环境工程学（王玉恒）环境工程学重点.docx

环境工程学重点第一章水质与水体自净1、 水污染的定义、原因及危害；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 特征的改变，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 质恶化的现象称为水污染水污染的原因⑴自然活动如矿石溶解、火山爆发灰飞、干旱地区风蚀灰尘落入水体等，是目前尚无法控制 的污染⑵人类活动（主要原因）工业生产——工业废水人类生活一一生活污水水污染的危害（一）危害人体健康（―）影响农、林、牧、渔业生产的产量和质量（三） 制约工业的发展（四） 加速生态环境的退化和破坏（五） 造成经济损失2、 水污染控制工程主要研究领域；水体自净及其利用；给水净化处理；城市污水处理；工业废水处理与利用；废水再生与回用；城市、区域和水系的水污染综合整治和受污染水体的修复； 水环境质量标准和废水排放标准3、 三类水质污染指标包含内容；第一类：物理性指标第二类：化学性指标第三类：牛物性指标4、 BOD、COD的概念、类型及相互关系；（3、4 见 PPT）5、 水体自净作用的净化机制、氧垂曲线的定义；净化机制分为三类，物理过程：稀释、扩散、沉淀、挥发等；化学和物理化学净 化：中和、絮凝、吸附、络合氧化、还原；生物净化：水中微生物对有机物的氧 化分解作用水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后乂逐步回升的变化曲线, 称氧垂曲线。

6、污水处理等级的划分，各级处理的处理任务及常用的方法一级处理（包括预处理）二级处理（生物处理）三级处理（深度处理）一级处理主要任务：从废水中去除漂浮物和悬浮物，调节废水水质，减轻废水的腐化程度和后续处理 的工艺负荷常用方法：筛滤法、重力沉淀法、上浮法（如隔油法）、气浮、离心分离、滤池、微滤机等 二级处理（生物处理）主要任务：大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，脱氮除磷处理方法：以生化处理为主体工艺主要有活性污泥和生物膜法三级处理（深度处理）主要任务：防止受纳水体发生富营养化和受到难降解的有毒化合物的污染〃污 水回用处理方法：生物处理、活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗透、消毒等第二章第一节水中粗大颗粒物质的去除1格栅的作用及分类作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大漂浮物和悬浮物，并保证后续 处理设施能正常运行2粗（中）格栅、细格栅各适用于什么场合;3筛网和微滤机的作用筛网：当需要去除水中纤维、纸浆，藻类等稍小的杂物吋，可选用不同孔径的筛 网孔径小于10mm的筛网主要用于工业废水的预处理，它可将尺寸大于3mm 的漂浮物截留在网上孔径小于0.1mm的细筛网则用于处理后出水的最终处理 或作为重复利用水的处理。

微滤机：微滤机具有占地面积小、过滤能力大、操作方便等优点，可用于自来水 厂原水过滤以去除藻类、水蚤等浮游生物，也可用于工业用水的过滤处理、工业 废水中有用物质的回收（如造纸废水的白水微滤净化和纸浆回收）以及污水的最终 处理等4沉砂池的作用；从污水中去除砂子、煤渣等密度较人的无机颗粒，防止无机颗粒对水泵及其它设 备的磨损，也可以使沉淀池中的污泥保持良好的流动性5常用沉砂池的类型；平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池等（简答题）工作原理：整个池内水流为螺旋状前进的流动形式，无机颗粒相互碰撞、摩擦以 及气泡的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉砂粒较为纯净 特点：沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及 加速污水中油类的分离等作用曝气沉砂池中的沉砂有机物含量较低的原因：由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气 泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒 较为纯净，有机物含量只有5%左右，长期搁置也不至于腐化7旋流式沉砂池的工作原理；常用的旋流沉沙池种类；工作原理：利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒沉淀，并使有机物随水流 走。

类型：平流式水力漩流沉砂池、钟氏沉砂池（Jones・Attwood J eta）、比氏沉砂池（Pista）第二节水中悬浮物质及胶体物质的去除一、沉淀1四种沉淀类型的特点及其适用的场合；自由沉淀：颗粒物浓度较小、颗粒物理性质不变、各自独立沉淀、沉速不变、沉 淀轨迹为直线（沉砂池）絮凝沉淀：颗粒物之间互相粘结，颗粒尺寸逐渐增大，沉速逐渐增大，轨迹为曲 线混凝沉淀池、二沉池中间段的沉淀）拥挤沉淀或成层沉淀：颗粒浓度较高，整体下沉，有清晰的泥水界面，呈现界面 下沉（二沉池下部、污泥重力浓缩池开始阶段）压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间挤压成团状结构，上层颗粒的重力 作用将下层颗粒间的水挤压出來二沉池污泥斗、污泥重力浓缩池）2沉淀池的表面水力负荷q （溢流率）的物理意义；沉淀池的表面水力负荷，或称沉淀池的溢流率，其物理意义是在单位吋间内通过 沉淀池单位表面积的流量3颗粒的截留速度uo的物理意义：uO为颗粒的截留速度，其物理意义为：沉淀池达到一定的去除率时，能够被全 部去除的颗粒的最小沉速4理想沉淀池中uo和q的关系及其计算公式；q= Q/A理想沉淀池中，uO与q在数值上相同，但它们的物理概念不同：只要确定达到某一去除率几时颗粒的截留速度uO,就可以求得理想沉淀池的溢 流率或表面水力负荷。

可以通过自由沉淀试验來确定uO,进而确定q5 q的大小与沉淀效率关系； 表面水力负荷越小，沉淀效率越高6沉淀池的分类（按功能的不同和池内水流方向的不同）; 按功能分初次沉淀池，二次沉淀池平流，竖流，辐流按水流方向分池型，多为IO久有方形或多角形 池中央进水.池四周岀水JT泥斗衽 池中央池内水潦由下向上 池内水流向四周令議7三种沉淀池的运行方式、特点与适用场合；（表2・8,书P105）8沉淀池的组成部分及作用；沉淀池由五部分组成：进水区、岀水区的功能是使水流的进入与流岀 保持平稳，以提高沉淀效率； 沉淀区是悬浮物分离的场所；贮泥区贮存、浓缩与排放污泥； 缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥；9沉淀池排泥方式；平流：排泥装置与方法：（1）静水压力法：利用池内的静水位，将污泥排出池 外2）机械排泥法：链带式刮泥机（初沉池）、行走小车刮泥机（初沉池）、 单口扫描泵吸式（二沉池）辐流：作为初沉池时，沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除，分中心传动式及 周边传动式等;作为二沉池时，采用静水压力排泥法.10辐流式沉淀池的进出水方式；有中进周出、周进中出、周进周出及旋转臂配水等几种形式11分析斜流式沉淀池提高沉淀池处理效率的原因；斜流式沉淀池通过增大沉淀池的面积，改善水力条件提高沉淀池处理效率.12斜流式沉淀池不宜作二沉池的原因；活性污泥粘性较大二、混凝1处理的对象；悬浮颗粒、胶体颗粒2混凝基本概念：凝聚、絮凝及混凝；（简答或名词解释）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混凝：一种改变胶体颗粒性质，使它们能够彼此接近并附着，从而产生较大的絮 体颗粒的方法3混凝机理：压缩双电层（高价金属离子，如铝离子、铁离子）、吸附电中和（异 号离子或异号胶粒）、吸附架桥作用（高分子聚合物）以及网捕作用（铝或铁的 氢氧化物）；压缩双电层：投入电解质后，水中与胶粒上反离子具有相同电荷的离子浓度增加 了，这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数减 少，降低或消除g电位，并使扩散层厚度减小，这种作用称为压缩双电层吸附电中和（异号离子或异号胶粒）、异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚； 大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，F电位降低，吸引力使同号胶粒相互靠近发 生凝聚吸附架桥作用（高分子聚合物人指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和 氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象网捕作用（铝或铁的氢氧化物）；当采用硫酸铝、氯化铁等高价金属盐类作混凝 剂时，当投加量很大形成大量的金属氢氧化物（如AI（0H）3、Fe（0H）3沉淀时，可 以网捕、卷扫水中的胶粒，水中的胶粒以这些沉淀为核心产生沉淀。

这基本上是 一种机械作用4常用的混凝剂及相应的混凝机理：铝盐和铁盐是应用最广无机盐混凝剂（投 加量较少或pH较低时，以压缩双电层为主（原因？）;相反，以吸附架桥和网 捕作用为主（原因））；（客观题或简答题）1）当用铝铁盐处理含低浓度胶体废水时，凝聚方式以网捕作用最为有效，此时混凝剂的投加量必须超过它们的氢氧化物在水中的极限溶解度，見最佳用量G1 随胶体浓度的増大而降低；2）胶体浓度较高时，宜用电性中和和压缩双电层来脱稳，此时凝聚剂的最佳用 量G2低于网捕絮凝用量，口与胶体浓度之间存性的化学计量关系；3 ）胶体浓度很高时，混凝剂用量低于1）而高于2）；此时，采用高分子絮凝剂 比用无机金属盐更经济有效，其最佳用量与胶体浓度之间亦存性的化学计量 关系，4 ）不论使用何种混凝剂，投加量都必须适当量不足，达不到应有的混凝效果， 量过大则会造成胶体复稳高分子混凝剂（以吸附架桥作用为主）：常用无机高分子混凝剂为聚合氯化铝、 聚合硫酸铁；常用有机高分子混凝剂为聚丙烯酰胺（PAM） 5混凝工艺流程；混凝工艺流程由药剂投加、混合、反应及沉淀分离等单元组成6混合的作用及其操作要求，絮凝反应的作用及其操作要求；混合的作用：使药剂能快速、均匀地分散到废水中。

操作要求：水力条件要求：搅拌时间：10 —30s, 一般不超过2min速度梯度:G=500~1000s-lo絮凝反应作用：是使混合形成的小絮凝体经过充分碰撞接触，聚结成较人颗粒的 过程操作要求：反应过程的水力条件速度梯度G二10〜70s-lo水流速度v=15 —30mm/so反应时间t=15 —30mino絮凝控制指标Gt值=104-4X1057常用的混合方式，常用的反应设备混合方式：水力混合、机械混合常见混合方式：管式混合、水泵混合、机械混合反应设备：管式混合：A、普通管道混合B、管式静态混合器C、扩散混合器其它水力混合方式：A、分流隔板混合池B、跌水混合池C、水跃式混合池D、涡 流式混合设备E、廊道式格板混合池絮凝反应设备：水力搅拌反应池（A、隔板反应池B、折板反应池C、穿孔旋流 反应池D、旋流式反应池E、涡流式反应池）、机械搅拌反应池三、澄清池什么是澄清池？常用的澄清池的种类？定义：完成水与药剂混合、反应及絮体分离三过程于一体的一种专门设备泥渣循环分离型悬浮泥渣过滤型机械加速澄淸池水力循环澄清池 普通悬浮澄淸池 脉冲澄清池四、过滤（1） 粒状介质过滤的定义（名词解释）水和废水通过粒状滤料（如石英砂）床层时，其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤 料的表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为粒状 介质过滤。

2） 过滤作用（简答题）；过滤的机理作用：1、滤池设置于混凝沉淀工艺或澄清池之后，滤池岀水浊度须达到饮用水 标准；2、 也可用于活性炭吸附、离子交换及膜分离等深度处理之前的预处理；3、 为滤后消毒操作创造良好条件机理：1、 阻力截留：滤料床表层形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这种作用属于阻力截留或筛滤作用2、 重力沉降：原水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了。