环境工程基础
绪论
第一章 水质与水体自净 1.1 水的循环与污染 1.2 水质指标与水质标准 1.3 废水的成分与性质 1.4 水体自净与环境水容量 1.5 水处理的基本原则和方法
第二章 水的物理化学处理方法 1.1 水中粗大颗粒物质的去除
1.2 水中悬浮物质和胶体物质的去除 1.3 水中溶解物质的去除 1.4 水中有害微生物的去除 1.5 水的其他物理化学处理方法
第三章 水的生物化学处理方法 1.1 废水处理生物学基础 1.2 好氧悬浮生长处理技术 1.3 好氧附着生物处理技术 1.4 厌氧生物处理技术 1.5 生物脱氮除磷技术 1.6 水处理场污泥处理技术 1.7 废水土地处理技术 1.8 废水人工湿地处理技术
绪论
1、环境工程学的主要内容
（1）水质净化与水污染控制工程 （2）大气污染控制工程
（3）固体废物污染控制及噪声与其他公害防治工程 （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程 （5）环境规划、管理和环境系统工程 （6）环境监测和环境评价
第一章 水质与水体自净
一、水的循环与污染 注：6价铬，3价砷有毒
二、水质指标与水质标准
1、水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准 （1）杂质颗粒尺寸
悬浮物质（大于1微米）、胶体物质（小于1微米，大于10^-3微米）、溶解物质（小于10^-3微米） 溶解性分类（和为总固体数）：溶解固体（DS）、悬浮固体（SS） 挥发性分类：挥发性固体（VS）、固定性固体（FS）
（2）碱度计算
P：酚酞指示剂H+消耗量
T（总碱度）: 甲基橙指示剂H+消耗量（总碱度 各致碱离子含量计算 OH- CO3 2- HCO3- 测定结果 P=0 0 0 T P<0.5T 0 2P T-2P P=0.5T 0 T 0 P>0.5T 2P-T 2(T-P) 0 P=T T 0 0 注：所有碱度以mg/L为单位，CaCO3为中和剂计算计算
（3）硬度
致硬金属例子：Ca2+，Mg2+
（4）化学需氧量和耗氧量（COD）
定义：水中各有机物质与外加的强氧化剂（如K2Cr2O7、KMnO4）作用时所消耗的氧化剂量，用氧的mg/L表示。分为CODcr，CODmn
（5）生物化学需氧量（BOD） ? 定义：
在有氧条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解而无机化，这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量，用氧的mg/L表示。
? BOD5,BOD20:不同温度下的BOD，COD>BOD20>BOD5
? 处理方法选择：B/C>0.3适宜生物化学处理方法，否则用化学
? 试讨论有机物好氧生物氧化的两个阶段。什么是第一阶段生化需氧量（La）？什么是完全生化需氧量（BODu）？
为什么 通常所说的生化需氧量不包括硝化阶段对氧的消耗量？
在有氧的情况下，废水中有机物质的分解是分两个阶段进行的。第一阶段称为碳氧化阶段，主要是不含氮有机物的氧 化，也包括含氮有机物的氨化，以及氨化后生成的不含氮有机物的继续氧化。碳氧化阶段所消耗的氧量称为碳化生化需氧量（BOD）。 总的碳化生化需氧量常称为第一阶段生化需氧量或完全生化需氧量，常以 La 或 BODu 表示。
水中的硝化细菌可氧化水中原有的氨和含氮有机物氨化分解出来的氨，最终转化成硝酸盐。由于硝化作用所消耗的氧 量成为硝化生化需氧量，即第二阶段生化需氧量，常以 LN 或 NOD 表示。
通常所说的生化需氧量只是指碳化生化需氧量，即第一阶段生化需氧量 La，不包括硝化过程所消耗的氧量 LN。这是 因为生化需氧量的定义只规定：有机物被氧化分解为无机物质。在第一阶段生物氧化中，有机物中的 C 变为 CO2，N 变为 NH3，均 已无机化。因此并不关心继续氧化成 NO2－、NO3－。同时，对于一般的有机废水，硝化过程大约在 5～7 天甚至 10 天后才能显著 展开，所以 5 天的 BOD 测定通常是可以避免硝化细菌耗氧的干扰的。
2、水质标准
（1）水质标准与水质要求 水质标准：
由国家正式颁布的统一规定，对各项水质指标都有明确的要求尺度和界限，均为法定要求，具有指令性和法律性，有关部门、 企业和单位都必须遵守，称为水质标准。 水质要求:
各用水部门或设计、研究单位为进行各项工程建设或工艺生产操作，根据必要的试验研究或一定的经验所确定的各种水质要 求。这类水质要求只是一种必要的和有益的参考，并不都具有法律性。 注：有行业标准用行业标准 （2）地表水五类标准
保护区→饮用水→养殖和游泳→工业水和非接触娱乐水→农业和景观
三、水体自净作用与环境水容量
（1）什么叫水体自净？什么叫氧垂曲线？根据氧垂曲线可以说明什么问题？
进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用被分散、分离或分解，最后，水体基本上或完全地恢复到受污 染前的状态，这个自然净化的过程称为水体自净。
当河流接纳废水以后排入口（受污点）下游各点处溶解氧的变化十分复杂。以各点离排入口的距离为横坐标，溶解氧量为纵坐标作图，即得氧垂曲线。氧垂曲线的形状会因各种条件（如废水中有机物浓度、 废水和河水的流量、河道弯曲状况、水流湍急情况等）的不同而有一定的差异，但总的趋势是相似的。由氧垂曲线可以得到废水 排入河流后溶解氧最低点的亏氧量，及从排入点到临界点所需的时间。 （2）水环境容量 W=V(S-B)+C V：地表水体积 S：污染物环境标准 B：污染物环境背景值 C：自净能力
第二章 水的物理化学处理方法
一、水中粗大颗粒物质的去除
1、格栅、筛网、微滤机
2、沉砂池
? 目的：去除无机颗粒
? 原理：重力沉降、自由沉降 ? 沉降速度（Stokes公式）: u=（g÷18μ）（ρs-ρ）d^2 d：颗粒直径 ρs：颗粒密度 ρ：液体密度
μ：水的动力粘度（温度越高越小，越易沉淀 g：重力加速度 ? 类型： 平流式沉砂池 竖流式沉沙池
曝气池（提供溶解氧除有机物，预曝气）
二、水中悬浮物质与胶体物质的去除
1、沉淀
（1）自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在区别和特点。 悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型：
自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。 (沉砂池、初沉池，Stokes公式)
絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。 （初沉池后期，二沉池）
拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位 置不变，作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。
（二沉池后期）
压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。 （污泥压缩池）
（2）理想沉淀池（计算，P97） 计算公式：u0=H/t0=Q/A
（3）沉淀池类型 ? 普通沉淀池
平流式沉淀池（入流区、缓冲区、沉淀区、污泥区） 竖流式沉淀池（小型处理厂） 幅流式沉淀池（大型处理厂） ? 斜板式沉淀池
U0=V×（H/L） 减少H，增加L则能沉淀的更多
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