《水污染控制工程》研究生入学考试复习资料.docx

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1、水质指标物理性指标：温度一一工业废水常引起水体热污染，造成水中溶解氧减少加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或者水质恶化。色度一一感官性指标，水的色度来源于金属化合物或者有机化合物。嗅和味一一感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。固体物质一一分为溶解性物质和悬浮固体物质(挥发性物质、固定性物质)总固体二溶解性固体+悬浮固体二挥发性固体+固定性固体化学性指标：无机类：植物营养元素一一过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物特别是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。PH和碱度普通要求处理后污水

2、的PH在69之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，泯灭或者抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。重金属一一作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，影响人体健康。有机类：总有机碳(Toe)一totalorganismcarbon,表示有机物浓度的综合指标。水样中所有有机物的含碳量。总需氧量(TOD)totaloxygendemand,由于有机物的主要元素是C、II、0、N、S等。被氧化后，分别产生CO、H0、NO和SO,所消耗

3、的氧量称为总需氧量。2222化学需氧量(CoD)chemicaloxygendemand,用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。生化需氧量(BOD)biologicaloxygendemand,在水温为20度的条件下，水中有机物被好养微生物分解时所需的氧量。相互关系为：TODCODB0D20B0D50C生化需氧量(BOD)反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。化学需氧量COD的优点是比较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅仅需要数小时，并且不受水质的影响。而化学需氧量COD则不能象BOD反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。此外，污水

4、中存在的还原性无机物(如硫化物)被氧化也需要消耗氧，以COD表示也存在一定的误差。两者的差值大致等于难生物降解的有机物量。差值越大，难生物降解的有机物含量越多，越不宜采用生物处理法。两者的比值可作为该污水是否适宜于采用生物处理的判别标准，比值越大，越容易被生物处理。生物性指标：细菌总数一一水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。大肠菌群大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。水体自净有哪几种类型？污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或者总量减少，受污染的水体部分地或者彻底地恢复原状，这种现象称为水体自净或者水

5、体净化。包括物理净化、化学净化和生物净化。物理净化指污染物质由于稀释、扩散、沉淀或者挥发等作用使河水污染物质浓度降低的过程。化学净化指污染物质由于氧化、还原、分解等作用使河水污染物质浓度降低的过程。生物净化指由于水中生物活动，特别是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。污水处理分类1、根据污水处理程度：一级处理一一只去除飘荡物和易沉物，使城市污水排入水体时不致即将浮现不洁现象。二级处理一一去除飘荡物和易沉物外，进而稳定污水中的有机物，基本上消除污水的耗氧性能。使水体接纳污水后不至于浮现严重缺氧情况，水体生态系统将基本上维持原有的平衡状态。深度处理一一降低出水中的氮、磷

6、化合物浓度。2、根据污水处理原理：物理方法：格栅、筛网、过滤、沉淀、气浮、离心分离、膜分离等。化学方法：混凝、中和、化学沉淀、氧化还原、消毒、电解。物理化学：吸附、萃取、离子交换。生物方法：生物处理过程是天然污水自净的人工化过程，人工浓缩的过程。试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。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。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，颗粒因相互会萃增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速

7、是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。区域沉淀或者成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mgL以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，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。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，互相支撑，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。联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或者成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度挨次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理和平流式

8、沉砂池有何区别？设置沉砂池的目的和作用：以重力或者离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。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，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。曝气沉砂池的工作原理：由曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、磨擦，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去除。曝气沉砂池

9、沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或者上浮）的基本规律，影响沉降或者上浮的因素是什么？基本原理：沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。基本规律：静水中悬浮颗粒开始沉降（或者上浮）时，会受到重力、浮力、磨擦力的作用。刚开始沉降（或者上浮）时，因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即等速下沉。影响因素：颗粒密度，水流速度，池的表面积。加压容器浮上法的

10、基本原理是什么？有哪几种基本流程和溶气方式？各有何特点？加压溶气气浮法的基本原理是空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。其工艺流程有全加压溶气流程、部份加压溶气流程和部份回流加压溶气流程3种；溶气方式可分为水泵吸水管吸气溶气方式、水泵压水管射流溶气方式和水泵一空压机溶气方式。全加压溶气流程是将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离，与其它两流程相比，其电耗高，但因不另加溶气水，所以气浮池容积小；部份加压溶气流程是将部份废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池，该流程比全溶气流程省电，此外因部份废水经溶气罐，所以溶气罐的容积比

11、较小，但因部份废水加压溶气所能提供的空气量较少，因此，若想提供同样的空气量，必须加大溶气罐的压力；部份回流加压溶气流程将部份出水进行回流加压，废水直接送入气浮池，该法合用于含悬浮物浓度高的废水的固液分离，但气浮池的容积较前两者大。水泵吸水管吸气溶气方式设备简单，不需空压机，没有空压机带来的噪声；水泵压水管射流溶气方式是利用在水泵压水管上安装的射流器抽吸空气，其缺点是射流器本身能量损失大普通约30%,若采用空气内循环和水内循环，可以大大降低能耗，达到水泵一空压机溶气方式的能耗水平；水泵一空压机溶气方式溶解的空气由空压机提供，压力水可以分别进入溶气罐，也有将压缩空气管接在水泵压入泵上一起进入溶气罐

12、的。目前常用的溶气方式是水泵一空压机溶气方式。微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是什么？有哪些影响因素？如何改善微气泡与颗粒的粘附性能？微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是水中颗粒的润湿接触角大于90度，即为疏水表面，易于为气泡粘附或者水的表面张力较大，接触即角较大，也有利于气粒结合。影响微气泡与悬浮颗粒相粘附的因素有：界面张力、接触角和体系界面自由能，气一粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附，泡沫的稳定性等。在含表面活性物质很少的废水中加入起泡剂，可以保证气浮操作中泡沫的稳定性，从而增强微气泡和颗粒的粘附性能。气固比的定义是什么？如何确定（或者选用）？气固比即溶解空气量与原水中悬浮固体含量的比值。气固比

13、的选用涉及到出水水质、设备、动力等因素。从节能考虑并达到理想的气浮分离效果，应对所处理的废水进行气浮试验来确定气固比，如无资料或者无实验数据时，普通取用0.0050.006,废水悬浮固体含量高时，可选用上限，低时选用下限。剩余污泥气浮浓缩使气固比普通采用0.030.04o在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何优缺点？沉淀法它是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能在重力场的作用下，以达到固液分离的一种过程。主要去除污水中的无机物，以及某些比重较大的颗粒物质。浮上法是一种有效的固一液和液一液分离方法，特殊对那些颗粒密度或者接近或者小于水的以及非常细小颗粒，更具有特殊优点。与气浮法相比较，沉淀法的优点是

14、这一物理过程简便易行，设备简单，固液分离效果良好。与沉淀法相比较气浮法的优点：1）气浮时间短，普通只需要15分钟摆布，去除率高；2）对去除废水中的纤维物质特殊有效，有利于提高资源利用率，效益好；3）应用范围广。它们缺点是都有局限性，单一化。气浮法：能够分离那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒，合用于活性污泥絮体不易沉淀或者易于产生膨胀的情况，但是产生微细气泡需要能量，经济成本较高。沉淀法：能够分离那些颗粒密度大于水能沉降的颗粒，而且固液的分离普通不需要能量，但是普通沉淀池的占地面积较大。如何改进及提高沉淀或者浮上分离效果？为了提高气浮的分离效果，要保持水中表面活性物质的含量适度，对含有细分散亲

15、水性颗粒杂质的工业废水，采用气浮法处理时，除应用投加电解质混凝剂进行电中和方法外，还可用向水中投加浮选剂，使颗粒的亲水性表面改变为疏水性，使其能与气泡粘附。影响沉淀分离效果的因素有沿沉淀池宽度方向水流速度分布的不均匀性和紊流对去除率的影响，其中宽度方向水流速度分布的不均匀性起主要作用。所以为了提高沉淀的分离效果，在沉淀池的设计过程中，为了使水流均匀分布，应严格控制沉淀区长度，长宽比，长深比。废水的生物处理法定义：利用自然存在的微生物的代谢作用，把水中的有机污染物转化为简单的无机物的过程（生物化学处理法），即利用微生物的生命活动过程来转化污染物，使之无害化的方法。废水的生物处理过程是天然污水自净

16、的人工化过程，人工浓缩的过程。对象：是污水中可被生物降解的溶解性有机污染物、部份胶体状有机污染物和少量无机污染物。微生物的新陈代谢微生物不断从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。1、分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量。2、合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成份，机体创造自身。废水的可生化性判断1、根据BOD5与CODcr的比值大小判断：BC0.45：生化性好BC0.30：可生化BC0.25：较难生化BCln(c-C)=-K.t+C研LaSSLade式中：土液相中溶解氧浓度变化率(或者氧转移效率)，k

17、啜/(l113h);K一氧份子的总传质系数，h:c一与界面氧分压所对应的溶液饱和溶解氧值，kg/m:.;S2C溶液中溶解氧浓度，kg11Po2.提高K值：加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度，加速气液界面的更新，采用微孔曝气方式，增大气液接触面1.a1 .提高c值：提高气相中的氧分压。S活性污泥法为什么需要回流污泥，如何确定回流比？活性污泥法是依靠生物污泥对BOD的去除的，进水所带生物量有限，故应从二次沉淀池分离出的污泥中回流，一部份进曝气池。回流比的大小取决于曝气池内污泥浓度X和回流污泥浓度X,根据进出曝气池的污泥平衡r=(X-X)Xrr废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方

18、法有哪几种？废水可生化性问题的实质是判断某种废水能否采用生化处理的可能性。常用的评价方法有以下两种：(1)参数法。常用B0D5/C0D或者B0D5/T0D的值来表示。普通认为当B0D5/C0D0.4时，此种废水的可生化性较好；当B0D5/C0D35时，即可认为碳源充足：二是外加碳源，多采用甲醉（CH0H）,因为甲醇被分解后的产物为CO和532H0,不留任何难降解的中间产物：三是利用微生物组织进行内源反硝化。22、pH：对反硝化反应，最适宜的pH是6.57.5PH高于8或者低于6,反硝化速率将大为下降。3、溶解氧浓度：反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在无份子氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下，

19、它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。另一方面，反硝化菌体内的某些酶系统组分，惟独在有氧条件下，才干够合成。这样，反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5mg/L以下。4、温度：反硝化反应的最适宜温度是2040C,低于15C反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝化速率，在冬季低温季节，可采用如下措施：提高生物固体平均停留时间；降低负荷率；提高污水的水力停留时间。生物脱氮工艺三段生物脱氮工艺：将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来，每一部份都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。缺氧一好氧生物脱氮工艺：该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前置式反硝化

20、生物脱氮系统。反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液，通过内回流到缺氧池中，在缺氧池内进行反硝化脱氮O特点：反硝化产生的碱度补充硝化反应之需；利用原污水中的有机物，无需外加碳源；利用硝酸盐作为电子受体，节省后续曝气量；反硝化菌对碳源的利用更为广泛，甚至包括难降解有机物。Bardenpho生物脱氮工艺：设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物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。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。曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。生物除磷过

21、程需设置厌氧区和好氧区，同时活性污泥需要不断经过厌氧区磷释放和好氧区磷吸收，通过排除进过以后富含磷的污泥使污水中磷得以去除。生物除磷的厌氧过程对污水中碳源的品质和数量有更高的要求，最理想的碳源为挥发性脂肪酸，其次为易发酵的有机物。生物除磷影响因素：D厌氧环境条件：氧化还原电位：反硝化完成后，ORP蓦地下降，随后开始放磷，放磷时ORP普通小于100mV;溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质；NOX-浓度：产酸菌利用N0作为电子受体，抑制厌氧发酵过程，反硝化时消耗易生物降解有机质。2）有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大3）污泥龄：污泥龄影响着污