2022年《环境污染与防治》作业.doc
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1、环境科学 2012021078 夏欣环境污染与防治作业第一篇 水体污染与防治1. 为什么说水资源是有限的?地球上水的总量特别大,但是它的分布特别不平衡。淡水只占不到地球上水总量的3%,而这其中3/4存在于冰川和冰帽之中。大多数的冰块又集中在南北两极,目前极少被开发利用,只有约20%的淡水是人类易于利用的,而能直截了当取用的河、湖淡水仅占淡水总量的0.3%,因而事实上真正能被人类利用而能称之为水资源的水量是极少的。而且由于人类对保护水资源的认识缺乏,保护措施不力,致使水资源浪费严峻,特别是因使用不当而对水资源造成了极大的污染,以致造成可用的水资源缺乏,威胁着人类的生存和开展。因而,水资源是有限的
2、,不是无穷无尽的。 2. 什么叫水循环?水分为哪两种?P10地球外表的水在太阳辐射能和地心引力的互相作用下,不断地蒸发和蒸腾到大气中,并在空中构成云,在大气环流的作用下传播到不同的地域,再以降水的方式回到海洋或陆地外表。这些降水,一部分在地表构成径流,汇入江河湖泊;另一部分渗入地下,成为地下水;还有一部分通过地面和水面的蒸发以及植物吸收后茎叶的蒸腾又进入大气圈中。这种循环往复、永无止境的过程就称为自然界的水循环。水循环分为自然循环和社会循环(人类社会为了满足生活和消费的需求,要从各种天然水体中取用大量的水,而通过使用以后的水被排放出来,最终又流入天然水体的循环过程)两种。水分为硬水(含有矿物质
3、的水)和软水(不含或少含可溶性钙镁化物的水)两种。3. 什么是水质污染?污水一般来源于哪些方面?污水按耗氧和含有毒指标分为几类?P113(环境学)当污染物进入水体后,其含量超过了水体的自净才能,使水体的物理、化学和生物性质发生变化,从而是水体质量下降甚至丧失其原有的使用价值和使用功能的现象叫做水质污染。水质污染源一般分为自然来源和人为来源两种。其中,自然污染主要是自然缘故造成的,人为污染主要是人类生活和消费活动中产生的废物对水的污染。污水能够分为需氧物质污染、有毒化学物质污染、植物营养物质污染、放射性污染、石油污染、热污染、病原体污染等。4. 污水的来源有哪些?如何分类?P13污水的来源有自然
4、来源和人为来源之分,一般情况下污水按照其来源能够分类生活污水、工业废水和降水等三类。5. 常用的污水水质指标有哪些?选择你认为重要的解释其含义。P16常用污水水质指标有:物理性水质指标,如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度、总固体(TS)、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率(电阻率)等;化学性水质指标,如pH、酸度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质、各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总需氧量(TOD)等;生物学水质指标,一般包括细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原细菌、病毒等。l 浑浊度:天然水中由于含有各种颗
5、粒大小不等的不溶解物质而会产生浑浊现象,是指水中的不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度,是一种光学现象,能够用浑浊度的大小反响水的浑浊程度。l 色度:纯水是无色的,但其往往因受外来杂质的妨碍而呈现出一定的颜色。水的颜色有真色和表色之分,真色是由于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;表色则包括有溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同引起的颜色。通常测定水的真色。l 固体:指在一定的温度下将一定体积的水样蒸发至干时所剩余的固体物质总量,因而有时也称作“蒸发残渣”。可分为:总固体(TS);溶解固体(DS)和悬浮固体(SS);挥发性固体(VS)和固体性固体(FS);可沉固体等
6、。l 比电导:也成为电导率,是指25时长1m、横截面积为1m2水中的电导值,单位是mS/m或者S/cm。电导是电阻的倒数,因而常用电阻率来量度水中溶解盐类的多少。l 碱度:确实是水中所有能与强酸相作用的物质所接受的H+的“物质的量”的总和。硬度:是由于水中存在某些二价金属离子而产生的,它们能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化和生成水垢。l 化学需氧量(COD):是指在一定严格地条件下,水中各种有机物质与外加的强氧化剂(如高锰酸钾(OC)、重铬酸钾(COD)等)所用时所耗费的氧化剂量,结果用氧的mg/L数来表示。l 生化需氧量(BOD):在有氧的条件下,水中可分解的有机物由于好氧微生物(主要
7、是好氧细菌)的作用被氧化分解而无机化,这个过程所需要的氧量叫做BOD,结果以氧的mg/L来表示。l 总有机碳(TOC)和总需氧量(TOD):将水样在900950高温下燃烧,有机碳即氧化成CO2,量所产生的CO2量,即可求出水样的总有机碳值,单位常以碳(C)的mg/L表示。总需氧量是指水样中的有机物在900高温下燃烧变成稳定的氧化物时所需的氧量,结果以氧(O)的mg/L表示。6. 什么叫水体?什么是水体污染?P110(环境学)水体是地面水、地下水和海洋等“储水体”的总称。在环境科学领域中,水体不仅包括水,而且也包括水中悬浮物、底泥及水中生物等。从自然地理的角度看,水体是指地表被水覆盖的自然综合体
8、。水体污染(简称水污染)是指污染物进入水体后,使水体的水质和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而使水体质量降低甚至丧失其原有的使用价值和使用功能的现象。7. 简要介绍污水中主要污染物质对人体的危害。P113(环境学)1) 无机无毒物质:主要是指排入水体中的酸、碱及一般的无机盐类。引起水体pH值变化,破坏其自然缓冲作用,消灭或抑制细菌及微生物生长,阻碍水体紫晶,还可腐蚀船舶,长期下去,会使水质逐步碱化或酸化,从而对生态产生妨碍。而且大大增加水中的一般无机盐类和水的硬度,增加水的浸透压,对淡水生物和植物生长有不良妨碍。2) 无机有毒物:有强烈的生物毒性,常会妨碍水中生物,并能够通过
9、食物链危害人体健康,具有明显的累积性,可使污染妨碍持久和扩大。可分为重金属毒性物质和非金属的无机毒性物质。重金属毒性物质:如汞,具有特别强的毒性,有机汞比无机汞毒性更大,更易被吸收和积累,甲基汞能大量累积于脑中,引起乏力、动作失调、精神混乱甚至死亡;镉,是水迁移性元素,进入人体后,主要累积于肝脏、肾脏和脾脏内,能引起骨节变形,腰关节受损,有时还可引起心血管病;铅,可在人体内积累,引起贫血、肾炎、神经炎等,同时岩石风化和人类的消费活动使得铅不断由岩石向大气、水、土壤、生物转移,从而对人体的健康构成潜在威胁。非金属的无机毒性物质:如氰化物,是剧毒物质,含氰废水对鱼类有特别大地毒性;砷,是传统的剧毒
10、物,长期饮用含砷的水会慢性中毒,主要表现是神经衰弱、腹痛、呕吐、肝痛、肝大等消化系统障碍,并常伴有皮肤癌、肝癌、肾癌、肺癌等发病率增高现象。3) 有机无毒物:主要指需氧有机物,主要引起两方面的妨碍,一是生态效应,一是溶解氧效应。4) 有机有毒物:多属于人工合成的有机物质,往往含量低,毒性大,异构体多,如农药,易在动物体内积累,对动物和人造成危害,同时,是污染土壤、地下水以及四周环境的主要污染物;酚类化合物,严峻妨碍谁产品的产量和质量,有毒性,经常摄入会导致慢性中毒,而发生呕吐、腹泻、头疼头晕、精神不安等病症;多环芳烃,是环境中的重要致癌、致突变物质之一;多氯联苯,剧毒,化学性质十分稳定,脂溶性
11、大,易被生物吸收,一旦侵入肌体就不易排泄,易聚拢在脂肪组织、肝和脑中,引起皮肤和肝脏损害。5) 外表活性剂:排入江、湖易发生水体富营养化,使水生动物的感官功能减退,使其丧失生存天性。8. 什么叫水体的自然净化?水体自然净化才能取决于哪三方面的作用才能?P119(环境学)自然环境包括水环境对污染物质具有一定的承受才能,即所谓的环境容量。水体能够在其环境容量的范围以内,通过水体的物理、化学和生物作用,使排入污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流淌的过程中自然降低,称之为水体的自净作用。水体自净才能取决于水域的水文条件、水生物和水中微生物以及污染物的性质和浓度等三个方面,另外也和水体底质、太阳
12、辐射、污染物的排放方式等。9. 常用的污水处理方法有哪些?PPT污水处理的方法特别多,主要包括别离处理和转化处理,按其处理原理可分为物理法、化学法、物理化学法和生化处理法。表1 废水处理根本方法10. 生物处理法根本内容有哪些?P255(环境学)、P209生物处理确实是利用微生物分解氧化有机物的这一功能,并采取一定的人工措施,制造有利于微生物的生长、繁衍的环境,使微生物大量增殖,以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理方法。分为好氧和厌氧两大类,好氧生物处理的进展需要有氧的供给,而厌氧生物处理则需保证无氧环境。好氧生物处理常见的有活性污泥法和生物膜法两种,前者又称悬浮生长法,是水体自净的人工化
13、,后者又称固定生长法,是土壤自净的人工化。活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法,能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被会活性污泥媳妇的悬浮固体和其他一些物质,无机盐类也能部分地被去除,可分为接触稳定法、氧化沟、纯氧曝气等。生物膜法主要用于从肺水肿去除溶解性有机污染物,是一种被广泛采纳的生物处理方法,包括一般生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等。厌氧生物处理是在无氧条件下,借兼性菌和厌氧菌降解有机污染物,分解的主要产物是以甲烷为主要的沼气。在必要时,也能够将两者组合起来,构成组合工艺处理法,如厌氧(兼氧)/好氧生物处理系统、化学氧化生物组合技术等。图1 活性污泥法根本流程示
14、意图图2 生物膜法根本流程示意图11. 为什么在污水处理前设置调理池对污水的水质、流量进展平衡和调理?调理池主要起以下两个作用:水质调理,让调理池搜集各类污水能有充分混合时间,确保调理池出水水质稳定;水量调理,由于每个污水处理工艺收纳废水都会出现水量峰值和低谷的时期,为能保证工艺连续稳流量运转,调理池还起到水量调理的作用。也确实是说为了使管渠和构筑物正常工作,不受废水顶峰流量或浓度变化的妨碍,需要在废水处理之前设置调理池,有时也能够起到初步沉降、别离作用,对事故发生起到缓冲作用,因而也可称为事故池。12. 什么叫筛滤?格栅在应用中可分为哪些?依照清洗方法,格栅和筛网都可设计成哪几种?P66在废
15、水处理中,由于废水中会含有漂浮物、悬浮物等固体物质,因而在进展处理前需要对其进展预处理,即去除废水中的粗大悬浮物,保护处理厂的机械设备并防止管道的堵塞,是处理厂的第一个处理单元,这个过程叫称为筛滤。按照栅条的间隙大小,格栅能够分为粗格栅(50-100mm)、中格栅(10-40mm)和细格栅(3-10mm)等。依照清洗方法,格栅和筛网都能够设计成人工和机械两种,其中机械去除格栅有履带式、钢丝绳牵引式和圆周回转式等,筛网有转鼓式、旋转式、转盘式和振动筛等。13. 格栅设计的要点是什么?沉淀可分为哪些根本类型?沉淀在污水处理系统中的主要作用是什么?P76格栅的设计内容包括:尺寸计算、水力计算、栅渣量
16、计算以及清渣机械的选用等。表2 格栅设计参数沉淀能够分为: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;2) 絮凝沉降,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逐步变大,沉速亦随深度而增加;3) 拥堵沉降(成层沉降),颗粒在水中的浓度较大时,各颗粒间互相靠的特别近,在下沉过程中彼此收到四周颗粒作用力的干扰,但颗粒的相对位置不变,作为一个整体而成层下降;4) 压缩沉降,颗粒在水中的浓度特别高时会互相接触,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。沉淀在污水处理系统中的主要作用是去除水中悬浮物质和胶体物质等。14
17、. 沉淀池的方式特别多,按工艺布置的不同可分为哪些品种?按池内水流方向,又可分为哪几种?P86按工艺布置沉淀池能够分为:一般沉淀池和斜板斜管沉淀池。按照池内水流方向,沉淀池能够分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池和新型沉淀池(斜板斜管沉淀池)。15. 初次沉淀池设于哪个工艺前,二次设于哪个工艺后合理?初次沉淀池设于生物处理构筑物(即污水处理系统的主体)的前面,二次沉淀池设于生物处理构筑物(即污水处理系统的主体)之后比拟合理。16. 含油污水依照来源的不同和油类在水中的存在方式,可分为哪四类?含油污水能够分为:1) 浮油,粒径100微米;2) 分散油,粒径在10-100微米;3) 乳化油
18、,粒径约0.1-10微米;4) 溶解油,粒径0.1微米等四类。17. 常用含油污水处理方法有哪几种?常有的含油污水处理方法有以下几种:重力别离法、浮选别离法、生物处理法、粗粒化油别离法和吸附法等。表3 含油污水各种处理方法比拟18. 试述过滤机理。P117过滤是以具有孔隙的粒状滤料层,截留水中的杂质从而使水获得澄清的工艺过程。这个过程能够解释为:机械挑选、沉淀以及接触絮凝作用等。但其最主要的过滤机理,是将滤料颗粒看作是接触吸附介质,水在滤层孔隙中曲折流淌时,悬浮颗粒与滤料之间具有更多的接触吸附时机,滤料外表对悬浮颗粒的粘附吸着作用是滤池过滤的最根本过程。能够概括为以下三个方面:1) 阻力截留,
19、当原水自上而下流过粒状滤料层时,粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中,从而使此层滤料间的空隙越来越小,截污才能随之变得越来越强,结果逐步构成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜,并由它起主要的过滤作用。2) 重力沉降,原水通过滤料层时,众多的滤料外表提供了宏大的沉降面积,悬浮颗粒极易在此沉降下来。3) 接触絮凝,由于滤料具有宏大的外表积,它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用,此外,通常用作滤料的砂粒在水中常带有外表负电荷,能硒鼓带正电荷的铁、铝等胶体,从而在滤料外表构成带正电荷的薄膜,并进而吸附带负电荷的黏土杂质和各种有机物等胶体,在砂粒上发生接触絮凝。在实际过滤过程中,上述三种机理往
20、往同时起作用,只是依条件不同而有主次之分。19. 使用滤料应满足哪些条件?管廊布置要满足哪些要求?P119滤料须满足以下要求:有足够的机械强度,有较好的化学稳定性,有适宜的级配,有足够的孔隙率等。目前常用的滤料有石英砂、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。管廊布置的要求:(1)大直径管道应靠近管廊柱子布置;(2)小直径、气体管道、公用工程管道直布置在管廊中间;(3)工艺管道宜布置在与管廊相连接的设备一侧;工艺管道视其两端所连接的设备管口标高能够布置在上层或下层;(4)需设置“”型补偿器的高温管道,应布置在靠近柱子处,且“”型补偿器宜集中设置;(5)低温介质管道和液化烃管
21、道,不应靠近热管道布置;也不要布置在热管道的正上方;(6)关于双层管廊,气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和电气电缆糟架等宜布置在上层;一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等直布置在下层;(7)管廊上管道设计时,应留1020裕量。20. 阐述妨碍过滤的主要要素?妨碍过滤的主要要素有:1) 温度,如升温是降低粘度最简单而有效的措施;2) 操作压强,压强必须依照不同的情况来确定;3) 悬浮液浓度,浓度大,滤渣多,使得有效过滤时间相应缩短,会妨碍产量;4) 过滤介质,会妨碍到滤后的澄清程度;5) 除此之外,还有一些其他的妨碍要素,如助凝剂、微粒直径、纤维粗细、填充微粒的形状、
22、尺寸等。21. 蒸发法根本原理是什么?蒸发法适用于哪些污水处理与利用?PPT、P197蒸发法处理废水的本质是加热废水,使水分子大量汽化,以浓缩废液并进一步回收利用;汽化水蒸气经冷凝后又可获得纯水。蒸发法适用于含油废水(尤其是稠油),或者是含有和水不相溶的污染物质的废水的处理与利用。蒸发过程在多种废水处理中得到应用,主要是在回收废水中有用成分过程中,作为浓缩富集环节。如造纸工业中,由纸浆黑液中回收碱的过程,先采纳多效蒸发浓缩,使黑液浓度到达能在炉内全部自然地条件。在放射性废水处理中,也通过蒸发将废水浓缩,使放射性物质高度富集于浓液中,以便于进一步平安处置。22. 结晶的根本原理是什么?P198结
23、晶过程是指含某种盐类的废水经蒸发浓缩,到达饱和状态,使盐在溶液中先构成晶核,继而逐步生成晶状固体的过程。这一过程是以回收盐的纯洁产品为目的的。结晶是溶解的逆过程。当水中溶质在定温下到达溶解平衡时,单位溶液中溶质的含量为溶解度。溶解度与温度有关,多数盐类的溶解度随温度升高而增大,只有少数盐类的溶解度与温度有较复杂的关系。废水中存在其他溶质(如酸碱类)时,对盐的溶解度有明显妨碍。晶体是具有一定几何晶形,一定颜色的固体。物质自溶液中成晶体状态析出,或从熔融状态受冷时成晶体状态凝聚的过程称为结晶。溶质从溶液中析出的过程,可分为晶核生成(成核)和晶体生长两个阶段,两个阶段的推进力都是溶液的过饱和度(溶液
24、中溶质的浓度超过其饱和溶解度之值)。晶核的生成有三种方式:即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。在高过饱和度下,溶液自发地生成晶核的过程,称为初级均相成核;溶液在外来物(如大气中的微尘)的诱导下生成晶核的过程,称为初级非均相成核;而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程,称为二次成核。二次成核也属于非均相成核过程,它是在晶体之间或晶体与其他固体(器壁、搅拌器等)碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的。23. 什么是污水的化学处理?根本原理有哪些?P245环境学污水的化学处理是利用化学反响的作用以去除水中的杂质的处理过程。处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质。常用的
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