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水污染控制工程卢进登编湖北大学资源环境学院目录第一篇污水的物理化学处理方法第一章绪论第二章水体的自净及水污染控制的基本方法、工艺流程第三章混凝第四章沉淀与澄清第五章过滤第六章消毒第七章气浮第八章氧化还原第九章膜分离第十章其他物化方法第十一章水的软化与除盐第十二章循环水的冷却和稳定第二篇污水的生物处理方法第一章概述第二章好氧生物处理（原理与工艺）第三章厌氧生物处理第四章营养元素的生物去除第五章天然条件下的生物处理第六章污泥的处理与处置主要参考书目：1）《水处理工程》，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，19852)《现代废水生物处理新技术》，钱易等，中国科技出版社，19933）《排水工程》，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，19964）《水污染治理工程》，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，19955）《废水生物处理数学模型》，第二版，顾夏声，清华大学出版社，1995 6）《水处理微生物学》，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998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BOD5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、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a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。
第十二章倾倒废弃物污染海洋环境防治法第一节废弃物及倾倒废弃物的定义及污染现状一、海洋倾倒废弃物的相关定义1、海上倾倒的行为界定倾倒，是指通过船舶、航空器、平台或者其他载运工具，向海洋处置废弃物和其他有害物质的行为，包括弃置船舶、航空器、平台及其辅助设施和其他浮动工具的行为。
倾倒废弃物，是指通过船舶、航空器、平台或者其他载运工具，向海洋处置废弃物和其他有害物质的行为，包括弃置船舶、航空器、平台及其辅助设施和其他浮动工具的行为，但船舶、航空器及其他载运工具和设施正常操作产生的废弃物的排放，不属于此范围。
海洋倾废是指利用船舶、航空器、平台及其他载运工具，向海洋处置废弃物和其他物质的行为；向海洋弃置船舶、航空器、平台和其他海上人工构造物，以及向海洋处置由于海底矿物资源的勘探开发及与勘探开发相关的海上加工所产生的废弃物和其他物质。
不包括船舶、航空器及其他载运工具和设施正常操作过程产生的废弃物排放。
2、废弃物的含义及分类为保护海洋生态环境，维护人们身体健康，我国对海洋倾废作了严格规定。
我国也和《伦敦倾废公约》一样，按照废弃物有毒性、有害物质含量和对环境的影响等因素，把废弃物分为三类。
一类废弃物被列入“黑名单”中，严格禁止向海洋倾倒，包括：含有机卤素化合物、汞及汞化合物、镉及镉化合物的废弃物；强放射性废弃物及其他强放射性物质以及含有上述物质的阴沟污泥和疏浚物、原油及其废弃物；渔网、绳索、塑料制品及其他能在海面漂浮或在水中悬浮、严重妨碍航行、捕鱼及其他活动或危害海洋生物的人工合成物质。
除非在陆地处置会严重危及人类健康，而把这类物质向海洋倾倒是防止威胁的惟一办法时，经国家海洋主管部门批准，获得紧急许可证，方可在指定的区域按规定的方法倾倒。
二类废弃物被列入“灰名单”，包括：含砷、铅、铜、锌、铍、铬、镍、钒及其他化合物、有机硅化合物、氰化合物、氟化物等的废弃物；含弱放射性物质的废弃物；各种废金属和金属容器及某些杀虫剂等。
废⽔的物理化学处理⽅法2019-10-061化学沉淀法化学沉淀的基本原理是利⽤投加在废⽔中混凝剂的吸附架桥、电中和、吸附中和等物理化学作⽤与放射性废⽔中微量的放射性和其它有害元素发⽣共沉淀，或聚集成⽐重较⼤的沉淀颗粒，并与⽔中的悬浮物结合为疏松绒粒，达到吸附废⽔中放射性核素的作⽤。
常⽤的混凝剂有CaCO3、NaHCO3、Ba-Cl2、AlCl3、FeCl3、（Al）2（SO4）3、（Al）2（PO4）3、KMnO4、MnO2。
化学沉淀法适宜的pH值为9~13，放射性活度脱除系数可达10以上。
化学沉淀法不仅可去除放射性物质，还能去除悬浮物、胶体、⽆机盐、有机物和微⽣物等。
⼀般与其他⽅法联⽤时作为预处理⽅法。
与化学沉淀法相关的⼀个重要问题是如何处置沉淀过程中产⽣的含放射性核素的⼤量泥渣。
由于浓缩作⽤泥渣的放射性⽐原放射性要⾼出⼏⼗倍，甚⾄⼏百倍，因此，这些泥渣排⼊周围环境前，必须加以处理。
当废液中铁和铝的质量浓度均为60mg/L时，产⽣的污泥量⼀般能占到处理废⽔总量的10%。
近年来化学沉淀法的研究持续深⼊，新改进的混凝剂陆续应⽤，不溶性淀粉黄原酸酯可处理含⾦属放射性废⽔，效果显著，适⽤性宽，放射性脱除率可到达90%以上。
在碱性条件下，淀粉经交联后再与CS2进⾏黄原酸化制得的淀粉衍⽣物不溶性交联淀粉黄原酸酯，能与多种⾦属离⼦絮凝螯合，不仅效果显著，⽽且没残余硫化物存在，因⽽更适⽤于对废⽔处理[4]。
最近有专家提出了⼀些其它⾮常⽤沉淀剂，效果也很显著。
如罗明标[5]等⼈研究了粉状氢氧化镁和以⽩云⽯为原料制备的氢氧化镁乳液处理含铀放射性废⽔的条件，试验结果表明，氢氧化镁处理剂具有良好的除铀效果，在所选择的条件下，能将废⽔中的含铀量降⾄0.05mg/L以下，且pH值控制在6~9之间。
2离⼦交换法离⼦交换法处理放射性废⽔的原理是：当废液通过离⼦交换剂时，放射性离⼦交换到离⼦交换剂上，使废液得到净化。
⽬前，离⼦交换法已⼴泛应⽤于核⼯业⽣产⼯艺及放射性废⽔处理⼯艺。
第十二章废水的物理化学处理一、吸附526、活性炭为什么有吸附作用？什么物质易为活性炭吸附，什么物质难以吸附？527、为什么说活性炭在水中的吸附过程是物理吸附、化学吸附和离子交换吸附的综合过程？这和哪些因素有关？在什么情况下其中一种西服将处于主导地位？528、解释吸附量的概念：何谓吸附等温线？写出其表达式并说明各符号的物理意义。
529、有一含农药浓度为500mg/l的废水水样500mg/l，不同投碳量时的平衡浓度数据列于下表，试①求吸附量；②确定弗兰德利希吸附等温式的表达形式。
题529表活性碳投量（mg） 1005835641491391298290 253平衡农药浓度（μg/l） 58.287.3116.4300407786902 2940 530、写出弗兰德利希等温式和郎缪尔等温式的表达式并说明各式中有关参数的确定方法。
531、用活性炭吸附水中的色素的试验方程为：。
今有100m含色素为60mg/L的水样，欲将其色素去除90%，问需要多少活性炭？532、影响活性炭吸附的因素有哪些？试分析之。
533、说明混合溶液吸附过程中的诱发吸附、独立吸附和吸附干扰的基本含义。
534、什么是活性碳吸附中的生物协同作用？这种作用有哪些方面的应用？535、试述固定床、移动床和流动床吸附装置的基本构造及运行特点。
536、动态吸附运行过程中的吸附带的概念。
537、何谓通水倍数、穿透点和吸附终点？538、为什么多柱串联运行的活性炭吸附工艺可提高活性炭的吸附量或通水倍数？539、试分析多级逆流活性炭吸附工艺的运行特点。
540、某工厂为一班生产制，工业废水量Q=60m3/h，经生物处理后出水中的COD Cr浓度为C=60mg/L，拟将这部分水回用，回用水COD Cr为5mg/L。
对该废水所作的粉末活性炭吸附试验得到的Freundlich西服等温式为X/M=0.0021.27，吸附平衡时间为2h。
试计算连续搅拌吸附接触池的容积和所需的投碳量（kg/h）。
541、某工厂为一班生产制。
工业废水量为75m3/h，经生物处理后出水的COD Cr浓度为80mg/L。
要求用活性炭进行吸附处理使COD Cr降至8mg/L以下，以将这部分水回用与生产过程。
经粉末活性炭的静态试验表明符合Freundlich吸附等温式（为X/M=0.004C1.27），吸附平衡时间为2h。
废粉碳再生后的（X/M）0=0.01mgCOD/mg碳。
拟采用如图所示的二级逆流吸附操作工艺。
试计算该工艺每小时的用碳量。
题541图542、某石油化工厂拟采用活性炭吸附法对炼油废水进行处理。
处理水量为Q=800m3/h，进水COD Cr浓度为C0=100mg/L，要求出水的COD Cr浓度为Ce=30mg/L。
试根据下列数据计算吸附塔的主要工艺尺寸（采用间歇式固定床吸附塔）。
（1）空塔速度v=10m/h；（2）接触时间t=30min；（3）通水倍数w=6.0m3/kg；（4）炭层密度430kg/m3。
543、下图为活性炭固定床吸附工业废水中有机物的动态试验所得的穿透曲线。
其中进水COD Cr浓度为C0=100mg/L，出水允许COD Cr浓度为Ce =20mg/L。
活性炭的容重为401g/L，吸附柱中碳的体积为1升。
试计算当到穿透点和吸附终点时的活性炭吸附量。
题543图544、某工业废水用两种活性炭（和）进行有机物（以TOC表示）的吸附平衡试验数据如下表所列。
试确定两种活性炭的西服等温式并说明哪一种活性炭具有更好的吸附性能。
题544表废水TOC（mg/L）碳A吸附平衡浓度（mg/L）碳B吸附平衡浓度（mg/L）10 0.52 0.5020 1.20 1.0540 2.90 2.3080 11.10 3.90160 30.00 22.20320 30.10 60.20545、检验下表中的碳吸附数据是否符合郎缪尔吸附等温式。
如果符合，确定常数K和K1值。
题545表10 20 30C(mg/L)X/M (mg/L) 0.20 0.28 0.33二、离子交换546、水中的硬度是有哪里引起的？何谓总硬度，何谓碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度？547、何谓水的软化？水软化处理工艺一般应用于哪些场合？548、何谓水的含盐量及水的除盐处理？除盐处理工艺应用于哪些场合？549、水中硬度的表示方法有哪几种？试举例说明之。
550、水的纯度一般用什么指标来反映？551、水质分析资料如下表所列。
试计算水的总硬度、碳才盐硬度和非碳酸盐硬度及含盐量。
题551表项目 Ca2+Mg2+Na+ + K+HCO3-SO42-Cl-含量（mg/L）83 19.8 — 220 75 38552、离子交换树脂是怎样制备的？交联剂的作用是什么？何谓树脂的交联剂？树脂交联度的大小反映了树脂哪方面的特性？553、说明离子交换树脂结构的组成及其主要功能。
554、离子交换树脂有哪些主要性能？可用哪些指标来反映？他们各有什么实用意义？555、何谓树脂的湿真密度和湿视密度？它们在离子交换工艺的设计过程中有何用途？556、何谓离子交换树脂的选择性？试举例说明之。
557、反映离子交换树脂性能的主要指标是什么？说明树脂的重量交换容重与体积交换容重间的关系。
558、何谓数值的总交换容重和工作交换容重？说明它们的测定方法及影响因素。
559、强酸性732#阳树脂的总交换容重为4.5mgN/g（干树脂），含水率为46~52%，湿视密度为0.75~0.85g/mg。
试计算其体积交换容重。
560、试说明举例离子交换平衡的概念。
561、试说明离子交换树脂的类型及其主要性能。
它们的交换基团革是什么？562、试举例说明强酸型离子交换树脂对水中硬度离子的交换过程。
563、为什么弱酸型H型离子交换树脂只能去除水中的碳酸盐硬度而不能去除水中的非碳酸盐硬度？试举例说明之。
564、分别写出Na交换软化系统和H-Na并联（及串联）离子交换系统的工艺流程图并说明它们的应用特点。
565、某厂软化水量为170m3/d。
对远水的水质分析资料表明：原水中的[HCO3-]=4.5mgN/L，[SO42-]=0.8mgN/L，[Cl-]=0.35mgN/L。
软化处理后要求出水的[HCO3-]= 0.3mgN/L。
拟采用H-Na并联软化工艺系统。
试分别计算经RH和RNa的软化水量及软化过程中产生的CO2量。
566、试述固定床、移动床和流动床离子交换工艺的基本运行过程及其主要优缺点。
567、试述离子交换树脂的再生方法（不同离子交换树脂再生时所用的再生剂种类及其浓度控制）。
568、试述影响离子交换过程的主要因素。
569、写出RH-ROH除盐工艺流程并说明其工作原理。
570、写出几种离子交换除盐的工艺流程并加以说明。
571、为什么混床除盐工艺要比复床除盐工艺具有更好的处理效果和更强的处理能力？572、试说明离子交换一个运行过程中交换、反洗、再生和清洗的操作过程及各步骤的作用。
离子交换法处理工业废水的特点是什么？如何选择适用于不同工业废水处理的离子交换工艺？573、说明斜发沸石离子交换剂的基本特性及其在废水中除氮的作用。
三、萃取574、何谓萃取、萃取剂和萃取物？萃取剂主要有那几种？其的使用应考虑哪些问题？575、何谓分配系数？写出其表达式加以说明。
576、试推导多级逆流萃取过程中出水残留物浓度的计算公式，并加以说明。
试述萃取工艺的类型及其优缺点。
577、为什么逆流萃取过程中，轻液要由下往上而重液要由上往下？578、脉冲萃取为什么能强化传质过程？要使脉冲操作正常运行需要注意控制哪些条件？579、试分析萃取法的优缺点及其适用条件。
580、试举例说明萃取法在工业废水处理中的作用。
四、膜分离581、膜分离技术有哪些？各适用于分离水或废水中的哪些污染物？582、试举例说明扩散渗析的基本原理。
583、试举例说明电渗析的基本原理。
584、什么是电渗析器的浓差极化和结垢现象？怎样产生的？对电渗析器的运行有何影响？防止和消除的方法有哪些？585、扩散渗析、电渗析、反渗透和超滤处理过程的推动力各是什么？586、何谓渗透压？其作用是什么？587、反渗透和超滤在运行原理、设备构造及去除对象等方面有什么不同？有何联系？588、求温度为25℃、浓度为0.5克分子/L的NaCl溶液的渗透压。
589、试画出采用渗析工艺回收酸洗废液中硫酸和铁的电渗析器的工艺图并加以说明。
590、电渗析膜与离子交换树脂在离子交换过程中的作用有何异同？591、利用电渗析处理工业废水有何特点？592、试述吹脱处理法的基本原理及主要去除对象。
593、吹脱工艺有哪些设备组成？所用的填料主要有哪几种？其性能特点如何？594、如何计算吹脱塔内所需的填料面积？写出有关计算公式。
595、某工业废水量为Q=1000m3/h，水温为20℃，溶解性CO2含量为C O=820mg/L，废水生物处理前要求进行吹脱处理以去除CO2并提高pH值，要求吹脱后出水中的CO2含量降至190 mg/L。
试计算吹脱塔的主要工艺尺寸。
五、磁分离596、磁分离技术的主要处理对象是什么？597、工业废水处理中的磁分离器是通过什么方法来提高磁场梯度的？其所用材料一般是什么？598、说明高梯度磁分离器（HGMS）的基本构造及其工作原理。
599、应用磁分离技术处理非磁性颗粒物时，应采用什么措施来强化处理效果？所采用的磁种一般有哪些？600、磁分离过程中投加混凝剂的主要作用是什么？601、你认为目前我国在应用磁分离技术处理工业废水方面，应着重开展哪些方面的工作？六、吹脱602、废水中的什么物质适宜采用吹脱法去除？对某些盐类物质，例如NaHS、KCN等，能否用吹脱法去除？要采取什么措施才能使它们得到有效的去除？603、吹脱设备有哪些类型？各有何优缺点？试从传质概念分析哪种的分离效率高？对废水性质有何要求？对某些含悬浮物浓度较高的废水（如含经中和硫酸后产生的石膏废水）及含HCN等有害物质的废水，在选择吹脱装置类型时应注意什么问题？604、废水中含游离硫化氢H2S 400mg/L，废水量为20m3/h，水温为20℃。
要求处理后出水中的游离硫化氢在10mg/L以下，求填料塔和泡沫塔的主要工艺尺寸及所需的鼓风机风量。
605、影响吹脱的因素有哪些？它们对吹脱效果的影响如何？如何加以控制？606、什么情况下需要回收吹脱出来的挥发性物质？回收方法有哪些？一般会遇到什么困难？应注意什么问题？。
