力作用下挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。3、在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，用q表示（m/s,m/h,32/(.)mmh）。表面负荷的数值等于颗粒沉速0u。q的范围：初沉池1.5~3.032/(.)mmh，二沉池生物膜法1.0~2.032/(.)mmh，活性污泥法1.0~1.532/(.)mmh。4、沉砂池（了解）（1）平流沉砂池：由入流渠，出流渠、闸板、水流部分以及沉砂斗组成。具有截留无机颗粒效果好，工作稳定，构造简单，排沉砂较方便等优点。（2）曝气沉砂池：可以克服平流沉砂池沉砂中含有15%有机物仍需洗砂再外运的缺点。曝气装置使池内水做旋流运动，无机颗粒之间的相互碰撞摩擦机会增加，把表面附着有机物除去，旋流产生的离心力把相对密度较大的无机颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至中心部位被带走，使有机物含量低于10%。（3）钟式沉砂池：利用机械力控制水流流态与流速，利用驱动装置通过转动轴带动转盘叶片旋转，依靠向心力使重的砂沉入池底部。由吸砂泵通过排砂管装置将沉淀于池底的沉砂吸排出池外，并使用机物随水流带走。5、沉淀池：（作用要知道）按沉淀池的用途和工艺布置不同，可粗略分为：（1）初次沉淀池。设置在沉砂池之后，作为化学处理与生物处理的预处理，可降低污水的有机负荷。（2）二次沉淀池。用于化学处理或生物处理后，分离化学沉淀物、分离活性污泥或生物-3-（3）污泥浓缩池。设在污泥处理段，用于剩余污泥的浓缩脱水。按沉淀池内水流方向不同，可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。第四章活性污泥法1、活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术，实质是自然界水体自净的人工模拟，不是简单的模拟，而是经过人工强化的模拟。2、在微生物群体的新陈代谢功能的作用下，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物的活力，故此称之为活性污泥。活性污泥的组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体Ma;（2）微生物（主要是细菌）内源代谢、自身氧化的残留物Me;(3)由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质Mi;(4)由污水挟入的无机物质Mii。3、（5分题）活性污泥净化反应过程：在活性污泥处理系统中，有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，也就是所谓的活性污泥反应过程。结果得到净化，微生物获得能量合成新的细胞，活性污泥得到增长。由物理、化学、物理化学以及生物化学等反应过程组成。（1）初期吸附去除活性污泥系统中，在污水与回流活性污泥接触后的较短时间内，由于物理吸附和生物吸附的作用，污水中的有机污染物即被大量去除，出现很高的BOD去除率。活性污泥在表面上富集着大量的微生物，在其外部覆盖着多糖类的粘质层，当其与污水接触时，污水中呈悬浮和胶体状态的有机污染物即被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除，这一现象叫做初期吸附去除作用。（2）微生物的代谢有机物在微生物酶的作用下进入微生物细胞体内。微生物对摄入细胞体内的有机污染物，进行氧化分解（产物为CO2和H2O），合成代谢，内源代谢，最终去除水中有机污染物。4、表示及控制混合液中的活性污泥浓度的两项指标：（1）混合液悬浮固体浓度MLSS，又称为混合液污泥浓度，表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量。MLSS=Ma+Me+Mi+Mii（2）混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS，表示混合液活性污泥中的有机性固体物质的部分的浓度。MLVSS=Ma+Me+Mi，（其中，活性污泥起作用的是Ma）5、沉降-浓缩性能两项指标（1）污泥沉降比SV，混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。（2）污泥容积指数SVI。物理意义是在曝气池出口处的混合液在经过30min静沉后每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。1minmm/1gg/)LSVLLSVILMLSSL混合液（）30静沉所形成的活性污泥容积（L）（）混合液（）中悬浮固体干重（）（6、每日排出系统外的活性污泥量：()WrWeXQXQQXWQ—作为剩余污泥排放的污泥量，rX—剩余污泥浓度，Q—污水流量，eX—排放处理水中的悬浮固体浓度。污泥龄c：曝气池内活性污泥总量（VX）与每日排放污泥之比，称为污泥龄c，即活性污-4-泥在曝气池内的平均停留时间，又称为生物固体平均停留时间，cWrVXVXXQX(d)剩余污泥量：Xr值是从二次沉淀池底部流出，回流曝气池的污泥浓度，剩余污泥浓度也同此值。它是活性污泥特性和二次沉淀池沉淀效果的函数，可以通过下式求其近似值：6max10()rXSVI7、BOD-污泥负荷sN，所表示的是曝气池内单位重量（kg）活性污泥，在单位时间（1d）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。aSQSFNMXV,[kgBOD/(kgMLSS·d)],其中Q—污水流量3m/d，aS—原污水中有机污染物BOD的浓度mg/L，V—曝气池容积3m，X—混合液悬浮固体MLSS浓度，mg/L。负荷值-容积负荷vN：单位曝气池容积（3m），在单位时间（1天）内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。avQSNV，kgBOD/（3m曝气池·d），vsNNX8、活性污泥微生物的增殖是微生物合成反应和内源代谢二项生理活动的综合结果，也就是说活性污泥的净增殖量，是这两项活动的差值：rXaSbX，raeSSSX—活性污泥微生物的净增殖量kg/d，X—曝气池混合液含有的活性污泥量kg。rS—活性污泥微生物作用下，污水中被降解、去除的有机污染物（BOD）量，kg/d。aS—进入曝气池污水含有的有机污染物量，eS—经处理后水中残余的有机污染物量。a—污泥产率，b-微生物内源代谢的自身氧化率9、有机污染物降解和需氧的组成是：微生物对有机污染物的氧化分解和其本身在内源代谢期的自身氧化。''2rVOaQSbVX2O—混合液需氧量，kg2O/d，Q—污水流量3m/d，V—曝气池容积，3m，'a—微生物氧化分解过程需氧率，'b—微生物内源代谢需氧率kg，rS—活性污泥微生物作用下，污水中被降解、去除的有机污染物（BOD）量，VX—单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量，kg/3m10、劳伦斯-麦卡蒂方程式（1）劳-麦氏对污泥龄提出的新概念：单位重量的微生物在活性污泥反应系统中的平均停留时间，易名为“生物固体平均停留时间”或“细胞平均停留时间”，以c表示之（2）单位底物利用率：单位微生物的底物利用率为一常数，以q表示，表达式为：-5-()uadsdtqX,其中aX—单位微生物量，()udsdt—微生物对有机底物的利用速度。（3）劳伦斯-麦卡蒂方程是以生物固体平均停留时间c，单位底物利用率q，作为基本参数，并以第一第二方程式表达；第一基本方程式：1dcYqK,其中Y—微生物产率，q—单位有机物底物利用率，dK—衰减系数，1d第二基本方程式：()auSKXSdsdtKS其中S—微生物周围有机物浓度，mg/L；K—单位微生物量的最高底物利用速度即莫诺方程中的Vmax；SK—系数，其值等于q=1/2K时的有机污染物浓度，又称半速度系数；aX—反应器内微生物浓度，即活性污泥浓度，mg/L，g/3m。11、活性污泥法系统（1）传统活性污泥法特征：有机污染物沿池长浓度降低，前段混合液中溶解氧浓度低，甚至不足，但池末溶解氧含氧量很充足。优点：对污水处理效果好，BOD去除率可达90%以上，适于处理进化程度和稳定程度要求高的污水。缺点：①曝气池容积大，占地多，基建费用高②供氧速度难以与耗氧速度相吻合、适应③对水质水量变化适应性差，运行效果易受水质水量变化影响。（2）阶段曝气活性污泥系统，与传统活性污泥法的不同点是污水沿