水污染控制工程复习总结提纲

水体富营养化:指湖泊、水库、海湾等封闭或半封闭性水域以及流动缓慢的河流中植物性营养物质氮、磷等含量过大，致使水体中藻类及水生植物异常繁殖的一种水环境现象。

沉淀原理:利用颗粒与水的密度之差，比重>1，下沉;比重<1，上浮.沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um 以上的颗粒胶体颗粒需混凝后才能沉淀。

分类:自由沉淀:颗粒在沉降过程中呈离散状态,其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。

絮凝沉淀:沉降过程中各颗粒之间能互相黏结，其尺寸、质量会随深度的增加而增大；絮凝性颗粒，沉淀过程中沉速增加拥挤沉淀（成层沉淀）:颗粒在水中的浓度较大时，各颗粒在下沉过程中相互干扰；颗粒的相对位置不变；作为一个整体而成层下降；清水和浑水之间形成明显的界面压缩沉淀:下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。

沉砂池功能：去除比重较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等）等。

保证措施：流速控制常用的有：平流沉砂池、曝气沉砂池曝气沉砂池:污水在池中以螺旋状向前流动，从而产生与主流垂直的横向环流。

在离心力的作用下，密度较大的无机颗粒被甩沉下，而使有机颗粒经常处于悬浮状态，并使砂粒互相摩擦，去除砂粒表面的有机污染物。

曝气沉砂池受流量变化的影响较小。

对污水有预曝气作用，有利于后续的生化处理。

斜板（管）沉淀池原理:E=ui/(θ/A) 在原体积不变时，减少H，加大A，可以提高沉淀效率或提高Q。

又因为T=H/u0 ，则在保持u0在不变的情况下，随着有效水深H的减少，沉淀时间T就可按比例缩短，从而减少了沉淀池的体积。

悬浮物与气泡的附着条件:按照物理化学的热力学理论, 任何体系均存在力图使界面能减少为最小的趋势。

界面能W =σS S：界面面积;σ：界面张力附着前: W1 =σ水气+σ水粒（假设S 为1）附着后: W2=σ气粒气泡与颗粒的粘附形式:气-颗粒吸附,气泡顶托,气泡裹夹气浮分类电解气浮法：直流电的电解作用下:正极产生氢气，负极产生氧气，微气泡。

气泡小于溶气法和散气法。

散气气浮法：扩散板曝气气浮,叶轮气浮法溶气气浮法:溶气真空气浮,加压溶气气浮(全加压溶气,部分加压溶气,部分回流加压溶气)混凝:投加化学药剂来破坏胶体和悬浮颗粒在水中形成的稳定分散体系，使其聚集为具体明显沉降性能的絮凝体，然后才能用重力沉降法予以分离。

包括凝聚和絮凝两个步骤，统称为混凝。

凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程。

絮凝则是指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。

混凝去除对象：胶体及部分细小的悬浮物.尺寸范围: 1nm~0.1μm（有时认为在1μm）混凝影响因素1.水温:低温，混凝效果差，原因是：无机盐水解吸热温度降低,粘度升高,布朗运动减弱胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚2.pH及碱度:视混凝剂品种而异。

无机盐水解，造成pH下降，影响水解产物形态。

根据水质、去除对象，最佳pH 范围也不同。

需碱度来调整pH，碱度不够时需投加石灰。

3.水中杂质浓度:杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。

4.混凝剂种类与投加量:混凝剂的选择主要取决于废水性质,最佳投药量应通过试验确定,5.水力条件粒状介质过滤:水和废水通过粒状滤料（如石英砂）床层时，其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为粒状介质过滤。

粒状介质过滤的机理: 1、阻力截留2、重力沉降3、接触絮凝滤池的分类按过滤速度分:慢滤池,快滤池按进出水和反冲洗水的供给与排除方式分:普通快滤池,虹吸滤池,无阀滤池等按作用水头分:重力式滤池（4-5m),压力滤池(10-20m)按滤料的种类分:单层滤池,双层滤池,多层滤池滤料:石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石,聚苯乙烯发泡塑料,纤维球滤料滤料的性能指标1）有效粒径和不均匀系数d10和d80：分别通过滤料重量10％和80％的筛孔孔径。

不均匀系数K80＝d80/d10d10反映了产生水头损失的主要部分。

K80愈大，颗粒愈不均匀，小颗粒会填充于大颗粒的间隙内，孔隙率下降，含污能力降低，水头损失增大，反冲洗强度不好确定。

K80愈小愈好，但是加工费用高。

2）滤料的截污能力含义是在保证出水水质的前提下，在过滤周期内单位体积滤料中能截流的污物量，以kg/m3位单位。

大小与滤料的粒径、形状等因素有关。

3）滤料的孔隙率和比表面积孔隙率：指在一定体积的滤层中孔隙所占的体积与总体积的比值。

石英砂孔隙率：0.4无烟煤孔隙率：0.5滤料的比表面积：指单位质量或单位体积滤料所具有的表面积，以cm2/g。

提高滤池截污能力的途径:改进方向：提高滤层含污能力，延长过滤周期。

反冲洗目的:恢复过滤能力反冲洗方式1高速水流反冲洗2气、水反冲洗:气冲强度：10－20 L/m2 s,水冲强度：3－4L/m2 s3表面辅冲加高速水流反冲洗反冲洗影响因素冲洗强度：L/(s m2) 滤层膨胀度：e冲洗强度大→ e大→剪切力增大→但摩擦减少,因此应有一个要求。

消毒定义:将水体中病原微生物灭活，使之减少到可以接受的程度。

消毒方法:化学药剂（氧化剂等）,物理法（热和光）,机械法（格网、膜）,辐射（γ射线、电子束）消毒机理:(1)破坏细胞壁；(2)改变细胞通透性；(3)改变微生物的DNA或RNA；(4)抑制酶的活性;(5)改变原生质的胶体性质。

氯消毒原理:Cl2+ H2O ⇔HOCl+ H++ Cl- HOCl⇔H++ OCl- 实践也表明pH越低，消毒作用越强。

影响消毒效率的因素1接触时间2浓度3温度4物理介质的强度和性质5、微生物的类型6、废水性质氯化消毒副产物:有机物与氯生成有机氯化物，三卤甲烷。

软化:降低水中钙离子镁离子含量的处理。

除盐:降低水中部分和全部含盐量的处理软化和除盐基本方法软化:(1)加热：去除暂时硬度,不能降低非碳酸盐硬度。

(2)药剂软化：借助化学药剂把钙、镁盐类（包括非碳酸盐类）转化为氢氧化镁、碳酸钙等沉淀。

(3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。

除盐：减少水中溶解盐类（包括阳离子和阴离子）的总量。

蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法等。

离子交换树脂结构母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物。

根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广泛）、丙烯酸、酚醛系列活性基团：遇水电离，成为固定部分和活动部分，具有交换性（可交换离子）离子交换速度的影响因素:溶液浓度,流速或搅拌速度,树脂粒径,交联度树脂再生:为顺流再生和逆流再生两种膜分离有下列几种：浓度差：扩散渗析（分离离子、小分子）电位差：电渗析（分离离子）压力差：反渗透,纳滤,超滤,微滤电渗析:在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中的阴、阳离子的选择透过性，分离溶质和水。

阴膜只让阴离子通过；阳膜只让阳离子通过。

“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应；主要包括大部分微生物、动物以及人类；“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物；主要有厌氧细菌、酵母菌等影响好氧生物处理的主要因素:溶解氧（DO）,水温,pH值,有毒物质（抑制物质）,有机负荷率,氧化还原电位废水厌氧生物处理原理:早期，被称为厌氧消化、厌氧发酵；实际上，是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性厌氧）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。

阶段性理论:①厌氧反应过程中的阶段性②两阶段理论③三阶段理论④四阶段理论厌氧消化过程的影响因素温度: pH值,氧化还原电位,营养物质,F/M比,有毒物质活性污泥：由多种好氧微生物与兼性厌氧微生物与废水中的有机无机固体物混合交织在一起形成的絮凝体。

活性污泥法：以悬浮在水中的活性污泥为主体，在有利于微生物生长的环境条件下和污水充分接触，使污水净化的方法。

Fick定律认为：侧扩散、转移。

v d——D L——C ——物质浓度；y ——扩散过程的长度dC/dy——浓度梯度，即单位长度上的浓度变化值。

物质的扩散速率与浓度梯度呈正比关系。

衡量曝气设备的技术性能指标氧的利用率（E A）：又称氧转移效率，是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）；充氧能力（R0）：通过表面机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量（kgO2/h）；动力效率（E p）：每消耗1度电转移到混合液中的氧量（kgO2/kw.h）。

曝气池的分类：根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械−−鼓风曝气池；根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。

活性污泥的驯化方法：①异步驯化法；②同步驯化法污泥常见问题与对策:1、污泥腐化现象：活性污泥呈灰黑色、污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水质恶化；原因：①混合液DO不足，负荷量增高；② 曝气不足；③ 工业废水的流入等；对策：①控制负荷量；② 增大曝气量；③ 切断或控制工业废水的流入。

2、污泥上浮：——SV值异常现象：污泥沉淀30~60分钟后呈层状上浮，且多发生在夏季；原因：硝化作用导致在二沉池中被还原成N2，引起污泥上浮；对策：①减少污泥在二沉池中的停留时间；② 减少曝气量。

3、污泥解体现象：在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体，出水透明度下降。

原因：曝气过度；负荷下降，活性污泥自身氧化过度；对策：减少曝气；增大负荷量4、泥水界面不清现象：污泥可以下沉，但泥水界面不清晰；原因：高浓度有机废水的流入，使微生物处于对数增长期；污泥形成的絮体性能较差；对策：降低负荷；增大回流量以提高曝气池中的MLSS，降低F/M值。

5、污泥膨胀：凝聚性和沉降性恶化、处理水浑浊的总称，分为:丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌污泥膨胀。

（1）丝状菌性污泥膨胀定义：由于活性污泥絮体中丝状菌过度繁殖而导致的污泥膨胀；主要菌种：球衣菌属、贝氏硫细菌、霉菌以及正常活性污泥中的某些丝状菌如芽孢杆菌属等；原因：——污泥膨胀理论对策：①临时控制措施：②工艺运行调节措施③永久性控制措施：（2）非丝状菌污泥膨胀粘性膨胀:现象：处理效果良好，但污泥难于沉淀，大量污泥随出水流失；原因：①进水中溶解性有机物浓度高，F/M值太高；②氮、磷缺乏，或溶解氧不足；③细菌大量吸附有机物，但不能及时降解，分泌出过量的凝胶状的多糖类物质；④这些物质具有很高亲水性，导致污泥中含有大量结合水，泥水分离困难。

对策：降低负荷，调整工况，加强曝气等。

低粘性膨胀原因：进水中含有毒性物质，使污泥中毒，使细菌不能分泌出足够的粘性物质，从而不能有效形成絮凝体，导致泥水分离困难；对策：控制进水水质，加强上游工业废水的预处理。