环境工程学复习要点(17页).doc
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1、-环境工程学复习要点化学需氧量(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。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。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70COD和BOD关系:CODCr BOD CODMn BOD/ COD 则适宜用生物化学处理总有机碳(TOC):900-950,高温燃烧有机碳生成的
2、二氧化碳量,常以碳表示(mg/L),应先去除无机碳的干扰(加酸)。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
3、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
4、止管道的堵塞。分类:细格栅、中格栅、粗格栅沉淀池容积为V,表面积为A,进水流量为Q,因为u0 t0H,V=HA=Q t0,所以u0H/ t0Q t0/A t0=Q/A 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 各种沉淀池的比较:P94表2-7(3) 斜板斜管沉淀池 浅池沉降原理:理想沉淀池的公式u0Q/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
5、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; 构造:分为异向流,侧向流和同向流; 斜板斜管沉淀池处理效率计算:习题2-62. 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
6、) 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)
7、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, 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渗透压时
8、,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:活性污泥法;曝气氧化塘;好氧消化法;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:吸附阶段:吸附作用;接触初
9、期很短时间,活性污泥比表面积很大200010000m2/m3(混合液),多糖类黏液层;初期吸附性能取决于污泥的活性。氧化阶段:生物氧化,异养作用。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DO:2mg/L左右为宜;污泥膨胀:丝状菌(90)滋长,污泥不易沉淀;营养物:BOD5:N:P 100:5:1BOD5负荷率:低高为 0.3 2.0 kg / kg(MLSS)dPH与温度:控制范围PH:6.5 9.0;T:20 30其它有毒物与微量元素浓度:铁、钴/重金属、氰化物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
10、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、pH2. 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
11、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:6.66.8;(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,7.07.5时产气量最
12、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温度;酸碱度;有机负荷;碳氮比;有毒物质等;2. 厌氧生物处理(1) 厌氧悬浮生长技术厌氧接触法(UASB)升流式厌氧污泥床(2) 厌氧附着生长技术厌氧生物滤池厌氧膨胀床、厌氧流化床厌氧生物转盘毛细水(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
13、过程机理及影响因素(1) 土壤作用吸附降解有机物:土壤胶体、微生物;表土层氮磷的去除: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3213. 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
14、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
15、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.
16、 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:T 1(11)(12)(13)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
17、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%;
18、(4) 处理器量大,105106m3/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。P3723. 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
19、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
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