环境工程设计考试要点(改)
参考10级那份的修改版,只有固废部分有删减。
水
1、SBR的主要类型
SBR工艺(间歇式活性污泥法)、ICEAS工艺(间歇循环延时曝气法)、CASS/CAST工艺(循环活性污泥法)、DAT-IAT工艺(连续进水间歇曝气法)、MSBR工艺(改良型间歇式活性污泥法)、UNITANK工艺(一体化活性污泥法)、氧化沟型SBR工艺。
氧化沟的主要类型
Carrousel 氧化沟、Carrousel 2000 氧化沟、Carrousel 3000 氧化沟、Orbal 型氧化沟、交替式工作氧化沟、曝气沉淀一体化氧化沟、DE型氧化沟、三沟交替型氧化沟。
2、Carrousel系列的特点
与常规污水处理系统相比,Carrousel氧化沟具有以下几个主要优点(特点):
(1)在处理某些工业废水时尚需预处理,但在处理城市污水时不需要预沉池;
(2)污泥稳定,不需消化池可直接干化;
(3)工艺极为稳定可靠;(4)工艺控制极其简单;
(5)系统性能显示,BOD降解率达95%~98%,COD降解率达90%~95%,同时具有较高的脱氮除磷功效;
(6)Carrousel氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机,使沟式可增加到5m甚至8m,从而使曝气池的占地面积大大减小;
(7)Carrousel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化,池壁共用,降低了占地面积和工程造价。 氧化沟型SBR的特点
(1)交替式氧化沟融合了氧化沟和SBR的优点,出水水质稳定,污泥稳定,同时可实现脱氮除磷;
(2)设备闲置率比较高,容积利用率比较低;
(3)转刷利用率太低(D型37.5%;T型58%),脱氮效率也不高。
3、CASS工艺的特点、简述CASS工艺的设计方法(污泥负荷法)
与SBR相比,CASS法的优点(特点)是:
(1)反应池由预反应区和主反应区组成,因此,对难降解有机物的去除效果更好;
(2)进水过程是连续的,因此,进水管道上无需电磁阀等控制元件,单个池子可独立运行;适用大中型污水处理厂。
(3)排水是由可升降的堰式滗水器完成的,随水面逐渐下降,均匀将处理后的清水排出,最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。
(4)CASS工艺每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,而SBR则为3/4,所以,CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。
工艺设计方法:
(1)设计适当的BOD污泥负荷 Ns,污泥浓度X,确定反应池有效容积V有效。
(2)根据BOD污泥负荷 Ns、污泥浓度X、有效容积V有效。确定所需污泥量M。
(3)确定CASS反应池的个数n,设定适当的SVI值,计算单个池子污泥所需的体积Vm
(4)确定CASS反应池的个数n,每周期运行时间tR(一般为4.8-12h),确定每周期排出的污水量Vw
(5)单个反应池尺寸设计(6)设计运行周期(排水时间)和排水量,确定排水装置选型。
(7)根据处理规模、水质情况,计算需氧量,并确定曝气设备选型。
(8)充氧量计算,以确定曝气设备选型。
(9)剩余污泥及泥龄计算,污泥产率、污泥龄、排泥量计算,确定排泥设备选型。
4、(了解)工艺设计的一般方法
(1)了解工艺的基本原理;(2)工艺优缺点,适用范围;(3)主要技术参数;(4)构筑物设计与设备选型;(5)工艺说明与绘图。
5、《工程设计方案》的内容
包括:(1)工程概况;(2)设计规模;(3)治理目标;(4)工艺设计;(5)投资估算;(6)进度与人员安排;(7)效益分析;(8)附件:设计图纸。
大气
1、烟气除尘主要技术及设备。
机械除尘:重力除尘(重力沉降室)、惯性除尘(惯性除尘器)、离心力除尘(旋风分离器)
电除尘:电除尘器
湿式除尘:喷淋塔式除尘器、文丘里除尘器、自激式除尘器和水膜式除尘器
过滤式除尘:袋式除尘器和颗粒除尘器
脱硫主要技术及设备。(抛弃与回收是指吸收剂的处理方式)
湿法抛弃系统:石灰石/石灰法(吸收塔、除雾器、浆液制备系统、固液分离器等)、双碱法、加镁的石灰石/石灰法、碳酸钠法、海水法、
湿法回收系统:氧化镁法、钠碱法、柠檬酸盐法、氨法、碱式硫酸铝法
干法抛弃系统:喷雾干燥法、炉后喷吸附剂增湿活化、循环流化床法
干法回收系统:活性炭吸附法
2、湿法烟气脱硫技术。
湿法抛弃系统:石灰石/石灰法(最常用)、双碱法、加镁的石灰石/石灰法、碳酸钠法、海水法; 湿法回收系统:氧化镁法、钠碱法、柠檬酸盐法、氨法(常用)、碱式硫酸铝法。
3、(烟气脱硫)吸收塔设计
根据国内外脱硫工艺运用现状和工程的实际情况确定脱硫工艺;
进行脱硫塔的选型,确定脱硫塔塔形(喷淋塔占主导地位);
针对选定塔型塔的相关计算(吸收塔直径、吸收塔高度);
吸收塔中几个主要结构设计(喷浆部分、除雾部分、搅拌器);
考虑材料防腐问题。
4、布袋除尘器的除尘机理。
(1)惯性碰撞、拦截作用
(2)扩散作用、静电作用 (粒径小于1μm,布朗运动;静电效应)
(3)筛滤作用
5、论述电厂烟气处理中,选择性催化还原(SCR)烟气脱硝的三种烟气处理工艺流程(根据布置位置),以及每种布置方式的优缺点。
(1)高粉尘布置
优点:反应的温度较高,可选择的催化剂种类较多;相对于另外两种布局省去了烟气再热系统,节省投资和运行成本;有成熟的运用经验;
缺点:粉尘浓度高,催化剂易受粉尘磨损,流程长易造成氨泄漏;催化剂易硫中毒;易造成设备腐蚀。
(2)低粉尘布置
优点:经过除尘后粉尘浓度下降,延长催化剂寿命;氨泄漏可能性减少;与锅炉本体独立,不影响锅炉的正常运行;
缺点:催化剂易硫中毒;易造成设备腐蚀;由于烟气温度较低(约为160~C),可供选择的催化剂的种类较少;缺乏成熟的应用运行经验。
(3)尾端布置
优点:锅炉烟气经过除尘脱硫后,可以采用更大的流速和空速,从而使催化剂的消耗量大大地减少;氨的逃逸量是最少的,并且不会腐蚀构筑物;不会产生SO3可防止二次污染;
缺点:必须要设置烟气再热系统,增加了投资和运行成本;很难找到符合反应条件的催化剂。
固废
1、垃圾填埋场类型:按照填埋场所处地形可分为平原型填埋场;山谷型填埋场;坡地型填埋场;滩涂型填埋场。 人工防渗系统类型:根据中华人民共和国国家标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》(CJJ113-2007)规定,防渗系统有水平防渗、垂直防渗两种。
最终覆盖系统组成:15cm带有植被的表土层、60cm的保护层、土工膜和45cm压实黏土层(渗透系数小于10-5cm/s)构成的防渗层(渗透系数小于10-7cm/s)、排气层(调整层)。注意:有些工程设计会在保护层和防渗层之间加入排水层。
2、垃圾填埋场抽气井布置:采用正三角(边长Γ3R)布置,重叠区27%。
3、城市垃圾卫生填埋场的规模确定:
填埋场总占地一般满足其使用寿命15-20年以上。;埋库区每m3可填埋垃圾0.8t以上。
规模确定步骤
(1)统计计划收集人口数,并放有余量;
(2)计算每人每日平均垃圾产生量:
一般 城市0.8~1.2kg,农村0.6kg;
(3)计算计划垃圾处理量(t/d)
(=计划收集垃圾量+直接垃圾运入量)
(4)计算垃圾填埋量(t/d)
根据各种垃圾处理方法(如焚烧、填埋、堆肥等)的垃圾处理量分布,测算垃圾填埋量。
(5)确定垃圾压实密度
一般压实密度(t/m3):可燃垃圾0.83,不可燃垃圾0.86,混合垃圾0.71。
(6)计算垃圾填埋容量(m3/d)
=垃圾填埋量/垃圾压实密度
(7)计算填埋高度 填埋标高≤附近山的最高标高
=填埋容量/填埋面积 ≥20m
填埋面积的大小直接与建设费用相关(防渗系统、渗滤液收集、处理系统等设施建设一般由填埋场面积大小决定),而填埋高度是决定填埋面积的关键因素,因此将填埋高度作为衡量填埋场的一个经济指标,称为填埋效率。
(8)覆盖土厚度
垃圾一般以一日一层作业量为一单元,分单元/区填埋。每层垃圾厚度约3~5m,当天作业完毕,覆土约15~30cm,最终封场覆土层厚约1~2m。按覆盖规程,填埋场覆土量一般占填埋场总容量的1/9左右,即覆土用量:垃圾填埋量=1:8(体积比)。
(9)计算填埋场使用年限(规模)(15~20年)
Y=(Q-V)×R1×C/(365×Q1)
式中,Y——填埋场使用年限,a;
Q——填埋场库容量,m3;
V——覆土量,m3;
R1——垃圾压实密度,t/m3;
C——垃圾压实沉降系数,C=1.0-1.8;
365——日历年天数,d;
Q1——日处理垃圾量,t/d。
4、卫生填埋场总体规划布局的原则。
(1)应充分考虑选址处地形、地质,因地制宜地确定进出场道路和填埋区位置;
(2)应合理节约土地,按功能分区布置,填埋场的库区占地面积为总面积的70~90%,不小于60%;
(3)渗滤液处理设施与填埋气管理设施应尽量靠近填埋区,便于流体输送;
(4)生产、生活服务基地应尽量位于填埋区上风向,避免臭气等污染影响工作人员;
(5)填埋区四周应设置绿化隔离带;
(6)应根据《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》中的规定布置本底井、污染扩散井和污染监视井的位置。
5、填埋场渗滤液收排系统组成
(1)底部导流层:即防渗系统中的排水层,一般采用300mm碎石或10mm土工席垫。
(2)渗沥液收集盲沟:场底平整后开挖形成梯形断面,铺设HDPE穿孔管并填充碎石(粒径一般采用16-32mm)。
(3)石笼:一般为直径1200mm石笼由钢丝网内填充级配碎石(粒径32-64mm)构成,石笼中设HDPE穿孔管(DN160左右),石笼间距40-50米,随着填埋高度的增加,石笼逐渐升高,石笼有向上导气及向下导排渗沥液的功能。
6、论述生活垃圾卫生填埋场总体设计步骤及填埋典型工艺流程。
总体设计步骤:
根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》(林云琴老师的PPT是行业标准CJJ17-2004,2013年10月,国家住房城乡建设部批准《生活垃圾卫生填埋技术规范》为国家标准,编号为GB50869-2013)选取合适的填埋场地址; 收集当地的水文、气象及地质资料,固废的产量及成分等基础资料,确定填埋容量、填埋区类型及防渗方式; 进行填埋区主体设计,其包括:场地平整、垃圾坝设计、防渗系统设计、渗滤液收排系统设计、填埋气收集系统设计、渗滤液处理系统的设计、填埋场最终覆盖系统;另有部分辅助工程设计;
进行填埋场厂址的初步布局,勾画出填埋场主体及配套设施的大致方位;
形成总平面布置图;
提出封场的规划设计。
典型工艺流程:
环境工程设计考试要点(改)
参考10级那份的修改版,只有固废部分有删减。
水
1、SBR的主要类型
SBR工艺(间歇式活性污泥法)、ICEAS工艺(间歇循环延时曝气法)、CASS/CAST工艺(循环活性污泥法)、DAT-IAT工艺(连续进水间歇曝气法)、MSBR工艺(改良型间歇式活性污泥法)、UNITANK工艺(一体化活性污泥法)、氧化沟型SBR工艺。
氧化沟的主要类型
Carrousel 氧化沟、Carrousel 2000 氧化沟、Carrousel 3000 氧化沟、Orbal 型氧化沟、交替式工作氧化沟、曝气沉淀一体化氧化沟、DE型氧化沟、三沟交替型氧化沟。
2、Carrousel系列的特点
与常规污水处理系统相比,Carrousel氧化沟具有以下几个主要优点(特点):
(1)在处理某些工业废水时尚需预处理,但在处理城市污水时不需要预沉池;
(2)污泥稳定,不需消化池可直接干化;
(3)工艺极为稳定可靠;(4)工艺控制极其简单;
(5)系统性能显示,BOD降解率达95%~98%,COD降解率达90%~95%,同时具有较高的脱氮除磷功效;
(6)Carrousel氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机,使沟式可增加到5m甚至8m,从而使曝气池的占地面积大大减小;
(7)Carrousel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化,池壁共用,降低了占地面积和工程造价。 氧化沟型SBR的特点
(1)交替式氧化沟融合了氧化沟和SBR的优点,出水水质稳定,污泥稳定,同时可实现脱氮除磷;
(2)设备闲置率比较高,容积利用率比较低;
(3)转刷利用率太低(D型37.5%;T型58%),脱氮效率也不高。
3、CASS工艺的特点、简述CASS工艺的设计方法(污泥负荷法)
与SBR相比,CASS法的优点(特点)是:
(1)反应池由预反应区和主反应区组成,因此,对难降解有机物的去除效果更好;
(2)进水过程是连续的,因此,进水管道上无需电磁阀等控制元件,单个池子可独立运行;适用大中型污水处理厂。
(3)排水是由可升降的堰式滗水器完成的,随水面逐渐下降,均匀将处理后的清水排出,最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。
(4)CASS工艺每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,而SBR则为3/4,所以,CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。
工艺设计方法:
(1)设计适当的BOD污泥负荷 Ns,污泥浓度X,确定反应池有效容积V有效。
(2)根据BOD污泥负荷 Ns、污泥浓度X、有效容积V有效。确定所需污泥量M。
(3)确定CASS反应池的个数n,设定适当的SVI值,计算单个池子污泥所需的体积Vm
(4)确定CASS反应池的个数n,每周期运行时间tR(一般为4.8-12h),确定每周期排出的污水量Vw
(5)单个反应池尺寸设计(6)设计运行周期(排水时间)和排水量,确定排水装置选型。
(7)根据处理规模、水质情况,计算需氧量,并确定曝气设备选型。
(8)充氧量计算,以确定曝气设备选型。
(9)剩余污泥及泥龄计算,污泥产率、污泥龄、排泥量计算,确定排泥设备选型。
4、(了解)工艺设计的一般方法
(1)了解工艺的基本原理;(2)工艺优缺点,适用范围;(3)主要技术参数;(4)构筑物设计与设备选型;(5)工艺说明与绘图。
5、《工程设计方案》的内容
包括:(1)工程概况;(2)设计规模;(3)治理目标;(4)工艺设计;(5)投资估算;(6)进度与人员安排;(7)效益分析;(8)附件:设计图纸。
大气
1、烟气除尘主要技术及设备。
机械除尘:重力除尘(重力沉降室)、惯性除尘(惯性除尘器)、离心力除尘(旋风分离器)
电除尘:电除尘器
湿式除尘:喷淋塔式除尘器、文丘里除尘器、自激式除尘器和水膜式除尘器
过滤式除尘:袋式除尘器和颗粒除尘器
脱硫主要技术及设备。(抛弃与回收是指吸收剂的处理方式)
湿法抛弃系统:石灰石/石灰法(吸收塔、除雾器、浆液制备系统、固液分离器等)、双碱法、加镁的石灰石/石灰法、碳酸钠法、海水法、
湿法回收系统:氧化镁法、钠碱法、柠檬酸盐法、氨法、碱式硫酸铝法
干法抛弃系统:喷雾干燥法、炉后喷吸附剂增湿活化、循环流化床法
干法回收系统:活性炭吸附法
2、湿法烟气脱硫技术。
湿法抛弃系统:石灰石/石灰法(最常用)、双碱法、加镁的石灰石/石灰法、碳酸钠法、海水法; 湿法回收系统:氧化镁法、钠碱法、柠檬酸盐法、氨法(常用)、碱式硫酸铝法。
3、(烟气脱硫)吸收塔设计
根据国内外脱硫工艺运用现状和工程的实际情况确定脱硫工艺;
进行脱硫塔的选型,确定脱硫塔塔形(喷淋塔占主导地位);
针对选定塔型塔的相关计算(吸收塔直径、吸收塔高度);
吸收塔中几个主要结构设计(喷浆部分、除雾部分、搅拌器);
考虑材料防腐问题。
4、布袋除尘器的除尘机理。
(1)惯性碰撞、拦截作用
(2)扩散作用、静电作用 (粒径小于1μm,布朗运动;静电效应)
(3)筛滤作用
5、论述电厂烟气处理中,选择性催化还原(SCR)烟气脱硝的三种烟气处理工艺流程(根据布置位置),以及每种布置方式的优缺点。
(1)高粉尘布置
优点:反应的温度较高,可选择的催化剂种类较多;相对于另外两种布局省去了烟气再热系统,节省投资和运行成本;有成熟的运用经验;
缺点:粉尘浓度高,催化剂易受粉尘磨损,流程长易造成氨泄漏;催化剂易硫中毒;易造成设备腐蚀。
(2)低粉尘布置
优点:经过除尘后粉尘浓度下降,延长催化剂寿命;氨泄漏可能性减少;与锅炉本体独立,不影响锅炉的正常运行;
缺点:催化剂易硫中毒;易造成设备腐蚀;由于烟气温度较低(约为160~C),可供选择的催化剂的种类较少;缺乏成熟的应用运行经验。
(3)尾端布置
优点:锅炉烟气经过除尘脱硫后,可以采用更大的流速和空速,从而使催化剂的消耗量大大地减少;氨的逃逸量是最少的,并且不会腐蚀构筑物;不会产生SO3可防止二次污染;
缺点:必须要设置烟气再热系统,增加了投资和运行成本;很难找到符合反应条件的催化剂。
固废
1、垃圾填埋场类型:按照填埋场所处地形可分为平原型填埋场;山谷型填埋场;坡地型填埋场;滩涂型填埋场。 人工防渗系统类型:根据中华人民共和国国家标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》(CJJ113-2007)规定,防渗系统有水平防渗、垂直防渗两种。
最终覆盖系统组成:15cm带有植被的表土层、60cm的保护层、土工膜和45cm压实黏土层(渗透系数小于10-5cm/s)构成的防渗层(渗透系数小于10-7cm/s)、排气层(调整层)。注意:有些工程设计会在保护层和防渗层之间加入排水层。
2、垃圾填埋场抽气井布置:采用正三角(边长Γ3R)布置,重叠区27%。
3、城市垃圾卫生填埋场的规模确定:
填埋场总占地一般满足其使用寿命15-20年以上。;埋库区每m3可填埋垃圾0.8t以上。
规模确定步骤
(1)统计计划收集人口数,并放有余量;
(2)计算每人每日平均垃圾产生量:
一般 城市0.8~1.2kg,农村0.6kg;
(3)计算计划垃圾处理量(t/d)
(=计划收集垃圾量+直接垃圾运入量)
(4)计算垃圾填埋量(t/d)
根据各种垃圾处理方法(如焚烧、填埋、堆肥等)的垃圾处理量分布,测算垃圾填埋量。
(5)确定垃圾压实密度
一般压实密度(t/m3):可燃垃圾0.83,不可燃垃圾0.86,混合垃圾0.71。
(6)计算垃圾填埋容量(m3/d)
=垃圾填埋量/垃圾压实密度
(7)计算填埋高度 填埋标高≤附近山的最高标高
=填埋容量/填埋面积 ≥20m
填埋面积的大小直接与建设费用相关(防渗系统、渗滤液收集、处理系统等设施建设一般由填埋场面积大小决定),而填埋高度是决定填埋面积的关键因素,因此将填埋高度作为衡量填埋场的一个经济指标,称为填埋效率。
(8)覆盖土厚度
垃圾一般以一日一层作业量为一单元,分单元/区填埋。每层垃圾厚度约3~5m,当天作业完毕,覆土约15~30cm,最终封场覆土层厚约1~2m。按覆盖规程,填埋场覆土量一般占填埋场总容量的1/9左右,即覆土用量:垃圾填埋量=1:8(体积比)。
(9)计算填埋场使用年限(规模)(15~20年)
Y=(Q-V)×R1×C/(365×Q1)
式中,Y——填埋场使用年限,a;
Q——填埋场库容量,m3;
V——覆土量,m3;
R1——垃圾压实密度,t/m3;
C——垃圾压实沉降系数,C=1.0-1.8;
365——日历年天数,d;
Q1——日处理垃圾量,t/d。
4、卫生填埋场总体规划布局的原则。
(1)应充分考虑选址处地形、地质,因地制宜地确定进出场道路和填埋区位置;
(2)应合理节约土地,按功能分区布置,填埋场的库区占地面积为总面积的70~90%,不小于60%;
(3)渗滤液处理设施与填埋气管理设施应尽量靠近填埋区,便于流体输送;
(4)生产、生活服务基地应尽量位于填埋区上风向,避免臭气等污染影响工作人员;
(5)填埋区四周应设置绿化隔离带;
(6)应根据《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》中的规定布置本底井、污染扩散井和污染监视井的位置。
5、填埋场渗滤液收排系统组成
(1)底部导流层:即防渗系统中的排水层,一般采用300mm碎石或10mm土工席垫。
(2)渗沥液收集盲沟:场底平整后开挖形成梯形断面,铺设HDPE穿孔管并填充碎石(粒径一般采用16-32mm)。
(3)石笼:一般为直径1200mm石笼由钢丝网内填充级配碎石(粒径32-64mm)构成,石笼中设HDPE穿孔管(DN160左右),石笼间距40-50米,随着填埋高度的增加,石笼逐渐升高,石笼有向上导气及向下导排渗沥液的功能。
6、论述生活垃圾卫生填埋场总体设计步骤及填埋典型工艺流程。
总体设计步骤:
根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》(林云琴老师的PPT是行业标准CJJ17-2004,2013年10月,国家住房城乡建设部批准《生活垃圾卫生填埋技术规范》为国家标准,编号为GB50869-2013)选取合适的填埋场地址; 收集当地的水文、气象及地质资料,固废的产量及成分等基础资料,确定填埋容量、填埋区类型及防渗方式; 进行填埋区主体设计,其包括:场地平整、垃圾坝设计、防渗系统设计、渗滤液收排系统设计、填埋气收集系统设计、渗滤液处理系统的设计、填埋场最终覆盖系统;另有部分辅助工程设计;
进行填埋场厂址的初步布局,勾画出填埋场主体及配套设施的大致方位;
形成总平面布置图;
提出封场的规划设计。
典型工艺流程: