环境污染与防治专业基础与实务(中)复习资料

1、中级考试大纲复习资料一、基础知识一、水污染防治基础理论知识（一）水与水体污染1.水与水循环2废水的来源与污染物（1）废水的来源与特性废水按其来源可分为生活污水、工业废水和降水。 生活污水是指居民在日常生活中排出的水，其中含有大量的有机物和大量的病源微生物，存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。 工业废水是指生产过程中排出的废水，它包括生产废水和生产污水。生产污水较生产废水更具有污染性。 降水是指地面径流的雨水和融化的冰雪水。（2）污染物的种类及水质指标 污废水的物理性质及指标A. 水温B. 色度：悬浮固体形成

2、的色度称为表色，胶体或溶解物质形成的色度称为真色。C. 臭味：生活污水由有机物腐败产生的气体造成，工业废水由挥发性化合物造成。D. 固体含量：TS=SS+胶体和溶解性固体（DS）,SS=VSS+NVSS(灰分)。 污废水的化学性质及指标A. 无机化学性质及指标a) 酸碱度b) 氮、磷：有机氮与氨氮合成凯氏氮，凯氏氮与硝酸盐氮、亚硝酸盐氮合称总氮。氮、磷的主要危害是引起水体的富营养化。水体中氮、磷等营养物质会引起有毒藻类和其他浮游生物的迅速繁殖，呈胶质状藻类覆盖水面，呈暗红色，故称“赤潮”或称“水华”。同时水体中DO迅速降低，鱼类大量死亡。一般认为总磷与无机氮浓度分别达到0.023mg/l和0.

3、31mg/l时，标志水体已处于富营养化状态。c) 硫酸盐与硫化物：H2S浓度达0.5mg/l时即有强烈臭味，浓度50100mg/l时60min以上会致人残疾，浓度6001000mg/l时30min内会致人死亡。污水生物处理的SO42-允许浓度为1500mg/l。d) 氯化物：生活污水中主要来源于人类排泄物。氯化钠浓度超过4000mg/l时对生物处理的微生物有抑制作用。e) 非重金属无机有毒物质：如氰化物（人类摄入致死量是0.050.12g）、砷化物（对人类的毒性有机砷亚砷酸盐砷酸盐）等。f) 重金属离子：汞、镉、铅、铬、砷以及它们的化合物称为“五毒”。*重金属是指原子序数在2183或相对密度大

4、于4的金属，砷不是重金属元素。B. 有机化学性质及指标a) 碳水化合物b) 蛋白质与尿素【CO(NH2)2】c) 脂肪和油类d) 酚e) 有机酸碱f) 表面活性剂：一类烷基苯磺酸盐，俗称硬洗涤剂（ABS），含有磷并易产生大量泡沫属于难生物降解有机物；一类烷基芳基磺酸盐，俗称软性洗涤剂（LAS），属于可生物降解有机物，泡沫大大减少，但仍含有磷。g) 有机农药h) 取代苯类化合物C. 有机物污染指标a) BOD：在水温为20条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生化需氧量。b) CODc) TOC TOCCODBOD 污废水的生物性质及指标A. 大肠

5、菌群数（个/L）与大肠菌群指数（ml）B. 病毒C. 细菌总数（二）废水的处理方法物理处理法、化学处理法、生物化学处理法，前两种的结合称为物理化学处理法。一级处理主要是去除污水中的漂浮物和悬浮物或胶态固体的净化过程，主要为格栅、沉砂、沉淀。二级处理为污水经一级处理后，用生物方法继续去除没有沉淀的微小粒径的悬浮物、胶态有机物和溶解性可降解有机物以及氮和磷的净化过程。只去除有机物称普通二级处理，同时去除氮和磷的称二级强化处理。三级处理（深度处理），进一步去除二级处理未能去除的污染物的净化过程，不可降解有机物（活性炭吸附），溶解性无机物（离子交换、电渗析、超滤、反渗透、臭氧、化学法等）。二大气污染防

6、治基础理论知识（一）大气污染物的形成1大气污染（1）大气污染是指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。（2）全球性大气污染问题 温室效应：大气中的CO2和其他微量气体如甲烷、一氧化碳、臭氧、氟氯碳（CFCS）、水蒸气等可以使太阳短波辐射几乎无衰减的通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。二氧化碳是最重要的温室气体。 臭氧层破坏：O3层具有强烈吸收太阳紫外线的功能，从而保护地球上各种生命的存在、繁衍和发展。氟氯碳、NOX等物质是导致其破坏的主要原因。

7、酸雨：pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。2大气污染物的分类和成因（1）大气污染物分为颗粒污染物和气态污染物。 颗粒污染物：粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾等。 气态污染物：一次污染物如SO2、NO、CO、CO2、H2S、NH3、HF、HCl；二次污染物如SO3、NO2等。*硫酸烟雾：大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而产生的硫酸烟雾或硫酸盐气溶胶。*光化学烟雾：在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和O3之间发生一系列的光化学反应而形成的蓝色烟雾（有时带些紫色或褐色）。（2）大气污染源概括为两类

8、：自然污染源和人为污染源。主要大气污染物的来源如下表：物 质人 为 源自 然 源SO2煤和油的燃烧火山活动H2S化学工程、污水处理火山活动、沼泽中生物作用CO机动车或其他燃烧过程废气森林火灾、海洋NO/NO2燃烧过程土壤中的细菌作用NH3废物处理生物腐烂N2O农业施用化肥、化学工业土壤中的生物作用HC燃烧和化学过程生物作用CO2燃烧过程生物腐烂、海洋释放颗粒物燃料燃烧、工农业生产火山活动、森林火灾、风沙、海浪（二）大气物理化学基础1.气象要素：表示大气状态和物理现象的物理量在气象学中称为气象要素。与大气污染关系密切的气象要素主要气温、气压、湿度、风、湍流、云、太阳高度角及能见度等。 气温：气象

9、上讲的气温一般是指离地面1.5m高处的百叶窗中观察到的空气温度。绝对温度与摄氏温度的关系：T(K)=T()+273.16. 气压：指大气压强，即单位面积上所承受的大气柱的质量 气湿：大气的湿度简称为气湿，用来表示空气中水汽的含量。 风向：气象学上把水平方向的空气运动称为风，垂直方向的空气运动称为升降气流。 风速：由于地面对风产生摩擦，起阻碍作用，风速会随高度升高而增加，100m高处的风速，约为1m高处风速的3倍。 云：高云（5000米以上），中云（2500-5000米），低云（2500米以下）。 能见度能见度级白日视程/m能见度级白日视程/m050以下52000-4000150-2006400

10、0-100002200-500710000-200003500-1000820000-5000041000-2000950000以上 大气稳定度 逆温：在大气边界层中，由于气象或地形条件的影响，有时会出现气温随高度增加而升高的现象。 地方性风场：海风与陆风的总和为海陆风，山风与谷风的总和为山谷风，城市热岛环流。2大气污染化学三固体和噪声污染控制（一）固体废物的定义与分类、污染与控制及管理体系1固体废物的定义与分类（1）熟悉固体废物的定义及分类 固废法中明确提出固体废物的法律定义：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气

11、态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。 固体废物的分类A. 来源：工业固体废物、农业废物、生活垃圾等。B. 化学组成：有机废物和无机废物。C. 按其形态：固态废物、半固态废物和液态（气态）废物。D. 污染特性：危险废物和一般废物。E. 燃烧特性：可燃废物（通常指1000以下可燃烧者）和不可燃废物。按照固废法的规定，将固体废物分为生活垃圾、工业固体废物和危险废物三类。（2）熟悉危险废物的定义、分类和鉴别 危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。*危险废物的特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒

12、性和疾病传染性。 中国国家危险废物名录中危险废物共分为47类，包括医院废物、农药废物、废乳化液、易爆性废物、含砷废物、含锑废物等。 危险废物的鉴别A. 急性中毒：指一次性投给试验动物的毒性物质，其半致死量（以LD50表示）小于规定值的毒性。急性毒性的鉴别方法是用1:1浸出液灌胃后的试验鼠进行中毒症状观察，记录在48小时内的死亡率，当死亡率高于50%时即判定为有急性毒性的固体废物。B. 易燃性：闪电低于定值的废物由于摩擦、吸湿、点燃或由于自发的化学变化会产生发热或者着火，或点燃后的燃烧会持续进行，这种性质称为易燃性。美国RCRA规定闪火点等于或低于140OF（60OC），为易燃性的有害废物。C.

13、 腐蚀性：腐蚀性是指采用指定的标准方法，或根据规定程序批准的等效方法测定其溶液、固体或半固体浸出液的pH值小于或等于2.0，大于或等于12.5，则该废物具有腐蚀性。D. 反应性：是指在常温常压下不稳定、极易发生激烈的化学反应、遇火或水反应猛烈、在受到摩擦、撞击或加热后可能发生爆炸或产生有毒气体的性质。E. 感染性：感染性一般是指带有微生物或寄生虫，能致人体或动物疾病的废物。F. 浸出毒性：浸出毒性是指固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。2固体废物的污染与控制（1）污染途径及危害（2）固体废物污染控制 固体废物“三化”管理基本原则：“国家对

14、固体废物污染环境的防治，实行减少固体废物的产生、充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原则。” 固体废物全过程管理原则：目前，在世界范围内取得共识的解决固体废物污染控制问题的基本对策是：避免产生（Clean）、综合利用（Cycle）和妥善处置（Control）的“3C原则”。 循环经济理念下的固体废物管理原则：使物质和能源在“资源-产品-废物-资源”的封闭循环过程中得到最大限度的合理、高效和持久的利用，并把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，从而形成“低开采、高利用、低排放”的新型经济发展模式，实行可持续发展所要求的环境与经济的“双赢”。包含循环再生原则和废物最小化原则。（二）固

15、体废物处置系统工程1固体废物处置 固体废物的固化/稳定化处理技术 固体废物的生物处理技术A. 原理：a) 微生物生长所需的营养条件：能源和碳源，合成细胞的能源可以是太阳光也可以是某个化学反应所产生的能量。能利用太阳光作为能源的生物叫做光能营养微生物。光能营养微生物可以是异氧微生物（通常是硫细菌）也可以是自养微生物（藻类和光和细菌）。利用化学反应来获得能量的叫做化能营养微生物。与光能营养微生物一样，化能营养微生物既有异氧微生物（原生动物、真菌和大部分细菌），又有自养微生物（硝化细菌）。化能自养微生物能氧化一定的无机物（如氨、亚硝酸盐、硫离子等），利用所产生的化学能，可使CO2还原，并合成有机物。

16、化能异氧微生物则利用有机物作为生长所需的能源和碳源。类别能源碳源自养微生物光能自养微生物光能CO2化能自养微生物无机物的氧化反应CO2异氧微生物化能异氧微生物有机物的氧化反应有机碳光能异氧微生物光能有机碳 除能源和碳源外，无机盐往往也是微生物生长的限制因素。主要无机盐元素包括：N、S、P、K、Mg、Ca、Fe、Na和Cl，以及一些微量元素，如Zn、Mn等。生长因子是微生物在生长过程中不能自身合成的、有是生长所必须的由外界供给的营养物质。生产因子包括氨基酸类、嘌呤和嘧啶类、维生素类等3类。b) 微生物的代谢类型根据代谢类型和对分子氧的需求可将化能异氧微生物作进一步的分类。厌氧微生物、好氧微生物、

17、兼性微生物。c) 微生物的分类：细菌、霉菌、放线菌。d) 环境条件B. 好氧生物转换过程C. 厌氧生物转换过程D. 固体废物好氧堆肥技术E. 固体废物厌氧消化技术 固体废物热处理技术A. 分类：焚烧、热解、熔融、湿式氧化、烧结、其他方法（如蒸馏、蒸发、微波分解）。B. 固体废物焚烧急速C. 固体废物热解技术2固体废物最终处置方法：固体废物填埋处置技术。固体废物的土地填埋是从传统的废物堆填发展起来的一项最终处置技术。目前填埋处置在大多数国家仍旧是固体废物最终处置的主要方式。目前通常所指的两大类土地填埋技术和方式：以垃圾类废物为对象的“土地卫生填埋”和以工业废物及危险废物为对象的“土地安全填埋”。

18、根据废物填埋的深度可以划分为浅地层填埋和深地层填埋；根据处置对象的性质和填埋场的结构形式可以分为惰性填埋、卫生填埋和安全填埋。目前被普遍承认的分类法是将其分为卫生填埋和安全填埋两种。（三）了解噪声基础知识1. 噪声污染特点与危害A. 特点：a) 任何声音都可能成为噪声；b) 噪声只会造成局部性污染，不会造成区域性或全球性污染；c) 噪声污染没有残留污染物，不会积累；d) 噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性或间接的。B. 危害：a) 噪声会损伤听力b) 诱发各种疾病c) 干扰人的生活d) 影响安全生产和降低劳动生产率e) 影响其他生物、建筑物及机械设备2. 有关计算：Lp=10lg(p2/

19、p02)=20 lg(p/p0);N个相同的声压级Lp1: Lp=Lp1+10lgNN个不相同的声压级Lpi: Lp=10lg(10Lp1/10+10Lp2/10+10LpN/10)2个声压级Lp1，Lp2： Lp=Lp1+10lg【1+10-(Lp1-Lp2)/10】二、专业理论知识一、水污染防治类（一）废水预处理 1、废水的收集与提升（1）掌握废水的收集：废水流量确定与废水量计算A. 排水收集系统：排水体制一般分为合流制和分流制两种。城市污水排水系统由室内污水管道系统、室外排水管道系统、污水泵站、污水处理厂和出水口组成。出水口是城市污水排入水体的终点构筑物，事故排出口是在排水系统中的中途或

20、在某些易发生故障的局部前，设置的辅助性出水口。B. 污水泵站：连续进水，水量变化较大且水中污染物含量较多，污水泵站应使用适合污水的水泵及格栅除污设备。集水池要有足够的调蓄容积，并考虑备用水泵。（2）掌握废水的提升：集水池容积计算、水泵扬程计算A. 集水池a) 最小容积：污水泵房集水池的最小容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；b) 污水泵房集水池易设清洗和冲泥设施；c) 集水池的布置：应考虑改善水泵吸水管的水利条件，减少滞留或涡流B. 集水池的容积计算（用W表示其容积）对于自动控制的污水泵房，其集水池容积用下式计算（按控制流量分为一、二级）：a) 泵房为一级工作时：W=Q0/(4n)，n

21、为水泵每小时启动次数，一般取n=6,Q0为泵房为一级工作时水泵的出水量（m3/h）。b) 泵房为二级工作时：W=(Q1-Q2)/(4n), Q1与Q2为泵房为二级工作时，一级与二级工作水泵的出水量（m3/h）。C. 水泵全扬程的计算:Hh1+h2+h3+h4 （g取9.81m/s2）h1吸水管水头损失，=局部阻力系数*v12/(2g)+h1；h2出水管水头损失，=局部阻力系数*v22/(2g)+h2；h3集水池最低工作水位与所提升最高水位之差；h4自由水头，m，按0.51.0m计；h1， h2吸水管，出水管沿程损失。2、废水的预处理（1）熟悉筛除过程及方法A. 格栅是截流污水中粗大污物的处理设

22、施，以免其对后续处理单元的水泵或工艺管线造成损害，按形式分为平面与曲面两种。按栅条间的净间距分为粗格栅（保护型格栅，40mm），中格栅（15-25mm），细格栅（4-10mm）常规的设置方法是一粗一中，或一粗一中一细。栅前流速V1=Qmax/(Bh1),过栅流速V2=Qmax/(n+1)*h2,n为栅条数。B. 筛网：一些工业废水含有较细小的悬浮物，尤其是废水内的纤维类悬浮物和食品工业的食品工业的动植物残体碎屑，它们不能被格栅截留，也难以用沉淀法去除。工业上常用筛网去除该类污染物。有振动筛网、水力筛网等。（2）熟悉沉砂过程及方法沉砂池的功能是利用物理原理（重力分离）去除污水中比重比较大的无机颗

23、粒，主要包括无机性砂粒、砾石和少量较重的有机物质。希望砂粒以及比重与其相近的无机物沉淀下来，而不希望有机物沉淀。沉砂池一般设在泵站、沉淀池之前，能保护水泵和管道免受磨损；使沉淀池中的污泥具有良好的流动性，能防止排放管道和输送管道堵塞。按流态分为平流沉砂池、竖流沉砂池、旋流沉砂池。沉砂池按去除颗粒0.2mm以上的砂粒（相对密度2.65）设计，城市污水（分流制）的沉砂量可按15-30m3/106m3计算，含水率60%，容重为1500kg/m3。uo颗粒沉速；v污水水平流速；H沉淀区水深；L沉淀区长度。t=L/v=H/ uo;Q/A= uo=q（V=Qt=BHL=BL）,q为单位时间内通过沉淀池单位

24、表面积的流量，称为水力负荷，单位为m3/（m2.h），可简化为m/h。（3）熟悉除油过程及方法油类在水中的状态可分为悬浮状态、乳化状态、溶解状态和重油。对于含油废水的处理，一般采用重力分离法去除悬浮状态的油和重油，其构筑物为隔油装置，而对于乳化状态的油一般采用破乳-混凝-气浮工艺进行处理。隔油池分为平流式隔油池（与平流式沉淀池类似，设备为链带式刮油刮泥机）和斜板隔油池(油水分离效率高，停留时间短，占地面积小)。（4）熟悉水量及水质调节为了改善废水处理设备的工作条件，一般需要对水量进行调节，对水质进行均和。实际应用中将具有以上功能的构筑物称为调节池，调节池的形状可分为圆形、方形、多边形，可建在地

25、下或地上。“调节”和“均和”的目的是为处理设备创造良好的工作条件，使其稳定运行，并能减少设备容积，降低成本。调节池按功能可分为水量调节池、水质调节池、事故调节池。（二）常见废水处理技术方法 1、 物理处理法（1）熟悉筛滤法：格栅过滤、筛网过滤、颗粒介质过滤、微滤机过滤格栅过滤、筛网过滤前已有述。颗粒介质过滤：在粒状滤料过滤中存在悬浮颗粒从水流向滤料表面迁移、附着在滤料上和从滤料表面脱附3个过程。滤池运行过程中“过滤”与“冲洗”两种状态相互交替、周期循环。设计和运行都是以水头损失来控制过滤周期的。气水联合反冲洗优点是冲洗效果好，耗用水量少，冲洗过程中不需滤层流化，可选用较粗的滤料。微孔筛虑机过滤

26、：微滤机是利用微孔滤网进行固液分离的机械过滤装置。其过滤机理主要是机械筛虑作用。常用转鼓过滤机。被截留住的固体留在筛网的内表面，随转鼓的旋转被带到转鼓内顶部时，被设置在此部位的喷嘴高压出水冲洗脱落，然后随排渣槽排出。（2）熟悉重力法：沉砂池、沉淀池、隔油池前已述及。（3）熟悉离心法：离心分离的原理、离心分离方式原理：污水由流入口沿切线方向进入沉砂区，利用转盘和旋转式叶片的旋转作用产生离心力，使砂粒被甩向池壁并下落到砂斗，剥落下来的有机物则回到污水中。通过调节转盘和叶片的转速，可以调节沉砂效果。旋流沉砂池的原理是离心分离。2、 化学处理法（1）掌握中和法：中和及pH调节的基本原理、常见的几种中和

27、法中和法是利用酸性药剂或碱性药剂将废水从碱性或酸性调整至中性附近的一类处理方法，中和处理发生的主要反应是酸与碱生成盐和水的中和反应。即：H+OH-=H2O在工业废水处理中，中和处理和PH调节常用于以下几种情况：A. 在废水排入水体之前，因为水生生物对pH的变化较为敏感，当大量废水排入后使水体偏酸或偏碱时，会产生不良影响。B. 在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pH都有明确的规定。C. 在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理，要求废水的pH升高或降低到某一需要的最佳范围。对于生物处理，废水的pH通常应维持在6.58.5的范围内，

28、以保证处理系统内的微生物有较强的活性。D. pH不符合国家排放标准的废水，应调节pH为69，方可排入接纳水体。酸性废水的中和方法分为：与碱性废水互相中和、药剂中和、过滤中和；碱性废水的中和方法分为：与酸性废水互相中和、药剂中和。*过滤中和法指酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法，过滤中和法仅用于酸性废水的处理。碱性滤料主要有石灰石、大理石、白云石等。（2）了解化学沉淀法：化学沉淀的基本原理、常见沉淀法的应用向工业废水中投加某种化学物质，使其和废水中溶解物质发生反应并生成难溶盐沉淀，从而去除废水中该溶解性物质的方法称为化学沉淀法。一般用于处理含金属离子和某些阴离子的工业废水。（3）熟悉

29、氧化还原与消毒：氧化还原反应原理、常用氧化剂通过氧化还原反应将废水中溶解性污染物去除的方法称为废水氧化还原法处理。在化学反应中，失去电子的过程叫做氧化，得到电子的过程叫做还原。失去电子的物质叫还原剂，在反应中被氧化；得到电子的物质叫氧化剂，在反应中被还原。氧化作用和还原作用总是同时发生的。每个物质都有各自的氧化态和还原态，其氧化还原电位的高低决定了该物质的氧化还原能力。氧化法：在废水处理中常用的氧化剂有，空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、过氧化氢和电解槽的阳极等。消毒主要是杀死对人体健康有害的病原微生物。在水处理中，常用的方法有氯消毒、次氯酸钠消毒、二氧化氯消

30、毒、臭氧消毒和紫外线消毒。（4）熟悉吸附法：吸附法基本原理、常见吸附工艺及设备溶液中的物质由一相向某种适宜的另一相界面上积累的过程称为吸附。去除废水中的污染物质一般都是通过固液界面的吸附来实现的。具有吸附能力的多孔性固体物质称为吸附剂，而被吸附的物质则成为吸附质。吸附原理：吸附是一种在两相界面发生的表面现象，它与物质表面张力和表面能的变化有关，吸附符合热力学第二定律。吸附与表面张力的关系可用吉布斯方程式表示：= -C/(RT)*d/dc,如某溶质能降低溶液的表面张力，即d/dc为负值，为正值，产生正吸附；如果某溶质能增加溶液的表面张力，则d/dc为正值，为负值，产生负吸附，或称为解吸。吸附类型

31、：吸附力可分为分子间引力（范德华力）、化学键力和静电力，因此吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。静态吸附（废水不流动的情况下进行的吸附）、动态吸附（固定床、移动床和流化床）。（5）了解电解法：电解法工艺原理及流程、常用电解法类型在直流电场的作用下，电解质溶液发生的电化学反应过程称为电解。废水中的污染物质在电解槽的阳极和阴极分别发生氧化和还原反应，达到降低污染物浓度的方法称为废水的电解处理。*阳极失去电子，阴极得到电子。*微电解：铁和碳在废水中形成无数个微电池，铁是阳极，碳是阴极，在酸性条件下发生反应，使废水的pH值升高，形成的氢氧化铁絮状物可吸附凝聚去除废水中的悬浮物和胶体污染物。3、

32、 物理化学法（1）了解离子交换法：离子交换反应原理、离子交换剂的种类和性质可与水中离子发生离子交换反应的物质叫做离子交换剂。离子交换剂的种类很多，在水处理中主要是离子交换树脂和磺化煤两类。强酸、弱酸型带有酸性交换基团，称为阳离子交换树脂；强碱、弱碱型带有碱性交换基团，称为阴离子交换树脂。磺化煤是兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换树脂。*离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为离子交换树脂的选择性。各种树脂对水中离子的选择性简言之，水中离子的原子价越高，越易与离子交换树脂发生离子交换反应；同价离子（碱金属和碱土金属）中，原子序数越大，其离子水合半径越小，越易与离子交换树脂发生离子交换。

33、固定床、移动床、流动床。（2）熟悉膜分离技术：电渗析、反渗透、超滤能够把液体相分割为互不相通的两部分，这两部分之间能存在“传质”的薄的物质称为“膜”。“膜”可以是固体或液体。但都具备两个特征：一是无论厚度多少都必须有两个界面，两个界面分别与两侧流体相接触；二是“膜”具有选择透过性，可允许一侧流体中一种或几种物质通过，而不允许其他物质通过。利用膜的选择透过性能将离子或分子或某些微粒从水中分离出来的过程称为膜分离过程。用膜分离溶液时，使溶质通过膜的方法称为渗析，使溶剂透过膜的方法称为渗透。膜分离过程的特点：一般可在室温和无相变条件下进行，能耗低，具有广泛的适应性；规模可大可小，易于控制；不需外加物

34、质，节约原材料；利用膜孔大小分离物质，不会破坏物质结构和属性；分离和浓缩同时进行，可回收资源。依溶质或溶剂透过膜的推动力和膜种类不同，水处理中常用的膜分离法可分为以下四类：推动力膜种类分离对象电渗析（ED）电位差离子交换膜离子反渗透（R0）压力差非对称膜或复合膜离子、小分子超滤（UF）压力差非对称膜大分子、微粒微滤（MF）压力差对称膜微粒1) 电渗析离子交换膜是电渗析的关键部件，其性能直接影响电渗析器的离子迁移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。A. 离子交换膜的主要性能指标有： 离子选择透过性高； 膜电阻低，导电性能好； 具有较高的交换容量； 尺寸稳定，膨胀和收缩性应尽量的减小而且均匀； 有

35、足够的机械强度； 有良好的化学稳定性，耐酸、碱及抗氧化的能力强； 离子的反扩散和水的渗透量要小。B. 电渗析过程最基本的工作单元称为膜对，其组成及排列顺序为：单张阳膜-单层隔板-单张阴膜-单层隔板。C. 阴膜允许阴离子透过，阳膜允许阳离子透过。2) 反渗透：水通过膜由稀溶液进入浓溶液的过程称为自然渗透。在浓溶液一侧施加压力，使浓溶液中的水通过膜进入稀溶液的过程称为反渗透。A. 传质机理：溶解扩散理论；优先吸附-毛细孔流理论；氢键理论。B. 反渗透膜按材料主要有纤维素膜和非纤维素膜两大类。按结构有不对称膜和复合膜两大类。按外形有膜片和中空纤维两大类。水处理中常用的膜材料有醋酸纤维素膜（CA膜）、

36、聚酰胺膜（PA膜）和复合膜（TFC膜）。C. 反渗透膜分离装置对进水指标有较高要求，易产生膜污染，为延长膜使用寿命和提高分离效果需要定期对膜进行清洗。3) 超滤：去除微粒的粒径从大到小依次为微滤、超滤和反渗透，三者去除微粒的粒径范围也有一定的相互重叠。反渗透所分离的溶质的分子量小于500道尔顿，操作压力为210MPa,膜的透水率为0.12.5m3/(m2.d)。超滤所分离的溶质组分为分子量大于500道尔顿的大分子和胶体，操作压力较低，一般为0.10.5Mpa，膜透水率为0.55.05m3/(m2.d)超滤的机理是由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以筛虑为主。超滤装置分为板

37、框式超滤装置、管式超滤装置、卷式超滤装置、中空纤维式超滤装置。超滤工艺的主要设计参数：膜通量、膜清洗、膜寿命。超滤膜的膜通量以1500L/(m2.d),膜必须定期清洗，以保持适宜的膜通量，并能延长膜的寿命。正常使用的超滤膜的寿命为1218个月。在某些废水“双膜”深度处理流程中，超滤可作为反渗透的预处理单元。4) 微滤：是膜分离过程中应用最为普遍、销售额最大的一项技术。微滤可用于海水的预处理，去除海水中的悬浮物、颗粒以及大分子有机物，为反渗透提供原料水。（3）了解其它：萃取法、吹脱法、汽提法1) 萃取的实质是溶质在水中和在某种有机溶剂中有不同的溶解度，而水与该种有机溶剂是不互溶的。2) 吹脱法：

38、将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，被吹脱物质在液相和气相中的浓度差是由液相转入气相的推动力。3) 汽提法：向废水中通入蒸汽，使废水中易挥发组分由液相转入气相，是废水得到处理的过程称为汽提。分为简单蒸馏和蒸汽蒸馏。 4、 生物处理法（1）掌握活性污泥法：动力学基础、常用活性污泥法工艺流程、净化机理与过程A. 动力学基础：活性污泥法动力学研究的目的是定量研究微生物在一定条件下对有机污染物的降解速率。即明确各项因素，如有机物浓度、活性污泥量、溶解氧浓度对生物化学反应速率的影响，使污水处理在比较理想的条件下，达到处理效率，并且使得工艺设计和

39、运行管理更加合理。1）Monod方程：-ds/dt=vmax*X*S/(Ks+S), vmax为有机物的最大比降解速度，S为有机底物的浓度，Ks为半速度常数或饱和常数，X为混合液中微生物总量。2Lawrence-Mc Carty方程：1/c=Y*q-Kd;(dS/dt)u=vmax*X*S/(Ks+S)。Y为活性污泥的产率系数（kg微生物/kg被降解的有机物底物），q为单位有机底物的利用率，可表示为q=（ds/dt）u/X,Kd为微生物自身氧化系数，X为曝气池中微生物浓度（常用活性污泥（MLSS）表示）。B. 活性污泥的净化机理与过程：活性污泥中的微生物在酶的催化作用下，利用污水中的有机物和氧

40、，将有机物氧化为水和二氧化碳，达到去除水中有机污染物的目的。活性污泥对有机物的去除一般分为三个阶段：1）.初期的吸附去除：吸附的原因是由于污泥的比表面积巨大且表面上覆盖有多糖类黏质层。特点：完成时间短，去除量大。30min内有机物去除率往往可达70%以上。去除对象主要是胶体和悬浮性有机物。一般处于内源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力强。混合机传质效果好，可提高初期的吸附去除效率。被吸附有机物在吸附阶段以后，会有部分释放到水中。2）有机物通过微生物代谢的去除：分解代谢、合成代谢和内源呼吸。可降解有机物1/3分解代谢（无机物和能量）+2/3合成代谢（新细胞物质）2/3合成代谢（新细胞物质）内源呼吸8

41、0%（无机物和能量）+20%（残留物质）。3）活性污泥絮体的分离沉淀：通过控制F/M值在较低的水平，如在内源呼吸阶段，可以获得比较好的沉淀效果，因为此时微生物代谢不活跃，能量水平较低，表面电荷下降，容易形成大块的絮凝体通过沉淀去除。二沉池的两个关键工艺参数是表面水力负荷（单位时间内流过每平方米沉淀池表面积的最大污水流量（不包括回流污泥量）和固体负荷（单位时间内单位二沉池面积所能浓缩的混合液悬浮固体量，是污泥浓缩能力的指标，对一定的活性污泥而言，二沉池固体负荷越小其污泥浓缩效果越好）。C. 常用的活性污泥法工艺流程1) 传统活性污泥法2) 阶段曝气活性污泥法：由曝气池首的一点进水，改为沿曝气池池

42、长的多点进水。3) 吸附再生活性污泥法：来水经过吸附池和再生池出泥进行接触3060min,污泥吸附进水中的有机物。吸附了有机物的活性污泥混合液进入二沉池进行泥水分离。另一部分污泥作为回流污泥进入再生池停留36小时进行“污泥再生”，完成被吸附有机物的代谢和微生物的合成。在再生池，活性污泥进入内源呼吸阶段，使其的吸附活性得到充分的恢复。*该方法特点： 吸附和代谢分开进行，冲击负荷适应性强。可设置“吸附”和“再生”的最佳工作状态，构筑物体积小于传统活性污泥法。出水水质较传统差、当有机物是以溶解性BOD为主时，不易采用吸附再生活性污泥法。4) 完全混合式活性污泥法：混合稀释作用强；F/M的调整，易实现

43、最佳控制条件；需氧量均衡，动力消耗低于传统；适合工业废水；适合小型污水处理厂；易产生污泥膨胀。5) 生物吸附-降解活性污泥法（AB法）：A段由A段曝气池及中水池组成，B段由B段曝气池及终水池组成。A段为生物吸附段，负荷大于2kg(BOD5)/kg(MLSS).d,吸附的大部分有机物以排放剩余污泥的形式去除。HRT=2030min。B段为生物降解阶段，负荷为0.150.3kg（BOD5）/kg(MLSS).d,HRT=23h。A段与B段总的有机物去除率为90%左右。6) 序批式活性污泥法（SBR）:关键及专用设备是滗水器，它是一种随水位变化而调节的出水堰。7) 氧化沟活性污泥法：Carrouse

44、l型氧化沟和Orbal型氧化沟。（2）掌握生物膜法：基本概念与流程A. 生物膜法的基本原理：生物膜法是通过附着在载体或介质表面上的细菌等微生物生长繁殖，形成膜状活性生物污泥生物膜，利用生物膜降解水中的有机物的生物处理方法。生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质，在新陈代谢过程中将有机物降解，同时微生物自身也得以增殖。生物膜中常见的微生物群体包括好氧菌、厌氧菌和兼氧菌，在生物滤池中兼氧菌常占优势。生物膜法适用于中小规模污水生物处理。生物膜结构由内而外依次为：载体表面、厌氧膜、好氧膜、附着水层、流动水层，水层以外的污水、空气。生物膜法刚开始运行时，应进行挂膜，对城市污水，在20摄氏度条件下

45、，需要1530天挂膜成熟。相对于外侧流动的水流，附着水层是静止的，有机物、营养物和溶解氧由流动水层进入附着水层，并进一步扩散到生物膜中，有机物被生物膜吸附、吸收和降解。有机物的分解主要在生物膜的好氧膜中完成。脱落的生物膜可通过沉淀作用去除。生物膜法中参与代谢的微生物种类多于活性污泥法。运行中应保证反应器内生物膜正常脱落更新而不发生载体间隙被堵塞的现象。B. 主要类型与工艺流程浸没式生物膜法（如生物接触氧化池、曝气生物滤池、流动床生物膜法等），半浸没式生物膜法（如生物转盘等），非浸没式生物膜法（如生物滤池等）。其中浸没式生物膜具有占地面积小，有机容积负荷高，运行成本低，处理效率高等特点，在污水二

46、级生物中被较多采用。1) 普通生物滤池：普通生物滤池也称滴滤池，污水先进入初沉池，去除可沉悬浮物，接着进入生物滤池。在滤池内设有固定生物膜的载体（滤料），污水由上而下过滤时，不断与滤料相接触，微生物就在滤料表面逐渐形成具有降解有机物功能的生物膜。经过滤池处理的污水和滤池滤料上脱落的老化生物膜流入二沉池，经过固液分离后，排出净化水。普通生物滤池供氧，通常采用自然通风的方式进行。2) 高负荷生物滤池：针对普通生物滤池存在的问题而发展起来的。大幅度提高滤池的负荷，BOD容积负荷通常为普通生物滤池（0.150.3kg/（m3.d）6倍以上，水力负荷为普通生物滤池（13m3/(m2.d)）10倍。高负荷

47、生物滤池的负荷率是通过限制进水BOD5值和在运行上进行出水回流等技术实现的。通常进入滤池的BOD5必须低于200mg/l，否则要用处理水回流加以稀释。高负荷生物滤池构造与普通生物滤池没有本质的差别。3) 塔式生物滤池：属高负荷生物滤池，简称塔虑，有机负荷可达（BOD5）15kg/(m3.d),进水BOD5宜控制在500mg/l以下。塔身一般可高达824m,直径为13.5m,径高比为1：61:8。塔式生物滤池由塔体、滤料、布气系统及通风、排水系统组成。占地面积小，耐冲击负荷的能力强，适应处理小水量的城市污水和各种适合生物降解的有机工业废水。但其塔身高，运行管理不方便。4) 生物接触氧化法：生物接

48、触氧化法也称为接触曝气法。净化污水主要依靠载体上的生物膜作用，生物接触氧化池内存在一定浓度悬浮活性污泥，因此它兼有活性污泥法和生物膜法的优点。该方法有一段法和二段法之分，二段法可提高处理效率，比一段法处理效果稳定，但投资要高于一段法。3个或3个以上的接触氧化池串联的多段系统在工业废水处理中应用得较多。5) 生物转盘：又称半浸没生物膜法反应器，其核心处理装置是表面附有生物膜的盘片。圆盘浸没在污水中时，污水中的有机物被盘片上的生物膜吸附，当盘片离开污水时，盘片表面形成的水膜从空气中获得氧气，在微生物的作用下，被吸附的有机物发生降解和转化。盘片表面生长的生物膜厚度为14mm。生物转盘也常采用多级处理

49、方式运行。生物转盘约大于直径35%的盘面应浸没在污水中，上半部敞露在大气中。6) 曝气生物滤池：由浸没式接触氧化与过滤相结合的生物处理工艺。它是一种新型高负荷淹没式三相反应器，兼有活性污泥法和生物膜法两者优点，并将生化反应与吸附过滤两种处理过程合并在同一构筑物中完成。7) 生物流化床：是借助流体（气体、液体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）成流化态，实现去除有机物的一种生物膜法。8) 生物移动床：是在生物滤池和流化床的工艺基础上发展起来的，它既有生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥量少的特点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活性。该工艺适合应用于中、小型生活污水和工业有机废水处理。（3

50、）掌握厌氧生物处理：厌氧生物处理原理厌氧生物处理又称厌氧消化或厌氧发酵，是指在无氧的条件下，由厌氧和兼性微生物的共同作用，将有机物分解转化为CH4和CO2的过程。目前普遍认为，厌氧阶段分为三个阶段：水解发酵阶段。该阶段反应迅速。产氢产乙酸阶段。将第一阶段的产物转化成H2、CO2和CH3COOH。产甲烷阶段。由乙酸形成的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2形成的约占总量的1/3。厌氧生物处理反应器有厌氧接触法、两相厌氧消化工艺、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）、厌氧内循环反应器、厌氧膨胀床和厌氧流化床。水解酸化好氧生物处理工艺的原理，常将水解酸化作为好氧生物

51、处理的预处理。水解酸化与完全厌氧工艺的比较：比较项目氧化还原电位（mV）pH温度优势菌种最终产物水解酸化505.56.5范围宽兼性菌及部分厌氧菌溶解性易降解有机物完全厌氧-3006.87.2控制严格厌氧菌CO2、CH4水解酸化设施在处理城市污水时，常用作初沉池，起到一池多用的功效。 5、自然净化处理 （1）熟悉氧化塘：氧化塘概念和类型稳定塘是一种构造简单、维护管理容易、处理效果稳定的污水处理方法。污水在塘内经较长时间的停留、贮存，通过微生物（细菌、真菌、藻类、原生动物等）的代谢活动，以及相伴的物理的、化学的、物理化学的过程、使污水中的污染物、营养物、有害有毒物质得到转换、降解和去除，从而使污水

52、无害化、资源化与再回用。稳定塘有氧化塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘、控制出水塘等六类。氧化塘分为高速氧化塘、低速氧化塘、精制塘（深度处理塘）。（2）了解污水的土地处理系统：基本原理和类型利用土壤-微生物-植物组成的生态系统的自我调控及人工调控的机制对污水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程，使污染物去除，污水水质改善；这种通过系统中营养物和水分的循环再利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现污水的无害化、稳定化和资源化的生态系统工程，称为污水土地处理系统。这是一项高效、节能、经济并符合生态学原理的污水处理利用的工程技术。其净化机理有：1) 物理过滤2) 物理吸附与物理沉积3) 物理化学吸附4) 化学反应与沉淀5) 微生物的代谢过程与有机物的生物降解（三） 污泥处理与处置 1、 污泥的来源及特性 （1）掌握污泥的来源、种类污泥固体与水的混合体统称为污泥。污泥处理的目的是降低有机物含量并减少水分，以便于运输与处置。污泥的组成、性质主要取决于废水的来源，同时还和废水处理工艺有密切关系