环境工程期末复习1.doc

第一章1、水中杂质按颗粒大小可分为溶解物质、悬浮物质、胶体物质。2、水质指标可以分为物理的、化学的和生物学的三大类： 物理性水质指标： 化学性水质指标：一般化学性水质指标：PH、碱度、硬度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物有毒化学性水质指标：各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药氧平衡指标：溶解氧（DO）、COD、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD） 生物学水质指标：3、水质：水与其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。 水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。4、 水中固体按其溶解性可分为 溶解固体（DS)和悬浮固体(SS)。 5、水体净化：经过一系列的物理、化学和生物变化污染物质被分散、分离或分解，最后，水体基本上或完全地恢复到原来状态，这个自然净化的过程称为水体净化。6、水环境容量：一定水体在规定环境目标下所能容纳的污染物质的最大负荷量称为水环境容量。7、当地表水作为饮用水水源时，最常用的处理工艺流程包括：混凝、沉淀、过滤和消毒。8、解决废水处理的主要原则：改革生产工艺，大力推进清洁生产，减少废物排放量。重复利用废水回收有用物质对废水进行妥善处理选择处理工艺与方法时，必须经济合理，并尽量采用先进技术。9、废水处理方法分类：按原理分：物理法、化学法、生物法、（物理化学法）按处理程度分：一级处理（机械处理）去除废水中较大颗粒悬浮物质。二级处理（生物处理或生物化学处理）去除呈溶解和胶体状态的有机物质。三级处理（深度处理）进一步去除废水中的营养物质、生物难降解的有机物和溶解盐类。10、根据水中之间离子的不同，碱度可分为重碳酸盐碱度、碳酸盐碱度、氢氧化物碱度。通常通过总碱度和酚酞碱度的测定值来计算求的三种碱度的值。第二章1、 粗大颗粒的去除多借助物理处理法，如筛滤截留、重力沉降、离心分离等。2、沉淀池的类型：按使用功能分，初次沉淀池和二次沉淀池 按水流方向分，平流式、竖流式、辐流式、（斜板斜管式） 按运行方式，间歇式、连续式 3、悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可将沉淀分为四种基本类型：（P76）自由沉降：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。 絮凝沉降：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。 拥挤沉降（成层沉降）：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。 压缩沉降：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。4、凝聚和絮凝两个步骤统称为混凝，胶体脱稳的机理可归结为以下四种：压缩双电层、吸附电中和作用、吸附架桥作用、网捕作用（沉淀网捕作用）。5、最常用的混凝剂是铝盐和铁盐，最常用的有机高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺（PAM）。6、气浮法：是利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附水中的悬浮颗粒，使其随气泡浮升到水面而加以分离去除的一种水处理方法。7、影响水中悬浮物黏附于气泡上的因素：实现气浮分离过程的必要条件是污染物粘附在气泡上。这与气、液、固三相介质间的相互作用有关。根据热力学的概念，气泡和颗粒的附着过程是向使体系界面能减少的方向自发地进行的。0，该物质不能气浮；90，该物质附着不牢，易分离；180，该物质易被气浮。其中：为气、颗粒与水的接触角。8、去除水中溶解物质的方法主要有软化除盐、离子交换、吸附和膜分离等。9、离子交换法原理：不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中的其他同性离子之间的交换。10、离子交换的运行操作过程：交换、反洗、再生、清洗四个步骤。 （1）交换：离子交换剂上的可交换离子与溶液中其他同性离子间的交换反应。主要与树脂性能、树脂层高度、水流速度、原水浓度以及再生程度有关。 （2）反洗：目的在于松动树脂层，以便再生时再生液分布均匀，同时还及时清除积存的杂质、碎粒和气泡。 （3）再生：交换反应的逆过程，用较高浓度的再生液恢复树脂的交换能力。 （4）清洗：将树脂层中残余的再生废液清洗掉，直至符合出水水质要求。11、离子交换工艺在给水处理中主要用于水质的软化与除盐。（1）软化 一般采用钠型阳离子交换柱固定型单床，原水通过交换柱后，水中钙离子、镁离子被交换除去，转化为钠离子，使水得到软化。（2）除盐 需用H+型阳离子交换柱与OH-型阳离子交换柱串联工艺。当原水通过阳离子交换柱时，各金属离子M+被H+交换去除，其出水显酸性，在通过阴离子交换柱时，水中各类酸根A-被OH-交换去除，出水得到除盐处理。 12、吸附：在相界面上物质的浓度自动发生累积或浓集的现象。产生的原因:降低表面能。物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可吸附多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附解吸是可逆过程，在低温下就能吸附。 化学吸附：由化学键力引起的吸附，吸附形成单分子吸附层，并具有选择性，同时是不可逆的，在高温下才能吸附。 13、吸附等温线：在一定的温度条下，当吸附达到平衡时，吸附质在溶液的浓度与颗粒物表面上的吸附量之间的关系。 14、吸附量：吸附平衡时单位质量吸附剂上所吸附的吸附质的质量。15、膜分离法：是用一种特殊的半透膜将溶液隔开，使一侧溶液中的某种溶质透过膜或者溶剂渗透出来，从而达到分离溶质的目的。16、在水中溶解物质采用膜分离技术时，扩散渗析的推动力为浓度差，电渗析的推动力为电位差，反渗析的推动力为压力差。17、微滤、超滤和纳滤等依靠压力和膜进行工作，微滤技术适合于去除胶体、悬浮固体和细菌，现多用于取代深床过滤，降低出水浊度，强化水的消毒，有时也作反渗透的预处理。超滤能去除相对分子量大于1000100000的物质，如胶体、蛋白质、颜料、油类、微生物等。纳滤又称低级反渗透，可分离相对分子量大于200400的物质，如硬度离子、色素等，有些较大分子的有机物也可被除去。（推动力为压力差）17、常用水消毒的方法：液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、紫外线。18、过滤机理：阻力截留、重力沉降、接触絮凝。池型优点缺点适用条件平流式沉淀效果好，对冲击负荷、温度变化适应能力好，施工简单，造价低配水不易均匀，操作量大，管理复杂，浸于水中的机件易腐蚀大、中、小型水处理厂竖流式排泥方便，管理简单，占地面积小施工困难，造价高，对冲击负荷、温度变化适应能力差小型水处理厂辐流式排泥运行较好，管理简单，排泥设备稳定水流不已均匀，沉淀效果差，排泥设备复杂，对施工质量要求高大中型水处理厂斜板斜管式生产能力高，占地面积小，悬浮物去除率高易产生泛泥现象，耐冲击负荷能力差，对施工质量要求高，易滋长藻类给水处理厂，特殊工业废水处理厂19、 各种沉淀池比较20、废水的可生化性可通过BOD5与COD的比值来判断，一般认为，BOD5/COD0.3，说明废水的可生化性稳定，不利于利用。第三章1、 净化污水的微生物主要是细菌、真菌、藻类、原生动物和一些小型的后生动物等。2、 活性污泥：由微生物群体及其吸附、黏附的有机物、无机物质所组成的具有生物活性的絮凝体。主要成分为菌胶团。3、 活性污泥法：是以悬浮在水中的活性污泥为主体，在有利于微生物生长的环境条件下和污水充分接触，使污水净化的一种方法。4、 活性污泥法的净化过程：吸附阶段、氧化阶段、絮凝体形成与凝聚沉降阶段。5、 影响活性污泥增长的因素：溶解氧：DO=2mg/l左右为宜营养物：BOD5：N:P=100:5:1pH和温度：pH=6.59，温度以2030为宜。6、 活性污泥由细菌、真菌、原生动物和少量后生动物等多种微生物群体组成的小生态系统。7、 污泥容积指数SVI：是指曝气池出口处混合液静止30 min沉淀后，1g干污所占的容积，以mL计，简称污泥指数。 SVI能较好的反映出活性污泥的松散程度（活性）和絮凝、沉降性能。对于一般城市污水，SVI在50150左右。8、 污泥沉降比（SV）：指曝气池混合液在100ml量筒中静置沉淀30min后，沉淀污泥占混合液的体积分数(%)。9、 污泥龄（c）：指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值，单位是天(d)，又称为细胞（生物固体）平均停留时间。10、 常用的曝气池型式：推流式曝气池、完全混合式曝气池、循环混合曝气池（氧化沟）。11、活性污泥法原理：向生活污水中不断注入空气，维持水中有足够的溶解氧，经过一段时间后，污水中生成一种絮凝体-活性污泥。活性污泥是由大量繁殖的微生物构成的，易于沉淀分离，使污水得到澄清。 微生物和有机物构成活性污泥的主要部分，约占全部活性污泥的70以上。活性污泥的含水率一般在9899左右，具有很强的吸附和降解有机物的能力，可以达到处理和净化污水的目的。12、活性污泥的运行方式及优缺点：（1）普通活性污泥法（传统活性污泥法）：普通活性污泥法对有机物（BOD5）和悬浮物去除率高，可达到85%95%，因此特别适用于处理要求高而水质比较稳定的废水。主要缺点是：抗冲击负能力差氧的利用率低曝气时间长，容积利用率低（2）阶段曝气（逐步曝气法）：分段进水均匀供氧出流污泥浓度低，利于二沉池的运行。该法特别适用于大型曝气池及高浓度废水。（3）完全混合法，特点：一是能够较好的承受冲击负荷；二是池内各点有机物浓度（F）均匀一致，微生物群性质和数量（M）基本相同。由于微生物生长所处阶段主要取决于F/M，所以完全混合法有可能把整个池子的工作情况控制在良好的的同一条件进行，微生物活性能够充分发挥。（4）生物吸附法（接触稳定法或吸附再生法）：生物吸附法采用推流式流型。由于吸附时间短，吸附池容积小，建筑费用低。其缺点是处理效果稍差，不适合处理含溶解性有机物较多的废水，适用于处理悬浮态、胶体含量高的废水。（5）纯氧曝气法（6）深水曝气法和深井曝气法（7）浅层曝气法（8）氧化沟OD(9)序批式活性污泥法SBR（10）膜生物反应器MBR13、完全混合发分为：加速曝气法和延时曝气法。加速曝气法：是利用处于对数增长阶段的微生物处理废水的方法。 优点：分解有机物快，曝气池处理能力强。 缺点：微生物活性强，凝聚性能差，易污泥膨胀，处理效率低。延时曝气法：微生物生长在内源代谢阶段。 优点：出水水质好，省去污泥外排设施，管理方便，处理效果稳定。 缺点：池容积大，曝气时间长，基建费和动力费高。该法适应于要求高又不便于进行污泥处理的中小城镇或工业废水处理。14、污泥负荷：曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受或去除的有机质的数量。15、悬浮固体颗粒（MLSS）,挥发性悬浮固体（MLVSS）.16、 SBR工艺（序批式活性污泥法又称为间歇式活性污泥法)有五个阶段：进水、反应、沉淀、水出和待机。17、生物膜的构造及其对有机物的降解机理P236机理：生物膜是高度亲水的物质，其外侧总是存在着一层附着水层。空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜，供微生物呼吸；污水中有机污染物由流动水层传递给附着水层，后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解。使污水在其流动过程中逐步得到净化微生物的代谢产物通过附着水层进入流动水层，并随其排走，气体产物从水层逸出进入空气中。当厌氧层逐渐加厚，达到一定的程度时，靠近载体表面出的微生物得不到营养物质，进入内源呼吸期，附着载体能力减弱，生物膜在外部水剪切力作用下脱落，脱落后又开始生长新的生物膜。18、生物转盘处理废水的基本原理生物转盘运转时，污水在反应槽中顺盘片间隙流动，盘片在转轴带动下缓慢转动，污水中的有机污染物为转盘上的生物膜所吸附，当这部风盘片转离水面时，盘片表面形成一层污水薄膜，空气中的氧不断溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有机污染物。19、 厌氧生物处理适用于污泥稳定的处理也适用于高浓度和中等浓度有机废水处理。20、 厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的一种生物处理法。有机物的厌氧分解过程在微生物学上分为酸性消化（发酵）阶段和碱性消化（发酵）阶段。（P248图）21、 影响厌氧处理的主要因素：温度酸碱度负荷（常以投配率表示）碳氮比（C：N在（20-30）：1之间）有毒物质（挥发性脂肪酸VAF）22、 投配率：指每日加入消化池的新鲜污泥体积或高浓度污水容积与消化池容积的比率。23、 升流式厌氧污泥床法（UASB)反应器成功的关键是形成沉降性能良好的高活性的颗粒污泥床。24、 两相厌氧处理系统：根据消化机理设计.特点：两相厌氧处理系统使酸性消化阶段和碱性消化阶段分别再两个反应器中完成，保证产酸菌和产甲烷菌都处于最佳生长状态，第一相为酸性消化阶段，需要加热搅拌，投配率为100%，停留时间为一天，第二相为碱性消化阶段，投配率为15%17%，停留时间为66.5天。优点：大大提高有机物分解速率和程度，提高消化气中甲烷浓度，减小设备容积，缩短反应时间。25、SBR的基本操作过程与普通活性污泥法的异同 同：机理相同 异：操作方法：SBR同一反应器中不同时间段完成不同的操作，后者是在同一时间在不同设备中完成不同的操作。26、土地处理：利用土壤的物理、化学与生物化学作用，将污水中的污染物去除，使之转化为新的水资源，达到重新回收、利用的一种新的污水处理方法。27、采用静态培养法培养细菌大多数细菌的生长过程都会具有四个明显的生长阶段：迟缓期、对数增长期、减速增长期和内源呼吸期。 28、生物接触氧化法构造由池体、填料、进水装置、曝气系统组成。29、A2/O工艺实际上进行了厌氧、缺氧和好氧三个过程。A2/O工艺的流程图，及其如何达到同时脱氮除磷的目的。进入厌氧池：除去部分BOD,部分含氮化合物转化为N2，聚磷微生物释放磷。进入缺氧池：内循环的NO3-还原为N2而释放.进入好氧池：NH3H进行硝化反应生成NO3-，微生物从水中吸收磷，磷进入组织细胞经沉淀池的分离后以富磷污泥的形式排出。30、A/O脱氮工艺A/O工艺优缺点：优点同时去除有机物和N，流程简单，构筑物少不需外加C源，降低了运行费用减少碱投加量反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质减轻了好氧池的有机物负荷。缺点脱氮效率不高N=70%80%二沉池易发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。31、生物脱氮除磷处理技术： （1）脱氮技术：原理：将污水中的氮元素通过硝化与反硝化作用转化成氮气。 硝化条件：BOD51520mg/l；T=2035；PH=8.08.4；污泥龄（1015）d。反硝化条件：T=1530；PH=6.57.5；DO0.5mg/l；碳源。（2）生物除磷技术：利用聚磷菌一类的微生物，能从污水中过量的，在数量上远远超过其生理需要，从外部环境摄取并将P以聚合磷酸盐的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥通过剩余污泥排出，达到除磷的效果。 处理工艺：厌氧-好氧除磷工艺（A/O工艺）、Phostrip除磷工艺 （3）同步脱氮除磷处理工艺：A2/O工艺、Bardenpho工艺、Phoredox工艺