水质工程学期末复习

第一章1、水的社会循环：人类为了满足生活和生产的需要，从天然水体中取用大量的水，这些水使用过就成为生活污水和工业废水，这些废水最后又流入天然水体，这样水在人类社会中也构成了一个局部的循环体系。（使用要求、可靠排放）2、地面水源水—混凝—沉淀—过滤—消毒—饮用水。格栅—沉砂池—初沉池—曝气池—二沉池—消毒池—排放。3、排水体制分合流制和分流制（雨水）4、列举无机污染物：钙镁离子、氯离子、硫酸根、酸碱、泥沙、氮磷、重金属。有机物：蛋白质、脂肪、碳水化合物、醛、苯、有机农药。生物：细菌、寄生虫卵。危害：鱼群死亡、水体腐败。5、水中污染物：溶解物（0.1-1、离子、无机物）胶体颗粒（1-100细小泥沙、有机物、混凝）悬浮物（100-1mm沉淀）6、浊度：水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍作用的量度。TS（总固体）：103℃到105℃下，将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。TDS（总溶解性固体）：将过滤后的水样在103-105℃下蒸干后剩余的物质，可滤残渣。TSS（总悬浮性固体）：过滤后水样在103-105℃烘至衡重得到的物质，不可虑残渣。VS挥发性固体、FS固体性固体TS=TSS+TDS=VS+FS、总硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度7、水中氮的来源：大气中的NOx，过剩植物肥料。动物尸体分解，生活/工业污水，矿物溶解。总氮=有机氮＋氨氮＋亚硝酸盐氮＋硝酸盐氮。有机氮+氨氮=凯氏氮，亚硝酸盐氮+硝酸盐氮=无机氮8、BOD（生化需氧量）：水中有机污染物被好氧微生物氧化分解至无机物时所消耗的溶解氧的量)101(1tkatLBOD（天）20)20(1)(1047.1TTkk。)6.002.0()20()(TLLaTa。。COD：利用强化学氧化剂（K2Cr2O7、KMnO4等）氧化有机物所消耗的氧量。（准确表示有机物含量、短时、不限水质。不表微生物、无机物氧化误差）TOC（总有机碳）：将水样在900-950℃高温下燃烧，有机碳即氧化生成CO2，测量所产生的CO2量。TOD（总需氧量）：水样中的有机物在900℃高温下燃烧变成稳定的氧化物时所需的氧量（速度快误差小，仪器昂贵）TODCODBOD5。TODCODTOC。生活污水BOD5TOC9、不稀释物质，随排随处：汞、镉、铬、砷、铅、镍10、水体自净：物理过程、化学过程、生物过程混合系数：参与混合的河水流量与河水总流量之比QQ1。稀释比：参与混合的河水流量/废水流量qQn111、氧垂曲线的工程意义：用于分析受有机物污染的河水中DO的变化动态,推求河流的自净过程及其环境容量,进而确定可排入河流的有机物的最大限量；及其环境容量,进而确定可排入河流的有机物的最大限量；推算确定氧垂点的位置及到达时间,并依次制定河流水体防护措施。按氧垂曲线方程计算,在氧垂点的DO含量达不到地表水最低DO含量要求时,则应对污水进行适当处理,故该方程式可用于确定污水处理厂的处理程度。第二章1、格栅用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理建筑物的符合，保护机械设备，使之正常运行。2、粗：50-100mm，中10-40mm，细3-10mm。栅渣量大于0.2m³/d时机械清渣（计算题最后说明清渣方式）3、ennSB)1(，ehvQnsinmax，01khh，sin22340gveSh。K=3，β=2.42。栅前高H1=h+h2，栅后高H=H1+h1111tan2BBL212LLtan15.0121HLLL总kQWWmax11000（W1粗取0.01/2，中取0.06/7，细取0.09/8，流量换天）依次求：B、h1、H1H2、L、W、判断清渣方式。第三章1、沉砂池：沙粒、比重大的无机颗粒。初沉池：小颗粒无机物、悬浮物。二沉池：活性污泥。混凝：大矾花、絮凝体。2、自由沉降：沉砂池、初沉池前期。絮凝沉降：初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀。成层沉降：活性污泥法的二沉池、化学凝聚沉淀。压缩沉降：活性污泥在二沉池泥斗。3、00001)1(pudpup积分按三角形面积计算。U0截留速率。U是沉速。P颗粒物比例。给η，曲线查u0，就是u设，在换成q设，u0除1.5得u设。4、浅层沉降理论：曲线斜率随着深度增加而增大。这符合絮凝颗粒随沉淀深度增加而颗粒粒径增大、沉速加大的特征；沉淀深度越深所需沉淀时间也越长，沉淀深度越浅所需沉淀时间也越短。这符合浅池效率高的特征。5、平/竖/辅流式沉淀池。流入区、流出区、沉淀区、污泥区、缓冲区。6、设计流量：自流进入按最大设计流量计算，污水提升进入按工作泵的最大组合流量计算，河流制处理系统按降雨时的设计流量计算。沉淀池数不少于2个。7、平流式沉淀池流入装置起均匀布水、消能，阻挡浮渣的作用。（底孔流入，孔下方设挡流板；淹没孔后接挡流板）流出槽：设溢流堰，溢流堰严格水平，既可保证水流均匀，又可控制沉淀池水位。需满足：4/bL128/2hL，b根据刮泥机规格一般是4.58、表面负荷q：在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量。9、qtuth2、qQA/max（小时）、gSNtW（s0.5升，人，天。N人数，tg=2小时）、pCCQW11)(10max（c0、c1原浓度、出水浓度，p=95%，γ=1000）、H=h1+h2+h3+h4+h5（h1=h3=0.3）污泥斗)(31212151AAAAhV（A1=4.5，A2=0.4）、污泥停留时间v1/w（天）、h4=(大长—b)*i（宽度b=4.5）、L=A/b、h5用等腰梯形求依次求：q设、A、h2、b、L、验证、W（换单位）、（h5、上下底、V1）、污泥停留时间、（h4、H）10、辐流式沉淀池D/h2=6-12无资料时的q，初沉池2-4，二沉池1.5-3。nqQA/max1（池子个数）14ADqth2（t=1.5h）、H一样，只有h1=0.3依次求：取q，n、算D、取t、算h2、验证、w（tg=2只是一个池子的）、V1、验证污泥够不够装、H、外高度h1+h2+h3h3=0.5，h4和v11、沉淀池缺点：去除率不高、池体深，占地面积大；改善：混凝、预曝气（比重近1的互碰.絮凝沉降）、改为斜板沉淀池12、为什么斜板池效率高：Q=ηu设（A斜+A原），u不变时A变大板间净距sinsin/)1(ndnL，求出L与n的关系（d是板厚，注意单位）。上式η=0.75，求出A原+A斜。A原是水表面，总缝长乘宽，A斜是n*宽*板长*cosθ，分别算出其与n的关系。进而求n，得斜板数n+1。尺寸包括：宽B、高H、总长L+一块板水平投影长。13、斜板式沉淀池不适用于做二沉池，常用于给水处理和污水隔油池。沉砂池一般在泵站和沉淀池之前14、平流式沉淀池最大流速0.3，最小0.15。格栅之后，初沉之前。要快，因为只去沙子，不去有机悬浮物，方便后处理。但是太快的话连沙子都去不了。第四章1、活性污泥：向生活污水注入空气进行曝气，持续一段时间以后，污水中即生成一种褐色絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这种絮凝体就是“活性污泥”2、活性污泥处理系统以曝气池为核心处理设备，此外还有二次沉淀池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统以及曝气系统所组成。3、Ma：具有代谢功能活性的微生物群体；Me：微生物内源代谢、自身氧化的残留物；Mi：由原污水挟入的有机物质（含难为细菌降解的惰性有机物）；Mii：由污水挟入的无机物质。4、菌胶团细菌：能够形成菌胶团的细菌被称为菌胶团细菌。菌胶团细菌是构成活性污泥絮凝体的主体成分，有很强的吸附、氧化分解有机物的能力。细菌形成菌胶团后可防止被微型动物吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响。菌胶团具有很好的沉降性能，使混合液在二沉池中迅速完成泥水分离。5、丝状菌：状菌在活性污泥中可交织穿叉在菌胶团之间，是形成活性污泥絮凝体的骨架，使污泥具有良好的沉淀性能。丝状菌还可保持高的净化效率、低的处理出水浓度和出水悬浮物浓度。但若大量异常的增殖则会引发污泥膨胀现象。6、适应期是微生物培养的最初阶段，本阶段初期微生物不增殖，但在质的方面却开始出现变化，如个体增大，微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境逐渐适应。对数增殖期是F/M比值很高，有机底物非常充分，营养物质不是微生物增殖的控制因素，微生物以最高速率摄取有机底物，也以最高速率增殖和合成新细胞。‡增殖速率与有机物浓度无关（零级），与微生物量有关（一级）。本期内，活性污泥微生物具有很高的能量水平，因而不能形成良好的污泥絮凝体。减衰增殖期随着有机底物浓度不断下降，微生物的不断增殖，F/M比值继续下降，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素。在此期间，微生物的增殖速率和有机底物的降解速率已大为降低，并与残存的有机底物浓度有关，呈一级反应。在后期，增殖速率几乎和细胞衰亡速率相等，微生物活体数达到最高水平。在后期，增殖速率几乎和细胞衰亡速率相等，微生物活体数达到最高水平。在本期内，活性污泥絮体开始形成，凝聚、吸附及沉降性能都有所提高。内源呼吸期污水中有机底物持续下降，达到近乎耗尽的程度，F/M比值随之降至很低的程度。微生物由于得不到充比值随之降至很低的程度。微生物由于得不到充足的营养物质，而开始大量地利用自身体内储存的物质或衰亡菌体，进行内源代谢以维持生命活动，微生物进入内源呼吸期。内源呼吸的残留物多是难于降解的细胞壁和细胞膜等物质，因此活性污泥不可能完全消失。在本期初始阶段，絮凝体形成速率提高，吸附、沉淀性能提高，但污泥活性降低。7、微生物代谢过程：吸附—小分子直接被酶降解—大分子胞外水解酶降解，进入胞内。8、活性污泥微生物影响：营养物质（碳源、氮源、磷源、其他营养），PH，水温，溶解氧，有毒物质。BOD：N：P=100:5:1。在进口区，有机物相对集中，浓度高，耗氧速率高，溶解氧浓度很难保持在2mg/L，会有所降低，但不宜低于1mg/L。若使曝气池内的微生物保持正常的生理活动，曝气池混合液的溶解氧浓度一般宜保持在不低于2mg/L的程度（以曝气池出口处为准）。9、混合液悬浮固体浓度MLSS：它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总量即MLSS＝Ma＋Me＋Mi+Mii。混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS：本项指标所表示的是混合液中活性污泥有机性固体物质部分的浓度即：MLVSS＝Ma＋Me＋Mi。污泥沉降比SV：又称30min沉降率。混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。）污泥容积指数SVI：简称污泥指数。本项指标的物理意义是从曝气池出口处取出的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。其计算式为：sv/mlss。SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性。活性污泥的比耗氧速率SOUR：单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量。指示入流污水是否有太多的难降解物质，以及活性污泥是否中毒。10、BOD污泥负荷率VXQSNs0、Q污水流量，S0原污水有机物浓度、V曝气池有效容积、X活性污泥浓度。BOD容积负荷率VQSNV0，污泥龄XVXc、Δx每日增长活性污泥量。曝气时间t=V/Q、系统平均水力停留时间：ts=Vs/QVs是反应器容积+沉淀池容积11、活性污泥反应动力学的研讨内容：（1）有机物的降解速率与有机物浓度、活性污泥微生物量等因素之间的关系；（2）活性污泥微生物的增殖速率与有机物浓度、微生物量等因素之间的关系。（3）微生物的耗氧速率与有机物降解、微生物量等因素之间的关系。12、活性污泥微生物增殖量：VXKQSSYXde)(0、Y是理论产率系数，微生物每代谢1kg所合成的MLSSkg数。Kd衰减常数，活性污泥微生物自身氧化速率、Se处理后水中残留浓度。dcKqY1、q是比降解速率。13、有机物降解与需氧量：bXVaQSrO2、a是活性污泥微生物对有机物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所