水污染控制工程-總結(jié)

第九章1.污染指標(biāo)：生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD或OC）、總有機(jī)碳（TOC）、總需氧量（TOD）反應(yīng)水中有機(jī)物含量。植物營養(yǎng)元素?zé)o機(jī)物。細(xì)菌總數(shù)生物性質(zhì)。2.水體自凈作用是指水中污染物質(zhì)在水流向下游流動(dòng)中濃度自然降低的現(xiàn)象。分為物理凈化、化學(xué)凈化、生物凈化。3.污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化污染物排入河流后，在隨河水往下游流動(dòng)的過程中受到稀釋、擴(kuò)散和降解等作用，污染物濃度逐步減小。河口指河流進(jìn)入海洋前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐、平潮是的水位，流向和流速的影響。污染物進(jìn)入感潮河流后，隨水流不斷回蕩，在河流中停留時(shí)間較長，對(duì)排放口上游的河水也會(huì)產(chǎn)生影響。湖泊、水庫的貯水量大，但水流一般比較慢，對(duì)污染物的稀釋、擴(kuò)散能力較弱。海洋雖有巨大的自凈能力，但海灣屬于半封閉水體，自凈能力有限。地下水埋藏在地質(zhì)介質(zhì)中，其污染是一個(gè)緩慢的過程，但地下水一旦污染要恢復(fù)原狀非常困難。第十章1.污水物理處理法去除對(duì)象是污水中的漂浮物和懸浮物，采用的主要方法有篩濾截留法、重力分離法、離心分離法2.沉淀的類型：①自由沉淀（懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。）②絮凝沉淀（懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。）③區(qū)域沉淀（懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉將受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。）④壓縮沉淀（懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。）3.沉砂池的類型：①平流式沉砂池（優(yōu)點(diǎn)：截留無機(jī)顆粒效果較好、構(gòu)造較簡單；缺點(diǎn)：流速不易控制、沉砂中有機(jī)性顆粒含量比較高、排砂常需要洗砂處理）②曝氣沉砂池（特點(diǎn)：①沉砂中含有機(jī)物的量低于5%②由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫臭、除泡作用以及加速污水中油類和浮渣的分離等作用）③旋流沉砂池4.曝氣沉砂池與平流式沉砂池的區(qū)別：曝氣沉砂池污水在池中存在著兩種運(yùn)動(dòng)形式，其一為水平流動(dòng)，同時(shí)由于在池的一側(cè)有曝氣作用，因而在池的橫斷面上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進(jìn)的流動(dòng)方式，由于旋流主要有鼓入的空氣所形成，不是依賴水流的作用，因而曝氣沉砂池比其他形式的沉砂池對(duì)流量的適應(yīng)程度要高很多。沉砂效果穩(wěn)定可靠，由于曝氣以及水流的旋流作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞摩擦，并受到氣泡上升時(shí)的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物得以摩擦去除，而平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定。5.沉淀池的類型：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、豎流式、輻流式①平流式：呈長方形，污水從池的一端流入，水平方向流過池子，從池的另一端流出。在池的進(jìn)口處底部設(shè)貯泥斗，其他部位池底設(shè)有坡度，坡向貯泥斗，也有整個(gè)池底都設(shè)置成多斗排泥的形式。②豎流式：多為圓形，亦有呈方形或多角形的，污水從設(shè)在池中央的中心管進(jìn)入，從中心管的下端進(jìn)過反射板后均勻緩慢的分布在池的橫斷面上，由于出水口設(shè)置在池面或池壁四周，故水的流向基本由下而上。污泥貯積在底部的污泥斗中。③輻流式：亦稱輻射式沉淀池，多呈圓形，有時(shí)也采用正方形。池的進(jìn)水在中心位置，出口在周圍。水流在池中呈水平方向向四周輻射，由于過水?dāng)嗝婷娣e不斷變大，故池中的水流速度從池中心向池四周逐漸減慢。泥斗設(shè)在池中央，池底向中心傾斜，污泥通常用刮泥機(jī)機(jī)械排除。6.平流式沉淀池：優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較強(qiáng)②施工簡單，造價(jià)低。缺點(diǎn)：①采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單獨(dú)設(shè)排泥管各自操作②采用機(jī)械排泥時(shí)，大部分設(shè)備位于水下，易腐蝕。適用條件：①適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)②適用于大、中、小型污水處理廠豎流式沉淀池：優(yōu)點(diǎn)：①排泥方便，管理簡單②占地面積較小。缺點(diǎn)：①池子深度大，施工困難②對(duì)沖擊負(fù)荷及溫度變化適應(yīng)能力較差③造價(jià)較高④池徑不宜太大。適用條件：適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式沉淀池：優(yōu)點(diǎn)：①采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好②排泥設(shè)備有定型產(chǎn)品。缺點(diǎn)：①水流速度不穩(wěn)定②易于出現(xiàn)異重流現(xiàn)象③機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)池體施工質(zhì)量要求高。適用條件：①適用于地下水位較高地區(qū)②適用于大中型污水處理廠7.含油廢水的來源：紡織工業(yè)中的洗毛廢水、輕工業(yè)中的制革廢水、石油開采及加工工業(yè)（石油開采、石油煉制、石油化工）、鐵路及交通運(yùn)輸工業(yè)、屠宰及食品加工、固體燃料熱加工（焦化含油廢水）、機(jī)械工業(yè)中車削工藝中的乳化液8.廢水中油的存在形式：①可浮油：大于100um，可采用普通隔油池去除②細(xì)分散油：10-100um，可采用斜板隔油池去除③乳化油：小于10um，一般為0.1-2.0um，能用油水密度差來分離④溶解油：油在水中的溶解度非常低，通常每升只有幾個(gè)毫克。9.氣浮法的類型：電解氣浮法、分散空氣氣浮法、溶解空氣氣浮法（加壓溶氣浮法：目前常用。使空氣在加壓的條件下溶解于水，然后通過將壓力將至常壓而使過飽和溶解的空氣以細(xì)微氣泡形式釋放出來。）10.氣浮池的類型：①平流式氣浮池：優(yōu)點(diǎn)：池身淺，造價(jià)低，構(gòu)造簡單，運(yùn)行方便；缺點(diǎn)：分離部分的容積利用率不高②豎流式氣浮池：優(yōu)點(diǎn)：接觸式在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水利條件較好；缺點(diǎn)：氣浮池與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低第十二章1.活性污泥法處理流程：包括曝氣池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)等。污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個(gè)生物反應(yīng)器，通過曝氣設(shè)備充入空氣，空氣中的氧氣溶入污水使活性污泥混合液產(chǎn)生好氧反應(yīng)代謝。曝氣設(shè)備不僅傳遞氧氣進(jìn)入混合液，同時(shí)起攪拌作用而使混合液呈懸浮狀態(tài)。這樣，污水中的有機(jī)物、氧氣與微生物能充分進(jìn)行傳質(zhì)和反應(yīng)。隨后，混合液流入沉淀池，混合液中的懸浮固體在沉淀池中進(jìn)行固液分離，流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流至曝氣池，稱為污泥回流?；亓魑勰嗟哪康氖鞘瞧貧獬貎?nèi)保持一定的懸浮固體濃度，也就保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應(yīng)導(dǎo)致微生物的增殖，增殖的微生物通常從沉淀池底泥中排除，以維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，從系統(tǒng)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，排放環(huán)境前應(yīng)進(jìn)行有效處理和處置，防止污染環(huán)境。2.活性污泥法的演變：①傳統(tǒng)推流式②漸減曝氣法（為改變傳統(tǒng)推流式法供氧和需氧的差距，采用該法，充氧設(shè)備的布置沿池長方向與需氧量匹配，使布?xì)庋爻讨鸩竭f減，使其接近需氧速率，而總的空氣用量有所減少，從而可以節(jié)省能耗，提高處理效率）③階段曝氣法④高負(fù)荷曝氣法（在系統(tǒng)與曝氣池構(gòu)造方面與傳統(tǒng)推流式活性污泥法相同，但曝氣停留時(shí)間僅1.0-3.0小時(shí)，曝氣池活性污泥處于生長旺盛期。主要特點(diǎn)是有機(jī)物容積負(fù)荷或污泥負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，但處理效果低，一般BOD5去除率不超過70%-75%，為了維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須保證充分的攪拌和曝氣）⑤延時(shí)曝氣法⑥吸附再生法⑦完全混合法⑧深層曝氣法⑨純氧曝氣法⑩克勞斯法的造紙及器具加工原料，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可增加收入，抵補(bǔ)運(yùn)行費(fèi)用④運(yùn)行操作簡便，不需復(fù)雜的自控系統(tǒng)進(jìn)行控制；機(jī)械、電氣、自控設(shè)備少，設(shè)備的管理工作量也隨之較少，這方面的人員也可少用。⑤對(duì)于少流量及間歇排放的污水處理較為適宜，其耐污及水力負(fù)荷強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷性能好；不僅適合于生活污水的處理，對(duì)某些工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水、礦山酸性污水及液態(tài)污泥也具有較好的凈化能力。⑥既能凈化污水，又能美化景觀，形成良好的生態(tài)環(huán)境，為野生動(dòng)植物提供良好的生境。缺點(diǎn)：①需要土地面積較大②對(duì)惡劣氣候條件抵御能力弱③凈化能力受作物生長情況的影響大④蚊蠅滋生第十五章1.厭氧消化的兩個(gè)階段：液化階段，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中有機(jī)酸是主體；氣化階段，消化氣只要成分是甲烷厭氧消化的三個(gè)階段：第一階段為水解發(fā)酵階段。復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，先被分解成簡單的有機(jī)物，繼而這些簡單有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸類等。參與此階段的水解發(fā)酵菌主要是轉(zhuǎn)型厭氧菌和兼性厭氧菌。第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段的中間產(chǎn)物，轉(zhuǎn)化成乙酸和氫，有CO2產(chǎn)生。第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌把第一第二階段產(chǎn)生的乙酸、H2和CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。2.污水的厭氧生物處理工藝：化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法。UASB、分段硝化法、厭氧膨脹床和厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、兩相厭氧法等。厭氧生物濾池：封閉水池，池內(nèi)放置填料，污水從池底進(jìn)入，從池頂排除。優(yōu)點(diǎn)：處理能力較高；濾池內(nèi)可以保證很高的微生物濃度；不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水SS較低；設(shè)備簡單、造作方便等。缺點(diǎn)：濾料費(fèi)用較貴；濾料易堵塞，懸浮固體較高的污水不適合此法。厭氧接觸法：對(duì)于高懸浮固體的有機(jī)廢水，采用此法。污水先進(jìn)入混合接觸池與回流的厭氧污泥混合，再經(jīng)真空脫氣器流入沉淀池。優(yōu)點(diǎn)：由于污泥回流，厭氧反應(yīng)器內(nèi)能維持較高的污泥濃度，大大降低了水里停留時(shí)間，并使反應(yīng)器有一定的耐沖擊負(fù)荷能力。缺點(diǎn)：從厭氧反應(yīng)器排除的混合液中的污泥由于附著大量的氣泡，在沉淀池中易于上浮到水面被帶走。進(jìn)入沉淀池的污泥仍有產(chǎn)甲烷菌在活動(dòng)，產(chǎn)生沼氣，污泥上翻，姑爺分離效果不佳，回流污泥濃度降低，影響反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度提高。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)：良好的污泥床，有機(jī)負(fù)荷率和去除率高，不需要攪拌設(shè)備，能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH的變化。第十六章1.化學(xué)混凝法的機(jī)理：①壓縮雙電層作用：水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸游狀態(tài)，主要是由于膠粒具有ζ電位。如能消除或降低膠粒的ζ電位，就有可能使微粒碰撞、聚結(jié)，失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質(zhì)——混凝劑可達(dá)此目的。膠粒因ζ電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)稱為凝聚。②吸附架橋作用：三價(jià)鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子混凝劑溶于水后，經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微粒強(qiáng)烈吸附。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程稱為絮凝。③網(wǎng)捕作用：三價(jià)鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉淀過程中，能卷集、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。2.影響混凝效果的主要因素：水溫（有明顯影響），pH（因混凝劑的品種而異），水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度（有明顯影響），水利條件（對(duì)絮凝體的形成影響極大）。3.高級(jí)氧化技術(shù)的特點(diǎn)：高氧化性；反應(yīng)速率快；提高可生物降解性，減少三鹵甲烷和溴酸鹽的生成。2.萃取劑的選擇：①選擇性好：即該萃取劑對(duì)被萃取組分溶解能力大，而對(duì)非被萃取組分溶解能力下，這樣能使萃取劑用量減少，產(chǎn)品質(zhì)量提高②萃取與原料液有大的密度差：密度差異越大，兩相就越容易分層分離③萃取劑的表面張力：一般希望表面張力大一些，不易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。若表面張力過大，則因不宜分散而使兩相接觸不好，影響傳質(zhì)④萃取過程的能耗：萃取劑的汽化潛熱和比熱要小，與被萃取物的沸點(diǎn)差要大，使過程能耗低⑤萃取劑的化學(xué)穩(wěn)定性：萃取劑要求化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，無毒無腐蝕，不易燃燒等⑥萃取劑的價(jià)格：要價(jià)格低廉易得，資源充分。3.吸附劑：①活性白土、漂白土、硅藻土等天然礦物質(zhì)：吸附容量不大，選擇吸附分離能力低，但這些天然材料來源廣泛。②活性炭：吸附容量大，性能穩(wěn)定，抗腐蝕，在高溫解吸時(shí)結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性好，解吸容易。③硅膠：控制其生成、洗滌和老化條件，可調(diào)節(jié)和控制比表面積、孔體積和孔半徑的大小，對(duì)極性的含氮或含氧物質(zhì)易于吸附，對(duì)非極性物質(zhì)吸附較難。④活性氧化鋁：是沒有毒性的堅(jiān)硬顆粒，對(duì)多數(shù)氣體性質(zhì)穩(wěn)定，在水或液體中不溶脹、軟化或崩碎破裂，抗沖擊和耐磨損的能力強(qiáng)。⑤沸石分子篩：具有很大的內(nèi)表面積，吸附容量大。⑥吸附樹脂：物理化學(xué)性能穩(wěn)定，品種較多，可按不同的需求選擇適用。⑦腐植酸類吸附劑：可以直接使用或經(jīng)簡單處理后使用，吸附容量不高，適用的pH范圍較窄，機(jī)械強(qiáng)度低。4.膜析法：滲析法、點(diǎn)滲析法、反滲透法、超濾法反滲透法：借助壓力促進(jìn)水分子反向滲透，以濃縮溶液或廢水的方法。超濾法：與反滲透法相似。但超濾膜的微孔孔徑比飯滲透膜答，在0.005~1um之間。第十八章1.污泥的來源：①初沉污泥：來自污水處理的初沉池②剩余污泥：來自污水生物處理系統(tǒng)的二沉池或生物反應(yīng)池③消化污泥：經(jīng)過厭氧消化或好氧消化處理后的污泥④化學(xué)污泥：用混凝、化學(xué)沉淀等化學(xué)方法處理污水時(shí)所產(chǎn)生的污泥。除了以上污泥外，污水廠排除的污泥中還包括柵渣和沉砂池沉渣。2.污泥的特性：①污泥中的固體：污泥中的總固體包括溶解物質(zhì)和不溶解物質(zhì)兩部分。前者叫溶解固體，后者叫懸浮固體。總固體、溶解固體和懸浮固體，又可依據(jù)其中有機(jī)物的含量分為穩(wěn)定性固體和揮發(fā)性固體。②污泥固體的組分：與污泥的來源密切相關(guān)，如城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥固體組分主要為蛋白質(zhì)、纖維素