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、污水是生活污水、工业污水、被污染的雨水的总称。2、污水净化处理后，出路有：（1）排放水体，作为水体的补给水。（2）灌溉田地。（3）重复使用3、表示污水物理性质的指标：水温、色度、臭味、固体含量及泡沫4、污水的化学性质指标：酸碱度、氮磷、无机盐类、非重金属无机有毒物质、有机物5、污水的生物性质指标：大肠菌群数、病毒、细菌总数6、有机物污染指标：BOD\COD\TOC\TOD。TODCODBODTOC7、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。8、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。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。9、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。0.3可生化性相对就好。10、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）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物理处理方法：筛滤截留法—筛网、格栅、滤池与微滤机等；重力分离法—沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池等；离心分离法—离心机与旋流分离器等。1、格栅的作用：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-2-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。----沉砂池、初沉池（悬浮物浓度较低的污水）（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。----二沉池（活性污泥法）（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。-----二沉池的下部的沉淀过程，浓缩池开始阶段。（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。-----二沉池的污泥斗，浓缩池中的浓缩过程。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（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。原理：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：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即进行泥水分离。（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。-3-辐流式沉淀池的设计计算0max1nqQA14AD0q----表面水力负荷，hmm23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、由大量繁殖的微生物群体构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清的絮凝体，称为“活性污泥”混合液：由污水、回流污泥和空气互相混合形成的液体，称为混合液活性污泥的组成：（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。微生物增长曲线的四个阶段：适应期、对数增殖期、减速增殖期和内源呼吸期（衰亡期）。适应期：本阶段初期微生物不裂殖，数量不增加，但在质的方面却开始出现变化，个体增大，酶系统逐渐适应新的环境。对数期：营养物质不成为微生物增殖的控制因素，只受微生物自身生理机能的限制。稳定期：营养物质成为控制因素，微生物的增殖速度和衰亡速度相同。微生物活体总数达到最大，同时也趋于稳定。衰亡期：微生物得不到充足的营养物质，开始利用自身储存的物质进行内源代谢。活性污泥的能含量：即有机无量F与微生物量M的比值F/M。对活性污泥微生物增殖速度、BOD去除速度、氧利用速度和活性污泥的凝聚、吸附性能都有影响。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。这一过程进行较快，能够在30min内完成，污水BOD的去除率可达70%，它的速度取决于：①微生物的活性程度（决定活性污泥微生物的吸附、凝聚功能）②反应器内水利扩散程度与水动力学的规律。（决定活性污泥絮凝体与有机污染物的接触程度）。回流污泥曝气使其进入内源呼吸期，提高活性。（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1/3----产物为CO2和H2O直接排入环境；合-4-成代谢2/3----新生的微生物细胞，并以剩余污泥的方式排出活性污泥处理系统，对其需进行妥善处理，否则可能造成二次污染。内源代谢（曝气池的末端，由于营养物质的匮乏）----通过内源呼吸80%的细胞物质被分解为无机物质并产生能量，20%为不能分解的残留物，它们主要是由多糖、脂蛋白组成的细胞壁的某些组分和壁外的黏液层。最终去除水中有机污染物。4、活性污泥净化反应影响因素：营养物质平衡，有氧条件BOD:N:P=100：5：1；厌氧条件BOD:N:P=200:5:1。溶解氧，活性污泥中的微生物以好氧微生物为主，溶解氧不足，必将对微生物的生理活动产生不利的影响；曝气池溶解氧浓度：出口处≥2mg/L进口处：≥1mg/L。PH值（6.5～8.5），微生物只有在适当的酸碱度条件下才能进行正常的生理活动，PH值在一定程度上表征带电性，而微生物本身亦是一种带电体，高浓度的氢离子浓度可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。水温，参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，其最适宜温度在15～30℃，为安全计，一般将活性污泥处理的最高与最低的温度值分别控制在35℃和15℃。有毒物质---对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机物质及有机物质，如：重金属离子、酚和氰等。5、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，一般情况，MLSS≥3000mg/L（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）以上两者都不能精确地表示具有活性的活性污泥量，而表示的是活性污泥的相对值。6、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。它能够反映曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。（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（）（它能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能，对生活污水及城市污水，此值以介于70～100之间为宜。SVI值过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性能不好，并且已有产生膨胀现象的可能。7、作用：a、确定回流污泥量b、优势菌群的选择：时代时间≤c才能在曝气池内存在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。-5-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8、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Ns