水污染控制工程课案.docx

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水污染控制工程课案

《水污染控制工程》重点

1、名词解释

1.生化需氧量（BOD）:

水中有机物污染物被好氧微生物分解时所需的氧量（mg/L），间接反映了水中可微生物降解的有机物量。

P3

2.化学需氧量（COD）：

用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂的量（mg/L）。

P3

3.好氧生物处理：

污水中有分子氧存在的条件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物，但主要是好氧细菌）降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法，包括活性污泥法和生物膜法。

P89

4.厌氧生物处理：

在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。

P90

5.污泥体积指数（SVI）：

曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干污泥形成的湿污泥的体积（mL/g）。

P108

6.活性污泥：

由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机质和无机物质组成的，有一定的活力，具有良好的污水净化功能的絮绒状污泥。

P107

7.高级氧化工艺：

采用两种或多种氧化剂联用发生协同效应，或者与催化剂联用，提高·OH的生成量和生成速率，加速反应过程，提高处理效率和出水水质的工艺。

P322

8.交换容量：

离子交换树脂最重要的性能，定量地表示树脂交换能力的大小，单位mol/kg（干树脂）或者mol/L（湿树脂），包括全交换容量和工作交换容量。

P342

9.膜析法:

利用天然或人工合成膜以外界能量或化学位差作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。

P356

10.反渗透法：

一种借助压力促使水分子反向渗透，以浓缩溶液和废水的方法。

P360

2、填空题

1.污水的类型：

生活污水、工业废水、初期污染雨水、城镇污水P1

2.污水污染指标：

物理性质、化学性质、生物性质P2

3.污水物理性质的污染指标：

温度、色度、嗅和味、固体物质等P2

4.污水排放标准：

浓度标准、总量控制标准、国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准P12

5.污水处理的方法:

物理处理法、化学及物理化学处理法、生物处理法P13

6.污水处理的程度：

一级处理、二级处理和三级处理P14

7.理想沉淀池的五个区域：

进口区、沉淀区、出口区、缓冲区和污泥区P34

8.稳定塘的分类:

好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘P258

9.污水土地处理系统的四种工艺类型：

慢速渗透系统、快速渗透系统、地表漫流系统、地下渗滤系统P272

10.影响混凝效果的主要因素：

水温、水质、水力条件P312

11.常用的吸附等温式：

亨利吸附等温式、朗缪尔（Langmuir）吸附等温式、弗罗因德利希（Lreundlich）吸附等温式、BET方程P331

12.离子交换的运行操作步骤：

交换、反洗、再生、清洗P344

13.膜析法的分类：

扩散渗析法、电渗析法、反渗析法、超滤法P356

14.两类常用的超临界流体：

超临界水、超临界CO2P364

15.污水回用系统的类型：

建筑中水系统、小区中水系统、城市污水回用系统P376

3、选择题（参考）

1.沉淀的类型：

自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀P30

2.沉淀法可用于：

污水处理系统的预处理（沉砂池）、污水的初级处理（初沉池）、生物处理后的固液分离（二沉池）、污泥处理阶段的污泥浓缩P30

3.造成活性丝状污泥膨胀的因素：

污水水质、运行条件、工艺方法P199

4.运行中针对膨胀类型和丝状菌特性，抑制措施：

1　控制曝气量，保持适量溶解氧；

2　调整pH；

3　如碳氮比失调，可适量加含氮化合物或含磷化合物；

4　投加一些化学药剂；

5　城镇污水经过沉砂池，越过初沉池，直接进入曝气池。

P201

5.（记不需要的）需要污泥回流的工艺：

推流式曝气池、完全混合曝气池、封闭环流式反应池（CLR）、阶段曝气工艺、高负荷曝气工艺、深井曝气工艺、纯氧曝气工艺、吸附再生工艺、克劳斯（Kraus）工艺、吸附--再生（AB）工艺、厌氧-好氧（A/O）工艺、AAO工艺、Phostrip除磷工艺、Bardenpho工艺、UCT工艺、氧化沟工艺

6.不需要污泥回流的工艺：

序批式反应池（SBR）工艺、循环活性污泥（CASS或CAST）工艺P123P122

7.混凝剂：

铝盐、铁盐（硫酸铝、明矾-硫酸铝和硫酸钾的复盐、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁）、高分子混凝剂（聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺）P310

8.混凝剂的作用：

压缩双电层作用、吸附架桥作用、网捕作用P309

9.污泥稳定的方法：

生物法——污泥的好氧生物的稳定、污泥的厌氧生物的稳定；化学法——石灰稳定法、氯稳定法、臭氧稳定法P405

4、简答题

1.沉淀的类型及特点P30

1　自由沉淀：

发生在水中悬浮固体浓度不高时的一种沉淀类型。

沉淀过程悬浮颗粒之间互不干扰，颗粒各自独立完成沉淀过程，颗粒的沉淀轨迹呈直线。

整个沉淀过程中，颗粒的物理性质如形状、大小及相对密度等不发生变化，砂粒在沉砂池中的沉淀就是。

2　絮凝沉淀：

悬浮物颗粒浓度不高，但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因聚集增大而加快沉降，沉淀的轨迹呈曲线。

颗粒的质量、形状和沉速在沉淀过程中是变化的，化学混凝沉淀及活性污泥在二沉池中间段的沉淀即是。

3　区域沉淀：

悬浮颗粒浓度较高，颗粒的沉降受到周围其他颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉。

与澄清水之间有清晰的泥水界面，沉淀显示为界面下沉，二沉池下部及污泥重力浓缩池开始阶段就存在区域沉淀。

4　压缩沉淀：

发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间相互接触，相互支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用表被挤出，使污泥得到浓缩。

二沉池污泥斗中的污泥浓缩过程以及污泥重力浓缩池中均存在压缩沉淀。

2.沉淀池的工作原理的四条假设P34

1　沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v;

2　悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u；

3　在沉淀池的进水区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；

4　颗粒一经下沉到缓冲区后，即认为已被去除。

3.沉淀池的类型及特点P46

1　平流式沉淀池：

池呈长方形，污水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。

2　竖流式沉淀池：

池多为圆形，亦有呈方形或多角形的，污水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池壁四周，故水的流向基本由下而上。

3　辐流式沉淀池:

多呈圆形，有时亦采用正方形。

池的进水一般在中心位置，出口在周围。

水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减少。

4.加压溶气气浮法有什么意义？

以及浮上法的三个基本条件？

P69P66

答：

加压溶气气浮法是目前常用的气浮处理方法，该法是使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和溶解的空气以细微气泡形式释放出来。

浮上法（气浮法）处理工艺必须满足的三个基本条件：

1　必须向水中提供足够量的细微气泡；

2　必须使废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黏附作用。

5.活性污泥法的基本流程中曝气池与沉淀池有什么联系？

起什么作用？

P109

答：

活性污泥法基本流程图如下，可以看出曝气池与沉淀池的关系

曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧气溶于污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。

曝气设备不仅传递氧气进入混合液，同时起搅拌作用而使混合液呈悬浮状态。

沉淀池中的污泥大部分回流至曝气池，称为污泥回流，目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。

6.三阶段厌氧消化过程的三个阶段P288

1　第一阶段为水解发酵阶段：

复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成简单的有机物（纤维素→糖类，蛋白质→氨基酸，脂类→脂肪酸和甘油），继而简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵个氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等

2　第二阶段为产氢产乙酸阶段：

产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢，并有CO2产生。

3　第三阶段为产甲烷阶段：

产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化成甲烷。

7.污水的物理处理、生物处理、化学处理及物理化学处理的原理、对象、常用的处理方法有何区别

名称

原理

对象

方法

物理处理

利用物理作用去除水中较粗大的悬浮颗粒物质

污水中的砂粒、小卵石、砾石、树枝、菜叶、碎布、垃圾等，大小在0.1或1mm以上

隔滤与分离（沉淀、浮上等），相应的处理设备有隔栅、筛网、微滤机、沉砂池、离心机和旋流分离器等

生物处理

利用微生物自身新陈代谢的生理功能，采取一定的人工技术措施，创造有利于微生物生长、繁殖的良好环境，加速其繁殖及新陈代谢生理功能，使污水中的有机物得以讲解、去除

污水中容易生物降解的有机溶解物质或胶体物质

好氧法（生物膜法、活性污泥法）、厌氧法

化学处理

利用化学反应的作用以去除水中的杂质

污水中无机的或有机的（难于生物降解的）溶解物质或胶体物质

化学混凝、中和法、化学沉淀法和氧化还原法

物理化学处理

利用物理化学原理和化工单元操作以去除水中的杂志

与化学处理相似，尤其适用于杂志浓度很高的污水（常用作物质的回收利用）或是杂质浓度很低的污水（通常用作污水的深度处理）

吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法

8.为什么微小粒径的悬浮固体和胶体，能在水中长期保持分散悬游状态，即使静置数十小时以上，也不会自然沉降？

P307P309

答：

这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有“稳定性”，混凝原理主要是以下三个方面的作用：

1　压缩双电层作用：

水中胶粒能维持稳定的分散悬游状态，主要是由于胶粒具有ξ电位。

水中加入电解质（混凝剂），可以消除或降低ξ电位，使得微粒碰撞聚结，失去稳定性。

2　吸附架桥作用：

三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后，经过水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构，可被胶体微粒所强烈吸附。

3　网捕作用：

三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。

这写沉淀物在自身沉淀过程中，能卷集、网捕水中的胶体等微粒，使胶体凝结。

9.画出城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程。

P395

1　储存：

来自一级处理的初沉污泥和二级处理的剩余污泥分别进入储泥池，以调节污水处理系统污泥的产生量和污泥处理系统处理能力之间的平衡。

2　浓缩：

污泥浓缩分为自然浓缩（重力浓缩和浮力浓缩）和机械浓缩，目的均为大幅度削减污泥体积，减少后续处理的水量负荷和污泥调理时的药剂投量。

3　稳定：

污泥稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和化学稳定，目的是减少污泥中的有机物含量和致病微生物的数量，降低污泥污泥利用的风险。

4　调理：

提高污泥的脱水性能（减少污泥的比阻）

5　脱水：

进一步降低污泥的含水率（干化作用相似）

10.污泥浓缩的作用P396

浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单元操作。

如，剩余活性污泥的含水率高达99%，若含水率减至98%，则相应的污泥体积降为原体积的一半，如果后续处理为厌氧消化，则消化池容积可大大缩小；如果是湿化氧化，不仅加热所需的热量可大大减小，而且提高了污泥自身的比热。

11.污泥的最终处置有哪些方式及其作用？

P421

1　污泥的综合利用：

a.用作肥料和改良土壤：

有机污泥中含有丰富的植物营养物质，消化污泥除钾含量较少外，氮、磷含量与厩肥差不多，活性污泥的氮、磷含量是厩肥的4-5倍，此外污泥还含有硫、铁、钙、钠等微量元素个丰富的有机质个腐殖质。

用有机物污泥施肥，既有较好的肥效，又能使土壤形成团粒结构，起到改良土壤的作用。

b.资源化利用：

从工业废水处理排除的泥渣中可以回收工业原料，无机污泥或泥渣可作为铺路、制砖、制作纤维板和水泥的原料。

2　填埋处置：

污泥填埋可以单独填埋与其他固体废物（如垃圾）一起填埋。

在进行污泥填埋处置时，需要对污泥进行无害化处理，而且填埋场地有要求，需要对场地进行改造，符合卫生填埋要求，达到国家标准规定的防渗要求，防止污染地下水。

5、计算题

1.污泥沉降比P108

2.污泥体积指数P108

3.回流比P196

4.回流污泥浓度P196