水污染控制工程-总结

第九章1.污染指标：生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD或OC）、总有机碳（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，但海湾属于半封闭水体，自净能力有限。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、重力分离法、离心分离法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，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。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、排砂常需要洗砂处理）②曝气沉砂池（特点：①沉砂中含有机物的量低于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）③旋流沉砂池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，其一为水平流动，同时由于在池的一侧有曝气作用，因而在池的横断面上产生旋转运动，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。在池的进口处底部设贮泥斗，其他部位池底设有坡度，坡向贮泥斗，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的，污水从设在池中央的中心管进入，从中心管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，故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，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，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、中、小型污水处理厂竖流式沉淀池：优点：①排泥方便，管理简单②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：10-100um，可采用斜板隔油池去除③乳化油：小于10um，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，通常每升只有几个毫克。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。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，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，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，防止污染环境。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BOD5去除率不超过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克劳斯法的造纸及器具加工原料，具有较好的经济价值，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，设备的管理工作量也随之较少，这方面的人员也可少用。⑤对于少流量及间歇排放的污水处理较为适宜，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。缺点：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，先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。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CO2产生。第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷菌把第一第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。2.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、厌氧膨胀床和厌氧流化床、厌氧生物转盘、两相厌氧法等。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；设备简单、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，并使反应器有一定的耐冲击负荷能力。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，主要是由于胶粒具有ζ电位。如能消除或降低胶粒的ζ电位，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。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。②吸附架桥作用：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），水中杂质的成分、性质和浓度（有明显影响），水利条件（对絮凝体的形成影响极大）。3.高级氧化技术的特点：高氧化性；反应速率快；提高可生物降解性，减少三卤甲烷和溴酸盐的生成。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，产品质量提高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：一般希望表面张力大一些，不易产生乳化现象。若表面张力过大，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：萃取剂的汽化潜热和比热要小，与被萃取物的沸点差要大，使过程能耗低⑤萃取剂的化学稳定性：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、孔体积和孔半径的大小，对极性的含氮或含氧物质易于吸附，对非极性物质吸附较难。④活性氧化铝：是没有毒性的坚硬颗粒，对多数气体性质稳定，在水或液体中不溶胀、软化或崩碎破裂，抗冲击和耐磨损的能力强。⑤沸石分子筛：具有很大的内表面积，吸附容量大。⑥吸附树脂：物理化学性能稳定，品种较多，可按不同的需求选择适用。⑦腐植酸类吸附剂：可以直接使用或经简单处理后使用，吸附容量不高，适用的pH范围较窄，机械强度低。4.膜析法：渗析法、点渗析法、反渗透法、超滤法反渗透法：借助压力促进水分子反向渗透，以浓缩溶液或废水的方法。超滤法：与反渗透法相似。但超滤膜的微孔孔径比饭渗透膜答，在0.005~1um之间。第十八章1.污泥的来源：①初沉污泥：来自污水处理的初沉池②剩余污泥：来自污水生物处理系统的二沉池或生物反应池③消化污泥：经过厌氧消化或好氧消化处理后的污泥④化学污泥：用混凝、化学沉淀等化学方法处理污水时所产生的污泥。除了以上污泥外，污水厂排除的污泥中还包括栅渣和沉砂池沉渣。2.污泥的特性：①污泥中的固体：污泥中的总固体包括溶解物质和不溶解物质两部分。前者叫溶解固体，后者叫悬浮固体。总固体、溶解固体和悬浮固体，又可依据其中有机物的含量分为稳定性固体和挥发性固体。②污泥固体的组分：与污泥的来源密切相关，如城镇污水处理厂的污泥固体组分主要为蛋白质、纤维素