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水质工程学1知识点总结水质工程学是研究水质污染、水处理和水资源综合利用的一门交叉学科，涉及化学、生物、环境和工程等多个领域的知识。
在现代社会，水质工程学已经成为保障水资源安全和人类健康的重要学科，对于水污染防治、水资源开发和利用有着重要的意义。
本文将对水质工程学的相关知识点进行总结，包括水质污染、水处理技术、水资源管理等内容。
一、水质污染1. 水质污染的来源水质污染是指水体中存在有害物质超出环境容许标准而影响水质的情况。
水质污染的来源主要包括工业废水、农业面源污染、城市生活污水和大气降水等。
工业废水包括工业生产过程中排放的各种废水，其中可能含有重金属、有机物等有害物质。
农业面源污染主要来自农田农作物种植和养殖业的生产活动，包括化肥、农药和养殖废水等。
城市生活污水是指城市居民生活生活污水，其中包括生活污水、工业废水和雨水等，含有各种有机物、微生物等有害物质。
大气降水是指大气中的颗粒物和气态污染物通过大气降水方式，如雨水、雪等形式降落到地表水中，导致水体污染。
2. 水质污染的分类根据污染物的性质和来源，水质污染可以分为有机污染、无机污染和放射性污染等多种类型。
有机污染主要来自工业废水和城市生活污水排放的有机物，包括有机溶剂、石油类物质、农药等。
无机污染包括重金属、氨氮、硫化物等无机物质，主要来自工业废水和农业面源污染。
放射性污染是指水体中存在放射性元素超出环境容许标准而导致的污染，主要来自核能设施、医疗设备和工业生产过程中的放射性物质。
3. 水质污染的影响水质污染对人类健康和生态环境都会产生严重的影响。
首先，水质污染会导致饮用水安全问题，对人体健康造成威胁，引发各种水源性传染病，包括霍乱、痢疾、肝炎等。
其次，水质污染会破坏生态环境，影响水生动植物的生存和繁衍，导致湖泊、河流甚至海洋的富营养化和死水现象。
另外，水质污染还会影响农业灌溉水质和工业用水，影响农作物生长和工业生产活动。
二、水处理技术1. 水处理技术的基本原理水处理技术是指通过物理、化学、生物等技术手段，将水中的有害物质去除或降低，提高水质的工程技术。
●课程教学目的本课程是环境工程专业必修的主要专业课之一，以讲授水处理单元操作为主，目的是使学生对水、废水与污染物的性质、来源、水质标准及控制水污染的基本途径和治理方法有较全面深入的了解，初步掌握水污染治理技术。
●教学任务本课程的任务是讲授水处理方法的基本知识，配合实验、学习、课程设计、毕业专题等教学环节，最终使学生掌握水处理的基本理论与工程技术，为进行水处理工程设计、科学研究和运行管理打下基础。
●教学内容的结构一、理论教学第一篇水质与水处理概论第 1 章水质与水质标准1.1 天然水中杂质的种类与性质1.2 水体的污染和自净1.3 饮用水水质与健康1.4 用水水质标准1.5 污水的排放标准第 2 章水的处理方法概论2.1 主要单元处理方法2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用2.3 水处理工艺流程第二篇物理、化学及物理化学处理工艺原理第 3 章凝聚和絮凝3.1 胶体的稳定性3.2 混凝原理3.3 混凝剂3.4 混凝动力学3.5 混凝过程3.6 混凝设施3.7 混凝试验第 4 章沉淀4.1 杂质颗粒在静水中的沉淀4.2 平流式沉淀池4.3 斜板、斜管沉淀池4.4 澄清池4.5 水中造粒4.6 浓缩4.7 气浮第 5 章过滤5.1 慢滤池与快滤池5.2 颗粒滤料5.3 快滤池的运行5.4 过滤理论5.5 滤层的反冲洗5.6 几种常见的滤池第 6 章吸附6.1 吸附概述6.2 活性炭吸附6.3 活性炭吸附的应用6.4 活性炭的再生6.5 水处理中的其它吸附剂第 7 章氧化还原与消毒7.1 概述7.2 氯氧化与消毒7.3 臭氧氧化与消毒7.4 其他氧化与消毒方法7.5 高级氧化概述第 8 章离子交换8.1 离子交换概述8.2 离子交换反应8.3 离子交换装置及运行操作8.4 离子交换的应用第 9 章膜滤技术9.1 概述9.2 微滤和超滤9.3 反渗透和纳滤9.4 电渗析9.5 膜滤技术在水处理中的应用第 10 章水的冷却 (自学部分)10.1 水的冷却原理10.2 冷却的热力学问题10.3 冷却水的水质与水处理第 11 章腐蚀与结垢 (自学部分)11.1 腐蚀类型与过程11.2 影响腐蚀的因素与腐蚀形式11.3 水质稳定指数11.4 水质稳定处理第 12 章其它处理方法 (自学部分)12.1 中和12.2 化学沉淀12.3 电解12.4 吹脱、汽提法12.5 萃取法第三篇生物处理理论与应用第 13 章活性污泥法13.1 活性污泥法的理论基础13.2 活性污泥的性能指标及其有关参数 13.3 活性污泥反应动力学及其应用13.4 活性污泥法的各种演变及应用13.5 曝气及曝气系统13.6 活性污泥法污水处理系统的过程控制与运行管理 13.7 活性污泥法的脱氮除磷原理及应用13.8 活性污泥法的发展与新工艺第 14 章生物膜法14.1 生物膜法的基本概念14.2 生物膜的增长及动力学14.3 生物滤池14.4 生物转盘14.5 生物接触氧化法14.6 生物流化床14.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺14.8 生物膜法的运行管理第 15 章厌氧生物处理15.1 概述15.2 厌氧生物处理的基本原理15.3 厌氧微生物生态学15.4 升流式厌氧污泥层工艺15.5 两相厌氧生物处理15.6 悬浮生长厌氧生物处理法15.7 固着生长厌氧生物处理法第 16 章自然生物处理系统16.1 稳定塘的基本原理16.2 好氧塘16.3 兼性塘16.4 厌氧塘16.5 曝气塘与深度处理塘16.6 常规稳定塘的设计原则第 17 章污泥处理、处置与利用17.1 概述17.2 污泥的分类、性质及计算17.3 污泥浓缩17.4 污泥的厌氧消化17.5 污泥的其它稳定措施17.6 污泥的调理17.7 污泥的干化与脱水17.8 污泥的干燥与焚化17.9 污泥的有效利用与最终处理第四篇水处理工艺系统第 18 章常用给水处理工艺系统（实践部分）18.1 给水处理工艺系统的选择原则18.2 地面水的常规处理工艺系统18.3 受污染水源水的处理工艺系统18.4 水的除藻18.5 水的除臭除味18.6 给水厂污水的回收利用18.7 给水厂污泥的处理与处置第 19 章特种水源水处理工艺系统（实践部分）19.1 高浊度水处理工艺系统19.2 地下水除铁除锰处理工艺系统19.3 水的除氟除砷处理工艺系统19.4 软化、除盐与锅炉水处理工艺系统19.5 游泳池水的处理工艺系统第 20 章城市污水处理工艺系统（实践部分）20.1 污水处理工艺系统的选择原则20.2 城市污水处理工艺系统20.3 活性污泥法处理系统实例20.4 污水深度处理与再生水有效利用20.5 污泥处理与利用工艺系统第 21 章工业废水处理工艺系统（实践部分）21.1 概述21.2 常用工业废水处理工艺系统二、实验教学1.颗粒自由沉淀实验Particle Free Sediment Experiment2.混凝实验Coagulation Experiment3.过滤及反冲洗实验Filtration and Wash Experiment4.树脂类型的鉴别Identifying Species of Resin5.强酸性阳树脂总交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume6.强酸性阳树脂工作交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Working Exchange Volume 7.曝气充氧实验Aeration Experiment8.完全混合式活性污泥法处理系统的观测和运行Completely Mixed Activated Sludge Process9.污泥沉降比 (SV%)和污泥指数(SVI)的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume 10.曝气池中环境因素的监测和菌胶团中生物相的观察Environmental Factor Monitor and Observation of Miroorganism in Zoogloea in Aeration Tank11.生物转盘实验Rotating Bio Disc Experiment12.SBR法计算机自动控制系统Computer Auto Control System of SBR13.间歇式活性污泥法实验Experiment System of Sequencing Batch Reactor模块或单元教学目标与任务“水质工程学”是环境工程专业和给水排水工程专业的重要学科基础课之一。
水质工程学_章北平_自然生物处理系统附答案第十六章自然生物处理系统一、选择题1、以下不属于稳定塘的描述中错误的是（）A、能充分利用地形，工程简单，建设投资省B、能够实现污水资源化C、污水处理能耗少，维护方便D、污水净化效果稳定，不受季节、气温、光照等因素的影响。
2、稳定塘中的细菌不包括（）A、好氧菌和兼性菌B、硝化菌C、产酸菌D、产甲烷菌3、稳定塘净化过程的影响因素不包括（）A、温度B、光照C、水的硬度D、营养物质4、通过深度塘的处理可以去除BOD、COD、（）、藻类等A、细菌B、重金属C、硬度D、水生动物二、填空题1、稳定塘可分为、、和四种。
2、污水土地处理系统由、、、、和六部分组成。
3、常见的污水土地处理工艺包括、、、和等四种。
4、人工湿地处理系统可分为和。
5、稳定塘抗冲击负荷能力，能承受水量变化，建设投资。
6、厌氧塘较深，有机负荷较高，其一般在BOD5> mg/L时设置。
7、深度处理塘主要是进行、、、、的去除。
三、名词解释稳定塘人工湿地污水土地处理系统四、简答题1、图示并说明典型的兼性稳定塘净化功能模式。
2、稳定塘从哪几个方面来净化污水？3、什么是湿地处理系统？4、稳定塘的优缺点？5、好氧塘中PH值和DO值的日变化规律？为什么？6、污水土地处理系统的对污水的净化作用机理是？7、稳定塘净化过程的影响因素有哪些？五、计算题1、用好氧塘处理污水，污水流量2000m3/d，进水BOD5为120mg/l，求好氧塘的面积。
（BOD5设计负荷取2g/m2.d）第十六章自然生物处理系统习题答案一、选择题DDCA二、填空题1、好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘2、污水的收集与预处理设备污水的调节、贮存设备配水与布水系统土地净化作用净化水的收集、利用系统监测系统3、慢速渗滤处理系统快速渗滤处理系统地表漫流处理系统湿地处理系统污水地下渗滤处理系统4、自由水面人工湿地处理系统人工潜流湿地处理系统5、强大省6、3007、BOD COD 细菌藻类氮磷三、名词解释稳定塘稳定塘又称氧化塘，是人工适当修整或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能。
14章4．反应器原理用于水处理有何作用和特点?答：作用：推动了水处理工艺发展;特点:在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛，许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。
例：沉淀池.5。
试举出3种质量传递机理的实例。
答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。
1、主流传递:在平流池中，物质将随水流作水平迁移.物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。
2、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最终趋于平均分布状态，浓度梯度消失。
如平流池等.3、紊流扩散传递：在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态。
水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散。
6.（1)完全混合间歇式反应器（CMB) 不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假定是在恒温下操作(2)完全混合连续式反应器（CSTR）反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同(3）推流型反应器（PF）反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递答:在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。
在化工生产过程中,反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛.许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等,甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。
7.为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好?答：因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联，则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度,串联的反应器数愈多,所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数N趋近无穷时，所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间。
水质工程学李圭白第三版
《水质工程学》是由李圭白编写的权威教材，已经推出第三版。
本书全面介绍了水质工程学的基本理论和实践应用，对于水质研究和水资源管理具有重要意义。
以下是对该书的简要概述。
第一章简介
本章介绍了水质工程学的基本概念和发展历程，让读者对本书的内容和结构有一个整体的了解。
第二章水质评价
本章重点介绍了水质评价的方法和指标，包括物理、化学和生物学等方面的指标，以及常用的水质评价模型。
第三章水质净化技术
本章详细讲解了水质净化的各种技术，包括传统的物理、化学处理方法，以及先进的膜分离、生物降解等技术。
第四章水质监测与调控
本章介绍了水质监测的方法和技术，以及如何根据监测结果进行水质调控和管理，保证水体的安全和健康。
第五章水资源管理
本章重点探讨了水资源的可持续利用和管理，包括水资源规划、分配和保护等方面的内容，以及与环境和社会经济发展的关系。
第六章水环境保护与恢复
本章讨论了水环境保护和恢复的重要性，介绍了水环境污染的来源和治理方法，以及水体的生态修复和环境保护政策。
第七章水质模型与决策支持系统
本章介绍了水质模型和决策支持系统的原理和应用，以及如何利用数学模型和计算机技术进行水质预测和决策分析。
第八章水质风险评估与应急管理
本章探讨了水质风险评估的方法和工具，以及如何制定应急管理计划来应对突发水质事件。
总结
本书全面系统地介绍了水质工程学的基本理论和实践应用，适合作为水质工程学专业的教材，也可供从事水质研究和水资源管理的专业人士参考。
通过学习本书，读者能够全面了解水质工程学的最新进展，提高对水质问题的认识和解决能力。
教学单元1 水质工程学概论课时：8学时基本教学内容1.1 水源水质1.2 城市污水的性质及污染指标污水：生活污水、工业废水、雨水、城市污水指标：物理性质与指标、污水的化学性质及指标、污水的生物性质及指标1.3 水质标准给水污水1.4 水处理方法概述物理方法、化学方法、生化方法教学重难点重点：1. 水质标准2. 污水的性质及污染指标3. 水处理方法概述难点：1. 污染指标教学方法与手段课堂讲授、课堂讨论与课后自学、复习相结合思考题：1. 何为生物化学需氧量，何为化学需氧量，在水处理领域中如何应用，并请对两者进行对比分析。
2、污水中含氮物质的分类及相互转换？3、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？4. 水中杂质按尺寸大小可分成几类？各种杂质的主要来源、特点及一般去除方法。
5. 生活饮用水各项指标的意义。
教学单元2 水体污染与自净课时：4学时基本教学内容2.1 水体污染2.1.1 水体污染2.1.2 污染源分类2.2 水体自净的基本规律2.2.1 水体自净2.2.2 自净机理2.3 水体自净的数学模式2.3.1 物理净化作用：稀释与扩散、混合、沉淀2.3.2 好氧生物净化：研究河流中DO变化的意义，河流中DO变化规律教学重难点重点：1. 水体污染及其危害2. 水体自净的基本规律及计算方法难点：1. 水体自净的基本规律及计算方法，含耗氧、复氧、溶解氧平衡规律及氧垂曲线。
教学方法与手段课堂讲授、课堂讨论与课后自学、复习相结合思考题：1. 简述水体自净的含义及机理。
2. 绘出氧垂曲线，并加以简要描述。
氧垂曲线在水污染控制中有什么实际意义？作业：1 . 某城市人口35万人，排水量标准150L/(p·d)，每人每日排放于污水中的BOD5为27g，换算成BOD u为40g。
河水流量为3m/s，河水夏季平均水温为20℃，在污水排放口前河水溶解氧含量为6mg/l，BOD5为2mg/l(BOD u=2.9mg/l)。
第一章水质与水质标准填空题：1、水的循环包括：和。
2、按水中杂质的尺寸，可以将杂质分为、、三种。
3、含磷物质存在形式：、、；溶解性的磷：、、；悬浮性的磷：。
4、按处理程度污水处理分为：、、。
5、污水的最终出路：、、。
6、城市污水：包括以下四部分、、、。
7、污水复用分：、。
8、有直接毒害作用的无机物：、、、、、。
9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。
10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。
名词解释：1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化 ( eutrophication ) 的定义9、水环境容量 10、水体自净问答题：1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一？3、在研究水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的，但在北方严寒地区，对于溶解氧的要求往往提高，这是什么原因？4、进行水体污染的调查，主要应采取哪些步骤？5、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？6、 BOD 的缺点、意义？7、什么是“水华”现象？8、什么是“ 赤潮” 现象？9、氧垂曲线的意义，使用时应主意哪些问题？10、写出氧垂曲线的公式，并图示说明什么是氧垂点。
11、河水：最旱年最旱月平均时流量（保证率 95% ）（水速为0.25m/s），生化需氧量=3mg/L，亏氧量Da<10%，水温T=20，耗氧常数，复氧常数。
城市污水：最大流量，生化需氧量=300mg/L，溶解氧DO=0。
要求污水排放口下游6km处溶解氧不小于4mg/L，生化学氧量不大于 4mg/L ，确定此城市污水所需处理的程度。
你认为需采取怎样的处理方法才能满足要求？12、求某种废水20度的一日生化需氧量和第一阶段最终生化需氧量，已知该水五日，20度生化需氧量为200mg/L，此时。
名词解释1、生物化学需氧量（生化需氧量）BOD ：在水温为20°C 的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。
2、用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化CO2和H2O 所消耗的氧量，用CODcr 表示，一般写为COD 。
3、水体污染：指排入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，从而导致水体的物理、化学及微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。
4、水体自净：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的及生物化学作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全的恢复原状5、水环境容量：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物的负荷量，又称为水体纳污能力。
5、表面负荷：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，称为表面负荷或溢流率，用q 表示（m/s,m/h,32/(.)mm h ）。
表面负荷的数值等于颗粒沉速0u 。
q 的范围：初沉池1.5~3.032/(.)m m h ，二沉池生物膜法1.0~2.032/(.)m m h ，活性污泥法1.0~1.532/(.)m m h 。
6、钟式沉砂池：利用机械力控制水流流态与流速，利用驱动装置通过转动轴带动转盘叶片旋转，依靠向心力使重的砂沉入池底部。
由吸砂泵通过排砂管装置将沉淀于池底的沉砂吸排出池外，并使用机物随水流带走。
7、活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水。
这样，在持续一段时间后，在污水中即将形成一种呈黄褐色的絮凝体。
这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。
8、污泥沉降比SV ，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，以%表示。
9、污泥容积指数SVI 。
物理意义是在曝气池出口处的混合液在经过30min 静沉后每g 干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL 计。
