哈工大水污染控制工程(二)复习总结.pdf

水污染控制工程 二 复习总结 第一章 总论 1 城市污水包括 生活污水 与 生产污水 2 城市污水处理的完整步骤及各部分作用 3 高温废水对水体危害 降低饱和溶解氧 提高生化反应速率 耗氧量增大 总溶氧量减少 水体细菌繁殖速度加快 影响水体卫生 加速藻类繁殖与富营养化进程 4 富营养化的危害 藻类种类减少 个体数量上升 藻类过度繁殖使 DO 变化过度 大量藻类影响大气复氧 总之 富营养化是湖泊衰亡的一种表现 5 固体物质根据其存在状态分为 悬浮固体 SS 胶体 溶解固体 DS 其中悬浮固体分为 挥发性悬浮固体 VSS 固定性悬浮固体 FSS 6 BOD 测定不足及 COD 测定的优缺点 1 BOD 是生化需氧量 反映了水体中可生化降解有机物的含量 缺点有 测定时间需 5d 比较长 难以指导生产实践 如果污水中难生物降解有机物浓度较高 BOD5测定的结果误差较大 某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质 或者含有抑制微生物生长的有毒有害 物质 影响测定结果 2 COD 是化学需氧量 在酸性条件下利用重铬酸钾做氧化剂氧化有机物 优点 较精确地表示污水中有机物的含量 测定时间短 仅需数小时 不受水质 的限制 缺点 不能像 BOD 那样反映出能被微生物降解的污染物的量 无法直接从卫生学角度 阐明水体污染程度 污水中的还原性无机物 如硫化物 被氧化也需消耗氧 可能造 成误差 7 BOD5 COD 称为可生化性指标 作为是否采用生化处理的标准 其中 BOD5 COD 0 3 总泵房 曝气池 曝气沉砂池 初次沉淀池 二次沉淀池 加氯 浓缩池 污泥消化池 脱水 污泥处理 防止污泥腐败 无机砂石 有机悬浮物 活性污泥 生物处理 污泥回用 1 时 认为可采用生化处理法 8 水质比较稳定地污水中 BOD5 COD TOD TOC 大小 ThOD TOD COD BOD5 TOC 9 凯氏氮 KN 包括 有机氮 氨氮 氨氮在水中存在形式有 游离氨 NH3 和 离子状态铵盐 NH4 第二章 水体自净的基本规律 1 做出污水排放对河流 DO 及 BOD 的影响曲线并解释 1 有机物排入河流后 经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧 使河水亏氧 亏氧速率 与 BOD5成正比 另一方面 空气中的氧通过河流水面不断溶入水中 使 DO 逐步恢复 复氧速率与亏氧量呈正比 故 DO 变化成悬索状下垂 称为氧垂曲线 2 污水排放口处 BOD5急剧增加 在后段由于微生物的降解作用等得到去除 降解速率 与 BOD5呈正比 故曲线逐步下降 直至恢复到背景值 2 氧垂曲线方程及参数意义 tk 0 tktk 12 01 t 221 10D 1010 kk Lk D 其中 D0 Dt 0 时刻 t 时刻河流中的亏氧量 L0 有机物总量 k1 k2 耗氧速率常数 复氧速率常数 工程意义 用于分析受有机物污染的河水中溶解氧的变化动态 推求河流的自净过程及其 环境容量 进而确定可排入河水的有机物最大限量 推算确定最大缺氧点的位置和到 达时间 并依此制定河流水体的防护措施 限制条件 只考虑了生化耗氧和复氧 仅适用于河流截面变化不大 其他影响因素可忽略 的河段 河水与污水在排放点完全混合 k1 k2 必须与水温对应 若有好几个排放 点 则应根据具体情况合并计算或逐段计算 2 3 证明有机污染物每日降解率不变 1 k t1t eLL 1e LLL 1 k tt1t 1e L LL 1 k t t1t 第三章 污水的物理处理 1 污水物理处理去除的对象是 漂浮物 和 悬浮物质 2 格栅按照形状分为 平面格栅 和 曲面格栅 按照清渣方式分为 人工清渣 和 机械清渣 3 格栅总高度包括 栅前水深 过栅水头损失 栅前渠道超高 4 根据悬浮物 浓度 及 凝聚性能 差异 将沉淀分为四种类型并举例说明其特点 1 自由沉淀 当悬浮物浓度不高时 沉淀过程中颗粒间互不碰撞 各自独立地完成沉淀 E g 沉砂池 初沉池初期沉淀 2 絮凝沉淀 沉淀过程中 颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用 使得颗粒的粒径与质 量逐渐加大 沉淀速度不断加快 E g 初沉池后期 二沉池初期 3 区域沉淀 沉淀过程中 颗粒互相妨碍干扰 颗粒群结合成一个整体向下沉淀 与澄 清水之间形成清晰的液固界面 E g 二沉池下部的沉淀 4 压缩 颗粒间互相支承 上层颗粒在重力作用下 挤出下层颗粒的间隙水 使得污泥 得到浓缩 E g 二沉池污泥斗 浓缩池 5 Stokes 公式及影响因素 2 yg gd 18 u 颗粒沉速的决定因素是 yg 当 yg 时 颗粒下沉 反之上浮 沉速与 d2成正比 增大颗粒直径 d 可大大提高沉淀效果 u 与 成反比 取决于水温 水温高则 小 有利于沉淀 颗粒的形状不是球形 故需进行修正 6 自由沉淀假设 颗粒是球形 颗粒是非压密性 沉淀过程中不改变大小 形状 重量等 沉淀过程不受器壁及其他颗粒的影响 颗粒受到相同的重力场 7 理想沉淀池分为四个区域 流入区 沉淀区 污泥区 流出区 8 表面负荷意义 0 u t H A Q q 在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量 成为表面负荷或溢流率 q u Q Au B B Hv Lu H tu H h tttt 3 平流沉淀池去除率仅决定于 表面负荷 q 及 颗粒沉速 ut 与沉淀时间无关 9 浅池理论及推导 池长 L 池深 H 水平流速 v 颗粒沉速 u0的颗粒刚好完全沉淀 则有 0 u v H L 当 L 与 v 值不变时 池深 H 越小 可被去除的悬浮物颗粒越小 当 u0与 v 不变时 减小 H 则 L 减小 即总容积变小 当 u0与 L 不变时 减小 H 则 v 增大 即处理能力提升 将沉淀池分为 n 层可把处理 能力提高 n 倍 10 根据沉淀池水流方向不同分为 平流式 竖流式 辐流式 出水溢流负荷 二沉池 冬季 沉淀池入水挡板的作用 均匀布水 防止异重流 原污水水温高 在上部 12 如何提高沉淀效果 减小表面积负荷 改进配水方式 使水流均匀 投加混凝剂 回流污泥增大 SS 第四章 混凝 1 混凝处理对象是 悬浮物 胶体物质 2 混凝机理包括 电性中和 吸附架桥 沉淀物卷扫 第4章 活性污泥法 1 活性污泥 MLSS 由哪几部分构成 MLVSS 由 组成 具有代谢功能的微生物群体 Ma 微生物内源代谢氧化的残留物 Me 污水带入的难生物降解有机物质 Mi 由污水挟入的无机物质 Mii 2 活性污泥系统中 原生动物 和 后生动物 的出现 其数量和种类在一定程度上还能预示 和指示出水水质 因此也常称其为 指示性微生物 3 叙述污泥能含量概念及意义 概念 有机物量 F 与微生物量 M 的比值 F M 称为污泥能含量 工程上 F M 是以 BOD 污泥负荷 Ns 表示的 XV QS N M F a s 意义 是对活性污泥微生物增值速度产生影响的主要因素 也是 BOD 去除速度 O2利用速 度 污泥吸附性能的重要影响因素 4 4 污泥增长曲线分为哪几个时期 适应期 对数增殖期 减速增殖期 内源呼吸期 5 做出微生物对有机物的分解代谢及合成代谢的模式图 6 活性污泥反应净化过程包括 初期吸附去除 和 微生物的代谢 初期吸附速度取决于 微生物的活性程度 反应器内水力扩散程度与水动力学规律 影响生物氧化的因素有 营养物质平衡 BOD N P 100 5 1 无机元素的作用 DO 值 DO2mg L 左右 前段小 后段大 pH 值 最佳 6 5 到 8 5 前低后高 水温 适宜温度 10 到 45 有毒物质 7 表示污泥微生物量的指标有 MLSS 混合液悬浮固体浓度 MLVSS 混合液挥发性悬浮固 体浓度 表示污泥沉降性能指标的有 SV 污泥沉降比 SVI 污泥容积指数 8 污泥龄 SRT 曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比 rw c XQ VX X VX 9 莫诺方程式意义并叙述两种极限情况 SK S s max 莫诺方程式是描述微生物比增殖速度与有机底物浓度之间的函数关系 式中 微生物的比增殖速度 max 微生物最大比增殖速度 S 有机底物浓度 s K 饱和常数 为 max 2 1 时的底物浓度 在高底物浓度条件下 s KS max 有机物以最大速度降解 呈零级反应 污水中有机污染物 CxHyOz O2 代谢产物 H2O CO2 NH3 合成细胞物质 C5H7NO2 O2 内源呼吸产物 H2O CO2 NH3 内源呼吸残留物 能量 能量 内源呼吸 合 成 代 谢 分 解 代 谢 5 低底物浓度条件下 s KS 200 之后不易提高 MLSS 污泥龄 进水总氮浓度 4 A2 O 同步脱氮除磷工艺及特点 优点 总水力停留时间短 丝状菌无法大量繁殖 不会出现污泥膨胀 污泥含磷 量高 便于利用 无需投药 缺点 需要对 DO 等进行控制 运行难度大 除磷效果有限 第8章 污泥处理 1 污泥中所含水分包括 空隙水 毛细水 吸附水 内部水 浓缩去除 空隙水 浓缩方法有 重力浓缩 气浮浓缩 离心浓缩 反硝化 原水 出水 BOD 去除 硝化 回流硝化液 氨化 硝化 反硝化 外加碳源 原水 出水 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 原水 出水 内循环 回流污泥 8 2 厌氧消化机理 1 两阶段 酸性发酵阶段 有机物在产酸菌作用下分解为脂肪酸 甲烷发酵阶段 脂肪酸在甲烷发酵菌作用下转化为 CH4和 CO2 2 三阶段 有机物水解发酵产大分子酸 产氢产乙酸 产甲烷 3 厌氧消化符合 一级反应动力学 规律 控制步骤是 甲烷发酵阶段 4 厌氧消化的影响因素 温度 污泥龄与负荷 搅拌与混合 营养与 C N 比 有毒物质 酸碱度与 pH 5 厌氧消化时间是指 产气量达到总产气量 90 所需时间 6 有机物降解程度是 污泥龄 的函数 而不是 进水有机物 的函数 7 两级厌氧消化的目的 节省污泥加温与搅拌能量 8 两相厌氧消化目的 创造适宜菌群生长环境 9 消化池污泥的培养有 逐步培养法 和 一次培养法 10 沼气脱硫 1 干式脱硫 OH3OHSFeSH3OHOFe 22322232 S6OHOFe2O3OHSFe2 2322232 影响因素 运行温度 沼气湿度 含氧量 运行时间 2 湿式脱硫 3232 NaHCONaHSSHCONa SOHCONaO 2 1 NaHCONaHS 23223 3 水喷淋除硫 11 污泥干化场脱水依靠 渗透 蒸发 撇除 影响因素 气候条件 降雨量 蒸发量 湿度 风速 污泥性质 12 污泥预处理目的 改善污泥脱水性能 提高机械脱水效果 方法 化学调理法 热处理法 冷冻法 淘洗法 13 化学调理法 在污泥中加入混凝剂 助凝剂等化学药剂 使污泥颗粒絮凝 比阻降低 改善其脱水性能 14 污泥处置流程 浓缩 消化 干化 脱水 堆肥 干燥 填埋 焚烧 建材 9 第一章 工业废水处理概论 1 工业废水包括 生产污水 冷却水 生活污水 2 高 NH3 N 废水生物处理难点 BOD N P 比例失调 NH3 对微生物抑制作用 产 物 NO2 对细菌抑制作用 需要较多 O2 3 如何进行源头控制 减少废水排放量 节约用水 淘汰落后工艺 回收有价值物质 废水分流处 理 废水均匀排出 第二章 工业废水的物理处理 1 绘图说明穿孔导流槽式调节池工作原理 同时进入调节池的废水 由于流程长短不同 使前后进入调节池的废水相混合 以此来 均和水质 2 离心设备分离因素 颗粒所受的离心力与重力之比 900 rn g r F F 22 g c 高速离心机3000 中速离心机3000 1000 低速离心机1000 LiNaNHKMgCaAlCrFe 4 22333 强碱阴树脂 333 2 4 2 4 2 72 OiHSHCOFOHClNOCrOSOOCr 13 11 含铬废水 双阴柱串联饱和工艺流程 第一个阴柱出水 2 72O Cr穿透时 未全部饱和 故在其后串联另一阴柱 可使第一个阴柱 全部为 2 72O Cr饱和 为了连续运行 使用三个阴柱串联 阳柱 nHMRMnRH n n HCl 再生 阴柱 OH2OCrROCrROH2 722 2 72 NaOH 再生 12 使溶质通过膜的方法叫 渗析 使溶剂通过膜的方法叫 渗透 根据膜分离的推动力对其分为三种 电动势 电渗析和电渗透 浓度差 扩散渗析 和自然渗透 压力差 压渗析 反渗透 13 超滤膜浓差极化 溶剂和低分子物质不断透过超滤膜 使得膜表面溶质浓度不断上升 产生膜表面浓度与主体浓度的浓度差 措施 提高溶液的流速 使其处于紊流状态 增大混合 对膜面清洗 消除凝胶层 14 MBR 工作原理及特点 膜截留了反应池中的微生物 使反应池中的活性污泥浓度大大增加 由于膜的高过滤精度 保证了出水清澈透明从而省掉二沉池 因此 膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能 与传统的生物 处理方法相比 具有生化效率高 抗负荷冲击能力强 出水水质稳定 占地面积小 排泥周 期长 易实现自动控制等优点 15 膜分离法的特点 膜分离过程中不发生相变 能量转化效率高 一般不需投加其他物质 分离和浓缩同时进行 回收有价值物质 可以将不同粒径的物质分开 物质得到纯化 条件温和 不会破坏不稳定物质 适应性强 便于实现自动控制 第五章 工业废水的生物处理 1 评价水中有机物可生化性及微生物活性的指标 水质标准法 BOD5 COD 比耗氧速率法 脱氢酶活性法 2 介绍 UASB 并说明工艺原理 升流式厌氧污泥床 原理 污水从厌氧