水污染控制工程授課教案

1、水污染控制工程授課教案目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc197416273 第一章 污水水質(zhì)和污水出路 PAGEREF _Toc197416273 h 1 HYPERLINK l _Toc197416274 1.1 污水質(zhì) PAGEREF _Toc197416274 h 1 HYPERLINK l _Toc197416275 2.2 污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化 PAGEREF _Toc197416275 h 2 HYPERLINK l _Toc197416276 2.3 污水出路 PAGEREF _Toc197416276 h 4 HYPERLINK

2、l _Toc197416277 第二章 污水的物理處理 PAGEREF _Toc197416277 h 4 HYPERLINK l _Toc197416278 2.1格柵和篩網(wǎng) PAGEREF _Toc197416278 h 5 HYPERLINK l _Toc197416279 2.2 沉淀的基礎(chǔ)理論 PAGEREF _Toc197416279 h 6 HYPERLINK l _Toc197416280 2.3沉砂池 PAGEREF _Toc197416280 h 9 HYPERLINK l _Toc197416281 2.4 沉淀池 PAGEREF _Toc197416281 h 12 H

3、YPERLINK l _Toc197416282 2.5調(diào)節(jié)池 PAGEREF _Toc197416282 h 16 HYPERLINK l _Toc197416283 2.6 隔油和破乳 PAGEREF _Toc197416283 h 17 HYPERLINK l _Toc197416284 2.7 浮上法 PAGEREF _Toc197416284 h 18 HYPERLINK l _Toc197416285 2.8過(guò) 濾 PAGEREF _Toc197416285 h 23 HYPERLINK l _Toc197416309 第三章 污水的化學(xué)處理 PAGEREF _Toc1974163

4、09 h 29 HYPERLINK l _Toc197416310 3.1化學(xué)混凝法 PAGEREF _Toc197416310 h 29 HYPERLINK l _Toc197416311 3.2中和法 PAGEREF _Toc197416311 h 31 HYPERLINK l _Toc197416312 3.3化學(xué)沉淀法 PAGEREF _Toc197416312 h 32 HYPERLINK l _Toc197416313 3.4氧化還原法 PAGEREF _Toc197416313 h 32 HYPERLINK l _Toc197416314 第四章 污水的物理化學(xué)法處理 PAGER

5、EF _Toc197416314 h 32 HYPERLINK l _Toc197416315 4.1吸附法 PAGEREF _Toc197416315 h 32 HYPERLINK l _Toc197416316 4.2離子交換法 PAGEREF _Toc197416316 h 34 HYPERLINK l _Toc197416317 4.3萃取法35 HYPERLINK l _Toc197416318 4.4膜析法36 HYPERLINK l _Toc197416286 第五章 廢水處理的基本概念和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) PAGEREF _Toc197416286 h 38 HYPERLINK l

6、 _Toc197416287 5.1廢水的好氧生物處理和厭氧生物處理38 HYPERLINK l _Toc197416288 5.2 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律和生長(zhǎng)環(huán)境41 HYPERLINK l _Toc197416289 5.3 反應(yīng)速度和反應(yīng)級(jí)數(shù)42 HYPERLINK l _Toc197416290 5.4米歇里斯-門坦方程式44 HYPERLINK l _Toc197416291 5.5莫諾特方程式45 HYPERLINK l _Toc197416292 5.6廢水生物處理工程的基本數(shù)學(xué)式46 HYPERLINK l _Toc197416293 第六章 穩(wěn)定塘和污水的土地處理47 HYPER

7、LINK l _Toc197416294 6.1 穩(wěn)定塘 PAGEREF _Toc197416294 h 48 HYPERLINK l _Toc197416295 6.2 污水土地處理 PAGEREF _Toc197416295 h 52第七章污水的好氧生物處理（二）生物膜法 52 HYPERLINK l _Toc197416296 7.1生物濾池53 HYPERLINK l _Toc197416297 7.2生物轉(zhuǎn)盤61 HYPERLINK l _Toc197416298 7.3 生物接觸氧化63 HYPERLINK l _Toc197416299 7.4 生物流化床64 HYPERLINK

8、 l _Toc197416300 第八章污水的好氧生物處理（二）活性污泥法66 HYPERLINK l _Toc197416301 8.1基本概念668.2 HYPERLINK l _Toc197416302 活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算68 HYPERLINK l _Toc197416302 8.3活性污泥法的發(fā)展和演變71 HYPERLINK l _Toc197416302 8.4活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算73 HYPERLINK l _Toc197416303 8.5活性污泥法系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一些重要問(wèn)題82 HYPERLINK l _Toc197416302 8.6二沉池85 HYPERLINK

9、l _Toc197416304 第九章 污水的厭氧生物處理86 HYPERLINK l _Toc197416305 9.1厭氧生物處理的基本原理86 HYPERLINK l _Toc197416306 9.2污水的厭氧生物處理方法86 HYPERLINK l _Toc197416307 9.3厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)87 HYPERLINK l _Toc197416308 9.4厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合87 HYPERLINK l _Toc197416319 第十章 城市污水的深度處理 PAGEREF _Toc197416319 h 88 HYPERLINK l _Toc197416320 10.1氮

10、、磷的去除 PAGEREF _Toc197416320 h 88 HYPERLINK l _Toc197416321 10.2城市污水的三級(jí)處理 PAGEREF _Toc197416321 h 94 HYPERLINK l _Toc197416325 第十一章 污泥的處理和處置 PAGEREF _Toc197416325 h 94 HYPERLINK l _Toc197416326 11.1污泥的來(lái)源、性質(zhì)和數(shù)量 PAGEREF _Toc197416326 h 94 HYPERLINK l _Toc197416327 11.2污泥的處置及其前處理 PAGEREF _Toc197416327 h

11、 97 HYPERLINK l _Toc197416328 11.3污泥濃縮 PAGEREF _Toc197416328 h 98 HYPERLINK l _Toc197416329 11.4污泥的穩(wěn)定 PAGEREF _Toc197416329 h 99 HYPERLINK l _Toc197416330 11.5污泥的調(diào)理 PAGEREF _Toc197416330 h 100 HYPERLINK l _Toc197416331 11.6污泥脫水 PAGEREF _Toc197416331 h 101 HYPERLINK l _Toc197416332 11.7污泥的干燥與焚化 PAGER

12、EF _Toc197416332 h 102 HYPERLINK l _Toc197416333 11.8污泥的管道輸送 PAGEREF _Toc197416333 h 103 HYPERLINK l _Toc197416334 第十二章 污水處理廠的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc197416334 h 103 HYPERLINK l _Toc197416335 12.1廠址選擇 PAGEREF _Toc197416335 h 103 HYPERLINK l _Toc197416336 12.2廠、站處理方法和流程的選擇 PAGEREF _Toc197416336 h 104 HYPERLIN

13、K l _Toc197416337 12.3污水廠的平面布置 PAGEREF _Toc197416337 h 104 HYPERLINK l _Toc197416338 12.4污水處理廠的高程布置 PAGEREF _Toc197416338 h 104水污染控制工程授課教案上部：水處理技術(shù)I第一章 污水水質(zhì)和污水出路學(xué)時(shí)分配：2學(xué)時(shí)本章教學(xué)要點(diǎn)：重點(diǎn)在于要求學(xué)生掌握水體自凈作用的定義、機(jī)理，了解污水回用領(lǐng)域及水質(zhì)要求。教學(xué)內(nèi)容：1.1 污水質(zhì)污水水質(zhì)通用三大類指標(biāo)：物理性指標(biāo)：1、溫度：工業(yè)廢水常引起水體熱污染。2、色度：感官性指標(biāo)，水的色度來(lái)源于金屬化合物和有機(jī)化合物。3、嗅和味：感官性指

14、標(biāo)，水的異臭來(lái)源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)。4、固體物質(zhì)：溶解物質(zhì)和懸浮固體物質(zhì)。二、化學(xué)性指標(biāo)：1、有機(jī)物：（1）生化需氧量（BOD）：biological oxygen demand，在規(guī)定條件下的微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機(jī)物所需要的氧量（20，5d）。反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量主要污染特性（以mg/L為單位）。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解的過(guò)程，一般可分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化

15、需要20100d完成。實(shí)際中，常以5d作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱5日生化需氧量（BOD5）；通常以20為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。（2）化學(xué)需氧量（COD）：chemical oxygen demand，用化學(xué)方法氧化分解廢水水樣中有機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2）（mg/L）。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀K2Cr2O7 （稱 CODCr )和高錳酸鉀KMnO4 (稱CODMn 或OC ) 。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強(qiáng)。廢水中無(wú)機(jī)的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.40.5。（3）總有機(jī)碳

16、（TOC）和總需氧量（TOD）TOC: total organism carbon，在950高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測(cè)定氣體中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測(cè)定中應(yīng)該去除無(wú)機(jī)碳的含量。TOD: total oxygen demand，在900950高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機(jī)物，包括難分解的有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)還原物質(zhì)），燃燒氧化成穩(wěn)定的氧化物后，測(cè)量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（TOD）。TOD測(cè)定方便而快速。各種水質(zhì)之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條件基本不變的條件下，BOD與TOC或TOD 之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。（4）油類

17、污染物石油類：來(lái)源于工業(yè)含油污水。動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過(guò)程和食品工業(yè)。油類污染物進(jìn)入水體后影響水生生物的生長(zhǎng)、降低水體的資源價(jià)值。油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。油類污染物進(jìn)入海洋，改變海水的反射率和減少進(jìn)入海洋表層的日光輻射，對(duì)局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定影響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進(jìn)入水體，從而降低水體的自凈能力。石油污染對(duì)幼魚和魚卵的危害很大，堵塞魚的鰓部，能使魚蝦類產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價(jià)值。破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥(niǎo)類生活。（5）酚類污染物酚污染來(lái)源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹(shù)脂等工業(yè)廢水。原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒。酚

18、濃度低時(shí)，能影響魚類的洄游繁殖。酚濃度達(dá)0.10.2mg/L時(shí)，魚肉有酚味。酚濃度高會(huì)引起魚類大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長(zhǎng)速度，有時(shí)甚至使其停止生長(zhǎng)。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強(qiáng)烈異臭（0.001mg/L即有異味，排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L ）。灌溉用水酚濃度超過(guò)5mg/L時(shí), 農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。2、無(wú)機(jī)性指標(biāo)（1）植物營(yíng)養(yǎng)元素：過(guò)多的氮、磷進(jìn)入天然水體，易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化，使水生植物尤其是藻類大量繁殖，造成水中溶解氧急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。（2）pH和堿度：一般要求處理后污水的pH在69之間。當(dāng)天然水體遭受酸堿污染時(shí)，pH

19、發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長(zhǎng)，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。堿度指水中能與強(qiáng)酸定量作用的物質(zhì)總量，按離子狀態(tài)可分為三類：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度。（3）重金屬：作為微量金屬元素。重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長(zhǎng)，使蛋白質(zhì)凝固;逐級(jí)富集至人體，影響人體健康。三、生物性指標(biāo)（1）細(xì)菌總數(shù)：水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染程度和受細(xì)菌污染的程度。常以細(xì)菌個(gè)數(shù)/mL計(jì)。飲用水：100個(gè)/ mL ，醫(yī)院排水： 500個(gè)/ mL。（2）大腸菌群：大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。常以大腸菌群數(shù)/L計(jì)。飲用水：3個(gè)/L，城市排水：10000個(gè)

20、/L。來(lái)源及危害：來(lái)源：生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲(chóng)卵等；制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等；醫(yī)院污水：各種病原體。危害：傳播疾病，影響衛(wèi)生，導(dǎo)致水體缺氧。1.2 污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化一、水體的自凈作用河流的自凈作用是指河水中的污染物質(zhì)在河水向下游流動(dòng)中濃度自然降低的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機(jī)制分為三類：物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用1、污水排入河流的混合過(guò)程（1）豎向混合階段：污染物排入河流后因分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散、彌散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度與寬度相比較小，所以首先在深度方向上達(dá)到濃度

21、分布均勻，從排放口到深度上達(dá)到濃度分布均勻的階段稱為豎向混合階段，同時(shí)也存在橫向混合作用。（2）橫向混合階段：當(dāng)深度上達(dá)到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過(guò)程。經(jīng)過(guò)一定距離后污染物在整個(gè)橫斷面上達(dá)到濃度分布均勻，這一過(guò)程稱為橫向混合階段。（3）斷面充分混合后階段：在橫向混合階段后，污染物濃度在橫斷面上處處相等。河水向下游流動(dòng)的過(guò)程中，持久性污染物的濃度將不再變化，非持久性污染物濃度將不斷減少。2、持久污染物的稀釋擴(kuò)散當(dāng)持久性污染物隨污水穩(wěn)態(tài)排入河流后，經(jīng)過(guò)混合過(guò)程達(dá)到充分混合階段時(shí)，污染物濃度可由質(zhì)量守恒原理得出河流完全混合模式： 式中：排放口下游河水的污染物濃度；w，qvw污水的污染物濃度

22、和流量； h，qvh上游河水的污染物濃度和流量。3、非持久性污染物的稀釋擴(kuò)散和降解河斷面達(dá)到充分混合后，污染物濃度受到縱向分散作用和污染物的自身分解作用不斷減小。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，其變化過(guò)程可用下式描述：式中：u河水流速； x初始點(diǎn)至下游x斷面處的距離； Mx縱向分散系數(shù)； K污染物分解速度常數(shù)； 0初始點(diǎn)的污染物濃度；4、氧垂曲線水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點(diǎn)后又逐步回升的變化過(guò)程，稱氧垂曲線。有機(jī)物降解： 氧垂曲線的求解： 某點(diǎn)處的氧不足量變化速率是該處耗氧速率和復(fù)氧速率之和：求解得某點(diǎn)的虧氧量：某點(diǎn)的溶解氧： c= cs- D到達(dá)最缺氧點(diǎn)時(shí)間dD /dt=0：二、污染物

23、在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律污染物在河流中的擴(kuò)散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素的影響。河口是指河流進(jìn)入海洋前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐影響，受漲潮、落潮、平潮時(shí)的水位、流向和流速的影響。湖泊水庫(kù)的貯水量大，但水流一般比較慢，污染物的稀釋、擴(kuò)散能力較弱。海洋雖有巨大的自凈能力，但是海灣或海域局部的納污和自凈能力差別很大。污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化受多種因素影響，地下水一旦污染，要恢復(fù)原狀非常困難。2.3 污水出路污水的最終出路：排放水體；工農(nóng)業(yè)利用；地下水回灌。一、污水排放水體的限制污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996；城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 189182002 ；地

24、表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 38382002 ；海洋水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3097。污水回用應(yīng)滿足的要求污水回用應(yīng)滿足的要求：對(duì)人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響；對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響；應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)為使用者和公眾所接受；回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行，操作簡(jiǎn)便；價(jià)格應(yīng)比自來(lái)水低廉。城市污水回用的幾個(gè)方面：城市生活用水和市政用水：供水城市綠地灌 溉市政與建筑用水城市景觀農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)工業(yè)（1）工藝生產(chǎn)用水（2）冷卻用水（3）鍋爐補(bǔ)充水（4）其他雜用水4、地下水回灌5、其他方面第二章 污水的物理處理學(xué)時(shí)分配：16本章教學(xué)要點(diǎn)：重點(diǎn)掌握掌握格柵、調(diào)節(jié)池、平

25、流式沉砂池、沉淀池、平流式隔油池和壓力溶氣浮上法、過(guò)濾的工作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算，熟悉沉淀的類型和沉淀池的形式。本章難點(diǎn)：沉淀池的工作原理及斜板（管）沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容：2.1格柵和篩網(wǎng)一、格柵的作用作用：去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠、站的處理設(shè)備。格柵所截留的污染物數(shù)量與地區(qū)的情況、污水溝道系統(tǒng)的類型、污水流量以及柵條的間距等因素有關(guān)，可參考的一些數(shù)據(jù)：1、當(dāng)柵條間距為1625

26、mm時(shí)，柵渣截留量為0.100.05m3/（103m3污水）；2、當(dāng)柵條間距為40mm左右時(shí)，柵渣截留量為0.030.01 m3/（103m3污水）；3、柵渣的含水率約為80%，密度約為960kg/m3。格柵的清渣方法：1、人工清除：與水平面傾角：4560，設(shè)計(jì)面積應(yīng)采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進(jìn)水渠道面積的2倍，以免清渣過(guò)于頻繁。機(jī)械清除：與水平面傾角：6070，過(guò)水面積一般應(yīng)不小于進(jìn)水管渠的有效面積的1.2倍。格柵柵條斷面形狀：圓形；矩形；方形。圓形的水力條件較方形好，但剛度較差目前多采用斷面形狀為矩形的柵條。過(guò)格柵渠道的水流流速：格柵渠道的寬度要設(shè)置得當(dāng)，應(yīng)使水流保持適當(dāng)流速，一方面泥

27、沙不至于沉積在溝渠底部；另一方面截留的污染物又不至于沖過(guò)格柵，通常采用0.40.9m/s。污水過(guò)柵條間距的流速：為防止柵條間隙堵塞，一般采用0.61.0m/s；最大流量時(shí)可高于1.21.4m/s；漸擴(kuò)20，沉底大于水頭損失。二、格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算 通過(guò)格柵的水頭損失h2的計(jì)算： 式中： h0計(jì)算水頭損失，m； v污水流經(jīng)格柵的速度，m/s；阻力系數(shù)，其值與柵條斷面的幾何形狀有關(guān)； 格柵的放置傾角； g重力加速度，m/s2； k考慮到格柵受污染物堵塞后阻力增大的系數(shù)，可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。城市污水一般取0.10.4m。格柵的間隙數(shù)量n式中：qvmax最大設(shè)計(jì)流量，m

28、3/s； d柵條間距，m； h柵前水深，m； v污水流經(jīng)格柵的速度，m/s。2.格柵的建筑寬度b式中：b格柵的建筑寬度； s柵條寬度，m。3.柵后槽的總高度h總式中:h柵前水深，m； h2格柵的水頭損失,m； h1格柵前渠道超高，一般h1=0.3m。4.格柵的總建筑長(zhǎng)度L式中：L1進(jìn)水渠道漸寬部位的長(zhǎng)度，m；其中:b1 進(jìn)水渠道寬度m； 1 進(jìn)水渠道漸寬部位的展開(kāi)角度，一般1=20； L2 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度，一般L2=0.5L1 ； H1 格柵前的渠道深度,m。5.每日柵渣量W式中：W1柵渣量，m3/(103m3污水)； KZ生活污水流量總變化系數(shù)。篩網(wǎng)作用：用于廢水處理

29、或短小纖維的回收形式：振動(dòng)篩網(wǎng)；水力篩網(wǎng)格柵、篩網(wǎng)截留的污染物的處置方法：填埋；焚燒（820以上）；堆肥；將柵渣粉碎后再返回廢水中，作為可沉固體進(jìn)入初沉池。2.2 沉淀的基礎(chǔ)理論一、概述沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。沉淀處理工藝的四種用法:沉砂池：用以去除污水中的無(wú)機(jī)易沉物。初次沉淀池：較經(jīng)濟(jì)地去除，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。二次沉淀池：用來(lái)分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。二、沉淀的類型根據(jù)水中懸浮

30、顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類型 ：自由沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀, 顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中,顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。區(qū)域沉淀或成層沉淀：懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。壓縮沉淀：懸浮顆粒濃

31、度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程存在壓縮沉淀。三、自由沉淀及其理論基礎(chǔ) 分析的假定：顆粒為球形；沉淀過(guò)程中顆粒的大小、形狀、質(zhì)量等不變；顆粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他顆粒影響；靜水中懸浮顆粒開(kāi)始沉淀時(shí), 因受重力作用產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后,顆粒的重力與水對(duì)其產(chǎn)生的阻力平衡時(shí), 顆粒即等速下沉。懸浮顆粒在水中的受力：重力、浮力。重力大于浮力時(shí)，下沉；重力等于浮力時(shí)，相對(duì)靜止；重力小于浮力時(shí)，上浮。懸浮顆粒在水中的受力分析：懸浮顆粒在水中受到的力FgFg是促使

32、沉淀的作用力， 是顆粒的重力與水的浮力之差：式中：Fg水中顆粒受到的作用力；V顆粒的體積； S顆粒的密度； L水的密度； g重力加速度。2. 水對(duì)自由顆粒的阻力式中： FD水對(duì)顆粒的阻力； 阻力系數(shù)； A自由顆粒的投影面積； uS顆粒在水中的運(yùn)動(dòng)速度，即顆粒沉速。球狀顆粒自由沉淀的沉速公式：當(dāng)顆粒所受外力平衡時(shí)，即：因：得球狀顆粒自由沉淀的沉速公式：當(dāng)顆粒粒徑較小、沉速小、顆粒沉降過(guò)程中其周圍的繞流速度亦小時(shí)，顆粒主要受水的黏滯阻力作用，慣性力可以忽略不計(jì)，顆粒運(yùn)動(dòng)是處于層流狀態(tài)。在層流狀態(tài)下，=24/Re，帶入式中，整理得自由顆粒在靜水中的運(yùn)動(dòng)公式（亦稱斯托克斯定律）： 式中:水的動(dòng)力黏度。

33、斯托克斯定律: 由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關(guān)：1、當(dāng)s大于L時(shí)，s-L為正值，顆粒以u(píng)s下沉；2、當(dāng)s與L相等時(shí)，us=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除；3、s小于L時(shí)，s-L為負(fù)值，顆粒以u(píng)s上浮，可用浮上法去除。4、us與顆粒直徑d的平方成正比，因此增加顆粒直徑有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。5、us與成反比，隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。四、沉淀池的工作原理理想沉淀池 ：分為：進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域四個(gè)部分。理想沉淀池的幾個(gè)假定：沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均相同，水平流速為v；懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速

34、下沉，下沉速度為u；在沉淀池的進(jìn)口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔?；顆粒一經(jīng)沉到池底，即認(rèn)為已被去除。當(dāng)某一顆粒進(jìn)入沉淀池后，一方面隨著水流在水平方向流動(dòng)，其水平流速v等于水流速度； 式中：v顆粒的水平分速； qv進(jìn)水流量； A沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝婷娣e， Hb； H沉淀區(qū)的水深； b沉淀區(qū)寬度。另一方面，顆粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是顆粒的自由沉降速度u。顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡為其水平分速v和沉速u的矢量和，在沉淀過(guò)程中，是一組傾斜的直線，其坡度i=u/v。設(shè)u0為某一指定顆粒的最小沉降速度。1、當(dāng)顆粒沉速uu0時(shí)，無(wú)論這種顆粒處于進(jìn)口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除，即左上圖

35、中的跡線xy與xy。當(dāng)顆粒沉速uu0時(shí)，位于水面的顆粒不能沉到池底，會(huì)隨水流出，如左下圖中軌跡xy所示；而當(dāng)其位于水面下的某一位置時(shí)，它可以沉到池底而被去除，如圖中軌跡xy所示。說(shuō)明對(duì)于沉速u小于指定顆粒沉速u0的顆粒，有一部分會(huì)沉到池底被去除。設(shè)沉速為u1的顆粒占全部顆粒的dP，其中的顆粒將會(huì)從水中沉到池底而去除。在同一沉淀時(shí)間t，下式成立：故： b 對(duì)于沉速為u1（u1u0）的全部懸浮顆粒，可被沉淀于池底的總量為：而沉淀池能去除的顆粒包括uu0以及 u1v時(shí)，顆粒將以u(píng)-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除； 當(dāng)u=v時(shí)，則顆粒處于隨遇狀態(tài)，不下沉也不上升； 當(dāng)uv時(shí)，顆粒將不能沉淀下來(lái)，會(huì)被上

36、升水流帶走。 當(dāng)顆粒屬于自由沉淀類型時(shí)，其沉淀效果（在相同的表面水力負(fù)荷條件下）豎流式沉淀池的去除率要比平流式沉淀池低。當(dāng)顆粒屬于絮凝沉淀類型時(shí)，由于在池中的流動(dòng)存在著各自相反的狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)上升著的顆粒與下降著的顆粒，上升顆粒與上升顆粒之間、下沉顆粒與下沉顆粒之間的相互接觸、碰撞，致使顆粒的直徑逐漸增大，有利于顆粒的沉淀。2、豎流式沉淀池的構(gòu)造豎流式沉淀池的平面可為圓形、正方形或多角形。 豎流式沉淀池的深、寬（徑）比一般不大于3，通常取2。 豎流式沉淀池的中心管如下圖所示。三、輻流式沉淀池1、輻流式沉淀池的構(gòu)造及特點(diǎn)輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達(dá)100m,池周水深1.53.0m。有中

37、心進(jìn)水、周邊進(jìn)水、周進(jìn)周出、旋轉(zhuǎn)臂配水等幾種形式。沉淀與池底的污泥一般采用刮泥機(jī)刮除，對(duì)輻流式沉淀池而言，目前常用的刮泥機(jī)械有中心傳動(dòng)式刮泥機(jī)和吸泥機(jī)以及周邊傳動(dòng)式的刮泥機(jī)與吸泥機(jī)等。 2、周邊進(jìn)水輻流式沉淀池的入流區(qū)在構(gòu)造上的特點(diǎn)進(jìn)水槽斷面較大，而槽底的孔口較小，布水時(shí)的水頭損失集中在孔口上，故布水比較均勻。進(jìn)水擋板的下沿深入水面下約2/3深度處，距進(jìn)水孔口有一段較長(zhǎng)的距離，這有助于進(jìn)一步把水流均勻地分布在整個(gè)入流渠的過(guò)水?dāng)嗝嫔?，而且廢水進(jìn)入沉淀區(qū)的流速要小得多，有利于懸浮顆粒的沉淀。四、斜流式沉淀池1、斜流式沉淀池的構(gòu)造斜流式沉淀池是根據(jù)淺池理論，在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而構(gòu)成。它由斜

38、板（管）沉淀區(qū)、進(jìn)水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。按斜板或斜管間水流域污泥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向來(lái)區(qū)分，斜流式沉淀池有同向流和異向流兩種。污水處理中常采用升流式異向流斜流沉淀池。 異向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈60角，長(zhǎng)度通常為1.0m左右，斜板凈距（或斜管孔徑）一般為80100mm。斜板（管）區(qū)上部清水區(qū)水深為0.71.0m，底部緩沖層高度為1.0m。2、斜流式沉淀池在廢水處理中的應(yīng)用斜流式沉淀池具有沉淀效率高、停留時(shí)間短、占地少等優(yōu)點(diǎn)，在給水處理中得到比較廣泛的應(yīng)用，在廢水處理中應(yīng)用不普遍。在選礦水尾礦漿的濃縮、煉油廠含油廢水的隔油等方面已有較成功的經(jīng)驗(yàn)，在印染廢水處理和城市污

39、水處理中也有應(yīng)用。2.5 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池的作用和目的：作用: 調(diào)節(jié)水量、均和水質(zhì)、貯存事故水目的: 防止沖擊負(fù)荷：生物處理設(shè)備控制pH：有利于中和處理減小波動(dòng)：物化處理系統(tǒng)藥劑投加與廢水進(jìn)入同步連續(xù)處理：工廠間斷排水，廢水連續(xù)處理保護(hù)城市管網(wǎng)：處理符合均勻減小毒物沖擊：生物處理設(shè)備一、水量調(diào)節(jié)池變?nèi)菟空{(diào)節(jié)池：Qout = constant ；Qin變化1、調(diào)節(jié)池容積的求法（一）流量曲線圖解法（1）. 以時(shí)間t為橫坐標(biāo)，流量Q為縱坐標(biāo)作圖；（2）. 曲線圍成的面積為廢水總量WT；（3）. 計(jì)算平均流量（4）. 計(jì)算出調(diào)節(jié)池容積V。2、調(diào)節(jié)池容積的求法（二）廢水流量累積曲線圖解法（1）. 以時(shí)間t

40、為橫坐標(biāo)，累積流量Q為縱坐標(biāo)作圖；（2）. 曲線的終點(diǎn)A為廢水總量WT；（3）. 連接OA，其斜率為平均流量；（4）. 對(duì)曲線作平行于OA的切線ab和cd，切點(diǎn)為B和C；（5）. 由B和C兩點(diǎn)作出y軸平行線CE和BD，量出其水量大小；（6）. 調(diào)節(jié)池容積為V= VBD+VCE（7）. 調(diào)節(jié)池停留時(shí)間為二、水質(zhì)調(diào)節(jié)池1、普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池水質(zhì)調(diào)節(jié)，Qin=Qout，定容水質(zhì)調(diào)節(jié)池V =constant物料平衡方程: C1QT+C0V=C2QT+C2V調(diào)節(jié)池出水濃度C2為： C2=(C1T+C0V/Q)/(T+V/Q)2、水質(zhì)調(diào)節(jié)池穿孔導(dǎo)流槽式水質(zhì)調(diào)節(jié)池穿孔導(dǎo)流槽式調(diào)節(jié)池 分流貯水池：適用于偶然泄漏或

41、周期性沖擊負(fù)荷調(diào)節(jié)池的攪拌目的：混合均勻、防止沉淀、降解有機(jī)物方式：水力攪拌水泵強(qiáng)制循環(huán)鼓風(fēng)曝氣(diffused air aeration)機(jī)械曝氣(mechanical aeration)浸沒(méi)式攪拌器(submerged mixers)：葉片式、渦流式2.6 隔油和破乳一、含油廢水的來(lái)源、油的狀態(tài)和油污染對(duì)環(huán)境的危害含油廢水的來(lái)源：紡織工業(yè)中的洗毛廢水；輕工業(yè)中的制革廢水；石油開(kāi)采及加工工業(yè)；鐵路及交通運(yùn)輸工業(yè)；屠宰及食品加工；固體燃料熱加工；機(jī)械工業(yè)中車削工藝中的乳化液油的狀態(tài)：呈懸浮狀態(tài)的可浮油：油滴的粒徑較大，可以依靠油水密度差而從水中分離出來(lái)，對(duì)于石油煉廠廢水而言，這種狀態(tài)的油一般

42、占廢水中含油量的60%80%左右。粒徑：60m以上平流分離100150m；斜板60m以上。呈乳化狀態(tài)的乳化油：非常細(xì)小的油滴，由于其表面有一層由乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜，阻礙油滴合并，故不能用靜沉法從廢水中分離出來(lái)；若能消除乳化劑的作用，乳化油劑可轉(zhuǎn)化為可浮油，稱為破乳。乳化油經(jīng)過(guò)破乳之后，就能用沉淀法分離。細(xì)分散油粒： 1060m乳化油：粒徑 10m。呈溶解狀態(tài)的溶解油：油品在水中的溶解度非常低，只有幾個(gè)毫克每升。溶解油：515mg/L油污染對(duì)環(huán)境的危害：土壤：含油廢水侵入土壤孔隙間形成油膜，產(chǎn)生堵塞作用，致使空氣、水分及肥料均不能滲入土中，破壞土層結(jié)構(gòu)，不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng),甚至導(dǎo)致農(nóng)作物枯死。

43、水體：含油廢水排入水體后將在水面上產(chǎn)生油膜，阻礙大氣中的氧向水體轉(zhuǎn)移，使水生生物處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài)而死亡。在灘涂上還會(huì)影響?zhàn)B殖和利用。溝道：含油廢水排入城市溝道，對(duì)溝道、附屬設(shè)備及城市污水處理廠都會(huì)造成不良影響。二、隔油池平流式隔油池：廢水從池子的一端流入池子，以較低的水平流速流經(jīng)池子，流動(dòng)過(guò)程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的顆粒雜質(zhì)沉于池底，水從池子的另一端流出。隔油池的出水端設(shè)置集油管。大型隔油池應(yīng)設(shè)置刮油刮泥機(jī)，以及時(shí)排油及排除底泥。隔油池的池底構(gòu)造與沉淀池相同。表面一般設(shè)置蓋板，冬季保持浮渣的溫度，從而保持它的流動(dòng)性，同時(shí)可以防火與防雨。特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行管理，油水分離

44、效果穩(wěn)定。平流式隔油池可去除的最小油滴直徑為100150m，相應(yīng)的上升速度不高于0.9mm/s。平流式隔油池的設(shè)計(jì)與平流式沉淀池基本相似，按表面負(fù)荷設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用1.2m3/（m2h)；按停留時(shí)間設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用2h。斜板式隔油池：斜板式隔油池可去除的最小油滴直徑為60m，相應(yīng)的上升速度約為0.2mm/s。小型隔油池：鐵路運(yùn)輸、化工等行業(yè)使用的小型隔油池，其撇油裝置是依靠水與油的密度差形成液位差而達(dá)到自動(dòng)撇油的目的。三、乳化油及破乳方法當(dāng)油和水相混，又有乳化劑存在時(shí)，乳化劑會(huì)在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜，這時(shí)油和水就不會(huì)分層，而呈一種不透明的乳狀液。當(dāng)分散相是油滴時(shí)，稱水包油乳狀液；

45、當(dāng)分散相是水滴時(shí)，則稱為油包水乳狀液。乳化油的主要來(lái)源：根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要而人為制成以洗滌劑清洗受油污染的機(jī)械零件、油槽車等而產(chǎn)生乳化油廢水含油（可浮油）廢水在溝道與含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動(dòng)而形成破乳方法簡(jiǎn)介:破乳的基本原理：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分離。投加換型乳化劑：投入適量“換型劑”后，在水包油（或油包水）乳狀液轉(zhuǎn)型為油包水（或水包油）乳狀液過(guò)程中，存在著一個(gè)轉(zhuǎn)化點(diǎn)，這時(shí)的乳狀液非常不穩(wěn)定，油水可能形成分層。投加鹽類、酸類：可使乳化劑失去乳化作用。投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑：如異戊醇，從兩相界面上擠掉乳化劑而使其失去乳化作用。攪拌、振蕩、轉(zhuǎn)動(dòng)：通過(guò)劇烈的

46、攪拌、振蕩或轉(zhuǎn)動(dòng)，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。過(guò)濾：如以粉末為乳化劑的乳狀液，可以用過(guò)濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。改變溫度：改變?nèi)榛旱臏囟葋?lái)破壞乳化液的穩(wěn)定。某些乳化液必須投加化學(xué)藥劑破乳，如鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類或無(wú)機(jī)酸、堿、混凝劑等。2.7 浮上法水和廢水的浮上法處理是將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水中分離，形成浮渣層。浮上法處理工藝必須滿足下述基本條件：必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡；必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。污水處理技術(shù)中，浮上法

47、固-液或液-液分離技術(shù)應(yīng)用的幾方面：石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油污水的油水分離;工業(yè)廢水處理;污水中有用物質(zhì)的回收;取代二次沉淀池，特別是用于易產(chǎn)生活性污泥膨脹的情況;剩余活性污泥的濃縮。一、浮上法的類型 按生產(chǎn)細(xì)微氣泡的方法分：分散空氣浮上法；電解浮上法；溶解空氣浮上法 1、電解浮上法 電解廢水可同時(shí)產(chǎn)生三種作用：電解氧化還原；電解混凝；電氣浮。電解浮上法是將正負(fù)極相間的多組電極浸泡在廢水中，當(dāng)通以直流電時(shí)，廢水電解，正負(fù)兩級(jí)間產(chǎn)生的氫和氧的細(xì)小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達(dá)到分離的目的。電解浮上法產(chǎn)生的氣泡小于其他方法產(chǎn)生的氣泡，故特別適用于脆弱絮狀懸浮物。電解浮上法的表面負(fù)荷通常

48、低于4m3/(m2h)。電解浮上法主要用于工業(yè)廢水處理方面，處理水量約在1020m3/h。由于電耗高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜及電極結(jié)垢等問(wèn)題，較難適用于大型生產(chǎn)。2、分散空氣浮上法 微氣泡曝氣浮上法：壓縮空氣引入到靠近池底處的微孔板，并被微孔板的微孔分散成細(xì)小氣泡。剪切氣泡浮上法：將空氣引入到一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)混合器或葉輪機(jī)的附近，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)混合器的高速剪切，將引入的空氣切割成細(xì)小氣泡。3、溶解空氣浮上法 從溶解空氣和析出條件來(lái)看：真空浮上法：空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放，優(yōu)點(diǎn)：無(wú)壓力設(shè)備，缺點(diǎn)：溶解度低，氣泡釋放有限，需要密閉設(shè)備維持真空，運(yùn)行維護(hù)困難。加壓溶氣浮上法：空氣在加壓條件下溶解，常壓下

49、使過(guò)飽和空氣以微小氣泡形式釋放來(lái)需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流器、水泵等設(shè)備。二、加壓溶氣浮上法的基本原理1、空氣在水中的溶解度與壓力的關(guān)系：空氣在水中的溶解度的表示：?jiǎn)挝惑w積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)；單位體積水溶液中溶入的空氣質(zhì)量:g(氣)/m3(水)空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關(guān)。 在一定范圍內(nèi)，溫度越低、壓力越大，其溶解度越大。一定溫度下，溶解度與壓力成正比?？諝鈴乃形龀龅倪^(guò)程分兩個(gè)步驟，即氣泡的形成過(guò)程與氣泡的增長(zhǎng)過(guò)程。氣泡核的形成過(guò)程起決定性作用，有了相當(dāng)數(shù)量的氣泡核，就可以控制氣泡數(shù)量的多少與氣泡直徑的大小。溶氣氣浮法要求在這個(gè)過(guò)程中形成數(shù)目眾多的氣泡核，溶解同

50、樣空氣，如形成的氣泡核的數(shù)量越多，則形成的氣泡的直徑也就越小，越有利于滿足浮上工藝的要求。2、水中的懸浮顆粒與微小氣泡相粘附的原理（1）、氣泡與懸浮顆粒粘附的條件界面能E與界面張力的關(guān)系如下：式中： 界面張力系數(shù)； S 界面面積。 氣泡未與懸浮顆粒粘附前,顆粒與氣泡的單位面積上的界面能分別為水-粒1和水-氣1，這時(shí)單位面積上的界面能之和E1為： 當(dāng)氣泡與懸浮顆粒粘附后，界面能縮小，粘附面的單位面積上的界面能E2及其縮小值E分別為： 這部分能量差即為擠開(kāi)氣泡和顆粒之間的水膜所做的功，此值越大，氣泡與顆粒粘附得越牢固。 水中的懸浮顆粒是否能與氣泡粘附，與水、氣、顆粒間的界面能有關(guān)。當(dāng)三者相對(duì)穩(wěn)定時(shí)

51、，三相界面張力的關(guān)系式為：式中：接觸角（也稱濕潤(rùn)角）。帶入上式得： 上式表明，并不是水中所有的污染物質(zhì)都能與氣泡粘附，是否能粘附，與該類物質(zhì)的接觸角有關(guān)。當(dāng)0時(shí)，cos1，E0，這類物質(zhì)親水性強(qiáng)（稱親水性物質(zhì)），無(wú)力排開(kāi)水膜，不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng)180時(shí)，cos -1，E2水-氣，這類物質(zhì)憎水性強(qiáng)（稱憎水性物質(zhì)），易與氣泡粘附，宜用氣浮法去除。 微細(xì)氣泡與懸浮顆粒的粘附形式有氣顆粒吸附、氣泡頂托以及氣泡裹夾三種形式。（2）“顆粒-氣泡”復(fù)合體的上浮速度：當(dāng)流態(tài)為層流時(shí)，即Re1時(shí)，則“顆粒-氣泡”復(fù)合體的上升速度可按斯托克斯公式計(jì)算：式中：d“顆粒-氣泡”復(fù)合體的直徑； s“顆

52、粒-氣泡”復(fù)合體的表觀密度。上述公式表明，v上取決于水與復(fù)合體的密度差與復(fù)合體的有效直徑。 “顆粒-氣泡”復(fù)合體上粘附的氣泡越多，則s越小，d越大，因而上浮速度亦越快。（3）、化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑：各種無(wú)機(jī)或有機(jī)高分子混凝劑，它們不僅可以改變污水中的懸浮顆粒的親水性能，而且還能使污水中的細(xì)小顆粒絮凝成較大的絮狀體以吸附、截留氣泡，加速顆粒上浮。浮選劑：浮選劑大多數(shù)由極性-非極性分子組成。當(dāng)浮選劑的極性基被吸附在親水性懸浮顆粒的表面后，非極性基則朝向水中，這樣就可以

53、使親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，從而能使其與微細(xì)氣泡相粘附。浮選劑的種類有松香油、石油、表面活性劑、硬脂酸鹽等。助凝劑：作用是提高懸浮顆粒表面的水密性，以提高顆粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。抑制劑：作用是暫時(shí)或永久性地抑制某些物質(zhì)的浮上性能，而又不妨礙需要去除的懸浮顆粒的上浮，如石灰、硫化鈉等。調(diào)節(jié)劑：主要是調(diào)節(jié)污水的pH，改進(jìn)和提高氣泡在水中的分散度以及提高懸浮顆粒與氣泡的粘附能力，如各種酸、堿等。三、壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成1、壓力溶氣系統(tǒng)加壓水泵：加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應(yīng)考慮溶氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失兩部分。壓力溶氣罐：壓力溶氣罐的作用是使

54、水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣的溶解。溶氣罐的形式有多種，如下圖所示，其中以罐內(nèi)填充填料的溶氣罐效率最高?？諝夤┙o設(shè)備：溶氣方式有三種，水泵吸氣式，水泵壓水管裝射流器挾氣式，空壓機(jī)供氣式附屬設(shè)備2、空氣釋放系統(tǒng)空氣釋放系統(tǒng)是由溶氣釋放裝置和溶氣水管路組成。溶氣釋放裝置的功能是將壓力容器水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來(lái)，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放噴嘴、釋放器等。 3、氣浮池 氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。氣浮池的有效水深通常為2.02.5m，一般以單格寬度不超過(guò)1

55、0m、長(zhǎng)度不超過(guò)15m為宜。廢水在反應(yīng)池中的停留時(shí)間與混凝劑種類、投加量、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為515min。為避免打碎絮體，廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時(shí)的流速應(yīng)小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為1020mm/s，停留時(shí)間應(yīng)大于60s。四、壓力溶氣浮上法的設(shè)計(jì)計(jì)算 氣浮所需空氣量：1. 有試驗(yàn)資料時(shí)式中：q v氣浮池設(shè)計(jì)水量，m3/h； R試驗(yàn)條件下的回流比，%； ac試驗(yàn)條件下的釋氣量，L/m3； 水溫校正系數(shù)，取1.11.3（主要考慮水的粘滯度影響，試驗(yàn)時(shí)水溫與冬季水溫相差大者取高值）。2. 無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可根據(jù)氣固比（A/S）進(jìn)行估算式中：A/S 氣固比,g (釋放的

56、氣體)/ g(懸浮固體)，0.0050.060，一般為 0.0050.006，當(dāng)懸浮固體濃度較高時(shí)取上限，如剩余污泥氣浮濃縮時(shí)，氣固比采用0.030.04； 1.31mL空氣的質(zhì)量，mg； ca 某一溫度下的空氣溶解度；f 壓力為p時(shí)，水中的空氣溶解系數(shù)，0.50.8（通常0.5）； p0 表壓，kPa；qvR 加壓水回流量，m3/h；qv 設(shè)計(jì)水量，m3/h；si 入流廢水的懸浮固體濃度,mg/L。溶 氣 罐：溶氣罐直徑Dd選定過(guò)流密度I后，溶氣罐直徑按下式計(jì)算： 一般對(duì)于空罐，I選用10002000m3/(m2d)，對(duì)填料罐，I選用25005000 m3/(m2d)。溶氣罐高h(yuǎn)：式中：h1

57、罐頂、底封頭高度（根據(jù)罐直徑而定），m； h2 布水區(qū)高度，一般取0.20.3m； h3 貯水區(qū)高度，一般取1.0m； h4 填料層高度，當(dāng)采用階梯環(huán)時(shí)，可取1.01.3m。氣 浮 池：接觸池的表面積Ac選定接觸室中水流的上升流速vc后，按下式計(jì)算：接觸室的容積一般應(yīng)按停留時(shí)間大于60s進(jìn)行復(fù)核。分離室的表面積As選定分離速度(分離室的向下平均水流速度)vs后按下式計(jì)算：對(duì)矩形池子，分離室的長(zhǎng)寬比一般取1:12:1。氣浮池的凈容積V選定池的平均水深H（指分離室深），按下式計(jì)算：以池內(nèi)停留時(shí)間（t）進(jìn)行校核，一般要求t為1020min。2.8過(guò) 濾過(guò)濾概述過(guò)濾定義：指以石英砂等粒狀濾料層截留水中

58、懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。作用：（1）降低水的濁度；（2）水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨水的濁度降低而被部分去除。普通快濾池工作過(guò)程（1）過(guò)濾；（2）反沖洗。過(guò)濾理論一、過(guò)濾機(jī)理： 過(guò)濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘附作用的結(jié)果。1. 顆粒遷移由攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力作用等引起。2. 顆粒粘附 當(dāng)水中雜質(zhì)顆粒遷移到濾料表面上時(shí)，則在范德華引力和靜電力相互作用下，以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力下，被粘附于濾料顆粒表面上，或者粘附在濾粒表面上原先粘附的顆粒上。3. 濾層內(nèi)雜質(zhì)分布規(guī)律與顆粒粘附同時(shí)，還存在由于孔隙中水流剪力作用而導(dǎo)致顆粒從濾料表面上脫落趨勢(shì)。粘附力和水流剪

59、力相對(duì)大小，決定了顆粒粘附和脫落的程度。濾層含污能力：?jiǎn)挝惑w積濾層中的平均含污量，單位g/cm3或kg/m3。常見(jiàn)濾料組成：?jiǎn)螌訛V料多層濾料4. 直接過(guò)濾原水不經(jīng)沉淀而直接進(jìn)入濾池過(guò)濾稱“直接過(guò)濾”。直接過(guò)濾充分體現(xiàn)了濾層中特別是深層濾料中的接觸絮凝的作用。接觸過(guò)濾微絮凝過(guò)濾二、過(guò)濾水力學(xué)： 1. 清潔濾層水頭損卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式： 非均勻?yàn)V層按下式計(jì)算：2. 等速濾層中的水頭損失變化在等速過(guò)濾狀態(tài)，由于濾層逐漸被堵塞，水頭損失隨過(guò)濾時(shí)間逐漸增加，濾池中水位逐漸上升。當(dāng)水位上升到最高水位時(shí)，過(guò)濾停止以待沖洗。無(wú)閥濾池與虹吸濾池是典型的恒速過(guò)濾濾池。3. 變速濾層

60、中的流速變化 設(shè)四個(gè)濾池組成一個(gè)濾池組，假設(shè)：進(jìn)入濾池組的總流量不變；每個(gè)池子的性能完全相同；每個(gè)濾池恰好按它的編號(hào)順序進(jìn)行沖洗。移動(dòng)沖洗罩濾池是典型的遞降速過(guò)濾濾池，當(dāng)移動(dòng)沖洗罩濾池的分格數(shù)很多時(shí)，這格濾池沖冼與下一格濾池沖洗的間隔時(shí)間很近，濾池水位變化不大，有可能達(dá)到近似的“等水位變速過(guò)濾”。4. 濾層中的負(fù)水頭 當(dāng)過(guò)濾進(jìn)行到一定時(shí)刻時(shí)，從濾料表面到某一深度處的濾層的水頭損失超過(guò)該深度處的水深，該深度處就出現(xiàn)負(fù)水頭。負(fù)水頭會(huì)導(dǎo)致空氣釋放出來(lái)，產(chǎn)生危害： 是增加濾層局部阻力，增加了水頭損失； 空氣泡會(huì)穿過(guò)濾料層，上升到濾池表面，甚至把煤粒這種輕質(zhì)濾料帶走。在沖洗時(shí)，空氣更容易把大量的濾料隨水