水污染控制工程-总结

水污染控制工程-总结第九章1.污染指标：生化需氧量（（COD或OC）、总有机碳（BOD）、化学需氧量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，湾属于半封闭水体，自净能力有限。但海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、分离法、离心分离法重力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，整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界形成一个面。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、需要洗砂处理）②曝气沉砂池（特点：①沉砂中排砂常含有机物的量低于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）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，流动，同时由于在池的一侧有曝气作用，池的横断面上产生旋转运动，③旋流沉砂池其一为水平因而在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。在池的进从中心管口处底部设贮泥斗，其他部位池底设有坡度，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坡故的，污水从设在池中央的中心管进入，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，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，于过水断面面积不断变大，由池故池中的水流速度从泥斗设在池中央，池中心向池四周逐渐减慢。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、理厂中、小型污水处竖流式沉淀池：优点：①排泥方便，管理占地面积较小。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：可采用斜板隔油池去除③乳化油：小于一般为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，几个毫克。10-100um，10um，通常每升只有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。污水和回流的曝气池是活性污泥一起进入曝气池形成混合液。一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，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，空气污水中的有机物、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，污染环境。防止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BOD去5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（ABA法）：Ⅰ整个污水处理系统共分为预处理段、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；Ⅲ与B级各自拥有独立的污泥回流系统，A级每级能够曝气池停培育出各自独特的、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，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。或搅拌作用在廊道形成经曝气0.25~0.30m／s的流速，混合液在5~15min内完使活性污泥呈悬浮状态，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，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，泥上浮现象。防止在二沉池发生污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。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该工艺流改良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。物膜法的共同特点是微生物附着在介质表面上，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CO、NH和微生物细胞物质，污水得到净化，生“滤料”HO、223所需氧气一般来自大气。2.生物膜的微生物分层分特布征：正常运行的生物滤池中，随着滤床深度加深的逐渐下移，微生物逐渐从低级趋向高级，膜中种类逐渐增多，但个体数量减少。上层以菌胶团等为主，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，膜且由于营的厚度逐渐减少。下层污水浓度大大下降，薄，以原后生动物为主。膜更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，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，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。它是使生提供营养元为什么要回流：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，而降低传质和有机物去除速率。因另一方面，回流增加传质和有机物去除增大流动水的紊流程度，速率，当后者的影响大于前者时，滤池的工作。回流可以改善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，膜的生物絮凝作用，以及滤料截留和生物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。方便。自动化程度高，运行管理缺点：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，氧塘大，水力停留时间较长。塘的水深较高负荷好深度处理好氧塘：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、出水BOD、SS等明显优于生物处理出水，可与有效、可靠，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，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，设备的管理工作具量也随之较少，这方面的人员也可少用。少流量及间歇排放的污水处理较为适宜，⑤对于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。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蚊蝇滋生缺第十五章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，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。先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CO产生。2第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷菌把第一第二阶H和CO等转化为甲烷。段产生的乙酸、222.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、厌厌氧生物转盘、两相厌氧膨胀床和厌氧流化床、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；设简备单、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，应器有一定的耐冲击负荷能力。并使反缺点：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，粒具有ζ电位。如能消除或降低胶粒的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。主要是由于胶ζ电位，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。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②吸附物，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）成分、性质和浓度（有明显影响）絮凝体的形成影响极大）。，水中杂质的，水利条件（对3.高级氧化技术的特点：提高可生物降解性，成。高氧化性；反应速率快；减少三卤甲烷和溴酸盐的生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，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：产品质量提高一般希望表面张力大一些，不易产生乳化现象。若萃取剂的汽化表面张力过大，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：潜热和比热要小，与被萃取物的沸点差要大，过程能耗低⑤萃取剂的化学稳定性：使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、对极性的含氮或含氧物质易于吸孔体积和孔半径的大小，附，对非极性物质吸