环境工程学知识点总结

环境工程学知识点总结水污染分类和影响水污染可分为化学性污染﹑物理性污染﹑生物性污染。

化学性污染：无机污染物质：酸﹑碱和一些无机盐。

酸碱污染使水体pH变化，杀灭或抑制微生物生长，妨碍水体自净，腐蚀船舶和水下建筑，影响渔业，破坏生态平衡；无机盐提高水的硬度和渗透压，降低水中溶解氧，影响淡水生物生长。

无机有毒物质：主要是重金属等有潜在长期影响的物质，其中汞﹑镉﹑铅危害大。

其通过食物链富集引起人体严重疾病或慢性病。

有机有毒物质：主要是有机农药﹑多环芳烃﹑芳香胺等。

其化学性质稳定，难以被生物分解，有些可致癌。

需氧污染物质：碳水化合物﹑蛋白质﹑脂肪﹑醇类可被微生物分解，并在分解过程中消耗氧气的物质。

其消耗水中溶解氧影响水生生物生长。

植物营养物质：生活污水和工业废水以及农田排水中的氮和磷。

水中氮磷含量较高使水流速度较慢水域浮游生物和水草大量繁殖，引起水质恶化，鱼类死亡，湖泊退化的水体富营养化现象。

油类污染物质：其会影响水质，破坏海滩危害水生生物。

物理污染物：悬浮物质污染：水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫。

其影响水体外观，妨碍水中植物的光合作用减少氧气溶入，对水生生物不利。

热污染：热电﹑核电及各种工业过程中的冷却水。

其引起水温升高，溶解氧含量降低，水中某些有毒物质毒性增强，危及水生生物。

放射性污染：原子能工业﹑放射性矿藏开采﹑核电﹑同位素研究，使放射性废水废物增加。

生物性污染：生活污水，特别是医院污水和某些工业废水，往往带有病原微生物，引起各种疾病。

水质指标分类☆物理性水质指标感官物理性指标：温度﹑色度(真色和表色)﹑浑浊度﹑透明度﹑嗅和味。

其他物理性指标：总固体﹑悬浮固体﹑溶解固体﹑可沉固体﹑电导率。

水中杂质分为：溶解物质10-3—10-5µm；胶体物质1—10-3µm；悬浮物质100—1µm，1μm=10-3mm化学性水质指标一般化学性水质指标：pH﹑碱度﹑硬度﹑各种阴阳离子﹑总含盐量﹑一般有机物质。

有毒化学性水质指标：重金属﹑氰化物﹑多环芳烃﹑农药。

氧平衡指标：DO﹑COD﹑BOD﹑TOD。

生物学指标：细菌总数﹑总大肠菌群数﹑各种病原细菌﹑病毒。

生化自净过程所需氧的来源水体和废水中原来含有的氧；大气中的氧向含氧不足的水体扩散溶解，直到水体中的溶解氧达到饱和；水生植物光合作用放出氧气，溶于水中有时可使水体中的溶解氧达到饱和。

有氧条件下，废水有机物分解过程有机物被微生物分解的过程：微生物通过自身生命活动过程，把一部分被吸收的有机物转化成简单的无机物，并释放出生长活动所需的能量，另一部分有机物被转化为营养物质，组成新的细胞；细胞内物质也可被微生物氧化，同时放出能量，即内源呼吸。

碳化阶段：主要是不含氮有机物氧化，也包括含氮有机物氨化，以及氨化后不含氮有机物继续氧化，其消耗的氧量为碳化生化需氧量。

总的碳化生化需氧量称为第一阶段生化需氧量或完全生化需氧量(生化需氧量)，以La或BODu表示。

第二阶段：水中的硝化细菌可以氧化水中的氨和含氮有机物氨化分解出的氨，最终转化为硝酸盐。

其消耗的氧量为硝化生化需氧量，即第二阶段生化需氧量，以LN或NOD表示。

(NH3+亚硝化细菌+O2→NO2-+硝化细菌→NO3-)9.废水成分与性质生活污水：居民日常生活中产生的废水，主要是生活废料和排泄物。

这类废水的成分及变化取决于居民的生活水平和习惯。

水质较稳定，浑浊﹑恶臭﹑深色﹑微碱性﹑不含有毒物质﹑有大量细菌病毒和寄生虫卵。

工业废水：工业生产过程中排出的废水。

由于工业类型﹑生产工艺﹑原料﹑用水水质和管理水平的差异，其成分与性质差别较大。

农业废水：随着农药和化肥的大量使用，农田径流排水成为天然水体的污染来源。

10.氧垂曲线解释紧接排入口各点溶解氧逐渐减少，这是因为废水排入后，河水中的有机物无多，耗氧速度超过复氧速度。

随着有机物的不断氧化分解，耗氧速度不断降低，在某一点耗氧速度等于复氧速度，此点溶解氧含量最低(最缺氧点)。

过此点后，溶解氧含量逐渐恢复到排入口之前的含量(恢复速度不断加快)。

氧垂曲线既是以离排入口的距离为横坐标，以溶解氧含量为纵坐标的曲线。

如果河流受有机物污染的量低于它的自净能力，最缺氧点的溶解氧含量大于零，河水始终呈现有氧状态，反之，靠近最缺氧点的一段河流将出现无氧状态。

13.水处理的基本方法☆给水处理：原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→饮用水(臭氧氧化﹑活性炭吸附)；地下水(消毒)；工业用水(软化﹑除盐﹑冷却﹑控制结垢与腐蚀)废水处理：物理法﹑化学法和生物法。

物理法是利用物理作用来分离废水中悬浮污染物质，处理过程中不改变其化学性质。

沉淀法去除回收比重大于1的中悬浮颗粒；气浮法去除乳状油或比重接近1的悬浮物；筛网过滤去除纤维﹑纸浆；蒸发法浓缩废水中的溶解性不挥发物质；另外，还有离心分离﹑超滤﹑反渗透等。

化学法是利用化学反应处理水中的溶解性污染物和胶体。

包括：中和法﹑氧化还原法﹑混凝法﹑电解法﹑汽提法﹑萃取法﹑吹脱法﹑吸附法﹑离子交换法﹑电渗析法等。

生物法是利用微生物作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质。

可分为好氧生物处理和厌氧生物处理，其中好氧生物处理又可分为：活性污泥法﹑生物膜法﹑生物氧化塘法﹑污水灌溉法﹑土地处理法。

以上各方法各有特点和适用条件，实际中往往配合使用。

城市污水水处理一般流程：进水→初沉池(污泥)→生物处理构筑物→二沉池(污泥)→出水。

工业废水处理流程各不相同，一般程序是：澄清→回收→毒物处理→一般处理→再用或排放。

14.废水处理系统分级废水处理系统分为一级处理﹑二级处理﹑三级处理。

一级处理(机械处理)只去除废水中较大的悬浮物质(沉淀法去除可沉固体)。

物理法中的大部分是由于一级处理的。

废水经一级处理，一般达不到排放要求，需二级处理，它只是预处理。

二级处理(生物处理或生物化学处理)主要任务是去除废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物。

生物处理法最常用于二级处理，且经济有效。

通过二级处理，一般废水均能达到排放要求(沉淀法和生物处理法以降低污水悬浮固体和生化需氧量)。

三级处理(高级处理和深度处理)当水质要求高时，为进一步去除废水中的营养物质(氮和磷)﹑生物难降解的有机物和溶解盐类等，以达到某些水体水质标准或直接用于工业，就需要在二级处理后进行三级处理(过滤﹑氧化塘)。

15废水处理中预处理单元的设备和构筑物功能和原理☆粗大颗粒物的去除方法有：筛滤﹑截流﹑重力沉降和离心分离等。

相应的设备有格栅﹑筛网﹑微滤机﹑沉沙池﹑离心机和旋流分离器。

格栅和筛网是处理厂第一处理单元，通常设置在其他处理构筑物之前。

主要作用是去除水中粗大物质，保护其他机械设备，防止管道堵塞。

当需要去除水中纤维﹑纸浆﹑藻类等稍小物质时，可选用不同孔径的筛网。

微滤机是一种截流细小悬浮物的筛网过滤装置，可用于自来水厂原水过滤以及去除藻类﹑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以及污水的最终处理。

沉沙池主要是去除水中砂粒﹑煤渣等比重较大的无机颗粒杂质，同时也去除少量较大较重的有机杂质。

其工作原理以重力沉降为基础，在沉降过程中杂质的尺寸﹑形状和比重不随时间而变化(自由沉降)。

颗粒沉降速度u=g(ρs-ρ)d2/18µ(ρs-ρ：粒水密度差；d：颗粒直径；µ：水的动力粘度Pa·s)沉沙池分：平流式(最常用，构造简单，工作稳定，处理效果好，易排砂)﹑竖流式(圆型，污水由中心管进入池内自下而上流动砂粒借重力沉入池底，处理效果较差)和曝气式(没有有机杂质腐败发臭的缺点)。

离心分离：含悬浮颗粒的水在高速旋转时，由于颗粒和水分子质量不同，受离心力大小不同，质量大的颗粒被甩到外围，质量小的油粒留在内层。

适当安排不同出口，就可使颗粒物与水分离。

颗粒所受的离心力C=(m-m0)v2/r(m-m0：颗粒和水质量差；r：旋转半径；v：线速度v=2πrn)分离因素a=C/G≈πn2/900(G：颗粒所受重力)离心分离设备分为：水旋分离设备(压力式[上清下浊]和重力式)(容器不动，切向高速水流提供离心力)和器旋分离设备(离心机)。

6.水中悬浮物质去除和4种沉降水中悬浮物质去除可通过颗粒和水的密度差，在重力作用下去除。

但较小颗粒，特别是胶体自然沉速慢，需用混凝﹑沉淀﹑澄清﹑过滤和气浮等方法。

悬浮物质在水中的沉降分为：自由沉降：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状﹑尺寸﹑质量不变，下沉速断不受干扰(沉砂池﹑初沉池初期沉降)。

絮凝沉降：颗粒在沉降过程中相互粘结，其尺寸﹑质量﹑沉速随深度增加而变大(絮凝沉淀池﹑初沉池后期﹑二沉池中期)。

拥挤沉降(成层沉降)：颗粒在水中浓度较大时，各颗粒间相互靠得很近，下沉过程中受彼此作用力干扰，但相对位置不变，作为一个整体下沉，在清水与浑水之间形成明显界面，沉降过程实际就是这个界面的下沉过程，液体上涌对其有影响(高浊度水的沉淀﹑二沉池后期)。

压缩沉降：颗粒在水中浓度很高时时会相互接触，上层颗粒在重力作用下将下层颗粒间的水压出界面，是颗粒群被压缩(污泥斗﹑污泥浓缩池)。

17.几种沉淀池和其方法和原理沉淀池：在水处理过程中，通过颗粒沉降来分离去除悬浮物质的设备。

理想沉淀池：各水断面上的点流速相同；悬浮颗粒以等速下沉，其水平分速度等于水流速度；悬浮颗粒落大池底不起浮。

普通沉淀池：平流式：(最常用，在流量较大的水处理厂中)污水→水槽和孔口→挡板稳流→池内流动→悬浮物沉底→清水→溢流堰→池外。

竖流式：(圆形或方形)污水→中心管下口→反射板→污水分布于水平断面缓慢向上流→悬浮物沉降到污泥斗中→清水→池子四周溢出。

辐流式：污水→中心管孔口→穿孔挡板→沿半径向四周辐射流动→流速变小→悬浮物沉降→清水→池子顶端堰口溢出。

斜板斜管沉淀池：u0=Q/A，Q不变，A↑，u0↓，从而提高沉淀效率。

t=H/u0，u0不变，H↓，t↓，从而减小了沉淀池的体积。

若将水深为H的沉淀池分为n个深为H/n的沉淀池，则当沉淀区的长度是原来的1/n时，就可以处理与原来相同的水量，而不影响处理效果。

斜板斜管沉淀池单位面积上的泥量增大，如排泥不畅，将产生泛泥现象，使水质恶化；由于水流在池中停留时间短，其对水质水量的耐冲击负荷能力差；由于板距管径小，容易积泥；在日光照射下会滋生藻类。

浓悬浮液沉淀：(高浊度水沉淀池﹑活性污泥法中的二沉池﹑污泥浓缩池)同时起着水的澄清和污泥浓缩作用，与一般沉淀池构造相同，但须从池底不断排除经浓缩的污泥。

选择沉淀池类型时须综合考虑水量大小；水中悬浮物物理性质和沉降特性；处理厂总体布置和地形地质情况。

18.混凝和胶体脱稳机理以及混凝剂与助凝剂混凝：水和废水中常含有用自然沉淀法不能去除的悬浮微粒和胶体污染物，必须先投加化学药剂破坏其在水中的稳定分散系，使其凝聚为有明显沉降性能的絮凝体，然后用重力沉降分离，包括凝聚和絮凝两个步骤。