《水污染控制工程》第三版下册-复习考研指南--重点难点指导

1/10第九章水质指标：物理性质污染指标：温度、色度、嗅和味、固体物质等1.温度≤40℃：许多工业企业排出的污水温度较高，使水体温度升高，引起水体的热污染。氧在水中的饱和溶解度随水温升高而减少。加速好氧反应，倒是水体缺氧水质恶化。2.色度：感官性指标3.嗅和味：感官性指标4.固体物质：水中所有残渣的总和为总固体（TS），包括溶解性（DS）和悬浮固体（SS）。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体为溶解性固体，滤渣脱水烘干后即悬浮固体。固体残渣根据挥发性能分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600℃下灼烧，挥发掉的量为挥发性固体，灼烧残渣是固定性固体。溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。化学性质污染指标：有机物指标和无机物指标1.有机物：（1）BOD：水中有机污染物被好养微生物分解时所需的氧量，间接反映了水中可生物降解的有机物量。（2）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。COD越高，表示水中有机污染物越多。B/C指标：可生物降解性，越大越好。（3）总有机碳TOC：与总需氧量TOD：都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以碳表示，后者以氧表示。（4）油类污染物：石油类和动植物油脂。（5）酚类污染物：酚类化合物是有毒有害污染物。（6）表面活性剂：生活污水与使用表面活性剂的工业废水。（7）有机酸碱：都属于可生物降解有机物，但对微生物有毒害或抑制作用。（8）有机农药：有机氯农药与有机磷农药。（9）苯类化合物：主要来源于染料工业废水，是城镇污水净化难度增加。2.无机物：（1）pH：指示水样酸碱度。天然水体的pH一般近中性。（2）植物营养元素：污水中的氮、磷为植物营养元素，过多导致“富营养化”。（3）重金属。（4）无机性非金属有毒有害物：砷、含硫化合物、氰化物等。生物性质污染指标：细菌总数、大肠菌群和病毒1.细菌总数：反应水体受细菌污染的程度，可作为评价水质清洁程度和考核水净化效果的指标，一般越多表示病原菌存在的可能性越大。（饮用水＜100个/mL）2.大肠菌群：被视为最基本的粪便污染指示菌群。可表明水北粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能。（饮用水＜3个/L）3.病毒：缺乏完善的经常性检验技术，没有明确规定。S-P公式：)()()(212212121010210100tKtKLtKCCSCSCtKtKLtKDDtKLLeeKKcKecccceeKKcKeccecc氧垂曲线：P9图9-1污水出路：返回自然水体，经过深度处理后再生利用1.经处理后排放水体：逐步稀释、降解的自然净化过程。2.再生利用：回用于水质要求较低的市政用水、工业冷却水等。污水排放标准：1.水环境质量标准：《地表水环境质量标准》、《海水水质标准》、《地下水质量标准》、《污水综2/10合排放标准》：规定地表水ⅠⅡ类水域、Ⅲ水域中划定的保护区和海洋水体中的第一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。2.污水排放标准：浓度标准总量控制标准：是以与水环境质量标准相适应的水体环境容量为依据而设定的。国家排放标准：规定了水污染物最高允许排放浓度。《污水综合排放标准》主要对工业废水。行业排放标准地方排放标准：可增加污染物控制指标数，不能减少；可提高排放标准的要求，不能降低。第十章污水的物理处理三级处理：排放为目标深度处理：回用为目标格栅原理：机械截留作用：截留水中较粗大漂浮物和悬浮物类型：沉淀：利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离。1.沉淀法可用于：污水处理系统的预处理（沉砂池：去除污水中易沉降的无机性颗粒物）初级处理（初沉池）生物处理后的固液分离（二沉池）污泥处理阶段的污泥浓缩2.沉淀类型：自由沉淀：（悬浮固体浓度不高时）颗粒间互不干扰，不受边界条件影响絮凝沉淀：颗粒因相互聚集增大而加速沉降，混凝沉淀及活性污泥在二沉池中间段的沉淀成层沉淀：（浓度较高）形成整体共同下沉，二沉池下部及污泥重力浓缩池开始阶段压缩沉淀：（高浓度）互相支承，二沉池污泥斗中的污泥浓缩及污泥重力浓缩池3.自由沉淀理论基础：假定：颗粒为球形；沉淀过程中颗粒的大小、形状、重力等不变；颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响；颗粒即呈等速下沉。去除对象、目的方法一级处理去除悬浮物质截留、分离二级处理水中有机物、胶体生物法三级处理进一步去除有溶性污染物（深度处理）分类方式种类适用栅条净间隙粗格栅污水厂一级处理中格栅污水厂经过粗格栅后细格栅雨水泵站前格栅形状平面曲面清渣方式人工流量小、截留污染物较少机械改善劳动和卫生条件3/10LSAQu0球状颗粒自由沉淀的沉速公式（斯托克斯公式）：318gduLS液体密度颗粒密度LS意义：如何增加沉淀池效率表明颗粒沉速与下列因素有关：沉速决定因素是增加颗粒粒径有助于提高沉速；水温上升，沉速增大。4.理想沉淀池：4个区域：进口、沉淀、出口、污泥区域假定：沉淀区过水断面上各点的水流速度均相等，水平流速v；悬浮颗粒在沉淀区等速下降，下沉速度为u；在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。——沉淀池的表面水力负荷，常用q表示，物理意义：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，单位m3/(m2﹒s)或m3/(m2﹒h)沉砂池：原理：重力分离或离心力分离为基础作用：去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大无机颗粒，以免影响后续处理构筑物正常运行类型优点缺点平流式沉砂池截留无机物效果好、构造简单流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量高、排砂常需要洗砂处理曝气沉砂池沉砂中有机物量低于5%对原水曝气臭气难控制、对生物脱氮除磷的厌氧阶段或缺氧阶段不利旋流沉砂池加速颗粒沉淀、有机物随水流带走洗净力无法达到曝气沉砂池的85%、叶轮缠绕区别沉淀池：所沉的是砂粒，去除对象是无机颗粒。沉淀池：分离悬浮固体的一种常用处理构筑物。池型优点缺点适用条件平流式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1.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1.地下水位较高地质较差地区；2.大、中、小型污水处理厂竖流式1.排泥方便，管理简单；2.占地面积较小1.池子深度大，施工困难；2.对中级负荷及温度变化适应能及较差3.造价较高；4.池径不宜过大处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1.机械排泥，运行较好；2.排泥设备有定型产品。1.水流速度不稳；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1.地下水位较高地区；2.大、中型污水处理厂隔油池：含油废水的来源：是有开采及加工工业、固体燃料热加工、纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、铁路及交通运输业、屠宰及食品加工业、工业中车削工艺产生乳化液等。废水中油的存在形态：1.可浮油：静置会慢慢浮升到水的表面。对于炼油厂废水，普通隔油池去除常用分离法：2.细分散油：斜板隔油池上浮3.乳化油：水中含有表面乳化剂呈乳化态。“破乳”消除乳化剂作用，乳化油转化为可浮油4.溶解油：溶解度非常低处理方法：重力分离法去除可浮油和细分散油，采用气浮法、电解法等方法去除乳化油4/10破乳方法：1.投加换型乳化剂2.投加盐类、酸类物质可使乳化剂失去乳化作用3.投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂4.通过剧烈的搅拌、振荡或转动，是乳化的液滴猛烈相碰撞而合并5.如以粉末为乳化剂的乳化液，可以用过滤法拦截被固体粉末包围的油滴6.改变乳状液的温度（加热或冷却）来破坏乳状液的稳定水处理中常用的混凝剂也是较好的破乳剂，不仅可以破乳，还对废水中的其他杂质起到混凝的作用气浮池：气浮法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。气浮工艺必须满足的基本条件：1.向水中提供足够量的细微气泡2.使废水中的污染物质能形成悬浮状态3.使气泡与悬浮的物质产生黏附作用电解气浮法：电耗高、运行操作复杂浮法的类型：微孔曝气：简单易行，易堵、气泡较大、效果不高（按产生微细分散空气气浮法气泡的方法）剪切气泡：真空气浮法溶解空气气浮法全加压溶气流程（气泡析出时所处加压溶气气浮法部分加压溶气流程压力不同）部分回流加压溶气流程（常用）加压溶气气浮法的基本原理：1.空气在水中的溶解度与压力及温度的关系：一定温度下，溶解度与压力呈正比（亨利定律）2.水中悬浮颗粒与微小气泡相黏附原理：能否黏附与该类物质θ—接触角（湿润角）有关：θ→0，亲水性强（亲水性物质）无力排开水膜，不易与气泡黏附，不能用气浮法去除；θ→180，疏水性强，易与气泡黏附。三种黏附方式：气-颗粒吸附；气泡顶托；气泡裹挟3.投加化学药剂提高气浮效果：混凝剂力溶气气浮法系统组成及设计：三部分：压力溶气系统、空气释放器、气浮分离设备第十一章污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础呼吸：好氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。以分子氧为最终电子受体缺氧呼吸：以氧化型化合物为最终电子受体厌氧（发酵）：微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生不同的代谢产物。以有机物为最终电子受体好氧生物处理：反应速度快、反应时间短、构筑物体积小、臭气少（中低浓度有机污水）厌氧生物处理：可回收能量（甲烷）、剩余污泥量少、运行费低5/10c排除的剩余污泥总污泥量c)/(/LgMLSSLmLSVI）沉淀污泥的体积（SKSrrSmSKSSmSKSvvmm反应速率慢（维持较高反应温度要耗能）、反应时间长、构筑物体积大微生物生长规律和生长环境：微生物生长曲线：4个生长期延迟期、对数增长期、稳定期（减速增长期）、衰亡期（内源呼吸期）微生物维持在活力很强的对数增长期未必获得最好处理效果，若要维持高活性，需有充足的营养物质，高浓度有机物进水含量易造成出水有机物超标，且污泥不易凝聚沉淀，泥水分离困难；微生物维持在衰亡期，氧化分解有机物能力差，所需反应时间长；实际中将活性污泥控制在稳定期末或衰亡初期。微生物的增长与递变：当有机物多时，以有机物为食料的细菌占优势，数量最多；当细菌很多时，出现以细菌为食料的原生动物；而后出现以细菌及原生动物为食料的后生动物。微生物生长的环境：1.微生物的营养：BOD5:N:P=100:5:12.温度：一般水处理10~35℃3.pH：活性污泥法曝气池中6.5~8.54.溶解氧5.有毒物质反应速率和反应级数：反应速率：单位时间里底物的减少量、最终产物的增加量或细胞的增加量。在污水生物处理中，以单位时间底物的减少或细胞的增加来表示生化反应速率反应级数：反应速度与反应物浓度的n次方成正比，n为反应级数微生物生长动力学：米-门方程：酶促反应速率与底物的关系莫诺特方程：微生物群体比增长速率与底物浓度之间的函数关系劳-麦方程：比底物利用速率与底物浓度之间的关系在整个浓度区间上连续第十二章活性污泥法活性污泥：组成：有活性的微生物（Ma）；微生物自身氧化残留物（Me）；吸附在活性污泥上不能被微生物所讲解的有机物（Mi）；无机悬浮固体（Mii）评价方法：1.生物相观察2.混合液悬浮固体浓度（MLSS）=Ma+Me+Mi+Mii混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）=Ma+Me+Mi≈Ma3.污泥沉降比（SV%）：曝气池混合液静置30min后沉淀污泥的体积分数。正常在30%左右4.污泥体积指数（SVI）5.污泥泥龄：污泥新鲜程度，越大，老化污泥越多基本流程：曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排放系统6/10活性污泥法：基本形式：1.推流式曝气池：水流呈推流型，理论上推流横断面上各点浓度均匀一致，纵向不掺混，底物浓度进口端最高，延池长逐渐降低，至出口端最低2.完全混合曝气池：曝气池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率完全一致，耐冲