完整word版水污染控制工程下期末复习重点doc.docx

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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（50～100mm）、中格栅（10～40）、

细格栅（1.5～10mm）。

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：

①污水在池内的最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s;

②最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s,一般为30~60s;

③有效水深应不大于1.2m,一般采用0.25~1.0m,池宽不小于0.6m；

④池底坡度一般为0.01~0.02,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：

①沉砂中含有机物的量低于5%；

②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：

①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60~90cm处设置曝气装置；

②在池底设置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保证砂粒滑

入砂槽。

③为了使曝气能起到池内回流作用，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：

①水平流速一般取0.08~0.12m/s；②污水在池内的停留时间为4~6min；当雨天最大流量时为1~3min。

如作为预曝气，停留时间为10~30min；

③池的有效水深为2~3m，池宽与池深比为1~1.5，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；

④曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm，距池底约为0.6~0.9m，并应有调节阀门；

⑤每立方污水所需曝气量宜为0.1～0.2m3（空气），或每立方池表面

3

积曝气量3～5m/h。

⑥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：

①按水流方向分为平流式、竖流式和辐流式三种沉淀池。

②按工艺布置不同分为初沉池和二沉池。

●辐流式沉淀池结构：

①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20～100米，池中心水深不大于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。

②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：

①在沉淀区增设斜板（管）；②

对污水进行曝气搅动；③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。

由此可知，浮上法处理工艺必须满足下述基本条件：

①必须向水中提供足够量的细微气泡；②必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；

③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BOD5≥2000mg/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40年代末到50年代初在美国流行。

特点

是曝气时间很长，MLSS较高（可达3000-6000mg/L），活性污泥在时

间和空间上部分出于内源呼吸状态，产生污泥少而稳定，从而减少需

要处置的污泥量，同时长时间曝气可以提高工程的稳定性。

代价是反

应器体积较大。

主要有氧化沟和完全混合式曝气沉淀池两种曝气池结

构。

8、序批式活性污泥法（SBR法）：

1）序批间歇式的含义：

①、运行操作在空间上是按序列、间歇运行

的。

②、每个SBR反应器运行时间上也是按次序排列间歇运行的。

2）工艺性能特点：

●流程简单，造价低。

●耐冲积负荷，在一般情况下不需设调节池；

●自动化程度高，易于维护管理。

●运行操作灵活，可达到脱氮除磷的效果；

●污泥沉降性能好；

●反应推动力大，出水水质好。

9、氧化沟（OxidationDictch）：

延时曝气的一种特殊形式。

又称连

续环式反应池。

●特征为：

（a）呈环状沟渠，平面多为椭圆形或圆形。

总长为几十米至百米以上；

（b）沟深取决于曝气装置，一般为2—6m；

（c）流态特性介于完全混合和推流之间。

●特点：

（a）对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；

（b）污泥龄一般可达15—30d；

（c）污泥产率低．且多已达到稳定的程度，不需再进行消化处理。

10、膜生物反应器（MBR）：

是用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离

的污水处理装置，为膜分离技术与活性污泥法的有机结合。

11、曝气设备：

主要分为鼓风曝气和机械曝气两大类。

1）鼓风曝气：

系统是进风空气过滤器、鼓风机、空气输配管系统和

浸没于混合液下的扩散器组成。

2）机械曝气（了解）：

一般机械曝气包括表面曝气和淹没叶轮曝气。

表面曝气用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的。

表面曝气机分竖式和卧式两种。

P课本137

12、A2/O工艺：

在一个处理过程中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，

能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解，其工艺流程图如下：

13、生物脱氮除磷系统的影响因素：

（了解）

1）环境因素：

如温度、pH、DO；

2）工艺因素：

如污泥泥龄、各反应区的水力停留时间、二沉池的

沉淀效果；

3）污水成分：

如污水中易降解的有机物浓度、BOD5与N、P的比值等。

14、二次沉淀池（简称二沉池）：

是整个活性污泥法系统中非常重要的组成部分。

整个系统分处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求，它的工作效果将直接影响系统的出水水质和回流污泥浓度。

15、污泥浓缩：

采用重力或气浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的过

程。

16、沉淀池表面积计算公式

A

2

式中A—澄清区表面积，m；

Q

q

3

Q—污水设计流量，用最大时流量。

m/h；

32

q—表面水力负荷，m/（m﹒h）或m/h。

17、污泥回流比：

曝气池中回流污泥的流量与进水流量的比值。

一般用百分数表示，符号为R。

污泥量回流量的大小一般为20%~50%，有

时也高达150%，其直接影响曝气池污泥的浓度和二次沉淀池的沉降状况。

课后习题：

4．解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。

答：

1）污泥泥龄为在处理系统中微生物的平均停留时间。

2）作用：

污泥泥龄是活性污泥处理系统设计、运行的重要参数，在

理论上也有重要意义。

以污泥泥龄作为生物处理的控制参数，其重要

性是明显的，因为通过控制污泥泥龄，可以控制微生物的比增长速率

及系统中微生物的生理状态。

第十三章生物膜法

1、生物膜法的定义：

污水和生物膜接触后，污染物被微生物吸收转化，污水得到净化的污水处理方法。

生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式，其共同的特点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。

2生物膜法的净化过程：

生物膜法去除污水中污染物是一个吸附、稳定的复杂过程，包括污染物在液相中的紊流扩散、污染物在膜中的扩散传递、氧向生物膜内部的扩散和吸附、有机物的氧化分解和微生物的新陈代谢等过程。

3、生物膜法污水处理特征：

与传统活性污泥法相比，生物膜法处理

污水技术因为操作方便、剩余污泥少、抗冲击负荷等特点，适合于中

小型污水处理厂。

1）微生物方面的特征：

①微生物种类丰富，生物的食物链长；②存活世代时间长的微生物，有利于不同功能的优势菌群分段运行。

2）处理工艺方面的特征：

①对水质、水量变动有较强的适应性；②

适合低浓度污水的处理；③剩余污泥产量少；④运行管理方便。

缺点：

①滤料增加了工程建设的投资；②生物膜法工艺设计和运行不当可能发生滤料破损、堵塞等现象。

4、生物滤池的概述：

生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。

早期的普通生物滤池水力负荷和有机负荷都很低，虽然净化效果好，但占地面积大，易于堵塞。

后来开发出采用处理水回流，水力负荷和有机负荷都较高的高负荷生物滤池；以及污水、生物膜和空气三者充分接触，水流紊动剧烈，通风条件改善的塔式生物滤池。

近年来发展起来的曝气生物滤池已成为一种独立的生物膜法污水处理工艺。

5、生物滤池法的基本流程：

有初沉池、生物滤池、二沉池组成。

6、生物滤池流程分选择

在确定流程时，通常需要解决的问题是：

①是否设初沉池；②采

用几级滤池；③是否采用回流，回流方式和回流比分确定。

废水含悬浮物较多时，采用拳状滤料时，需有初沉池，以避免生

物滤池阻塞。

处理城市污水时，一般都设初沉池。

考虑用二沉池出水回流的情况：

①入流有机物浓度较高，可能引起供氧不足时，有研究提出生物滤

池的入流bCOD应小于400mg/L；

②水量很小，无法维持最小经验值以下的水力负荷时；

③污水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长的情况。

7、生物滤池的运行：

P课本219-220

8、生物流化床的概念：

是指为提高生物膜法的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。

9、生物流化床的优缺点：

1）主要优点：

①容积负荷高，抗冲击负荷能力强；②微生物活性高；

③传质效果好。

2）主要缺点：

设备的磨损较固定床严重，载体颗粒在湍流过程中会

被磨损变小。

此外，设计时还存在着生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、进水配水系统的选择和生物颗粒流失等。

课后习题：

8、影响生物滤池的处理效率的因素有哪些？

它们是如何影响处理效果的？

答：

●滤池高度：

随着滤床深度增加,微生物从低级趋向高级，种类逐渐增多,生物膜量从多到少。

各层生物膜的微生物不相同,处理污水的功能和速率也随之不同。

●负荷率：

在低负荷条件下，随着滤率的提高，污水中有机物的传

质速率加快，生物膜量增多，滤床特别是它的表面很容易堵塞。

在高

负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤床中停留的时间缩短，

出水水质将相应下降。

●回流：

（1）回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池负荷率由

低变高的方法之一;

（2）提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭;

（3）当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有害物质时，回流可

改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；（4）进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。

●供氧：

微生物的好氧性，厌氧性，兼氧性使微生物有不同的氧需求，氧气量就制约了微生物的活性，进而影响了微生物分解有机物反应速率，进而影响了处理效果。

第十四章稳定塘和污水的土地处理

1、好氧塘

1）概念：

好氧塘是一类在有氧状态下净化污水的稳定塘，它完全

依靠藻类光合作用和塘表面风力搅动自然复氧供氧。

2）净化机理：

塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。

有阳光

照射时，塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，同时，由于风力的搅

动，塘表面的好氧型异氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解

有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物CO2则是

藻类光合作用的碳源。

塘内菌藻生化反应可用下式（A）和（B）表示：

●细菌的降解作用

有机物＋O2＋H+→CO2＋H2O＋NH4+＋C5H7O2N（A）

●藻类的光合作用

106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→C106H263O110N16P＋

138O2（B）

上述生化反应表明，好氧塘内有机污染