水质工程学(2).doc

1. 污水：（1）物理指标:水温、色度、臭味、固体含量及泡沫（2）化学指标：①无机物指标:酸碱度、氮、磷、无机盐类及重金属离子②有机物指标:BOD、COD、TOD、TOC
2. BOD:在水温为20度的条件下,由于微生物的生活活动,将有机物氧化为无机物所消耗的溶解氧量。
3. COD：用强氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化为CO₂与H₂O所消耗的氧量.
4. TOD：有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。
5. TOC：指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。
6. 为什么用BOD₅：由于有机物的生化过程延续时间很长，而5d的生化需氧量约占总碳氧化需氧量的70％～80%；20d以后的生化反应过程速度趋于平缓。在工程实用,20d时间太长，故用5d生化需氧量BOD₅作为可生物降解有机物的综合浓度指标。
7. CODCr和CODMn：（1）CODCr:用重铬酸钾氧化,重铬酸钾氧化能力极强,可以比较完全地氧化水中各种性质的有机物。所以常用CODCr.(2）CODMn：用高锰酸钾作为氧化剂
8. 可生化性评价：(1)BOD₅/COD比值，一般大于0。3,可采用生化处理法（2)改善方法:难降解，大分子有机物通过混凝；溶解性大分子有机物通过厌氧化变成小分子有机物
1. 水体污染:排人水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量,从而导致水的物理、化学及微生物性质发生变化,使水体固有生态系统和功能受到破坏。
2. 水体自净:（1）定义：污染物随污水排人水体后,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，受污染的水体部分地或完全地恢复原状的现象 （2）机理：①物理净化作用：水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发，使浓度降低，但总量不减②化学净化作用:水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚(属物理化学作用)等过程，使存在形态发生变化及浓度降低,但总量不减③生物化学净化作用:水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动.使其存在形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化,浓度降低,总量减少。
3. 氧垂曲线:（1）定义：有机物排入河流后，被水中的微生物氧化分解,同时消耗水中的溶解氧。污水排入后，溶解氧曲线呈悬索状下垂（2）功能：①用于分析受有机物污染的河水中溶解氧的变化动态,推求河流的自净过程及其环境容量，进而确定可排人河流的有机物最大限量②推算确定最大缺氧点即氧垂点的位置及到达时间，并依此制定河流水体防护措施。
4. 环境容量：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接受的最大允许污染物的负荷量
5. 一、二、三级处理工艺流程:(1）一级：包括格栅、沉砂和初沉。主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质。（2）二级：包括生物处理设备,二次沉淀池和消毒。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。(3)三级:是在一级、二级处理后,进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。（4）深度处理：包括混凝、沉淀、过滤、膜分离等工艺。达到污水回用或其他目的.
6. 三级处理跟深度处理区别：三级处理常用于二级处理之后.而深度处理则以污水回收、再用为目的，在一级或二级处理后增加的处理工艺。
1. 物理处理的方法及用处:①筛滤截留法：筛网、格栅、滤池与微滤机等 ②重力分离法:沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池等 ③离心分离法:离心机与旋流分离器等。
2. 格栅设在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部；沉砂池设在泵站、倒虹管前；初沉设在生物处理前,二沉池设在生物处理后
3. 沉淀类型：①自由沉降：当悬浮物质浓度不高时,在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞,呈单颗粒状态，各自独立地完成沉底过程②絮凝沉淀：当悬浮物质浓度约为50～500mg/L时，在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用,使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快 ③区域沉淀：当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下,颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液——固界面，沉淀显示为界面下沉 ④压缩：区域沉淀的继续,即形成压缩.颗粒间互相支承,上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩.
4. 理想沉淀池的三点假设条件：(1）污水在池内沿水平方向做等速流动，水平流速为v,从入到出口的流动时间为t(2)在流入区，颗粒沿截面AB均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v（3）颗粒沉到池底即认为被去除
5. 表面负荷：①单位时间内通过沉淀池单位面积的流量②表面负荷在数值上等于颗粒沉速.
6. 浅池理论：池长和池中水平流速不变时，池深越浅，可被沉淀去除的悬浮物颗粒越小，去除率越高。
1. 活性污泥法：（1）基本工艺流程：曝气池，二次沉淀池，污泥回流系统（2)曝气作用：①向混合液充氧以提供混合液中好氧微生物的生理需求 ②使曝气池中的污水、活性污泥处于剧烈混合、搅动的状态，使活性污泥微生物与污水互相混合，充分接触
2. 活性污泥：（1）定义：污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体，它主要是由大量繁殖的以细菌为主体的微生物所构成,这种污泥就是活性污泥（2)物质组成：①具有代谢功能活性的微生物群体②微生物内源代谢、自身氧化物的菌体残留物③由原污水挟入夹杂于活性污泥上的难为细菌降解的惰性有机物质④由原污水挟入夹杂于活性污泥上的无机物质
3. MLSS和MLVSS组成：①MLSS:具有代谢功能活性的微生物群体量（Ma）、微生物内源代谢、自身氧化物的菌体残留物量（Me）、由原污水挟入夹杂于活性污泥上的难为细菌降解的惰性有机物质量（Mi）、由原污水挟入夹杂于活性污泥上的无机物质量（Mii）
②MLVSS：Ma+Me+Mi
4. 指示性微生物：通过显微镜的镜检，能够观察到出现在活性污泥反应系统出现的原生动物，辨别认定其种属，据此能够判断处理水质的优劣。因此，将原生动物称为活性污泥反应系统中的指示性微生物.
5. 微生物增值曲线：（1）①适应期。微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境的适应过程，初期微生物不裂殖，数量不增加；后期，细胞开始分裂、增殖。②对数增长期。营养物质非常充分，不是微生物增殖的控制因素.增值速度与时间呈直线关系.③减速增殖期。微生物大量繁殖，营养物质被大量耗用，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增殖速度慢，几乎与细胞衰亡速度相等，微生物活体数达到最高水平,趋于稳定。本期末端，由于微生物增殖数抵不上衰亡数时,曲线开始出现下降趋势.④内源呼吸期。营养物质继续下降，开始利用体内物质进行内源代谢。多数细菌进行自身代谢二逐步死亡，只有少数细胞继续裂殖，活菌体数大为下降，曲线呈下降趋势。（2)一般控制在减速增殖期;延时曝气一般控制在内源呼吸期
6. 活性污泥反应阶段：活性污泥反应的初期吸附去除作用；活性污泥微生物的代谢反应
7. 活性污泥工艺系统影响因素：①营养物质平衡，微生物对磷的需求量可按式BOD₅:N：P=100：5：1确定 ②混合液中溶解氧浓度,1～3mg/L ③混合液的PH，6。5～8。5 ④混合液的水温，一般讲活性污泥反应有效温度最低与最高温度值分别控制在15℃和35℃ ⑤有毒有害物质
8. 活性污泥工艺系统指标和设计参数:MLSS、MLVSS、SV、SVI、污泥龄、BOD —污泥负荷和BOD—容积负荷
9. MLSS，MLVSS,SV，SVI定义：①MLSS：曝气池内单位容积混合液中所含有的活性污泥固体物质的中重量 ②MLVSS：混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度 ③SV：搅拌良好的混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率 ④SVI:曝气池出口处的混合液在经过30min静沉后，1g干污泥所形成的活性污泥所占有容积
10. 污泥龄：（1)定义:曝气池内活性污泥总量与每日排除污泥量之比称为污泥龄.即活性污泥在曝气池内的平均停留时间。（2）实际工艺中怎么控制:控制排泥量和排泥浓度
11. 污泥负荷：曝气池内单位重量活性污泥，在单位时间内，能够接受并将其降解到预定到达程度的有机污染物量。
12. 容积负荷:曝气池单位容积在单位时间内，能够接受并将其降解到预定到达程度的有机污染物量。
13. 底物浓度与比降解速度的关系：高底物浓度时是零级反应,低底物浓度时是一级反应。
14. 双膜理论定义：在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相转移到液相，在界相两侧存在着气膜和液膜，气体分子通过气膜和液膜的传质理论。
15. 怎么提高氧转移速率：（1）提高Kla(氧总转移系数）：加强液相主体紊流程度，降低液膜厚度，加速气、液界面的更新,增大气、液接触面积（2)提高Cs（溶解氧浓度值）值：提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气、深井曝气
16. 空气扩散装置技术性能指标的三个效率:①动力效率Ep:每消耗1kWh电能转移到混合液中的氧量 ③氧的利用效率EA：通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量,占总供氧量的百分比 ③EL：通过机械曝气装置的转动，在单位时间内转移到混合液中的氧量
17. 鼓风曝气:利用空压机将空气通过一系列管道输送到安装在曝气池底部的空气扩散装置,经过扩散装置，使空气形成不同尺寸的气泡。气泡经过上升和随水循环流动，最后在液面处破裂，在这一过程中产生氧气向混合液中转移的作用。
18. 机械曝气:安装在曝气池水面上下，在动力驱动下进行转动，通过水跃、提升、负压吸气作用，使空气中的氧转移到污水总中去。
19. 二沉池的特点：①活性污泥混合液的浓度高,具有絮凝性能，属于成层沉淀 ②质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用，所以要增大污泥区的容积。
20. 二次沉淀池污泥浓度的确定要考虑的因素：供氧的经济可能、活性污泥凝聚沉降性能、沉淀回流设备的造价
21. 检测控制的指标:①反应处理效果的项目:进出水总的和溶解性的BOD、COD，进出水总的和挥发性的SS,进出水的有毒物质 ②反映污泥情况的项目：污泥沉降比(SV％）、MLSS、MLVSS、SVI、微生物观察 ③反映污泥营养和环境条件的项目：氮、磷、pH、水温、溶解氧
22. 异常与控制：①污泥膨胀 ②污泥解体 ③污泥腐化 ④污泥上浮 ⑤泡沫问题
23. 污泥膨胀：（1）定义：当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值增高,污泥的结构松散和体积膨胀,含水率上升，澄清液减少,颜色也有异变(2)控制方法:①预防:加强操作管理；调整、加大空气量;及时排泥;采取分段进水 ②发生后的措施：由缺氧和水温高引起的，采取加大曝气量,降低进水量，降低MLSS；如污泥负荷率过高，可适当提高MLSS值,必要时停止进水，闷曝一段时间；由缺养料引起，可投加消化污泥液或氮、磷等成分；如pH过低,可投加石灰来调节；若污泥大量流失，可投加氯化铁,帮助凝聚，也可投加漂白粉或液氯，抑制丝状细菌繁殖;也可投加石棉粉末、硅藻土、黏土等惰性物质，降低污泥指数（3)与污泥指数的关系：污泥指数在70～100之间为正常，过高，则说明污泥沉降性能欠佳或已出现膨胀现象；过低，说明活性污泥颗粒细小，无机物质含量高，活性污泥活性较低.
1. 推流式和完全混合式区别及运行特征:①传统推流式：对一般城市污水的处理效果良好，BOD₅降解率高；污泥的有机污染物在活性污泥反应器内，经历了被吸附和被代谢，是一个完整的代谢过程;从进水到出水有机污染物含量逐渐降低的，前端供氧不足,后端供氧充足；②完全混合式：抗冲击负荷能力强;污水及其所含的有机污染物在曝气池内分布均匀,在反应器内各部位的水质相同；混合液的耗氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池；处理效果低于传统推流式,
2. SBR工艺：（1）即序批式活性污泥工艺系统，间歇运行 （2)特点：流程简单,基建与维护运行费用较低；运行方式灵活，脱氮除磷效果好;具有抑制活性污泥膨胀的条件（3）改良形式:间歇循环延时曝气工艺系统、循环活性污泥、连续进水间歇曝气工艺系统、一体化活性污泥工艺系统、改良型序批式活性污泥工艺系统
3. 氧化沟工艺：（1）原理：氧化沟中污泥的SRT长，使比增殖速度小的微生物便能够生息,特别是硝化细菌占优势,从而氧化沟中的硝化反应能显著进行。(2）类型：巴斯维尔氧化沟工艺系统，卡塞罗~，奥贝尔～,DE型~,T型~,一体化～
4. MBR工艺名称、符号意思:带有膜分离的活性污泥工艺系统.Membrane（薄膜） Bioreactor（生物反应器）
1. 生物脱氮除磷：（1)脱氮原理:氨化反应、硝化反应、反硝化反应（2）除磷原理：利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地、在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷,并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内,形成高磷污泥，排除系统外，达到从污水中除磷的效果（3）影响硝化反应因素：溶解氧、温度、pH、污泥龄 （4)影响反硝化反应因素：温度、溶解氧、pH、碳源有机物 （5）影响生物除磷的因素：溶解氧、NO₃‾—N浓度、BOD/TP值、pH、污泥龄（6）脱氮处理工艺：硝化—反硝化工艺、三级活性污泥法脱氮工艺、缺氧—好氧活性污泥法脱氮工艺（A/O法脱氮工艺) （7)除磷处理工艺：弗斯特利普除磷工艺、厌氧-好氧除磷工艺（An—O法）
2. 同步生物脱氮除磷:(1）工艺：A²/O工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺
3. 生物脱氮和生物除磷的两个AO工艺有什么不同:功能不同,微生物不同，控制条件不同,每个工作周期的功能不同
4. 节能生物脱氮除磷工艺：短程硝化反硝化、ANAMMOX工艺、反硝化除磷
5. 化学沉淀除磷工艺方法：前置除磷工艺、同步除磷工艺、后置除磷工艺
6. 污水厂怎么节能降耗：泵房变频自动调节、鼓风机变频自动控制，曝气量在线反馈调节、处理工艺节能、污泥脱水药剂优选
1. 生物膜处理法的主要特征：（1）微生物相特征：①参与净化反应微生物多样化 ②生物的食物链长 ③能够存活世代时间较长的微生物 ④分段运行与优占种属（2）处理工艺方面的特征：①对水质、水量变动有强烈的适应性 ②污泥沉降性能良好，宜于固液分离 ③能够处理低浓度的污水 ④易于维护运行、节能
2. 生物膜：细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥.
3. 生物膜法的工艺类型：（1）生物滤池:普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池（2）生物转盘（3）生物接触氧化、
4. 生物滤池预处理的要求：去除原污水中的悬浮物等能够堵塞滤料的污染物，并使水质均化。
5. 高负荷生物滤池进水BOD₅值：(1）应当控制在200mg/L以下（2）超过了的办法：处理水回流，降低进水浓度，加大水量
6. 高负荷生物滤池出水回流:①均化与稳定进水水质 ②加大水力负荷，及时的冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性 ③抑制滤池蝇的过度滋长 ④减轻散发是臭味
7. 活性污泥法的污泥回流:补充曝气池混合液流出带走的活性污泥，保证生化系统的污泥浓度；使曝池内的悬浮固体浓度MLSS保持相对稳定;回流至缺氧段可为兼性厌氧菌提供所需的氧气；同时对缓冲进水水质的变化也能起到一定的作用
8. A/O生物脱氮的混合液回流：反硝化反应器内脱氮菌以原污水中的有机物作为碳源,以回流液中硝酸盐的氧为电子受体，进行呼吸和生命活动，将硝态氮还原为氮气，不需外加碳源。
1. 稳定塘：（1）定义:是经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。(2）分类：①根据塘水中微生物优势群体类型和塘水的溶解氧工况分：好氧稳定塘、兼性稳定塘、厌氧稳定塘、曝气稳定塘 ②按出水方式分:连续出水塘、控制出水塘、贮存塘(3）净化作用机理:①稀释作用 ②沉淀和絮凝作用 ③好氧微生物的代谢作用 ④厌氧微生物的代谢作用 ⑤浮游生物的作用 ⑥水生维管束植物的作用（4）影响因素:温度、光照、混合、营养物质、有毒物质、蒸发量和降雨量、污水的预处理
2. 控制出水塘：认为的控制塘的出水，在冬季生物降解能力低下，处理水质难以达到要求时,将污水加以贮存，待天气转暖，降解功能恢复正常，处理水质达到排放标准再排放污水的塘。
3. 深度处理塘：处理常规二级处理工艺的处理水以及处理效果与二级处理技术相当的稳定塘出水，使之达到一定高度的水质标准,以适应收纳水体或回用对水质的要求的处理塘。
4. 土地处理系统：（1）定义：是通过人工控制将污水投配在土地上，通过土壤—植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程,使污水得到净化的一种污水处理工艺（2)作用机理：物理作用、物理吸附与物理化学吸附、化学反应与化学沉淀、微生物代谢作用（3）类型：湿地处理系统、土地渗滤系统
1. 深度处理：①原因：污水经过二级处理、脱氮除磷等处理后，在它的处理水中还会含有相当数量的污染物质，可能会导致水体破坏，所以要进行深度处理 ②对象：有机、无机胶体及悬浮固体；溶解性有机组分；溶解性无机组分；生物组分 ③目的：进一步处理水使其达到排放或回用标准 ④工艺流程：预处理、活性炭吸附过滤、反渗透、氯化和掺和
2. 消毒的方法：液氯消毒、次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒、其他消毒（电化学消毒、光催化消毒、复合消毒技术）
1. 污泥来源和种类:①生污泥：初次沉淀污泥，来自初次沉淀池；剩余活性污泥，来自活性污泥法后的二次沉淀池；腐植污泥，来自生物膜法后的二次沉淀池②消化污泥,生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后,也称为熟污泥 ③化学污泥，用化学沉淀法处理后产生的沉淀物
2. 处理污泥原因及方法:①减量：方法是浓缩、脱水、干化与焚烧 ②稳定：方法是化学稳定、厌氧消化与好氧消化、堆肥 ③无害化:方法是厌氧消化、好氧消化、堆肥、消毒 ④资源化：方法是堆肥、厌氧消化制取沼气、裂解制取富氢燃气、混合烧制建筑材料、土地利用
3. 污泥水分种类及处理方法：①浓缩法：用于降低污泥中的空隙水 ②自然干化法与机械脱水法:脱除毛细水 ③干燥与焚烧：脱除吸附水和颗粒内部水
4. 固体通量的定义：单位时间内,通过单位面积的固体重量 kg/（m²·h)
5. 极限固体通量定义：在浓缩池的深度方向,必存在着一个控制断面,这个控制断面的固体通量最小，即GL kg/（m²·h）
6. 机械脱水前的预处理：(1）原因:有机污泥均由亲水性带负电荷的胶体颗粒组成,颗粒大小不匀,挥发性固体含量高,比阻大，脱水性能很差，所以进行预处理降低比阻值（2）方法：①化学调节法 ②热处理法 ③冷冻法
7. 污泥调理：对污泥进行预处理以提高污泥的浓缩脱水效率，并为经济地进行后续处理而有计划地改善污泥性质的措施.
8. 污泥厌氧消化的三阶段理论:（1）分为:水解发酵阶段、产酸脱氢阶段、产甲烷阶段（2）控制阶段是产甲烷阶段（3）影响因素：消化温度 ；酸碱度与pH；重金属离子、碱与碱土金属；硫酸盐;氨;搅拌与混合
9. 两极与两相消化区别与联系：(1）两级消化工艺是第一级消化池有集气罩，有加热、搅拌设备，第二级消化池不加热，不搅拌,依靠剩余热量继续消化，产生的沼气不收集。两级消化的优点是减少耗热量,减少搅拌所需能耗，热污泥含水率低。(2）两相消化工艺是将酸性发酵阶段和甲烷发酵阶段分别控制在各自消化池最佳环境条件下进行消化，因此消化池总容积小，加温耗热量少，运行管理方便.
10. 投配率:（1)定义：每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数（2)过大和过低产生的问题：投配率高，消化速度慢，可能造成消化池内脂肪酸的积累，使pH值下降,污泥消化不完全,产气量下降，污泥削减量减少。投配率低，污泥消化比较完全,产气率较高，但要求消化池容积足够大，这样会使消化池容积利用率降低、基建费用增高。
11. 污泥焚烧：（1）完全焚烧:污泥所含有的有机物质被全部焚烧掉，最终产物为CO₂，H₂O与N₂(2）不完全焚烧：又称湿式氧化.污泥在高温、高压的条件下,通入氧气，可以维持在液体状态，使有机物氧化。
12. 堆肥的方法：好氧静态堆肥、条垛式堆肥、污泥与城市垃圾混合堆肥、堆肥仓堆肥
1. 污水处理厂设计水量:①HRT＞6h，用平均流量设计 ②连接管渠按最大流量设计 ③二沉池按最大流量设计 ④对合流制系统，格栅沉砂按雨季流量设计；（1+截留系数）＊旱季流量
2. 污水处理厂的污泥处理设置在城市主导风向的下风层.
3. 污水处理厂工艺流程:格栅、沉砂、初沉、生物处理、二沉池、混凝沉淀、过滤、消毒
4. 污水处理厂厂址选择考虑哪些因素:城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路等