環(huán)境工程學(xué)(整理知識(shí)點(diǎn))
一、水質(zhì)指標(biāo)
水質(zhì):水的品質(zhì),指水與其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。
水質(zhì)指標(biāo)的種類:物理性指標(biāo),化學(xué)性指標(biāo),生物學(xué)指標(biāo)
固體、堿度、硬度、COD、BOD、TOC、TOD
固體:在一定溫度下(103~105℃),將一定體積的水樣蒸發(fā)至干時(shí),所殘余的固體物質(zhì)的總量
BOD:表示水中有機(jī)物在有氧條件下經(jīng)好氧微生物氧化分解所需氧量。用單位體積污水所耗氧量表示(mg/L)
二、水中的雜質(zhì):
按顆粒大小分為:粗大顆粒物質(zhì)、懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì)
三、污水的類型:生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水
四、沉淀的類型
四種類型:自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀、壓縮沉淀
五、淺層理論及其斜板沉淀池
淺層理論:水深為H的沉淀池分隔為n個(gè)水深為H/n的沉淀池,則當(dāng)沉淀區(qū)長(zhǎng)度為原來長(zhǎng)度的1/n時(shí),就可以處理與原來的沉淀池相同的水量,并達(dá)到完全相同的處理效果。沉淀池越淺,就越能縮短沉淀時(shí)間
斜板沉淀池:在工程實(shí)際應(yīng)用中,采用分層沉淀池,排泥十分困難,所以一般將分層的隔板傾斜一個(gè)角度,以便能自行排泥,這種形式即為斜板沉淀池。
六、混凝
1、 膠體雙電層結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性原因
(1)膠體結(jié)構(gòu):膠體結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,是由膠核、吸附層及擴(kuò)散層三部分組成。
(2)膠體顆粒在污水中之所以具有穩(wěn)定性,其原因有三:
首先,污水中的細(xì)小懸浮顆粒和膠體顆粒質(zhì)量很輕,在污水中受水分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞而作無規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng);
同時(shí),膠體顆粒本身帶電,同類膠體顆粒帶有同性電荷,彼此之間存在靜電排斥力,從而不能相互靠近結(jié)成較大顆粒而下沉;
另外,許多水分子被吸引在膠體顆粒周圍形成水化膜,阻止膠體與帶相反電荷的離子中和,妨礙顆粒之間接觸并凝聚下沉。
2、 混凝的機(jī)理
污水中投入某些混凝劑后,膠體因電動(dòng)電位ζ降低或消除而脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的顆粒便相互聚集為較大顆粒而下沉,此過程稱為凝聚,此類混凝劑稱為凝聚劑。
但有些混凝劑可使未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也形成大的絮狀物而下沉,這種現(xiàn)象稱為絮凝,此類混凝劑稱為絮凝劑。
按機(jī)理不同,混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕四種。
3、 攪拌的作用
促使混合階段所形成的細(xì)小礬花在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體(可見的礬花),以使其在后續(xù)的沉淀池內(nèi)下沉。
七、離子交換
(1)實(shí)質(zhì):不溶性的離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中其他同性離子間的交換反應(yīng),是一種可逆的化學(xué)吸附過程,又稱離子交換吸附。
(2) 結(jié)構(gòu):樹脂本體、活性基團(tuán)(由固定離子和活動(dòng)離子組成)
(3) 離子交換過程的主要特點(diǎn)在于:它主要吸附水中的離子,并與水中的離子進(jìn)行等量交換
(4)物理性能指標(biāo):外觀、粒度、密度、含水率、溶脹性、機(jī)械強(qiáng)度、 耐熱性
化學(xué)性能指標(biāo):交聯(lián)度、酸堿性、離子交換選擇性、交換容量
(5)交換容量:離子交換樹脂交換能力的大小以交換容量來衡量。
(6)工作離子交換容量:又稱實(shí)用離子交換容量,是指離子交換裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)(出水水質(zhì)等符合要求)期間,交換樹脂總體達(dá)到的交換容量。
(7)總離子交換容量:又稱全離子交換容量,是指離子交換樹脂內(nèi)全部可交換的活性基團(tuán)的數(shù)量。
(8)離子交換的運(yùn)行操作方式:交換→反洗→再生→清洗
(9)離子交換裝置的類型:固定床和連續(xù)床
八、活性污泥法定義:
一種依靠在曝氣池內(nèi)呈懸浮、流動(dòng)狀態(tài)的微生物群體的凝聚、吸附、氧化分解等作用來去除污水中有機(jī)物的方法。
基本流程:曝氣池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)
九、活性污泥法凈化機(jī)理:
(1)吸附階段:污水和活性污泥接觸后的很短時(shí)間內(nèi),水中有機(jī)物迅速降低,這主要是吸附作用引起的。
(2)氧化階段:在有氧的條件下,微生物將一部分吸附階段吸附的有機(jī)物氧化分解獲取能量,另一部分則合成新的細(xì)胞。
(3)絮凝體形成與凝聚沉降階段:氧化階段合成的菌體有機(jī)體絮凝形成絮凝體,通過重力沉淀從水中分離出來,使水得到凈化。
十、活性污泥法的評(píng)價(jià)指標(biāo):MLSS、MLVSS、SV、SVI、污泥齡
(1)MLSS(混合液懸浮固體):污水與和活性污泥混合后的混合液中懸浮固體數(shù)
(2)MLVSS(混合液揮發(fā)性懸浮固體):混合液懸浮固體中有機(jī)物的數(shù)量。MLVSS能較好地表示活性污泥微生物的數(shù)量
MLVSS(MLSS)在0.7左右,﹤0.5時(shí),活性污泥處于老化階段,﹥0.8時(shí),處于松散狀態(tài)
(3)SV(污泥沉降比):混合液在100ml量筒中靜置30min,沉淀污泥占混合液的體積分?jǐn)?shù),一般在15%~30%
(4)SVI(污泥指數(shù)):SVI=污泥干重(g)(混合液沉淀30min后污泥容積(ml))
SVI在50~150左右,過低,缺乏活性和吸附能力;過高,污泥難以沉淀分離
(5)污泥齡:是指曝氣池中工作的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量的比值。它表示新增長(zhǎng)的污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間。
十一、生物膜
(1)定義
以附著在惰性載體表面生長(zhǎng)的,以微生物為主,包含微生物及其產(chǎn)生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的無機(jī)及有機(jī)物等組成,并具有較強(qiáng)的吸附和生物降解性能的結(jié)構(gòu)。
(2)生物膜結(jié)構(gòu)
從外面到里面的順序?yàn)槲鬯?、流?dòng)水層、附著水層、生物膜(分為好氧層和厭氧層)、濾料
(3)凈化機(jī)理
a.生物膜表面積大,能大量吸附水中有機(jī)物
b.有機(jī)物降解是在生物膜表層0.1-2mm的好氧生物膜內(nèi)進(jìn)行
c.多種物質(zhì)的傳遞過程
十二、水處理方法
(1)吸附-生物降解工藝(AB法)
分為預(yù)處理段、A級(jí)和B級(jí)三段,無初沉池
A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行,B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行,A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短,30~60min,B級(jí)停留時(shí)間2~4h。
該系統(tǒng)不設(shè)初沉池,A級(jí)曝氣池是一個(gè)開放性的生物系統(tǒng)。A、B兩級(jí)各自有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng),兩級(jí)的污泥互不相混。
(2)序批式活性污泥法(SBR法)
SBR工藝的基本運(yùn)行模式由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機(jī)五個(gè)基本過程組成,從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期,在每個(gè)周期里上述過程都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行的。
(3)氧化溝
氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式,它的池體狹長(zhǎng),池深較淺,在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng),推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng),具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用,溝中混合液流速約為0.3~0.6m/s,使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。5 ~15min完成一次循環(huán)。
(4)膜生物反應(yīng)器
將生物反應(yīng)器與膜過濾相結(jié)合,在生物反應(yīng)器中,膜直接與污泥混合液接觸,并進(jìn)行過濾,降解或去除污水中污染物質(zhì)的生化反應(yīng)過程
(5)曝氣生物濾池(BAF)
工作原理:
濾料層實(shí)現(xiàn)污染物降解以及二沉池的功能;
運(yùn)行時(shí),懸浮物和脫落的生物膜被濾料層截留,水頭損失增加,需要對(duì)濾料進(jìn)行
反沖洗,反沖洗后的水進(jìn)入初沉池。
工藝流程:過濾、生物吸附與生物氧化作用凈化污水,濾料表面為好氧環(huán)境,內(nèi)部為缺氧、厭氧的微環(huán)境,使得硝化、反硝化作用同時(shí)進(jìn)行。

編輯
(6)生物流化床
定義:借助流體(液體、氣體)使表面生長(zhǎng)著微生物的固體顆粒(生物顆粒)呈流態(tài)化,同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物降解的生物膜法處理技術(shù)。
原理:載體顆粒的流化,是由于上升的水流(或水流與氣流)所造成的。
三種狀態(tài):固定狀態(tài)、流化狀態(tài)、輸送狀態(tài)
(7)厭氧生物處理
三段式機(jī)理:
第一階段——水解階段:碳水化合物(脂肪、蛋白質(zhì))在水解發(fā)酵菌作用下轉(zhuǎn)化為糖類、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳
第二階段——產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段:脂肪酸在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌作用下轉(zhuǎn)化成H2、CO2、乙酸
第三階段——產(chǎn)甲烷階段:4H2+CO2→CH4+2H2O ? ? ? ? ? 2CH3COOH→2CH4+2CO
(8)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器UASB
污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒有載體,是一種懸浮生長(zhǎng)型的消化器。
由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和氣室三部分組成。
(9)兩相厭氧法
兩相厭氧消化法是一種由上述厭氧反應(yīng)器組合的工藝系統(tǒng)。厭氧消化反應(yīng)分別在兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)器中進(jìn)行,每一反應(yīng)器完成一個(gè)階段的反應(yīng)
十三、生物脫氮機(jī)理:
氨化階段:在氨化細(xì)菌的作用下,有機(jī)氮化合物分解轉(zhuǎn)化為氨氮
硝化階段:硝化過程可以分成兩個(gè)階段。第一階段是由亞硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,第二階段由硝化菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽
反硝化階段:反硝化反應(yīng)是在缺氧狀態(tài)下,反硝化菌將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮的過程
十四、新型生物脫氮工藝:
短程硝化反硝化:由于亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)特性的差異,可通過控制運(yùn)行條件,氨氮的氧化過程控制到NO2-階段,不氧化到NO3-,然后再通過反硝化作用直接將NO2-還原到N2
同步硝化反硝化
厭氧氨氧化
十五、生物除磷機(jī)理
厭氧釋磷,好氧吸磷
十六、 A2/O工藝:流程、單元作用、存在問題、解決方法;
流程:
單元作用:厭氧段:厭氧釋磷
缺氧段:反硝化
好氧段:好氧吸磷,硝化
沉淀池:污泥回流
存在問題:
(1)污泥回流中的硝酸鹽和DO會(huì)被破壞
(2)厭氧釋磷、缺氧反硝化都需要碳源,碳源不足導(dǎo)致脫氮低
(3)聚磷菌(除磷)、硝化菌和反硝化菌(脫氮)、產(chǎn)硝菌共同生活在一起,聚磷菌污泥齡短,硝化菌污泥齡長(zhǎng),導(dǎo)致不能同時(shí)滿足。
解決方法:倒置A2/O 工藝:厭氧段和缺氧段倒置,水分兩部分,分別進(jìn)去缺氧池和厭氧池
十七、反硝化除磷:原理、工藝
原理:(1)反硝化除磷的厭氧釋磷機(jī)理與硝化除磷相同
(2)反硝化除磷在缺氧條件下以硝酸鹽代替氧作為電子受體進(jìn)行聚磷,同時(shí)將硝酸鹽還原成N2或氮化物。
工藝:A2N-SBR反硝化除磷系統(tǒng)是目前比較流行的雙污泥工藝
A2-SBR:在厭氧/缺氧環(huán)境,富集反硝化聚磷菌,用于反硝化脫氮和除磷
N-SBR:在曝氣條件下運(yùn)行,富集硝化菌,用于氨氮的氧化。其DO和SRT可以控制在較高的水平,有利于NOB生長(zhǎng)
十八、城市污水主要污染物有哪些?

編輯
城市污水處理流程:污泥→濃縮→消化→預(yù)處理→脫水→干燥焚燒→最終處置
十九、污水生態(tài)處理技術(shù)
人工濕地
(1)組成:由水體、基質(zhì)、植物和微生物等部分構(gòu)成的
(2)原理:污水流經(jīng)人工濕地系統(tǒng),首先,基質(zhì)對(duì)其進(jìn)行吸附、離子交換、沉淀、過濾截留污水 中不溶性污染物,然后,附著在基質(zhì)和水生植物表面的微生物再進(jìn)一步對(duì)其分解代謝;同時(shí),通過根區(qū)硝化、反硝化作用及植物的吸收同化作用將可溶性污染物去除。
(3)類型:表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地三種類型。
廢水土地處理技術(shù)
(1)土地處理:利用土壤的物理、化學(xué)與生物化學(xué)作用,將污水中污染物去除,使之轉(zhuǎn)化為新的水資源,達(dá)到重新回收、利用
(2)機(jī)理:
土壤作用:有機(jī)物的去除;氮磷化合物的去除;陽離子與重金屬離子的去除
植物的作用:農(nóng)作物吸收大量的氮磷化合物與有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物,使污水得到凈化;通過根系吸取一定量的污水,并通過根系作用,增加土壤的透氣性能,根系又可作為土壤中微生物的介質(zhì)
氧化塘
機(jī)理:污水在塘內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間緩慢流動(dòng)和停留,通過微生物的代謝活動(dòng),是有機(jī)物降解,污水得到凈化
計(jì)算題
課本
P20 懸浮固體 例1-1
P25 堿度 例1-3
P27 硬度 例1-4
P32 BOD5 例1-5
P76 課后題 1-8,1-15,1-23,1-26
P156 交換容量 例2-7
P165
P299 例3-4
簡(jiǎn)答題
一、 第十二章噪聲、電磁、放射性、光污染的防治措施
二、
三、
論述題
固廢方面