水污染控制工程
水污染控制工程
绪论
1. 是否可生物降解:BOD5/COD0.3时可考虑进行生物处理;BOD5/COD>0.5时,认为该废水的可生物降解性较好。
《上册》
第一章:排水管渠系统
1. 排水系统分为合流制和分流制两种
2. 合流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管道内排除的系统。
3. 区分:
直排式合流制排水系统 截流式合流制排水系统
4. 分流制排水系统:将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管道内排除的系统。
5. 区分:
完全分流制排水系统 不完全分流制排水系统
半分流制排水系统
6. 排水系统的组成及作用:①管渠系统——收集和输送废水的工程设施。②污水厂——改
善水质和回收利用污水的工程设施。③出水口——废水排入水体的工程设施。
7. 灌渠系统上的构筑物:
① 跌水井:上下游管段出现较大的落差(大于2m)时,需改用跌水井连接。跌水井的构造并无定型,目前常用的有竖管式(适用于管径不大于400m的管道)和阶梯式(管道管径大于400mm)两种。跌水井是设有消能设施的检查井,它可以克服水流跌落时产生的巨大冲击力,宜设在直线管段上。
② 水封井:当工业废水中含有易燃的挥发性物质时,它的管道空间常出现爆炸性气体,为防止这种气体进入车间,在连接车间内、外管段的窨井中应设置水封,这种检查井叫水封井。功能:阻隔易燃气体、阻隔水面游火。水封的深度0.25m、井上宜设通风管、井底宜设沉泥槽。
③ 溢流井:在合流管道与截流管道道的交接处,设置溢流井以完成截流(晴天)和溢流(雨天)的作用。截流槽式溢流井、溢流堰式溢流井。
④ 跳跃井:用于半分流制排水系统,设在截流管道与雨水管道的交接处。
⑤ 冲洗井:当污水在管道内的流速不能保证自清时,为防止淤积可设置冲洗井。冲洗井一般适用于管径小于400mm的较小管道,冲洗管道的长度一般为250m左右。
第二章:排水管渠水力计算
1. 水力计算原则:①不溢流:水力计算所采用的设计流量是可能出现的最大流量。②不淤
积:管渠水力计算时所采用的流速要有一个最低限制。③不冲刷管壁:管渠水力计算时
所采用的流速要有一个最高限制。④要注意通风:污水管渠的水力设计一般不按满流计
算,在管渠中的水面之上保留一部分空间,作为通风排气的通道,并为不溢流留有余地。
2. 设计充满度:在设计流量下,管渠中的水深h和管径D(或渠高H)的比值。
3. 《室外排水设计规范》规定:污水管渠的最小设计流速为0.6m/s;明渠的最小设计流速
为0.4m/s。
4. 埋设深度:管底的内壁到地面的距离。
5. 覆土厚度:管顶的外壁到地面的距离。
第三章:污水管道系统的设计
1. 日变化系数K日为一年中最大日污水流量与平均日污水量的比值。
时变化系数K时为最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。
总变化系数K总为最大日中最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。
K总=K日·K时
人口多(日平均流量大),污水量标准高时,总变化系数就小。人口少(日平均流量小),污水量标准低时,总变化系数就大。
2. 管道在街道上的位置:①污水管道应设在道路上,街区连接支管较多、地下管线较少一
侧;②与房屋、树木保持一定距离,避免渗漏而影响房屋基础,避免树根挤坏管道;③街道宽度>40m时,可以考虑设置两条排水管。④地下设施拥挤或交通极其繁忙场合,可以把地下管线集中在隧道(共同沟)中。
第五章:排水泵站的设计
1. 排水泵站按其提升废水的性质分为:污水泵站、雨水泵站、雨水污水合流泵站、污泥泵
站。
2. 排水泵站按其在排水系统中所处的位置:局部泵站、中途泵站、终点泵站。
3. 排水泵站功用及相应的设置场合:①局部泵站:污水需要水泵唧送至高位地区的干管中;
低于街管的高楼的地下室,地下铁道和其他地下建筑物的污水需要用泵提升送入街管中。②中途泵站:把离地面较深的污水提升到离地面较浅的位置上;将上游来水提升至下游沟道内。设在管渠中途的泵站。③终点泵站:把离地面较深的污水提升到离地面较浅的位置上;把废水排入水体,或把废水送入污水厂。设在管渠系统末端的泵站。(有污水厂的管道系统)一般设在污水处理厂内。④雨水泵站:宣泄高潮时的雨水。⑤污泥泵站:
在污水处理厂污水的处理与利用过程中唧送污泥的泵站。
排水泵站应与居住房屋和公共建筑保持适当的距离,周围应尽可能设置宽度不小于10m的绿化隔离带。
《下册》
第九章:污水水质和污水出路
1. 污水按照来源分类:生活污水、初期污染雨水、工业废水及城镇污水。
2. 污染指标:①物理:温度、色度、嗅和味、固体物质、浊度等。②化学:生化需氧量(BOD)、
化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)、油类污染物、酚类污染物等;pH、氮磷、无机有毒物质、氯化物、含硫化合物、重金属等。③生物:细菌总数、大肠菌群、病毒。
3. 总固体(TS):水中所有残渣的总和。
溶解性固体(DS):水样经过滤后,滤液蒸干所得固体。
悬浮固体(SS):滤渣脱水烘干后固体。
挥发性固体(VS)、固定性固体(FS)
4. 生化需氧量(BOD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量(mg/L)。
第一个阶段主要是有机物被转化成CO2、H2O和NH3(碳化);第二阶段主要是氨被转化为NO2-和NO3-(硝化)。
5. 化学需氧量(COD):利用化学氧化剂氧化水中有机物所消耗的氧化剂量(mg/L)。
6. 氧垂曲线:①第一段:有机物浓度高,耗氧
速率大于复氧速率,DO大幅度下降;0点溶
解氧最低——氧垂点(最不利点)②第二段:
有机物浓度降低,耗氧速率小于复氧速率,
DO开始逐渐回升。③第三段:溶解氧回升至
起始阶段。
7. GB3838-2002《地表水环境质量标准》该标准规定了水域功能分类、标准值、水质评价、
标准的实施与监督和监测。标准依据地表水水域环境功能和保护目标、控制功能高低依次划分为五类:I类主要适用于源头水、国家自然保护区。II
类主要适用于集中式生活饮
用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。III类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
8. 污水处理技术按原理和单元可分:物理处理法、化学及物理化学法、生物法。
9. 污水处理程度:①一级处理:主要去除污水中呈悬浮态的固体污染物,称预处理,主要
技术物理法。②二级处理:主要去除污水中呈胶体或溶解态的污染物,称常规处理,主要技术生物法。③三级处理:主要去除污水中氮磷等营养物质、难降解的有机物,出水回收利用,称深度处理,更多采用物理法、化学法及物理化学法。
第十章:污水的物理处理
1. 格栅分类:①按栅条间隙:粗格栅、中格栅、细格栅、超细格栅。②按形状平面格栅、
曲面格栅。
2. 沉淀类型:
3. 平流式沉砂池特点:优点:截留效果好,工作稳定,构造亦较简单。缺点:沉砂中约夹
杂有15%的有机物,使沉砂的后续处理增加难度。
4. 曝气沉砂池:是一个狭长形渠道,沿渠壁一
侧的整个长度上设置曝气装置。为增强曝气
推动水流回旋的作用,可在曝气器的外侧装
设导流挡板。池底内侧设有集砂斗,池底以
0.1~0.5的坡度坡向砂斗。
污水存在着两种运动形式:水平流动(一般
流速0.1m/s),同时在池的横断面上产生旋转
流动(旋转流速0.4m/s),整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。
去除原理:污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦、并受到气泡上升时的冲刷作用,使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除,有机物含量只有5%左右,长期搁置也不至于腐化。 特点:①沉砂中含有机物的量低于5%;②由于池中设有曝气设备,还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。
5. 沉淀池:按水流方向分为平流式、竖流式、辐流式。
平流式 竖流式 辐流式 斜板式
6. 平流式沉淀池设计(按表面水力负荷计算):
①沉淀区的表面积A:
A=qVmax×3600 q
式中:qVmax——最大设计流量,m3/s;q——表面水力负荷,m3/(m2•h),通过沉淀试验取得或根据设计参数,初沉池一般取1.5~3 m3/(m2•h),二沉池一般取1~2 m3/(m2•h); ②沉淀区有效水深h2:
h2=q×t
式中:t——沉淀时间,初沉池一般取0.5~2.0h;二沉池一般取1.5~4.0h。沉淀区的有效水深h2通常取2.0~4.0m。
7. 为什么利用斜板式沉淀池可
提高效率:斜流式沉淀池就
是根据浅池原理,将水流隔
成浅池而进行设计的。图中即把一普通沉淀池沿深度方
向分隔成3层,在图a中可
以看到,当进水量Q保持不变时,则池长可以缩短为原来的1/3,亦即池面积只为原来的b不变,则通过的水量可以提高到原来的3倍。所以,如欲保持废水在池中的水平流速v与颗粒沉速u0不变,将池分隔成n层以后,欲达到相同的颗粒去除效率,则池的容积可以相应缩小到1/n(或流量增加到n倍)。
8. 加压溶气气浮法:使空气在加压的条件下溶解于水,然后将压力骤减至常压而使过饱和
的空气以微细气泡的形式释放出来。
按溶气水不同分为三种基本流程:①全加压溶气流程;②部分加压溶气流程;③部分回流加压溶气流程。
9. 区分:
全加压溶气流程示意图 部分加压溶气流程示意图
部分回流加压溶气流程示意图
10. 在部分回流加压溶气流程中,将部分澄清液进行回流加压,入流废水则直接进入气浮池。
与其他相比,该流程加压溶气水为经过气浮处理的澄清水,对溶气及减压释放过程较为有利,故部分回流加压溶气流程是目前最常用的气浮处理流程。
第十一章:污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础
1. 好氧生物处理:是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其
稳定、无害化的处理方法。
2. 好氧生物处理分类:活性污泥法、生物膜法。
3. 生物脱氮:主要包括氨化、硝化和反硝化作用。①氨化反应:微生物分解有机氮化合物
产生氨的过程。好氧或厌氧条件下进行。②硝化反应:在亚硝化菌和硝化菌的作用下,将氨态氮转化为亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)的过程。好氧条件下进行。③反硝化反应:在缺氧条件下,NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被还原为氮气的过程。
4. 生物除磷:厌氧-好氧或厌氧-缺氧交替运行的系统中,利用微生物厌氧释磷及好氧(或缺
氧)超量吸磷(聚磷)特性,使好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低,最终通过排
放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。
5. 微生物生长规律:①延滞期(适应期):这个时期一般不繁殖,活细胞数目不会增加,甚
至由于不适应新的环境,接种活细胞可能有所减少,但细胞体积明显增大。②对数增长期:微生物开始以基本恒定的生长速率进行繁殖,从曲线看出细胞增殖数量与培养时间基本呈直线关系。此期消耗大量底物。③稳定期(减速增长期):微生物细胞生长速率下降,死亡速率上升,新增加的细胞数与死亡细胞数趋于平衡,从曲线看,细菌生长对数值几乎不变。处于此期的活性污泥絮凝性好,混合液沉淀后上层液清澈。④衰亡期(内源呼吸期):营养物质已耗尽,微生物细胞靠内源呼吸代谢以维持生存。生存速率为零,而死亡速率随时间延长而加快,细胞形态多呈衰退型,许多细胞出现自溶。
6. 在实际中常将微生物控制在稳定期末期和衰亡期初
期,为了获得既具有较强氧化和吸附有机物的能力,
又具有良好沉降性能的活性污泥。
7. 微生物生长各阶段对污水处理效果的影响:①对数
增长期(未必会获得最好效果):要维持较高的生物
活性,需要有充足的营养物质,进水有机物浓度高,
容易造成出水超标;另外,对数增长期微生物活力强,使活性污泥不易凝聚和沉降,泥水分离困难。②衰亡期末期:此时污水有机物浓度固然很低,但微生物活力差(分解有机物速度慢),故所需反应时间很长,实际中不可行。
第十二章:活性污泥法
1. 混合液悬浮固体浓度(MLSS):曝气池单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量,或
称污泥浓度。
2. 污泥沉降比(SV):曝气池混合液静置30min后沉淀污泥体积的体积分数,一般用%表示。
3. 污泥体积指数(SVI):曝气池混合液静置30min后,每单位质量干污泥所形成的湿污泥
体积。
SVI=1L混合液30min沉淀后的活性污泥容积(ml)SV= 1L混合液中悬浮固体干基质量(g)MLSS
SVI值是判断污泥沉降浓缩性能的重要参数:SVI值过低,则表明污泥粒径小、密实、无机成分含量高,活性差。SVI值为100~150时,污泥沉降性能良好。SVI值>200
时,污
泥沉降性能差。SVI值高,表明将要发生或已经发生污泥膨胀。
4. 活性污泥法基本流程:①曝气池:活性污泥工艺的核心,活性污泥与水中有机污染物充
分混合接触,进而将其分解吸收的场所。曝气装置:向曝气池提供氧气,满足微生物需求。②二沉池:将活性污泥与处理完的水分
离。③回流污泥系统:回流部分活性污泥,
保证曝气池有足够的微生物浓度。回流污泥
泵要求大流量、低扬程,转速不能太快以免
破坏絮体。④剩余污泥排放:含有大量微生
物,一般需要后续处理。
5. 活性污泥在曝气过程中对有机物的降解去除过程分为两个阶段:①吸附阶段:污水中的
有机物转移到活性污泥上去。活性污泥具有巨大的表面积,含有多糖类粘性物质,极易吸附水中的各种悬浮物质。②稳定阶段:转移、吸附到活性污泥上的有机物被微生物利用的过程。微生物将可以降解的有机物分解,部分形成新的细胞,部分矿化为二氧化碳和水。从而达到净化污水的目的。
6. 污水中去除的有机物是否都被微生物氧化分解?
在好氧微生物的活动下,有机物先是被氧化分解为中间产物,接着有些中间产物合成为细胞物质,另一些被氧化分解为无机的最终产物。
7. 活性污泥法曝气反应池基本形式:根据水流特性区分为推流式、完全混合式、封闭环流
式及序批式。
8. 吸附再生法:该工艺可直接用于原污水的处理,不需要初沉池且效果很好;另外剩余污
泥量会增加。
9. 深井(层)曝气法:①优点:深井曝气法具有占地面积小、充氧动力效率高等特点,另
外该工艺还有利于冬季保持水温。适用于工业废水以及高浓度废水的处理。②缺点:构造复杂、维修困难、泄漏会造成地下水污染。
10. 吸附-生物降解工艺(AB法):不设初沉池;将吸附与代谢过程分二个池或二段:吸附
段(A段)、氧化段(B段)。A,B段负荷相差悬殊;A,B段污泥回流单独分开。
11. 序批式活性污泥法(SBR):进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成,从污水流入到闲置结束为一周期,所有处理过程都是在同一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行。
12. SBR工艺性能特点:①复合流态(空间上完全混合,时间上理想推流);②流程简单,造
价低;③耐冲积负荷,在一般情况下不需设调节池;④自动化程度高,易于维护管理;⑤运行操作灵活,可达到脱氮除磷的效果;⑥污泥沉降性能好、理想沉淀池;⑦反应推动力大,出水水质好。
13. 氧化沟(Oxidation Dictch)特点:对水温、水质和水量的变动有较强的适应性;污泥龄一般可达15—30d;污泥产率低.且多已达到稳定的程度,不需再进行消化处理。
14. 区别:
吸附再生法 氧化沟
深井(层)曝气法 序批式活性污泥法(SBR)
吸附-生物降解工艺(AB法)
运行方式
传统法(CAS)
渐减曝气
完全混合(CMAS)
分步曝气(SFAS)
接触稳定(CSAS)
延时曝气(EAAS)
吸附-生物降解
序批式(SBR) 流态 推流 推流 完全混合 推流 推流 完全混合或推流 完全混合或推流 完全混合 曝气方式 鼓风或机械 鼓风 鼓风或机械 鼓风 鼓风或机械 鼓风或机械 鼓风或机械 鼓风 BOD去除率% 85-95 85-90 85-90 85-95 80-90 75-95 85-95 90-99 附注 中等浓度,对冲击负荷敏感 气量逐渐减小 抗冲击 使用性广 高悬浮固体废水 适用于大城镇企业污水 抗冲击、可分期建设投产 中小型污水处理厂
15. 污泥泥龄:在处理系统中微生物的平均停留时间。
RQXR=(1+R)QX
X:曝气池中活性污泥浓度,gVSS/m3;XR:回流污泥浓度,gVSS/m3;R:污泥回流比;Q:进水流量,m3/d。
16. 曝气设备分为:鼓风曝气和机械曝气。
17. 鼓风曝气:指采用曝气器——扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式。
18. 机械曝气:指利用叶轮等机械设备引入气泡的方式。
19. 竖轴式曝气器基本充氧途径:①装有叶轮,当叶轮转动时,使曝气池表面产生水跃,把
大量的水滴和水膜抛向空中,夹带空气回到曝气池,从而加快复氧。②随曝气器的转动,在叶轮后侧形成负压区,吸卷部分空气。③叶轮转动具有提升、输送液体的作用,使混合液连续上下循环流动,气液接触面不断更新,使空气中的氧向液体中转移,同时池底含氧量小的混合液向上环流和表面充氧去发生交换,提高整个曝气池溶解氧含量。
20. 卧轴式曝气器:转动轴与水面平行,可用于氧化沟。转动时,转刷把大量液滴抛向空中,
使液面剧烈搅动,促进氧的溶解;同时推动混合液搅拌,便于氧的扩散。
21. 活性污泥负荷:单位重量活性污泥在单位时间内所承受/降解的BOD量。
22. 曝气池容积负荷:单位容积曝气区在单位时间内所承受/降解的BOD量。
F(基质的总投加量)Q×S0=23. 活性污泥负荷计算:LS= M(微生物的总量)X×V
生物反应池容积:V=Q×S0 X×LS
Q×(S0-Se) X×LS《室外排水设计规范》中,生物反应池容积:V=
式中:X:曝气池中污泥浓度,gVSS/m3;Q:与曝气池相当的平均进水流量,m3/d;S0:曝气池进水平均BOD5值,mg/L或kg/ m3;Se:曝气池出水平均BOD5值,mg/L或kg/ m3;V:曝气池体积,m3。
Q×S024. 曝气池容积负荷计算:LV= V
Q×S0曝气池容积:V= LV
式中:LV:容积负荷,kg·BOD5/(m3·d)。
25. 前置缺氧—好氧生物脱氮工艺:将反硝化段设置在系统的前面,反硝化反应以污水中的
有机物为碳源,曝气池混合液中含大量硝酸盐,通过内循环回流到缺氧池中,在缺氧池中进行反硝化脱氮。
26. 生物除磷工艺:厌氧—好氧除磷工艺(Ap/O法)、Phostrip除磷工艺流程。
(Ap/O法):为了使微生物在好氧池中易于吸收磷,溶解氧应维持在2mg/L以上,pH值应控制在7-8之间。BOD5:PO43-≥10:1,出水中磷的浓度可控制在1mg/L左右。微生物吸磷是可逆的,过长的曝气时间及污泥在沉淀池中长时间停留都有可能早成磷的释放。
27. A2/O(Anaerobic/Anoxic/Oxic)工艺(生物脱氮除磷):①厌氧反应器:聚磷菌在厌氧环境
中释磷同时转化易降解COD、VFA和PHB,部分含氮有机物进行氨化。②缺氧反应器:
脱氮。硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,部分有机物在反硝化菌作用下
利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。③好氧发应器:COD基本接近排放标准,除进一步降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至缺氧反应器,污泥过量吸收磷通过剩余污泥排除。
28. 微生物平均停留时间(污泥泥龄)至少等于水力停留时间。停留时间增加,MLSS浓度增
加,絮凝效果改善,提高二沉池中固液分离能力。但是停留时间过长,微生物会老化,絮凝条件反而恶化。停留时间适合才好。
第十三章:生物膜法
1. 生物膜法净化机理:
生物膜是附着在惰性载体表面生长的,以微生物为主,包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成,并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。
①生物膜表面积大,能大量吸附水中有机物。②膜的表面存在一个很薄的水层(附着水层),废水流过生物膜时,废水中的有机物和空气中的氧气经附着水层向膜内扩散。③有机物降解是在生物膜表层0.1-2mm的好氧生物膜内进行。④膜内微生物在氧的参加下对有机物进行分解和机体新陈代谢。⑤代谢产物沿底物扩散相反的方向,从生物膜传递返回水相和空气中。⑥生物膜厚度不断增加,氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态。
2. 生物膜法污水处理特征:①微生物方面的特征:微生物多样化、生物的食物链长;能够
存活世代时间长的微生物,有利于不同功能的优势菌群分段运行。②处理工艺方面的特征:对水质、水量变动有较强的适应性;剩余污泥产量少;能够处理低浓度废水;运行管理方便。
3. 回流对生物滤池性能的影响:有利影响:①促使生物膜脱落;②改善卫生状况;③改善
进水水质;④稳定进水;⑤增加滤床生物量。不利影响:①缩短废水在滤池中的停留时间;②降低生物膜吸附有机物的速度;③回流水中难降解的物质会产生积累,冬天滤池中水温降低等。
4. 供氧对生物滤池性能的影响:
影响通风的主要因素:滤床自然拔风和风速。自然拔风的
推动力是池内温度与气温之差,以及滤池高度。温差越大,滤床的气流阻力越小,通风量越大。滤床越高,通风效果越好。一般,自然通风即可满足生化反应的需要。滤池内温度低于气温时(夏季),池内气流向下流动;当滤池内温度高于气温时(冬季),气流向上流动。
5. 生物转盘圆盘每转动一圈,即进行一次吸附—吸氧—氧化分解过程。
6. 和生物滤池相比的优点:①无堵塞现象。②生物膜与废水接触均匀,盘面面积的利用率
高,无沟流现象。③废水与生物膜接触时间较长,且易于控制,处理程度比高负荷滤池和塔式滤池高。可调整转速改善接触条件和充氧能力。④同一般低负荷滤池相比,占地较小,如采用多层布置,占地面积可同塔式生物滤池相媲美。⑤系统的水头损失小,能耗省。
7. 和生物滤池相比的缺点:①盘材较贵,投资大。②因为无通风设备,废水中挥发性物质
将会产生污染。因此,生物转盘最好作为第二级生物处理装置。③生物转盘的性能受环境气温及其他因素影响较大。
8. 生物转盘的运行过程和反应机理:当盘面某部分浸没在污水中时,盘上的生物膜首先对
污水中的有机物进行吸附;当盘片离开液面暴露在空气午时,盘上的生物膜从空气中吸收氧气同时对有机物进行氧化。盘片转动,带进空气,并引起槽内污水紊动,时溶解氧分布均匀。
9. 盘片间距进水端大、出水端小。
10. 生物接触氧化法特点:优点:①填料比表面积大,充氧条件好,具有较高的容积负荷,
可间歇运行,对冲击负荷的适应能力强;②容积负荷高,占地相对较小,生物量高(附着生物膜量可达8000-40000mgMLVSS/L),有机物的去除能力强;③产生污泥少,颗粒大,易于沉淀,不需要污泥回流,不产生污泥膨胀;④操作简单、运行方便、易于管理。缺点:①流程较为复杂;②布水、曝气不易均匀,易出现死区;③需定期反洗,产水率低。
11. 生物流化床类型:液流动力流化床(二相流化床)、气流动力流化床(三相生物流化床)。 第十四章:稳定塘和污水的土地处理
1. 稳定塘按塘水中微生物优势群体类型和塘水的溶解氧状况可分:好氧塘、兼性塘、厌氧
塘和曝气塘。
2. 塘深:好氧塘塘深至多不超1m、兼性塘塘深通常为1~2m、厌氧塘塘深通常为2.5~5.0m、
曝气塘塘深通常为2.5~6.0m。
第十五章:污水的厌氧生物处理
1. 厌氧消化三阶段:第一阶段:水解发酵阶段——水解和发酵细菌将复杂有机物水解为小
分子有机物。第二阶段:产氢和产乙酸阶段——产氢和产乙酸菌把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。第三阶段:产甲烷阶段——有2组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群。
2. 厌氧消化的影响因素:环境因素:①温度——中温消化(35~38℃)时间约20d,高温消
化(52~55℃)时间约为10d;②pH值(适宜6.8~7.2);③溶解氧;④有毒物质。基础因素:⑤厌氧活性污泥;⑥营养比——C/N为(10-20):1为宜;⑦混合接触状况;⑧有机负荷。
3. 区分:
化粪池 普通厌氧消化池 厌氧接触池
上流式厌氧污泥床 升流式厌氧生物滤池 厌氧流化床
反应器(UASB)
厌氧生物转盘 分段厌氧处理法
4. 上流式厌氧污泥床反应器(UASB):污水自下而上的通过厌氧污泥床反应器。在反应器
底部有一个高浓度、高活性的污泥层,大部分的有机物在这里被转化为CH4和CO2。由于气态产物的搅动和气泡黏附污泥,在污泥层之上形成一个污泥悬浮层。反应器的上部设有三相分离器,完成气、液、固三相的分离。
5. 两相厌氧法:把产酸和产甲烷两个阶段的反应分别在两个独立的反应器内进行。 第十六章:污水的化学与物理化学处理
1. 化学混凝所处理的对象:主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂志。
2. 胶体稳定的原因:布朗运动;水化作用;静电斥力;范德华引力。
3. 混凝原理:压缩双电层作用;吸附架桥作用;网捕作用;吸附电中和。
4. 压缩双电层作用和吸附架桥作用,对于不同类型的混凝剂,所起的作用程度并不相同。
对高分子混凝剂特别是有机高分子混凝剂,吸附架桥可能起主要作用;对铝盐、铁盐等无机混凝剂,压缩双电层和吸附架桥以及网捕都具有重要作用。
5. 混凝过程各阶段对水力条件的要求:①混合阶段:使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以
创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。该阶段要求快速和剧烈搅拌,在几秒或1分钟之内完成。②反应阶段:使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体。反应阶段的搅拌速度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低,以免打碎絮凝体。如果在化学混凝后不经沉淀处理而直接进行接触过滤或气浮处理,则反应阶段可省略。
6. 化学沉淀法:用易溶的化学药剂(可称沉淀剂)使溶液中的某种离子以它的难溶的盐或氢氧
化物从溶液中析出,在化学上称为沉淀法,在化工或环境工程中则称化学沉淀法。
7. 废水中常用氧化剂:氯气、次氯酸盐、二氧化氯、氧气、臭氧、H2O2以及高锰酸钾等。
8. 吸附法:吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程,它可以发生在气-液、气-
固、
液-固两相之间。(书:当气体或液体与固体接触时,在固体表面上某些成分被富集的过程称为吸附。)
9. 物理吸附:吸附质与吸附剂之间的分子引力(范德华力)所产生的吸附。这是最常见的一种
吸附现象。
10. 化学吸附:吸附质与吸附剂之间发生化学反应,形成牢固的化学键和表面配合物。
11. 吸附剂:活性白土、活性炭、活性氧化铝、沸石分子筛、硅胶、吸附树脂、腐殖酸类吸
附剂等。
12. 工业上应用的吸附剂必须满足下列要求:吸附能力强;吸附选择性好;吸附平衡浓度低;
容易再生与再利用;化学稳定性好;机械强度好;来源广、价格低廉。
13. 膜析法:是利用天然或人工合成膜以外界能量或化学位差作推动力对水溶液中某些物质
进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。
14. 膜析方法:扩散渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法。
15. 物质透过薄膜需要动力:分子扩散作用;电力;压力。
16. 电渗析法:是在直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择
性透过性(即阳膜只允许阳离子通过、阴膜只运行阴离子通过),而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
17. 反渗透法:是一种借助压力促使水分子反向渗透,以浓缩溶液或废水的方法。
18. 超滤法:又称为超过滤,通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物
在一定压力下流经膜表面时,小分子溶质透过膜(称为超滤液),而大分子物质则被截留,使原液中大分子浓度逐渐提高(称为浓缩液),从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。
第十八章:污泥的处理与处置
1. 按污水处理工艺的不同,污泥可分为:初沉污泥、剩余污泥、消化污泥、化学污泥。
2. 含水率:污泥中的谁的质量分数叫含水率。分为游离水、毛细水、内部水。-
3. 污泥体积、相对密度与含水率的关系:V100-P0Wc=== V0100-PW0c0
式中:V0,W0,c0——污泥含水率为P0%时的污泥体积、重量与固体物浓度;
V,W,c——污泥含水率为P%时的污泥体积、重量与固体物浓度。
适用于含水率大于80%的污泥。
4. 污泥浓缩方法:沉降法、气浮法、离心法。
5. 沉降法主要用于:浓缩初沉池污泥以及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。
6. 气浮法应用范围:污泥浓度接近于水;污泥为疏水状态;易膨胀、发酵的剩余活性污泥。
7. 污泥好氧生物稳定:又称好氧消化,指的是对二级处理的剩余污泥或一、二级处理的混
合污泥进行持续曝气,促使其中的生物细胞或构成BOD的有机固体分解,从而降低挥发性悬浮固体含量的方法。(PPT:类似于活性污泥法,在曝气池中进行,曝气时间长达10~20d左右,依靠有机物的好氧代谢和微生物的内源代谢稳定污泥中的有机组成。)
8. 好氧消化目的:减少污泥中有机物含量,细胞的分解速率随污泥中溶解态有机营养料和
微生物比值的增加而降低,通常初沉污泥的溶解态有机物含量高,因而其好氧消化作用慢。
9. 污泥脱水:将污泥含水率降低至80%以下的操作称为脱水。
10. 污泥调理:在污泥脱水前需要经过物理、化学或物理化学作用,改善污泥的脱水性能的
操作。