第二章 水的物理化学处理方法

《环境工程学》知识要点整理蒋展鹏主编第3版普通专升本考试绪论与第一章水质标准和水体净化1、水质是指水和其所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合性质。

水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质是否符合要求的具体衡量标准。

主要分为化学性指标、物理性指标、生物性指标。

2、COD：化学需氧量的简称，指在一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（如K2Cr2O7、KMmO4）作用时消耗的氧化剂量，结果用氧的mg/L数来表示。

BOD：生物化学需氧量的简称，指在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解，这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量，结果用氧的mg/L数来表示。

3、常用水质标准：《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006、《饮用水净水标准》CJ94-1999 、《地表水环境质量标准》GB 3838-2002 、《废水综合排放标准》GB8978-1996、《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20024、水体自净：污染物质随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物学的作用，污染物质被分散，分离或分解，最后受污染的水体部分的或完全的恢复原状的现象。

净化机理：1）物理过程：稀释、扩散、挥发、沉淀、上浮等。

2）化学和物理化学过程：中和、絮凝、吸附、络合、氧化、还原等。

3）生物学和生物化学过程：进入水体中的污染物质，被水生生物吸附、吸收、吞食消化等过程，特别是有机物质由于水中微生物的代谢活动而被氧化分解并转化为无机物的过程。

第二章（1-2）水的物理化学处理方法1、格栅：格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。

分类：按格栅形状分：平面格栅、曲面格栅；按栅条间隙分：粗格栅 e=50-100mm、中格栅 e=10-40mm、细格栅 e=3-10mm；按清除方式分：人工清除格栅、机械清除格栅、水力清除格栅。

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），生化需氧量第二章水的处理方法概论填空题：1、水处理按技术原理可分为和两大类。

2、按对氧的需求不同，将生物处理过程分为和两大类。

3、按反应器内的物料的形态可以分为和两大类；按反应器的操作情况可将反应器分为和两大类。

4、列举水的物理化学处理方法：、、、、。

（举出 5 种即可）名词解释：>1、间歇式反应器 2 、活塞流反应器 3 、恒流搅拌反应器 4 、过滤5、吸附 6 、氧化与还原 7 、水的好氧处理 8 、水的厌氧处理9、停留时间 10 、停留时间分布函数 11 、水处理工艺流程问答题：1、水处理工艺流程选择的出发点有哪些？如何确定一个合适的水处理工艺流程？2、举例说明废水处理的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。

给排水科学与工程概论课程教学大纲1.课程基本信息2.课程概述本课程旨在引领学生了解给排水科学与工程专业的学科性质、教学内容、培养目标，掌握给排水工程各个方向的相关内容、基本概念、基本理论和方法，通过学习及查阅资料了解给水工程及排水工程的内容，认识水工程的新工艺、新材料、新设备等，为学习相关的后续课程打下良好的基础，具备对一些简单的工程实际问题进行定性分析的能力。

3.先修要求无。

4.课程目标目标1.掌握给排水工程的相关基本概念、基本理论和基本方法。

目标2.应用给排水工程的理论和方法对工程实际问题进行定性分析。

目标3.运用给排水工程的基本知识与理论初步建立解决问题的工程方法。

本课程支撑专业人才培养方案中培养规格6-1、培养规格6-2、培养规格7-1，对应关系如表所示。

5.预期学习结果6.课程实施（一）主要教学环节（二）学习要求《给排水科学与工程概论》是给排水科学与工程专业的一门专业选修课，要求学生通过课堂讲授与课后查阅资料掌握给排水工程各个方向的相关基本概念、基本理论和基本方法，了解给水工程及污水工程的内容，认识水工程的新工艺、新材料、新设备等。

（三）教学方法与策略本课程教学方法以课堂讲授和演示为主，讲授过程中要穿插讲解一些动画和工程应用的实例，同时要求学生自学相关内容，并多看课外参考书和文献资料。

7.教材以及其它教学资源参考教材：李亚峰，杨辉，蒋白懿. 给排水科学与工程概论（第3版）. 北京：机械工业出版社，2020.主要教学参考书：[1] 李亚峰. 建筑给水排水工程（第3版）. 北京：机械工业出版社，2018.[2] 严熙世，范瑾初. 给水工程. 北京：中国建筑工业出版社，2005.[3] 张自杰. 排水工程(下). 北京：中国建筑工业出版社，2000.[4] 李圭白，蒋展鹏，范瑾初，龙腾锐主编. 给排水科学与工程概论（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2010..8.课程考核9.教学进度执笔人：审定人：审批人：批准时间：。

《环境工程导论》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称: 环境工程导论 Introduction to Environmental Engineering课程编码: 000课程类别: 选修课适用专业: 化学工程与工艺（本科）开课学期: 第5学期课程学时: 36学时课程学分: 2课程简介：本课程系统介绍环境工程学的基本理论, 特别是水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物与城市垃圾的处置与管理以及噪声等公害防治技术的基本原理和方法。

是环境科学专业的主要专业课程。

通过该课程的学习, 使学生能将“三废”及其它公害治理的基本知识和技术较熟练地应用到环境保护领域；提高学生分析问题和解决问题的能力, 为以后从事环境治理技术工作、科学研究与设计奠定良好基础。

选用教材:《环境工程导论》（第3版）, 王建龙译, 北京：清华大学出版社, 2002参考书：1.《环境工程学》, 高秋实编, 中国环境科学出版社, 19862.《环境工程学》, P.A.维西林德编, 晓园出版社, 19923、《环境工程学》, 蒋展鹏编, 高等教育出版社, 2000.6二、课程教育目标本课程系统介绍环境工程学的基本理论, 特别是水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物与城市垃圾的处置与管理以及噪声等公害防治技术的基本原理和方法。

通过环境工程学的学习, 学生能正确理解环境工程学中的一些基本概念和基本原理；掌握环境污染控制工程和公害防治技术的基本方法和基本工艺过程；能够将所学过的“三废”及其它公害治理的基本知识和技术较熟练地应用到环境保护领域；增强学生的专业知识, 提高学生分析问题和解决问题的能力, 为以后从事环境治理技术工作、科学研究与设计奠定良好基础。

本课程是一门专业基础课, 需要联系一定的实际应用, 使学生更好地理解环境工程学的有关理论、方法。

三、理论教学内容课程内容与学时分配表绪论（2学时）教学内容环境科学与环境工程学: 环境, 环境科学, 环境工程学；环境工程学: 环境工程学形成与发展, 研究对象与内容, 研究方法, 环境工程学的发展趋势。

《环境工程学》整理考试时间：12-29 8:00—10:00 地点：上院112绪论与第一章水质标准和水体净化1、水质是指水和其所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合性质。

水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质是否符合要求的具体衡量标准。

主要分为化学性指标、物理性指标、生物性指标。

2、COD：化学需氧量的简称，指在一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（如K2Cr2O7、KMmO4）作用时消耗的氧化剂量，结果用氧的mg/L数来表示。

BOD：生物化学需氧量的简称，指在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解，这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量，结果用氧的mg/L数来表示。

3、常用水质标准：《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006、《饮用水净水标准》CJ94-1999 、《地表水环境质量标准》GB 3838-2002 、《废水综合排放标准》GB8978-1996、《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20024、水体自净：污染物质随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物学的作用，污染物质被分散，分离或分解，最后受污染的水体部分的或完全的恢复原状的现象。

净化机理：1）物理过程：稀释、扩散、挥发、沉淀、上浮等。

2）化学和物理化学过程：中和、絮凝、吸附、络合、氧化、还原等。

3）生物学和生物化学过程：进入水体中的污染物质，被水生生物吸附、吸收、吞食消化等过程，特别是有机物质由于水中微生物的代谢活动而被氧化分解并转化为无机物的过程。

第二章（1-2）水的物理化学处理方法1、格栅：格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。

分类：按格栅形状分：平面格栅、曲面格栅；按栅条间隙分：粗格栅 e=50-100mm、中格栅 e=10-40mm、细格栅 e=3-10mm；按清除方式分：人工清除格栅、机械清除格栅、水力清除格栅。

污水处理的方法与原理污水处理是指将生活污水、工业废水等经过一系列处理工艺，使其满足环境排放标准或者可再利用的水质要求的过程。

本文将详细介绍污水处理的方法与原理，包括传统的物理化学处理方法和新兴的生物处理方法。

一、传统的物理化学处理方法1. 沉淀法：通过加入化学药剂，使污水中的悬浮物和溶解物沉淀下来，达到去除固体悬浮物和部份溶解有机物的目的。

2. 滤网法：利用不同孔径的滤网，将污水中的固体颗粒截留下来，达到去除悬浮物的目的。

3. 活性炭吸附法：利用活性炭的大比表面积和强吸附性，将污水中的有机物吸附到活性炭上，达到去除有机物的目的。

4. 气浮法：通过向污水中注入气体，产生弱小气泡，使悬浮物和油脂等物质附着在气泡上升浮起，从而实现去除的目的。

5. 离子交换法：利用离子交换树脂对污水中的离子进行吸附和交换，达到去除离子的目的。

二、生物处理方法1. 好氧处理：将污水引入好氧生物反应器中，通过好氧微生物的代谢作用，将有机物氧化分解为二氧化碳和水，达到去除有机物的目的。

2. 厌氧处理：将污水引入厌氧生物反应器中，通过厌氧微生物的代谢作用，将有机物分解为甲烷等可再利用的产物，同时去除有机物。

3. 植物处理：利用水生植物的吸收和降解能力，将污水引入植物池中，通过植物的根系和微生物的共同作用，去除有机物和营养物质。

4. 活性污泥法：将污水引入活性污泥池中，利用活性污泥中的微生物对有机物进行降解和氧化，达到去除有机物和氮磷等营养物质的目的。

三、污水处理的原理1. 去除悬浮物：通过沉淀、滤网、气浮等物理处理方法，使污水中的固体颗粒和悬浮物得以去除。

2. 去除有机物：通过好氧处理、厌氧处理、活性污泥法等生物处理方法，使污水中的有机物得以降解和氧化。

3. 去除营养物质：通过活性污泥法、植物处理等方法，使污水中的氮磷等营养物质得以去除，防止水体富营养化。

4. 去除重金属和有毒物质：通过离子交换法、活性炭吸附法等物理化学处理方法，使污水中的重金属和有毒物质得以去除。

物化处理是指运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。

通常是指由物理方法和化学方法组成的废水处理系统，或指包括物理过程和化学过程的单项处理方法，如浮选、吹脱、结晶、吸附、萃取、电解、电渗析、离子交换、反渗透等。

1935年W.鲁道夫和E.H.特鲁尼克开始试验用物理化学处理系统处理污水。

随着工业的发展，工业废水水质日趋复杂，废水中许多污染物，如重金属离子，用通常的生物处理法难以去除；许多复杂的有机物，生物难以降解；对有毒的污染物其浓度超过微生物的耐受限度时，生物处理法又不适用。

为了保护环境和合理利用水资源，废水排放标准越来越严格，对废水回用率的要求越来越高。

因此，70年代以来，物理化学处理法得到广泛重视和迅速发展。

物理化学处理既可以是独立的处理系统，也可以是生物处理的后续处理措施。

其工艺的选择取决于废水水质、排放或回收利用的水质要求、处理费用等。

为除去悬浮的和溶解的污染物而采用的化学混凝－沉淀和活性炭吸附的两级处理，就是比较典型的一种物理化学处理系统。

处理过程是在废水中投加石灰，快速混合后，进行絮凝沉淀，除去大部分悬浮的和胶体的物质，同时除去一部分磷酸盐。

沉淀后的出水,流过活性炭接触床,由于活性炭的吸附作用，除去溶解的污染物，如溶解的有机物等。

活性炭要进行反冲洗和再生。

沉淀池的沉渣经脱水、煅烧后，其中石灰可回收利用。

煅烧产生的二氧化碳气体可用作调整沉淀出水的pH值。

通过这个系统处理后，出水水质的代表性数据是：BOD(生化需氧量)5毫克／升、COD(化学需氧量)15毫克／升、悬浮物5毫克／升、磷0.15毫克／升、氮 2.6毫克／升。

假若对水质有其他要求，还可增加相应的处理过程,如为了进一步脱氮,可以增加氨解析、离子交换或折点氯化。

和生物处理法相比，物理化学处理法的优点是：占地面积可少1/4至1/2；出水水质好，而且效果比较稳定；对废水水量、水温和浓度变化的适应性较强；可以除去有害的重金属离子；除磷、脱氮和脱色的效果好；可根据不同要求，选择处理方案；处理系统的操作管理易于实现自动检测和自动控制。

《环境工程学》教学大纲
一、基本信息
课程名称环境工程学课程编号ENSE4133
英文名称Environment Engineering 课程类型本专业基础课总学时54 理论学时54 实验学时0 实践学时0 学分 3 预修课程数学，物理，化学，微生物
学
适用对象环境科学
课程简介（200字左右）本课程主要内容是介绍环境工程学的基本理论，特别是水质净化与水污染
控制工程（水的物理化学处理、生物化学处理）、大气污染控制工程（气
态污染物的处理、颗粒污染物的处理）、物理性污染控制工程（噪声、振
动、电磁辐射等）的理论基础与工程实践，包括这3部分污染控制的基本理论知识、设备工作原理与主要的设计计算，工艺流程等。

通过该课程的学习，初步掌握水、气及物理性污染控制工程的基本原理与
方法。

二、教学目标及任务
《环境工程学》是环境科学专业的一门本专业推荐选修课。

学生通过该课程的学习，初步掌握污染控制工程和公害防治技术的基本原理与基本方法，特别是水与废水处理、大气污染、噪声与振动污染、电磁污染控制的基本概念、原理和工程实践等；了解环境工程领域相关污染控制技
术与工艺的进展；培养学生独立分析和解决环境工程污染控制问题的基本素质与创新能力。

三、学时分配
教学课时分配
章节章节内容讲课实验实践合计
绪论环境科学与工程学，环境工程学的形成与发
展，环境工程学的主要内容等
1 1
第一章水质与水体自净 2 2
第二章水的物理化学处理方法9 9
第三章水的生物化学处理方法12 12
第四章水处理工程系统与废水最终处置 3 3。

环境工程思考题答案环境工程思考题答案【篇一：环境工程原理(第二版)全部课后答案】第一章绪论1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。

解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。

它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。

环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。

图1-1是环境学科的分科体系。

环境科学环境工程学环境学科体系环境生态学环境规划与管理图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。

解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。

图1-2是环境工程学的学科体系。

水质净化与水污染控制工程空气净化与大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理环境净化与污染控制技术及原理生态修复与构建技术及原理环境工程学清洁生产理论及技术原理环境规划管理与环境系统工程环境工程监测与环境质量评价物理性污染控制工程土壤净化与污染控制技术废物资源化技术图1-2 环境工程学的学科体系1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。

上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。

1.4 空气中挥发性有机物（vocs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（vocs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。