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环境工程学复习要点
第一章 水质与水体自净 §第一节 水的循环与污染 1.水污染： 水体因某种物质的介入， 而导致其化学、 物理、 生物或者放射性等特性改变，影响水的有效利用，危害 人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。 2.水污染分类：A 按来源：工业、农业、生活、矿山废水 B 按性质：化学性污染、物理性污染、生物性污染 §第二节 水质指标和水质标准 1.水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，判断水质的 具体衡量标准。 2.水质指标分类： （※不定项选择题） （1）物理性水质指标：A 感官：温度、色度、嗅和味、 浑浊度、透明度；B 其他：总固体、悬浮固体、溶解固 体、可沉固体、电导率； （2）化学性水质指标：A 一般化学性：pH、碱度、硬 度、阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物；B 有毒 化学性：重金属、氰化物、多环芳烃、农药；C 氧平衡： DO、COD、BOD、TOD； （3）生物学水质指标：细菌总数、总大肠杆菌数。 ①浑浊度：不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度； ②水中固体（蒸发残渣） ：一定温度下将水样蒸发至干时 所残余的固体物质总量；103～105℃时蒸发称“总固体” 溶解固体：过滤后，取滤液 103～105 ℃烘干后质量 悬浮固体：过滤后，取滤渣 103～105 ℃烘干后质量 固定性固体：灼烧后残余物质的质量。 挥发性固体(灼烧减重)： 600 ℃蒸发干燥后固体失去的重 量； 总固体 ＝ 固定性固体 ＋ 挥发性固体 总固体 ＝ 溶解固体 ＋ 悬浮固体 & 例题 1-1(P20) & ③总含盐量：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量。 ④碱度：水接受质子的能力。 － － － 引起碱度的离子：HCO3 、CO32 、OH （最主要） － － － HSiO3 、H2BO3 、HPO42 等 测定方法：中和滴定法 指示剂： （变色范围 pH8.3）甲基橙 酚酞 ； （变色范围 pH4.4） 酚酞碱度（P） ：酚酞作指示剂，总碱度的一部分； 甲基橙碱度（T） ：总碱度； 碱度计算 表 1-3（P23） ； 注意：水样先加酚酞酸液滴定到变色(P)后加甲基橙继续 ＋ 滴定到变色时所用 H 物质的量为 M 非 T，T＝P+M； ⑤硬度：由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离 子化合生成水垢的二价金属离子（钙和镁离子）的存在 而产生的。多用 EDTA 络合滴定法测定。 分为以下两种硬度： 碳酸盐硬度（暂时硬度） ：主要由钙镁的碳酸盐和重碳酸 盐形成，受热煮沸除去。 非碳酸盐硬度（永久硬度） ：主要由钙镁的硫酸盐和氯化 物形成，不受加热影响。 总硬度＝碳酸盐硬度＋非碳酸盐硬度⑥化学需氧量(COD/CODCr)：一定严格的条件下，水中 各种有机物质与外加的强氧化剂（重铬酸钾 K2Cr2O7）作 用时所消耗的氧化剂量。结果用氧的 mg/L 表示。代表废 水有机质总量。 ⑦耗氧量 （高锰酸盐指数/OC/CODMn） 水中各种有机物 ： 质与外加的强氧化剂（高锰酸钾 KMnO4）作用时所消耗 的氧化剂量。 ⑧生物化学需氧量（BOD） ：有氧条件下，水中可分解有 机物由好氧微生物氧化分解所需的氧量。 BOD5：5 日生物化学需氧量(20℃)≈总 BOD 的 70％ COD 和 BOD 关系：CODCr & BOD & CODMn BOD/ COD & 0.3 则适宜用生物化学处理 ⑨总有机碳（TOC） ：900-950℃，高温燃烧有机碳生成 的二氧化碳量， 常以碳表示(mg/L)， 应先去除无机碳的干 扰（加酸） 。 ⑩总需氧量（TOD） ：900℃，有机物高温燃烧变成稳定 的氧化物的需氧量。 3.水质标准： 地表水环境质量标准：5 类标准（P37) 对应适用区域 污水综合排放标准：3 级标准（P38） ，与地表水质标准对 应关系。 §第五节 水处理的基本原则和方法 1.给水处理基本方法：常规工艺 图 1-11（P56） 原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→饮用水 2.废水处理基本方法： 废水处理原则：A 改革工艺，减少废物排放量，推进清 洁生产；B 重复利用废水：中水回用；C 回收有用物质； D 对废水进行妥善处理；E 经济性，技术先进性； 废水处理程度确定：A 按水体水质要求； B 按处理厂能达到的处理程度；表 1-15 （P58） C 考虑水体的稀释和自净能力；例 1-7（P58） 废水处理的基本方法 物理：物理作用，沉淀、过滤、气浮、蒸发、离心分离、 超滤、反渗透等 化学：化学反应，中和、氧化还原、混凝、电解、萃取、 吹脱、吸附、离子交换、电渗吸等 生物：生物化学作用，活性污泥、生物膜、生物氧化塘、 土地处理系统等 按处理程度：一级：去除大颗粒悬浮物；二级：去除溶 解态和胶体态有机杂质；三级： （深度处理）营养物质和 难降解有机物等 习题 1-3,1-10,1-20,1-21,1-22 第二章 水的物理化学处理方法 §第一节 水中粗大颗粒物质的去除 1. 格栅、筛网和微滤机 (1)格栅 作用：去处水中粗大物质，保护处理厂的机械设备并防 止管道的堵塞。 分类：细格栅、中格栅、粗格栅(2) 筛网 作用：去处水中粗大物质，保护处理厂的机械设备并防 止管道的堵塞（同上） 。 分类：转鼓式，转盘式，震动筛。 (3) 微滤机 作用：截留细小悬浮物的筛网过滤装置。 2. 沉沙池 (1) 原理：重力自由沉降。 (2) 沉沙池分类：平流式，竖流式，曝气式 3. 离心分离 离心分离类型：①水旋分离设备：分为压力式水力旋流 器，重力式水力旋流器； ②器旋分离设备（离心机） ：分为常速离心机（包括低速 离心机，中速离心机）和高速离心机；又可分为转筒式 离心机，盘式离心机和板式离心机。 §第二节 水中悬浮物质和胶体物质的去除 1. 沉淀 (1) 沉淀理论基础 四种基本类型：自由沉降，絮凝沉降，拥挤沉降，压缩 沉降； ①自由沉降：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。 （沉砂池，初 次沉淀池的初期沉降） ②絮凝沉降：沉降过程中各颗粒之间能相互黏结，其尺 寸、质量会随深度增加而逐渐变大，沉速亦随深度而增 加。 （混凝沉淀池，初次沉淀池的后期和二次沉淀池的初 期沉降） ③拥挤沉降（成层沉降） ：颗粒在水中的浓度较大时，各 颗粒间相互靠近，在下沉过程种彼此受到周围颗粒作用 力干扰，单颗粒相当位置不变，作为一个整体成层下降。 （高浊度水的沉淀以及二次沉淀池后期的沉降） ④压缩沉降：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触，上 层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使 颗粒群被压缩。 （沉淀池底部的污泥斗中或污泥浓缩池 内） (2) 理想沉淀池 ①沉淀池：在水处理工程中，通过颗粒沉降来分离去除 悬浮物质的设备。 ②理想沉淀池：A 沉淀池中个过水断面上各点的流速均 相同；B 沉降过程中悬浮颗粒以等速下降，颗粒的水平 分速等于水的流速；C 悬浮颗粒落到池底后不再浮起， 就认为已被除去。这样的沉淀池称为理想沉淀池。 ③过流率（表面负荷） ：单位沉淀池表面积在单位时间内 所能处理的水量，用 q0 表示。q0=Q/A ④沉淀池原理：进入理想沉淀池的每个颗粒均具有随水 流运动的水平分速以及垂直下沉的分速，其运动轨迹水 向下倾斜的直线。 沉速 u&=u0 的颗粒可全部被除去； 0 u&u 的颗粒只能部分被除去，视该颗粒进入沉淀池时的位置 距池底深度而定。设沉速 u=u1，池深为 H，进入池时距 离池底 h，于是颗粒被去除的比例为 h/H 或者 u1/u0。如果沉淀池容积为 V，表面积为 A，进水流量为 Q，因为 u0 t0 ＝H，V=HA=Q t0，所以 u0＝H/ t0＝Q t0/A t0=Q/A ⑤ 普通沉淀池类型：平流式沉淀池，竖流式沉淀池，幅 流式沉淀池 ⑥ 各种沉淀池的比较：P94 表 2-7 (3) 斜板斜管沉淀池 ① 浅池沉降原理： 理想沉淀池的公式 u0＝Q/A 表明， 如 果水量 A 不变，则增大沉淀池面积 A，就可减小 u0，提 高沉淀效率。 又因为 t=H/ u0， 则在保持 u0 不变的条件下， 随着有效水深 H 的减少，沉淀时间 t 就可按比例缩短， 从而减小沉淀池体积。因此，若将水深为 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 时就可处理与原来沉淀池相同的水量， 并达到 完全相同的效果。这说明，沉淀池越浅，就越能缩短沉 淀时间； ② 构造：分为异向流，侧向流和同向流； ③ 斜板斜管沉淀池处理效率计算：习题 2-6 2. 混凝 (1) 混凝：凝聚和絮凝统称为混凝。 凝聚：使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程； 絮凝：微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮 体的过程； (2) 胶体结构： （掌握，能画出上部结构）P105 图 2-35 (3) 胶体脱稳机理：压缩双电层，吸附电中和作用，吸附 架桥作用和网捕作用。 (4) 常用混凝剂：铁盐、铝盐； 常用铁盐混凝剂：硫酸亚铁、三氯化铁、聚合硫酸铁、 聚合氯化铁。 常用有机合成高分子絮凝剂：聚丙烯酰胺（PAM） 3. 澄清 (1) 原理： 澄清池中起到截留分离杂质颗粒作用的介质是 呈悬浮状态的泥渣。当水中杂质颗粒与混凝剂作用而形 成微小絮凝体后，一旦在运动中与相对巨大的悬浮泥渣 接触碰撞，就会吸附在泥渣颗粒表面而被迅速除去。这 一过程通常称为接触絮凝作用。因此，保持悬浮状态的， 浓度稳定且均匀分布的泥渣区就称为决定澄清处理效果 的关键。 (2) 类型：机械加速澄清池，水力循环澄清池，悬浮澄清 池，脉冲澄清池。 4. 过滤 (1) 过滤机理：阻力截留，重力沉降，接触絮凝； (2) 过滤工艺包括两个阶段：过滤和反洗； (3) 常用滤料：石英砂、无烟煤、陶粒、高炉渣、天然矿 石以及聚苯乙烯球塑料纤维球等。 单层滤池通常以石英砂为滤料。 5. 气浮 (1) 原理：P129-P131（理解） (2) 浮选剂种类：松香油、煤油产品、脂肪酸盐（表面活 性剂） (3) 气浮设备类型： 加压溶气设备， 叶轮气浮， 曝气气浮，射流气浮； (4)气浮法的优点：处理效率高；占地少；生成的污泥比 较干燥，表面刮泥方便；由于曝气，增加了水中溶解氧， 对后续生化处理有利。缺点是电耗较大，设备的维修与 管理工作量增加，易堵塞，浮渣怕较大风雨的袭击。 §第三节 水中溶解物质的去除 1.水的软化和除盐 (1) 水的软化：降低水中 Ca2+，Mg2+含量的处理； (2) 水的除盐：降低水中部分和全部含盐量的处理； (3) 软化基本方法：加热软化法，药剂软化法，离子交换 法； (4) 除盐基本方法：离子交换法，电渗析法，反渗透法， 蒸馏法等； 2. 离子交换法 (1) 实质： 不溶性离子化合物上的可交换离子与溶液中其 它同性离子间的交换反应，利用该反应去除水中金属离 子。 (2) 离子交换树脂的化学性能指标：交联度，酸碱性，离 子交换选择性，交换容量等。 (3) 树脂的交联度：树脂在合成时采用的交联剂（如二乙 烯苯）的用量，影响树脂分子的交联度。交联度搞的树 脂孔隙率较低，密度较大，离子扩散速度较低，相对半 径较大的离子的交换量较小；浸泡在水中时，溶涨性较 低，比较稳定，不易碎裂。 (4) 离子交换选择性：水中例子所带电荷越多（原子价越 高） ，越易被树脂交换；同价离子的原子序数越大，越易 被交换。 (5) 离子交换的运行操作步骤： 交换， 反洗， 再生， 清洗。 (6) 分类：分为固定床和连续床两大类。 3. 吸附法：就是利用多孔性的固体物质，使水中的一种 或多重物质被吸附在固体表面而分离去除的方法。 (1) 吸附：相界面上物质自动发生累积或浓集的现象； (2) 吸附剂：有吸附能力的多孔固体；吸附质：被吸附的 物质； (3) 吸附类型： 物理吸附：分子间力－范德华力； 化学吸附：化学键力，吸附热较大，选择性； (4) 吸附等温线：在一定温度下，活性炭与被处理的水接 触并达到平衡时，吸附质在溶液中的浓度和活性炭吸附 量之间的关系曲线。 (5) 吸附平衡：当吸附速度和解吸速度相等，即单位时间 内吸附的数量等于解吸的数量时，吸附质在吸附剂表面 的浓度与在溶液中的浓度都不再改变，即达到吸附平衡。 (6) 穿透点：吸附带的下缘到达动态吸附柱底部后，出水 溶质浓度开始迅速上升，达到容许出水浓度ρ a 时，此点 即为穿透点。 (7) 常用吸附剂：活性炭，磺化煤，活化煤，沸石，活性 白土，硅藻土，焦炭，木炭，木屑等 活性炭再生方法：加热法，蒸汽法，溶剂法，臭氧氧化 法与生物法等4. 膜分离技术 (1) 半透膜：凡是在溶液中一种或几种成分不能透过，而 其他成分能透过的膜，都叫半透膜。 (2) 膜技术分类：微滤，超滤，纳滤，反渗透，渗析，电 渗析。膜分离法的分类：P154 表 2-16 (3) 电渗析原理： P155 图 2-72 掌握 能画出 (4) 反渗透：用半透膜将淡水和盐水隔开，该膜只让水分 子通过而不让溶质通过。通过在盐水侧加压使盐水中的 水分子流向淡水，盐水浓度增加的现象，叫反渗透现象。 原理：在半透膜的盐水侧加压，当压力 p&渗透压π 时， 盐水中的水分子将流向淡水。 §第五节 水的其他物理化学处理方法（了解） 物理法：磁力分离法、吹脱与汽提、蒸发、结晶与冷冻 化学法：中和法、高级氧化法、化学还原法、化学沉淀 法、电化学法、萃取法 第 3 章 水的生物化学处理方法 §第一节 废水处理微生物学基础 1. 废水处理中的微生物 细菌：球菌、杆菌、螺旋菌； 真菌：霉菌、好氧菌 藻类：自养型，释放氧气 原生动物：肉足纲、纤毛纲、鞭毛纲等；指示生物 小型后生动物：轮虫 §第二节 耗氧悬浮生长系统处理技术 工艺包括：①活性污泥法；②曝气氧化塘；③好氧消化 法；④高负荷氧化塘。 1. 活性污泥法 (1) 基本原理：P209 图 3-5(2) 活性污泥法的净化过程与机理： ①吸附阶段：吸附作用；接触初期很短时间，活性污泥 比表面积很大 m2/m3（混合液） ，多糖类黏液 层；初期吸附性能取决于污泥的活性。 ②氧化阶段：生物氧化，异养作用。 ③絮凝体形成与凝聚沉降阶段：菌体有机体絮凝，重力 沉降从水中分离。 (3) 影响活性污泥增长的因素 ①DO：2mg/L 左右为宜； 污泥膨胀：丝状菌（90％）滋长，污泥不易沉淀； ②营养物：BOD5：N：P ＝100：5：1 BOD5 负荷率：低～高为 0.3 ~ 2.0 kg / [kg(MLSS)?d] ③PH 与温度：控制范围 PH：6.5 ~ 9.0；T：20 ～30℃ ④其它有毒物与微量元素浓度：铁、钴/重金属、氰化物(4) 评价活性污泥的指标 ①混合液悬浮固体（MLSS） ：污水与污泥混合液悬浮固 体质量（mg/ L） ； MLSS = 活性细胞 Ma + 内源代谢残留的微生物有机体 Me + 未代谢的不可生化的有机悬浮固体 Mi + 无机悬浮 固体 Mii ②混合液挥发性悬浮固体（MLVSS） ：混合液悬浮固体 中有机物含量（mg/ L） ； ③污泥沉降比（SV） ：曝气池混合液 100mL 量筒静置 30 分钟，沉淀污泥占混合液的体积百分数（％） ；15～30％ ④污泥（容积）指数（SVI） ：曝气池出口处混合液沉淀 30 分钟后 1g 干污泥所占容积（m L /g） ； 城市污水 SVI：50～150 当 SVI &200 易发生污泥膨胀 ⑤污泥龄：曝气池工作中的活性污泥总量与每日排放的 剩余污泥量之比（d） 。 (5) 曝气方法： ①鼓风曝气：小气泡、中气泡、大气泡等形式 ②机械曝气：叶轮和转刷，表面曝气 ③鼓风与机械并用式 (6) 曝气池的构造： ①推流式曝气池 ②完全混合式曝气池 ③循环混合式曝气池（氧化沟） (7) 活性污泥法的运行方式： A. 普通活性污泥法：推流式，单曝气池，适用于出水要 求高且水质较稳定的废水，有机物（BOD）和悬浮物去 除率高 85％～95％； B. 阶段曝气法：污水多点进入，污泥浓度逐步降低； C. 加速曝气法：曝气时间短(2~4h)，效果逊于普通法； D. 延时曝气法：曝气时间长，基本无污泥外排，省污泥 处理设施，效果稳定；占地大，费用高； 以上两种合称完全混合法 E. 生物吸附法：回流污泥曝气恢复活性，推流式，占地 面积小，但效果稍差，不适于高溶解性有机物的废水； F. 纯氧曝气法：污泥负荷高，曝气时间短，占地少； G. 深水曝气法：溶解氧浓度高，缩短曝气时间，节约用 地，节省能耗； H. 深井曝气法：可缩短曝气时间，减少剩余污泥量，节 约用地，处理成本低； I. 浅层曝气法：形成环流，降低能耗； J. 氧化沟：卡罗塞尔氧化沟、交替工作氧化沟、二次沉 淀池交替运行氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟、曝气沉 淀一体化氧化沟； K. 序批式活性污泥法（SBR） ：操作灵活，耐冲击负荷， 管理自动化，出水水质好，投资小。 (8) 活性污泥法工艺设计基础： A.流程选择；B.曝气池容积计算和工艺设计； C.曝气设备的计算与设计：扩散设备、空气管的布置和 管径、鼓风机的规格和台数； D.回流污泥设备的计算与设计；E.二次沉淀池的计算和设计。 (9) 活性污泥法运行中的监测项目： A. 反映处理效果：进出水 BOD5、COD、总 SS、挥发性 SS、有毒物质； B. 反映污泥情况：MLSS、MLVSS、SVI、SV、DO 等； C. 污泥营养与环境条件：氮、磷、水温、pH 2. 氧化塘 (1) 运行机理：污水在塘内经长时间缓慢流动和停留，通 过微生物的代谢活动，使有机物降解，净化污水。 (2) 分类：A. 好氧氧化塘；B. 兼性塘；C. 曝气氧化塘； D. 水生生物氧化塘。 (3) 优点：基建设备、运转费用低，维护管理简单，适应 能力强，污水资源化； (4) 缺点：占地面积大，受自然因素影响，不够稳定，易 影响环境卫生，污染地下水。 §第三节 好氧附着生长技术 包括：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化； 1. 生物膜的构造及其对有机物降解机理 组成： 细菌(好氧、 厌氧、 兼性)的菌胶团和大量真菌菌丝。 生物膜的构造：P236 图 3-18 （理解） 生物滤池： 分类：普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池。 生物转盘： 构造和工作原理 生物接触氧化： 生物流化床： §第四节 厌氧生物处理技术 1. 厌氧生物处理的机理： (1) 酸性消化阶段：主要是产酸细菌（专性厌氧菌、兼性 厌氧菌）的作用； 阶段：酸性发酵期 → 酸性减退期； 有机物水解顺序：碳水化合物 → 有机酸、含氮有机物； pH 变化：下降：6 以下 → 上升：6.6～6.8； (2) 碱性消化阶段：主要是甲烷细菌（专性厌氧菌）的作 用； 有机物分解：有机酸； pH 变化：上升，产气量增加，7.0～7.5 时产气量最大； (3) 厌氧消化过程的微生物：产酸细菌（专性厌氧菌、兼 性厌氧菌） ；产氢产乙酸细菌；产甲烷细菌； (4) 影响厌氧生物处理的主要因素 ①温度；②酸碱度；③有机负荷；④碳氮比；⑤有毒物 质等； 2. 厌氧生物处理 (1) 厌氧悬浮生长技术 ①厌氧接触法 ②（UASB）升流式厌氧污泥床 (2) 厌氧附着生长技术 ①厌氧生物滤池 ②厌氧膨胀床、厌氧流化床 ③厌氧生物转盘(3)厌氧塘 3. 厌氧－好氧联合处理系统 （定性了解比较） P258 表 3-9 各类好氧工艺优缺点比较 P259 表 3-10 各类好氧工艺优缺点比较 §第五节 生物脱氮除磷技术 1. 生物脱氮技术 (1) 生物脱氮机理： （重点） ①氨化反应：氨化细菌作用下－有机氮转化为无机氨态 氮（NH4+） ； ②硝化反应：硝化细菌（亚硝化菌、硝化菌）作用下－ － 氨态氮转化为硝酸盐（NO3 ） ； ③反硝化反应：兼性异氧型厌氧菌作用下－硝酸盐转化 为氮气（N2） ； (2) 硝化反应的影响因素： ①pH：7.5~9.0 为宜；②水温：对亚硝化菌影响大，最适 宜 35℃，水温下降，亚硝化速率急剧下降； ③BOD5/TKN & 3 为宜；BOD5 负荷≤0.1kg/[kg(MLSS)? d]或 BOD5 & 15~20mg/L ④DO : ≥0.5mg/L；1.5~2.0mg/L，硝化效果好 (3) 反硝化反应产生条件： ① 污水中应含有充足的电子供体（H+，碳源） ； ② 厌氧或亏氧条件，DO &0.5mg/L（0.2mg/L） ； (4) 影响反硝化的因素： ①pH : 7.0~7.5 为宜；②水温：15～30℃； ③BOD5/TKN & 3, 不需外加碳源 ④DO : & 0.5 mg/L ( & 0.2 mg/L) (5) 生物脱氮工艺 A/O 工艺（Anoxic-oxic） P263 图 3-36 2. 生物除磷技术 (1) 生物除磷技术机理（重点） ： 聚磷菌（假单胞菌属、气单胞菌属等） ：好氧条件下超量 （细胞重量的 6％～8％） ，摄取磷厌氧条件释放磷； (2) 生物除磷工艺 A/O 工艺（Anoxic-oxic） ：类似脱氮 A/O 工艺，缺氧池改 为厌氧池，厌氧池中释放磷，好氧池中吸收磷和去除 BOD，通过二沉池排泥除去磷。 3. 同步脱氮除磷技术 (1) A2/O 法（Anaerobic-anoxic-oxic） P266 图 3-39 §第六节 水处理厂污泥处理技术 1. 污泥含水率：污泥中水分质量占污泥总质量的百分数 污泥含水率、污泥体积、质量及污泥所含固体物浓度之 间关系（适用于含水率&65%的污泥）毛细水 （占 20％） 颗粒吸附水和颗粒内部水 ； （共占 10％） 污泥浓缩脱水只能除去颗粒间的空隙水。 (2) 污泥浓缩的方法：重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓 缩法； §第七节 废水土地处理技术 1. 土地处理系统的类型 (1)慢速渗滤；(2)快速渗滤；(3)地表漫流；(4)地下渗滤； 2. 土地处理过程机理及影响因素 (1) 土壤作用 ①吸附降解有机物：土壤胶体、微生物；表土层 ②氮磷的去除： 脱氮：植物吸收＋生物脱氮＋挥发； 除磷：植物（1/6）＋生物＋土壤吸附(95%)＋沉淀 ③可交换阳离子与金属离子作用 (2) 植物作用 1. 吸收氮磷 P285 表 3－21 3. 根系吸收污水：土壤微生物介质、氧传递 §第八节 废水人工湿地处理技术 人工湿地的类型：表面流湿地、地下潜流湿地、垂直下 渗湿地（渗滤湿地） 第四章 水处理工程系统与废水最终处置 §第一节 给水与排水工程系统 1. 给水厂选址因素：(1) 给水系统布局合理；(2) 不受洪 水威胁；(3) 有较好的废水排除条件；(4) 有良好的卫生 环境，并便于设立防护地带；(5) 少拆迁，不占或少占农 田；(6) 施工、运行和维护方便 2. 给水工艺流程：原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒 →饮用水 3. 排水系统的体制：分为合流制和分流制 4. 两种排水系统特点： (1) 环境影响方面，合流制对环境影响最小。其中，截流 式合流制能将生活污水和工业废水及较脏的初期雨水截 走送往处理厂，有利保护水体，但暴雨时会有污水通过 溢流井泄入水体造成污染；分流制排水系统比较灵活， 比前者更有效防止水体污染，较易适应发展需要，应用 较广，但初期雨水未经处理直接排入水体是其不足之处。 (2) 从投资方面看，合流制排水系统排水管造价低，虽然 泵站和污水厂造价高，但总造价低于完全分流系统；不 完全分流制系统由于没有雨水排水系统，投资最省，施 工期最短，发挥效益快，一般新建地区初期均采用不完 全分流制。 (3) 从维护管理方面看，合流制的管渠维护简单，但泵站 和污水厂运行管理较复杂；分流制管渠分别按照维护的 要求设计，利于污水厂运行管理。 4. 污水厂选址因素：(1) 在城镇水体下游；(2) 在城镇夏 季最小频率风向的上风侧；(3) 有良好的工程地质条件； (4) 少拆迁，少占农田，有一定卫生防护距离；(5) 有扩 建的可能；(6) 便于污水污泥的排放和利用；(7) 厂区地 第六章 颗粒污染物控制V 1 m1 1 ? p 2 ? 2 ? ? ? V 2 m2 1 ? p1 ?1p1， p2：污泥含水率，％； V1，V2：对应于含水率 p1、p2 的污泥体积，m3； m1，m2：污泥质量，kg； ρ 1，ρ 2：污泥固体浓度，kg/m3 2. 污泥浓缩 (1) 污泥中水分分类：颗粒间空隙水（占 70％） ；颗粒间形不受水淹，有良好的排水条件；(8)方便的交通、运输 和水电条件； 第五章 大气质量与大气污染 §第三节 大气环境质量控制标准 1. 环境空气质量标准： 环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、 风景名胜区和其他需要特殊保护的地区；二类区为城镇 规格中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、 一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。 2. 空气污染物排放标准： 现有污染源分为一、二、三级，新污染源分为二、三级。 位于一类区的污染源执行一级标准（现有污染源扩建也 执行一级标准） ；位于二类区的污染源执行二级标准；位 于三类区的污染源执行三级标准； §第四节 大气污染控制的含义 1. 大气污染控制：管理＋工程 （P347 简答或论述） 一是从立法的角度，指用法律来限制或禁止污染物的扩 散；二是通过取消那些使环境生态遭到严重破坏的污染 源等手段吧污染物排放量降到不致严重污染大气的程 度。 2. 废气排放控制系统： 过程：用集气罩将污染源产生的污染物收集起来，经颗 粒除尘装置，再进入气态污染物净化器，经风机进入烟 囱，由此排入大气，再经历扩散稀释过程，达到大气质 量标准。包括： (3) (4) (5) (1) 污染物的捕集： 指工艺过程中散发的含污染物的气流 进行收集；捕集装置－集气罩，分为密闭、半密闭、外 部、吹吸式 4 种； (2) 颗粒污染物控制： 方法和设备： ①机械力：重力沉降室、惯性、旋风除尘器； ②过滤式：袋式过滤器、颗粒层过滤器； ③静电：干式静电除尘器、湿式静电除尘器； ④湿式：泡沫除尘器、文丘里洗涤器、喷雾塔、填料塔、 冲击式除尘器； 高效除尘器：过滤式除尘器、静电除尘器以及文丘里除 尘器； 3. 气态污染物控制 分类：分离法和转化法 分离法是利用污染物和废气中其他组分物理性质的差异 使污染物从废气中分离出来。转化法是使废气中污染物 发生某些化学反应，把污染物转化成无害物质或易于分 离的物质，如催化转化、生物处理法等。 4. 污染物的稀释法控制 稀释法：是采用烟囱排放污染物，通过大气的输送和扩 散作用降低其“着地浓度” ，使污染物的地面浓度达到环 境质量标准。 稀释法控制包括大气扩散和烟囱设计两方面。§第一节 除尘技术基础 1. 投影径：指颗粒在显微镜下观察到的粒径 2. 分割粒径（dc50） ：指除尘器能捕集该粒子群一半的直 径。分级效率为 50％的颗粒的直径。 3. 粒径分布：某一粒子群中不同粒径的粒子的个数、质 量、表面积等所占的比例。 除尘技术中多采用粒径的质量分布。 4. 总捕集效率：在同一时间内，净化装置去除污染物的 量与进入装置的污染物量之比。 N 级净化装置串联时总捕集效率： η T ＝1－(1－η 1)×(1－η 2)×(1－η 3)×… §第二节 重力沉降 1. 重力沉降：利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然 沉降的原理，将颗粒污染物与其他分离的过程。 2. 重力沉降的特点 优点：(1) 结构简单；(2) 造价低廉；(3) 耗能低，压力 损失小，可处理高温气体； 缺点：只能净化密度大和粒径较大粉尘，小颗粒沉降效 率低，一般只能去除 50 微米以上的颗粒，多用于除尘的 预处理。 §第三节 旋风除尘 1. 特点：结构简单，占地面积小，投资少，操作维修方 便，压力损失中等，动力消耗不大，可用各种材料制造， 适用于高温，高压及有腐蚀性气体，并可直接回收干颗 粒物。对粒径小于 5 微米的颗粒捕集效率不高。 2. 旋风除尘器原理：含尘气流旋转产生离心力使颗粒与 气流分离。 3. 临界直径（全分离直径、dc100） ：除尘率达 100％时的 颗粒直径。 4. 影响效率的因素： 入口风速 （流量） 除尘器结构尺寸， ， 粉尘径与密度，气体温度，灰斗的气密性。 5. 分类：按气体流动：切流返转式和轴流式； 按结构形式：圆筒体，长锥体，旁通式和扩散式； §第四节 静电除尘 1. 静电除尘的特点 优点：(1) 能耗很低；(2) 气压损失很小；(3) 除尘效率 很高&99%；(4) 处理器量大，105～106m3/h；(5) 能连续 操作，可用于高温、高压等环境。 缺点：(1) 设备庞大，占地面积大，一次性投资费用高； (2) 较难捕集高比电阻粉尘； 2. ※基本原理：气体电离，粒子荷电，荷电粒子的迁移 和沉积，颗粒的清除。P372 3. 分类： 按集尘器形式：圆管型和平板型电除尘器； 按荷电和放电空间布置：一段式和二段式电除尘器； 按气流方向：卧式和立式； 按清灰方式：干式和湿式；分子筛§第五节 袋式除尘 1. 特点： 优点： 除尘效率高， (1) 特别是对细粉也有很高捕集效率； (2) 适应性强，能处理不同类型的颗粒污染物；(3) 操作 弹性大，入口气体含尘浓度变化对除尘效率影响不大， 对气流速度变化也有一定稳定性；(4) 结构简单，使用灵 活，便于回收干料，不存在污泥处理； 缺点：主要受滤布耐温、耐腐、耐湿等性能限制。 T &3000C，T &烟气露点温度。 2. 除尘原理：筛过作用，惯性碰撞，扩散和静电作用， 重力沉降。 3. 结构形式：(1) 按滤袋形状：圆袋和扁袋； (2) 按含尘气流进入滤袋的方向：内滤式和外滤式； (3) 按进气方式的不同分类：上进气和下进气； (4) 按清灰方式：机械振动清灰和脉冲清灰； 4. 滤布选择：(1) 容量大，清灰后能在滤料上保留一定 的永久性粉尘；(2) 透气性好，过滤阻力低；(3) 抗皱拆 性，耐磨、耐温及耐腐蚀性好，使用寿命长；(4) 吸湿性 好，容易清除黏附上面的粉尘；(5)成本低，滤布材料可 用天然滤料、合成纤维和无机纤维。 §第六节 湿式除尘 1. 特点： 优点：效率高，结构简单，造价低，占地面积小，操作 维修方便，特别适宜处理高温、高湿、易燃、易爆的含 尘气体，此外，除尘同时还能除去部分气态污染物。 缺点：需要对洗涤后的含尘污水、污泥进行处理、处理 净化含有腐蚀性的气态污染物是，洗涤水将具有一定程 度腐蚀性，设备易受腐蚀，要采取防腐措施，比一般干 式除尘器费用高。 2. 机理：惯性碰撞、扩散效应、黏附、扩散漂移与热漂 移、凝聚作用等。 3. 气－液界面的形式：气泡表面，液体喷射表面，液膜 表面以及液滴表面。 第七章 气态污染物的控制 §第一节 吸收净化 1. 吸收：利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度 的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有 害组分从气流中分离出来的工程。 特点： 净化效率高、 设备简单、 一次性投资少等。 SO2、 含 H2S、HF 和 NOx 等污染物的废气都可以采用吸收净化。 2. 双膜理论： （理解） 假设在气－液界面两侧各存在一个 静止膜，气膜和液膜。在膜外气体或液体主体中，由于 湍流扩散作用而不存在浓度梯度。气相的扩散阻力全部 在气膜内，液相的扩散阻力全部在液膜内，膜内仅发生 分子扩散。因而，气、液相间的传质速率取决于通过气 膜和液膜的分子扩散速率。双膜理论模型 P417 图 7-1 各类常用吸收设备结构：P420 表 7-1 §第二节 吸附净化 1. 工业常用的吸附剂：硅胶、活性炭、性氧化铝、沸石2. 常用吸附剂再生方法： (1) 加热解吸再生： 利用吸附剂的吸附容量在等压下随温 度升高而降低的特点。 (2) 降压或真空解吸： 利用吸附容器在恒温下随压力降低 而降低的特点。 (3) 置换再生法：对某些热敏性物质，如饱和烃，因其在 较高温度下容易聚合，故可以采用亲和力较强的试剂进 行置换再生。 3. 吸附装置的类型：固定床、流动床、沸腾床。 4. 物理吸附与化学吸附： 物理吸附主要是靠分子间的范德华力产生的；而化学吸 附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力产生的，只能是 单层吸附。 物理吸附的特征：吸附质与吸附剂间无化学反应；吸附 过程极快，常瞬间即达平衡；吸附为放热反应；吸附力 不强，温度升高或吸附质分压降低时，解吸。 化学吸附特征：很强的吸附选择性；速率较慢，达到平 衡时间长；升温可提高吸附速率；需要一定的活化能。 5. 固定床吸附过程的穿透曲线吸附床的上部饱和以后，吸附作用停止，吸附只发生在 下面较狭窄的吸附区，气体中吸附质的浓度在此区中迅 速变化，狭窄区以固定速率向下移动；随时间推移，排 放气体的吸附质浓度略有提高，当排放气体的吸附质浓 度达到一个预定值时，吸附床就达到穿透点，继续吸附 则排放气体的吸附质浓度迅速提高。在该区段，吸附质 浓度－体积曲线称为穿透曲线，含吸附质的气流，从开 始通过吸附剂到穿透点的时间为穿透时间，到达穿透点 后，吸附剂必须再生。 §第三节 催化转化 1. 催化剂的组成：主活性物质、载体和助催剂。 2. 载体的作用：(1) 提供大的比表面积，节约主活性物 质，提高催化剂活性；(2) 增大催化剂的机械强度、导热 性及稳定性，延长催化剂的寿命。 3. 选用催化剂的原则：所选择的催化剂应有很好的活性 和选择性、足够的机构强度、良好的热稳定性和化学稳 定性以及经济性。 4. 工业上常用的气－固相催化反应器分类：固定床、移 动床及流化床，而以固定床的应用最广泛。 优点：催化剂不易磨损而可长期使用，反应气体与催化 剂接触紧密，催化率高；缺点：创层轴向温度不均匀。 3.§第四节 燃烧转化 1. 燃烧的类型：直接燃烧，热力燃烧，催化燃烧。 各类燃烧的特点： P441 表 7-5 2. 燃烧转化的基本原理：热氧化作用或者热解，将可燃 有害成分转化为无害。 3. 特点：工艺简单；操作方便；可回收含烃废气热能。 §第五节 生物净化 生物净化的方法：废气生物处理的主要方法：活性污泥 法，微生物悬浮液法，土壤法，堆肥法。 第十二章 1、噪声：凡是人们不需要的、使人烦躁的声音。 ＃其特点： （1）噪声是人们不需要的声音的总称，因而一种声音 是否属于噪声，除声音本身的物理性质外，还与判断者 心理和生理上的因素有关。 （2）声音在空气中传播时衰减很快，它的影响具有局 限性。 （3）噪声在环境中不会有残留的污染物质存在，一旦 噪声源停止发生后，噪声立即消失。 （4）噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的 和间接的。 2、噪声污染：噪声在周围环境造成的不良影响，即为~~ 3、噪声污染的控制技术： （1）噪声源的控制。①减少冲击力②降低速度和压力 ③降低摩擦阻力④减少辐射面积⑤减少噪声泄露⑥安装 消声器和弱声器 （2） 声音传播途径的控制。 沿声音传播途径吸收声音； 在传播途径上放置反射障碍物，使声音向其他方向偏转； 将声音容纳在声音隔离系统内。 （3）保护接受者。改变工作日程，限制连续暴露在强 噪声环境中的时间；保护耳朵，配备听力保护装置。
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