东华大学水污染控制第五次作业答案以及总结
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完整版水污染控制工程课后习题答案高廷耀版水污染控制工程作业标准答案第一章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。
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1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。
水污染控制工程习题答案及评分标准一、名词解释(各3分,共9分)1、污水回用:也称再生利用,是指污水经处理达到回用水水质要求后,回用于工业、农业、城市杂用、景观娱乐、补充地下水地表水等。
2、好氧生物处理:污水中有分子氧存在的条件下,利用好氧微生物(包括兼性微生物)降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。
包括活性污泥法和生物膜法两大类。
3、高级氧化技术:以羟基自由基为主要氧化剂的氧化工艺,该工艺一般采用两种或多种氧化剂联用发生协同效应,或者与催化剂联用,提高羟基自由基的生成量和生成速率,加速反应过程,提高处理效率和出水水质。
评分:以上名词解释的评分采用(1)概念正确、(2)表达规范、(3)内涵要点齐备各占三分之一的原则,来评判。
其中尤以要点作为评价学生学习效果的主要指标。
二、填空(每空1分,共15分);1、序批式活性污泥反应池即SBR池常规工艺过程包括5个基本过程,他们分别是进水、(反应)、(沉淀)、(排水排泥)、闲置。
2、对于一般的城镇污水,初沉池的去除对象是(悬浮固体),可以去除SS约(40-55)%,同时可以去除(20-30)%的BOD5。
3、废水中的油通常有4种存在形态,分别是可浮油、(细分散油)、(乳化油)和(溶解油)。
其中粒径小于10μm的称为(乳化油)。
4、生化反应中,产率系数y反映了(底物减少速率)和(细胞增长速率)之间的关系,它是污水生物处理中研究生化反应过程的一个重要规律。
5、活性污泥法处理污水的基本流程包括(曝气池)、(沉淀池)、(污泥回流)和剩余污泥排放等几个基本组成部分,曝气设备不仅传递氧气进入混合液,同时还起到(搅拌)作用而使混合液悬浮。
三、判断对错(每题2分,共10分)1、(√)2、(×)3、(×)4、(×)5、(√)四、多项选择(每题2分,共10分)1、ABC;2、ACD;3、BCD;4、ABCD;5、A五、简要回答下列问题(每题8分,共24分)1、含油废水为什么不能直接排放到自然水体或者浇灌田地?针对含油废水你认为采用何种工艺处理比较合适?(8分)答:含油废水的危害:对生态系统;对植物;对土壤;对水体(4分)。
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-10210、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-10311、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-10312、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。
水污染控制工程课后习题答案水污染是当今社会面临的严重环境问题之一。
为了解决水污染问题,人们需要进行综合、科学的控制工程。
本文将针对水污染控制工程的相关习题进行解答和讨论。
第一题:请解释水污染控制工程的概念及其重要性。
水污染控制工程是指通过一系列工程措施和管理方法,减少或消除水体中各种污染物质的排放和浓度,保护水环境,维护人类健康和生态平衡的一项技术。
其重要性主要体现在以下几个方面:1. 保护人类健康:水污染对人类健康带来严重威胁,通过水污染控制工程,可以减少污染物的排放,确保饮用水的安全。
2. 保护生态环境:水是生态系统的重要组成部分,水污染会对水生生物造成危害,通过控制工程可以减少对生态系统的破坏。
3. 保护水资源:水资源的数量有限,通过控制工程可以最大限度地节约和保护水资源。
4. 符合法律法规要求:各国家和地区都有相应的环保法律法规,通过水污染控制工程,可以确保企业和机构的排放达到法律法规的要求。
5. 提高环境意识:通过水污染控制工程的实施,可以提高社会的环境意识,促进可持续发展。
第二题:列举常见的水污染物,并对其进行分类和解释。
常见的水污染物可以分为有机污染物、无机污染物和微生物污染物三类。
1. 有机污染物:如有机溶剂、石油类物质、农药和化学工业废水等。
有机污染物通常可以分解为可溶解有机物和悬浮有机物两类。
可溶解有机物主要是指溶解在水中的有机物质,如苯系物、多环芳香烃等。
悬浮有机物主要是指悬浮在水中的有机物质,如悬浮颗粒、沉积物等。
2. 无机污染物:如重金属、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等。
无机污染物通常可以分为溶解态无机物和胶体态无机物。
溶解态无机物主要是指溶解在水中的无机物质,如铵盐、硝酸盐等。
胶体态无机物主要是指以胶体形式存在的无机物质,如悬浮颗粒、污泥等。
3. 微生物污染物:如细菌、病毒和寄生虫卵等。
微生物污染物主要是指水体中存在的微生物体或其代谢产物。
微生物污染对饮用水安全构成严重威胁,需要采取相应的控制措施。
水污染控制工程》试题库29.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 名词解释题(每题 3 分): 生化需氧量:表示在有氧的情况下,由于微生物的活动,可降解的有机物稳定化所需的氧量 化学需氧量:表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量。
滤速调节器:是在过滤周期内维持滤速不变的装置。
沉淀 :: 是固液分离或液液分离的过程,在重力作用下,依靠悬浮颗粒或液滴与水的密度差进 行分离。
沉降比:用量筒从接触凝聚区取 100mL 水样,静置 5min ,沉下的矾花所占 mL 数用百分比表 示,称为沉降比。
水的社会循环:人类社会从各种天然水体中取用大量水,使用后成为生活污水和工业废水,它 们最终流入天然水体,这样,水在人类社会中构成了一个循环体系,称为〜。
接触凝聚区:在澄清池中,将沉到池底的污泥提升起来,并使这处于均匀分布的悬浮状态,在 池中形成稳定的泥渣悬浮层,此层中所含悬浮物的浓度约在 3〜10g/L,称为〜。
总硬度:水中Ca 2+、Mg 2+含量的总和,称为总硬度。
分级沉淀:若溶液中有数种离子能与同一种离子生成沉淀,则可通过溶度积原理来判断生成沉 淀的顺序,这叫做分级沉淀。
化学沉淀法:是往水中投加某种化学药剂,使与水中的溶解物质发生互换反应,生成难溶于水 的盐类,形成沉渣,从而降低水中溶解物质的含量。
电解法:是应用电解的基本原理,使废水中有害物质,通过电解过程,在阳、阴极上分别发生 氧化和还原反应转化成为无害物质以实现废水净化的方法。
电渗析:是在直流电场的作用下,利用阴。
阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性,而 使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
滑动面:胶粒在运动时,扩散 层中的反离子会脱开胶粒,这个脱开的界面称为滑动面,一般 指吸附层边界。
吸附:是一种物质附着在另一种物质表面上的过程,它可发生在气-液、气-固、液-固两相 之间。
绪论1、水质指标2、污水处理分类第一章 废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础1、废水的生物处理法?废水生物处理法处理的对象?2、微生物的新陈代谢?3、废水的可生化性判断?4、微生物的呼吸类型?5、废水的好氧生物处理与厌氧生物处理及其特点?6、微生物的生长曲线及其在废水生物处理中的意义?7、影响微生物生长的环境因素?(废水生物处理的重要条件)第二章 活性污泥法1、活性污泥与活性污泥法?构成活性污泥法的三要素?2、评价活性污泥的重要指标?3、氧转移系数K La 的测定?)(d d so La ρρρ-=K tC t K La S +-=-)ln(0ρρ 4、活性污泥法的运行方式及其特点?传统活性污泥法、接触稳定法(吸附再生法)、完全混合法、延时曝气法、AB 法、氧化沟法、SBR 法5、污泥负荷与容积负荷?主要参数范围0.2~0.46、活性污泥法的设计?负荷法设计计算例题,包括沉淀池设计0.7~1.5第三章生物膜法1、什么是生物膜法?2、生物膜法处理系统的净水机理?3、生物膜处理系统的主要类型?(生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床)4、生物膜处理系统与活性污泥法比较的优缺点?5、生物接触氧化池的构造及各部分尺寸的计算?第四章废水的厌氧生物处理1、厌氧生物处理的基本原理?2、厌氧生物处理的特点?3、影响厌氧生物处理的主要因素?pH、温度、负荷、搅拌、有毒有害物4、厌氧与好氧的联用(A/O法)?第五章废水的深度处理1、水体N、P污染的危害?2、生物脱氮的机理?3、生物除磷的机理?4、生物脱氮与生物脱氮除磷的主要工艺?5、生物脱氮除磷法的设计?教材例题第六章氧化塘1、氧化塘的类型?2、兼氧塘的净水机理?第七章污泥处理1、污泥的来源、性质及指标?2、污泥的处理处置基本流程?各部分的作用?(p405)3、污泥浓缩的目的与方法?污泥含水率与污泥体积的关系?4、污泥脱水的方法?第八章水处理厂的设计1、污水处理厂的平面布置与高程布置?主要内容是什么?2、污水处理流程?3、确定污水处理流程的依据与原则是什么?4、典型工艺流程?。
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B OD 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。
第一章废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础1、废水的生物处理法?废水生物处理法处理的对象?利用自然存在的微生物的代谢作用,把水中的有机污染物转化为简单的无机物的过程(生物化学处理法),即利用微生物的生命活动过程来转化污染物,使之无害化的方法。
是污水中可被生物降解的溶解性有机污染物、部分胶体状有机污染物和少量无机污染物。
2、微生物的新陈代谢?新陈代谢:微生物不断从外界环境中摄取营养物质,通过生物酶催化的复杂生化反应,在体内不断进行物质转化和交换的过程。
分解代谢:分解复杂营养物质,降解高能化合物,获得能量。
合成代谢:通过一系列的生化反应,将营养物质转化为复杂的细胞成分,机体制造自身。
3、废水的可生化性判断?a、根据BOD5与CODcr的比值大小判断:B/C>0.45 B/C>0.30 B/C<0.25 B/C<0.2生化性好可生化较难生化不易生化b、根据测定相对耗氧速率判断:耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量。
以有废水污染物(底物)浓度为横坐标,以相对耗氧速率为纵坐标,通过实验获得相对耗氧曲线。
4、微生物的呼吸类型?根据受氢体的不同,可分为:好氧呼吸(异养型微生物与自养型微生物);厌氧呼吸(发酵、无氧呼吸(缺氧))5、废水的好氧生物处理与厌氧生物处理及其特点?好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。
微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主),作为营养源进行好氧代谢。
这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应,逐级释放能量,最终以低能位的无机物质稳定下来,达到无害化的要求,以便返回自然环境或进一步处置。
好氧生物处理的反应速度较快,所需的反应时间较短,故处理构筑物容积较小。
且处理过程中散发的臭气较少。
所以,目前对中、低浓度的有机废水,或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水,基本上采用好氧生物处理法。
水污染控制工程作业标准答案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。
水控复习整理绪论部分水质指标1、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——分为溶解性物质和悬浮固体物质(挥发性物质、固定性物质)2、化学性指标:无机类:植物营养元素——过多的氮、磷进入天然水体,易导致富营养化,使水生植物尤其是藻类大量繁殖,造成水中溶解氧急剧变化,影响鱼类生存,并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。
pH和碱度——一般要求处理后污水的pH在6~9之间。
当天然水体遭受酸碱污染时,pH发生变化,消灭或抑制水体中生物的生长,妨碍水体自净,还可腐蚀船舶。
碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量,按离子状态可分为三类:氢氧化物碱度;碳酸盐碱度;重碳酸盐碱度。
重金属——作为微量金属元素。
重金属的主要危害:生物毒性,抑制微生物生长,使蛋白质凝固;逐级富集至人体,影响人体健康。
有机类:总有机碳(TOC)——total organism carbon,在950℃高温下,以铂作为催化剂,使水样气化燃烧,然后测定气体中的CO2含量,从而确定水样中碳元素总量。
测定中应该去除无机碳的含量。
总需氧量(TOD)——total oxygen demand,在900~950℃高温下,将污水中能被氧化的物质(主要是有机物,包括难分解的有机物及部分无机还原物质),燃烧氧化成稳定的氧化物后,测量载气中氧的减少量,称为总需氧量。
TOD测定方便而快速。
各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。
在水质条件基本不变的条件下,BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。
化学需氧量(COD)——chemical oxygen demand,用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量(O2)(mg/L)。
东华大学水污染控制第五次作业答案以及总结1. 化学混凝法的原理和适用条件是什么?城镇污水的处理是否可用化学沉淀法,为什么?原理:水中悬浮杂质大都可以通过自然沉淀的方法去除,而胶体及微小悬浮物,沉速缓慢,须经混凝沉淀方可去除。
化学混凝的机理涉及的因素很多,如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱度,以及混凝剂的性质和混凝条件等。
但归结起来,可以认为主要是三方面的作用:①压缩双电层作用:水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态,主要是于胶粒的ζ电位。
如能消除或降低胶粒的ζ电位,就有可能使微粒碰撞聚结,失去稳定性。
在水中投加电解质———混凝剂可达此目的。
②吸附架桥作用:三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构。
这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。
因其线性长度较大,当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体。
这种高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程,称为絮凝。
③网捕作用:三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。
这些沉淀物在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。
上述三种作用产生的微粒凝结理象———凝聚和絮凝总称为混凝。
适用条件:混凝处理对象:胶体、细小悬浮物、溶解性大分子有机物。
混凝用途:生活饮用水处理、工业废水处理、城市污水三级处理、污泥处理等。
在城市污水处理方面,过去很少采用化学混凝的方法,因为混凝剂的发展还没有现在这么先进,比较贵,处理城市污水成本太高。
近年来化学混凝剂的品种和质量都有较大的发展,使化学混凝法处理城市污水(特别在发展中国家)有一定的竞争力。
与常规一级处理相比,混凝法一级处理能够大幅度提高有机污染物的去除效率,且运行费用较低(处理成本仅为~元/m3),同时还能取得较好的TP去除效果,达到抑制水体富营养化的作用。
国内的研究成果表明,采用无机混凝剂处理低浓度生活污水时,对COD的去除率可达70%以上。
在武汉水质净化厂,当进水BOD5>80mg/L、PAC投加量为50mg/L、有机高分子絮凝剂M1011投加量为/L时,对BOD5和TP的去除率均可达到60%,出水SS≤30mg/L。
国外的研究相对更多,尤其美国对于混凝技术在给水处理中的研究和应用较多,且在城市污水处理中也有报道。
美国洛杉矶市的Hyperion污水处理厂采用一种阴离子高聚物(/L),与10mg/L的FeCl3复配处理城市污水,连续运行6a,SS和BOD5的一级处理去除率稳定在83%和51%左右,同时对磷和重金属的去除效果也很好,而其基建费和运行费却只有二级处理厂的30%左右。
南加利福尼亚4大污水处理厂通过对传统一级处理的工艺进行改进,投加FeCl3混凝剂和部分助凝剂,处理效果大幅度提高。
改进后的一级处理工艺,SS去除率达到了85%,BOD5的去除率增加到50%以上。
此外,英国、埃及、日本和挪威等国对混凝的研究和应用均有较多成功的实例。
近年来,随着环境保护力度的加强,混凝技术在我国也得到一定的发展。
2. 化学混凝剂在投加时为什么必须立即与处理水充分混合,剧烈搅拌?影响混凝效果的因素较复杂,主要有水温、水质和水力条件等。
水温对混凝效果有明显的影响。
无机盐类混凝剂的水解是吸热反应,水温低时,水解困难。
水的pH值对混凝的影响程度视混凝剂的品种而异。
水中杂质的成分性质和浓度水中杂质的成分、性质和浓度都对混凝效果有明显的影响。
水力条件混凝过程中的水力条件对絮凝体的形成影响极大。
此问题属于水利条件的影响。
化学混凝剂投加后的整个混凝过程可以分为两个阶段:混合和反应。
水力条件的配合对这两个阶段非常重要。
混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。
在此阶段并不要求形成大的絮凝体。
混合要求快速和剧烈搅拌,在几秒钟或一分钟内完成。
反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好结大而逐渐降低,以免结大的絮凝体被打碎。
3. 化学沉淀法与化学混凝法在原理上有何不同?使用药剂有何不同?化学沉淀法是向废水中投加某种化学物质,使与废水中的一些离子发生反应,生成难溶的沉淀物而从水中析出,以达到降低水中溶解污染物的目的。
溶度积是常数,其数值可参阅有关的化学手册。
当能结合成难溶盐的两种离子的浓度之积超过此盐溶度积时,该盐将析出,而这两种离子的浓度将下降,需要去除的离子就与水分离。
化学沉淀试剂多为无机盐。
而化学混凝法是于投加的混凝剂发生压缩双电层作用、吸附架桥作用、网捕作用等作用,使预处理的微小颗粒发生凝聚,聚结成大颗粒从而达到分离目的。
不同:两种方法的原理及处理目标均不同,使用的药剂也不同。
废水处理中,常用化学沉淀法去除废水中的阳离子如Hg2+、Ca2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr2+等,阴离子如SO42+、PO43-等无机盐类,而化学混凝剂除了无机盐类还有无机高分子混凝剂、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂,随着混凝剂的研究发展,种类也越来越多,效果与经济性也得到提高。
无机高分子混凝剂:以其投药量少、无毒或低毒、价廉和处理效果好等优点,越来越受到人们的重视,逐渐成为给水、工业废水和城市污水处理的主流混凝剂。
目前应用比较多的还是聚铝、聚铁两大系列,如PAC、PAFC等,但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不断面世,并显现出不凡的混凝效果,如聚硅酸铝、聚磷酸铁等。
有机高分子絮凝剂:有机高分子絮凝剂可分为天然和合成两大类。
合成有机高分子絮凝剂于分子量大,分子链官能团多的结构特点,在市场上占绝对优势,其中以聚丙烯酰胺系列最为广泛,于其残留单体具有毒性,限制了其在某些水处理领域的发展;天然有机高分子絮凝剂于原料来源广泛,价格低廉,无毒,易于生物降解等特点显示了良好的应用前景,但于其电荷密度小,分子量较低,且易发生生物反应而失去絮凝活性,使其用量远小于有机合成高分子絮凝剂。
微生物絮凝剂:它是利用生物技术,从微生物体或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效,且能自然降解的新型水处理絮凝剂。
微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的安全与环境污染方面的缺陷,易于生物降解,无二次污染等。
4. 什么是胶体的稳定性?其产生原因?如何破坏稳定性?胶体稳定性根据研究可知,胶体微粒都带有电荷。
天然水中的黏土类胶体微粒以及污水中的胶体蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷,它的中心称为胶核。
其表面选择性地吸附了一层带有电荷的离子,这些离子可以是胶核的组成物直接电离而产生的,也可以是从水中选择吸附离子而造成的。
这层离子称为胶体微粒的电位离子,它决定了胶体电荷的大小和电性。
于电位离子的静电引力,在其周围又吸附了大量的电荷相反的离子,形成了所谓双电层。
这些离子,其中紧靠电位离子的部分被牢固地吸引着,当胶核运行时,它也随着一起运动,形成固定的离子层。
而其他的离子,离电位离子较远,受到的引力较弱,不随胶核一起运动,并有向水中扩散的趋势,形成了扩散层。
固定的离子层与扩散层之间的交界面称为滑动面。
滑动面以内的部分称为胶粒,胶粒与扩散层之间,有一个电位差。
此电位称为胶体的电动电位,常称为ζ电位。
而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位或ψ电位。
原因:胶体颗粒在水中保持分散状态的性质成为胶体的稳定性,胶体具有稳定性主要原因: a.动力学稳定性,粒子的分散度越大,密度越小,介质的密度和黏度越大,胶体的动力学稳定性越大。
一般水中的胶粒,ζ电位较高。
其相互间斥力不仅与ζ电位有关,还与胶粒的间距有关,距离愈近,斥力愈大。
而布朗运动的动能不足以将两胶粒推近到使范德华力发挥作用的距离。
因此,胶体微粒不能相互聚结,而是长期保持稳定的分散状态。
b.胶体电荷的稳定作用。
于胶体颗粒带有同性电荷,因此颗粒间具有静电斥力,当胶粒间静电斥力大于两胶之间的吸引力时,不利于颗粒的聚集,胶粒具有一定ζ电位值,是胶粒稳定的主要原因。
c.水化作用。
于胶粒带电,将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜,水化膜能阻止胶粒间相互接触而保持一种稳定状态。
破坏稳定性的方法升高温度能减弱胶体对粒子的吸附,破坏胶团的水化膜,使胶粒运动加快,增加胶粒间的碰撞机会,从而使胶粒聚沉,也就是破坏它的稳定性;加入电解质,就是因为加热后,胶粒获得了更多的能量,所以变得不稳定,才会减小对离子的吸附,所以才会聚沉。
加入盐类、絮凝剂等,降低胶体的ζ电位,能破坏其稳定性而使之沉降,也可以破坏胶体的稳定性。
调节ph值等。
5. 什么是胶体的双电层结构?什么是胶体的电动电位?根据研究可知,胶体微粒都带电荷。
天然水中的黏土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷,它的中心称为胶核,其表面选择性地吸附了一层带有电荷的离子,它决定了胶粒电荷的大小和电性,于电位离子的静电引力,在其周围又吸附了大量的电荷相反的离子,形成了双电层结构。
在双电层结构中的离子,其中紧靠电位离子的部分被牢靠的吸引着,当胶核运行时,它也随着一起运动,形成固定的离子层。
而其它离子,离电位离子较远的,受到的引力较弱,不随胶核一起运动,并有向水中扩散的趋势,形成了扩散层。
固定的离子层与扩散层的交界面称为滑动面,滑动面以内的部分称为胶粒,胶粒与扩散层间的电位差称为胶体的电动电位。
6. 影响混凝效果的主要因素是什么?为什么?水温水温对混凝效果影响很大,尤其是水温低时混凝效果较差,因为低温时絮体形成缓慢,絮体粒径小、松散,不利于沉降。
低温不利混凝的原因:①水温影响无机盐类的水解,于无机盐类混凝剂的水解是吸热反应,水温低时,水解反应慢。
如硫酸铝的最佳反应温度是35~40℃,当水温低于5℃时,水解速度变慢;②低温水的粘度大,布朗运动减弱,颗粒之间碰撞机会减少,不利于脱稳胶粒相互絮凝,同时水流剪切力增大,影响絮凝体的成长,进而影响后续沉淀处理的效果;③水温低时,于胶体颗粒水化作用增强,妨碍了胶体凝聚水的pH值和碱度在不同pH值下,铝盐与铁盐混凝剂的水解产物的形态不一样,混凝效果也各异,因此pH值是影响混凝的一个主要因素。
①混凝剂水解反应不断产生H+,它与水中HCO3-(碱度)作用生成CO2;当投药量较少,原水碱度又较高时,于上述的缓冲作用,水的pH值略有降低,对混凝效果不会有大的影响②当投药量较大,原水的碱度小,不足以中和水解产生的酸时,水的pH值将大幅度下降。
要保持水解反应充分进行,必须加碱去中和H+ ,一般投加CaO ③用于除去废水的浊度时,硫酸铝的最佳pH 范围为?,用于除色时,pH值在?之间。
④Fe3+水解反应同样受pH值的控制,但适应的pH值范围较宽,最优pH值大约在?之间。
用于除色时,pH值在?之间。