环境工程新版.doc
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1、水循环分为自然循环和社会循环。自然循环:在太阳能的作用下,通过植物的蒸腾作用、地表径流、地下径流等形式进行循环往复的过程。社会循环:人类社会为了满足生产、生活的需求,需要从天然水体中取大量的水,通过使用过的水混入了各种污染物质,通过一定的净化,最终又流入天然水体。水中杂质存在状态:悬浮物质、溶解物质、胶体物质。悬浮物质由大分子颗粒构成,靠浮力和粘滞力悬浮在水中。溶解物质由分子或者离子构成,被水分子结构所支撑。胶体物质介于悬浮物质与溶解物质之间。曝气沉砂池的作用特点:曝气沉砂池是在池的一侧通入空气,使污水沿池旋转前进,从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量,可以控制污
2、水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化的影响较小,同时,还对污水起预曝气作用。一、 沉砂池类型沉砂池重要是为了除去水中砂粒、煤渣等比重较大的无机颗粒杂质,同时去除少量较大的有机杂质。工作原理是重力沉降。分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池:二、 沉淀池形式池型优点缺陷合用条件平流式沉淀池1.沉淀效果好2.对冲击负荷和温度变化的适应能力强3.施工简易,造价较低1.配水不易均匀2.采用多斗排泥时,每个泥斗需单独设排泥管,操作量大,管理复杂3.采用链带式刮泥排泥时,机件浸于水中,易腐蚀1.合用于地下水位高及地质较差地区2.合用于大、中、小型水解决厂竖流式沉淀池1.排泥方便,管理简朴2.单池
3、占地面积较小1.池子深度大,施工困难2.造价较高3.对冲击负荷和温度变化的适应能力差4.池径不宜过大,否则布水不均匀合用于小型污水解决厂,给水厂多不用辐流式沉淀池1.多为机械排泥,运营较好,管理较简朴2.排泥设备已趋稳定1.水流不易均匀,沉淀效果较差2.机械排泥设备复杂,对施工只讲规定高1.合用于地下水位较高地区2.合用于大、中型水解决厂 常用混凝剂:铝盐和铁盐。铝盐:硫酸铝、明矾、聚合氯化铝铁盐:硫酸亚铁、三氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁常用絮凝剂:聚丙烯酰胺(PAM)、淀粉、纤维素衍生物类、微生物多糖类澄清池特点:原水加药后进入澄清池,使水中的脱稳杂质与澄清池中的高浓度泥渣颗粒充足接触碰撞
4、凝聚,并被泥渣层拦截下来,水得到澄清。澄清池将絮凝和沉淀两个过程综合与一个构筑物内完毕,重要运用活性泥渣层达成澄清的目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时,便被泥渣层阻留下来,使水获得澄清。气浮法是运用高度分散的微小气泡作为载体去黏附水中的悬浮颗粒,使其随气泡浮升到水面而加以分拜别除的一种水解决方法。气浮分离的对象是疏水性细微固体或液体悬浮物质,如细沙纤维、藻类及乳化油滴。实现气浮分离过程的必要条件是使污染物可以黏附在气泡上。离子互换的运营操作涉及四个环节:互换、反洗、再生、清洗。(1)互换:互换过程就是产水过程,离子互换剂上的可互换离子与原水中的同性离子进行互换,使原水得到软化或除盐的过程。(
5、2)反洗: 再生之前要对树脂层进行反洗,目的在于松动树脂层,以便再生时注人的再生液能分布为匀,同时也及时地清除积存在树脂层内的杂质、碎粒和气泡。(3)再生:再生过程也就是互换反映的逆过程。使具有较高浓度的再生液流过树脂层,将先前吸附的离了置换出来,从而使树脂的互换能力得到恢复。在一定范围内,浓度越大再生限度越高;但超过一定范围,再生限度反而下降。(4)清洗:清洗是将树脂层内残留的再生废液清洗掉,直到出水质符合规定为止。吸附等温线:一定温度下,活性炭与被解决的水接触达成平衡时,溶液浓度和活性炭吸附量之间的关系曲线叫做吸附等温线。无拐点Langmuir,有拐点BET,直线Freundlich。三、
6、 氯消毒副产物 三氯甲烷、氯乙酸 四、 高级氧化技术(AOT)在一定条件下,依靠体系中实时生成的羟基自由基等强氧化物种来氧化降解水中污染物的技术。反是反映涉及水中羟基自由基的氧化过程,都是高级氧化过程。通过化学或者物理化学的方法将污水中的污染物直接氧化成无机物,或者将其转化为低毒的易生物降解的中间产物。Fenton化学氧化法是应用双氧水(H2O2)与亚铁(Fe2+)反映产生氢氧自由基的原理,进行氧化有机污染反映,将废水中有机物污染氧化成二氧化碳和水的一种高级氧化解决技术。其化学反映机制如下:H2O2+Fe2+OH+OH-+Fe3+Fe(OH)3影响Fenton法氧化反映效果与速率因子:反映物自
7、身的特性,H2O2的剂量,Fe2+的浓度,pH值,反映时间,温度。五、 氧化沟氧化沟即循环混合曝气池。常见的为卡鲁赛尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、曝气-沉淀一体氧化沟。由活性污泥在首尾相连的闭合的曝气沟渠中的循环,通过活性污泥中的微生物与细菌对污水中的有机物进行降解去除,进而达成净化污水的目的。 生物滤池 普通生物滤池: BOD5去除率高,工作稳定,费用低。但负荷较低,占地面积大,滤料易堵塞,影响周边环境。高负荷生物滤池: BOD溶积负荷和水力负荷大大高于普通生物滤池。塔式生物滤池:通风良好,容易产生强烈的紊流,大大提高传质速度和滤池净化能力。其负荷远比高负荷滤池高,滤池内生物膜生长迅速,同时受强烈
8、水力冲刷更新快,具有较好的活性。BOD5容积负荷:单位有效容积在单位时间内的解决的进料具有的物料BOD5数量,而不是去除的量。生物接触氧化法:是从生物膜法派生出来的一种废水生物解决法。在该工艺中污水与生物膜相接触,在生物膜上微生物的作用下,可使污水得到净化。该方法采用与曝气池相同的曝气方法提供微生物所需的氧量,并起搅拌与混合的作用,同时在曝气池内投加填料,以供微生物附着生长,因此,又称为接触曝气法,是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物解决法,是具有活性污泥法特点的生物膜法,它兼具两者的优点。特点:高效节能、占地面积小原理:生物膜吸附有机物由微生物分解。影响因素:填料、水温、pH、溶解氧
9、等厌氧消化机理:在酸性消化阶段,有机物在细菌的作用下,分解成简朴的有机酸(如丁酸、丙酸、乙酸和甲酸等)以及醇类、二氧化碳、氮、硫化物、氢以及能量。在这一阶段里,由于有机酸的大量积累,pH值可下降至6,甚至可达5以下。所以叫做酸性消化阶段。随后,由于有机酸和溶解性含氮化合物的分解,产生碳酸盐、氨、氮及少量的二氧化碳等,从而使酸性减退。经酸性消化后的污泥外观呈黄色,比较黏稠不易脱水,仍易于腐化发臭。在碱性消化阶段,参与的微生物是甲烷细菌。甲烷细菌对营养的规定不高,一般的营养盐类、二氧化碳、醇和氨都可以作为碳、氮源,属于专性厌氧细菌群。在甲烷细菌的作用下,酸性消化阶段的代谢产物进一步分解成污泥气,其
10、重要成分是甲烷(CH4)、二氧化碳(C02)及少量氨、氢、硫化氢等。随着甲烷细菌的繁殖,有机酸迅速分解,pu值迅速上升,达成78,所以叫做碱性消化阶段。影响厌氧生物解决的重要因素及解释1.温度:甲烷细菌对温度变化十分敏感,温度是影响厌氧生物解决的重要因素。2.酸碱度:甲烷细菌生长最佳的pH范围是6.8-7.2,假如pH低于6或者高于8,正常消化会遭到破坏。3.负荷:负荷是厌氧解决过程中决定污水、污泥中有机物进行厌氧消化速率高低的综合指标,是厌氧消化的重要控制参数。常以透配率表达。投赔率过高,会导致酸累计,pH下降,破坏碱性消化,产气率减少;投配率过低,虽然可以提高产气率,但会使设备容积变大,投
11、资高。4.碳氮比:过高时,组成细菌的氮量局限性,消化液的缓冲能力低,pH易下降;碳氮比太低,则氮量过高,pH也许会8,导致铵盐累积,毒害甲烷细菌。5.有毒物质:会影响消化的正常进行,重要是重金属离子和某些阴离子生物脱氮1.氨化作用,即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮.2.硝化作用,即在供氧充足的条件下,水中的氨氮一方面在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐,然后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐.3.反硝化作用,即在缺氧或厌氧的条件下,硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气.脱磷机理污水中磷的去除重要由聚磷菌等微生物来完毕。1.聚磷菌磷的摄取。在好氧条件下,聚磷菌不断
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