环境工程学07级

水污染定义为：“是指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象”。水体指标水体自净的机理1.物理净化作用水体中的污染物通过混合、稀释、沉淀与挥发，使浓度降低，但总量不减2.化学净化作用水体中的污染物通过水解、氧化－还原、酸碱（中和）反应、分解、合成、吸附凝聚等过程，使存在形态发生变化及浓度降低，但总量不减3.生物化学净化作用水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动，使其存在形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化，浓度降低，总量减少。河流的氧垂曲线——水中耗氧有机物BOD的分解与溶解氧DO的关系曲线。反映耗氧有机物在河流水体中的污染与自净。生活饮用水的常规处理工艺：混凝——沉淀——过滤——消毒废水处理废水——格栅——沉沙池——沉淀池——生物处理——二次沉淀——三级处理一级处理去除污水中的漂浮物和悬浮物(SS)的净化过程。多采用物理方法，主要为沉淀。二级处理污水经一级处理后，用生物处理方法继续除去污水中胶体和溶解性有机物(BOD)的净化过程。三级处理t是在一级、二级处理后，为进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等而增加的工艺。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。深度处理以回收、利用为目的，针对较高的水质要求，在常规处理后增加的工艺或系统。沉淀沉淀的涵义——在比重差引起的重力作用下，从液体中分离或去除固体的过程。其中固体通过液体向下运动的过程称为沉淀（沉降）固体通过液体向上运动的过程称为浮选沉淀的应用污水的预处理生物处理前的初步处理生物处理后的固液分离污泥处理去除轻物质1)自由沉淀絮凝沉淀成层沉淀压缩沉淀得到球状颗粒自由沉淀的沉速公式——Stokes公式意义密度差（ρS-ρL）是沉降或上浮的动力当ρS→ρL，ut→0，难分离ut与d2成正比，增大颗粒的粒径，利于分离ut与μ成反比，提高液体的温度，利于分离浅池理论气浮概念：气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。产生微气泡的方法电解——电气浮分散空气——布气气浮溶解空气再释放——溶气气浮混凝基本概念向水中投加化学药剂，用以破坏胶体颗粒的稳定性，在一定的水力条件下，通过胶体之间以及和其他微粒之间的相互碰撞和聚积，形成易于从水中分离的絮状物质的过程。是混合、凝聚、絮凝等几种作用先后综合进行的整个过程的总称。机理压缩双电层吸附——电性中和吸附架桥网捕或卷扫混凝控制指标�混合阶段:–目的：快速、均匀地分散药剂–操作要求：快速、剧烈–控制指标：G=700～1000s-1–T=10～30s�絮凝阶段：–目的：主要是同向絮凝–控制指标：G=20～70s-1–T=20～30min–GT=104～105常用混凝剂过滤概念利用粒状滤料或（和）多孔介质截除水中杂物的过程。冲洗方法高速水流反冲洗、表面冲洗、气洗反冲洗机理–水流剪力–碰撞摩擦消毒作用主要是杀死绝大多数病原微生物，防止水致传染病危害。加氧化性消毒剂可同时氧化水中有机物和还原性污染物，降低COD。�消毒原理主要通过次氯酸HOCl起作用。中性分子HOCl扩散到带负电的细菌表面，通过细菌的细胞壁，穿透到细菌内部，起氧化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。�氨氮存在时的反应需氯量——用于灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质等余氯量——抑制水中残余病原微生物的再度繁殖、管网中尚需维持少量剩余氯类型根据微生物的种类�好氧生物处理——好氧微生物、有氧条件�厌氧生物处理——厌氧微生物、绝氧条件�兼性生物处理——兼性微生物、缺氧条件活性污泥法是水体自净的人工强化。使微生物群体在曝气池中呈悬浮状态并和水接触，利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化分解和沉淀作用，去除水中有机污染物使水净化的处理方法。活性污泥法的基本原理活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。通过充分曝气供氧，使大量繁殖的微生物群体悬浮在水中，利用微生物群体降解水中的有机物；停止曝气，悬浮微生物絮凝体易于沉淀，与水分离，使污水得到净化、澄清。.活性污泥法系统的组成曝气池——活性污泥反应器曝气系统二沉池污泥回流系统剩余污泥排放系统活性污泥在废水中，以有机污染物为培养基，在充氧曝气条件下，对各种微生物进行混合连续培养而形成的一种以细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物和金属氢氧化物为主的污泥状褐色絮凝物，具有凝聚、吸附、氧化分解水中有机污染物的性能。活性污泥的评价指标（1）生物相指标——定性指标异养细菌真菌原生动物后生动物（2）污泥性质指标1)污泥微生物量指标——MLSS、MLVSS2)污泥沉降性能指标——SV、SVI3)污泥活性评定指标——OURMLSS：曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液的悬浮固体数量，mg/L，称混合液悬浮固体或混合液污泥浓度MLSS=Ma+Me+Mi+Mii�MLVSS：指MLSS中有机物的质量，mg/L，称混合液挥发性悬浮固体MLVSS=Ma+Me+Mi�间接反映活性微生物的量2）污泥沉降性能指标SV：曝气池的混合液在100mL的量筒中静置30min，沉淀污泥与混合液的体积比，称为污泥沉降比，也称30min沉降率。SVI：曝气池出口的混合液，经30min静沉后，每克干污泥所占的体积，mL/g。称污泥容积指数，简称污泥指数。BOD负荷有机物是活性污泥微生物氧化、同化等生物化学反应的营养物质——BODBOD-污泥负荷：曝气池中每公斤活性污泥单位时间负担的BOD公斤数，kgBOD5/kgMLSS·dBOD-容积负荷：单位池体积单位时间负担的BOD公斤数，kgBOD5/m3曝气池·d污泥龄概念，又称固体平均停留时间、生物固体平均停留时间、细胞平均停留时间，指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需时间。活性污泥净化反应的影响因素营养物2.溶解氧3.pH值4.温度5.抑制物质生物膜法使微生物（细菌、真菌、原生动物、后生动物）在滤料等惰性载体上附着生长繁育，形成膜状生物污泥（生物膜）。使污水与生物膜接触，利用生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物，作为营养物质，在微生物自身繁衍增殖的过程中，使污水得到净化的水处理方法。生物膜净化机理构造好氧层厌氧层老化生物膜脱落二沉池固液分厌氧处理机理三段理论水解酸化产氢产乙酸产甲烷厌氧处理的影响因素1)温度2)pH值3)氧条件4)有机负荷、污泥龄5)厌氧污泥浓度性状6)搅拌与混合7)营养比8)有毒物质大气污染物的种类气溶胶状态污染物（粉尘、烟、飞尘、黑烟、雾）气体状态污物（含硫化合物，含氮化合物、碳的化合物、碳氢化合物及卤素化合物主要的二次污染物硫酸烟雾和光化学烟雾大气污染源的分类按污染源存在形式：固定污染源（燃料燃烧、工业生产过程）、移动污染源（交通运输）；按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽车排气。环境空气质量功能区分类一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区为特定工业区。环境空气质量标准分级一类区执行一级标准二类区执行二级标准三类区执行三级标准大气污染控制的基本方法（1）污染物的捕集（2）颗粒污染物的控制a.机械式除尘器b.过滤式除尘器c.静电式除尘器d.湿式除尘器（3）气态污染物的控制（4）污染物的稀释法控制典型控制系统：集气罩——管道——颗粒除尘器——气态污染物净化器——风机——烟道——烟囱重力沉降：利用含尘气体中的颗粒受到重力作用而自然沉降的原理，将颗粒与气体分离的过程。沉降小颗粒的效率低，一般只能去除50um以上的大颗粒。因此重力沉降室主要作为高效除尘装置的前除尘器。旋风除尘普通旋风除尘器有进气管、筒体、锥体及排气管等组成。当含尘气流由进气管进入旋风除尘器时，气流由直线运动转变为圆周远动，旋转气流的绝大部分沿器壁和圆筒体呈螺旋形向下，朝锥体流动，通常称此为外旋流。含尘气体在旋转过程中产生离心力将密度大于气体的颗粒甩向器壁，颗粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁而下落，计入排灰管。旋转向下的外旋气流特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。效率80%左右，捕集5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。分割粒径（半分离粒径）d50：分级效率为50％的颗粒直径静电除尘原理四个步骤电晕放电粉尘荷电粉尘沉集清灰电晕的放电条件存在使空气电离的电场；存在使荷电粉尘颗粒分离的电场静电除尘器工作的影响因素袋式除尘原理文丘里除尘器的构造及工作原理文丘里除尘器的除尘过程可分为雾化、凝聚和脱水三个过程。文氏管由进气管、收缩管、喷嘴、喉管、扩散管、连接管组成。固体废弃物防治的减量化，资源化与无害化的“三化”原则。1、自然界中的水，在一定条件下，沿着复杂的线路和途径，无休止地改变运动形式、转换存在空间的周而复始的循环运动过程，称为水循环或水文循环。2、为了满足人类生活、生产的需要，从各种水体取集大量的水，使用后排放，回到水体，使水在人类社会中构成一个局部循环体系，称为水的社会循环。3、由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，使水体的水质和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，称为水体污染。4、水质是指该体系在物理、化学、生物学等方面表现出来的综合性质。总固体（TS）——在水质分析中是指一定量水样经105～110℃烘干后的残渣，以称重表示mg/L。总固体=悬浮固体+溶解性固体=挥发性固体+固定性固体，可见固体是指将1L水样在锥形玻璃筒内静置1h后所沉下的悬浮物质数量，ml/L。生物化学需氧量（BOD）:在特定条件下，水中的有机物进行生物氧化时所消耗溶解氧的质量浓度。可降解有机物量，结果以氧的mg/L表示化学需氧量（COD）:在规定条件下，用氧化剂处理水样时，在水样中溶解性或悬浮性物质消耗的该氧化剂的量，总有机物量，结果以氧的mg/L表示。总需氧量（TOD）:900℃高温燃烧时，样品中可氧化的物质氧化时所消耗氧的量，结果以氧的mg/L表示。细菌总数——反映水体受细菌污染的程度、受有机物污染程度。不反映污染来源。大肠菌群数——反映水受粪便污染、间接反映水中可能含有肠道病原菌。不反映其它病原体（非肠道病原菌、病毒）。5、水体自净的机理:1化学净化作用:水体中的污染物通过水解、氧化－还原、酸碱（中和）反应、分解、合成、吸附凝聚等过程，使存在形态发生变化及浓度降低，但总量不减2生物化学净化作用:水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动，使其存在形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化，浓度降低，总量减少。3.物理净化作用水体中的污染物通过混合、稀释、沉淀与挥发，使浓度降低，但总量不减6、生活饮用水的常规处理工艺：混凝——沉淀——过滤——消毒废水处理废水——格栅——沉沙池——沉淀池——生物处理——二次沉淀——三级处理一级处理去除污水中的漂浮物和悬浮物(SS)的净化过程。多采用物理方法，主要为沉淀。二级处理污水经一级处理后，用生物处理方法继续除去污水中胶体和溶解性有机物(BOD)的净化过程。三级处理t是在一级、二级处理后，为进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等而增加的工艺。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。深度处理以回收、利用为目的，针对较高的水质要求，在常规处理后增加的工艺或系统。7、氧垂曲线水中耗氧有机物BOD的分解与溶解氧DO的关系曲线。一般情况下，紧接着排入口的各点溶解氧逐渐减少，这是因为废水排入后，河水中的有机物较多，在生物氧化中需要较多的氧，它的耗氧速度超过了河流的复氧速度。随着河水中的有机物氧化分解，耗氧速度逐渐降低。在拍入口下