环境工程学期末总结.pdf
环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象 水污染：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。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 真色:由水中所含溶解物质或胶体物质所致，即除去水中悬浮物质后所呈现的颜色。表色:则包括由溶解物质、胶体物质和悬浮质共同引起的颜色。固体：在一定的温度下将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。103105时蒸发称“总固体”（Total Solids）”，结果以 mg/L 计。溶解固体：过滤后，取滤液（包括溶解物质和一部分胶体物质）103105 烘干后的残渣即为 DS。悬浮固体：过滤后，取滤渣（包括悬浮物和另一部分胶体）103105 烘干后即为SS 挥发性固体(灼烧减重)：600 蒸发干燥后固体失去的重量，忽略代表水中有机物质的含量。碱度：水接受质子的能力在水中离解或水解后生成可与强酸（或 H+）反应的物质总量。硬度：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的存在而产生的（钙镁离子）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，用 mg/L 表示。代表废水有机质总量。（污染较严重的水样）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。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。TOD：900，有机物高温燃烧变成稳定的氧化物的需氧量 水体自净作用：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分的或完全的恢复原状的现象。氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。过滤：过滤即截留污染物；反洗：反洗即把污染物从滤料层中冲走，使之恢复过滤能力。接触角：在静止状态下，当气、液、固三相接触时，气液界面张力线和固液界面张力线之间的夹角(包含液相的)称为平衡接触角，用 q 表示。水的软化：降低水中 Ca2、Mg2含量的处理。水的除盐：降低水中部分或全部含盐量的处理。离子交换法：借助于离子交换剂上的离子和废水中离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。吸附法：利用多孔性的固体物质使水中的一种或多种物质 膜分离法：是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。消毒：杀死对人体健康有害的病原微生物。灭菌：杀灭或去除外环境中一切微生物（致病和非致病微生物，亦包括细菌芽孢和原虫）。大气污染：在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象。旋风除尘 是利用旋转的含尘气体所产生的离心力将颗粒污染物从气流中分离出来的过程。袋式除尘 是靠滤布和粉层初层除尘。湿式除尘 可有效除去液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物 转化法 废气中污染物发生化学反应，把污染物转化为无害物质或易于分离的物质 催化转化 燃烧法 生物处理法电子束法 固体废物：凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再有使用价值而被废弃的固态、半固态和置于容器中的气态物质。危险废物：具有毒性、腐蚀性、化学反应性、传染性、易燃性等特征，能对人体健康和环境构成危害或潜在危害的废物。污泥沉降比（SV）指混合液在 100ml 量筒内静置 30min 后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率。城市污水：SV 取 15%-30%污泥指数（SVI）污泥容积指数的简称，是指曝气池出口处混合液经 30min 沉淀后，1g 干污泥所占的容积，以 mL/g 表示。SVI=SV10/MLSS(g/L)全过程管理的原则：是指对固体废物的 产生、收集、贮存、运输、利用、处理和处置全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治 二填空题或选择题 环境问题的分类：原生环境问题：由自然力引起的第一类环境问题 有（地震、海啸、火山活动、崩塌、滑坡、泥石流、洪涝、干旱等）;次生环境问题：由人类活动引起的第二类环境问题 有（城市化、工农业对城市的污染 污染干扰）（生态环境破坏 森林破坏、草原退化、沙漠化、盐碱化等）水的循环分类：自然循环、社会循环（含义 11 页）水污染分类：化学性污染、物理性污染、生物性污染 化学性污染（1）无机污染物：酸、碱、无机盐（2）无机有毒物：重金属、氰化物（3）有机有毒物：多环芳烃、多氯联苯、农药（4）需氧污染物：碳水化合物、蛋白质、醇（5）植物营养物质：N、P（6）油类：矿物油、动植物油、原油 物理性污染（1）悬浮物质污染（2）热污染（3）放射性污染 生物性污染 生活污水、医院污水和某些工业废水中的病原微生物、病毒、寄生虫等 杂质分类(：um):溶解物质 solute:10-3 胶体物质 colloid;10-3 1 悬浮物质:1 水质指标分类：（1）物理性水质指标：感官；其它：电导率、悬浮固体（2）化学性水质指标：一般化学性：矿化度、总硬度、pH 等；有毒化学性：重金属；BOD、DO、COD、TOD 和 TOC（3）生物学水质指标：细菌总数、大肠杆菌(coliform bacteria)等 几种重要的水质指标（1）浑浊度(turbidity)（2）颜色、色度(chromaticity color)水的颜色包括;真色和表色（3）固体 固定性固体 总固体 挥发性固体 灼烧后残余物质的重量，即为 FS。表示无机物质的的水中固体（蒸发残渣）（4）碱度 alkalinity（5）硬度 hardness 分为两种硬度：碳酸盐硬度（暂时硬度）：受热煮沸除去非碳酸盐硬度（永久硬度）总硬度碳酸盐硬度非碳酸盐硬度 总硬度测定 EDTA 络合滴定法（6）化学需氧量和耗氧量（COD）,其中:耗氧量（高锰酸盐指数,OC，CODMn）：高锰酸钾 KMnO4。（天然水或含易氧化有机物）（7）生物化学需氧量（BOD）COD 和 BOD 关系：CODBODCODMn,BOD/COD 0.3 则适宜用生物化学处理，一般必须小于 0.5（8）总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）饮用水的微生物学标准：1ml 自来水中的细菌总数不可超过 100 个；1000ml 自来水中的大肠菌群数则不能超过 3 个；游离余氯，在接触 30 分钟后应不低于 0.3 毫克每升，集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不应低于 0.05 毫克每升。废水的分类：生活污水、工业废水、农业废水 氧垂曲线的含义:这种氧垂曲线的形状会因各种条件（如废水中有机物浓度、废水和河水的流量、河道弯道状况、水流湍急情况等）的不同而又一定的差异，但总的趋势是相似的。如果河流受到有机物污染的量低于它的自净能力，这条曲线的最缺氧点的溶解氧量将大于零，河水始终呈现有氧状态。反之，靠近最缺氧点的一段河流将出现无氧状态。水体的复氧与耗氧:耗氧来源：碳化、硝化耗氧。还原态物质、底泥分解。植物呼吸作用。复氧来源：水中原有氧。大气溶氧。光合作用溶氧 水中粗大颗粒物质的去除，它们的大小约在 0.1 毫米或 1 毫米以上，包括砂石、小卵石、砾石、树枝、菜叶、碎布、垃圾等，方法及设备：格栅、筛网和微滤机、沉砂池、离心分离。水中悬浮物质和胶体物质的去除方法：沉淀、混凝、澄清、过滤、气浮。水中溶解物质的去除方法包括：睡得软化和除盐、离子交换法、吸附法、膜分离技术 处理设备有筛滤截留【格栅、筛网、微滤机】、重力沉降【沉砂池】、离心分离【旋流分离器离、心机】沉淀四种基本类型：1.自由沉降：离散态 互不干涉 2.絮凝沉降：干涉沉淀，悬浮物浓度 50-500mg/L 3.拥挤沉降：成层沉淀或拥挤沉淀，悬浮物浓度500mg/L 4.压缩沉降：二次沉淀池污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程 胶体的稳定性的原因：包括“动力学稳定性”和“聚集稳定”两种。动力学稳定性：布朗运动强，对抗重力影响的能力强。聚集稳定性包括：胶体带电相斥（憎水性胶体）；水化膜的阻碍（亲水性胶体）混凝机理或胶体的脱稳机理：压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、网捕作用 混凝剂分类：无机低、无机高、有机高 助凝剂分类：硅酸、粘土、氧化剂、酸碱 混凝的工艺的要求：在一般水处理工程中，混合阶段的 G 值约在 5001000 每秒的范围内，混合时间为 1030 秒，不超过 2 分钟。在反应阶段，G 值约为 10100 每秒，反应时间为 1030 分钟。澄清：是完成水和药的混合、反应以及絮凝体与睡得分离于一体的一种专门技术。过滤工艺包括过滤和反洗两个阶段：气浮的原理：气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附污水中的污染物，使其密度小于水而上浮到水面以实现固液或液液分离的过程。实现气浮法分离的必要条件是：(一)必须向水中提供足够数量的微细气泡；(二)必须使目的物呈悬浮状态且具有疏水性质，从而附着于气泡上浮升。能否被气浮的判别方法：DWLG(1cosq )则 q0为亲水表面，不易为气泡粘附；90o 为亲水表面，不易为气泡粘附；90o 为疏水表面，易于为气泡粘附；q180，易用气浮法处理。加氯量可分为两部分：需氯量和余氯。余氯：包括自由性余氯和化合性余氯。需氯量加氯量余氯量 游离性余氯：Cl2、HOCl、OCl-化合性余氯：NH2Cl、NHCl2 及其它氯胺化合物 单细胞微生物的典型生长曲线分四个阶段：延滞期、指数期、稳定期、衰亡期 影响活性污泥增长的因素:（1）溶解氧（2）营养物 好氧微生物BOD5:N:P=100:5:1 厌氧微生物 BOD5:N:P=200:5:1（3）pH 和温度 混合液的 PH 应控制在 6.59.0，温度以 2030 摄氏度为宜。（4）毒害物质浓度 序列间歇式活性污泥法（SBR）S 工艺基本操作工艺（a）进水阶段（b）反应阶段（c）沉淀阶段（d）排水阶段（e）待机阶段 评价活性污泥性能指标（1）混合液悬浮固体（MLSS）（2）混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）（3）污泥沉降比（SV）指混合液在 100ml 量筒内静置 30min 后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率。城市污水：SV 取 15%-30%（4）污泥指数（SVI）污泥容积指数的简称，是指曝气池出口处混合液经 30min 沉淀后，1g 干污泥所占的容积，以 mL/g 表示。SVI=SV10/MLSS(g/L),SVI=70100 其活性污泥凝聚沉淀性能很好 SVI 值过低，无机物含量高，缺乏活性。SVI 值过高，沉淀性能不好，可能产生污泥膨胀。（5）污泥龄（c）生物膜法的基本原理：生物膜在载体上的生长过程：当有机污水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中悬浮物及微生物被吸附于固相表面，微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物活性，又进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。生物滤池可分为：普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池 厌氧生物处理的机理：分为酸性消化阶段和碱性消化阶段，第一阶段中的微生物群是产酸细菌，属于兼性厌氧细菌或专性厌氧细菌，把碳水化合物分解成有机酸，第二阶段中的微生物群是产甲烷细菌属于绝对厌氧细菌，最后生成甲烷，起键作用的是碱性阶段。影响厌氧生物处理的主要因素：温度、酸碱度、负荷、碳氮比、有毒物质 自然界氮的存在形式：有机态氮、硝化态氮【亚硝酸态氮和硝酸态氮】、氨态氮、氮气 生物脱氮机理：在微生物的作用下，将有机氮和氨氮转化为氮气的过程 生物脱磷机理：好氧吸磷、厌氧放磷 气态污染物控制方法分类：分离法利用污染物与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 物理吸收 吸附 冷凝 膜分离 吸收净化原理：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。特点：净化效率高、设备简单、一次性投资少 吸收类型：物理吸收、化学吸收【专一性、吸收效率高、吸收速度快】影响污染物在大气中扩散的要素：动力因子（风和湍流）、热力因子 逆温：0，气块加速运动，大气不稳定；当-d 0，气块减速运动，大气稳定；当-d=0，大气为中性。d 是一质量衡定的空气块在干绝热条件下垂直升降而导出的气温垂直递减率，是由气态方程给定的确定值。是大气环境中的气温递减率,是在太阳、地球的热量幅射和其他气象因素作用下形成的实际环境状况。
