水污染控制工程复习重点.doc

物化部分1、 杂质在水中的存在状态有哪些？三类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。2、 主要水质指标的概念?（1）浑浊度:水体中不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度。（2）色度: 真色：水中所含溶解物质或胶体物质所致，即除去水中悬浮物后所呈现出的颜色。表色：包括由溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同表现出的颜色。（3）固体: 总固体（蒸发残渣）：一定温度下将一定体积的水样蒸发至干时所残余的固体物质总量；103105时蒸发后的残渣总量称为“总固体”（TS）。溶解固体（DS）：过滤后，取滤液在103105 烘干后质量悬浮固体（SS）：过滤后，取滤渣在103105 烘干后质量挥发性固体(灼烧减重)：600 蒸发干燥后固体失去的重量固定性固体 : 总固体 挥发性固体（4）比电导:比电导又称电导率：是指在25时长1m、横截面积为1m2水中的电导值，用电导仪来测量。（5）总含盐量和离子平衡总含盐量（总矿化度）：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量。总含盐量 阳离子 阴离子 （6）碱度水接受质子的能力，水中所有能与强酸相作用的物质所接受H+的物质的量的总和。（7）硬度由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生成水垢的二价金属离子的存在而产生的。（钙和镁离子），多用EDTA络合滴定法测定，分为以下两种硬度：碳酸盐硬度（暂时硬度）、非碳酸盐硬度（永久硬度）。总硬度碳酸盐硬度非碳酸盐硬度（8）化学需氧量和耗氧量（COD）化学需氧量(COD，CODCr)：一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（重铬酸钾K2Cr2O7）作用时所消耗的氧化剂量，代表废水有机质总量。（9）生物化学需氧量（BOD）有氧条件下，水中可分解有机物由好氧微生物氧化分解所需的氧量。生活污水BOD范围在250 570mg/L；综合污水100300mg/L;垃圾渗滤液200030000mg/L。BOD5：5日生物化学需氧量（20），大概占总BOD的70。COD和BOD关系：CODBODBOD/ COD 0.3 则适宜采用生物化学处理（可生化性）（10）总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC：900-950，高温燃烧有机碳生成的二氧化碳量，常以碳表示(mg/L)，应先去除无机碳的干扰（加酸）。TOD：900，有机物高温燃烧变成稳定的氧化物的需氧量。3、 水体自净过程（1）含义污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分的或完全的恢复原状的现象。（2）水体净化机理： 物理作用：稀释（对流、扩散）、混合、沉淀、挥发、上浮化学作用：中和、絮凝、吸附、络合、氧化、还原生物化学净化：分解、转化4、 废水处理方法主要有哪几种 可以分为物理法、化学法、生物法三种。（1）物理法利用物理作用来分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。例如，沉淀法不仅可以去除废水中比重大于1的悬浮颗粒，同时也是回收这些物质的有效方法；气浮法可以去除乳状油或比重接近1的悬浮物；筛网过滤可以可除去纤维、纸浆等；利用蒸发法浓缩废水中的溶解性不会发物质等。此外，还有离心分离、微滤、超滤、反渗透等方法。（2）化学法利用化学反应的作用来处理水中的溶解性污染物质或胶体物质的方法。属于化学方法的有：中和法、氧化还原法、混凝法、电解法、汽提法、萃取法、吹脱法、吸附法、离子交换法及电渗析法等。（3）生物法主要是利用微生物的作用，是废水中呈溶解性和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。根据微生物的类别，目前常用的生物法可分为好氧微生物处理和厌氧微生物处理。好氧处理法有活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘和土地处理系统等。厌氧处理法有消化、厌氧接触、厌氧污泥等。5、 环境标准有哪几类？（1）按用途分类：环境质量标准、污染物排放标准、国家环境基础标准、国家环境监测方法标准、国家环境标准样品标准等。国家环境标准和环境保护行业标准因其指导性和适用范围的广泛性，一般包括国家环境质量标准、污染物排放标准、环境监测方法标准、样品标准和基础标准。地方环境标准仅包含了由其自身制定的环境质量标准和污染物排放标准。（2）按适用范围分类：国家标准、地方标准和行业标准（3）按污染介质和被污染对象分类：种类不同的环境标准，例如大气控制标准、水控制标准、噪声控制标准等。6、 水环境容量的概念一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量称为水环境容量。其容量的大小与水体特征、污染物特征、水质目标有关。7、 我国环境标准体系分哪几级以及环境标准有哪几种？我国环境标准体系包括国家环境保护标准、地方环境保护标准和国家环境保护行业标准三级。国家环境保护标准包括：国家环境质量标准、国家污染物排放标准、国家环境监测方法标准、国家环境标准样品标准和国家环境基础标准五种。地方环境保护标准包括：地方环境质量标准和地方污染物排放标准两种。8、 典型城市污水处理的完整流程和工艺？二级处理出水去除氮、磷去除剩余有机污染物去除无机盐类杀灭病原菌、病毒出水9、 格栅、筛网以及调节池的作用各是什么？（1）格栅和筛网处理厂的第一个处理单元，通常设置在处理厂各处理构筑物（泵站集水池、沉砂池、沉淀池、取水口进口端部）之前。它们的主要作用是去除水中的粗大物质，保护处理厂的机械设备（特别是泵）并防止管道的堵塞。（2）调节池的作用用以调节进、出水流量的构筑物。主要起对水量和水质的调节作用，以及对污水pH值、水温，有预曝气的调节作用，还可用作事故排水。对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。10、沉淀的类型?根据悬浮颗粒的性质（粒径、凝聚性）及其浓度的高低，沉淀可分为四种类型：自由沉淀、 絮凝沉淀、成层沉淀（区域沉淀或拥挤沉淀）、压缩沉淀。11、理想沉淀池的假定条件和工作原理?p96（1）假定条件在水处理工程中，通过颗粒沉降来分离去除悬浮物的设备成为沉淀池。为了便于说明沉淀池的工作原理，先做一些简化假定：1）进出水均匀分布在整个横截面，即沉淀池中各进水断面上各点流速均相同；2）在沉降过程中悬浮颗粒以等速下降，3）悬浮物在沉降古城中的水平分速度等于水流速度，水流是稳定的；4）悬浮颗粒落到池底不再浮起，就认为已被除去。这样的沉淀池称为理想沉淀池。（2）工作原理：进入理想沉淀池的每个颗粒均有随水流运动的水平分速度以及垂直下沉的速度，其运动轨迹是乡下倾斜的直线。沉速大于u0的颗粒可全部除去；沉速50（大孔）2-50（中孔）2（微孔）2（致密孔）分离范围/um0.08-2.00.005-0.50.001-0.010.0001-0.001操作压力/MPa0.07-0.100.10-0.700.35-1.602.0-6.0生化部分1、废水中微生物的主要种类及其废水处理过程中所起的作用？（1）种类藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。（2）作用细菌：降解有机物起主要作用藻类：藻类具有叶绿体，含有叶绿素，能够通过这些色素进行光合作用，是废水中DO的主要供应者。原生动物和后生动物：与活性污泥中不一样，表现在不规则和数量不相等两方面。原生动物和后生动物不完全作为指示性生物考虑水生植物：种植“水生维管束植物”能提高塘对有机物和N、P等无机营养物质的去除效果，包括浮水植物，挺水植物，沉水植物。2、氧化塘的种类分为好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种类型。也可分为水生植物塘、生态塘和完全储存塘。好氧塘：好氧塘是一种主要靠塘内藻类的光合作用供氧的氧化塘。它的水深较浅，藻类生长旺盛，全部塘水都是好氧状态。兼性塘：兼性塘通常由三层组成,上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区。好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘基本相同。兼性区的塘水溶解氧较低，微生物是异养型兼性细菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子氧的条件下，以NO3 、CO3 作为电子受体进行无氧代谢。 曝气塘：为了强化塘面大气复氧作用，可在氧化塘上设置机械曝气或水力曝气器，使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性状态。厌氧塘：厌氧塘对有机污染物的降解，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段完成的。3、描述污泥性状的主要指标MLSS，MLVSS，SV，SVI（1）混合液悬浮固体 MLSS混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬浮液。混合液固体悬浮物数量是指单位体积混合液中干固体的含量，单位为mg/L或g/L，工程上还常用kg/m3，也称混合液污泥浓度 。它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。一般活性污泥法中，MLSS浓度一般为24g/L。（2）混合液挥发性悬浮固体 MLVSS指混合液悬浮固体中的有机物的重量，单位为mg/L、g/L或kg/m3。把混合液悬浮固体在600焙烧，能挥发的部分即是挥发性悬浮固体，剩下的部分称为非挥发性悬浮固体MLNVSS。一般在活性污泥法中用MLVSS表示活性污泥中生物的含量。在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定，对于生活污水，常在0.75左右。对于工业废水，其比值视水质不同而异。（3）污泥沉降比SV污泥沉降比是指曝气池混合液在l000mL量筒中，静置沉降30min后，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所以也常称为30 min沉降比。 正常的活性污泥在沉降30min后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量。可用于控制剩余污泥的排放。它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明原因，采取措施。（4）污泥指数 SVI SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉降性能。 SVl值过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附力；SVI值过高，说明污泥难于沉降分离，并使回流污泥的浓度降低，甚至出现污泥膨胀(sludge bulking)，导致污泥流失等后果。 一般认为，处理生活污水时SVI200时，沉降性能不好。 一般控制SVI为50150之间较好。4、土地处理的类型慢速渗滤；快速渗滤；地表漫流；湿地系统；地下渗滤系统。5、鼓风曝气的构成 鼓风曝气是传统的曝气方法，它由加压设备、扩散装置和管道系统三部分组成。6、水中氨的存在形态进入水体中的氮主要有无机氮和有机氮之分。（1）无机氮包括氨态氮(简称氨氮)和硝态氮。氨氮包括游离氨态氮NH3-N和铵盐态氮NH4+-N；硝态氮包括硝酸盐氮NO3-N和亚硝酸盐氮NO2-N。（2）有机氮主要有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物。可溶性有机氮主要以尿素和蛋白质形式存在，它可以通过氨化等作用转换为氨氮。7、生物滤池中对滤料的要求（1）大的表面积，有利于微生物的附着；（2）能使废水以液膜状均匀分布于其表面；（3）有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风；（4）适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长；（5）有较好的机械强度，不易变形和破碎。8、污泥龄的概念是指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥的比值，单位是天（d）。它表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间。9、氧垂曲线当河流接纳有机废水后，临近排入口的各点，溶解氧逐渐减少。这是因为废水排入后，河水中有机物较多，在生物氧化中需要较多的氧，它的耗氧速率超过了河流的复氧速率（复氧又称再曝气。由大气向水体中扩散溶解氧的过程。它是江河等水体中溶解氧的主要来源。）。随河水中有机物的逐渐氧化分解，耗氧速率逐渐降低。在排入口下游某点处（图中C点）会出现耗氧速率与复氧速率相等的情况。此时水中溶解氧的含量低，这一点称为最缺氧点（氧垂点）。过了这一点后，溶解氧又逐渐回升，及复氧率大于耗氧速率。假如以各点离排入口的距离或水流到该点的时间为横坐标、溶解氧量为纵坐标，就可以得到一条氧垂曲线（见图1-9）10、影响活性污泥增长的主要因素？（1）溶解氧：活性污泥法是好氧的生物处理法，供氧不足会妨碍微生物的代谢过程，造成丝状菌等耐低溶解氧环境的微生物滋长，使污泥不易沉淀，这种现象称为污泥膨胀。（2）营养物：微生物生长繁殖需要一定的营养物。碳元素的需要量一般以BOD5负荷表示，它直接影响到污泥的增长、有机物降解速率、需氧量和污泥沉降性能。除碳外，微生物生长繁殖还需氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁及各种微量元素。（3）pH和温度：为维持活性污泥法处理设施正常运转，混合液的pH应控制在6.59.0，温度应控制在2030为宜。（4）还应控制在对生物处理有毒害作用的物质的浓度。如重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其他化合物以及酚、醛、醇、染料等有机物。11、好氧悬浮生长物处理工艺主要有哪些？（1）活性污泥法（2）曝气氧化塘（3）好氧消化法（4）高负荷氧化塘12、活性污泥法的净化过程和基本原理?活性污泥去除水中有机物，主要经历三个阶段：（1）吸附阶段：污水与活性污泥接触后的很短时间内，水中有机物（BOD）迅速降低，这主要是吸附作用引起的。由于絮状额活性污泥表面积很大2000-10000m2/m3（混合液），表面具有多糖类黏液层，污水中悬浮的和胶体的物质被絮凝和吸附而迅速去除。活性污泥的初期吸附性能取决于污泥的活性。（2）氧化阶段：在有氧条件下，微生物将一部分吸附阶段吸附的有机物氧化分解获取能量，另一部分则合成新的细胞。从污水处理的角度看，不论是氧化还是合成都是从水中去除有机物，只是合成的细胞必须易于絮凝沉淀，从而能从水中分离出来。这一阶段比吸附阶段慢得多。（3）絮凝体形成与凝聚沉淀阶段：氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化。活性污泥吸附凝聚性能、有机物的去除速率及活性污泥增长速率与活性污泥中微生物的生长期有关。在对数期增长期，速率最大；减速期速率有所降低；内源呼吸期有机物迅速耗尽，污泥量减少，絮凝体形成速率高，吸附有机物能力强。（4）基本原理活性污泥法就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下和污水充分很接触，使污水净化的一种方法。需要处理的污水和回流活性污泥一起进入曝气池，成为悬浮混合物，沿曝气池注入压缩空气曝气，使污水和活性污泥充分混合接触，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物群体分解，然后混合液进入二次沉淀池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥回流到曝气池，继续进行净化过程，澄清水则溢流排放。13、 评价活性污泥性能的主要指标以及意义和作用？（1）混合液悬浮固体（MLSS）：曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量也称混合液污泥浓度，单位为mg/L或g/L，是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标；（2）混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：指混合液悬浮固体中的有机物的重量，单位为mg/L；（3）污泥沉降比（SV）：是指曝气池混合液在l00mL量筒中静置沉降30min后，沉淀污泥占混合液的体积分数；（4）污泥指数（SVI）：是污泥容积指数的简称，指曝气池出口处混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占的容积，以mL计。SVI能较好地反映出活性污泥的松散程度（活性）和凝聚、沉淀性能。（5）污泥龄（c）：是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。14、SBR的基本运行过程？SBR是活性污泥法的一种变形，它的反应机理和污染物去除机制和传统活性污泥法相同，只是在运行操作不同。SBR是在单一的反应器内, 在时间上进行各种目的的不同操作, 故称之为时间序列上的废水处理工艺，它集调节池、曝气池、沉淀池为一体, 不需设污泥回流系统。SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段: 进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期；（1）进水期反应器接受废水的过程，这个过程不仅仅是废水的流入与反应器水位的升高的过程，而且伴随一定的生化反应（磷的释放和脱氮等）；（2）反应期当进水达到设定的液位后，开始曝气和搅拌，以达到反应目的（去除BOD、硝化、脱氮除磷；（3）沉淀期主要是一个固液分离的过程，即经过曝气和搅拌作用后，混合液中的污泥颗粒和絮体在重力的作用下沉降，实现污泥和废水的分离过程；（4）排水期是排除反应器中的上清液的过程，上清液由反应器上部的溢流堰和滗水器排出。该期间的水位是处理周期内的最低水位；（5）闲置期是在一个处理周期内从排水结束时刻起到下一个周期开始进水的时刻的中间的一段时间。同时伴随少量的厌氧反应和脱氮过程。15、稳定塘（氧化塘）的分类及其工作原理？（1）分类：按照占优势的微生物种属、供氧方式和功能，常分为好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种类型。也可分为水生植物塘、生态塘和完全储存塘。（2）原理：自然条件下的生物处理法主要有水体净化法和土壤净化法两类。氧化塘和养殖搪，统称为生物稳定塘，其净化机理与活性污泥法相似。土壤渗滤和污水灌溉，统称为废水的土地处理，其净化机理与生物膜法相似。16、生物膜的结构及其微生物的组成特征？（1）生物膜构造示意图（2）组成特征生物膜主要由细菌（好氧菌、厌氧菌和兼性菌）的菌胶团和大量的真菌菌丝组成。此外生物膜上线虫类、轮虫类以及寡毛类等微型动物出现频率也较高；在日光照射的部位还生长藻类，有些滤料中甚至还出现昆虫类。17、生物转盘的工作原理：生物膜生长在转盘上。生物转盘旋转时,污水在反应槽中顺盘片间隙流动, 污水中的有机物被转盘上的生物膜所吸附。当盘片转离水面时，盘层表面形成一层污水薄膜，空气中的氧不断地溶解到水膜中，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。盘片每转为一周，即进行一次吸附吸氧氧化分解的程。转盘不断转动，污染物不断地被氧化分解，生物膜也逐渐变厚，衰老的生物膜在水流剪切力作用下脱落，并随污水排出沉淀池。转盘转动也使槽中污水不断地搅动充氧，脱落的生物膜在槽中呈悬浮状态，继续起净化作用，因此，生物转盘兼有活性污泥池的功能。18、厌氧生物处理的原理及优缺点：原理：厌氧生物处理又被称为厌氧消化、厌氧发酵，是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程.优点：（1）应用范围广（2）产生的沼气可用于发电或作为能源（3）对营养物的需求量少（4）产生的污泥量少，运行费用低 繁殖慢；不需要曝气 （5）有杀菌作用 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。不足：（1）出水的有机物浓度高于好氧处理； 发酵分解有机物不完全；（2）对温度变化较为敏感 （3）初次启动过程缓慢,处理时间长（4）厌氧微生物对有毒物质较为敏感 但经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提高。（5）处理过程中产生臭气和有色物质（为什么？）臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。19、厌氧生物处理过程中微生物优势种群的演替及相互关系：由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物，其中产甲烷细菌是厌氧活性污泥的中心骨架。 产酸细菌为产甲烷细菌提供生长繁殖的底物、创造了适宜的氧化还原电位、清除了有毒物质； 产甲烷细菌为产酸细菌的生化反应解除了反馈抑制； 产酸细菌和产甲烷细菌共同维持环境中的适宜pH值。20、影响污泥消化的主要因素：（1）pH值和碱度 （2）温度 （3）负荷（4）消化池的搅拌（5）有毒有害物质21、生物脱氮的基本原理和主要工艺：（1）基本原理：废水中存在着有机氮、氨氮、硝态氮等形式的氮，而其中以氨氮和有机氮为主要形式。在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成氨氮，而后经硝化过程转化变为NO3-N和NO2-N，最后通过反硝化作用使硝态氮转化成氮气，而逸进大气。 （2）主要工艺：三段生物脱氮“一级”曝气池：去除 COD、BOD，BOD15-20mg/l有机氮转化为 NH3 NH4+ ；“二级”硝化曝气池，NH3 、NH4+生成NO3N，碱度下降；“三级”反硝化池