第一章
一、名词解释
1.水循环自然循环:地球上的水在阳光照射下,通过江河、湖泊、海洋等地面水、表土水的蒸发,植物茎叶的蒸腾,形成水蒸气,进入大气,遇冷凝结,以雨、雪、雹等形式重返地面的过程。
2.水循环社会循环:人类为了生活和生产,不断取用天然水体中的水,经过使用,一部分天然水被消耗,但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放,重新进入天然水体。 3.降水:是指空气中的水汽冷凝并降落到地表的现象。
4.径流:是指降雨及冰雪融水或者在浇地的时候在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 5.渗透:指两种不同浓度的溶液隔以半透膜、水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。
6.蒸发:液体蒸腾挥发为水汽的现象。
7.水污染:指排入水体的污染物质超过了水体的自净能力使水的组成及性质发生变化,从而使动植物的生存条件恶化,鱼类生长受到损害、人类的生活和健康受到不良影响,水环境的生态平衡遭到破坏。
8.废水处理流程(废水处理系统):废水中的污染物是多种多样的,不能预期只用一种处理方法就能够把所有的污染物质去除殆尽,一种废水往往需要把几种处理方法联合成有机整体,并合理配置其主次关系和前后顺序,才能达到最经济有效地处理要求的程度。 二、简答
1.中国水污染的特点?
(1)发达国家不同时期的水污染问题在中国短期内集中爆发;
(2)点源、面源、降雨、底泥中污染物的释放形成了水体污染的空间复合;
(3)一般碳源有机物、氮磷、难降解有机污染物和重金属共同存在形成了水体的复合污染和特有的反应机制 2.水污染的成因?
(1)人口增加和经济增加的压力; (2)粗放型的发展模式;
(3)面源污染严重;(跟农业息息相关)
(4)污水处理率低,大量污水直接排放;(尤其是农村和小城镇污水) (5)环境意识淡薄,环境管理薄弱,环境执法力度不够; (6)排污收费等经济政策未能起到对治污的刺激作用; (7)历史欠账太多,资金投入严重不足。 3.水污染防治原则?
(1)防:“防”是指对污染源的控制,通过有效控制使污染源排放的污染物量减到最少量; (2)管:“管”是指对污染源,水体及处理设施的管理。 ① 对污染源的经常监测和管理; ② 对污水处理厂的监测和管理; ③ 对水体卫生特征的监测和管理。
(3)治:通过各种治理措施,对污(废)水进行妥善的处理,确保在排入水体前达到国家或地方规定的排放标准。 4.控制水污染途径?
(1)改革生产工艺,发展清洁生产工艺。(全过程控制) (2)改进生产装置的结构性能。
(3)发展封闭系统,重复利用废水。(重复用水和循环用水)
(4)清污分流,分隔治理。(黑水系统和灰水系统) (5)回收有用物质。(工业废水) (6)适当处理,安全排放。 (7)节约用水。 (8)排出系统控制。 5.水处理技术分类?
(1)物理法:利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离,在处理过程中污染物质的化学性质不发生变化。对象:悬浮物。方法:截留、沉淀、过滤、气浮、离心分离、膜分离。 (2)化学法、物理化学法:利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变,而从水中除去的方法。对象:溶解性污染物质或胶体物质。
方法:混凝、中和、氧化还原、电解、萃取、吸附、离子交换。 (3)生化法:利用微生物的作用去除废水中胶体和溶解性有机物的方法。 A、好氧生物处理法 B、厌氧生物处理法 6.水处理技术分类? (1)预处理:
任务:为某种意图而进行的污水处理。去除污水中某些特殊有害物质或降低其浓度。 方法:机械法、物化法、生化法(多用厌氧法,如水解酸化法)。 (2)一级(物理)处理:
任务:从废水中去除漂浮物和悬浮物,调节废水pH值,减轻废水的腐化程度和后续处理的工艺负荷。
方法:筛滤法、重力沉淀法、上浮法(如隔油法)、气浮、离心分离、滤池、微滤机等。 (3)二级(生物)处理:
任务:大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物。 方法:以生化处理为主体工艺。主要有活性污泥和生物膜法。 (4)三级(深度、高级)处理:
任务:防止受纳水体发生富营养化和受到难降解的有毒化合物的污染。
对象:污水中的N、P及难生物降解的有机物、病原菌、矿物质(盐类)等。 方法:生物处理、活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗透、消毒等。 7废水处理原则、流程? (1)先易后难,先简后繁
首先使用物理法,然后再使用生化法和物化法。即首先去除大块漂浮物质,然后再依次去除悬浮固体,胶体物质、溶解性物质。
(2)一般的废水处理程序:澄清→回收→污染物处理→再用或排放 注:PPT上的几个工艺流程图记清楚! 8.大气中的污染物?
(1)有毒金属粉尘和非金属粉尘(铬、锰、镉、铅、汞、砷等)进入人体后,会引起中毒以至死亡。
(2)无毒性粉尘对人体亦有害。如含有游离二氧化硅的粉尘被吸入后,会在肺内沉积,引起纤维性病变,使肺组织逐渐硬化,严重损害呼吸功能,发生“矽肺”病。
(3)气态污染物:SOX、CO、NOX、光化学烟雾、有机化合物、含F化合物、多环芳烃。 9.对大气能见度和气候的影响?
对大气能见度有影响的污染物:气溶胶粒子、能通过反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体。 ①TSP;②SO2和其他气态含硫化合物,以较大的反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子; ③NO和NO2,反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子;④光化学烟雾。
10.中国大气污染综合防治技术措施?
(1)清洁生产;(2)可持续发展的能源战略;(3)建立综合性工业基地。 11.土壤污染危害的特点?
(1)隐蔽性:指土壤对污染物的富积作用。
(2)难排性:土壤污染物一旦造成土壤污染很难排除。 (3)生物表现性:土壤受到污染后通过植物表现其危害。 12.土壤污染的修复技术?
(1)物理方法(工程措施);
(2)物理化学修复:电动修复、电热修复、土壤淋洗; (3)生物修复:微生物修复、植物修复;
(4)化学修复:石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐等改良剂,通过对重金属的吸附、拮抗或沉淀作用,降低其生物有效性;
(5)农业生态修复:农艺修复;生态修复。
第二章
一、名词解释
1.总固体(TS):又称蒸发总残留物,是在规定条件下,水样蒸发烘干至恒重时残留的物质。它为水中溶解性和悬浮性固体的总和。
2.总悬浮固体(SS):指悬浮在水中的固体物质,过滤后在103-105℃烘干至恒重的物质。包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。是衡量水污染程度的指标之一。 3.挥发性悬浮固体和非挥发性悬浮固体:将固体在600℃的温度下灼烧,挥发掉的即市是挥发性固体(VSS),灼烧残渣则是固定性固体(FSS)。
4.生化需氧量(BOD):在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量(20℃,5d)。
5.化学需氧量(COD):用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量(O2)(mg/L)。
6.总有机碳(TOC):在950℃高温下,以铂作为催化剂,使水样气化燃烧,然后测定气体中的CO2含量,从而确定水样中碳元素总量。
7.总需氧量(TOD):在900~950℃高温下,将污水中能被氧化的物质(主要是有机物,包括难分解的有机物及部分无机还原物质),燃烧氧化成稳定的氧化物后,测量载气中氧的减少量,称为总需氧量(TOD)。
8.水质标准:为符合不同使用功能而规定的水体中各种污染物的最大允许浓度。
9.排放标准:废水中污染在单位时间内允许排放量或排放废水中各污染物的最大允许浓度。 10.水体自净:水体在流动中或随时间推移,水体中的污染物通过物理、化学和生物作用,得到自然讲解,使水体回复原有质量状态的过程。
11.氧垂曲线:在河流收到大量有机物污染时,由于有机物的氧化分解作用,水体溶解氧发生变化,随着额污染源到河流下游一定距离内,溶解氧由高到低,再到原来溶解氧水平,可绘制成一条溶解氧下降曲线,称为氧垂曲线。 二、简答
1.天然水体中的杂质?
(1)①悬浮物:泥沙类无机物及动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。尺寸大、不稳定、悬浮于水流中,易去除;
②胶体颗粒:主要为细小的泥沙、矿物等无机物和腐殖质等有机物。比表面积大,具有表面活性、带电、稳定存在与水中,较难以去除;
③溶解物:呈真溶液状态的离子和分子,如Ca2+、Mg2+、CO2和NH3等。不影响水体外观,难以去除。
(2)①无机物:溶解性离子、气体和悬浮性泥沙等。如Ca2+、Mg2+、CO2和NH3等。离子的存在使天然水表现出不同的含盐量、硬度、pH和电导特性或使水体浑浊;
②有机物:常见的有腐殖质(土壤的有机成分,分子量几百至数万。与氯反应之生成物具有致癌性)类及一些蛋白质;
③微生物:包括原生动物、藻类、细菌、病毒等。使水体产生异味、增加色度、导致疾病。 (3)人为污染物。 2.典型水体水质特征?
(1)地表水:Cl-、SO42-含量高于北方地区,水的腐蚀性较强;
(2)江河水:发生水体富营养化问题的可能性较低,含盐量和硬度均较低;
(3)湖泊、水库水:主要由江河水供给,水质特点与江河水基本类似;流动性小,富营养化成为日趋严重的水污染问题,含盐量和硬度均较江河水高; (4)海水:海水的主要特点是含盐量高;
(5)地下水:含有各种可溶性矿物质,含盐量、硬度均较高,水质和水温终年稳定,属于高硬度结垢型水。
3.水和废水水质指标定义、作用和类型?
(1)定义:表征废水水质情况或定性定量地反映水和废水水质情况的参数指标。
(2)作用:了解废水的主要特性、研究和确定废水处理的工艺方法、监测和控制处理效果、协调排放水质和受纳水体间的水质关系、进行水质的综合管理和控制。
(3)类型:单项指标—反映废水中单种物质含量(各种有毒有害重金属、N、P等)。 综合指标—反映废水中某一类污染物浓度(有机物BOD、COD或固形物SS等)。 4.水质指标?
(1)物理性指标:温度、色度、嗅和味、固体物质TS(a溶解物质;b悬浮固体物质TSS:挥发性固体VSS、固定性固体FSS)。
(2)指标:BOD、COD、TOC、TOD、油类污染物、酚类污染物、植物营养元素、pH、重金属、无机非金属毒有害物。
(3)生物性指标:来源及危害、细菌总数、大肠菌数。 5.氧垂曲线,作用?
(1)定义:在河流收到大量有机物污染时,由于有机物的氧化分解作用,水体溶解氧发生变化,随着额污染源到河流下游一定距离内,溶解氧由高到低,再到原来溶解氧水平,可绘制成一条溶解氧下降曲线,称为氧垂曲线。
(2)作用:了解废水排放后河流控制断水面水质的变化
确定废水中污染物的最高允许排放量及处理程度。 6.污水生化性的判别方法?
(1)BOD/COD≧0.4 可生化性较好,适合于用生化处理方法。 (2)BOD/COD = 0.3-0.4 可生化性一般,可以用生化处理方法。 (3)BOD/COD = 0.2-0.3 可生化性较差,需驯化后用生化处理方法。 (4)BOD/COD≦0.2 可生化性很差,不适合于用生化处理方法。 三、计算
某污水水样100mL置于质量为46.4718g的古氏坩埚中过滤,在105℃烘干后称重为46.5036g,然后再将此坩埚置于600 ℃下灼烧,最后称重为46.4848g;另取同一水样100mL置于质量为67.9264g的蒸发皿中,在105 ℃蒸干后称重为68.0138,试计算该水样的总固体(TS),总悬浮固体(TSS),挥发性悬浮固体(VSS)和非挥发性悬浮固体(FSS)。
第三章
一、名词解释
1.处理污水顺序:调节池、格栅和筛网、沉淀、气浮、过滤。
2.浮上法:是一种有效的固-液或液-液分离的方法。常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。分为固-液分离,液-液分离。
3.气浮:往水中通入空气,产生高度分散的微小气泡,(有时还需要投加混凝剂或浮选剂),使水中的悬浮物与空气泡粘附在一起,靠气泡的浮力(视密度<1)一起上浮到水面,形成浮渣而加以去除,实现固液或液液分离的过程。
4.过滤:借助于具有一定空隙率的固体介质(如石英砂)阻挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程。对象:细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。
5.化学混凝法:向水中投加药剂(混凝剂),使水中的微小悬浮物和胶体聚集成沉速较大的颗粒而去除的方法。对象:水和废水中的微小悬浮物和胶体杂质。
6.絮凝剂/混凝剂:能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质。 7.物理化学法:废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除目的的处理方法称为物理化学处理。处理单元:吸附、离子交换、膜分离、萃取等。 二、简答
1.调节池目的、作用和方式?
(1)目的:减少和控制废水水质及流量的波动,以便为后续处理提供最佳条件。 (2)作用:①适当缓冲有机物波动以避免生物处理系统的冲击负荷; ②适当控制pH值或减小中和需要的化学药剂量;
③削减进入物理化学处理系统的高峰流量并使加药率能与进水相适应; ④当工厂不生产时还能保证水处理系统的连续供水;
⑤控制废水向城市管道系统的排放量,使废水负荷分配比较均匀; ⑥避免高浓度有毒废水进入生物处理厂; ⑦调节由于季节的变化而引起的流量变化。
(3)在线调节:全部废水流量均通过调节池,可以大幅度地调节废水的成分和流量,但能源消耗大。
离线调节:只有超过设计流量的那一部分才进人调节池,对废水组分和流量的变化仅起轻微的缓冲作用,但节省能源。 2.沉淀处理工艺?
(1)沉砂池:用以去除污水中的无机易沉物。
(2)初次沉淀池:较经济地去除,减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。
(3)二次沉淀池:用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等,使处理后的水得以澄清。
(4)污泥浓缩池:将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩,以减小体积,降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。 3.沉淀基本类型?
(1)自由沉淀:悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。
(2)絮凝沉淀:悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中,颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。
(3)区域沉淀或成层沉淀:悬浮颗粒浓度较高(5000mg/L以上);颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉,与澄清水之间有清晰的