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1、水污染控制工程（下）期末复习重点（民大环境工程专业）第九章 污水水质和污水出路1、城镇污水合流制和分流制的概念1）合流制：用同一管渠收集和输送城市污水和雨水的排水方式。合流制分为直泄式、全处理、截流式。2）分流制：用不同管渠分别收集和输送各种污水、雨水和生产废水的排水方式。2、水质污染指标：是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反应污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。1）污水的物理性质与污染指标：温度、色度、嗅和味、固体物质等。2）污水的化学性质与污染指标：有机物指标：生化需氧量（BOD） 、化学需氧量（COD） 、总有机碳（TOC） 、总需氧量（TOD） 、油类污染物、酚类污染
2、物、表面活性剂、有机酸碱、有机农药、苯类化合物。无机物指标：pH、植物营养元素、重金属、无机性非金属有害有毒物（总砷、含硫化合物、氰化物等） 。3）污水的生物性质与污染指标：细菌总数、大肠菌群和病毒。3、总量控制标准：是以水环境质量标准相适应的水体环境容量为依据而设定的。课后习题：3、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间的联系与区别。答：1）生化需氧量（BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。2）化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为 CO2、H2O 所消耗的氧量。3）总有机碳（TOC）：水样中所有有机污
3、染物的含碳量。4）总需氧量（TOD）：有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量。这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD 的耗氧过程与 BOD 的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。各种水质之间 TOC 或 TOD 与 BOD 不存
4、在固定关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD 与 TOD 或 TOC 之间存在一定的相关关系。第十章 污水的物理处理1、格栅的作用 1）格栅：格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。2）作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。3）选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备。2、格栅的种类：按栅条净间隙，可分为粗格栅（50100mm） 、中格栅（1040） 、细格栅（1.510mm ） 。按格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅。3、人工清渣的格栅，其设计面积
5、应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道面积的 2 倍，以免清渣过于频繁。4、机械清渣的格栅，其过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的 1.2 倍。5、每日栅渣量 W式中：W1-栅渣量，m3/103m3 污水；KZ-生活污水流量总变化系数。6、沉淀类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀。7、沉砂池： 1）平流式沉砂池：平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它具有截留无机颗粒效果好构造较简单等优点，但也存在流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量较高、排砂常需要洗砂处理等缺点。平流式沉砂池的系统参数：污水在池内的最大流速为 0.3m/s,最小流速为 0.15m/s;最大流量时，污水在池内的停留时间
6、不少于 30s,一般为 3060s;有效水深应不大于 1.2m,一般采用 0.251.0m,池宽不小于 0.6m；池底坡度一般为 0.010.02,当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。平流式沉砂池设计计算公式平流式沉砂池可采用重力排沙或机械排沙。2）曝气沉砂池特点：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、除泡作用以及加速污水中油类的分离等作用。构造：曝气沉砂池是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约 6090cm 处设置曝气装置；在池底设置沉砂斗，池底有 i=0.10.5 的 坡度，以保证砂粒滑入砂槽。为了使曝气能
7、起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。工作原理：污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动（一般流速 0.1m/s） ，同时在池的横断面上产生旋转流动（旋转流速0.4m/s ） ，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦、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，沉于池底的砂粒较为纯净，有机物含量只有 5%左右，长期搁置也不至于腐化。 设计参数：水平流速一般取 0.080.12m/s；污水在池内的停留时间为 46min；当雨天最大流量时为13min。如作为预曝气，停留时间为 1030min；池
8、的有效水深为 23m，池宽与池深比为 11.5，池的长宽比可达 5，当池长宽比大于 5 时，应考虑设置横向挡板；曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为 2.56.0mm，距池底约为 0.60.9m，并应有调节阀门；每立方污水所需曝气量宜为 0.10.2m 3（空气） ，或每立方池表面积曝气量 35m 3/h 。曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。8、沉淀池：按水流方向分为平流式、竖流式和辐流式三种沉淀池。按工艺布置不同分为初沉池和二沉池。辐流式沉淀池结构：池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为 20100 米，池中心水深
9、不大于 4 米，周边水深不小于 1.5 米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。沉淀池由五个部分组成，即：进水区、出水区、沉淀区、贮泥区及缓冲区。9、提高沉淀池沉淀效率的有效途径：在沉淀区增设斜板（管） ；对污水进行曝气搅动；回流部分活性污泥。10、废水中油的存在形态：可浮油、细分散油、乳化油和溶解油。11、气浮池的工作原理：水和废水的气浮法处理技术是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层。
10、由此可知，浮上法处理工艺必须满足下述基本条件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。12、化学药剂的投加对气浮效果的影响一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为混凝剂、浮选剂、助凝剂、抑制剂、调节剂。课后练习：9在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何缺点？答：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液和液液分离方法，特别对那些颗粒密度或接近或小于
11、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，一般只需要 15 分钟左右，去除率高；2）对去除废水中的纤维物质特别有效，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，适用于活性污泥絮体不易沉淀或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，而且固液的分离一般不需要能量，但是一般沉淀池的占地面积较大。第十一章 污水生物处理的基本概念和生化
12、反应动力学基础1、好氧呼吸：是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合的过程。在这过程中，同时放出能量。2、缺氧呼吸：是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。3、好氧生物处理：是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。1）原理：微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主） ，作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。2）使用条件：目前对中、低浓度的有机
13、废水，或者说 BOD5 浓度小于 500mg/L 的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。4、厌氧生物处理：是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。1）原理：在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。2）使用条件：对于有机污泥和高浓度有机废水（一般BOD52000mg/L）可采用厌氧生物处理法。5、生物脱氨：污水生物脱氮处理过程中氮的转化主要包括安化、硝化和反硝化作用，其中氨化可在好氧或厌氧条件下进行，硝化作用是在好氧条件下进行，反硝化作用在缺氧条件下进行。生
14、物脱氮是含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转化为 N2 而被去除的过程。第十二章 活性污泥法1、活性污泥由四部分物质组成：具有活性的微生物群体(Ma)；微生物自身氧化的残留物质(Me)；原污水挟入的不能被微生物降解或暂时没有降解的有机物质(Mi)；原污水挟入的无机物质(Mii)。2、活性污泥的评价方法1）生物相观察；2）混合液悬浮固体浓度（MLSS）：指曝气池中单位体积混合物中活性污泥悬浮固体的质量，亦称污泥浓度，单位 mg/L 或 kg/m3， MLSS=Ma+Me+Mi+Mii。物理意义：表示活性污泥在曝气池混合液中的浓度。3）混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)：是指混合液悬浮固体中
15、有机物的质量，单位 mg/L 或 kg/m3。MLVSS=Ma+Me+Mi。物理意义：表示有机悬浮固体的浓度。4）污泥沉降比（SV%）:是指曝气池混合液静置 30min 后沉淀污泥的体积分数，通常采用 1L 的量筒测定污泥沉降比。5）污泥体积指数（SVI）：指曝气池出口处的混合液经过 30min 静置沉淀后，每单位质量干污泥所形成的沉淀污泥体积，常用单位mL/g。SVI 更能准确地评价污泥凝聚性能及沉淀性能。3、活性污泥法的基本流程：包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分。1）曝气池：活性污泥工艺的核心，活性污泥与水中有机污染物充分混合接触，进而将其分解吸收的场所。2）曝
16、气装置：向曝气池提供氧气，满足微生物需求。3）二沉池：将活性污泥与处理完的水分离。4）回流污泥系统：回流部分活性污泥，保证曝气池有足够的微生物浓度。5）回流污泥泵要求大流量、低扬程，转速不能太快以免破坏絮体。剩余污泥排放：一般需要后续处理。活性污泥法基本流程图4、活性污泥法曝气池反应池的基本形式：推流式、完全混合式、封闭环流式及序批式四大类。5、推流式曝气池：多采用矩形廊道式曝气池，污水和回流污泥从池首进入，混合液以活塞流的流态逐渐向池尾部流动，从池末端出水堰流出，进入二沉池。根据断面上的水流情况，又可分为平移推流式和旋转推流式。6、完全混合曝气池：池型可以为圆形，也可以为方形或矩形。曝气设备可采用表面曝气机，置于池的表面中心，废水从池底进入，在曝气机的搅拌下和全池混合，水质均匀。不像推流曝气池那样上下段有明显的区别。7、延迟曝气法：延时曝气
