水处理中高级氧化技术简介
水处理中高级氧化技术简介
发表时间：2017-12-25T16:06:21.437Z 来源：《知识－力量》2017年9月上作者：李真臣[导读] 高级氧化技术因其具有反应速度快、处理完全、适用范围广等优点而被关注，并相继开展了研究与开发工作, 但是其具体的反应机理仍然是众多学者争论的焦点。本文对目前水处理领域中的高级氧化技术进行了简单的分析和介绍。李真臣
（四川大学，四川成都 610207）摘要：近年来，高浓度难降解有机废水的处理引起人们越来越多的重视，高级氧化技术因其具有反应速度快、处理完全、适用范围广等优点而被关注，并相继开展了研究与开发工作, 但是其具体的反应机理仍然是众多学者争论的焦点。本文对目前水处理领域中的高级氧化技术进行了简单的分析和介绍。关键词：高级氧化、废水、水处理 1.引言
高级氧化技术由Glaze等[1]于1987年提出，其最显著的特点是以为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O，从而达到了氧化分解有机物的目的[2]。
2.常见的高级氧化技术 2.1 以H2O2为主体的高级氧化过程
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水处理工程技术复习题 一．填空题 1、油类对环境污染主要表现在对（生态系统）及（自然环境）的严重影响 2、按沉淀池的水流方向可分为（竖流式）（平流式）（辐射式） 3、活性污泥处理系统由活性污泥反应器（曝气池）（曝气系统）（二沉池）（污泥回流系统）和（剩余污泥排除系统组成）。 4、（悬浮物）和（胶体）是饮用水处理的主要取出对象。 5、根据微生物在处理过程中对氧气的要求不同，废水的生物可分为（好氧生物处理）（厌氧生物处理）。 6、消化池主要是由（集气罩）（池盖）（池体）（下锥体）组成 7.根据稳定塘内溶解氧和在净化中起作用的微生物种类，可将其分为（好氧塘，厌氧塘，兼性塘，曝气塘） 8、有机物在厌氧条件下消化降解过程可分为（水解酸化阶段（酸性发酵））、（产甲烷阶段（碱性发酵））（产氮产乙酸） 9、普通快滤池反冲洗供给方式有冲洗水泵和冲洗水塔两种。 10、《生活饮用水卫生标准》的四类指标（感官性状）（化学）（毒理学）（细菌学） 11、快滤池的反冲洗法（高速水流反冲洗）（气—水反冲洗）（表面辅助冲洗加高水流反冲洗） 12、活性污泥微生物的增殖分为（适应期）（对数增长期（等速增长期））（减速增
长期（增长率下降期））（内源呼吸期（衰亡期）） 13、“凝聚”是指水中胶体（失去稳定性）的过程，它是瞬时的，“絮凝”是指脱稳胶体（相互聚结成）大颗粒絮体的过程 14、污泥浓缩的主要方法有（重力浓缩法），（气浮浓缩），（离心浓缩） 15、影响混凝效果的主要因素有（水温），（PH值），（碱度），（悬浮物浓度）和（水力条件）等 16、活性污泥浊处理系统正常运行的三要素是（有机物）（良好的活性污泥）（充足的空气） 17、快滤池的冲洗方法有（高速水流反冲洗）（气水反冲洗）（表面辅助冲洗加高速水流反冲洗） 18、工业废水包括（生产污水）（冷却水）（生活污水） 19、沉淀池布置的基本形式有（竖流式沉淀池），（辐流式沉淀池），（平流式沉淀池），（斜板沉淀池） 20、生物滤池有（普通生物滤池）、（高负荷生物滤池）、（塔式生物滤池三种）。二．选择题 1、常规的地表水处理工艺（ A ） A.混凝+沉淀+过滤+消毒 B.混凝+过滤+沉淀+消毒 C.混凝+沉淀+臭氧+消毒 D.混凝+过滤+消毒 2、下列哪项是平流沉淀池的特点（B）
建筑中水处理工程设计实例 摘要：针对项目用地紧张、处理后出水用作冲厕、绿化浇洒等特点，提出一种结构紧凑的二级生物接触氧化加物化法处理的中水处理工艺。介绍了其工艺流程、设计参数、设计总结等，可为类似工程项目的中水处理设计提供参考。 关键词：中水处理；生物接触氧化；建筑中水 abstract: the tight project site, the treated water used for flushing and poured green features, provide a compact two biological contact oxidation plus the physico-chemical treatment in water treatment processes. describes the process, design parameters, design summary, etc., designed to provide a reference for similar projects in water treatment.key words: water treatment; biological contact oxidation; construction of water 中图分类号：tu7 文献标识码： a文章编号：2095-2104（2012）随着人类社会的进步和经济的发展，工农业生产用水量的增加, 城市的日益扩展，特别是世界人口急剧增多，加之人类活动失控, 水资源消费量急剧增加，造成环境恶化，水资源污染及浪费严重，采用建筑中水系统，使污水处理后回用于建筑物和建筑小区供生活杂用，既可减少污染排放，使污水无害化，又可增加可利用的水 资源从而节省水资源，是保护环境，防治水污染，缓解水资源不
一、中水处理的工艺及选择。 1、中水回用工艺流程为了将污水处理成符合中水水质标准的水，一般要进行三个阶段的处理： （1）预处理该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质。 （2）主处理该阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物。 （3）后处理该阶段主要以消毒处理为主，对出水进行深度处理。保证出水达到中水水标准。 2、主处理的方法按目前已被采用的方法大致可分为三类： （1）生物处理法利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。 （2）物理化学处理法以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。 （3）膜处理采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是S S去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。 3、工艺流程的选择 工艺流程的选择需确定工艺流程时必须掌握中水原水的水量、水质和中水的使用要求，应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺；在选择工艺流程时，应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响；中水水源的主要污染物是有机物，目前大多数以生物处理为主处理方法；在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少，一般采用含氯消毒剂进行消毒。 中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，中水水源的选择十分关键；目前，我国主要以小区生活污水作为中水水源，所处理的中水主要用于浇花、冲厕、洗车等。当以城市污水处理厂二级处理出水为中水水源时，可采用物化＋消毒工艺，具体如下： 源水--->调节池--->过滤池--->消毒池--->储水池 --->排放当以小区生活污水作为中水水源时，可采用生化＋消毒工艺，具体如下： 源水--->水力筛--->调节池--->生化池--->过滤池 --->消毒池--->储水池--->排放上述工艺设施可根据现场具体情况，设计成地上式或地埋式结构。 一体化中水回用设备是将中水回用处理的几个单元集中在一台设备内进行，其特点是结构紧凑、占地面积小、自动化程度高，一般的处理量小于1500
摘要 从羟基自由基无选择性地氧化有机物出发，综述了我国水处理中的高级氧化技术，包括化学氧化、Fenton法、电化学阳极氧化、光化学氧化、湿式空气氧化、超临界水氧化及超声波技术等。介绍了各种技术的机理，讨论了它们的优缺点及其在废水处理中的处理效果。 关键词羟基自由基高级氧化技术水处理
1．简述 随着工业的高速发展，进入水体的化学合成有机物的数量种类急剧增加，造成水资源的严重污染，已经威胁到了人类的生存与发展。处理有机废水最经济的是生物处理方法，然而对于那些有毒且难生物降解的有机化合物，往往不能采用生物降解的方法去处理，而不得不考虑用其他方法了。包括有混凝、沉淀、气浮、高级氧化技术（AOT）等。下面主要谈谈高级氧化技术。高级氧化技术是指在水处理过程中可产生羟基自由基（?OH），使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2和H2O，接近完全矿化。它是最有前景的处理低浓度难降解有机物的方法。常见有机污染物与03和?OＨ的反应速率常数比较如表一。 从表一可以看出O3对不同的有机物质的氧化速度相差很大因而处理有机废水具有选择性，而?OH与不同有机物质的反应速率常数相差很小，它几乎可以无选择的将有机物矿化。?OH的反应速率都相当快，一般其反应速率常数>109mol-1?L?S-1，基本接近扩散速率控制的极限（1010mol-1?L?S-1），氧化反应速度是由？OH的产生速度来决定的。
2．主要的高级氧化 目前，主要的几种高级氧化方式有化学氧化、Fenton氧化、电化学氧化、光催化氧化、光助电催化、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波技术。 2.1化学氧化 化学氧化是使用化学强氧化剂将废水中的难降解有机物和无机物转化为微毒或无毒的物质。水处理中常用的化学氧化剂有ClO2，H2O2，NaClO2，KMnO4，Cl2，NaClO2，O3等。几种强氧化剂氧化能力的比较见表二。 这些氧化剂产生的氧化反应的主反应都包括有自由基反应。林鑫海等对含硝基苯和苯胺的废水采用ClO2三相催化氧化技术进行处理，结果表明硝基苯的去除率均可以达到95%以上，COD的去除率在90%以上，苯胺也可以达到85%以上。毕会锋等使NaClO化学氧化处理酸性橙Ⅱ模拟的染料废水，发现在pH=10，NaClO与染料的摩尔比为18，温度为30o C，反应时间30分钟时，脱色率可达100%。如何寻求制备上述强氧化剂而不产生二次污染、操作简单、价格低廉，且氧化产物不具有毒性或只具有较小毒性是该技术发展的必由之路。 2.2Fenton法 Fenton法是利用催化剂、光辐射或电化学作用，使H2O2产生？OH处理有机物的技术。Fenton法基本上是沿着光化学和电化学两条路线向前发展的，因而也就包括了经典Fenton法、电Fenton法、光Fenton法。 2.2.1经典Fenton法 （1）Fe2++ H2O2→Fe3++OH－＋?OH，K1＝76L/（mol?s） （2）Fe2++H2O2→Fe2++H+＋?OH，K2＝0.002-0.01L/（mol?s） （3）Fe2++?OH→Fe3++H+＋OH－，K3＝3*108L/（mol?s） （4）H2O2++?OH→H2O+HO2?，K4＝2.7×107 L/（mol?s） （5）Fe3++OH-→Fe（OH）3（胶体） （6）?OH＋org．→矿化产物（CO2、H2O） 从反应式（1）到（6）中各式的反应速率常数分析可以得出，适当的增大Fe2+和H2O2的浓度有利于提高污染物的降解效率，但是过量的Fe2+和H2O2会成与?ＯＨ反应。因此，确定Fe2+和H2O2最佳比例的非常重要。此反应的优点是
水处理工程技术试卷试题下载-样卷.doc 《水处理工程技术》习题库 第一篇水质与水处理基本概论 第一章水质与水质标准 1. 什么是水资源？我国水资源有何特点？ 2. 天然地表水有何特征？ 3. 生活污水与工业废水有何特征？ 4. 污水的主要污染指标有哪些？其测定意义如何？ 5. 什么叫水体自净？其工作原理是什么？水体自净过程有哪些？ 6. 简述河流水体中BOD与DO的变化规律。 7. 什么是氧垂曲线？氧垂曲线可以说明哪些问题？ 第二章水处理方法概论 1．简要说明城市污水典型处理流程。 2．给水处理的任务和目的是什么？ 3．给水处理的方法应怎样确定？主要采用哪些单元处理工艺？ 4．污水处理有哪几个级别？ 第二篇物理、物理化学、化学处理工艺原理 第三章水质的预处理 1．格栅的主要功能是什么？按其形状分为几种？ 2．按格栅栅条的净间隙大小不同，格栅分为几种？各适用于什么场合？ 3．格栅栅渣的清除方法有几种？各适用于什么情况？ 4．均和调节池有何作用？按其调节功能可分几种类型？ 第四章混凝和絮凝 1. 胶体有何特征？什么是胶体的稳定性？试用胶粒之间相互作用势能曲线说明胶 体稳定性的原因。 2. 目前普遍用几种机理来描述水的混凝过程？试分别叙述。 3. 影响混凝效果的主要因素是什么？ 4. 什么是助凝剂？目前我国常用的助凝剂有几种？在什么情况下需要投加助凝剂？
5. 目前常用的絮凝池有几种？各有何优缺点？ 第五章沉淀 1．试述沉淀的四种基本类型。 2．完成沉淀过程的主要构筑物有哪些？ 3．理想沉淀池的有哪三个假定？ 4．影响沉淀池沉淀效果的因素有哪些？ 5．选用沉淀池时一般应考虑的因素有哪些？ 6．平流式沉淀池的流人装置有什么作用？具体做法有哪些？ 7．常见澄清池有几种类型？各自的特点有哪些？ 第六章过滤 1．试分析过滤在水处理过程中的作用与地位。 2．什么是直接过滤？直接过滤工艺有哪两种方式？采用直接过滤工艺应注意哪些问题？ 3．什么是“等速过滤”和“变速过滤”？两者分别在什么情况下形成？属于“等速过滤”和“变速过滤”的滤池分别有哪几种？ 4．什么是“负水头”现象？负水头对过滤和反冲洗造成的危害是什么？避免滤层中出现“负水头”的措施是什么？ 5．什么是滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何影响？ 6．气、水反冲洗的原理是什么？气、水反冲洗操作方式有哪几种？ 第七章吸附 1．名词解释：吸附、吸附法、吸附剂、吸附质、分散相、吸附过程、解吸过程、吸附平衡、平衡浓度、吸附速度、吸附容量。 2．吸附类型有哪些？分别描述各自的特征。 3．影响吸附的因素主要有哪些？ 4．试述吸附剂的表面特性。 5. 活性炭的一般性质有哪些？ 6．吸附操作分为哪几种形式，并分别加以阐述。 7．水处理常用的动态吸附设备有哪些？ 8. 什么是吸附剂的再生？活性炭的再生方法有哪几种？
某大学中水处理设计实例 摘要随着水资源匮乏的日益突出，合理利用水资源及科学有效的节约用水已 为人们所关注,建筑中水利用在业内一直被认为是节水的较好方式,特别是对于有丰富优质杂排水的建筑小区来说,节水效果及经济意义就更为显着. 关键词优质杂排水水量平衡工艺流程最大出水负荷反冲洗水量调节容积投药一.工程概况:某大学学生宿舍区北临校园 体育场,西面为食堂,南接现有学生宿舍区,东侧为校园休闲山体.建筑呈行列式布置. 宿舍分一类宿舍和三类宿舍二大类,均为六层建筑,其中1#.2#.3#楼为一类宿舍,其内设单独的卫生间,1#宿舍建筑面积,2#宿 舍,3#宿舍,总建筑面积,共按2544人入住设计;4#.5#.6#楼为三类宿舍,其内设公共盥 洗室和淋浴室,每栋建筑面积均为,总建筑 面积16343m2,共按2736人入住设计.食堂面
向宿舍区,东面设置餐厅出入口,食堂共分 四层,建筑面积为因本工程位于某市郊区, 周围为自然山体,市政给水资源不是很丰富,本着节约水资源出发,本工程考虑收集1~6 号宿舍楼的淋浴废水和盥洗废水(并考虑与前.后期生活废水合并)作为中水源水,经中水处理站处理后用于小区内冲厕用水. 二.水量平衡计算: 水量平衡计算表 序号建筑物人数无中水冲厕用水定额日用 水量(m3/d)中水冲厕用水定额中水用水量(m3/d)淋浴用水定额盥洗用水定额优质杂 排水量(m3/d)中水原水量(m3/d)11号楼912200L/人.天/人.天/人.天30L/人.天号 楼912200L/人.天/人.天/人.天30L/人.天号楼720200L/人.天14460L/人.天/人.天 30L/人.天号楼912130L/人.天/人.天/人. 天25L/人.天号楼912130L/人.天/人.天/人.天25L/人.天号楼912130L/人.天/人.天/人.天25L/人.天总计5280 水量平衡图水量平衡图 由上表及图所示,本工程选用优质杂排水作
高级氧化技术——臭氧氧化技术在水处理中的应用摘要：高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOP)：运用点、光辐射、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(·OH)，正在通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子难降解有机物氧化降解为低毒或无毒的小分子物质，甚 至直接降解成为CO 2和H 2 O，接近完全矿化。 关键词：水污染高级氧化技术臭氧氧化 1简介 随着工业的迅猛发展和人类物质生活水平的提高,水环境污染已是普遍存在的问题。过去十年,许多国家都制定了十分严格的标准,这些标准都特别要求对生态系统有毒害影响的物质实施严格监控。对那些有毒且难以生物降解的化合物,需要用非生物降解的其它处理技术去除,化学氧化法就是其中之一,其目的就是将这些难降解的有害物质氧化成二氧化碳、水和无机物或至少也要氧化成无害的物质。许多文献报道那些难生物降解的污染物常常具有高化学稳定性,很难完全氧化,因此采用比常规净化处理工艺更有效的技术是必要的。【1】高级氧化技术是近年发展起来的一种新型的在常温常压下将那些难以用臭 氧单独氧化或降解的有机物氧化的方法。同其它高级氧化技术如O 3/H 2 O 2 、UV/ O 3、UV/ H 2 O 2 、UV/ H 2 O 2 / O 3 、TiO 2 / UV和CWAO 等一样,催化臭氧化技术也是 利用反应过程中产生大量高氧化性自由基(羟基自由基) 来氧化分解水中的有机物从而达到水质净化。 2臭氧氧化技术的特点 相对于传统工艺来说，臭氧氧化技术拥有它不可代替的领先优势： O 3+H 2 O+hv → O 2 +H 2 O 2 H 2O 2 +hv → 2·OH （1）此反应过程中产生大量氢氧自由基·OH（表现强氧化性的原因），反应速度快,多数有机物在此过程中的氧化速率常数可达106 ～109 L/(mol.s)。 （2）适用范围广,较高的氧化电位使得·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染。
第四章混凝和絮凝 1.胶体有何特征？什么是胶体的稳定性？试用胶粒之间相互作用势能曲线说明 胶体稳定性的原因。 答：胶体的基本特性有光学性质、布朗运动、胶体的表面性能、电泳和电渗现象。胶体的稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散悬浮状态的特性。致使胶体颗粒稳定性的主要原因是颗粒的布朗运动、胶体颗粒间同性电荷的静电斥力和颗粒表面的水化作用。胶体稳定性分为动力学稳定和聚集性稳定两种。 E A E R 图1 相互作用势能与颗粒间距离关系 （a）双电层重叠；（b）势能变化曲线 可以从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系进行分析。当两个胶粒相互接近至双电层发生重叠时，就会产生静电斥力。相互接近的两胶粒能 否凝聚，取决于由静电斥力产生的排斥势能量E R 和范德化引力产生的吸引势能 E A ，二者相加即为总势能E。E R 和E A 均与两胶粒表面间距x有关。从上图可知， 两胶粒表面间距x=oa～oc时，排斥势能占优势。X=ob时，排斥势能最大，用E max 表示，称排斥能峰。当x
胶粒表现出相互吸引趋势，但存在着排斥能峰这一屏障，两胶粒仍无法靠近。只 有x 1.高级氧化技术的定义：利用强氧化性的自由基来降解有机污染物 的技术，泛指反应过程有大量羟基自由基参与的化学氧化技术。其基础在于运用催化剂、辐射，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(一般为羟基自由基，·OH)，再通过自由基与污染物之间的加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化。·OH反应是高级氧化反应的根本特点 2.高级氧化方法及其作用机理是通过不同途径产生·OH自由基的过 程。·OH自由基一旦形成，会诱发一系列的自由基链反应，攻击水体中的各种有机污染物，直至降解为二氧化碳、水和其它矿物盐。 可以说高级氧化技术是以产生·OH自由基为标志 3.高级氧化技术有什么特点？ 1）反应过程中产生大量氢氧自由基·OH 2）反应速度快 3）适用围广，·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染 4）可诱发链反应 5）可作为生物处理过程的预处理手段,使难以通过生物降解的有机物可生化性提高,从而有利于生物法的进一步降解; 6）操作简单,易于控制和管理 4.·OH自由基的优点 1）选择性小，反应速度快；2）氧化能力强；3）处理效率高；5）氧化彻底 5.高级氧化技术分为哪几类？ 1)化学氧化法：臭氧氧化/Fenton氧化/高铁氧化2）电化学氧化法3）湿式氧化法：湿式空气氧化法/湿式空气催化氧化法 4）超临界水氧化法 5）光催化氧化法6）超声波氧化法 7）过硫酸盐氧化法 6.自由基与污染物反应的四种主要方式:氢抽提反应、加成反应、电子转移、（氧化分解）。 自由基反应的三个阶段：链的引发、链的传递、链的终止 自由基反应具有无选择性，反应迅速的特点。 7. 产生羟基自由基的途径：Fe2+/H2O2、 UV/H2O2、 H2O2/O3、 UV/O3、UV/H2O2/O3、光催化氧化（TiO2光催化氧化反应机理:产生空穴和电子对），对有机物降解速率由快到慢依次为UV-Fenton、 Fenton、 O3/US、O3、O3/UV、UV/H2O2、UV。 8. Fenton试剂：亚铁离子（Fe2+）和过氧化氢（H2O2）的组合。 Fenton反应： Fenton反应是以亚铁离子作为催化剂来催化过氧化氢(H2O2)，使其产生羟基自由基（·OH），进行有机物的氧化，羟基自由基具有強的氧化能力，可与大部分的芳香族有机物进行反应，同时亚铁离子氧化成铁离子(Fe3+)，（铁离子有混凝作用也可去除部分有机物）铁离子又会与双氧水反应，并还原成亚铁离子(Fe2+). 反应机理：H2O2与Fe2+反应分解生成羟基自由基(·OH)和氢氧根离子(OH-)，并引发连锁反应从而产生更多的其它自由基，然后利用这些自由基进攻有机质分子，从而破坏有机质分子并使其矿化直至转化 3.1.中水处理站设置原则 酒店内需设置中水系统，酒店管理公司要求有此设置来满足申报绿色运营酒店的相关要求。 3.2.水源 3.2.1洗手盆及淋浴排水 3.2.2客房空调系统冷凝水 3.2.3泳池及其机房排废水 3.3.原水排水系统 酒店内采用完全污、废分流系统。 店内地上全部及地下洗衣房排水与员工淋浴区排水系统采用污废分流体系粪便污水及含油污水通过污水系统直接排出室外化粪池或隔油池，洗浴类优质杂排水经过废水管网收集后重力排入酒店内污水处理站内原水储水池，同时设置事故阶段排入中水站的废水采用重力直接排向室外的排水管和转换阀。（分流、溢流、超越措施）地下室员工淋浴及洗衣房内排水设置集水坑及提升泵，采用局部提升的方式排入中水原水储水池，同时应设置事故排水出户管，并设置转换阀。（分流、溢流、超越措施) 洗衣房的排水须增设棉织纤维过滤网。 3.4.中水量平衡 原水收集率按相应回收项的给水量的80%进行设计。 处理系统按间歇运行方式设计调节水池等储水设施的储水容积。原水调节水池及水处理池采用土建结构的方式。 3.5.处理方式 生物膜处理方式，水质达到如下用水标准： 《城市污水再生利用、城市杂用水水质标准》 《城市污水再生利用、景观杂用水水质标准》 3.6.中水用水区域 酒店内中水用于如下区域： 3.6.1全楼冲厕 3.6.2屋顶绿化浇水 3.6.3地下车库冲洗 用水 3.6.4室外景 观绿化浇水 3.7.中水供水系统 3.7.1设置中水储水水箱储存处理后达水质标准的中水。中水供水系统采用水箱+变频供水 泵组的方式联合供水。 3.7.2水箱材质采用304不锈钢。 3.7.3水箱容积按一天的平均处理水量进行设置。同时，设置有中水系统的酒店内，生活市 政自来水按照导则进行计算后的储水水箱容积，应除去中水储水箱容积。 3.7.4中水供水系统末端压力范围为0.1~0.45MPa。 3.7.5中水系统分区同给水系统。 3.8.中水供水系统计量 3.8.1进水处理机房的原水系统设计计量水表。 3.8.2各分区供水系统设置总计量水表。 3.9.中水供水管道材质 《水处理工程技术》习题库答案 第一篇水质与水处理基本概论 第一章水质与水质标准 1.什么是水资源？我国水资源有何特点？ 答：水资源是人们长期生存、生活和生产过程中所需要的各种水，既包括了数量和质量的定义，又包括了使用价值和经济价值。从广义来说，是指人类能够直接或间接使用的各种水和水中的物质，作为生活资料和生产资料的天然水，在生产过程中具有经济价值和使用价值的水都可称为水资源。从狭义讲，就是人类能够直接使用的淡水，这部分水主要指江、河、湖泊、水库、沼泽及渗入地下的地下水。我国水资源的特点：（1）水资源地区分配不均匀；（2）时间分配不均匀。 2.天然地表水有何特征？ 答：天然地表水的杂质特征：天然地表水体的水质和水量受人类活动影响较大，几乎各种污染物质可以通过不同途径流入地表水，且向下游汇集。地表水中按杂质颗粒的尺寸大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质三类。以悬浮物形式存在的主要有石灰、石英、石膏和黏土及某些植物；呈胶体状态的有黏土、硅和铁的化合物及微生物生命活动的产物即腐殖质和蛋白质；溶解物包括碱金属、碱土金属及一些重金属的盐类，还含有一些溶解气体，如氧气、氮气和二氧化碳等。除此之外，还含有大量的有机物质。 3.生活污水与工业废水有何特征？ 答：生活污水是指人类在日常生活中使用过的，并被生活废弃物所污染的水；工业废水是指在工矿企业生产过程中使用过的并被生产原料等废料所污染的水。当工业废水污染较轻时，即在生产过程中没有直接参与生产工艺，没有被生产原料严重污染，如只有水温上升，这种污水称为生产废水，相反，污染严重的水称为生产污水。 4.污水的主要污染指标有哪些？其测定意义如何？ 答：物理指标：水温、臭味、色度以及固体物质等。水温：对污水的物理性质、生物性质、化学性质有直接影响。一般来讲，污水生物处理的温度范围在5～40°C。臭味：是一项感官性状指标，天然水无色无味，被污染的水会产生气味，影响水环境。色度：生活污水的颜色一般呈灰色，工业废水的色度由于工矿企业的不同而差异很大。固体物质：水中所有残渣的总和，一般包括有机物、无机物及生物体三种；化学指标：（1）有机物指标：生化需氧量、化学需氧量、总有机碳、总需氧量等。BOD在一定条件下，即水温为20度时，由于好氧微生物的生命活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。COD是 用化学氧化剂氧化污水中有机污染物质，氧化成CO 2和H 2 O,测定其消耗的氧化剂量，用（mg/L）来表示。 TOC是将一定数量的水样，经过酸化后，注入含氧量已知的氧气流中，再通过铂作为触媒的燃烧管，在 900°高温下燃烧，把有机物所含的碳氧化成CO 2,用红外线气体分析仪记录CO 2 的数量，折算成含碳量。 TOD是指将有机物氧化后，分别产生CO 2、H 2 O、NO 2 和SO 2 等物质，所消耗的氧量以mg/L来表示。当污水 水质条件较稳定时，其测得的BOD 5、COD、TOD和TOC之间关系为：TOD>CODcr>BODu> BOD 5 >TOC。（2）无 机物指标：包括氮、磷、无机盐类和重金属离子及酸碱度等。生物指标：指污水中能产生致病的微生物，以细菌和病毒为主。污水生物性质检测指标为大肠杆菌指数、病毒及细菌总数。 5.什么叫水体自净？其工作原理是什么？水体自净过程有哪些？ 答：水体自净过程是水体受到污染后，经过复杂的过程，使污染物的浓度降低，受污染的水体部分地或完全地恢复原来状态。从净化机理来看可分为三类，即物理净化作用、化学净化作用和生物净化作用。物理净化是指污染物质由于稀释、混合、沉淀、挥发使河水的污染物质降低的过程，这种过程，污染物质总量不减；化学净化是指污染物由于氧化、还原、中和、分解合成等使河水污染物降低的过程，这种过程只是将污染物质存在的形态及浓度发生了变化，但总量不减；生物净化是由于水中生物活动，尤其水中微生物的生命活动，使得有机污染物质氧化分解从而使得污染物质降低的过程。这一过程能使有机污染物质无机化，浓度降低，污染物总量减少，这一过程是水体自净的主要原因。 6.简述河流水体中BOD与DO的变化规律。 答：由于好氧微生物的呼吸作用，消耗了水中的溶解氧，消耗溶解氧的速度与水体中的有机物浓度成正比（一级反应）。而水中的溶解氧的含量受温度和压力等因素的影响，如温度不变，压力不变，水中溶解氧是一个定值。如果水中的微生物将溶解氧全部耗尽，则水体将出现无氧状态，当DO﹤1mg/L时，大多数鱼类会窒息死亡。此时，厌氧菌起主导作用，水体变坏。河流水体中溶解氧主要来自于大气，亦 水处理工程中的曝气系统 一、曝气系统的作用 曝气系统是通过曝气设备搅动污水加快空气中的氧气转移到污水中的速度，进而提高污水中氧气的含量，氧化、分解污水中的有机物。曝气是水处理工作的主要方法之一，是提高水处理工作质量和效率的有效措施。 二、曝气系统的工作原理 曝气系统的工作原理是向待处理的水中灌注氧气，确保池内微生物供氧充分。普通曝气系统主要是由1个浮体、多组曝气装置和控制器组成的。在工作过程中，将曝气装置组放置在浮体上，汲水后，将汲取的水流从另一个方向喷出、雾化或曝气。控制器是控制这一类曝气装置的终端，它能够产生第一推力，促使曝气设备朝对应的方向靠拢。对曝气设备而言，其性能特征主要表现为结构简单、性能稳定、搅拌均匀、施工成本低、能耗小，具有一定的抗腐蚀性，并且不会产生噪声或引发其他公害。 三、曝气设备的常见类型 曝气设备主要有鼓风曝气设备、表面曝气设备和潜水射流曝气设备三种。 1、鼓风曝气设备 鼓风曝气设备采用的工具是具有一定风量和压力的曝气风机，其将空气强制加入到污水中是通过扩散曝气器并连接输送管道完成的，该设备能够使池内液体与空气充分接触。鼓风曝气设备系统是由曝气装置、鼓风机以及连贯的管道组成的，其中通过一系列管道将空气输送到安装在生化池底部的曝气装置就是鼓风机，空气经过曝气装置时会形成不同尺寸的气泡，气泡经过上升与流动最后在液面处破裂，这一过程是氧向混合液转移的作用。 空气洗港器进油啮 2、表面曝气设备 表面曝气设备是利用马达来直接带动轴流式叶轮运作，同时由导管经导水板将废水向四周喷出，喷出的过程中会形成一片薄薄的水幕，在空气中会与空气接触并形成水滴，水滴在落下撞击液面时产生的乱流以及大量的气泡会使水中的含氧量增加。表面曝气设备与鼓风曝气相比有一定的优越性，不需要修建鼓风机房以及大量的布气管道和曝气头，同时表面曝气设备的设施简单、集中，因此其可以节约成本投入。 下图为立式倒伞曝气机外形简图： 3、潜水射流曝气设备 潜水射流曝气设备在运行过程中，水流会通过连接于泵出口的喷嘴座快速地输送到混气室中，进气导管引导空气进入混气室并与水流结合，最后由扩散管排 出。深水自吸式潜水射流曝气机是潜水射流曝气设备的重要组成部分，其是由WQ型潜水排污泵、扩散管、进气管以及消音器等所组成，由潜水电泵产生的水流在经过喷嘴座时，速度会发生变化，形成高速水流，同时在喷嘴座周围形成负压，以使进气管吸入空气，空气会与水流结合形成液气混合流，最后高速喷射而出，其中会夹带大量的气泡，在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成曝气。 下图为潜水射流曝气机简图： 四、曝气设备的应用及选用鼓风曝气设备、表面曝气设备、潜水射流曝气设备可 应用于SBR、A/O、 A/A/O、氧化沟、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等污水处理工艺。水处理工程中曝气设备的应用具有很大的差异性，这种差异性在很多的数据中有着很明显的体现，我们在选择曝气设备时，要充分地考虑到这个问题，因为曝气设备的参数的不同，会影响着水处理工程的效率和质量。在分析水处理工程曝气设备的应用中，我们应该有所体会，确定水处理工程中曝气应用的相关系数和测定水处理工程中曝气应用的性能对于水处理工程中曝气设备的应用来说非常的重要，这不仅关系到曝气设备的性能问题，更加影响了水处理的效果。通过对水处理工程中曝气设备的应用的分析，我们可以充分地认识到现今我们的水处理工程中曝气设备的应用所存在的问题，我们可以改进这些问题，最后逐步地提高水处理工程的质量。 水处理中的高级氧化技术 摘要：高级氧化技术对处理高浓度难降解有毒有害的废水有很好的效果。介绍高级氧化技术机理及Fenton 氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法在水处理领域的研究进展和应用，探讨了各种高级氧化技术的优缺点。 关键词：高级氧化技术；废水处理；羟基自由基 高级氧化工艺（Advanced Oxidation Processes,简称AOPS）是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基（·OH），该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。由于高级氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点，因此引起世界各国的重视，并相继开展了该方向的研究与开发工作。高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。 一、几种高级氧化技术 1.Fenton氧化法 过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。它是100多 年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水 处理技术。近年来研究表明，Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。其一般历程为： Fe2+ +H2O2→Fe3+ +OH- +·OH Fe3+ +H2O2→Fe2+ + H+ + ·O2H RH +·OH→R·+ H2O R· +·OH→ROH + ·OH Fe2+ + ·OH→OH- +Fe3+ Fenton氧化法一般在PH为2~5的条件进行，该方法优点是过氧化氢分解速 1.几种中水处理技术简介 中水回用的处理技术按其机理可分为物理化学法、生物化学法和物化生化组合法等。通常回用技术需多种污水处理技术的合理组合，即各种水处理方法结合起来深度处理污水，这是因为单一的某种水处理方法一般很难达到回用水水质的要求。发展到目前，中水回用的工艺流程有：生物化学法生物化学法（简称生化法）利用自然界存生的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀地→过滤→消毒→出水。 ●生物化学法 生物化学法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物处理法等方法。 1、活性污泥法（1）鼓风曝气：即排流式曝气，将压缩空气不断地鼓入废水中，保证水中有一定的溶解氧，以维持微生物的生命活动，分解水中有机物，以达到净化污水效果。（2）机械曝气：即表面曝气，利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动水面，使空气中的氧溶于水中，供微生物生命活动，进行生化作用以达到净化污水效果。（3）纯氧曝气：它是按鼓风曝气方法向水中吹入纯氧，以提高充氧效率，从而加快污水净化速度。（4）深井曝气：般用直径为0.5~6.0m，深度50~60m的曝气装置，利用水压来提高水中氧的转移速率，以提高其净化效率。 2、生物膜法（1）生物滤池：使废水流过生长在滤料表面的生物膜，通过两面间的物质交换及生化作用，使废水中有机物降解，达到净化目的。（2）生物转盘：由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成，不断旋转的圆盘面上生长一层生物膜，以净化废水。（3）生物接触氧化：供微生物栖附的填料全部浸于废水中，并采用机械设备向废水中充入空气，使废水中有机物降解，以净化废水。 3、生物氧化塔：利用水中微生物的藻类、水生植物等对废水进行好氧或厌氧生物处理的天然或人工塘。 4、土地处理系统（1）土地渗滤：利用土壤膜中的微生物和植物根系对污染物的净化能力（过滤、吸附、微生物分解等）来处理生活污水，同时利用污水中的水、肥来促进农作物、牧草、树木生长。（2）污水灌溉：主要目的为灌溉，以充分利用净化后的污水。 5、厌氧生物处理法：利用厌氧微生物（如甲烷微生物等）分解污水中有机物，达到净化水目的，同时产生甲烷气、CO2等气体。厌氧生化处理主要用于处理高浓度有机废水及污泥硝化处理。 ●物理化学法 原水→格栅→调节池→絮凝沉淀池→超滤膜→消毒→出水。运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。通常是指由物理方法和化学方法组成的废水处理系统，或指包括物理过 高级氧化技术总结 摘要：高级氧化技术作为一种新兴的污水处理技术由于其具有氧化能力、反应速度快、处理完全、无公害、使用范围广等优点越来越受到各国的重视并相继进行了一些列的研究开发工作。当今世界关于高级氧化技术的研究和应用主要有光催化技术、臭氧催化技术、Fenton 技术、超声降解技术、电化学降解技术、湿式氧化技术、超临界水技术以及组合技术。本文对水处理中的高级氧化技术进行了分析和总结并在此基础上提出水处理高级氧化技术的研究展望。 关键词:高级氧化、光催化、臭氧氧化、Fenton、超声、电化学、超临界水氧化。 高级氧化技术于1987 年提出的的被定义为能够产生羟基自由基的氧化过程。虽然近期一些研究表明了羟基自由基机理对一些高级氧化工艺并不适用但是这一概念目前仍然被采用。 一．根据氧化时羟基的产生方式和反应条件的不同可将现在存在的高级氧化 技术分为Fenton 以及类Fenton 氧化技术、光催化高级氧化技术、臭氧催化氧化技术、超声氧化技术、电化学氧化技术以及超临界水氧化技术。 1．光化学氧化及光催化氧化 在废水处理中单纯紫外光辐射的分解作用较弱通过向紫外光氧化法中引 入适量的氧化剂可以明显提高废水的处理效果。 光催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的与光化学法相比有 更强的氧化能力可使有机污染物更彻底地降解。光催化氧化技术使用的催化剂 有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2 和Fe3O4 等。 光催化氧化的机理为当用能量大于或等于ROx 能带隙的光辐射时,ROx 价带 电子被激发到导带,生成电子空穴对,并向ROx 粒子表面迁移。生成的电子可以和水中溶解氧反应生成O2-·氧自由基离子。而空穴则吸附H2O 或是HO-,将其氧化成·OH 自由基。 河南省高校工程技术研究中心建设 可行性研究报告河南城建学院 二○一一年十一月中心名称： 技术领域： 依托单位： 中心负责人： 联系电话： 申报日期：水处理工程技术研究中心资源环境河南城建学院（公章）陈松涛 135******** 2011 年11月13月 目录 1. 项目摘要 (4) 1.1项目名称、依托单位 (4) 1.2 项目的必要性 (4) 1.3 项目建设的目标、地点、内容、规模与方案 (5) 2. 项目背景、必要性 (5) 2.1国内外本领域技术状况及发展趋势，项目的目标市场及关联度 (7) 2.2 国内本领域成果转化与产业化现状、存在的问题及原因 (8) 3. 工程技术研究中心组建方案 (15) 3.1 建设条件 (15) 3.2 与依托学科间的关联度和对学科发展的促进作用 (22) 3.3 技术带头人、技术骨干与研发队伍情况 (24) 3.4 工程技术研究中心运行机制，机构设置与职能 (28) 3.4.1组织结构设置 (28) 3.4.2 管理机制与各项制度 (29) 4. 主要目标、任务及技术发展分析 (30) 4.1 工程技术研究中心的主要任务、发展方向 (30) 4.2 工程技术研究中心的近中期目标 (31) 4.3 工程技术研究中心拟解决的关键工程技术问题和当前拟实施的 工程化项目，在本领域所处的地位与发展潜力 (32) 5. 建设方案 (39) 5.1项目建设地点、内容、规模与方案 (39) 5.2 技术设备、工程方案及其合理性 (40) 5.2.1 一期建设合计（2012年－2013年） (40) 5.2.2 二期建设合计（2013年－2015年） (42) 5.3 建设周期与进度 (44) 5.4 人才培养、队伍建设方案 (44) 6. 项目总投资、投资构成与资金筹措 (45) 7. 必要的环境影响评价、劳动安全卫生与消防等 (45) 8. 经济社会效益分析 (46) 9. 其他需要说明的问题 (48) 10. 依托单位意见 (48) 11. 有关附件 (48) 高级氧化技术 高级氧化技术是一种废水处理方法，其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机 物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机 过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O, 从而达到氧 化分解有机物的目的。 技术介绍 目前废水处理最常用的生物法对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理 较困难，而化学氧化法可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还对环境 类激素等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势。然而O3、H2O2和Cl2等氧化剂的 氧化能力不强且有选择性等缺点难以满足要求。1987年Gaze等人提出了高级氧化法（Advanced Oxidation processible, 简称AOPs)，它克服了普通氧化法存在的问题，并以其独特的优点越来越引起重视。 Gaze等人将水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化过程称为AOPs过程，用 于水处理则称为AOP法。典型的均相AOPs过程有O3/UV, O3/H2O2, UV/H2O2, H2O2/Fe2+(Fenton试剂）等，在高pH值情况下的臭氧处理也可以被认为是一种AOPs过程，另外某些光催化氧化也是AOP过程。 与其他传统的水处理方法相比，高级氧化法具有以下特点：产生大量非常活泼的羟基 自由基·HO其氧化能力（2.80v）仅次于氟（2.87），它作为反应的中间产物，可诱发后面 的链反应，羟基自由基与不同有机物质的反应速率常数相差很小，当水中存在多种污染物时，不会出现一种物质得到降解而另一种物质基本不变的情况；·HO无法选择地直接与废 水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物，不会产生二次污染；普通化学氧化 法由于氧化能力差，反应有选择性等原因，往往不能直接达到完全去除有机物降低TOC和COD的目的，而高级氧化法则基本不存在这个问题，氧化过程中的中间产物均可以继续同 羟基自由基反应，直至最后完全被氧化成二氧化碳和水，从而达到了彻底去除TOC、COD 的目的；由于它是一种物理化学过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降低10-9级的污染物；同普通的化学氧化法相比，高级氧化法的反应速度很快，一般反应速率 常数大于109mol-1Ls-1, 能在很短时间内达到处理要求；既可作为单独处理，又可与其他 处理过程相匹配，如作为生化处理的预处理，可降低处理成本。 编辑本段技术应用 前人的研究成果已证实了高级氧化法在废水处理中的实用性，并在水处理领域显示了 广泛的处理前景。实际上在国外，尤其是欧洲，高级氧化法处理废水早已经在一些对经济 成本不敏感的工业过程中得到了广泛的应用，在国内近年来也应用UV/H2O2过程处理造 纸厂废水并取得显著进展，O3/UV系统处理废气的研究早已展开。近年来，高级氧化过程 应用领域已扩展到水体中难降解的持久性污染物。此外，高级氧化过程所需的新型反应器、撞击流反应器、高级氧化法偶合的研究也正在展开，以便进一步强化废水的降解和提高其