环境工程学(整理知识点)

ゝ一世哀愁。 2024-04-03 10:37 84阅读 0赞

一、水质指标

水质：水的品质，指水与其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。

水质指标的种类：物理性指标，化学性指标，生物学指标

固体、碱度、硬度、COD、BOD、TOC、TOD

固体：在一定温度下（103~105℃），将一定体积的水样蒸发至干时，所残余的固体物质的总量

BOD：表示水中有机物在有氧条件下经好氧微生物氧化分解所需氧量。用单位体积污水所耗氧量表示（mg/L）

二、水中的杂质：

按颗粒大小分为：粗大颗粒物质、悬浮物质和胶体物质、溶解性物质

三、污水的类型：生活污水、工业废水、农业废水

四、沉淀的类型

四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀

五、浅层理论及其斜板沉淀池

浅层理论：水深为H的沉淀池分隔为n个水深为H/n的沉淀池，则当沉淀区长度为原来长度的1/n时，就可以处理与原来的沉淀池相同的水量，并达到完全相同的处理效果。沉淀池越浅，就越能缩短沉淀时间

斜板沉淀池：在工程实际应用中，采用分层沉淀池，排泥十分困难，所以一般将分层的隔板倾斜一个角度，以便能自行排泥，这种形式即为斜板沉淀池。

六、混凝

1、 胶体双电层结构及其稳定性原因

（1）胶体结构：胶体结构很复杂，是由胶核、吸附层及扩散层三部分组成。

（2）胶体颗粒在污水中之所以具有稳定性，其原因有三：

首先，污水中的细小悬浮颗粒和胶体颗粒质量很轻，在污水中受水分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动；

同时，胶体颗粒本身带电，同类胶体颗粒带有同性电荷，彼此之间存在静电排斥力，从而不能相互靠近结成较大颗粒而下沉；

另外，许多水分子被吸引在胶体颗粒周围形成水化膜，阻止胶体与带相反电荷的离子中和，妨碍颗粒之间接触并凝聚下沉。

2、 混凝的机理

污水中投入某些混凝剂后，胶体因电动电位ζ降低或消除而脱稳。脱稳的颗粒便相互聚集为较大颗粒而下沉，此过程称为凝聚，此类混凝剂称为凝聚剂。

但有些混凝剂可使未经脱稳的胶体也形成大的絮状物而下沉，这种现象称为絮凝，此类混凝剂称为絮凝剂。

按机理不同，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种。

3、 搅拌的作用

促使混合阶段所形成的细小矾花在一定时间内继续形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝体（可见的矾花），以使其在后续的沉淀池内下沉。

七、离子交换

（1）实质：不溶性的离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中其他同性离子间的交换反应，是一种可逆的化学吸附过程，又称离子交换吸附。

(2) 结构：树脂本体、活性基团（由固定离子和活动离子组成）

(3) 离子交换过程的主要特点在于：它主要吸附水中的离子，并与水中的离子进行等量交换

（4）物理性能指标：外观、粒度、密度、含水率、溶胀性、机械强度、 耐热性

化学性能指标：交联度、酸碱性、离子交换选择性、交换容量

（5）交换容量：离子交换树脂交换能力的大小以交换容量来衡量。

（6）工作离子交换容量：又称实用离子交换容量，是指离子交换装置在正常运转（出水水质等符合要求）期间，交换树脂总体达到的交换容量。

（7）总离子交换容量：又称全离子交换容量，是指离子交换树脂内全部可交换的活性基团的数量。

（8）离子交换的运行操作方式：交换→反洗→再生→清洗

（9）离子交换装置的类型：固定床和连续床

八、活性污泥法定义：

一种依靠在曝气池内呈悬浮、流动状态的微生物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中有机物的方法。

基本流程：曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统

九、活性污泥法净化机理：

（1）吸附阶段：污水和活性污泥接触后的很短时间内，水中有机物迅速降低，这主要是吸附作用引起的。

（2）氧化阶段：在有氧的条件下，微生物将一部分吸附阶段吸附的有机物氧化分解获取能量，另一部分则合成新的细胞。

（3）絮凝体形成与凝聚沉降阶段：氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化。

十、活性污泥法的评价指标:MLSS、MLVSS、SV、SVI、污泥龄

（1）MLSS（混合液悬浮固体）：污水与和活性污泥混合后的混合液中悬浮固体数

（2）MLVSS（混合液挥发性悬浮固体）：混合液悬浮固体中有机物的数量。MLVSS能较好地表示活性污泥微生物的数量

MLVSS(MLSS)在0.7左右，﹤0.5时，活性污泥处于老化阶段，﹥0.8时，处于松散状态

（3）SV（污泥沉降比）：混合液在100ml量筒中静置30min，沉淀污泥占混合液的体积分数，一般在15%~30%

（4）SVI（污泥指数）：SVI=污泥干重（g）(混合液沉淀30min后污泥容积（ml）)

SVI在50~150左右，过低，缺乏活性和吸附能力；过高，污泥难以沉淀分离

（5）污泥龄：是指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值。它表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间。

十一、生物膜

（1）定义

以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。

（2）生物膜结构

从外面到里面的顺序为污水、流动水层、附着水层、生物膜（分为好氧层和厌氧层）、滤料

（3）净化机理

a.生物膜表面积大，能大量吸附水中有机物

b.有机物降解是在生物膜表层0.1-2mm的好氧生物膜内进行

c.多种物质的传递过程

十二、水处理方法

（1）吸附－生物降解工艺（AB法）

分为预处理段、A级和B级三段，无初沉池

A级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运行，A级曝气池停留时间短，30～60min，B级停留时间2～4h。

该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。

（2）序批式活性污泥法（SBR法)

SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和待机五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。

（3）氧化沟

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.3～0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。5 ～15min完成一次循环。

（4）膜生物反应器

将生物反应器与膜过滤相结合，在生物反应器中，膜直接与污泥混合液接触，并进行过滤，降解或去除污水中污染物质的生化反应过程

（5）曝气生物滤池（BAF）

工作原理：

滤料层实现污染物降解以及二沉池的功能；

运行时，悬浮物和脱落的生物膜被滤料层截留，水头损失增加，需要对滤料进行

反冲洗，反冲洗后的水进入初沉池。

工艺流程：过滤、生物吸附与生物氧化作用净化污水，滤料表面为好氧环境，内部为缺氧、厌氧的微环境，使得硝化、反硝化作用同时进行。

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（6）生物流化床

定义：借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时进行有机物降解的生物膜法处理技术。

原理：载体颗粒的流化，是由于上升的水流(或水流与气流)所造成的。

三种状态：固定状态、流化状态、输送状态

（7）厌氧生物处理

三段式机理：

第一阶段——水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化为糖类、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳

第二阶段——产氢产乙酸阶段：脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙酸

第三阶段——产甲烷阶段：4H2+CO2→CH4+2H2O 2CH3COOH→2CH4+2CO

（8）上流式厌氧污泥床反应器UASB

污泥床反应器内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器。

由反应区、沉淀区和气室三部分组成。

（9）两相厌氧法

两相厌氧消化法是一种由上述厌氧反应器组合的工艺系统。厌氧消化反应分别在两个独立的反应器中进行，每一反应器完成一个阶段的反应

十三、生物脱氮机理：

氨化阶段：在氨化细菌的作用下，有机氮化合物分解转化为氨氮

硝化阶段：硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐

反硝化阶段：反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮的过程

十四、新型生物脱氮工艺：

短程硝化反硝化：由于亚硝化细菌和硝化细菌的生长特性的差异，可通过控制运行条件，氨氮的氧化过程控制到NO2-阶段，不氧化到NO3-，然后再通过反硝化作用直接将NO2-还原到N2

同步硝化反硝化

厌氧氨氧化

十五、生物除磷机理

厌氧释磷，好氧吸磷

十六、 A2/O工艺：流程、单元作用、存在问题、解决方法；

流程：

单元作用：厌氧段：厌氧释磷

缺氧段：反硝化

好氧段：好氧吸磷，硝化

沉淀池：污泥回流

存在问题：

（1）污泥回流中的硝酸盐和DO会被破坏

（2）厌氧释磷、缺氧反硝化都需要碳源，碳源不足导致脱氮低

（3）聚磷菌（除磷）、硝化菌和反硝化菌（脱氮）、产硝菌共同生活在一起，聚磷菌污泥龄短，硝化菌污泥龄长，导致不能同时满足。

解决方法：倒置A2/O 工艺：厌氧段和缺氧段倒置，水分两部分，分别进去缺氧池和厌氧池

十七、反硝化除磷：原理、工艺

原理：（1）反硝化除磷的厌氧释磷机理与硝化除磷相同

（2）反硝化除磷在缺氧条件下以硝酸盐代替氧作为电子受体进行聚磷，同时将硝酸盐还原成N2或氮化物。

工艺：A2N-SBR反硝化除磷系统是目前比较流行的双污泥工艺

A2-SBR：在厌氧/缺氧环境，富集反硝化聚磷菌，用于反硝化脱氮和除磷

N-SBR：在曝气条件下运行，富集硝化菌，用于氨氮的氧化。其DO和SRT可以控制在较高的水平，有利于NOB生长

十八、城市污水主要污染物有哪些？

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城市污水处理流程：污泥→浓缩→消化→预处理→脱水→干燥焚烧→最终处置

十九、污水生态处理技术

人工湿地

（1）组成：由水体、基质、植物和微生物等部分构成的

（2）原理：污水流经人工湿地系统，首先，基质对其进行吸附、离子交换、沉淀、过滤截留污水 中不溶性污染物，然后，附着在基质和水生植物表面的微生物再进一步对其分解代谢；同时，通过根区硝化、反硝化作用及植物的吸收同化作用将可溶性污染物去除。

（3）类型：表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地三种类型。

废水土地处理技术

（1）土地处理：利用土壤的物理、化学与生物化学作用，将污水中污染物去除，使之转化为新的水资源，达到重新回收、利用

（2）机理：

土壤作用：有机物的去除；氮磷化合物的去除；阳离子与重金属离子的去除

植物的作用：农作物吸收大量的氮磷化合物与有机营养物，使污水得到净化；通过根系吸取一定量的污水，并通过根系作用，增加土壤的透气性能，根系又可作为土壤中微生物的介质

氧化塘

机理：污水在塘内长时间缓慢流动和停留，通过微生物的代谢活动，是有机物降解，污水得到净化

计算题

课本

P20 悬浮固体 例1-1

P25 碱度 例1-3

P27 硬度 例1-4

P32 BOD5 例1-5

P76 课后题 1-8，1-15,1-23，1-26

P156 交换容量 例2-7

P165

P299 例3-4

简答题

一、 第十二章噪声、电磁、放射性、光污染的防治措施

二、

三、

论述题

固废方面

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