水污染控制工程第四版上册知识点

水污染控制工程第四版上册知识点第一章绪论1.1水污染及其危害水污染的定义：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称为水污染。水污染的危害：对人体健康的危害：可引发多种疾病，如传染病、中毒等。对水生生物的影响：破坏水生生态系统，导致生物死亡、物种灭绝等。对工农业生产的影响：影响工业产品质量，增加生产成本；使农作物减产、品质下降等。对生态环境的破坏：改变水体生态景观，降低水体自净能力等。

1.2水质指标与水质标准水质指标：物理指标：如水温、色度、臭和味、浑浊度、透明度等。化学指标：包括酸碱度（pH值）、硬度、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）、总有机碳（TOC）、氨氮、重金属等。微生物指标：如细菌总数、大肠菌群等。水质标准：地面水环境质量标准：规定了不同水域功能对应的水质要求。污水综合排放标准：对污水排放的各项指标限值作出规定。

1.3水体自净与水环境容量水体自净：定义：水体在其环境容量范围内，能够通过物理、化学和生物作用，使排入的污染物浓度不断降低，逐渐恢复到原有水质的过程。自净过程：包括物理自净（如稀释、混合、沉淀等）、化学自净（如氧化还原、酸碱中和等）和生物自净（微生物分解有机物）。水环境容量：定义：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能容纳的最大污染物量。影响因素：与水体特征、水质目标、污染物特性等有关。

第二章污水的物理处理2.1格栅作用：拦截污水中较大尺寸的漂浮物和悬浮物，防止其进入后续处理设施，保护水泵等设备。分类：按形状可分为平面格栅和曲面格栅；按栅条间距可分为粗格栅（栅条间距1040mm）、中格栅（栅条间距510mm）、细格栅（栅条间距25mm）。设计参数：包括格栅宽度、长度、栅条间距、过栅流速等，需根据污水流量、水质等确定。

2.2沉砂池作用：去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/m³的砂粒，以保护后续处理设备和管道。分类：平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。设计参数：如停留时间、水平流速、有效水深等，不同类型沉砂池设计参数不同。

2.3沉淀池作用：使污水中的悬浮物质在重力作用下沉淀，与水分离，去除可沉淀的固体物质。分类：平流式沉淀池：水流水平流动，沉淀效果较好，构造简单。竖流式沉淀池：水流垂直向上流动，占地面积小，但排泥较困难。辐流式沉淀池：水流呈辐射状流动，适用于大型污水处理厂。设计参数：包括沉淀池面积、有效水深、沉淀时间、表面负荷等，设计时需综合考虑污水流量、水质等因素。

2.4气浮原理：通过向污水中通入空气，产生微小气泡，使污水中密度接近于水的微小悬浮颗粒附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣而去除。分类：加压气浮、溶气气浮、电解气浮等。设计参数：如气浮池的有效容积、停留时间、溶气压力、释放器型号等，根据污水水质和处理要求确定。

第三章污水的化学处理3.1中和原理：通过投加化学药剂，调节污水的pH值，使其达到中性或接近中性，以满足后续处理或排放要求。常用药剂：酸性污水常用碱性药剂（如石灰、氢氧化钠等）中和；碱性污水常用酸性药剂（如硫酸、盐酸等）中和。设计计算：根据污水的酸碱度、流量等计算药剂投加量。

3.2化学沉淀原理：向污水中投加化学药剂，使污水中的某些溶解性污染物生成难溶性沉淀物而去除。常用药剂：去除重金属离子常用氢氧化物沉淀剂（如石灰等）；去除磷酸盐常用钙盐（如氯化钙）等。设计要点：确定药剂种类、投加量、反应时间、沉淀时间等参数。

3.3氧化还原原理：通过化学反应，使污水中的污染物发生氧化或还原反应，改变其化学形态或价态，从而达到去除目的。氧化法：如空气氧化、氯氧化、臭氧氧化等，可去除污水中的有机物、硫化物等。还原法：如铁屑还原、亚硫酸盐还原等，常用于处理含重金属离子的污水。设计参数：如氧化或还原药剂的投加量、反应时间、反应条件等。

3.4吸附原理：利用多孔性固体吸附剂对污水中的污染物进行吸附，使污染物从污水中转移到吸附剂表面。常用吸附剂：活性炭、活性氧化铝、沸石等。设计要点：确定吸附剂种类、用量、吸附时间、吸附柱尺寸等参数，同时要考虑吸附剂的再生问题。

第四章污水的生物处理4.1微生物的代谢与生长微生物的代谢：分解代谢：将有机物分解为简单无机物，释放能量。合成代谢：利用分解代谢产生的能量和物质合成微生物自身的细胞物质。微生物的生长：经历停滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。

4.2活性污泥法基本原理：以活性污泥为主体，利用微生物的代谢作用，使污水中的有机物得到降解。工艺流程：包括曝气池、二沉池、污泥回流系统等。主要运行参数：污泥浓度、污泥回流比、曝气强度、停留时间等，不同工艺和水质要求参数不同。活性污泥法的类型：传统活性污泥法：处理效果好，但能耗高。完全混合活性污泥法：水质和微生物分布均匀，耐冲击负荷能力强。阶段曝气活性污泥法：可降低能耗。吸附再生活性污泥法：适用于处理溶解性有机物含量高的污水。

4.3生物膜法基本原理：使微生物附着在载体表面生长，形成生物膜，利用生物膜对污水中的有机物进行降解。生物膜法的类型：生物滤池：分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等。生物转盘：由盘片、转轴、驱动装置等组成，盘片上生长生物膜。生物接触氧化法：在曝气池中设置填料，微生物附着在填料上形成生物膜。设计参数：如生物膜厚度、填料比表面积、水力负荷、有机负荷等。

4.4厌氧生物处理原理：在无氧条件下，利用厌氧微生物的代谢作用，将有机物分解为甲烷、二氧化碳等。厌氧处理的阶段：水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。厌氧生物处理工艺：普通厌氧消化池：结构简单，但处理效果有限。厌氧接触法：通过污泥回流提高处理效果。升流式厌氧污泥床（UASB）：处理效率高，应用广泛。厌氧流化床：污泥浓度高，传质效果好。设计要点：确定反应器容积、水力停留时间、有机负荷、污泥回流比等参数。

第五章污水的深度处理与回用5.1深度处理的目的与方法目的：进一步去除污水中的悬浮物、溶解性有机物、氮磷等营养物质以及重金属等，使处理后的水质达到更高的要求，可用于回用或排放。方法：物理化学法：如过滤、反渗透、离子交换、吸附等。生物法：如生物脱氮除磷等。

5.2过滤原理：通过具有孔隙的过滤介质，截留污水中的悬浮颗粒。过滤介质：砂、无烟煤、活性炭、纤维等。过滤类型：重力过滤、压力过滤、真空过滤等。设计参数：滤层厚度、滤速、反冲洗强度等。

5.3反渗透原理：在高于溶液渗透压的压力作用下，借助半透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离。工艺流程：包括预处理、反渗透膜组件、后处理等。设计要点：确定膜通量、回收率、操作压力等参数，同时要注意膜的清洗和维护。

5.4离子交换原理：利用离子交换树脂与污水中的离子进行交换反应，去除特定离子。离子交换树脂：分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。离子交换过程：包括交换、反洗、再生等步骤。设计参数：树脂用量、交换柱尺寸、再生剂用量等。

5.5污水回用回用途径：工业回用：如冷却用水、工艺用水等。农业回用：灌溉用水等。市政杂用：如道路喷洒、绿化用水等。回用处理工艺：根据回用目的和原水水质选择合适的处理工艺组合。水质要求：不同回用途径有相应的水质标准，需满足使用要求。

第六章污泥处理与处置6.1污泥的性质与分类污泥的性质：物理性质：如污泥的含水率、密度、沉降性能等。化学性质：包括污泥的成分、酸碱度、重金属含量等。生物性质：含有大量微生物。污泥的分类：初次沉淀污泥：来自初次沉淀池。剩余活性污泥：来自活性污泥法处理系统。腐殖污泥：来自生物膜法处理系统。化学污泥：通过化学处理产生的污泥。

6.2污泥的处理方法污泥浓缩：降低污泥含水率，减小污泥体积。常用方法有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩等。污泥消化：使污泥中的有机物在厌氧或好氧条件下分解，降低污泥的有机含量，同时产生沼气。污泥脱水：进一步降低污泥含水率，便于污泥的后续处置。方法有自然脱水（如干化场）、机械脱水（如压滤机、离心机等）。

6.3污泥的处置土地利用：可作为肥料用于农田、林地等，但要注意污