一、水處理工程基礎理論與水質(zhì)指標（一）水的污染與水質(zhì)特征1.水體污染類型：物理性污染：由濁度、色度、水溫異?；驊腋‰s質(zhì)引起（如泥沙入河導致濁度升高）?；瘜W性污染：重金屬（汞、鎘）、有機物（酚類、石油類）等有毒有害物質(zhì)超標。生物性污染：致病菌（大腸桿菌）、藻類（藍藻水華）等微生物或生物代謝產(chǎn)物污染。2.水質(zhì)指標分類：物理指標：濁度（NTU衡量，反映懸浮顆粒多少）、色度（真色由溶解性物質(zhì)引起，表色含懸浮雜質(zhì)）、水溫（影響微生物活性）?；瘜W指標：pH：水處理中需調(diào)控（如混凝最佳pH5.5~7.5），影響藥劑效果與管道腐蝕。硬度：暫時硬度（鈣鎂碳酸氫鹽，煮沸可去除）與永久硬度（鈣鎂硫酸鹽/氯化物）之和，常用絡合滴定法測定。DO（溶解氧）：反映水體自凈能力，污水處理中好氧工藝需維持DO2~4mg/L。COD/BOD：COD（化學需氧量，重鉻酸鉀法CODcr更常用）反映有機物總量；BOD5（5日生化需氧量）反映可生物降解有機物，B/C比＞0.3宜生物處理。生物指標：細菌總數(shù)、大腸菌群（作為衛(wèi)生指標，反映糞便污染風險）。（二）水質(zhì)標準與規(guī)范1.飲用水衛(wèi)生標準（GB____）：核心指標：微生物（菌落總數(shù)≤100CFU/mL）、毒理（鉛≤0.01mg/L）、感官（濁度≤1NTU、色度≤15度）。變化要點：新增全氟化合物等指標，強化消毒副產(chǎn)物控制。2.污水排放標準（GB____）：城鎮(zhèn)污水廠分一級A（COD≤50mg/L、NH3-N≤5mg/L）、一級B（COD≤60mg/L、NH3-N≤8mg/L）、二級（COD≤100mg/L），依受納水體功能選擇。二、物理化學處理工藝考點解析（一）混凝處理1.混凝原理：壓縮雙電層：鋁鹽/鐵鹽投加后，反離子壓縮膠體雙電層，ζ電位降低至脫穩(wěn)（＜20mV）。吸附架橋：高分子混凝劑（如PAM）長鏈吸附多顆粒，形成絮體（需緩慢攪拌促進架橋）。網(wǎng)捕卷掃：金屬氫氧化物沉淀（如Al(OH)3）網(wǎng)捕懸浮顆粒，適用于高濁度水。2.混凝劑選擇與投加：無機混凝劑：硫酸鋁（pH5.5~7.5）、聚合氯化鋁（PAC，適用pH寬、腐蝕性?。?；三氯化鐵（pH3.5~5.0，低溫效果好但腐蝕性強）。有機混凝劑：PAM（陽離子型用于污泥脫水，陰離子型作助凝劑）。投加方式：濕投法（配成溶液投加）為主，混合時間10~30s（快速攪拌），反應時間10~30min（慢速攪拌）。3.影響因素：pH：鋁鹽混凝最佳pH5.5~7.5，過低/過高會抑制水解。水溫：低溫水混凝效果差（水解慢、粘度大），可投加助凝劑（如活化硅酸）改善。（二）沉淀與澄清1.沉淀類型及應用：自由沉淀：沉砂池（去除大顆粒無機物，流速0.15~0.3m/s）。絮凝沉淀：沉淀池前段（礬花形成后，顆粒粒徑增大，沉降加快）。區(qū)域沉淀：二沉池（活性污泥絮體成層沉降，界面沉降速度為控制指標）。壓縮沉淀：污泥濃縮池（污泥顆粒擠壓脫水，水分從間隙排出）。2.沉淀池設計參數(shù)：平流沉淀池：停留時間1~3h，表面負荷1.5~3m3/(m2·h)，有效水深2~4m，長深比≥8。斜管（板）沉淀池：表面負荷3~5m3/(m2·h)，斜管傾角60°（利于排泥），利用“淺層沉淀理論”提高效率。（三）過濾處理1.過濾原理與濾池類型：原理：截留（篩濾大顆粒）、沉淀（小顆粒在濾料表面重力/布朗運動沉淀）、吸附（濾料表面范德華力/靜電吸附）。類型：快濾池（普通快濾池、V型濾池）、慢濾池（適用于低濁水，濾料為砂+腐殖質(zhì)層）。2.快濾池運行：過濾階段：濾速8~10m/h，初始水頭損失0.3~0.5m，終期≤3m（超限時反沖洗）。反沖洗階段：強度12~15L/(s·m2)，時間5~10min，膨脹率40%~50%；氣水反沖洗（如V型濾池）可節(jié)省水量、提高效果。3.濾料特性：石英砂：有效粒徑d10=0.5~1.0mm，不均勻系數(shù)K80≤2.0，濾層厚700~1000mm。無煙煤：密度小于石英砂，用于雙層濾料（上層無煙煤、下層石英砂），提高含污能力。三、生物處理工藝核心考點（一）活性污泥法1.基本原理：好氧微生物（菌膠團、原生動物）分解有機物，形成活性污泥絮體，經(jīng)沉淀分離泥水。2.工藝參數(shù)：污泥負荷Ns：kgBOD5/(kgMLSS·d)，普通活性污泥法Ns=0.2~0.4（低負荷，出水好但容積大）；高負荷Ns=0.5~1.0（容積小但出水差）。污泥齡θc：活性污泥在曝氣池的停留時間，硝化工藝需θc≥10d（保證硝化菌生長）。MLSS（混合液懸浮固體）：2~4g/L，反映污泥濃度；MLVSS為MLSS的0.7~0.8倍（反映活性微生物量）。3.典型工藝：推流式曝氣池：首端有機物/需氧高，尾端低，易缺氧；需分段曝氣優(yōu)化。SBR（序批式）：運行階段（進水、反應、沉淀、排水、閑置），潷水器控制排水，抗沖擊強。脫氮除磷：A/O（缺氧-好氧）脫氮（BOD5/TN≥4~5）；A2/O（厭氧-缺氧-好氧）除磷（厭氧釋磷、好氧吸磷，污泥齡5~8d）。（二）生物膜法1.原理與特點：微生物附著濾料形成生物膜，分解有機物；膜脫落隨水排出，需沉淀分離。特點：抗沖擊強、污泥齡長（利于硝化）、產(chǎn)泥少，但濾料易堵塞（如普通生物濾池）。2.典型工藝：普通生物濾池：濾料（碎石，粒徑25~50mm），負荷0.1~0.3kgBOD5/(m3·d)，旋轉(zhuǎn)布水器均勻布水。生物接觸氧化池：淹沒式生物膜，濾料（蜂窩/彈性填料），兼具活性污泥法（曝氣）與生物膜法（附著生長）優(yōu)點，無污泥膨脹。四、水處理工程設計與運行管理考點（一）工程設計流程與參數(shù)選擇1.設計依據(jù)：水質(zhì)（原水分析、污染物類型）、水量（設計水量=平均日×時變化系數(shù)，一般1.3~1.6）、排放標準/回用要求。2.工藝選擇原則：飲用水：高濁水→混凝-沉淀-過濾-消毒；微污染水→加臭氧-活性炭深度處理。污水：生活污水→活性污泥/生物膜法；工業(yè)廢水（如印染）→預處理（調(diào)節(jié)、中和）+生物處理（厭氧-好氧）+深度處理（脫色、脫鹽）。3.設備選型：水泵：依流量、揚程選離心泵，備用泵“一用一備”或“兩用一備”。風機：曝氣用羅茨/離心風機，風量=需氧量×1.2~1.5（安全系數(shù)），風壓含管路損失。（二）運行管理與常見問題處理1.參數(shù)監(jiān)控：飲用水：濾后水濁度≤1NTU，余氯0.3~4.0mg/L，pH6.5~8.5。污水：曝氣池DO2~4mg/L，二沉池SV30（污泥沉降比）20%~30%，SVI（污泥體積指數(shù)）50~150mL/g（SVI過高易污泥膨脹）。2.故障處理：污泥膨脹：絲狀菌膨脹（低DO、低負荷）→投氯/臭氧殺滅，調(diào)負荷/DO；非絲狀菌膨脹（膠體多）→投混凝劑。濾池反沖洗后水質(zhì)差：濾料亂層（反沖強度大）→降強度、查配水；濾料板結(jié)（反沖不徹底）→氣水反沖、換濾料。五、典型考點例題與解析（一）簡答題1.簡述“吸附架橋”原理及適用混凝劑原理：高分子混凝劑（如PAM）長鏈分子吸附多個膠體顆粒，形成絮體（需緩慢攪拌促進顆粒碰撞）。適用：高分子有機混凝劑（PAM），或與無機混凝劑配合（如PAC+PAM）作助凝劑。2.污泥齡對脫氮工藝的影響污泥齡（θc）是污泥在曝氣池的停留時間。脫氮需硝化菌（自養(yǎng)、生長慢），故θc≥10d以保證硝化菌占比，使NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N；反硝化菌也需θc積累，確保NO3-N還原為N2。（二）論述題比較活性污泥法與生物膜法的工藝特點及適用場景活性污泥法：微生物懸浮生長，需污泥回流，對水質(zhì)波動敏感；處理效率高，適合大中型污水廠（如城市生活污水）。生物膜法：微生物附著生長，無需污泥回流，抗沖擊強、污泥齡長（利于硝化）；適