環(huán)境工程學(xué)知識點總結(jié)

1、環(huán)境工程學(xué)知識點總結(jié)我國的環(huán)境問題 生態(tài)破壞和資源枯竭嚴(yán)重，表現(xiàn)在：森林資源和草原面積減少；水土流失，沙漠?dāng)U大；耕地資源浪 費嚴(yán)重；水資源短缺。環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻，表現(xiàn)在：水體污染：未經(jīng)處理的廢水造成水環(huán)境污染， 其中有毒有害污染、有機物污染和富營養(yǎng)化污染及其嚴(yán)重；大氣污染：由能源結(jié)構(gòu)不合理引起，主 要是煙煤型污染；固體廢棄物污染：其無適當(dāng)處置，占用土地資源，產(chǎn)生“圍城”現(xiàn)象，引起其他 環(huán) 境問題；城市噪聲污染：交通運輸和城市建設(shè)引起；鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染：技術(shù)管理差，資源利用率 低，量大面廣，執(zhí)法難度大。環(huán)境工程學(xué)的主要容 環(huán)境工程學(xué)不僅研究防治環(huán)境污染和公害的技術(shù)，而且研究自然資源的保護(hù)和合理利用，

2、探討廢物 資源化技術(shù)，改革生產(chǎn)工藝，發(fā)展無廢少廢閉路生產(chǎn)系統(tǒng)，以及對區(qū)域環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和科學(xué)管 理，以獲得最優(yōu)的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。具體來說，主要包括：水質(zhì)凈化與水污染控制 工程；大氣污染控制工程；固體廢棄物處理處置與管理工程；噪聲、振動與其他公害防治技術(shù)；環(huán) 境規(guī)劃、管理和環(huán)境系統(tǒng)工程；環(huán)境監(jiān)測和和環(huán)境質(zhì)量評價。廣義的環(huán)境工程還包括供暖通風(fēng)和空 氣調(diào)節(jié)。水的循環(huán)水循環(huán)分為自然循環(huán)和社會循環(huán)。自然循環(huán)：自然界中的水（太陽能）蒸發(fā)、蒸騰上升凝結(jié)成云降水地表徑流、地下滲流海洋 或被植物吸收的往復(fù)過程。社會循環(huán)：人類社會為滿足生活和生產(chǎn)需要從天然水體中取水，使用后的水成為生活污水和生產(chǎn)廢

3、 水而被排放，最終流入天然水體的過程。我國水資源人均不豐富，空間分布和年際分布不均衡。水污染分類和影響 水污染可分為化學(xué)性污染、物理性污染、生物性污染?；瘜W(xué)性污染：無機污染物質(zhì)：酸、堿和一些 無機鹽。酸堿污染使水體pH變化，殺滅或抑制微生物生長，妨礙水體自凈，腐蝕船舶和水下建筑, 影響漁業(yè)，破壞生態(tài)平衡；無機鹽提高水的硬度和滲透壓，降低水中溶解氧，影響淡水生物生長。 無機有毒物質(zhì)：主要是重金屬等有潛在長期影響的物質(zhì)，其中汞、鎘、鉛危害大。其通過食物鏈富 集引起人體嚴(yán)重疾病或慢性病。有機有毒物質(zhì)：主要是有機農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香胺等。其化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定，難以被生物分解，有些可致癌。需氧污染物質(zhì)：碳水

4、化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、醇類可被微 生物分解，并在分解過程中消耗氧氣的物質(zhì)。其消耗水中溶解氧影響水生生物生長。植物營養(yǎng)物質(zhì)：生活污水和工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水中的氮和磷。水中氮磷含量較高使水流速度較慢 水域浮游生物和水草大量繁殖，引起水質(zhì)惡化，魚類死亡，湖泊退化的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。 油類污染物質(zhì)：其會影響水質(zhì)，破壞海灘危害水生生物。物理污染物：懸浮物質(zhì)污染：水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物質(zhì)和泡沫。其影響水體外觀，妨礙水中植物的光合作用減少氧氣溶入，對水生生物不利。熱污染：熱電、核電及各種工業(yè)過程中的冷卻水。其引起水溫升高，溶解氧含量降低，水中某些有 毒物質(zhì)毒性增強，危及水生生物。放射性污染：原子能

5、工業(yè)、放射性礦藏開采、核電、同位素研究，使放射性廢水廢物增加。 生物性污染：生活污水，特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)廢水，往往帶有病原微生物，引起各種疾病。水質(zhì)指標(biāo)分類物理性水質(zhì)指標(biāo)感官物理性指標(biāo)：溫度、色度 （ 真色和表色 ）、渾濁度、透明度、嗅和味。 其他物理性指標(biāo)：總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導(dǎo)率。水中雜質(zhì)分為：溶解物質(zhì)10-3 10-5卩m膠體物質(zhì)1 10-3卩m懸浮物質(zhì)100 1卩m 1卩m=103mm 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)一般化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：pH、堿度、硬度、各種陰陽離子、總含鹽量、一般有機物質(zhì)。 有毒化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥。氧平衡指標(biāo)： DO、 COD、

6、BOD、 TOD。 生物學(xué)指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒。生化自凈過程所需氧的來源水體和廢水中原來含有的氧； 大氣中的氧向含氧不足的水體擴(kuò)散溶解， 直到水體中的溶解氧達(dá)到飽和； 水生植物光合作用放出氧氣，溶于水中有時可使水體中的溶解氧達(dá)到飽和。有氧條件下，廢水有機物分解過程 有機物被微生物分解的過程：微生物通過自身生命活動過程，把一部分被吸收的有機物轉(zhuǎn)化成簡單的 無機物，并釋放出生長活動所需的能量，另一部分有機物被轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)物質(zhì)，組成新的細(xì)胞；細(xì)胞物 質(zhì)也可被微生物氧化，同時放出能量，即源呼吸。碳化階段：主要是不含氮有機物氧化，也包括含氮有機物氨化，以及氨化后不含氮有機物繼續(xù)

7、氧化， 其消耗的氧量為碳化生化需氧量。 總的碳化生化需氧量稱為第一階段生化需氧量或完全生化需氧量 （ 生 化需氧量），以La或BODi表示。第二階段：水中的硝化細(xì)菌可以氧化水中的氨和含氮有機物氨化分解出的氨，最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。其消耗的氧量為硝化生化需氧量，即第二階段生化需氧量，以LN或NODS示。（NH3+亞硝化細(xì)菌+O3NO2+ 硝化細(xì)菌一 NO3）不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)要求 飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：流行病學(xué)上安全可靠；化學(xué)組成上對人體無害；使用上方便無弊。地面水環(huán)境質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)：按水體的不同用途和不同區(qū)域劃分為五類。按從污染源控制的原則制定了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)： 一類污染物 （對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響 ）

8、；另一種是影響小于第一類的污染物，列出最高允許排放濃度（三級），l、u類水體不得新建排污口，川類水體執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，w、v二級標(biāo)準(zhǔn)，下水道并進(jìn)入二 級污水處理廠執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)用水水質(zhì)要求：飲用水，生產(chǎn)技術(shù)用水，鍋爐用水，冷卻用水不同 使用目的，由不同水質(zhì)要求。廢水成分與性質(zhì) 生活污水：居民日常生活中產(chǎn)生的廢水，主要是生活廢料和排泄物。這類廢水的成分及變化取決于居 民的生活水平和習(xí)慣。水質(zhì)較穩(wěn)定，渾濁、惡臭、深色、微堿性、不含有毒物質(zhì)、有大量細(xì)菌病毒和 寄生蟲卵。工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水。由于工業(yè)類型、生產(chǎn)工藝、原料、用水水質(zhì)和管理水平的差 異，其成分與性質(zhì)差別較大。農(nóng)業(yè)廢水：隨著農(nóng)

9、藥和化肥的大量使用，農(nóng)田徑流排水成為天然水體的污染來源。氧垂曲線解釋 緊接排入口各點溶解氧逐漸減少，這是因為廢水排入后，河水中的有機物無多，耗氧速度超過復(fù)氧速 度。隨著有機物的不斷氧化分解，耗氧速度不斷降低，在某一點耗氧速度等于復(fù)氧速度，此點溶解氧 含量最低（最缺氧點） 。過此點后，溶解氧含量逐漸恢復(fù)到排入口之前的含量 （恢復(fù)速度不斷加快 ）。氧 垂曲線既是以離排入口的距離為橫坐標(biāo)，以溶解氧含量為縱坐標(biāo)的曲線。如果河流受有機物污染的量 低于它的自凈能力，最缺氧點的溶解氧含量大于零，河水始終呈現(xiàn)有氧狀態(tài)，反之，靠近最缺氧點的 一段河流將出現(xiàn)無氧狀態(tài)。水體中的細(xì)菌 當(dāng)一般有機廢水排入水體后，開始時

10、水體中的細(xì)菌會大量增加，以后逐漸減少。促使細(xì)菌死亡的原因 有：有機物因分解而減少；污染水體里有大量的吞噬細(xì)菌的生物；生物物理因素 （ 生物絮凝，沉淀 ） ； 其它因素（pH、水溫、日光）。一般的，廢水排入河流后，在 1224h 流過的距離是最大的細(xì)菌污染地帶。 3 4 天后細(xì)菌量不超過最 大量的10%沿流微生物數(shù)量和種類分為四個區(qū)I、V為清潔區(qū) （天然水質(zhì)）；U降解區(qū)（水質(zhì)混濁，污 泥浮動，DO降至40%勺飽和度，魚類、綠藻減少，藍(lán)綠藻蔓生，底泥出現(xiàn)蠕蟲 ）川強分解區(qū)（水質(zhì)變黑 灰，浮渣，腐敗，DO降至40%勺飽和度一0,厭氧，物種極少，有蚊蠅）W恢復(fù)區(qū)（水質(zhì)較清，DO在 40% 的飽和度以上

11、，物種增多 ） 。解決廢水問題的主要原則 改革生產(chǎn)工藝，減少廢物排放量：應(yīng)深入工業(yè)生產(chǎn)工藝，與工人、技術(shù)人員相結(jié)合，革新生產(chǎn)工藝， 盡量不用或少用水，不用少用易產(chǎn)生污染的原料、設(shè)備及生產(chǎn)方法。 重復(fù)利用廢水：采用重復(fù)用水和循環(huán)用水系統(tǒng)，使廢水排放量減至最少?；厥沼杏梦镔|(zhì)：工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)多是在生產(chǎn)過程中進(jìn)入水中的原料、半成品、成品、工作介質(zhì) 和能源物質(zhì)。如能加以回收，即可防止污染又可創(chuàng)造價值。對廢水進(jìn)行妥善處理：廢水經(jīng)回收利用后，還會有一些有害物質(zhì)殘留，也會有一些目前尚無回收價值 的廢水。要從全局出發(fā)，妥善處理，使其無害化，不致污染水體和環(huán)境。 選擇處理工藝與方法時，必須經(jīng)濟(jì)合理，盡量采用

12、先進(jìn)技術(shù)。水處理的基本方法給水處理：原水一混凝一沉淀一過濾一消毒一飲用水 （臭氧氧化、活性炭吸附）；地下水（消毒）;工業(yè) 用水（軟化、除鹽、冷卻、控制結(jié)垢與腐蝕） 廢水處理：物理法、化學(xué)法和生物法。物理法是利用物理作用來分離廢水中懸浮污染物質(zhì)，處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。沉淀法去除回收 比重大于 1 的中懸浮顆粒；氣浮法去除乳狀油或比重接近 1 的懸浮物；篩網(wǎng)過濾去除纖維、紙漿；蒸 發(fā)法濃縮廢水中的溶解性不揮發(fā)物質(zhì)；另外，還有離心分離、超濾、反滲透等?；瘜W(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)處理水中的溶解性污染物和膠體。包括：中和法、氧化還原法、混凝法、電解 法、汽提法、萃取法、吹脫法、吸附法、離子交換法、電滲析

13、法等。生物法是利用微生物作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)?？煞譃楹醚跎?物處理和厭氧生物處理，其中好氧生物處理又可分為：活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘法、污水 灌溉法、土地處理法。以上各方法各有特點和適用條件，實際中往往配合使用。城市污水水處理一般流程：進(jìn)水初沉池 （污泥）生物處理構(gòu)筑物二沉池（污泥）出水。工業(yè)廢水處理流程各不相同，一般程序是：澄清一回收一毒物處理一一般處理一再用或排放。廢水處理系統(tǒng)分級廢水處理系統(tǒng)分為一級處理、二級處理、三級處理。一級處理（機械處理）只去除廢水中較大的懸浮物質(zhì) （沉淀法去除可沉固體 ）。物理法中的大部分是由于 一級處理的。廢水經(jīng)一級處

14、理，一般達(dá)不到排放要求，需二級處理，它只是預(yù)處理。二級處理 （生物處理或生物化學(xué)處理 ）主要任務(wù)是去除廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物。生物處 理法最常用于二級處理，且經(jīng)濟(jì)有效。 通過二級處理， 一般廢水均能達(dá)到排放要求 （沉淀法和生物處理 法以降低污水懸浮固體和生化需氧量 ）。三級處理 （高級處理和深度處理 ）當(dāng)水質(zhì)要求高時，為進(jìn)一步去除廢水中的營養(yǎng)物質(zhì) （氮和磷）、生物難 降解的有機物和溶解鹽類等，以達(dá)到某些水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或直接用于工業(yè)，就需要在二級處理后進(jìn)行三 級處理 （ 過濾、氧化塘 ） 。15廢水處理中預(yù)處理單元的設(shè)備和構(gòu)筑物功能和原理粗大顆粒物的去除方法有：篩濾、截流、重力沉降和離

15、心分離等。相應(yīng)的設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)、微濾機 、沉沙池、離心機和旋流分離器。格柵和篩網(wǎng)是處理廠第一處理單元， 通常設(shè)置在其他處理構(gòu)筑物之前。 主要作用是去除水中粗大物質(zhì)，保護(hù)其他機械設(shè)備，防止管道堵塞。當(dāng)需要去除水中纖維、紙漿、藻類等稍小物質(zhì)時，可選用不同孔 徑的篩網(wǎng)。微濾機是一種截流細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過濾裝置，可用于自來水廠原水過濾以及去除藻類、水蚤等浮游生物，也可用于工業(yè)用水的過濾處理、工業(yè)廢水中有用物質(zhì)的回收以及污水的最終處理。沉沙池主要是去除水中砂粒、煤渣等比重較大的無機顆粒雜質(zhì)，同時也去除少量較大較重的有機雜質(zhì)。其工作原理以重力沉降為基礎(chǔ)，在沉降過程中雜質(zhì)的尺寸、形狀和比重不隨時間而變化

16、（自由沉降）。 顆粒沉降速度u=g（ ps- P ）d2/18譏ps- P：粒水密度差；d:顆粒直徑；卩：水的動力粘度Pa - s） 沉沙池分：平流式 （最常用，構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易排砂 ）、豎流式（圓型，污水由中心 管進(jìn)入池自下而上流動砂粒借重力沉入池底，處理效果較差）和曝氣式 （沒有有機雜質(zhì)腐敗發(fā)臭的缺點） 。離心分離：含懸浮顆粒的水在高速旋轉(zhuǎn)時，由于顆粒和水分子質(zhì)量不同，受離心力大小不同，質(zhì)量大 的顆粒被甩到外圍，質(zhì)量小的油粒留在層。適當(dāng)安排不同出口，就可使顆粒物與水分離。顆粒所受的離心力C=（m-m0）v2/r（m-m0:顆粒和水質(zhì)量差；r :旋轉(zhuǎn)半徑；v:線速度v=2n

17、 rn）分離因素a=C/Sn n2/900（G :顆粒所受重力）離心分離設(shè)備分為: 水旋分離設(shè)備 （壓力式 上清下濁 和重力式 ）（ 容器不動，切向高速水流提供離心力 ） 和器旋分離設(shè)備 （離心機）。水中懸浮物質(zhì)去除和 4 種沉降 水中懸浮物質(zhì)去除可通過顆粒和水的密度差，在重力作用下去除。但較小顆粒，特別是膠體自然沉速 慢，需用混凝、沉淀、澄清、過濾和氣浮等方法。懸浮物質(zhì)在水中的沉降分為:自由沉降:顆粒在沉降過程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量不變， 下沉速斷不受干擾 （沉砂池、初沉池初期沉降 ）。絮凝沉降:顆粒在沉降過程中相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì) 量、沉速隨深度增加而變大 （絮凝沉淀池、初沉池后

18、期、二沉池中期 ）。擁擠沉降（成層沉降）:顆粒在 水中濃度較大時，各顆粒間相互靠得很近，下沉過程中受彼此作用力干擾，但相對位置不變，作為一 個整體下沉，在清水與渾水之間形成明顯界面，沉降過程實際就是這個界面的下沉過程，液體上涌對 其有影響 （高濁度水的沉淀、二沉池后期 ）。壓縮沉降:顆粒在水中濃度很高時時會相互接觸，上層顆 粒在重力作用下將下層顆粒間的水壓出界面，是顆粒群被壓縮（污泥斗、污泥濃縮池 ）。幾種沉淀池和其方法和原理 沉淀池:在水處理過程中，通過顆粒沉降來分離去除懸浮物質(zhì)的設(shè)備。 理想沉淀池:各水?dāng)嗝嫔系狞c流速相同；懸浮顆粒以等速下沉，其水平分速度等于水流速度；懸浮顆 粒落大池底不起

19、浮。普通沉淀池：平流式：（最常用，在流量較大的水處理廠中）污水一水槽和孔口一擋板穩(wěn)流一池流動一 懸浮物沉底一清水一溢流堰-池外。豎流式：（圓形或方形）污水一中心管下口一反射板-污水分布于水平斷面緩慢向上流一懸浮物沉降到 污泥斗中一清水一池子四周溢出。輻流式：污水T中心管孔口一穿孔擋板一沿半徑向四周輻射流動T流速變小一懸浮物沉降一清水一池 子頂端堰口溢出。斜板斜管沉淀池：uO=Q/A, Q不變，AT, uOj，從而提高沉淀效率。t=H/uO, u0不變，Hj, t 從 而減小了沉淀池的體積。若將水深為 H的沉淀池分為n個深為H/n的沉淀池，則當(dāng)沉淀區(qū)的長度是原 來的 1/n 時,就可以處理與原來

20、相同的水量,而不影響處理效果。斜板斜管沉淀池單位面積上的泥量 增大,如排泥不暢,將產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象,使水質(zhì)惡化；由于水流在池中停留時間短,其對水質(zhì)水量的耐 沖擊負(fù)荷能力差；由于板距管徑小,容易積泥；在日光照射下會滋生藻類。濃懸浮液沉淀：（高濁度水沉淀池、活性污泥法中的二沉池、污泥濃縮池 ）同時起著水的澄清和污泥濃 縮作用,與一般沉淀池構(gòu)造相同,但須從池底不斷排除經(jīng)濃縮的污泥。選擇沉淀池類型時須綜合考慮水量大小；水中懸浮物物理性質(zhì)和沉降特性；處理廠總體布置和地形地 質(zhì)情況?；炷湍z體脫穩(wěn)機理以及混凝劑與助凝劑 混凝：水和廢水中常含有用自然沉淀法不能去除的懸浮微粒和膠體污染物,必須先投加化學(xué)藥劑破壞

21、其在水中的穩(wěn)定分散系,使其凝聚為有明顯沉降性能的絮凝體,然后用重力沉降分離,包括凝聚和絮 凝兩個步驟。水中同種膠體微粒帶有同號電荷,在靜電斥力的作用下,不也相互聚集,具有一定的穩(wěn)定性。膠體脫穩(wěn)機理：壓縮雙電子層：帶同號電荷的膠粒之間存在著由 Z電位引起的靜電斥力和德華力，當(dāng) 距離很近時,德華力占優(yōu)勢,合力為吸力,兩個顆粒相互吸住,膠體脫穩(wěn)。當(dāng)投入電解質(zhì)后,水中與 膠粒上反離子具有相同電荷的離子濃度增加，這些離子與膠粒吸附的反離子相交換或擠入吸附層，使 膠粒帶電荷數(shù)減少，降低Z電位，使擴(kuò)散層厚度減少。吸附電中和：膠粒表面對異號離子、異號膠粒和鏈狀高分子帶異號電荷的部位有強烈吸附作用，從而 中和了

22、它的部分和全部電荷，減少了靜電斥力，容易與其他顆粒接近吸附。吸附架橋：如果投加的藥劑是能吸附膠粒鏈狀高分子聚合物，或者兩個同號膠粒吸附在同一個異號膠 粒上，膠粒間就能連接團(tuán)聚成絮凝體而被去除。網(wǎng)捕作用：向水中投加金屬離子的化學(xué)藥劑后，由于金屬離子的水解和聚合，會以水中膠粒為晶核形 成膠體狀沉淀物，在這種沉淀物從水中析出的過程中，會吸附和網(wǎng)捕膠粒而共同沉淀下來。膠體濃度低時，網(wǎng)捕最為有效；膠體較高時，宜用吸附電中和和壓縮雙電子層來脫穩(wěn)；膠體很高時， 采用高分子絮凝劑更為經(jīng)濟(jì)有效；混凝劑投加量必須適量，量不足達(dá)不到效果，量過大會造成膠體復(fù) 穩(wěn)?；炷齽核幚碇惺鼓z粒脫穩(wěn)沉淀而投加的電解質(zhì)，最常用的

23、是鋁鹽和鐵鹽（水解與聚合交錯進(jìn)行 ）。助凝劑：可起凝聚作用，也可不起，與混凝劑一起使用時，能促進(jìn)混凝，產(chǎn)生大而結(jié)實的礬花。澄清和澄清池分類混凝處理工藝包括水和藥劑混合，反應(yīng)及絮凝體分離三個階段，在澄清池中完成。澄清池中起接觸絮 凝作用的介質(zhì)是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。當(dāng)水中的懸浮顆粒與混凝劑作用而形成細(xì)小絮凝體時，若遇較大 的泥渣碰撞，就會被其吸附而去除。澄清池可按與水接觸方式不同分為泥渣循環(huán)分離型（水力循環(huán)、機械加速）和懸浮泥渣過濾型（懸浮、脈沖 ） 。過濾機理和濾池分類 粒狀介質(zhì)過濾：廢水通過粒狀濾料床層時，其中的懸浮顆粒和膠體被截留在濾料的表面和部空隙中， 從而分離了不溶性污染物。粒狀介質(zhì)過濾機理：阻力截留：廢水通過粒狀濾料床層時，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留于表層濾 料空隙中，使空隙變小，截留能力變強，逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成