水污染控制工程复习重点

物化部分1、杂质在水中的存在状态有哪些？三类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。2、主要水质指标的概念?（1）浑浊度:水体中不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度。（2）色度:真色：水中所含溶解物质或胶体物质所致，即除去水中悬浮物后所呈现出的颜色。表色：包括由溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同表现出的颜色。（3）固体:总固体（蒸发残渣）：一定温度下将一定体积的水样蒸发至干时所残余的固体物质总量；103～105℃时蒸发后的残渣总量称为“总固体”（TS）。溶解固体（DS）：过滤后，取滤液在103～105℃烘干后质量悬浮固体（SS）：过滤后，取滤渣在103～105℃烘干后质量挥发性固体(灼烧减重)：600℃蒸发干燥后固体失去的重量固定性固体:总固体－挥发性固体（4）比电导:比电导又称电导率：是指在25℃时长1m、横截面积为1m2水中的电导值，用电导仪来测量。（5）总含盐量和离子平衡总含盐量（总矿化度）：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量。总含盐量＝∑阳离子＋∑阴离子（6）碱度水接受质子的能力，水中所有能与强酸相作用的物质所接受H+的物质的量的总和。（7）硬度由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生成水垢的二价金属离子的存在而产生的。（钙和镁离子），多用EDTA络合滴定法测定，分为以下两种硬度：碳酸盐硬度（暂时硬度）、非碳酸盐硬度（永久硬度）。总硬度＝碳酸盐硬度＋非碳酸盐硬度（8）化学需氧量和耗氧量（COD）化学需氧量(COD，CODCr)：一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（重铬酸钾K2Cr2O7）作用时所消耗的氧化剂量，代表废水有机质总量。（9）生物化学需氧量（BOD）有氧条件下，水中可分解有机物由好氧微生物氧化分解所需的氧量。生活污水BOD范围在250~570mg/L；综合污水100～300mg/L;垃圾渗滤液2000～30000mg/L。BOD5：5日生物化学需氧量（20℃），大概占总BOD的70％。COD和BOD关系：CODBODBOD/COD0.3则适宜采用生物化学处理（可生化性）（10）总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC：900-950℃，高温燃烧有机碳生成的二氧化碳量，常以碳表示(mg/L)，应先去除无机碳的干扰（加酸）。TOD：900℃，有机物高温燃烧变成稳定的氧化物的需氧量。3、水体自净过程（1）含义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总量减少，受污染的水体部分的或完全的恢复原状的现象。（2）水体净化机理：物理作用：稀释（对流、扩散）、混合、沉淀、挥发、上浮化学作用：中和、絮凝、吸附、络合、氧化、还原生物化学净化：分解、转化4、废水处理方法主要有哪几种可以分为物理法、化学法、生物法三种。（1）物理法利用物理作用来分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。例如，沉淀法不仅可以去除废水中比重大于1的悬浮颗粒，同时也是回收这些物质的有效方法；气浮法可以去除乳状油或比重接近1的悬浮物；筛网过滤可以可除去纤维、纸浆等；利用蒸发法浓缩废水中的溶解性不会发物质等。此外，还有离心分离、微滤、超滤、反渗透等方法。（2）化学法利用化学反应的作用来处理水中的溶解性污染物质或胶体物质的方法。属于化学方法的有：中和法、氧化还原法、混凝法、电解法、汽提法、萃取法、吹脱法、吸附法、离子交换法及电渗析法等。（3）生物法主要是利用微生物的作用，是废水中呈溶解性和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。根据微生物的类别，目前常用的生物法可分为好氧微生物处理和厌氧微生物处理。好氧处理法有活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘和土地处理系统等。厌氧处理法有消化、厌氧接触、厌氧污泥等。5、环境标准有哪几类？（1）按用途分类：环境质量标准、污染物排放标准、国家环境基础标准、国家环境监测方法标准、国家环境标准样品标准等。国家环境标准和环境保护行业标准因其指导性和适用范围的广泛性，一般包括国家环境质量标准、污染物排放标准、环境监测方法标准、样品标准和基础标准。地方环境标准仅包含了由其自身制定的环境质量标准和污染物排放标准。（2）按适用范围分类：国家标准、地方标准和行业标准（3）按污染介质和被污染对象分类：种类不同的环境标准，例如大气控制标准、水控制标准、噪声控制标准等。6、水环境容量的概念一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量称为水环境容量。其容量的大小与水体特征、污染物特征、水质目标有关。7、我国环境标准体系分哪几级以及环境标准有哪几种？我国环境标准体系包括国家环境保护标准、地方环境保护标准和国家环境保护行业标准三级。国家环境保护标准包括：国家环境质量标准、国家污染物排放标准、国家环境监测方法标准、国家环境标准样品标准和国家环境基础标准五种。地方环境保护标准包括：地方环境质量标准和地方污染物排放标准两种。8、典型城市污水处理的完整流程和工艺？9、格栅、筛网以及调节池的作用各是什么？（1）格栅和筛网处理厂的第一个处理单元，通常设置在处理厂各处理构筑物（泵站集水池、沉砂池、沉淀池、取水口进口端部）之前。它们的主要作用是去除水中的粗大物质，保护处理厂的机械设备（特别是泵）并防止管道的堵塞。（2）调节池的作用用以调节进、出水流量的构筑物。主要起对水量和水质的调节作用，以及对污水pH值、水温，有预曝气的调节作用，还可用作事故排水。对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。10、沉淀的类型?根据悬浮颗粒的性质（粒径、凝聚性）及其浓度的高低，沉淀可分为四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀（区域沉淀或拥挤沉淀）、压缩沉淀。原生污水格栅污泥脱水污泥消化池有机肥料至农田沉砂池曝气池初次沉淀池投氯接触池出水二级沉淀池污泥浓缩池回流活性污泥剩余活性污泥浓缩活性污泥图4-3二级处理厂典型流程图二级处理出水去除氮、磷去除剩余有机污染物去除无机盐类杀灭病原菌、病毒出水11、理想沉淀池的假定条件和工作原理?p96（1）假定条件在水处理工程中，通过颗粒沉降来分离去除悬浮物的设备成为沉淀池。为了便于说明沉淀池的工作原理，先做一些简化假定：1）进出水均匀分布在整个横截面，即沉淀池中各进水断面上各点流速均相同；2）在沉降过程中悬浮颗粒以等速下降，3）悬浮物在沉降古城中的水平分速度等于水流速度，水流是稳定的；4）悬浮颗粒落到池底不再浮起，就认为已被除去。这样的沉淀池称为理想沉淀池。（2）工作原理：进入理想沉淀池的每个颗粒均有随水流运动的水平分速度以及垂直下沉的速度，其运动轨迹是乡下倾斜的直线。沉速大于u0的颗粒可全部除去；沉速u0的颗粒因处于水面以下，也可以除去一部分。例如：沉速为u的颗粒被除去率为h/H或u/u0。（u0=H/t0=Qt0/At0=Q/A）V：沉淀池容积m³A：池表面积㎡Q：进水流量m³/s12、浅池沉淀原理：深度为H、体积为V的平流式理想沉淀池，处理水量：HVuuHVtVQ00在V、H一定时,Q与u0成正比，增大Q,u0增大,η降低；若要提高η，需减小u0，处理的流量Q就须减小。若将沉淀池用平隔板分为n层浅池，每个浅池深度为h=H/n，进入每个浅池的流量为q=Q/n。理想平流式沉淀池示意图宽度(B)0000uVVVVVQuuHtHnhnhu结论三：浅池可改善水力条件（减小水力半径R、Re，增大Fr），降低水的紊动性、提高水流稳定性，可提高去除效率。工程应用：为便于排泥，将分层的隔板倾斜一个角度，形成斜板沉淀池；如各斜隔板之间进行分格，即形成斜管沉淀池。13.混凝的过程、概念、以及胶体脱稳的机理？（1）概念混凝是指通过某种方法（如投加化学药剂）使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程，是水和废水处理工艺中的一种单元操作。凝聚和絮凝总称为混凝。（2）过程凝聚主要指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程，絮凝主要指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。（3）机理压缩双电子层：带同号电荷的胶粒之间存在着由δ电位引起的静电斥力和范德华力，当距离很近时，范德华力占优势，合力为吸力，两个颗粒相互吸住，胶体脱稳。当投入电解质后，水中与胶粒上反离子具有相同电荷的离子浓度增加，这些离子与胶粒吸附的反离子相交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数减少，降低δ电位，使扩散层厚度减少。14.影响混凝的因素（1）水温：水温对混凝效果有明显的影响。（2）pH：对混凝的影响程度，视混凝剂的品种而异。（3）水中杂质的成分、性质和浓度。（4）水力条件。15.过滤的概念？过滤是在推动力或者其他外力作用下悬浮液（或含固体颗粒发热气体）中的液体（或气体）透过介质，固体颗粒及其他物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体（或气体）分离的操作。16.过滤池的配水系统有哪几类配水系统常有“大阻力配水系统”和“小阻力配水系统”两种基本形式。（1）大阻力配水系统优点是配水均匀性较好，当滤层或其他部位运行中有阻力不均匀时，造成的水流不均匀也可减少到很低程度。但大阻力配水系统结构较复杂，水头损失大，要求进水压头高。（2）小阻力配水系统中水流流经配水系统的阻力小，水头损失一般在0.5m水柱以下。主要缺点是配水均匀性不如大阻力配水系统。结论一：0VunQh结论二：0uVQnh17.过滤池的构造？①滤料层：是过滤池内的过滤材料，它是承担过滤功能的主要部分。②承托层：位于滤池的底部，由大颗粒材料组成的，主要作用是承托滤料，同时防止滤料流失，以免滤料进入底部的配水系统造成堵塞，同时保证反冲洗配水均匀。③排水系统：是将反冲洗水均匀地分配到整个滤池中。④反冲洗系统：反冲洗是恢复滤料层的工作能力。18.过滤池的滤料种类和对滤料的要求？（1）树脂滤料树脂滤料具有微孔性，可代替活性炭。微孔树脂滤料可吸附COD物质，并在高温下降解COD物质，使滤料再生使用，可代替成本高昂的活性炭。具有树脂离子交换能力，在废水循环使用中可除钙离子，软化水的硬度，经再生液再生后循环使用。（2）无烟煤滤料水处理设备无烟煤滤料是目前普遍采用的双层，三层快速过滤材料，机械强度高，化学性质稳定，不含有毒有害物质，在一般酸性，碱性，中性水中均不溶解，粒径配级合理，比表面积好。（3）活性炭滤料目前常见的活性炭种类有椰壳活性炭、果壳活性炭、竹炭、木质炭、和煤质炭，现在常用的椰壳活性炭和竹炭较多，椰壳活性炭的吸附效果比竹炭的要强一些。（4）石英砂滤料石英砂滤料，是天然石英矿经破碎，筛选，水洗而成，多棱角色纯白。目前部分地区使用天然河砂、海砂做滤料，虽然造价低廉，但使用周期短，机械强度差，易破碎。石英砂比天然河砂、海砂使用周期长3-4倍，且滤后水质稳定。（5）锰砂滤料用于各供水行业，是过滤水使用的一种特殊滤料。除铁性能最佳，外观赤褐色。经机械加工破碎、筛分、产品多棱角，接近球状，锰砂常用于地下水除铁除锰过滤。19、加压溶气气浮的基本原理是什么？有哪几种基本流程与溶气方式？（1）基本原理空气在加压的条件下溶解于水，然后将压力骤减至常压，使过饱和的空气以微细气泡的形式释放出来。（2）基本流程及溶气方式：1）全加压溶气流程，溶气水全部由原水制备。2）部分加压溶气流程部分原水进行压力溶气，其余部分直接进入气浮池。3）部分回流加压溶气流程：将部分清液进行回流加压，入流水则直接进入气浮池，进行固液分离。（3）三种溶气方式比较：1）与①相比，②、③两种方式溶气水量分别占总水量的30～35%和10～20%；节能；设备容积小，投资省。2）在相同能耗下，③水质好，溶气效果好；3）混凝气浮时，③可避免对絮凝体的破坏。4）①、②悬浮物会堵塞溶气设备。常用部分出水回流加压溶气浮20、化学沉淀的概念和常用化学沉淀方式？（1）概念向水中投加沉淀剂，使之与废水中的污染物发生沉淀反应，形成难溶固体，然后进行固液分离，从而除去废水中污染物的水处理方法。（2）常用化学沉淀方式根据使用的沉淀剂不同，氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法