排水工程期末复习-习题.docx
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排水工程
第一篇总论
第1章污水的性质与污染指标
1.1污水
1.污水：
是指在人类生活、生产过程中使用过的，并为生活废料或生产废料所污染，改变了其原有的化学成分和物理性质的要求；是生活污水、工业废水和被污染雨水的总称。
2.生活污水：
是指在人类日常生活中使用过的，并被生活废料所
污染的水
3.工业废水：
是指在工矿企业生产活动中用过的水，包括生产污
水（指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等废料所污染的水＜需深度处理＞）和生产废水（指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品污染或只是温度稍有上升的水＜仅需简单处理＞）。
4.城市污水：
生活污水与生产污水的混合污水，是排入城镇排水系统的总称。
5.污水经净化处理后的出路：
1）排放水体，作为水体的补给水；
2）灌溉使用；3）重复使用＜最合理的出路分为直接复用和间接复用＞
1.2城市污水的性质与污染指标
1.2.1污水的物理性质及指标
1.表示污水的物理性质的主要指标有水温、色度、臭味、固体含
量及泡沫等。
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排水工程
2•水温：
对污水的物理、化学及生物性质有直接的影响。
3•色度：
色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质形成，生活污水的色度主要呈灰色。
4.臭味：
生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成；工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。
5•固体含量：
固体含量按存在形态可分为悬浮的（挥发性悬浮固体和非挥发性悬浮固体）、胶体的和溶解（DS）的三类；按性质的不同可分为有机物、无机物和生物体三种。
6.把悬浮固体在马福炉中灼烧（600C）,所失去的重量为VSS,残留的重量为NVSS。
1.2.2污水的化学性质及指标
1.无机物包括酸碱度、氮、磷、无机盐及重金属离子等。
主要分为有直接毒害和无直接毒害两大类。
2.污水中含氮化合物有四种：
有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。
四种化合物的总量成为总氮（TN）。
3.有机物污染指标主要分为可降解的好氧类和难降解的好氧类。
4.BOD:
在水温为20C的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量BOD。
5.BOD作为水质指标的意义：
1）可以反应微生物降解量的多少；
2）可以反应水中的溶解氧DO;3）在一些水处理工艺中还可以作为控制参数。
6.BOD作为水质指标的缺点：
1）反应时间长；2）特殊工业废水测不出来；3）反应过程要求温度控制在20C。
7.C0D:
用强氧化剂在酸性条件下，将有机物氧化成二氧化碳和水所消耗的氧量（也是COD的测定原理）。
8.COD作为水质指标的有点：
1）较精确的表示污水中有机物的含量；2）测定时间短2h，且不受水质的限制；3）多作为工业废水的污染指标。
9.BOD与COD的比较：
1）COD不能反应杯微生物讲解量，而BOD可以；2）COD测定快，BOD测定慢；3）COD不受水质限制,BOD对毒性强的水很难测定；4）COD反应氧化全部有机物的需氧量，BOD反应部分。
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第2章水体污染与自净
2.1水体污染及其危害
1.环境污染：
指水体、大气和土壤的污染。
2•生物群落：
生活在一个水域或地段内，相互之间具有直接或间接关系的各种动植物的群体。
3•生态系统：
指生物群落和环境所构成的综合体。
4•生态平衡：
在生态系统中，生物间相互依赖、相互斗争，在一定条件下处于相对平衡的关系。
5.环境容量：
自然环境包括水环境对污染物都具有一定的承受能力。
6•水体污染：
是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。
7•造成水体污染的主要原因有点源污染（未经妥善处理的城市污水集中排入水体）和面源污染（农田肥料，农药及城市地面污染物随地表径流排入水体）。
2.1.1水体的物理性污染及危害
1.高温废水排入水体后，使水体温度升高，物理性质发生变化，危害水生动、植物的繁殖与生长，称为水体的热污染。
其造成的后果是：
1）减少水中的溶解氧；2）致水体中的化学反应速率加快；3）使水体中的细菌繁殖加速。
2.色度有表色和真色之分，可有水中的悬浮物、胶体或溶解物组
成。
其中由悬浮物造成的色度称为表色，由胶体物质和溶解物质造成的色度称为真色。
其危害是：
由于水体的色度加深、使透光性减弱，影响水生生物的光合作用，抑制其生长繁殖，妨碍水体的自净作用。
3.水体的固体污染包括悬浮固体、溶解固体和胶体。
水体受固体污染后浊度增加透光度减弱。
其造成的危害是 1）体的色度加深、使
透光性减弱，影响水生生物的光合作用，抑制其生长繁殖，妨碍水体的自净作用；2）悬浮固体阻塞鱼鳃，导致鱼类窒息死亡；3）悬浮固体沉降，造成底泥积累腐化，影响水质； 4）微生物对悬浮固体的分
解，降低水中的溶解氧；5）悬浮物质作为载体吸附其他物质，随水流迁移污染。
2.1.2无机物污染及危害
1.工业废水排放的酸、碱，以及降雨淋洗受污染空气中的 SO2、
NOx所产生的酸雨，都会使水体受到酸、碱污染。
2.水体受到酸、碱污染的危害：
1）酸、碱进入水体后，互相中和产生无机盐类；2）使水体的pH值发生变化，微生物生长受到抑制，水体自净能力受到影响；3）无机盐污染会使水体硬度增加。
3.含氮化合物主要包括有机氮、氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐。
4.含氮化合物在书体中的转化主要有两个阶段：
第一阶段为含氮有机物转化为无机氨氮，称为氨化过程：
第二阶段为氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，称为硝化过程。
5.有机氮很不稳定，容易在微生物的作用下分解为其他三类；在无氧的条件下分解为氨氮，有氧条件下分解为硝酸盐和亚硝酸盐。
6..凯氏氮（KN）是有机氮和氨氮之和；氨氮在污水中存在形式有游离氨和离子状态铵盐两种，氨氮为二者之和。
总氮与凯氏氮之差值，约等于亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
7..水中的磷可分为有机磷和无机磷两大类。
8.水体富营养化的主要营养物质是氮、磷。
9.水体中硫酸盐以硫酸根的形式存在。
10.重金属污染不生化、不能降解、只转化、分解、富集。
2.1.3有机物污染及危害
1.水体水面与大气接触，大气中的氧不断溶入水体，使溶解氧得到补充，这种作用称为水面复氧。
2.有机物污染包括油脂类污染、酚污染、表面活性剂（洗涤剂）污染。
2.1.4病原微生物污染及危害
1.病原菌污染的特点事数量多分布广，存活时间长，繁殖速度快,随水流传播疾病。
2.2水体自净的基本规律
2.2.1水体的自净作用
1.污染物随污水排入水体后，经物理的、化学的、生物化学的作用，使污染物的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。
水体所具备的这种能力称为水体自净能力或自净容重。
2.水体的自净过程非常复杂，按机理可分为三类：
1）物理净化作用：
水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀、与挥发，使浓度降低，但总量不减；2）化学净化作用：
水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚等过程，使存在形态发生变化及浓度降低，但总量不减；3）生物化学净化作用：
水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动，使其存在形态发生变化，有机物无机化，有害物无害化，浓度降低，总量减少。
3.污水排入水体后，在流动的过程中逐渐和水体水相混合，使污染物浓度不断降低的过程称为稀释。
4.稀释效果受两种运动形式的影响，即对流与扩散。
污染物随水流方向运动称为对流；污染物进入水体后，在水体中产生浓度梯度，污染物由高浓度区像低浓度区迁移称为扩散。
5.扩散的方式有三种：
1）分子扩散，由于污染物分子的布朗运
动引起的物质分子扩散，使浓度降低称为分子扩散； 2）紊流扩散，
由于水体的流态造成的污染物浓度降低称为紊流扩散； 3）弥散，由
于水体各水层之间的流速不同，使污染物浓度分散称为弥散。
6.氧化还原是水体化学净化的主要作用.
7.当排入的酸、碱量超过缓冲能力后，水体的pH值将发生变化。
8.物理化学作用净化水体的原因是：
天然水中存在着大量具有很
大表面能并带电荷的胶体微粒。
胶体微粒有使能量变为最小的 二及同
性相斥，异性相吸的物理现象，他们将吸附和凝聚水体中各种阴、阳离子，然后扩散或沉降，达到净化的目的。
2.2.4河流氧垂线曲线方程一菲里普斯方程
1.污水进入后，DO曲线呈悬索状下垂，即为氧垂曲线。
2.4污水处理基本方法与系统
1.现代污水处理技术按原理可分为：
物理处理法、化学处理法、生物化学处理法。
2.物理处理法：
利用物理作用分离污水中悬浮状态的固体污染物质。
方法有筛选法、沉淀法、上浮法、气浮法、过滤法和反渗透法等；
化学处理法：
利用化学反应作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质。
主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、电渗析等；
生物化学处理法：
利用微生物的代谢作用，使污水呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
主要方法有：
好氧微生物作用和厌氧微生物作用。
3.现代污水处理技术按处理程度可划分为：
一级、二级和三级处理。
4.一级处理：
主要去处污水中呈悬浮状态的固体污染物， BOD
一般经一级处理能去处30%，不能达到排放标准。
二级处理：
主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
三级处理：
在一级二级处理后进一步处理水中的难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物。
主要方法有：
生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析等。
5.污泥是污水处理过程中的产物。
污泥处理的主要方法是减量处理、稳定处理、综合利用、最终处置。
第2篇城市污水处理
第3章污水的物理处理
1.污水物理处理法的主要去除对象是漂浮物和悬浮物。
3.1格栅
1.格栅是有一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端， 用以截留较大的悬浮物或
漂浮物。
以便减轻后续处理构筑物的负荷，保护水泵等。
3.1.1格栅分类
1.格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅。
2.平面格栅由栅条和框架组成。
3.曲面格栅又可分为固定曲面格栅和旋转鼓筒式格栅。
4.格栅按栅条净间隙又可分为粗格栅（50-100mm）中格栅
（10-40mm）细格栅（3-10mm）3种。
5.按清渣方式可分为人工清渣（适用于小型水厂）和机械清渣（适用于大、中型水厂）。
3.3沉淀理论
3.3.1概述
1.根据悬浮的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可分为自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩。
2.自由沉淀：
1）条件：
浓度低，颗粒性质，相互不发生变化；2）沉淀过程：
颗粒大小形状不发生变化； 3）实例：
初沉池中的沉淀。
絮凝沉淀：
1）条件：
浓度较高，颗粒具有絮凝性； 2）沉淀过
程：
颗粒大小形状密度沉速都发生变化； 3）实例：
二沉池中的沉淀。
区域沉淀：
1）条件：
浓度较高，浓度大于500mg/L； 2）沉淀
过程：
形成液-固界面，液面下降过程就是沉淀过程；3）实例：
二沉池中后期沉淀，给是系统中的矶花沉淀。
压缩：
1）条件：
浓度较高，浓度大于2000mg/L； 2）沉淀过
程：
有泥面，下降缓慢，颗粒相互接触、相互支撑、上层压下管、颗粒群被压缩；3）实例：
二沉池污泥斗中及压缩池的污泥浓缩。
3.3.3理想沉淀池原理
1.理想沉淀池的假设条件：
1）污水在池内沿水平方向做等速运
动，水平流速v,从入口到出口的时间为t； 2）在流入区，颗粒沿
截面AB均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v; 3）颗粒沉到池底即认为被去除。
2.Q/A的物理意义：
在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量，陈伟表面负荷或溢流率，用符号q表示。
3.圆形理想沉淀池有辅流和竖溜两种。
3.4沉砂池
1.沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。
2.沉砂池一般位于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵和管道的磨损；也可以设在初沉池前面，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。
3.常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟氏沉砂池等。
3.4.1平流沉砂池
1.平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。
它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排砂较方便等优点，但沉砂中约夹杂15%的有机物，使沉砂的后续处理增加难度。
2.平流沉砂池常用的排砂方法与装置主要有重力排砂与机械排砂。
3.4.2曝气沉砂池
3.4.3多尔沉砂池
1.多尔沉砂池由污水口和整流器、沉砂池、出水溢流堰、刮砂机、排砂坑，洗砂机，有机物回流机和回流管以及排砂机组成。
3.4.4钟氏沉砂池
1.钟氏沉砂池由流入口，流出口，沉沙区，砂斗及带变速箱的电动机，传动齿轮，压缩空气输送管和砂提升管以及排砂管组成。
3.5沉淀池
1.沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池。
2.初次沉淀池设在生物处理构筑物的前面， 处理的对象时悬浮物
质，同时可去除部分B0D5.
3.二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥
4.沉淀池按池内水流的方向不同科分为辐流式沉淀池、 竖流式沉
淀池和平流沉淀池。
3.5.1平流式沉淀池
1.平流沉淀池由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成。
2.流入装置由设有侧向或槽底潜孔的配水槽、挡流板组成，起均匀布水与消能作用。
3.流出装置由流出槽和挡板组成。
流出槽设自由溢流堰，溢流堰严格水平，即可保证水流均匀又可控制沉砂池水位。
4.进水挡板的作用：
消能，均匀布水。
5.出水挡板的作用：
阻挡水面浮渣和油类。
6.缓冲层的作用是：
避免已沉污泥被水流搅起以缓解冲击负荷。
7.排泥装置一般有：
静水压力法，机械排泥法。
3.5.3向心辐流式沉淀池
1.导流絮凝区主要有三个作用：
1）使进水导向沉淀区并使布水
均匀；2）可使活性污泥絮凝，加速沉淀区的沉淀； 3）对池底沉泥
物冲击现象。
2.沉淀区的功能主要是起沉淀作用。
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