水污染控制工程实习讲义
环境科学与工程系
厦门大学嘉庚学院
实验一混凝沉淀实验
实验目的：
１．通过本实验，加深对混凝机理的理解，了解影响混凝沉淀的主要因素；
２．通过实验，确定给定所配水样的混凝剂最佳投药量；
３．认识几种混凝剂，掌握其配制方法。
实验原理：
水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面物质，致使水中这种含浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于１、能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的Zeta电位，实现胶粒“脱稳”；２、同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；３、网捕作用；而达到颗粒的凝聚。
混凝是水处理工艺中十分重要的一个环节。所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体物质。混合和反应是混凝工艺的两个阶段，投药是混凝工艺的前提，选者性能良好的药剂，创造适宜的化学和水利条件，是混凝的关键问题。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。混凝剂的效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。投加量不足不可能有很好的混凝效果。同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。
设备及用具：
１．定时变速六联搅拌机；
２．HS酸度计；
３．WG光电浊度仪；
４．1000 mL烧杯、洗耳球、移液管；
５．硫酸铝、氯化铁、蒸馏水；
６．水样。
注意事项：
1．在搅拌过程中，注意观察并记录矾花的形成、外观、大小、密实程度、沉降性能等；
2．因投药量少，所以要用洗瓶将加药管内的残余药液洗至水样杯内以免影响投药量的精确度；
３．吸取上清液时，要用相同条件吸取上清液，不要把沉下去的矾花搅带上来，以免影响测量效果。
步骤及纪录：
１．测定原水水温、浊度；
２．认真了解六联搅拌机的使用方法；
３．分别量取原水样600mL于六个1000mL烧杯中，置于搅拌机下；
４．选用一种混凝剂，用移液管分别量取不同量药液于搅拌机的加药试管中；
５．开机，并调整搅拌机转速，至150转／分左右，待转速稳定后将投药管内的药剂投入水样杯中，并从投药那一刻开始计时，
150~180 转／分，1分钟，
100~120转／分，5分钟
60 ~ 80转／分，10分钟
６．搅拌完成达设定时间后，停机。水样杯静沉15—20分钟；
注意：不要将水样杯摇动以带起或搅动矾花。
７．静沉后，用移液管吸取上清液，测残余浊度，将结果填入下表。
实验结果整理：
1．原水水温：
2．原水浊度：
以投药量为横坐标，剩余浊度为纵坐标绘制曲线，
剩余浊度(度)
投药量（mg/L）
投药量与剩余浊度关系曲线；
实验讨论：
１．根据本实验所给定的条件，计算出最佳投药量及适用范围。
２．根据实验结果及实验中所观察到的现象，简述影响混凝效果的几个主要因素。
３．为什么投药量大时，混凝效果不一定好？
实验二 充氧曝气实验
实验目的：
1．加深理解曝气充氧的机理及影响因素。
2．了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。 3．测定几种不同形式的曝气设备氧的总转移系数K Las ，充氧能力Q c ，氧利用率η％等，并进行比较。
实验原理：
曝气是活性污泥系统的一个重要环节，它的作用是向池内充氧，保证微生物生化作用所需之氧，同时保持池内微生物、有机物、溶解氧，即泥、水、气三者的充分混合，为微生物降解创造有利条件。因此了解掌握曝气设备充氧性能，不同污水充氧修正系数a 、B 值及其测定方法，不仅对工程设计人员、而且对污水处理厂（站）运行管理人员也至关重要。此外，二级生物处理厂（站）中，曝气充氧电耗占全厂动力消耗的60—70％，因而高效省能型曝气设备的研制是当前污水生物处理技术领域面临的一个重要课题。因此本实验是水处理实验中的一个重要项目，一般列为必开实验。 一、曝气设备清水充氧性能测定
曝气是人为地通过一些设备加速向水中传递氧的过程，常用的曝气设备分为机械曝气与鼓风曝气两大类，无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属传质过程，氧传递机理为双膜理论，如图3-43示在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程式为：
)(C C K dt
dc
S La -=
（3-58） 式中
dt
dc
——液体中溶解氧浓度变化速率mg/L ·min ；
C S －C ——氧传质推动力，mg ／L ； C S ——液膜处饱和溶解氧浓度，mg/L ；
C —一液相主体中溶解氧浓度，mg ／L ；
W
Y A
D K L L La ??=
——氧总转移系数；
D L ——液膜中氧分子扩散系数；
Y L ——液膜厚度
A ——气液两相接触面积； W ——曝气液体体积。
由于液膜厚度Y L 和液体流态有关，而且实验中无法测定与计算，同样气液接触面积A 的大小也无法测定与计算，故用氧总转移系数K La 代替。
将式（3-58）积分整理后得曝气设备氧总转移系数K La 计算式。 t
S S La C C C C t t K ---=
0lg 303.2 (3-59) 式中 K La ——氧总转移系数。1/min 或1/h ； t 0、t ——曝气时间，min ；
C 0——曝气开始时池内溶解氧浓度，t 0＝0时，C 0＝0，mg ／L ； C S ——曝气池内液体饱和溶解氧值，mg ／L ；
C t ——曝气某一时刻t 时，池内液体溶解氧浓度，mg ／L 。
由式中可见，影响氧传递速率K La 的因素很多，除了曝气设备本身结构尺寸，运行条件而外，还与水质水温等有关。为了进行互相比较，以及向设计、使用部门提供产品性能，故产品给出的充氧性能均为清水，标准状态下，即清水（一般多为自来水）一个大气压20℃下的充氧性能。常用指标有氧总转移系数K las 充氧能力Q c 、动力效率E 和氧利用率η％。 曝气设备充氧性能测定实验，一种是间歇非稳态法，即实验时一池水不进不出，池内溶解氧浓度随时间而变；另一种是连续稳态测定法，即实验时池内连续进出水，池内溶解氧浓度保持不变。目前国内外多用间歇非稳态测定法，即向池内注满所需水后，将待曝气之水以无水亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钻为催化剂，脱氧至零后开始曝气，液体中溶解氧浓度逐渐提高。液体中溶解氧的浓度C 是时间t 的函数，曝气后每隔一定时间 t 取曝气水样，测定水中溶解氧浓度，从而利用上式计算K La 值，或是以亏氧量（C S －C t ）为纵坐标，在半对数坐标纸上绘图，直线斜率即为K La 值。 设备及用具
1．鼓风曝气清水充氧设备（包括一体式膜生物反应器和接触氧化池的充氧曝气设备）。 2. 水中溶解氧测定设备、秒表、温度计等。 3. 无水亚硫酸钠、氯化钴等。
步骤及记录：
鼓风曝气清水充氧实验步骤：
1．往柱内注人清水，测定水样体积V 和温度，测定水中溶解氧值，计算池内溶氧量G=DO ·V 。
2．计算投药量：
（1）脱氧剂采用无水亚硫酸钠。
根据 2Na 2SO 3+O 2=2Na 2SO 4 则每次投药量g=G ×8×(1.1～1.5)。1.1～1.5值是为脱氧安全而取的系数，本实验取1.5。
（2）催化剂采用氯化钻，清水中有效钴离子浓度以0.4mg ／L 为好，一般使用氯化钴（CoCl 2·H 2O ），因为
CoCl 2·H 2O/Co 2+= 238/59 ≈ 4.0 所以单位水样投加钴盐量为
CoCl 2·H 2O 0.4×4.0 = 1.6V V 为水样体积，m 3。
将称得的药剂用温水化开，由池顶倒人池内，约10min 后，取水样、测其溶解氧。 3．当水中溶解氧为零后，打开气泵开始曝气，并记录时间；同时每隔一定时间（l min ）取一次样，测定溶解氧值，连续取样10一15个；而后，拉长间隔，直至水中溶解氧不再增长（达到饱和）为止；随后，关闭进气阀门。
4．实验中计量风量、室外温度。并观察曝气时柱内现象。 [数据处理]
水温_______；水样体积_______；Cs=_______；亚硫酸钠用量________；氯化钴用量_______。
1．参数选用
因清水充氧实验给出的是标准状态下氧总转移系数K Las 。，即清水（本次实验用的是自来水）在一个大气压，20℃下的充氧性能，而实验过程中曝气充氧的条件并非是一个大气压，20℃，但这些条件都对充氧性能有影响，故引入了压力、温度修正系数。 （1）温度修正系数
T
K -=20024.1 (3-60)
修正后的氧总转移速率为
La T
La Las K K K K ?=?=-20024
.1 （3-61） 此为经验式，它考虑了水温对水的粘滞性和饱和溶解氧值的影响，国内外大多采用此式，
本次实验也以此进行温度修正。 （2）水中饱和溶解氧值的修正
由于水中饱和溶解氧值受其中压力和所含无机盐种类及数量的影响，所以式（3－59）中的饱和溶解氧值最好用实测值，即曝气池内的溶解氧达到稳定时的数值。另外也可以用理论公式对饱和溶解氧标准值进行修正。 用埃肯费尔德公式进行修正。
42206.0t b Q
P P += （3－62）
式中 P b ——空气释放点处的绝对压力； MPa H
P P a b 10
10?+
= (3-63) P a ——0.1MPa
H ——空气释放点距水面高度，m ； Q t ——空气中氧的克分子百分比；
%)1(2179100
%)1(21ηη-+?-=t Q (3-64)
η％——曝气设备氧的利用率，％。
则式（3－59）中饱和溶解氧值C S 应用下式求得：
C Sm ＝C S ·P （3-65） 式中 C Sm ——清水充氧实验池内经修正后的饱和溶解氧值，mg ／L ； C S ——1个大气压下某温度下氧饱和浓度理论值，mg ／L ； P ——压力修正系数。
有实测饱和溶解氧值用实测值，无实测值可采用理论修正值。 2．氧总转移系数K Las
氧总转移系数K Las 是指在单位传质推动力的作用下，在单位时间、向单位曝气液体中
所充入的氧量。它的倒数1/K Las 单位是时间，表示将满池水从溶解氧为零充到饱和值时所用时间，因此K Las 是反映氧传递速率的一个重要指标。
K Las 的计算首先是根据实验记录，或溶解氧测定记录仪的记录和式（3-59），按表3-41计算，或者是在半对数坐标纸上，以（C Sm －C t ）为纵坐标，以时间t 为横坐标绘图求K La 值。
求得K La 值后，利用式（3-61）求得K Las 值。
3．充氧能力Q c
充氧能力是反映曝气设备在单位时间内向单位液体中充入的氧量。
Q c ＝K Las ·C S kg （O 2）/h ·m 3 （3-66）
式中 K Las ——氧总转移系数（标准状态）1/h 或l/min ；
C S ——l 个大气压，20℃时氧饱和值，C S ＝9.17mg ／L 。
4．动力效率E
h kW O kg N W
Q E c ??=/)(2 (3-67)
E 是指曝气设备每消耗一度电时转移到曝气液体的氧量。由此可见，动力效率将曝气供氧与所消耗的动力联系在一起，是一个具有经济价值的指标，它的高低将影响到活性污泥处理厂（站）的运行费用。
式中 N ——理论功率，即不计管路损失，不计风机和电机的效率，只计算曝气充氧所耗有
用功。
6.3102?=b b H
Q N (3-68)
式中 H b ——风压，m ； Q b ——风量，m 3／h 。 0
00
b b b
b b b T P T P Q Q ??= （3-69）
由于供风时计量条件与所用转子流量计标定时的条件相差较大，而要进行如上修正。 式中 Q b0——仪表的刻度流量m 3／h ；
P b0——一标定时气体的绝对压力，0.1MPa ；
T b0———标定时气体的绝对温度，293°T P b ——气体的实际绝对压力MPa ；
T b ——被测气体的实际绝对温度，273°＋t ℃； Q b ——修正后的气体实际流量，m 3／h 。 5．氧的利用率
%10028.0???=Q W
Q c η (3-70)
式中 Q ——标准状态下（1atmi 、273°T 时）的气量。
a b a
b b
P T T
P
Q
Q
??
?
=（3-71）Q b、T b、P b——意义同前；
P a——1atm；
T a——273K；
0.28kg/m3——标准状态下一立方米空气中所含氧的重量。
注意事项：
1．每个实验所用设备、仪器较多，事前必须熟悉设备、仪器的使用方法及注意事项。
2．加药时，将脱氧剂与催化剂用温水化开后，加入到储水池中，搅拌均匀，再进水。
3．实测饱和溶解氧值时，一定要在溶解氧值稳定后进行。
4．水温、风温（送风管内空气温度）宜取开始、中间、结束时实测值的平均值。
思考题：
1．论述曝气在生物处理中的作用。
2．曝气充氧原理及其影响因素是什么？
3．曝气设备类型、动力效率、优缺点是什么？
4．氧总转移系数K La的意义是什么？
5．曝气设备充氧性能指标为何均是清水？标准状态下的值是多少？
6．鼓风曝气设备与机械曝气设备充氧性能指标有何不同？
实验三过滤实验
实验目的：
1、了解普通快滤池过滤、反冲洗的工作原理，加深对过滤基本规律的理解。
2、了解滤速、反冲洗强度、滤层膨胀率、出滤水浊度变化、清洁滤层水头损失、滤层膨胀率之间的关系。
实验原理：
快滤池滤料层能截留粒径远比滤料空隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。欲得到水质较好的滤后水，除了滤料组成需符合要求外，滤前投加絮凝剂也是必需的。
当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行反冲洗。少数情况下，虽然水头损失未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定值，也需要进行反冲洗，反冲洗强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。
为了保证滤池的出水水质，常规滤前水浊度不宜超过10～15度。本实验采用投加混凝剂的直接过滤，进水浊度可以高达几十甚至百度以上。因原水加药较少，混合后不经充分絮凝反应直接进入滤池，形成矾花粒径小、密度大，不易穿透，故允许进水浊度较高。
实验设备及用具：
1、过滤实验柱，石英砂；
2、PHS-3C精密酸度计；
3、SGZ-2P微机浊度仪；
4、1000 mL烧杯、1000 mL量筒、洗耳球、移液管、温度计、秒表；
5、10 g/L FeCl3、蒸馏水；
6、水样。
实验步骤及记录：
测定原水水温、浊度、pH值，测量过滤实验柱的相关数据，并分别填入表一和表二；
表一原水的相关数据
2、将滤柱倾倒后装填滤料，装填高度约为20 cm，然后将滤柱立起，正确连接反冲洗管路（下进上出），打开阀门用自来水对滤料进行反冲洗，直至出水水质清澈为止，同时滤料自行分层；
冲洗完毕后将冲洗水从滤柱下端的出水口排出（尽可能把水全部排出），同时观察滤层
的分层情况。连接滤柱上端的进水管开始进水，控制进水流量，使液面高度保持在进水管口位置；分别测定开始过滤后的1 min 、2 min 、3 min 、4 min 、5 min 、7 min 、10 min …..的出水的浊度和流量，将结果填入表三；
表三 过滤记录表
将水样排出，同步骤1中的管路连接方式用自来水保持一定的冲洗流量进行反冲洗，
注意观察反冲洗过程中不同的反冲洗强度对滤层膨胀率的影响。并分别测定开始冲洗后的1 s 、10 s 、30 s 、1 min 、2 min 的出水的浊度，将结果填入表四。
反冲洗完毕后，将水排尽，然后连接管路，在水样中加入一定量的混凝剂（氯化铁），然后用泵提升进入滤柱中重新进行过滤实验，操作同步骤3，将数据记录在表五中．并与步骤3中的实验结果进行比较。
完成过滤实验后，将实验器材清理干净后摆放整齐。
实验注意事项：
1、实验过程管路的连接要正确，对进出水管施力时切勿用力过猛，接口处要连接紧密，防止渗漏。
2、在进行反冲洗时，冲洗强度应当适中，强度过大会将滤料的上层细砂带走，造成滤料的损失，影响过滤效果，强度过小则反冲洗效果不佳。
实验讨论：
1、滤层内有空气泡时对过滤和反冲洗有何影响？
2、当原水浊度一定时可采取哪些措施来降低出水浊度？
3、反冲洗时滤料自行分层的原理是什么？
实验四 活性炭吸附实验
实验目的：
1、了解活性炭的吸附工艺及性能；
2、掌握用静态法和动态法确定活性炭处理印染废水的方法。
3、掌握用亚甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面积。
实验原理：
吸附是发生在固－液（气）两相界面上的一种复杂的表面现象，它是一种非均相过程。大多数的吸附过程是可逆的，液相或气相内的分子或原子转移到固相表面，使固相表面的物质浓度增高，这种现象就称为吸附；已被吸附的分子或原子离开固相表面，返回到液相或气相中去，这种现象称为解吸或脱附。在吸附过程中，被吸附到固体表面上的物质称为吸附质，吸附吸附质的固体物质称吸附剂。
活性炭是一种由含炭材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔。活性炭主成分除了碳元素以外还有氧、氮、氢等元素及灰份。常见的活性炭有颗粒状、粉状两种。
活性炭吸附的作用产生于两个方面：一方面是由于活性炭内部分子在各个方面都受着同等大小力而在表面的分子则受到不平衡的力，这就使其他分子吸附于其表面上，此过程为物理吸附；另一方面是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此过程为化学吸附。活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。
当活性炭在溶液中吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时，被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化，而达到了平衡，此时的动态平衡称为活性炭吸附平衡。活性炭的吸附能力以吸附量q 表示。
()M X
M C C V q =-=
式中：q －活性炭吸附量，即单体质量的吸附剂所吸附物质质量，g/g ； V —污水体积，L ；
C0、C —分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，g/L ； X —被吸附物质质量，g ； M —活性炭投加量，g 。
实验设备及用具：
1、吸附柱，活性炭；
2、752型紫外可见分光光度计、PHS-3C 精密酸度计、THZ-312型恒温振荡器；
3、烧杯、量筒、锥形瓶、洗耳球、移液管、温度计、秒表；
4、模拟印染废水（亚甲基蓝储备液，浓度为0.2 g/L ）。
实验步骤及记录：
1、标准曲线绘制
将亚甲基蓝储备液稀释200倍来模拟印染废水，分别取该模拟印染废水1 ml、2 ml、5 ml、10 ml、20 ml、25 ml、50 ml放入50ml的比色管中，加水到50ml。设进水浓度为100%，则比色管中浓度依次为2%、4%、10%、20%、40%、50%、100%。以蒸馏水为参比测定吸光度，并绘制浓度－吸光度曲线。
2、静态吸附实验
称取一定量的粉末状（0.5~1.0g左右）和杆状（4.0~5.0g左右）活性炭，分别加入到盛有200 ml模拟印染废水的锥形瓶中(做对比实验)，置于恒温振荡器中，在20℃下进行振荡吸附，每隔10 min取出锥形瓶，静置两分钟,取上清液测定吸光度并记录，直至吸光度稳定为止，对照标准曲线得出剩余吸附液浓度，计算活性炭相应时刻的吸附量，绘制时间t和吸附量q的关系曲线，即静态吸附曲线。
3、动态吸附实验
在吸附柱内装填高度约为15~20 cm的颗粒状活性炭，然后将滤柱立起，正确连接反冲洗管路（下进上出），打开阀门用自来水对活性炭进行清洗，直至出水水质清澈为止。清洗完毕后，将亚甲基蓝储备液稀释200倍于储水箱中(根据储水箱的体积来换算)，采用下进上出的方式进行动态吸附，将出水流量控制在0.4 L/min 左右，同时开始计时，测定稀释过的水样吸光度，并且每10 min测定一次出水的吸光度，直至吸光度稳定为止，对照标准曲线得出剩余吸附液浓度，计算活性炭对应时刻的吸附量q，绘制时间t和吸附量q的关系曲线，即动态吸附曲线。
表一模拟染料废水水质
实验注意事项：
1、在进行静态吸附实验取样时，要先停止振荡才能将锥形瓶取出，取出后先静置待活
性炭沉降下来后再取样。
2、在进行动态吸附实验时，进水流量大小要适宜。流量过大容易导致短流，即废水未经过活性炭的空隙而直接穿过吸附层，从而影响出水水质，进水水量太小则有会影响处理速度。
实验讨论：
1、静态吸附法和动态吸附法有何区别和优缺点？
2、动态吸附法采用上进水下出水的运行方式是否可行并说明原因？
3、吸附曲线有何实际意义？
4、列举活性炭的解吸再生方法并简要说明其原理和操作条件。
5、试通过本实验获得的数据，分别计算颗粒状活性炭和粉末状活性炭的比表面积并比较它们的大小。
水污染控制工程（下）课后作业标准答案 水污染控制工程作业标准答案1 1、试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。 答：自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。 絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。 区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。 压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。 联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。 2、设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别？ 答：设置沉砂池的目的和作用：以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。曝气沉砂池的工作原理：由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。曝气沉砂池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。 3、水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或上浮）的基本规律，影响沉降或上浮的因素是什么？
水污染控制工程 第一章 概述 1.1 生物处理的目的和重要性 废水生物处理的目的：1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物； 2) 稳定和去除废水中的有机物；3) 去除营养元素氮和磷。 废水生物处理的重要性：1)城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。 微生物在废水生物处理中主要有三个作用：1)去除有机物（以COD 或BOD 5表 示），去除其它无机营养元素如N 、P 等；2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；3)稳定有机物。 微生物代谢过程简介： 微生物代谢所需要的几个基本要素：能源；碳源；无机营养元素——N 、P 、S 、K 、C a 、M g 等；有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等） 废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：化能异养型代谢；化能自养型代谢；光合异养型代谢；光合自养型代谢。 生物处理中的重要微生物 ①细菌：细菌——包括了真细菌(eubacteria )和古细菌(archaebacteria )；——是废水生物处理工程中最主要的微生物；根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌(-10oC ~15 oC )、中温菌(15 oC ~45 oC )和高温菌(>45 oC ) ②真菌：真菌的三个主要特点：1)能在低温和低pH 值的条件生长；2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；3)能降解纤维素。真菌在废水处理中的应用：1)处理某些特殊工业废水；2)固体废弃物的堆肥处理 ③原生动物、后生动物：原生动物主要以细菌为食；其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。后生动物以原生动物为食；也可作为指示生物。 1.2 生物处理法在废水处理中的地位 有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法：颗粒状有机物(>1μm )：可以采用机械沉淀法进行去除的颗粒物；胶体状有机物(1nm ~100nm )：不能采用机械沉淀法进行去除的较小的有机颗粒物；溶解性有机物(<1nm )：以分散的分子状态存在于水中的有机物 有机物 微生物 新的细胞物质 CO 2、H 2O 生物残渣 内源呼吸 分解 合成
1.污水污染指标一般可分为物理性质指标,化学性质指标,生物性质指标三类。 2.生物需氧量(BOD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量。 3.化学需氧量(COD):用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。|||在酸性条件下将废水中的有机物氧化成CO2和水所消耗的氧量 4.5日生化需氧量(BOD5):目前以5d作为测定生化需氧量的标准时间。 5．混合液悬浮固体浓度(MLSS或X):曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量,也称之为污泥浓度. 6.混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS):单位体积混合液悬浮固体中有机物的质量. 7.污泥沉降比(SV%):是指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数, 标准采用1L的量筒测定污泥沉降比.SV%=V1/V 8.污泥体积指数(SVI):曝气池混合液沉淀30min后,每单位质量干泥形成的湿污泥的体积.(一般不标单位)SVI=10SV/X.SVI为50~150时污泥沉降性能良好. 9.污泥龄:曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比. 10.活性污泥负荷(Ls):单位质量活性污泥在单位时间内所能去除的BOD5量. 11.容积负荷(Lv):单位容积曝气池在单位时间内所能接纳的BOD5量. 12.水力停留时间(HRT):指待处理污水在反应器内的平均时间,也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间 13.生物流化床处理技术:借助流体(液体，气体)使表面生长着微生物的固体，颗粒(生物颗粒)呈流态化，同时进行有机污染物降解的生物膜法处理技术。 14.污泥投配率(p%):每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数。 气固比（a）：溶解空气量（A）与原水中悬浮固体含量(S)的比值 15.活性污泥膨胀:混合液在1000mL量筒中沉淀30min后,污泥体积膨胀,上层澄清液减少的现象. 16.COD>BODu>BOD20>BOD5 理由：①概念：BOD指水中有机污染物被好氧微生物分解时所需要的氧量;COD指在酸性条件下将废水中的有机物氧化成CO2和水所消耗的氧量
水污染控制工程期末复习试题及答案（一） 一、名词解释 1、COD:用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂的量。 2、BOD:水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量。 3、污水的物理处理:通过物理方面的重力或机械力作用使城镇污水水质发生变化的处理过程。 4、沉淀法:利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力的作用下产生下沉作用，已达到固液分离的一种过程。 5、气浮法：气浮法是一种有效的固——液和液——液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。 6、污水生物处理：污水生物处理是微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陈代谢功能，对污水中的污染物质进行分解和转化。 7、发酵：指的是微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生不同的代谢产物。 8、MLSS：（混合液悬浮固体浓度）指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称之为污泥浓度。 9、MLVSS(混合液挥发性悬浮固体浓度)：指混合液悬浮固体中有机物的含量，它包括Ma、Me、及Mi三者，不包括污泥中无机物质。P-102 10、污泥沉降比：指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数，通常采用1L的量筒测定污泥沉降比。P-103 11、污泥体积指数：指曝气池混合液静止30min后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积，常用单位为mL/g。P-103 12、污泥泥龄：是指曝气池中微生物细胞的平均停留时间。对于有回流的活性污泥法，污泥泥龄就是曝气池全池污泥平均更新一次所需的时间（以天计）。（网上搜索的） 13、吸附：当气体或液体与固体接触时，在固体表面上某些成分被富集的过程成为吸附。 14、好氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体的呼吸作用称为好氧呼吸。 15、缺氧呼吸：以氧化型化合物作为最终电子受体的呼吸作用称为缺氧呼吸。 16、同化作用：生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成成分，并以剩余活性污泥的形式得以从污水中去除的过程，称为同化作用。 17、生物膜法（P190）：生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式，其共同的特点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。18、物理净化（P7）：物理净化是指污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。 19、化学净化（P-7）：是指污染物质由于氧化、还原、分解等作用使河水污染物质浓度降低的过程。 20、生物净化（P-7）：是指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。 二、填空 1、污水类型：生活污水、工业废水、初期雨水、城镇污水 2、表示污水化学性质的污染指标：可分为有机指标(生化需氧量（BOD) 、化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOC）、油类污染物、酚类污染物、表面活性剂、有机碱、有机农药、苯类化合物）和无机指标（ PH、植物营养元素、重金属、无机性非金属有害有毒物（总砷、含硫化合物、氰化物） 3、水体自净分类：物理净化化学净化生物净化。 4、根据地域，污水排放标准分为哪些？ 根据地域管理权限分为国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准 5、沉淀类型 6-404
1.试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。 答：自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。 絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。 区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。 压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。 联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。 2.设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别？答：设置沉砂池的目的和作用：以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。曝气沉砂池的工作原理：由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。曝气沉砂池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。 3.水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或上浮）的基本规律，影响沉降或上浮的因素是什么？ 基本原理：沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。 基本规律：静水中悬浮颗粒开始沉降（或上浮）时,会受到重力、浮力、摩擦力的作用。刚开始沉降（或上浮）时，因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时, 颗粒即等速下沉。 影响因素：颗粒密度，水流速度，池的表面积。 4.加压溶气气浮法的基本原理是什么？有哪几种基本流程与溶气方式，各有何特点？ 答：加压溶气气浮法的基本原理：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来。 基本流程及特点：全加压溶气流程，特点是将全部入流废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，进行固液分离。部分加压溶气流程：将部分入流废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，其它部分直接进入气浮池，进行固液分离。部分回流加压溶气流程：将部分清液进行回流加压，入流水则直接进入气浮池，进行固液分离。 5.废水处理中，气浮法与沉淀法相比，各有何优缺点？ 答：气浮法：能够分离那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒，适用于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情况，但是产生微细气泡需要能量，经济成本较高。沉淀法：
目录 目录 (1) 专题一污水水质与污水出路 (2) 专题二污水的物理处理(1) (7) 专题三废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础 (13) 专题四稳定塘和污水的土地理 (22) 专题五污水的好氧生物处理（二）——活性污泥法 (26) 专题六污水的厌氧生物处理 (29) 专题七城市污水的深度处理 (36) 专题八污泥的处理和处置 (39)
专题一污水水质与污水出路 污水水质 国际通用三大类指标：物理性指标化学性指标生物性指标 水质分析指标 物理性指标 温度：工业废水常引起水体热污染造成水中溶解氧减少加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化色度：感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物 嗅和味：感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质固体物质：溶解物质 悬浮固体物质挥发性物质 固定性物质 水和污水中固体成分的内部相关性 水和污水中杂质颗粒分布 化学性指标有机物 生化需氧量（BOD）biological oxygen demand 在一定条件下，好氧微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量。（20℃，5d）。 反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量主要污染特性（以mg/L为单位）。 有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。 实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃为测定的标准温度。 讨论：①任何日BOD与第一阶段BOD(L0)的关系 生化研究试验表明,生化反应的速度决定于微生物和有机物的含量,至于水中溶解氧的含量只要满足微生物的生命活动就可以,在反应初期,微生物的数量是增加的,但到一定时间后,微生物的量就受到有机物含量的限制而达到最大值,此时反应速度受到有机物含量的限制,即有机物的降解速度和该时刻水中有机物的含量成正比,由于有机物可以用生化需氧量表示,所以水中的耗氧速率和该时刻的生化需氧量成正比 d(L0-L t)/dt=KL t dL t/dt=-KL t 式中: L0、L t─分别表示开始、t时刻水中剩余的第一阶段的BOD K─反应速率常数，d-1 积分得：任何时刻水中剩余的BOD为Lt=L0 e -Kt 从而求得经t时间反应消耗的溶解氧BODt为: BODt=L0-L t=L0(1-e-Kt)=L0(1-10-kt) (k =K /2.303) (经验表明:20℃时,k=0.1 日-1,若t=5天,则 BOD5=0.68L0)系 ②反应速度常数k与温度的关系 利用阿累尼乌斯经验公式可求得: K(t)=k(20)θ(T-20) 式中:K(t)─20℃时反应速率常数，d-1 k(20)─T℃时反应速率常数，d-1 θ──温度系数(经验:在10--30℃时，θ=1.047) ③第一阶段BOD(L0)与温度的关系
《水污染控制工程》试题 一、名词解释 1．气固比 2．氧垂曲线 3．吸附再生法 4．剩余污泥 5．@ 6．折点加氯消毒法 7．回流比 8．生物膜法 9．活性污泥法 10．生物脱氮 11．泥龄 12．BOD5 13．COD 14．} 15．水体自净 16．污泥指数 17．剩余污泥 18．破乳 19．大阻力配水系统 20．小阻力配水系统 二、问答题 1.试说明沉淀有哪几种因型各有何特点，并讨论各种类型的内在联系与区别， 各适用在哪些场合 2.{ 3.设置沉砂池的目的和作用是什么曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有 何区别 4.水的沉淀法处理的基本原理是什么试分析球形颗粒的静水自由沉降（或浮 上）的基本规律，影响沉淀或浮上的因素有哪些 5.加压溶气浮上法的基本原理是什么有哪，几种基本流程与溶气方式各有何 特点在废水处理中，浮上法与沉淀法相比较，各有何缺点 6.污水的物理处理方法和生物处理法的目的和所采用的处理设备有何不同
7.微生物新陈代谢活动的本质是什么它包含了哪些内容 8.在生化反应过程中，酶起了什么作用酶具有哪些特性 9.影响微生物的环境因素主要有哪些为什么说在好氧生物处理中，溶解氧是 一个十公重要的环境因素 10.什么叫生化反应动力学方程式在废水生物处理中，采用了哪两个基本方程 式它们的物理意义是什么 11.； 12.建立生物下理过程数学模式的实际意义是什么在废水生物处理中，这个基 本数学模式是什么它包含了哪些内容试述好氧塘、兼性塘和厌氧塘净化污水的基本原理。 13.好氧塘中溶解氧和pH值为什么会发生变化 14.污水土地处理有哪几种主要类型各适用于什么场合 15.试述土地处理法去除污染物的基本原理。 16.土地处理系统设计的主要工艺参数是什么选用参数时应考虑哪些问题 17.试述各种生物膜法处理构筑物的基本构造及其功能。 18.生物滤池有几种形式各适用于什么具体条件 19.影响生物滤池处理效率的因素有哪些它们是如何影响处理效果的曝气设备 的作用和分类如何，如何测定曝气设备的性能 20.》 21.活性污泥有哪些主要的运行方式，各种运行方式的特点是什么促使各种运 行方式发展的因素是什么 22.曝气池设计的主要方法有哪几种，各有什么特点 23.曝气池和二沉池的作用和相互联系是什么 24.产生活性污泥膨胀的主要原因是什么
第九章污水水质和污水出路 1、污水有机物指标：①生化需氧量（BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的 氧量。BOD5——五日生化需氧量 ②化学需氧量（COD或OC）：用化学氧化剂氧化水中的有机污染物 时所消耗的氧化剂量。COD Mn或OC——以高锰酸钾作氧化剂时，地 下水；COD Cr或COD——以重铬酸钾作氧化剂时，地表水 ③总有机碳（TOC）：包括水样中所有有机污染物的含碳量 ④总需氧量（TOD）：当有机物全部被氧化时，C全部变为二氧化碳， H 、N及S怎被氧化成水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为 总需氧量 COD>BOD TOD>TOC 2、水体自净：①物理净化：污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物 质浓度降低的过程 ②化学净化：氧化、还原、分解 ③生物净化：水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用 3、水环境质量标准：《地表水环境质量标准》分五类水体 Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区； Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、幼鱼的索饵场等； Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、 洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；
Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 4、污水排放标准：①浓度标准：规定了排出口向水体排放污染物的浓度限值，其单位一般 为mg/L ②总量控制标准：是以与水环境质量标准相适应的水体环境容量为依据而 设定的 第十章污水的物理处理 5、格栅：①分为人工格栅和机械格栅：人工格栅倾角30°~60°，机械格栅（每日栅渣量＞ 0.2m3）倾角60°~90° ②设计参数：渠道宽度适当，过渠道水流速度一般0.4~0.9m/s，过栅流速 0.6~1.0m/s；格栅工作平台应高出设计水位0.5m 6、沉淀法：利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉运动，达到固液分离 的效果，可用于以下几个方面： ①污水池里系统的预处理（沉砂池）②污水的初级处理（初沉池）③生物处理后 的固液分离（二沉池）④污泥处理阶段的污泥浓缩（污泥浓缩池） 7、沉淀类型：①自由沉淀：发生在水中悬浮固体浓度不高时的一种沉淀类型，直线下沉， 且颗粒物理性质不变（沉砂池） ②絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高，但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作 用，曲线下沉，且颗粒物速度质量性状等变（二沉池中间段） ③区域沉淀（成层沉淀、拥挤沉淀）：高浓度悬浮颗粒的沉降过程（5000mg/L 以上）有明显泥水分离（二沉池下部和污泥重力浓缩池开始） ④压缩沉淀：高浓度悬浮颗粒的沉降过程中（二沉池污泥斗中、污泥重力浓 缩池）
习题 高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程（下册）.高等教育出版社.2007 一、污水水质和污水出路（总论） 1．简述水质指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。 答：水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。 2．分析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系，画出这些指标的关系图。 答：水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固体（SS）。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的即市是挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）。溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。 关系图 3．生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间 的联系及区别。
答：生化需氧量（BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。 化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。 总有机碳（TOC）：水样中所有有机污染物的含碳量。 总需氧量（TOD）：有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量。 这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD的耗氧过程及BOD 的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。各种水质之间TOC或TOD及BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD及TOD或TOC之间存在一定的相关关系。 4．水体自净有哪几种类型？氧垂曲线的特点和使用范围是什么？ 答：水体自净从净化机制来看，可分为：物理净化、化学净化和生物净化。 氧垂曲线适用于一维河流和不考虑扩散的情况。特点 5．试论排放标准、水环境质量指标、环境容量之间的联系。 答：环境容量是水环境质量标准指定的基本依据，而水环境质量标准则是排放标准指定的依据。 6．我国现行的排放标准有哪几种？各标准的使用范围及相互关系是什么？ 答：我国现行的排放标准有浓度标准和总量控制标准。根据地域管理权限又可分为国家排放标准、地方排放标准、行业排放标准。
《水污染控制工程》期末考试试题 一、填空（每空1分，共20分） 1、一般规律，对于性颗粒易与气泡粘附。 2、在常温、稀溶液中，离子交换树脂对Ca2+、Cr3+、Ba2+、Na+的离子交换势高低顺序依次为> > > 。在离子交换过程中，上述离子最先泄露的是。 3、反渗透膜是膜，反渗透的推动力是___，反渗透膜透过的物质是。 4、根据废水中可沉物的浓度和特性不同，沉淀可分为、、、四种基本类型。 5、过滤机理主要包括、、三种形式。 6、加Cl2消毒时，在水中起消毒作用的物质是。 7、测定废水的BOD时，有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段，第一阶段是，第二阶段是。 8、稳定塘按塘内微生物类型、供氧方式和功能来分类，主要类型有、、 和。 二、简答题（每小题6分，共30分） 1、为什么竖流式沉淀池常作为二沉池？ 2、如何提高滤池的含污能力？ 3、简述影响混凝效果的主要因素。 4、简述SBR工艺的工作原理，并说明该工艺具有哪些特点。 5、简述UASB反应器中颗粒污泥的形成条件。 三、论述题（共36分） 1、在20℃时，亚硝化细菌的世代时间是多少天？为什么污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不完全。(8分) 2、如何通过废水的BOD5和COD判断废水的可生化性？某工业废水水质为COD 650mg/L，BOD5 52mg/L，问该工业废水是否适宜采用生化处理。(8分) 3、在电渗析操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现什么现象，如何消除？(8分) 4、某企业以废箱板为主要原料生产箱板纸，其生产过程中排放大量的废水，主要
污染物为SS和COD，其水质为pH 7~8、COD900~1100mg/L、SS800~1100mg/L。请制定一废水处理工艺，使处理后出水水质达到pH 6.0~9.0；COD ≤100mg/L；SS ≤100mg/L，画出工艺流程简图，并说明各处理单元功能。(12分) 四、计算题（共14分） 1、某种生产废水中Fe3+浓度为2.0mg/L，要使Fe3+从水中沉淀析出，废水应维持多高的pH值？(K spFe(OH)3= 3.2×10-38) （4分） 2、有一工业废水，废水排放量为180m3/h，废水中悬浮物浓度较高，拟设计一座平流式沉淀池对其进行处理。沉淀池的设计参数为：停留时间1.5h、有效水深为3.0m、池宽为4.5m，请计算沉淀池的表面负荷和长度。（4分） 3、拟采用活性污泥法建一座城市污水处理厂。设计参数为：设计处理水量12000m3/d，进水BOD5为200 mg/L，出水BOD5为20 mg/L，MLSS为3000mg/L，污泥负荷率N S为0.18kg BOD5(去除量)/kgMLSS·d，污泥表现合成系数Yobs为0.36mg/mg。试求：（1）生化曝气池的有效容积；（2）曝气池的BOD5去除效率；（3）曝气池每日的剩余污泥排放量（kg干重）。（6分）
第九章污水水质和污水出路 1污水污染指标中, 体物质的分类 水中所有残渣的总和称为总固体(TS)：总固体=溶解性固体(DS)+悬浮固体(SS)；水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS),滤渣脱水烘干后即是悬浮固体(SS)； 固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体(VS) +固定性固体(FS); 600°C温度下灼烧，挥发掉的最即为挥发性固体(VS),灼烧残渣则是固定性固体(FS) 2BOD COD BOD5 TOC TOD 生化需氧量(BOD)：水屮有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg∕L) 5日生花需氧量(BODJ:测定有机物第一阶段的生化需氧量至少需要20天时间，在实际应用中周期太长，故目前以5天作为测定生化需氧最的标准时间 (BOD5=70?BOD2O) 化学需氧量(COD)：化学需氧星是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(mg∕L)(用高猛酸钾作氧化剂测COD Mn/OC,用重珞酸钾作氧化剂测得 COD cι∕COD) 总有机碳(TOC):包括水样中所有有机污染物的含碳量 总需氧量(TOD)：当有机物被氧化时。碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量3水体自净作用的定义和净化机制 定义：是指河水中的污染物质在河水向下流动中浓度I i l然降低的现象机制：(1)物理净化：稀释、扩散、沉淀或挥发 (2)化学净化：氧化、还原、分解 (3)生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用 4受到污水污染的河流，根据水体中BOm和Do曲线的关系，可以分为哪几个区域(氧垂曲线) U≡ _ 一河染带—斗-恢环 2 1 O 12 3456789 需水河流流卜时何/d m 1 -1 氣垂曲线示恵图 污染带：EOD5、DO均下降显苦阶段
高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程（下册）.高等教育出版社.2007 一、污水水质和污水出路（总论） 1．简述水质指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。 答：水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。 2．分析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系，画出这些指标的关系图。 答：水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固体（SS）。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的即市是挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）。溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。 关系图 3．生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间 的联系与区别。 答：生化需氧量（BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。 总有机碳（TOC）：水样中所有有机污染物的含碳量。 总需氧量（TOD）：有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量。 这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD的耗氧过程与BOD 的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD与TOD或TOC之间存在一定的相关关系。 4．水体自净有哪几种类型？氧垂曲线的特点和使用范围是什么？
水污染控制工程下册重点知识点 第九章污水水质和污水出路 1、污水类型:生活污水、工业废水、初期雨水、城镇污水 2、物理指标:温度、色度、嗅和味(异臭:S和N化合物、挥发性有机物、氯气、总固体(溶解性固体DS、悬浮固体SS)固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体VS、固定性固体FS 3、有机物指标:BOD、COD、TOC、TOD (燃烧化学氧化反应) 4、无机物指标:PH (6-9)、植物营养元素、重金属、无机性非金属有害物（总砷、含硫化合物、氰化物） 5、生物指标:细菌总数、大肠菌数、病毒 6、自净作用:物理、化学、生物 7、混合过程:竖向混合阶段、横向混合阶段、断面充分混合后阶段(POP下降) 8、根据BOD5与DO曲线，可以把该河划分为清洁水区、污染恶化区、恢复区、清洁水区 9、污水排放标准：浓度标准、总量控制标准、国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准 10、一级处理:主要去除 SS 、 COD 、 BOD 11、二级处理:去除有机物(90%) 12、三级处理:去除 N 、 P ,色度 第十章污水的物理处理
1、污水的物理处理法去除对象主要是污水中的漂浮物和悬浮物，采用的主要方法有：筛滤截留法、重力分离法、离心分离法 2、格栅作用:截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物 3、格栅设计的主要参数:确定栅条间隙宽度 4、按格栅形状，可分为平面格栅、曲面格栅 5、曲面格栅:固定曲面格栅、旋转鼓式格栅 6、清渣方式:人工清渣(过水面积不小于灌渠有效面积的2倍)机械清渣(1.2倍) 7、工业废水根据水质确定是否有沉砂池 8、水流适当流速:0.4-0.9 污水通过格栅:0.6-1 最大 1.2-1.4 9、在典型的污水处理厂中沉淀法可用于下列几个方面：污水处理系统的预处理、污水的初级处理、生物处理后的固液分离、污泥处理阶段的污泥浓缩 10、沉淀类型:自由沉淀(水中悬浮固体浓度不高) 、絮凝沉淀(悬浮颗粒浓度不高(活性污泥二沉池中间)、区域沉淀(悬浮颗粒浓度高，二沉池下部、重力浓缩开始) 、压缩沉淀(高浓度悬浮颗粒，污泥浓缩、重力浓缩) 11、斯托克斯公式u=(P 固-P gd2/18μ 12、水温上升,黏度减小、沉速增大 13、理想沉淀池:进口区、沉淀区、出口区、缓冲区、污泥区 14、沉淀池工作原理:利用水中悬浮颗粒可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用
水污染控制工程实习讲义 环境科学与工程系 厦门大学嘉庚学院
实验一混凝沉淀实验 实验目的： １．通过本实验，加深对混凝机理的理解，了解影响混凝沉淀的主要因素； ２．通过实验，确定给定所配水样的混凝剂最佳投药量； ３．认识几种混凝剂，掌握其配制方法。 实验原理： 水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面物质，致使水中这种含浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于１、能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的Zeta电位，实现胶粒“脱稳”；２、同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；３、网捕作用；而达到颗粒的凝聚。 混凝是水处理工艺中十分重要的一个环节。所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体物质。混合和反应是混凝工艺的两个阶段，投药是混凝工艺的前提，选者性能良好的药剂，创造适宜的化学和水利条件，是混凝的关键问题。 由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。混凝剂的效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。投加量不足不可能有很好的混凝效果。同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。 设备及用具： １．定时变速六联搅拌机； ２．HS酸度计； ３．WG光电浊度仪； ４．1000 mL烧杯、洗耳球、移液管； ５．硫酸铝、氯化铁、蒸馏水； ６．水样。 注意事项： 1．在搅拌过程中，注意观察并记录矾花的形成、外观、大小、密实程度、沉降性能等； 2．因投药量少，所以要用洗瓶将加药管内的残余药液洗至水样杯内以免影响投药量的精确度； ３．吸取上清液时，要用相同条件吸取上清液，不要把沉下去的矾花搅带上来，以免影响测量效果。 步骤及纪录： １．测定原水水温、浊度； ２．认真了解六联搅拌机的使用方法； ３．分别量取原水样600mL于六个1000mL烧杯中，置于搅拌机下； ４．选用一种混凝剂，用移液管分别量取不同量药液于搅拌机的加药试管中；
洛阳理工学院水污染控制工程1试卷（A） 适用班级：本科 一、名词解释(每小题2分，共10分) 1.全交换容量 2.吸附平衡 3.气固比 4.化学沉淀 5. 沉淀池表面负荷 二、填空题(每空1分，共40分) 1.天然水中的杂质按其存在状态可分为、和三 类。 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 的物质是。 13.根据吸附剂表面吸附力的不同，可将吸附分 为、和三种类型。 14.离子交换树脂由骨架和两部分组成。 15.最常用的过滤介质有、、磁铁矿等。 三、问答题(共20分) 1.简述氯氧化法处理含氰废水的原理。（5分） 2.简述混凝基本原理及影响因素。（8分） 3．什么是浅池理论，并讨论斜板斜管沉淀池可提高沉淀池效率的原因。（7分） 四、计算题(共30分) 1.理想沉淀池中的悬浮颗粒密度为3.5g/mL，平均直 径为1mm，已知混和液的黏度=1.0×10-3Pa?s，求 该颗粒沉降速度。（4分） 2.某城市最大时污水量为1800m3/h，原污水悬浮浓 度C1＝250mg/L，排放污水悬浮物允许浓度C2＝ 80mg/L。拟用辐流沉淀池处理。试计算去除率及 沉淀池基本尺寸。（沉淀时间取1.5h，沉淀池有效 水深3.3m，设计座数为2座）（10分） 大投 5m3/d。 10%计， 6分） ）（10 B） 5. 法，_____ 其中间 、乳化油 5.气浮工艺的实现，必须满足三个条件，即、、。 6.石灰中和投药方法有和。 7.凝聚和总称为混凝。常用的混凝剂可分为和两 大类。 8.根据吸附剂表面吸附力的不同，可将吸附分 为、和离子交换吸附三种类型。 9.吸附过程可分为三个连续阶段，即、、。 10.混凝机理包括___、_______、_______三种作 用； 11.影响混凝的主要因素有___、_______、 _______、_______。
第九章污水水质和污水出路 1 污水污染指标中，固体物质的分类 水中所有残渣的总和称为总固体（TS）；总固体=溶解性固体（DS）+悬浮固体（SS）； 水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）； 固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）+固定性固体（FS）；600℃温度下灼烧，挥发掉的量即为挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS） 2 BOD COD BOD5 TOC TOD 生化需氧量(BOD)：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L) 5日生化需氧量（BOD5）：测定有机物第一阶段的生化需氧量至少需要20天时间，在实际应用中周期太长，故目前以5天作为测定生化需氧量的标准时间(BOD5=70%BOD20) 化学需氧量(COD)：化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(mg/L) (用高锰酸钾作氧化剂测得COD Mn/OC，用重铬酸钾作氧化剂测得COD Cr/COD) 总有机碳(TOC)：包括水样中所有有机污染物的含碳量 总需氧量(TOD)：当有机物被氧化时。碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量 3 水体自净作用的定义和净化机制 定义：是指河水中的污染物质在河水向下流动中浓度自然降低的现象 机制：(1)物理净化：稀释、扩散、沉淀或挥发 (2)化学净化：氧化、还原、分解 (3)生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用 4 受到污水污染的河流，根据水体中BOD5和DO曲线的关系，可以分为哪几个区域（氧垂曲线）
第一章绪论 一1.水资源与水循环 70%被水覆盖；我国水资源总量全国6，人均水量1/4，排116位； （三）水的循环，自然循环，社会循环（人类为了满足生产和生活的需要） 2废水的分类：（1）生活污水（成分较稳定）；（2）工业污水（生产污水，生产废水）；（3）降水（雨雪） 二、污水水质 污水污染指标包括物理性质【感官温度、色度】、化学性质【一般水质指标（包括PH ，碱度等）；有毒化学物质指标】和生物性质。 1污水的物理性质和污染指标：主要有温度，色度，嗅和味，固体物质。 1）固体物质 水中所有残渣的总和称为总固体(TS)总固体包括溶解性固体(DS)和悬固体(SS),在国家标准和规范中，又称悬浮物，用SS表示)。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS).)滤渣脱水烘千后即是悬浮固体〔SS)固体残渣很据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。将固休在600℃的温度下灼烧挥发掉的量即是挥发性固体(VS),灼烧残渣则是固定性固体（FS）溶解性固体一般表示盐类的含量悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量. 2）温度，色度（表色和真色），表色是由溶解物质＋胶体＋悬浮物质共同引起产生的颜色；真色是由溶解物质＋胶体物质；液体过滤后测得真色。怎么测表色（直接测）真色（过滤） 2.污水的化学性质与污染指标 1.有机物 污水中有机污染物的组成较复杂，分别测定各类有机物的周期较长，工作量较大，通常在工程中必要性不大。有机物的主要危害是消耗水中溶解氧。因此，在工程中一般采用生化需氧量(BOD)、化学需氧量〔COD或OC)、总有机碳(TOC:)、总需氧量(TOD)等指标来反映水有有机物的含量。 (1)生化需氧量(BCD}):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量，间接反映了水中可牛物降解的有机物量。生化需氧最愈高，表示水中耗氧有机污染物愈多.有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程一般可分为两个阶段:第一阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨;第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物液化所需的氧量.微生物的活动与温度有关，测定生化需氧量时以之20℃作为测定的标准温度、，生活污水中的有机物一般需20天左右才能基本完成第一阶段的分解氧化过程，即测定第一阶段的生化需氧量至少需20天时间，这在实际应用中周期太长，目前以5天作为测定生化需氧璧的标准时间，简称5口生化需氧量。据试验研究，生活污水5日生化需氧量约为第一阶段生化需氧70％左右。(20℃下培养五天（只能完成70％）20天（完成95-99％）为什么不培养20天呢？因为20天是碳化和硝化过程的和，不能完全代表氧化过程。) (2)化学需氧量:化学需氧量是用化学斌化荆氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。化学需氧量愈高，也表示水中有机污染物愈多。常用的氧化剂主要是重铬酸钾和高锰酸钾.声以高锰酸钾作氧化剂时，测得的值称COD Mn，或简称Oc。以重铬酸钾作氧化剂时，测得的值称COD Cr重铬酸钾的氧化能力强于高锰酸钾，所测得的COD值是不同的，在污水处理中，通常采用重铬酸钾法。如果污水中有机物的组成相对稳定。则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系.、一般而言，重铬酸钾化学需氧量与第一阶段 5日生化需氧量（BOO）测试时间长，不能快速反映水体被有机物污染的程度。可以采用总有机碳和总需氧里的测定甲并寻求它们与BOD5的关系，实现快速测定。 总有机碳包括水样中所有有机污染物的含碳量，也是评价水样中有机污染物的一个综合参数:有机物中除含有碳外，还含有氢、氮、硫等元寒，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为.二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量(TOD〕