水污染控制工程知識點

1、第九章 污水水質和污水出路1、污水有機物指標：生化需氧量（BOD）：水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量。BOD5五日生化需氧量化學需氧量（COD或OC）：用化學氧化劑氧化水中的有機污染物時所消耗的氧化劑量。CODMn或OC以高錳酸鉀作氧化劑時，地下水；CODCr或COD以重鉻酸鉀作氧化劑時，地表水總有機碳（TOC）：包括水樣中所有有機污染物的含碳量總需氧量（TOD）：當有機物全部被氧化時，C全部變?yōu)槎趸?，H 、N及S怎被氧化成水、一氧化氮、二氧化硫等，此時需氧量稱為總需氧量CODBOD TODTOC2、水體自凈：物理凈化：污染物質由于稀釋、擴散、沉淀或揮發(fā)等作用而使河水污染物質濃度

2、降低的過程 化學凈化：氧化、還原、分解 生物凈化：水中生物活動，尤其是水中微生物對有機物的氧化分解作用3、水環(huán)境質量標準：地表水環(huán)境質量標準分五類水體 類 主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)； 類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、幼魚的索餌場等； 類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)； 類 主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)； 類 主要適用于農業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。4、污水排放標準：濃度標準：規(guī)定了排出口向水體排放污染物的濃度限值，其單位一般為mg/L 總

3、量控制標準：是以與水環(huán)境質量標準相適應的水體環(huán)境容量為依據(jù)而設定的第十章 污水的物理處理5、格柵：分為人工格柵和機械格柵：人工格柵傾角3060，機械格柵（每日柵渣量0.2m3）傾角6090 設計參數(shù)：渠道寬度適當，過渠道水流速度一般0.40.9m/s，過柵流速0.61.0m/s；格柵工作平臺應高出設計水位0.5m6、沉淀法：利用水中懸浮顆粒和水的密度差，在重力作用下產生下沉運動，達到固液分離的效果，可用于以下幾個方面： 污水池里系統(tǒng)的預處理（沉砂池）污水的初級處理（初沉池）生物處理后的固液分離（二沉池）污泥處理階段的污泥濃縮（污泥濃縮池）7、沉淀類型：自由沉淀：發(fā)生在水中懸浮固體濃度不高時的一

4、種沉淀類型，直線下沉，且顆粒物理性質不變（沉砂池） 絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高，但沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，曲線下沉，且顆粒物速度質量性狀等變（二沉池中間段） 區(qū)域沉淀（成層沉淀、擁擠沉淀）：高濃度懸浮顆粒的沉降過程（5000mg/L以上）有明顯泥水分離（二沉池下部和污泥重力濃縮池開始） 壓縮沉淀：高濃度懸浮顆粒的沉降過程中（二沉池污泥斗中、污泥重力濃縮池）8、曝氣沉砂池構造及工作原理及特點： 構造（p37圖10-21）特點：（1）沉砂中含有機物的量低于5%（2）由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、除泡作用，以及加速污水中油類和浮渣的分離等作用工作原理：兩種形式的運動，水平

5、的和旋轉的，流速中心處最小，池的周邊最大，砂旋轉碰到池壁就向下滑落，到了槽里就出不來了，旋轉時刻碰撞摩擦，使有機物被沖刷掉，使沉砂較為純凈，易于收集利用。9、旋流沉砂池構造和工作原理 構造（p41圖10-24） 工作原理：利用機械力控制水流流態(tài)與流速，加速沙粒的沉淀并使有機物隨水流帶走的沉砂裝置。污水由切線方向流入沉砂區(qū)，由于受離心力作用不同，砂甩向池壁在重力作用下沉入砂斗，水帶著有機物流出。砂斗內沉砂可采用空氣提升，排砂泵等排出，達到砂水分離效果10、沉淀池：按工藝布置的不同，可分為初沉池和二沉池 按池內水流方向的不同分為：平流式、豎流式、輻流式（p43 10-26）11、氣浮池：機理：在水

6、中形成微小氣泡形式，是微小氣泡于水中懸浮顆粒物粘附，形成水-氣-顆粒三項混合體，顆粒粘附上氣泡后，形成表觀密度小于水的漂浮絮體，形成浮渣層被刮除，實現(xiàn)固液分離 基本條件：（1）必須向水中提供足夠量的細微氣泡（2）必須使廢水中的污染物質能形成懸浮狀態(tài)（3）必須使氣泡與懸浮物質產生黏附作用 應用：（1）石油、化工及機械制造業(yè)中的含油（包括乳化油）廢水的油水分離（2）廢水中有用物質的回收，如造紙廢水中的紙漿纖維及填料的回收（3）含懸浮固體相對密度接近于1的工業(yè)廢水的預處理（4）取代二沉池進行泥水分離，特別適用于活性污泥絮體不易沉淀或易于產生沉淀的情況（5）剩余污泥的濃縮 氣浮法的類型：（1）電解氣浮

7、法：電解水，正負兩極產生的氫氣和氧氣的氣泡（2）分散空氣氣浮法：微孔曝氣氣浮法、剪切氣泡氣浮法（3）溶解空氣氣浮法：真空氣浮法、加壓溶氣氣浮法（多用） 如何提高氣浮效果：投加化學藥劑（1）混凝劑：改變廢水中懸浮顆粒的基本性能，使廢水中的細小顆粒絮凝成較大的絮狀體（2）浮選劑：改變親水性和疏水性（3）助凝劑（4）抑制劑：抑制某些物質氣浮，不妨礙要去除物質的氣浮（5）調節(jié)劑:調節(jié)PH 12、廢水處理中，氣浮法與沉淀法相比，各有何優(yōu)缺點？答：氣浮法：能夠分離那些顆粒密度接近或者小于水的細小顆粒，適用于活性污泥絮體不易沉淀或易于產生膨脹的情況，但是產生微細氣泡需要能量，經濟成本較高。沉淀法：能夠分離那

8、些顆粒密度大于水能沉降的顆粒，而且固液的分離一般不需要能量，但是一般沉淀池的占地面積較大。第十一章 污水生物處理的基本概念和生化反應動力學基礎13、呼吸：分為好氧呼吸和缺氧呼吸 好氧呼吸：以分子氧作為最終電子受體 缺氧呼吸：以氧化性化合物作為最終電子受體 發(fā)酵：以底物本身未完全氧化的某中間產物為電子受體 呼吸作用與發(fā)酵作用的根本區(qū)別在于：電子載體不是直接將電子傳遞給底物降解的中間產物，而是交給電子傳遞系統(tǒng)，逐步釋放出能量后再交給最終電子受體14、脫氮除磷：生物脫氮：含氮化合物經氨化、硝化、反硝化、同化后轉變?yōu)榈獨舛蝗コ倪^程。（1）氨化反應：微生物經加氧或水解脫氨基，使有機氮化合物產生氨（2

9、）硝化反應：在亞硝化菌或硝化菌作用下，將氨態(tài)氮轉化為亞硝酸鹽或硝酸鹽（3）反硝化反應：缺氧條件下，亞硝酸鹽或硝酸鹽在反硝化菌的作用下轉化為氮氣（硝酸鹽亞硝酸鹽氧化氮氧化亞氮氮氣） （4）同化作用污水中的一部分氮被同化成微生物細胞的組成部分，并以剩余活性污泥的成分排出 生物除磷：利用聚磷微生物，具有厭氧釋磷及好氧（或缺氧）超量吸磷的特性，是好氧或缺氧段中混合液中磷的濃度大大降低，排放大量富磷污泥達到除磷目的15、微生物生長規(guī)律的一般表現(xiàn)：圖p88 11-4 延遲期（適應期）：適應時期，細胞數(shù)目不變或減少，體積增大，末期對不良環(huán)境適應性差 對數(shù)增長期：細胞數(shù)目以恒定速率成直線增長（大小、性質基本不

10、變），消耗了大量底物，細胞內代謝物質豐富，是作為研究的理想材料 穩(wěn)定期（減速增長期）：生長速率下降，細胞個數(shù)趨于穩(wěn)定，并隨之死亡，菌膠團形成，內分泌物增多，活性污泥絮體開始形成。具有氧化有機物的能力，還具有良好的沉降性能。 衰亡期（內源呼吸期）生長速率為零，靠內源呼吸，呈衰退性，由于能量降低，絮凝體吸附有機物能量顯著，活性污泥性降低，泥較為松散16、產率系數(shù)dSdt=1Y(dXdt)：反應系數(shù)Y=dXdS g(生物細胞量)/g(降解的底物) 反映了底物減少速率和細胞增長速率之間的關系（成正比），污水生化處理中的重要規(guī)律17、微生物增長的比增長速率dXdt=X,說明微生物增長速率與現(xiàn)有微生物濃度

11、X成正比 其中微生物群體比增長速率=maxSKS+S 莫諾特方程 比增長速率 max在限制增長的底物達到飽和濃度是的最大值 S限制增長的底物濃度 KS飽和常數(shù)，即=max/2時的底物濃度18、微生物增長的基本方程(dXdt)g=Y(dSdt)u-KdX 描述了微生物凈增長速率g和底物利用速率u之間的關系第十二章 活性污泥法19、活性污泥：組成：有活性的微生物（Ma）；微生物自身氧化殘留物（Me）；吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有機物（Mi）；無機懸浮固體（Mii） 性狀：活性污泥是粒徑在2001000m的類似礬花狀的不定形的絮凝體20、活性污泥評價：生物向觀察 混合液懸浮固體濃度（MLS

12、S）、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS） （1）混合液懸浮固體濃度（MLSS）：曝氣池中單位體積混合液中活性污泥懸浮固體的質量，也稱之為污泥濃度，包括Ma、Me、Mi、Mii四者在內的總量（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）：指混合液懸浮固體中有機物的質量，它包括Ma、Me、Mi這三樣；一般MLVSS/MLSS在0.70.8左右 污泥沉降比（SV%）：通常使用污泥沉降比和污泥指數(shù)來表示活性污泥的沉降性能：是指曝氣池混合液靜置30min后沉淀污泥的體積分數(shù)，一般在30%左右 污泥體積指數(shù)（SVI）：靜置30min后每單位質量干泥形成的濕污泥的體積 SVI=沉淀污泥的體積(ml/l)/

13、MLSS(g/l);它是判斷污泥沉降濃縮性能的一個重要參數(shù)，通常100150為好，越大沉降性能差，越小污泥活性差 21、活性污泥法基本流程p103圖12-1 22、活性污泥降解污水中有機物的過程：吸附階段和穩(wěn)定階段 吸附階段：污水中的有機物轉移到活性污泥上 穩(wěn)定階段：轉移到活性污泥上的有機物被微生物利用 23、活性污泥法曝氣反應池的四種形式： 推流式曝氣池完全混合曝氣池（圖12-7）封閉環(huán)流式曝氣池(推流+完全混合)序批式反應池（SBR）(圖12-9)：注水-反應-排水24、序批式活性污泥法（SBR）：特點（1）工藝結構簡單，曝氣池兼二沉池功能，無污泥回流設備（2）耐沖擊負荷（3）反應推動力大

14、（4）操作靈活（5）污泥沉降性能好，有效防止絲狀菌膨脹（6）計算機自動控制25、氧化溝：p117圖12-2126、活性污泥法數(shù)學模型：R污泥回流比：回流污泥流量/進水流量 c或SRT污泥泥齡：曝氣池中活性污泥全部更新一次所需要的時間，是活性污泥處理系統(tǒng)設計運行的重要參數(shù)27、構成活性污泥法的三個基本要素：引起吸附和氧化分解作用的微生物：即活性污泥 污水中的有機物：它既是處理對象，也是微生物的食料溶解氧：沒有充足的氧，好氧微生物既不能生存?zhèn)円膊荒馨l(fā)揮氧化分解作用 28、曝氣設備：鼓風曝氣、機械曝氣 區(qū)別：鼓風曝氣是液下曝氣，機械曝氣則是通過安裝于池面的表面曝氣器來實現(xiàn)的 鼓風曝氣：擴散器是整個鼓

15、風曝氣系統(tǒng)的關鍵部分，它的作用是將空氣分散成不同尺寸的氣泡。根據(jù)分散氣泡的大小，擴散器又可分為幾種類型：（1）微氣泡擴散器（d=100m）氣液接觸面大，氧利用率高，但壓力損失大，易堵塞，對送入的空氣必須進行過濾處理（2）小氣泡擴散器：多孔材料制成（d1.5mm）（3）中氣泡擴散器：穿孔管或莎綸管（d=23mm）（4）大氣泡擴散器（d=15mm）（5）剪切分散空氣曝氣器：與前面的將空氣直接分散的擴散器不同，它是利用水利或機械力的剪切作用，將大氣泡剪切成小氣泡 機械曝氣：把大量液滴拋向空中，按傳動軸的安裝方向，分為以下幾種：（1）豎軸式曝氣池（2）臥軸式曝氣池：主要用于氧化溝。 29、曝氣池的容積

16、設計計算p140-146P145例12-1 30、生物除磷工藝：AP/O工藝：分為好氧區(qū)和厭氧區(qū)（p157圖12-40）厭氧區(qū)釋磷，好氧或缺氧時吸磷 31、生物脫氮、除磷工藝：A2/O工藝(p159圖12-42)工藝流程： （1）污水進入厭氧反應器，同時進入的還有從二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋磷，同時轉化易降解的COD、VFA為PHB，部分含氮有機物進行氨化；（2）污水再進入缺氧反應器，主要進行脫氮。硝態(tài)氮通過混合液內循環(huán)由好氧反應器傳輸過來，部分有機物在反硝化菌的作用下利用硝酸鹽做電子受體進行去除（3）混合液進入好氧反應區(qū)，其中COD已接近排放標準，此區(qū)除進一步降解有機物外，主

17、要進行氨氮的硝化和和磷的吸收，混合液中硝態(tài)氮回流至缺氧反應區(qū)，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除該處理系統(tǒng)工藝流程簡潔，在厭氧、缺氧、好氧環(huán)境交替進行，絲狀菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。磷濃度1mg/L以下;氨氮濃度8mg/L以下 32、活性污泥法的主要影響因素：（1）水力負荷（2）有機負荷（3）微生物濃度（4）曝氣時間（5）污泥泥齡（6）氧傳遞速率（7）回流污泥濃度（8）污泥回流比（9）曝氣池的構造（10）ph和堿度（11）溶解氧濃度（12）污泥膨脹及其控制 （5）污泥泥齡（SRT）：是指曝氣池中微生物細胞的平均停留時間。和有機負荷MLSS濃度有關。有助于進一步理解活性污泥法的某些機理，微

18、生物的平均停留時間反映了穩(wěn)定時間的長短，可根據(jù)污泥泥齡來考察和認識活性污泥污泥泥齡還有助于說明活性污泥中微生物的組成 （12）污泥膨脹及其控制：正常的污泥沉降性能良好，其污泥體積指數(shù)SVI在50150之間，當活性污泥不正常時，污泥及不易沉淀，SVI值增高?；旌弦涸?000ml量筒中沉淀30min后，污泥體積膨脹，上層澄清液減少。膨脹污泥不易沉淀，容易流失，既降低出水水質，又造成回流污泥量的不足，會使池內污泥量越來越少。 絲狀菌性膨脹：污泥中絲狀菌過度增長繁殖的結果。造成因素（1）污水水質：造成污泥膨脹的主要因素，有水溫，ph，碳氮磷比，其中氮含量若過高則與碳氮磷比無關了（2）運行條件：與污泥負

19、荷和溶解氧濃度有關（3）工藝方法：完全混合比推流式易發(fā)生，不設初沉池的不易發(fā)生葉輪比鼓風曝氣易發(fā)生 非絲狀菌性污泥膨脹：SVI值很高，污泥在池里很難壓縮沉淀，但是卻沒有多少絲狀菌，這種污泥里含有大量表面附著水，細菌外面包有黏度極高的黏性物質。造成因素：污泥負荷過高且水溫較低 控制：運行時控制曝氣量，保持適量溶解氧調整ph加入氮或磷化合物調解氮磷比投加一些化學藥劑（鐵鹽混凝劑）經過沉砂池后，越過初沉池，直接進入曝氣池。 設計時取消初沉池，增加進入曝氣池的懸浮物的量在常規(guī)曝氣池前設置污泥厭氧或缺氧選擇池在曝氣池前補充設置填料用氣浮設備代替二沉池 第十三章 生物膜法33、生物膜法：是一大類生物處理法

20、的統(tǒng)稱，包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池及生物流化床等工藝形式34、生物膜的基本組成：微生物細胞在水環(huán)境中，能在適宜的載體表面牢固附著、生長轉移，細胞胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構（p191圖13-1）35、活性污泥法與生物膜法的異同 一、活性污泥法屬于懸浮生物處理系統(tǒng)，其優(yōu)點是曝氣池內微生物、各環(huán)境要素分布均勻，傳質效率較高，而且投資省。但是，該工藝的主要問題是：首先，排泥量大，泥齡較短，不能滿足高效硝化的要求，進而不能實現(xiàn)高效脫氮；其次，容積負荷低，造成處理效率低和占地面積大；第三，容易誘發(fā)絲狀菌膨脹等。 二、生物膜法屬于生物附著污水處理系統(tǒng)，其利用生物填料

21、來固定微生物。與活性污泥技術相比，生物膜法的主要優(yōu)點有：較長的污泥齡，適于世代周期較長的硝化菌的生長；溶解氧在生物膜上的梯度分布，為不同的微生物生態(tài)結構和代謝提供了條件；污水處理效率高、占地面積相對較小、抗沖擊性強等，因此，適合處理工業(yè)廢水。但是，生物膜法的主要缺點是微生物與各類底物之間的傳質效率較低，表現(xiàn)為：(1) 生物填料容易在曝氣池內形成擁堵、結團或溝流，傳質不均勻，直接降低生物膜法的效率；(2)反應器內氣液接觸時間短，氧的利用率低。 36、生物膜的組成：細菌（好氧、厭氧、兼性）、真菌、原生動物、后生動物、藻類以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲等組成 37、生物濾池構造：濾床及池體、布水

22、設備和排水設備等組成 38、生物濾池法的基本流程：初沉池，生物濾池，二沉池 39、塔式生物濾池：與普通相比，具有負荷高、生物相分層明顯、濾床阻塞可能性減小、占地小等特點。 40、影響生物濾池性能的主要因素：濾池高度負荷回流供氧 41、生物轉盤的構造：是由一系列的平行的旋轉圓盤、轉動中心軸、動力及減速裝置、氧化槽等組成（p221圖13-20） 42、生物轉盤發(fā)的工藝流程：污水流入初沉池生物轉盤二沉池消毒出水 丨丨污泥濃縮脫水 43、生物接觸氧化法：又稱浸沒式曝氣生物濾池 44、生物接觸氧化池構造：池體、填料、進水布氣裝置（p229圖13-34） 45、曝氣生物濾池（BAF）構造及工作原理：分為上

23、向流式和下向流式（主要） 組成：池體、布水系統(tǒng)、布氣系統(tǒng)、承托層、濾層、反沖洗系統(tǒng)p235圖13-42工作原理：污水從池上部進入濾池，并通過用濾料組成的濾層，在濾料表面形成有微生物棲息的生物膜，在污水濾過濾層的同時，空氣從濾料層中通入，并由濾料的間隙上升，與下向流的污水相向接觸，空氣中的氧轉移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和豐富的有機物。在微生物的代謝作用下，有機污染物被降解，污水得到凈化第十四章 穩(wěn)定塘和污水的土地處理42、好氧塘的凈化機理：有陽光照射時，塘內的藻類進行光合作用，釋放出氧氣，同時，由于風力的攪動，塘表面還存在自然富氧，二者使塘水呈好氧狀態(tài)。塘內的好氧型異養(yǎng)細菌利

24、用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物并進行細胞增殖，其代謝產物二氧化碳則是藻類光合作用的碳源。P249圖14-143、兼性塘：是指在上層有氧，下層無氧的條件下凈化污水的穩(wěn)定塘，是最常用的塘型 （簡答題?。㏄253圖14-2凈化機理:好氧區(qū)：有陽光照射時，塘內的藻類進行光合作用，釋放出氧氣，同時，由于風力的攪動，塘表面還存在自然富氧，二者使塘水呈好氧狀態(tài)。塘內的好氧型異養(yǎng)細菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物并進行細胞增殖，其代謝產物二氧化碳則是藻類光合作用的碳源。兼性區(qū)：塘水的溶解氧較低，且時有時無，這里的微生物是異養(yǎng)型兼性細菌，他們既能利用水中的溶解氧氧化分解有機污染物，也能

25、在無分子氧的條件下，以CO32-和NO3-作為電子受體進行無氧代謝。厭氧區(qū)：沒有溶解氧，可沉物質和死亡的菌類、藻類在此形成污泥層，污泥層中的有機質由厭氧微生物對其進行厭氧分解。與一般的厭氧發(fā)酵反應相同，其厭氧分解包括酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩個過程。發(fā)酵過程中未被甲烷化的物質（脂肪酸、醛醇等）進入塘的上中層，由好氧菌和兼性菌繼續(xù)進行降解。而CO2和NH3等產物進入好氧層，部分逸出水面，部分參與藻類的光合作用。44、污水土地處理：當前，污水土地處理系統(tǒng)常用的工藝有慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)、地表漫流系統(tǒng)、濕地處理系統(tǒng)、地下滲濾處理系統(tǒng)45、人工濕地處理系統(tǒng)作用機理（表格P268 表14-7）46、人工濕地的類型：表面流濕地、水平潛流濕地、垂直流濕地第十五章 污水的厭氧生物處理47、厭氧消化的三個階段：水解發(fā)酵階段、產氫產乙酸階段、產甲烷階段48、上流式厭氧污泥床反應器：底部有一個高濃度高活性的污泥層，將大部分有機物轉化為CH4和CO2。中間是懸浮污泥層，上部有三相分離器氣體逸出，污泥回落到底部，清水流出第十六章 污水的化學與物理化學處理49、化學混凝的機理：有三方面的作用 壓縮雙電層作用：膠粒具有點位，在水中投加電解質（