《考研专业课环境工程秋季复习重点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《考研专业课环境工程秋季复习重点（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考研专业课环境工程秋季复习重点考研专业课环境工程秋季复习重点考研专业课环境工程秋季复习重点 吸附操作的形式和各自的特点：静态(间歇式操作)、动态(固定床为半连续式，移动床和流化床为连续式)离子交换剂：无机和有机两类。无机的有天然沸石和人工合成沸石。有机的有磺化煤和各种离子交换树脂(是一类具有离子交换特性的有机高分子聚合电解质，是一种疏松的具有多孔结构的固体球形颗粒)。离子交换容量：是树脂交换能力大小的标准。可用重量法(单位重量的干树脂中离子交换基团的数量)和容积法(单位体积的湿树脂中离子交换基团的数量)来表示。离子交换树脂的选择性：由于离子交换树脂对于水中各种离子吸附的能力并不相同，对于其中一
2、些离子很容易被吸附而对另一些离子却很难吸附，被树脂吸附的离子在再生的时候，有的离子很容易被置换下来，而有的却很难被置换。离子交换树脂具有的这种性能称为选择性能。单床离子交换器：使用一种树脂的单床结构。多床离子交换器：使用一种树脂，由两个以上交换器组成的离子交换系统。复床离子交换器：使用两种树脂的两个交换器的串联系统。混合床离子交换器：同一交换器内填装阴阳两种树脂。联合床离子交换器：复床与混合床联合使用。顺流再生与逆流再生：再生阶段的液流方向和交换时水流方向相同为顺流再生，反之为逆流再生。离子交换的用途和特点：用途：用于回收和去除废水中金、银、铜、镉、铬、锌等金属离子，对于净化放射性废水及有机废
3、水也有应用。特点：主要吸附离子化物质，并进行等当量的离子交换。离子交换树脂的分类：a、按选择性分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。B、按活性基团中酸碱的强弱分为强酸性阳、弱酸性阳、强碱性阴、弱碱性阴。离子交换树脂的性能指标：离子交换容量、含水率、相对密度、溶胀性、耐热性、化学稳定性。柱式离子交换法的操作步骤和各步的作用：反洗(起除微粒及疏松树脂层的作用)、再生、正洗(清洗树脂颗粒表面及内部再生剂)、交换、洗脱(应用于回收操作)。离子交换柱的装置类型和特点：单床、多床、复床、混合床、联合床。混合床离子交换柱中交换剂的再生过程：再生前必须将树脂先分层，通常用水力反洗分层法，即借助于水力使树脂悬浮，
4、利用阴阳离子交换树脂的比重及膨胀率不同，因而沉降速度不同而达到分层目的；分层后自上部注入再生液经阴离子交换树脂层流出，下部注入再生液经阳离子交换树脂层流出，各自获得再生。捕收剂：能够提高颗粒可浮性的药剂。起泡剂：作用在气液界面上，用以分散空气，形成稳定的气泡的物质。调整剂：为提高浮选过程的选择性，加强捕收剂的作用并改善浮选条件的物质。加压溶气浮选：空气在加压条件下溶于水中而在常压下析出。溶气真空浮选：空气在常压或加压条件下溶于水中而在负压条件下析出的方法。布气浮选：利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成细小的气泡以进行浮选的方法。电解浮选：对废水进行电解，在阴极产生大量的氢气泡，直径20-1
5、00um，它们起着浮选剂的作用，废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上随其上浮达到净化废水的目的。浮选的原理和用途：原理：向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上随气泡一起上浮到水面，形成泡沫-气、水、颗粒三相混合体，通过收集泡沫和浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。用途：用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度近于 1 的微小悬浮颗粒。浮选药剂的种类和作用：捕收剂、起泡剂、调整剂(抑制剂、活化剂、介质调整剂)其中抑制剂降低物质可浮性，活化剂消除抑制作用，介质调整剂调整废水 PH 值。加压溶气浮选的流程和特点：全溶气(溶气
6、量大、乳化油量最大、池小、动力消耗大)、部分溶气(比全流程的压力泵小故动力消耗低、乳化油量次大、池大小与全流程的相同)、部分回流溶气(不促进乳化、矾花形成好、动力省但池大)。吹脱：把空气通入废水中，使空气与废水接触，溶解于废水中的气体便从废水传递到空气中，这种解吸过程又称为吹脱过程(解吸过程即废水中溶解的气体由液相传递到气相的过程)。汽提：把水蒸气通入废水中，当废水中的蒸汽压超过外界压力时，废水就开始沸腾，这样就加速了挥发物质从液相转入汽相的过程。另外当水蒸汽以气泡形式穿过水层时，水与气泡之间形成自由表面，这时液体就不断地向气泡内蒸发扩散，当气泡上升到液面时就破裂而放出其中挥发性物质。这种用蒸
7、气进行蒸馏的方法称为汽提法。电渗析：是在直流电场的作用下，依靠对水中离子有选择透过性的离子交换膜，使离子从一种溶液透过离子交换膜进入另一种溶液，以达到分离、提纯、浓缩、回收的目的。反渗透：有一种膜只允许溶剂通过而不允许溶质通过，如果用这种半渗透膜将盐水与淡水隔开，则水将从淡水侧或浓度较低一侧通过膜自动地渗透到盐水或浓度较高的溶液一侧，盐水体积逐渐增加，在达到某一高度时边自行停止，此时达到了平衡状态。这种现象为渗透现象。当渗透平衡时，溶液两侧的静水压差为渗透压。如果在盐水上施加大于渗透压的压力，则发现盐水中的超过滤：简称超滤，利用渗透薄膜隔滤分离废水中溶解的物质，主要依靠筛滤作用以分离高分子和低
8、分子有机物以及无机离子等(溶质分子至少比溶剂分子大十倍)的方法。吹脱与汽提的联系和区别：联系：都是利用液相与气相之间的传质作用来去除污染气体；区别：吹脱是利用气体在废水中溶解的浓度与其在废水中的平衡浓度来去除污染物质的，吹脱的过程只是曝气，而汽提是利用挥发性物质在蒸汽和废水中的浓度不同而去除污染物质的，汽提过程还要借助蒸汽带走所要去除的污染物质。电渗析的原理、工作过程及应用范围：原理：在直流电场的作用下，依靠对水中离子有选择透过性的离子交换膜，使离子从一种溶液透过离子交换膜进入另一种溶液，以达到分离、提纯、浓缩、回收的目的。工作过程：有阴阳两中离子交换膜，阴膜只允许通过阴离子，阳膜只允许通过阳
9、离子，废水中溶解的盐类，其阳离子通过阳膜，阴离子通过阴膜，这样，中间隔室中阴、阳离子浓度逐渐降低，最后达到所要求的含量。应用范围：可以有效地回收废水中的无机酸、碱、金属盐及有机电解质等，使废水净化。反渗透的原理和应用范围：原理：工作压力大于溶液的渗透压，选择性吸附-毛细管流机理，反渗透膜是一种多孔性膜，具有良好的化学性质。当溶液与这种膜接触时，由于界面现象和吸附作用。对水优先吸附或对溶质优先排斥，在膜面上形成一纯水层。被优先吸附的在界面上的水以水流形式通过膜的毛细管被连续地排出。(即界面现象和在压力下流体通过毛细管的综合结果)应用范围：废水的三级处理和废水中有用物质的回收，如处理溶解性有机物可
10、获得100%的分离效率，达到净化废水和回收有用物质的双重目的。超过滤与反渗透的联系和区别：联系：动力同是溶液的压力，在溶液的压力下，溶剂的分子通过薄膜，而溶解的物质阻滞在隔膜表面上。区别：超过滤所用薄膜较疏松，透水量大，除盐率低，用以分离高分子和低分子有机物以及无机离子等，能够分离的溶质分子至少要比溶剂的分子大 10 倍，主要机理是筛滤作用，工作压力低；而反渗透所用的膜致密，透水量低，具有选择透过能力，用以分离分子大致相同的溶剂和溶质，所需工作压力高，去除机理是分离过程中伴随有半透膜、溶解物质和溶解之间复杂的物理化学作用。活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一
11、种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体构成，易于沉淀分离，并使污水得到澄清，称为活性污泥。MLSS：即混合液悬浮固体，是指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量。(mg/L)MLVSS：即混合液挥发性悬浮固体，是指混合液悬浮固体中有机物的重量。污泥沉降比：(SV%)是指曝气池混合液在 100ml 量筒中，静置30min 后，沉淀污泥与混合液之体积比。(%)污泥容积指数：(SVI)即污泥指数：是指曝气池出口处混合液经30min 静沉后，1g 干污泥所占的容积(即每单位重量干泥形成的湿污泥的体积 mL/g)，以 ml 计，即：SVI=混合液 30min 静沉后污泥溶积/污泥干重
12、=SV%10/MLSS污泥龄：是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比值，单位是日。即新增长的污泥在曝气池中平均停留时间，或污泥增长一倍所需要的时间。污泥负荷率：(Ns)实际中 F：M 值以 BOD 表示，即 Ns=QLa/XV(Q污水流量；La 进水 BOD 浓度；X 混合液悬浮固体浓度 MLSS；V 曝气池容积)阶段曝气法：(逐步负荷法)污水沿曝气池池长分段多点进水，使有机物负荷分布较均匀，从而均化了需氧量，避免了前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点；同时，微生物在食物比较均匀的条件下，能充分发挥氧化分解有机物的能力，还可减轻二次沉淀池的负荷。延时曝气法：(完全氧化法)其工作长
13、期处于内源呼吸阶段，不但去除了水中的污染物，而且氧化了合成的细胞物质，是污水处理和污泥好氧处理的综合构筑物。动力效率(Ep)：指 1KW.h 电所能转移到液体中去的氧量(kg/(kw.h)。氧转移效率(EA)对鼓风曝气而言：也称氧利用率：指鼓风曝气转移到液体中的氧占供给的氧的百分率，即 EA=R0/S100(%)。S 供氧量，R0 吸氧量。充氧能力(对机械曝气而言)：是指叶轮或转刷在单位时间内转移到液体中的重量。(kg/h)污泥膨胀：正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在 99%左右。当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI 值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少(但较清澈)，颜色也
14、有变异，称为污泥膨胀。活性污泥的组成和活性污泥中微生物的组成：由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能为生物所降解的有机物和无机物组成。其中微生物是活性污泥的主要组成部分。活性污泥微生物是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等多种微生物群体相结合组成的一个生态系。活性污泥法的净化机理和工作过程：初期去除与吸附作用：污泥表面积大，且表面多有多糖类粘质层，污水中悬浮固体和胶体物质是被絮凝和吸附去除的。微生物的代谢作用：活性污泥微生物以污水中各种有机物作为营养，在有氧的条件下，将其中一部分合成新的细胞物质(原生质)，对另一部分有机物则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞所需要
15、的能量，并最终形成二氧化碳和水等稳定物质。在新细胞合成与微生物增长的过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也在进行氧化分解，并供应能量。絮凝体的形成与凝聚沉淀：污水中有机物通过生物降解，一部分氧化分解为二氧化碳和水，一部分合成细胞物质成为菌体。为使菌体从水中分离出来，必须使其凝聚成为易于沉淀分离的絮凝体。活性污泥法的各种指标及相互关系：MLVSS/MLSS 一般 0.75 左右，SVI=混合液 30min 静沉后污泥溶积/污泥干重=SV%10/MLSS(100ML 量筒)影响活性污泥处理效果的因素：溶解氧 2mg/l 左右为宜营养物 BOD：N：P=100：5：1PH
16、 值 6.5-9.0水温：20-30 度有毒物质：重金属、H2S 等无机物质和氰、酚等有机物质。会破坏细菌细胞某些必要的生理结构，或抑制细菌的代谢过程。衡量曝气效果的指标及适用范围：动力效率(Ep)、氧转移效率(EA)对鼓风曝气而言即氧利用率、充氧能力(对机械曝气而言)活性污泥法常见的问题及处理方法：污泥膨胀：防止办法：加强操作管理，经常检测污水水质、溶解氧、污泥沉降比、污泥指数等。解决办法：缺氧、水温高可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷或适当降低 MLSS，使需氧量减少。如污泥负荷率过高，可适当提高 MLSS 值，以调整负荷。如 PH 值过低，可投加石灰调整 PH。若污泥大量流失，则可投氯化铁，帮助凝聚。污泥解体：污水中存在有毒物质，鉴别是运行方面的问题则对污水量、回流污泥量、空气量和排泥状态以及 SV%、MLSS、DO、Ns 等进行检查，加以调整；如是混入有毒物质，需查明来源，采取相应对策。污泥脱氮：呈块状上浮，由于硝化进程较高，在沉淀池内产生反硝化，氮脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。解决办法：增加污泥回流量或及时排除
