水污染控制工程知识点总结

水污染控制工程知识点总结-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第九章污水水质和污水出路1 污水污染指标中，固体物质的分类水中所有残渣的总和称为总固体（TS）；总固体=溶解性固体（DS）+悬浮固体（SS）；水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）；固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）+固定性固体（FS）；600℃温度下灼烧，挥发掉的量即为挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）2 BOD COD BOD5TOC TOD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称为生化需氧量(mg/L)5日生化需氧量（BOD5）：测定有机物第一阶段的生化需氧量至少需要20天时间，在实际应用中周期太长，故目前以5天作为测定生化需氧量的标准时间(BOD5=70%BOD20)化学需氧量(COD)：化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(mg/L) (用高锰酸钾作氧化剂测得CODMn/OC，用重铬酸钾作氧化剂测得CODCr/COD)总有机碳(TOC)：包括水样中所有有机污染物的含碳量总需氧量(TOD)：当有机物被氧化时。

碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量3 水体自净作用的定义和净化机制定义：是指河水中的污染物质在河水向下流动中浓度自然降低的现象机制：(1)物理净化：稀释、扩散、沉淀或挥发(2)化学净化：氧化、还原、分解(3)生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用4 受到污水污染的河流，根据水体中BOD5和DO曲线的关系，可以分为哪几个区域（氧垂曲线）污染带：BOD、DO均下降显着阶段5第十章污水的物理处理1 格栅和筛网的作用和去除对象格栅：格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物筛网：应用于小型污水处理系统，主要用于短小纤维回收(振动筛网、水力筛网) 2 格栅和筛网的分类栅条净间隙分类：粗格栅50~100mm，中格栅10~40mm，细格栅~10mm，超细格栅~1mm格栅形状分类：平面格栅，曲面格栅清渣方式分类：人工清渣、机械清渣3 沉淀法在污水处理厂中，主要用于哪几个方面①污水处理系统的预处理→沉砂池：预处理手段用于去除污水中易沉降的无机性颗粒物②污水的初级处理→初沉池：去除污水中悬浮固体，同时去除一部分呈悬浮状态的有机物③生物处理后的固液分离→二沉池：分离悬浮生长生物处理工艺中的活性污泥，生物膜法工艺中脱落的生物膜④污泥浓缩池→污泥浓缩池：将污泥一起进一步浓缩，以减少体积4 沉淀的类型和各种类型的特点及应用①自由沉淀（悬浮固体浓度不高）：沉淀过程中悬浮颗粒互不干扰，各自独立完成沉淀过程，颗粒的沉淀轨迹呈直线。

颗粒的物理性质均不发生变化（沉砂池）②絮凝沉淀（悬浮颗粒浓度不高，但颗粒之间有互相絮凝作用）：颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。

颗粒的质量、形状和沉速是变化的（化学混凝沉淀、二沉池中间段）③区域沉淀（悬浮颗粒浓度较高5000mg/L以上）：颗粒的沉降受到周围其他颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉。

与澄清水有清晰的泥水界面，沉淀显示为界面下沉（二沉池下部、污泥重力浓缩池开始阶段）④压缩沉淀（悬浮颗粒浓度很高）：颗粒相互之间互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩（二沉池污泥斗、污泥重力浓缩池）5 自由沉淀理论的假定条件（斯托克斯方程）沉淀开始时，因受重力作用产生加速运动，经过很短的时间后，三种作用力达到互相平衡时，颗粒即呈等速下沉，故一般当成匀速来看球状颗粒自由沉淀的沉速公式：（斯托克斯方程）u=ρρ−ρρ18ρρρ2①颗粒沉速的决定因素是ρρ−ρρ，为正时颗粒以u下沉；为0时呈随机悬浮状态；为负时颗粒以u上浮②u与颗粒直径d的平方呈反比，∴增加颗粒直径有助于提高沉淀速度③u与液体黏度ρ成反比，ρ随水温上升而下降，即沉速随水温上升速度增大6 表面水力负荷（沉淀池的溢流率）q=Q/A= u：为反映沉淀池效率的参数，一般称为沉淀池的表面水力负荷，或称沉淀池的溢流率，物理意义是在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。

（Q=流量，A=表面积=长×宽）7 颗粒在沉淀池中沉淀效率（去除效率）的计算E=ρρ=ρ1ρ08 沉淀池对颗粒去除率的计算ρ=(1−ρ0)+1ρ0∫ρ1ρρρ0式中：ρ0——沉速小于ρ0的颗粒占全部悬浮颗粒的百分数(1−ρ0)——沉速≥ρ0的颗粒去除百分数9 q和u0的区别u 0与q在数值上相同，但物理概念不同。

u为截留沉速：所能全部去除颗粒的最小沉速；q为表面水力负荷：单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。

且E 沉淀效率只与q（或A）有关，而与H、t、V无关10 沉砂池的作用和工作原理作用：去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行工作原理：以重力分离或离心力分离为基础，控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机颗粒则随水流带走11 曝气沉砂池的特点①沉砂中含有机物的量低于5%②由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用（对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正常运行以及对沉砂的最终处置提供了有利条件，但是曝气要消耗能量，对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行也存在不利影响）12 沉淀池的作用初沉池：一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，主要去除对象为悬浮固体，可以去除SS约40~55%，同时可去除，可降低后续生物处理的有机负荷20~30%的BOD5二沉池：设在生物处理构筑物后面，用于沉淀分离活性污泥或去除生物膜法中脱落的生物膜，是生物处理工艺的一个重要组成部分13 按照工艺布置的不同，沉淀池的分类初沉池+二沉池14 按照水流方向的不同，沉淀池的分类平流式+竖流式+辐流式15 按照运行方式的不同，沉淀池的分类间歇式+连续式16 间歇运行沉淀池的工作过程分为哪几步进水、静置、排水17 沉淀池的组成部分及各部分功能进水区、出水区：使水流的进入与流出保持均匀平稳，以提高沉淀效率沉淀区：沉淀池进行悬浮固体分离的场所缓冲区：避免已沉污泥被水流搅起带走以及缓解冲击负荷贮泥区：存放沉淀污泥，起贮存、浓缩与排放作用18 水中油的存在形态及隔油池的分类存在形态：可浮油、细分散油、乳化油、溶解油隔油池分类：平流式、斜板式19 气浮池的作用气浮法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离20 气浮法的工作原理通过某种方法产生大量的微小气泡，使其与固液颗粒粘附，形成密度小于水的气浮体，共同上浮，以达分离的目的21 加压溶气气浮法处理污水的工作原理和分类是目前最常用的方法，是使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和溶解的空气以细微气泡形式释放出来（P66-P67图分类：全加压溶气流程、部分加压溶气流程、部分回流加压溶气流程）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 污水生物处理的概念是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法2 根据参与代谢活动的微生物对溶解氧的需求不同，污水生物处理技术科分为哪几类，各类的区别是什么好氧生物处理：水中存在溶解氧（分子氧）缺氧生物处理：水中无分子氧存在，但存在如硝酸盐等化合态氧厌氧生物处理：水中既无分子氧又无化合态氧3 根据微生物生长方式的不同，生物处理技术可分为哪几类，各类的特点及典型代表工艺是什么悬浮生长法（活性污泥法）：通过适当的混合方法使微生物在生物处理构筑物中保持悬浮状态，并与污水中的有机物充分接触，完成对有机物的降解附着生长法（生物膜法）：微生物是附着在某种载体上生长。

并形成生物膜，污水流经生物膜时，微生物与污水中的有机物接触，完成对污水的净化4 微生物代谢的分类及各分类的定义分解代谢（异化）：微生物在利用底物的过程中，一部分底物在酶的催化作用下降解并同时释放出能量的过程，也称为生物氧化合成代谢（同化）：微生物利用另一部分底物或分解代谢过程中产生的中间产物，在合成酶的作用下合成微生物细胞的过程，合成代谢所需的能量由分解代谢提供5 发酵的定义是指微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生不同的代谢物的过程6 呼吸的定义微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+（辅酶II）、FAD （黄素腺嘌呤二核苷酸）或FMN（黄素单核苷酸）等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放能量的过程7 发酵和呼吸的根本区别（呼吸时）电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体8 好氧呼吸和缺氧呼吸的区别好氧呼吸的最终电子受体是O2，而缺氧呼吸的最终电子受体是含氧化合物（NO3-、NO2-、SO42-、CO2等）9 好氧生物处理的定义污水中有分子氧存在的条件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物，但主要是好氧细菌）降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法10 厌氧生物处理的定义是在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法（能量少于好氧）11 厌氧生物处理过程有机物的转化12 生物脱氮的三个过程及原理①氨化反应：微生物分解有机氮化合物产生氨（好氧厌氧均可降解有机氮化合物）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和硝酸盐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（同化作用）：污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成成分，并以剩余活性污泥的形式得以从污水中去除（进水氨氮浓度较低时成为脱氮主要途径）13 生物除磷的基本原理（聚磷菌）①在厌氧状态下，兼性菌将溶解性有机物转化成挥发性脂肪酸（VFA）；聚磷菌把细胞内聚磷水解为正磷酸盐，并从中获得能量，吸收污水中易降解的COD并同化为胞内碳能源存贮物PHB或PHV②在好氧或缺氧条件下，聚磷菌以分子氧或化合态氧作为电子受体，氧化代谢胞内贮存物PHB或PHV等，并产生能量，过量地从污水中摄取磷酸盐，能量以高能物质ATP的形式存贮，其中一部分又转化为聚磷，作为能量贮于胞内，通过剩余污泥的排放实现高效生物除磷目的14 微生物的生长曲线及各阶段特点①延迟期（适应期）：细胞一般不繁殖，但细胞体积显着增大，开始吸收营养物质，形成新的酶系②对数增长期：经过延迟期的适应之后，开始以基本恒定的生长速率进行繁殖，大量消耗了限制性的底物，同时细胞内代谢物质也丰富积累（此时为研究工作的理想材料）③稳定期（减速增长期）：营养物质不断被消耗，代谢物质不断积累，环境条件的改变不利于微生物生长，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趋于平衡（此时菌胶团之间易于相互黏附，活性污泥絮体开始形成，具有一定氧化有机物能力，还有良好的沉降性能）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，生长速率为零，而死亡速率随时间延长而加快，细胞呈衰退型（此时能量水平低，絮凝体吸附有机物的能力显着，但污泥活性降低，污泥较松散）15 微生物的营养控制BOD5:N:P=100:5:116好氧生物处理溶解氧浓度范围好氧生物处理：2~3mg/L缺氧反硝化：L以下厌氧磷释放：低于L第十二章活性污泥法1 活性污泥的组成可以分为哪几部分有活性的微生物（Ma）微生物自身氧化残留物（Me）吸附在污泥上不能被微生物所降解的有机物（Mi）无机悬浮固体（Mii）2 混合液悬浮固体浓度（MLSS）指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称之为污泥浓度MLSS=Ma+Me+Mi+Mii3 混合液挥发性固体浓度（MLVSS）是指混合液悬浮固体中有机物的质量（不包括无机物质）MLVSS=Ma+Me+Mi4 污泥沉降比（SV%）是指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数，通常采用1L的量筒测定污泥沉降比（混合液污泥浓度在3000mg/L左右时，正常曝气池SV%=30%左右）5 污泥体积指数（SVI）是指曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积，常用mL/gSVI=沉淀污泥的体积（mL/L）MLSS（g/L）SVI值是判断污泥沉降浓缩性能的一个重要参数，通常认为SVI为100~150时，污泥沉降性能良好；SVI>200时，污泥沉降性能差；SVI过低时，污泥絮体细小紧密，含无机物较多，污泥活性差6 污泥龄（SRT）曝气池中活性污泥全部更新一次的时间θ=曝气池中微生物总量每日污泥排放量7 水力停留时间（HRT）HRT=ρ=曝气池容积污水流量=曝气时间8 ρ/ρ值：活性污泥增长受营养物质和微生物量的影响F/M=ρρ0=污水流量×起始浓度MLSS×反应器体积9 活性污泥法处理流程的基本组成部分曝气池、沉淀池、污泥回流、剩余污泥排除系统10 活性污泥对有机物的降解分为哪几个阶段及各阶段的作用吸附阶段：污水中的有机物转移到活性污泥上去稳定阶段：转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用11 曝气设备的分类推流式曝气池：P107完全混合曝气池：P108封闭环流式反应池：P108※序批式反应池（SBR）（间歇性）：P10912 活性污泥法设计的相关计算（BOD5容积负荷、F/M负荷及污泥龄等的相关计算）例题：普通活性污泥系统处理废水量11400 m3/d，进水BOD5为180 mg/L，曝气池容积为3400 m3，曝气池中MLSS为2500 mg/L，其中混合液在1000 ml量筒中经30min沉淀后污泥量为210mL，活性污泥废弃量为155 m3/d，其中含MLSS8000mg/l ，出水SS 为20mg/l ，计算污泥体积指数SVI 、曝气时间、BOD 5容积负荷、F/M 负荷和污泥龄。