水污染控制技術(shù)教（學(xué)）案

..《水污染控制技術(shù)》教案課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第1模塊水污染控制概論教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本模塊的學(xué)習(xí),要求學(xué)生能夠了解環(huán)境工程學(xué)的形成與發(fā)展?fàn)顩r,了解水污染控制技術(shù)與其它環(huán)境工程學(xué)科的聯(lián)系與分工,掌握水污染控制技術(shù)的主要內(nèi)容。教學(xué)重點環(huán)境工程學(xué)水污染控制技術(shù)的概念、主要內(nèi)容教學(xué)難點教學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：一、環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)隨著人口、社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,環(huán)境和環(huán)境問題已越來越引起人類的重視。人類與環(huán)境之間有著一個相互影響、相互作用、相互依存關(guān)系的對立統(tǒng)一體。人類的生產(chǎn)和生活活動作用于環(huán)境,會對環(huán)境產(chǎn)生影響,引起環(huán)境質(zhì)量變化,反過來,污染了或受損害的環(huán)境也會對人類的身心健康和經(jīng)濟發(fā)展等造成不利影響。當(dāng)代社會的發(fā)展使人類與環(huán)境之間的作用與反作用不斷加劇,只要人類所及的范圍,上至太空,下至海域,人類的活動對環(huán)境的影響無所不在,而且逐步強化,環(huán)境污染和生態(tài)破壞已達到危險的程度。1972年再斯德哥爾摩舉行了世界第一次聯(lián)合國人類環(huán)境會議,會議通過宣言呼吁世界各國為保護和改善人類環(huán)境、、造福全體人民、造福后代而共同努力。二十多年來,許多國家都采取了不少措施和對策來防治污染和解決環(huán)境問題,各國科學(xué)家也進行了廣泛而深入地研究和實踐,從而促進了環(huán)境科學(xué)的興起和發(fā)展。環(huán)境科學(xué)是研究人類環(huán)境及其控制的科學(xué)。它涉及內(nèi)容廣闊,包括自然科學(xué)和社會科學(xué)的許多重要方面,因而形成了環(huán)境地學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境管理學(xué)等相互交叉、相互滲透的學(xué)科。環(huán)境工程是環(huán)境科學(xué)的一個重要分支。二水污染控制技術(shù)的形成與發(fā)展為了保護和改善人類的生活和生存環(huán)境,使人類免受污染危害,人們開始起用工程和其它有關(guān)科學(xué)的理論和方法來控制和防治環(huán)境污染,改善環(huán)境質(zhì)量。環(huán)境工程學(xué)便隨著人們同環(huán)境污染作斗爭的過程不斷發(fā)展而興起并逐漸成熟起來。在污水處理方面,公元一世紀,埃及人開始用砂濾法凈水,我國明朝以前就開始用明礬作凈水劑。1860年,法國建立了消化池,用厭氧法處理污水,英國于19世紀中葉,美國于20世紀初分別建立了公共污水處理廠。1914年英國建成了活性污泥法處理試驗廠,標志著人類污水處理工藝的重大進步。在近二十年,由于污水治理的需要,在給排水工程的基礎(chǔ)上,水處理領(lǐng)域經(jīng)過不斷研究,隨著污水處理的新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn),逐漸發(fā)展成為一門新的獨立學(xué)科——水污染控制技術(shù)。水污染控制技術(shù)是環(huán)境工程學(xué)的主要內(nèi)容之一,它匯集了土木工程、公共衛(wèi)生工程、化學(xué)工程及機械工程等方面的有關(guān)技術(shù),又溶入了其它自然科學(xué)和社會科學(xué)的有關(guān)原理和方法。三、水污染控制技術(shù)的主要內(nèi)容水污染控制技術(shù)主要研究治理和預(yù)防水體污染,改善和保護水環(huán)境,合理利用水資源的工藝技術(shù)和工程措施；水體自凈及利用；城市污水處理與利用；工業(yè)廢水處理與利用；區(qū)域和水系的水污染綜合防治；水環(huán)境質(zhì)量標準和廢水排放標準等。四、討論1、在我們身邊有哪些導(dǎo)致水污染的事件、地點或工具？有多大危害？2、面對水污染,你所知道的有哪些處理方法？四.作業(yè)及思考題1、名詞解釋：環(huán)境工程學(xué)水污染控制技術(shù)2、水污染控制技術(shù)的主要內(nèi)容有哪些？3、第一次聯(lián)合國人類環(huán)境大會是哪一年,在什么地方召開的？五.教材及參考書《水污染控制技術(shù)》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第1模塊水污染控制概論第一節(jié)水污染第二節(jié)水質(zhì)指標與水質(zhì)標準教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握常見的水污染類型及主要的污染物質(zhì),掌握水質(zhì)、水質(zhì)指標的概念、分類以及我國水質(zhì)指標體系的組成。教學(xué)重點水污染類型及主要的污染物質(zhì)、水質(zhì)指標的概念、分類以及我國水質(zhì)指標體系的組成。教學(xué)難點學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：第一節(jié)水污染1、水污染的分類：根據(jù)污染物質(zhì)的性質(zhì)不同分為以下幾類A：化學(xué)性污染：無機污染物〔酸堿性鹽,主要由于污水中含有較高濃度的酸、堿或無機鹽而導(dǎo)致污染。無機有毒物質(zhì)〔重金屬,Hg、Cd、Pb、Cr〔六價、As〔三價、硒〔四價、六價以及氰化物等。有機有毒物質(zhì)〔有機農(nóng)藥,有機磷、氯等有機農(nóng)藥,多環(huán)芳烴、芳香胺等。耗氧污染物質(zhì)〔一般有機物,BOD、COD,分解而耗去水中的大部分甚至是全部的氧而導(dǎo)致水體污染。植物營養(yǎng)物質(zhì)〔N、P,導(dǎo)致水體"富營養(yǎng)化"的元兇,一般來說,P為限制性因素。油類污染物質(zhì)〔石油,石油泄露、船舶污水等造成的。B：物理性污染：懸浮物質(zhì)污染、熱污染、放射性污染C：生物污染：病原微生物,入侵的外來物種第二節(jié)水質(zhì)指標與水質(zhì)標準水質(zhì)：水和其中含有的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理、化學(xué)、生物學(xué)的綜合特性。水中雜質(zhì)分為懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)三類。水質(zhì)指標是指水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量,是判斷水質(zhì)的具體衡量標準。一水質(zhì)指標：1.物理性指標：色、溫、嗅和味、渾濁度、透明度、電導(dǎo)率、總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體2.化學(xué)性水質(zhì)指標〔1PH、堿、硬度、陽離子、陰離子、總鹽、一般有機物〔2有毒的化學(xué)性質(zhì)指標：重金屬、氰、農(nóng)藥〔3氧平衡指標：如DO、COD、BOD、TOD3.生物學(xué)指標細菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原細菌、病毒補：總H2O———1360000000km3、97%貯存在海洋中,77.2%的淡水在兩極及高原地區(qū),22.4%的淡水在地下和土壤中余下的淡水中河、湖、大氣中能為以人類所利用的有37500km3約占總水量的1/3-4萬二、水質(zhì)標準1.國家正式頒布的統(tǒng)一規(guī)定：《生活飲衛(wèi)生標準》GB-5794-85,《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》GB-3838-88,《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》,《污水綜合排放標準》GB-8978-882.水質(zhì)要求：A：飲用水衛(wèi)生標準：GB-5749-85B：《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》GB-3838-88、C：《污水綜合排放標準》GB-8978-88四.作業(yè)及思考題1、名詞解釋：水污染"水體富營養(yǎng)化"水質(zhì)及水質(zhì)指標2、我國水污染大體上分為幾個類型？各自主要的污染物是什么？3、我國水質(zhì)指標有哪些？水質(zhì)指標體系由哪幾個部分組成的？五.教材及參考書《水污染控制技術(shù)》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第1模塊第三節(jié)廢水的成分與性質(zhì)第四節(jié)水體的自凈作用與水環(huán)境容量第五節(jié)水處理的基本原則與方法教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本部分的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握常見的幾種廢水〔生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水、城市污水的成分與性質(zhì),理解水體自凈作用機理,了解水處理的基本原則和基本方法。教學(xué)重點廢水的成分與性質(zhì)以及水體自凈作用與水體環(huán)境容量教學(xué)難點水體自凈作用與水體環(huán)境容量學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：第三節(jié)廢水的成分生活污水〔典型組成,<mg/l>無機物有機物總量BOD5不可沉固體4010014055可沉固體25709565溶解固體21021042040總固體275380655160N152035P538二、工業(yè)廢水〔主要水污染源：一般都含量較高的有毒有害的物質(zhì)。不同行業(yè),差別較大,可采用不同的方法處理。三、農(nóng)業(yè)廢水〔農(nóng)藥、化肥農(nóng)田徑流水、滲流水、病原茵、病毒家畜BOD5總固體牛6.018.4馬3.013.0豬1.84.4羊0.63.0雞0.10.3每一家畜廢料排放量的人口當(dāng)量數(shù)四、城市污水家庭污水生活污水公共污水〔建筑污場城市污水醫(yī)院污水〔消毒處理工業(yè)污水〔去重金屬、中和預(yù)處理初雨徑流第四節(jié)水體自凈作用與水環(huán)境容量自凈的過程：污染物質(zhì)參與水體中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)過程。物理過程：稀釋、擴散、揮發(fā)、沉淀化學(xué)和物理化化過程：氧化、還原、吸附、凝聚、中和生物學(xué)和生物化學(xué)過程：污水中的污染物質(zhì),特別是有機物質(zhì),被水中微生物分解為無機物的過程。一廢水在水體中的稀釋和擴散〔一稀釋機理〔接上頁推流、平流Q=VCKdC擴散：Q2=dX〔二水體混合稀釋混合系數(shù)=Q〔參與/Q〔總量〔未完全混合液河水的流量與廢水流量的比水體的生化自凈〔微生物影響因素廢水排放口的形式有機河流的水文條件〔三水體中氧的消耗和溶解氧化分解大氣氧的溶解呼吸分解水生植物光合作用消耗溶解二水體的生化自凈1．作為水體中微生物的營養(yǎng),合成新的細胞。2．為微生物的生命活動提供能量。三水環(huán)境容量：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標下所能容納污染物質(zhì)的最大負荷量就稱為水環(huán)境容量,其大小與下列因素有關(guān)：〔1水體特征：水文參數(shù)〔河寬度、流量、流速等、背景參數(shù)、工程因素、自凈參數(shù)；〔2污染物特征：物的擴散性、持久性、生物降解性；〔3水質(zhì)目標：水體的用途和功能第五節(jié)水處理的基本原則和方法一解決廢水問題的主要原則1改革生產(chǎn)工藝、減少廢物排放量2重復(fù)利用廢物3回收有用物質(zhì)4對廢水進行妥善處理5選擇處理工藝與方法時,必須經(jīng)濟合理,并盡量利用先進技術(shù)二、廢處理程度的確定1、水體的水質(zhì)要求Ci－C0 E=————×100%CiCi：未處理廢水的平均濃度C0：廢水排入水體時的容許濃度2、按處理廠所能達到的處理度："2230”處理方法懸浮固體BOD5沉淀50---7025---40沉淀及活性污泥85---9585---95沉淀的生物70---9075----953．考慮水體的稀釋和自凈能力：三、廢水處理的基本方法：〔1、物理法：沉淀、過濾、氣浮、蒸發(fā)〔2、化學(xué)法：中和、氧化還原、電解、核脫體〔3、生物法：活性污泥、生物膜法、生物氧化塘法、土地處理系統(tǒng)〔接上頁廢水處理系統(tǒng)分為：一級處理：只去除水中懸浮物——物理法二級處理：溶解和膠體物去除——生物法三級處理：除去營養(yǎng)物質(zhì)鹽〔濾廢處理生活廢水處理程序：初沉池二沉池生物處理設(shè)備活性污泥法或生物膜法二沉池生物處理設(shè)備活性污泥法或生物膜法消毒沉砂池格柵消毒沉砂池格柵原污水初沉池排放沼氣利用污水流程脫水干燥污泥流程脫水干燥沼氣污泥濃縮池污泥消化池污泥利用工業(yè)廢水的處理程序：〔不同的工業(yè)廢水,要分別對待,一般按如下程序處理澄清回收毒物處理一般處理回用〔或排放一般生活污水處理結(jié)果：〔含懸浮物220ppm,BOD5200ppm左右處理效果〔單位：ppm處理等級處理方法懸浮物BOD5氮磷去除率出水濃度去除率出水濃度去除率出水濃度去除率出水濃度一級處理50～6090～11025～30140～150二級處理85～9020～3085～9020～305015～20303～5四.作業(yè)及思考題1、名詞解釋：水體自凈水環(huán)境容量2、水體自凈是通過哪幾個方面來實現(xiàn)的？3、影響水環(huán)境容量大小的主要因素有哪些？4、簡述我國處理污水的基本原則和方法。五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第2模塊物理處理技術(shù)教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生理解水中粗大顆粒物質(zhì)去除的機理,掌握常見的處理方法,掌握各種處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)重點格柵、篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池的工作原理及作用教學(xué)難點學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：第一節(jié)水中粗大顆粒物的去除一調(diào)節(jié)池1.調(diào)節(jié)池的作用〔1調(diào)節(jié)水質(zhì)〔濃度均勻〔2能量調(diào)節(jié)〔浮子、重力輸水〔3調(diào)節(jié)流量〔保證流量均勻連續(xù)2.調(diào)節(jié)后的濃度和流速C=<∑ciqiti>/qtV=qt/∑qitTi>/2×0.7二格柵1.格柵隙縫：>=50mm,但處理系統(tǒng)前的不能大于2.作用：去除或攔截較大雜物,保護污水處理廠機械設(shè)備,并防止管道堵塞3.形狀：長方形、正方形、圓形4.設(shè)計參數(shù)1.過柵流速：柵前為0.4～0.9m/s,柵后為0.6～1.0m/s。當(dāng)過柵水頭損失達10～15cm時要清撈2.格柵間距：三篩網(wǎng)〔預(yù)處理1.作用：纖維、藻類、紙漿、2.類型：旋轉(zhuǎn)式振動式轉(zhuǎn)鼓式3常見微濾機,見P20圖2—122—11四沉砂池1.去除水中的砂?！草^大的無機顆粒和少量的有機雜質(zhì)〔骨屑、種子等2.類型：平流式、豎流式、曝氣式3.沉降過程：自由沉降A(chǔ)：平流式：最大速為0.3m/s最小流速為0.15m/sH:0.2~1m寬度為0.6m停留時間為30~60s,一般為30s池底有0.01～0.02的坡度,斗壁與水平面傾角不小于550,排沙管直徑不小于200mm,其結(jié)構(gòu)見下圖：〔P35頁圖2—4曝氣沉砂池B：曝氣沉砂池：去無機顆粒和有面雜質(zhì)1.旋流速度為0.25—0.3m2.池內(nèi)有效水深為2~3m,,寬深比為1~23.空氣擴散管距池底為0.6~0.9m,每方污水的曝氣量為0.1～0.2方。五離心分離1.作用：去除水中的粗大的顆粒〔或乳化油2.類型：水旋分離設(shè)備〔水力旋流器、旋流分離器,器旋分離設(shè)備〔離心機A：壓力式水力旋流器B：重力式水力旋流器四.作業(yè)及思考題1、調(diào)節(jié)池的用途是什么？調(diào)節(jié)后的流量及濃度怎么計算？2、格柵的用途是什么？3、篩網(wǎng)的用途是什么？4、常見的沉砂池有哪幾種？五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第2模塊第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)去除的方法與機理,掌握常見的沉淀池、濾池的結(jié)構(gòu)和工作原理,能夠根據(jù)需要設(shè)計相應(yīng)的沉淀池。教學(xué)重點沉淀池、濾池的工作原理,工藝設(shè)計教學(xué)難點工藝設(shè)計學(xué)時數(shù)教學(xué)方式理論講授2學(xué)時,實驗2學(xué)時,現(xiàn)場教學(xué)2學(xué)時教學(xué)過程：一、沉淀〔一、沉淀池的理論基礎(chǔ)〔自由、絮凝、擁擠、壓縮四種沉淀方式自由沉降：〔低濃度的離散顆粒,在沉降過程中其形態(tài)、尺寸和質(zhì)量均不發(fā)生改變,不受周圍其他顆粒的影響。通過沉淀實驗可得顆粒沉速累計頻率分配曲線,如下：●A1.0Hχ0●B0U=H/tu0沉速χ=殘余顆粒濃度/總顆粒濃度一顆粒從A點沉降到B點所用時間為t0,則其沉降速度u0=H/to為,殘余顆粒百分比為X0。因此總顆粒去除率E=〔1－X0+1/u0∫X0udx,可近似化簡為：E=〔1－X0+∑⊿xu/u0例：某廢水中的懸浮物濃度不高,且為離散顆粒,有一水深為1.8m的沉淀柱內(nèi)作沉降試驗,結(jié)果表如下：時間t<min>06080100130200240420取樣濃度〔mg/l3001891801681561117827求此廢水在負荷為25m3/m2.d解：〔1、計算各沉淀時間下,水中殘余顆粒所占的百分數(shù)與相應(yīng)的沉降速度。〔2、畫殘余顆粒百分數(shù)與沉降速度間的關(guān)系時間t〔min6080100130200240420殘余顆粒百分數(shù)C/C0<%>6360565237269沉降速度u=H/t0.030.0250.020.01550.010.00830.0048〔3、U0=25<m3/m2.d>=0.0174<m./min>〔4、∑u×ΔX=0.46%〔5、總?cè)コ剩篍=〔1－X0＋1/u0∫X0udx=〔1－X0＋∑⊿xu/u0=〔1－0.54＋0.0046÷0.0174=72%2.絮凝沉降：在沉降過程中,懸浮顆粒因相互碰撞、粘結(jié)而使尺寸變大,沉速隨深度而增加。〔需加絮凝劑3.擁擠下降〔成層沉淀〔1g/l2~3g/l的顆粒濃度較大時,在下沉過程中彼此干擾,在清水與渾水之間形成明顯的交界面,并逐漸向下移動。4.壓縮沉淀池〔污泥濃縮：顆粒在水中的濃度增加到顆粒相互接觸、相互支撐,顆粒之間縫隙中的水被擠出,而不是固體穿過水,從而達到濃縮?！捕?、理想沉淀池1.沉淀池中各過水?dāng)嗝娓鼽c的流速均相等2.沉降過程中懸浮物顆粒以等速下沉3.下底不起W=H.A=Q.t0U0=H/t0=Qt0/At0=Q/A=q0A：池底面積B：進水流量q0：表面負荷過流率t0：停留時間〔理論q0：數(shù)值等于U0設(shè)計時通過做靜置沉淀實驗求出符合沉淀效率的U0：則得到q0<過濾率>設(shè)計取值為：q=<1/1.25~1/1.75>U0或t=<1.5~2.0>t0〔停留時間〔三、普通沉淀池平流式豎流式輻流式1.平流式沉淀池：〔如右圖沉淀池可根據(jù)：q〔過流濾：顆粒最小沉淀速度u；沉淀時用t來計算沉淀區(qū)有效低面積為：A=Q/q=Q/u,Q為設(shè)計流量〔m3/h有效水深為：H=Qt/A=qt=ut池子的長寬比L/B一般為：3~5為好,一般不少于4,沉淀池的個數(shù)不少于2最大設(shè)計流量的水平流速Vmax：一般初沉淀池設(shè)計為7mm/s；二次沉淀池為5mm/s因此池長L=Vmax.t×3.6L/H一般采用8~12〔一般為2.5~3.0m之間例：Q=500m3/h,懸浮物濃度為250mg/L,E=65%,t0解：u0=1.8m/t0=q0=1.8/<1×1.5>=1.2m3/<m2沉淀池面積A=Q/q設(shè)A=500/1.2=417m用四座池子：S=417/4=104m2,取B=4.5m,則L=104/4L/B=23/4.5=5.174W=417×1.8<m>=750.6m31.8T=750.6/500=1.5h<余下省略>污泥區(qū)：W={Q<C-C>100*T}/{r<100-P>}污泥斗：V=<1/3>*h4<A1+A2+<A1*A2>1\2>2.豎流式取：池底坡度采取0.02,斗底角度450,斗底邊長為0.4m,則斗高=〔4.5－0.4÷2=2.05m經(jīng)校正,V=17m3,取：池子緩沖層高0.3m,則總高度為4.85m。設(shè)計草圖：0.5230.30.31.80.022.05450側(cè)視圖正視剖面俯視平面2.豎流式沉淀池：V上升=U0=0.5～1mmT=1.5～2.0hV水=30mm/s〔中心管d中心出水口=1.35d中心管d反射板=1.3d中心出水口反射板水平面傾角為170V出水<中心管><=40mm/s；反射板與中心管口L=0.25~0.5m；緩沖層0.3m；保護高度為0.3~0.5m；沉淀池最小直徑為7m,最大為設(shè)計參數(shù)：〔1u0及t的計算,t一般為1.5~2h〔2中心管有效過水?dāng)嗝鍭1：A1=qmax<m/s>/V0<m/s>〔3池的工作高度h2=3.6.v.tt：沉淀時間h2>=2.75m〔4喇叭口與反射板的縫隙：h3=qmax/<v1.πd1>v1：出流速度 d1：喇叭口直徑〔5工作有效斷面：A2=qmax/v<m2>v:沉淀池液面上升速度,一般為0.3---0.5mm/s〔6沉淀池總面積：A=A1+A2〔7沉淀池的直徑D=<4A/π>1/2<m>中進周出豎流式沉淀池正視圖俯視圖3.輻射式沉淀池：中進周出、周進中出、周進周出4.斜板斜管沉淀池〔1淺池沉隆原理U0=Q/AA則ET=h/U0U0不變則h則t〔2斜管沉淀池的結(jié)構(gòu)〔傾角為600分類：異向〔逆向流周向流,側(cè)向流〔橫向4137265斜板〔管沉淀池示意圖1、配水槽2、穿孔墻3、斜板、斜管〔1~1.2m4、集水槽5、集泥斗6、穿孔排泥管7、阻流板板間垂直距離為80-120斜管θ50-800斜板管頌角為600為一般斜管底部緩沖區(qū)0.5-1.0m上部水深一般采用0.5~1.0mt0<=30min<初沉>t0<=60min<二次沉淀池>l1l<3>、斜板管,沉淀池設(shè)計計算<如右圖>θL/nb斜板長為l；傾角為θ；B：沉淀池寬ll2/U0=<l1+l>/Vl1=Lsecθ/nal2=Ltgθ/nQ=VW=VBLsinθV=Q/BLsinθQ=U0<A總+A厚>Q==U0<nLBcosθ+LB>Q設(shè)=ηU設(shè)〔A斜+A厚〔異向同向Q設(shè)=ηU設(shè)〔A設(shè)—A厚側(cè)向Q設(shè)=ηU設(shè)A斜例：:生活污水流量500m3/h懸浮物的濃度250mg/L靜止沉淀如圖2-11,若E是65%.求斜板沉淀池的主要尺寸。<停留時間為解:當(dāng)E為65%停留時間t0=1小時時U設(shè)=<1/1.5>*<1.8/1>=1.2m/h=0.33mm/s設(shè)V上升=3mm/sθ=60°采用四座池Q=ηVBLsinθη=0.7時500/<4*3600>=0.7*0.003*BL*0.866取B=2.5m時L=7.6m取斜板長為1m得L2/U0設(shè)═<L+L1>/V=<L+L2/sinθ>/vL2=<0.33/3>*<1+L/0.866>=0.13m斜板間距<水平>X=L2/tgθ=0.13/1.73=0.075m斜板數(shù)n=L/X+1=7.65/0.075+1=103塊各自的厚木板厚度是3mm則池長增加0.31m取L═8m,后端死水區(qū)為l×cosθ═l×0.5═0.5m則總長為8+0.5+0.5═9m斜板下部配水區(qū)及緩沖層高度之和取0.75m,上部清水區(qū)取0.5m,超度0.23m,取2個污泥斗,底坡45°,斗底0.4×0.4m,出水槽用4條,槽間距為2米,計算草圖略二、混凝〔一、混凝、助凝劑助凝劑：酸堿類、絨粒核心類、氯化劑類當(dāng)堿度高時,鋁可去磷酸鹽形成磷酸鋁沉淀。定量控制設(shè)備溶液池甲1.混凝劑的配制與投配：水定量控制設(shè)備溶液池甲溶解池根據(jù)實驗藥劑溶解池用干投法攪拌水溶液池乙2.混合設(shè)備〔溶解膠體攪拌溶液池乙投藥設(shè)備攪拌強度大投藥設(shè)備時間要短水3.反應(yīng)設(shè)備混合設(shè)備攪拌設(shè)備：〔速度梯度G混合設(shè)備G=du/dy=〔p÷u1/2=〔102ηN/μV1/2P:單位體積所消耗的機械的功率G=<rh÷μT>1/2r：為水容重〔kg/m3h：水池水頭損失〔mT-反應(yīng)時間〔s一般：G約在500-1000s范圍內(nèi)混合時間為10-30sG在10-100s反應(yīng)時間為10-30s三、澄清澄清池：〔混合、反應(yīng)、分離、三合一的設(shè)備介質(zhì)：懸浮泥渣泥渣循環(huán)分離：機械加速澄清池,水為循環(huán)體懸浮泥渣過濾分離：懸浮加速澄清池和脈沖加速澄清池〔一機械加速澄清池。如圖2-48〔p37〔二水力循環(huán)澄清池〔圖E-49〔三懸浮澄清池〔圖2-43P66四、過濾：深度處理、預(yù)處理、最終處理〔一、過濾機理：介質(zhì)過濾1.阻力截留：〔粒狀濾層2.重力沉降：〔濾料直徑、過濾速度3.接觸絮凝：〔吸附顆粒較大：阻力為主〔表面過濾細微懸浮物：重力、接觸為主〔深層過濾〔二、濾池的構(gòu)造1.過濾工藝過程〔一個循環(huán)：過濾〔一個周期8個小時～48小時反洗2.濾料和墊層結(jié)構(gòu)級配、機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性、球形、粗糙、棱角〔較大空隙率,比表面積常見的有：磺砂、無煙煤、陶粒、高爐渣、聚氯乙烯、聚苯乙烯球有效直徑和不均勻系數(shù)〔以小為佳10%〔d10 d80d80/10=k80∈<1.65～1.80>②濾料的納污能力：㎏/m3或g/cm3③空隙比、比表面〔cm2/gcm2/cm3④墊層：卵石、碎石墊層最小粒徑≥濾料最大粒徑、從上到下由小到大分層〔三、濾池的設(shè)計1、濾速：單層〔8-12m/h雙層<12-16m/h>經(jīng)驗或?qū)嶒灤_定2、濾池面積A=Q/V式中：Q——m3/hV----m/h 3、濾池數(shù)靈活運行≥2個經(jīng)濟A總<30m2n=2A總=150㎡4～6個A總=30-50㎡n=3A總=200㎡5～6個A總=100㎡n=3~4A總=300㎡6～8個用方形或矩形a<30㎡時,宜選用正方形30㎡時,宜選長寬比為1.25：1～1.5:1總H〔2.5-3.5m=底部集水系統(tǒng)+墊層厚度<0.4-0.5>+濾層厚度<0.7-0.75>+工作水深+保護高度4、對濾料墊層的要求dΦ濾料〔min=0.5mmdΦ<max>=1.2mm不均勻系數(shù)K80=d80÷d10=2d10=0.5=0.6mm5、反沖洗強度機理：上升反洗剪力及濾料間的碰撞、磨察逆流沖洗方式而剝下沖走。壓縮空氣反沖水力表面沖洗機械超聲設(shè)攪動設(shè)靜止濾層的原度為t0空隙率s反沖洗硫化床高度為L空隙率為s,則濾層膨脹率e為：e=〔L-L0/L0×100%=<S-S0>/<1-S>×100%反沖洗時,單位面積上通過的反沖洗水流量稱為反洗強度q〔單位：L/㎡.S單層：12.25L/㎡.Se=45%t=5-7min雙層：13-16L/㎡.Se=50%t=6-8min6、配水系統(tǒng)：管式大阻力配水系統(tǒng)小阻力配水系統(tǒng)頭損失〔1式大阻力配水系統(tǒng)損失h=<q/10uk>2/2g<m>q：沖洗強度k：孔眼總面積／濾池面積0.2-0.25%g:重力速度9.81m/s2u:流量子數(shù)〔２、經(jīng)礫石支承水頭損失：h3=0.022h1.g；H1:承托層厚度〔m；q－沖洗強度〔l/s.m2〔３、濾料層水頭損失h4=<ρ2/ρ1-1>·<1-m0>·H2ρ2：:濾料容重〔石英２.65t/m3；ρ１：水的容重〔t/m3；m0:濾料膨脹的孔隙率〔石英０.41；Ｈ２：濾層厚度〔m例：設(shè)計的處理廢水量為２５００m〔1、Q=1.05×2500m3/d=2625<m3〔2、濾速v=5m/h沖洗濾度q=13-16l/s.m2沖洗時間６分鐘〔3、計算A、濾池面及尺寸濾池工作時間：２４小時〔１天；沖洗周期為：４８小時,每次沖洗６分鐘,停留４０分鐘濾池實際工作時間：Ｔ=Ｔ０-t0-t1=24-40/<60×2>-6/<60×2>=23.62<h>F=Q/VT=2625/5×23.62=22.227<m2>采用濾池數(shù)２個,每個濾池面積j=F/n=11.114㎡,濾池正方形Ｌ＝Ｂ＝11.141/2=3.33<cm>,強制濾速V=Nv/<n-1>=10<m/s>B、濾池總高支承層：H1=0.45m超高H4=0.3m濾料層H2=0.72m濾板高H5=0.12m濾料上層水深H3=1.5m池總高H=H1+H2+H3+H4+H5=3.09mC、水頭損失管式大阻配水系數(shù)h2=1/2g<q/0nk>2φ支=0.75mmb<壁厚>=5mmφ孔眼μ=0.68k=0.25q=14代入上式h2=3.5紀礫石支承水頭損失h3=0.022H1q=0.022*0.45*14=0.14m濾料層水頭損失及富余水頭h4=2m④反沖洗水泵揚程=濾池高+濾水池深度+管道濾層水頭損失=3.09+3+13.5+0.14+2.0=11.73m五、氣浮〔一、機理1、用高度分散的微小氣泡作為截體去粘附廢水中的懸浮物。〔主要是乳化油及疏水性細微固體懸浮物藥劑浮法氣浮法氣浮法浮選劑〔如松香油、煤油、脂肪酸等：非極性——極性分子組成的〔H2O2、方法：布氣氣浮,溶氣氣浮、電解氣浮〔1布氣氣?。豪脵C械剪切——粉碎氣泡水泵擴散板暴氣射流〔2溶氣氣?。喝軞庵溜柡?然后減壓。粒度小〔80μm,可人為控制時間溶氣真空氣浮加壓溶氣氣浮〔3電解：利用電解產(chǎn)生的H2、O2、CO2、cl2等〔二氣浮設(shè)備葉輪氣浮2、加壓溶氣設(shè)備P75圖2-50四.作業(yè)及思考題1、名詞解釋：自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀、壓縮沉淀、混凝、澄清、氣浮2、如何從理想沉淀池的理論分析得出斜板〔管沉淀池的設(shè)計原理？3、簡述濾池的工作原理。4、澄清池與沉淀池的工作原理有何不同？5、生活污水懸浮物濃度300mg/L,要求去出率為60%,u0=0.25mm/s,污水流量為1000m36、設(shè)計的處理廢水量為7５００m7、試述混凝的機理。五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第2模塊第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握去除污水中溶解物質(zhì)的幾種常見方法〔離子交換、吸附膜分離等及其機理,并掌握相關(guān)的工藝及其運行操作與管理技術(shù)。教學(xué)重點離子交換、吸附的基本原理、工藝流程及工藝計算教學(xué)難點工藝流程及工藝計算學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：一、 水的軟化〔去ca2+、Mg2+和除鹽〔水中含鹽量?！惨卉浕幕痉椒?、加快軟化法：caco3、Mg<OH>2〔少用2、藥劑軟化法〔化學(xué)藥劑：caco3、Mg<OH>23、高效換化法：Ca2+、Mg2+、Na+<二>除鹽的基本方法：〔減少水中鹽總量蒸餾法、電滲EH法、離子交換法。二、 離子交換法〔去水中的金屬離子實質(zhì)：不溶性的離子化合物〔離子交換劑上的可交換離子與溶液中睥其它同性離子交換反應(yīng),特殊的吸附,通常是不可逆的化學(xué)吸附。〔一交換劑：交換樹脂樹脂本體活性基團1、有效PH范圍：強酸：1-14強酸：1-12弱酸：5-14弱酸：0-72、交換容量：mol.kg-1或ml/l全交換容量〔理論工作交換容量〔實際3、聯(lián)度〔7-10%4、交換勢K〔平衡常數(shù)〔1在常溫和低濃度水中。陽離子的原子價上升,交換勢；同價離子的選擇是原子常數(shù)俞高,交換勢越大。稀土相反。〔2強酸鹽樹脂：H+交換勢介于Ca2+、Li+之間；對弱酸性陽樹脂,H+則具有最旨的換勢,屬于交換序列的首位。〔3在常溫和低濃度水溶液中,對弱堿性陰離子交換樹脂肼,酸根的交換序列如下：Cr2O72->SO42->CO32-〔4對強堿性陽離子交換樹脂講沒有規(guī)律?！?OH一的交換勢對弱堿性陽樹脂,后于交換序列的首位Cl一和F一之間。〔6離子量高的面離子和金屬絡(luò)合離子的交換勢特別大。〔二離子交換的工藝設(shè)計。1、離了交換工藝操作：固定單、雙、混合、復(fù)合連續(xù)、移動、流動床固定床：離子交換劑本身處于靜置狀態(tài),廢水處于流動狀態(tài)的一種離子交換設(shè)備。設(shè)備：預(yù)處理,離子交換器、再生附屬設(shè)備操作：交的換、反洗再生、清洗①出水離子達到極限時,結(jié)果交換② 反洗的目的是移動樹脂層ρ=40-60%V=15m/hT=15分鐘③ 再生④ 清洗〔清洗水用量為樹脂體積的4-13倍2、 離子交換塔的設(shè)計計算〔1離子交換塔高度H=上層水層高度+中間交換劑層<1-1.7或1.2-1.5>+下部降水區(qū)高度〔0.4m〔2交換塔直徑：D=4QCT/∏ne1hQ：流量：m3/hC:廢水中交換離子濃度mol/LT:兩次再生間隔時間h交換塔個數(shù)〔一般不少于2個e1:交換劑的工作交換能力mol/Lh:交換劑高度〔mD:交換直徑例、某地鍍廠鍍鉻工藝中產(chǎn)生廢水500m3解：1.工藝流程2：計算〔1、陰離子交換柱要去除的金屬離子當(dāng)量數(shù)銅：20mg/L<Ca2>=0.63m*e/L鋅：10mg/L<Zn2>=0.31m*e/L 鎳：15mg/L〔Ni2=0.51m*e/L總計廢水中陽離子濃度為1.45m*e/L732離子交換樹脂：交換量2.8g當(dāng)量/L,兩次再生時間為5日,因此所需的樹脂量為V陽V陽=QCT/e=500*1.45*5/<2.8*103>=1.29<m3>交換柱直徑D=0.6m〔兩根交換柱高度H=3.5<反沖時膨脹率50%>,用濃度為5%的硫酸作為再生劑?！?陽離子交換樹脂CrO4 Cr2O72+選710-A大孔型弱堿型陽離子交換樹脂,交換容量為81.25g\L.工作時間〔兩次再生時間為5日則：V陰=QCT/e=500*65*5/<81.25*103>=2.67<m3>D=0.6mH=3.5m,4根6%的NaoH為再生劑,再生液為鉻酸鈉〔4脫鈉陰柱鉻酸鈉陽離子交換柱鉻酸〔732陽三、 吸附法A在相界面上物質(zhì)濃度自動發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象稱為吸附法。利疏松多孔物質(zhì)吸附水中溶解鹽的有機物質(zhì),洗滌劑,微生物,病毒,脫色,除臭,痕量重金屬。物理吸附：分子間力吸附化學(xué)吸附：化學(xué)作用〔一吸附劑活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性土、硅藻土、腐殖質(zhì)酸、焦炭、木炭?；钚蕴縮=500-1700m2〔二吸附等溫線1、Ferundlichq=k*c〔1/n2、Langmuir3、BETq：吸附量〔g/gk：:常數(shù)c：平衡濃度1/n：吸附指數(shù)<三>活性炭柱的操作靜態(tài)〔間歇式降流式動態(tài)〔連續(xù)〔1固定床升流式膨脹式h炭/d塔=2～4V塔=5～10m/h可多塔串聯(lián)下進上出〔水〔2移動床下出上進〔炭3、吸附劑的再生加熱,蒸汽法,溶劑法,臭氧氧化法,生物法。四、膜分離技術(shù)半透膜：優(yōu)：不耗熱,沒有相的變化；設(shè)備可工廠化生產(chǎn)；容易操作。缺：處理量小,需消耗部分能量四.作業(yè)及思考題1、名詞解釋：離子交換、吸附2、固定離子交換器有什么主要確定？如何克服這些缺點？3、弱酸陽樹脂的交換容量為什么比強酸陽樹脂高？4、活性炭為什么具有吸附作用？什么物質(zhì)易被活性炭吸附？5、在生產(chǎn)實踐中如何選擇離子交換軟化系統(tǒng)？五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第2模塊第四節(jié)水中有害微生物的去除教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握去除污水中有害微生物的幾種常見方法〔高溫、加氯等及其機理,并掌握相關(guān)的工藝及其運行操作與管理技術(shù)。教學(xué)重點加氯曲線、余氯計算教學(xué)難點加氯曲線、余氯計算學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：一、概述1、消毒的目的：殺死對人體有害的病源微生物,防止傷寒、霍亂、細菌性痢疾等傳染性疾病。飲用水中要求大腸桿菌含量低于3個/L。2、方法：高溫消毒、加氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等,其中由于氯價格低,消毒效果好而廣泛采用。二、氯消毒〔一氯及余氯1、氯的性質(zhì)：液態(tài)時為琥珀色ρ=1.44gCl2+H2O=HCl+HClOHClH-+Cl+HClOH++ClO+PH=7時,以HClO為主PH>8.5時：一氯胺 PH<5時：二氯胺HClO2、氯消毒的機理：由于加氯后,其在水中可形成HClO,而HClO具有較強的氧化能力,可殺死微生物。3、加氯方式：加氯氣或漂白粉〔二余氯K∝Cn·t<n>0>K：消毒效果C：氯劑量T：接觸時間游離性余氯：Cl2,HOCl,OCl－≥0.3mg/L余氯化合性余氯：NH2Cl及其它氯胺化合物我國飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定：加氯30分鐘后,游余氯 ≥0.30mg/L管網(wǎng)末梢水,游余氯 ≥0.05mg/L〔三 需氯量1、 定義：需氯量=加氯量-余氯量2、 需氯量試驗：在一組水樣中加入不同劑量的氯,在經(jīng)過一定時間后,測定水中的余氯含量,即可得到一條需氯曲線：如下圖：ⅠⅡⅢⅣⅠ區(qū)：余氯為0Ⅱ區(qū)：有余氯存在〔化合物余氯Ⅲ區(qū)：化合性余氯Ⅳ區(qū)：B之后游離存在HCl,N2,N2OB點稱為折點Ⅰ區(qū)：所加入的氯全部被水中還原性雜質(zhì)如亞鐵離子等消耗轉(zhuǎn)變?yōu)槁入x子。Ⅱ區(qū)：氯氨開始化合,產(chǎn)生氯胺,有余氯存在〔化合物余氯Ⅲ區(qū)：仍然是化合性余氯,但一部分氯胺和氨被氧化成HCl、N2等。Ⅳ區(qū)：所加的氯全部以游離態(tài)的余氯存在?！睟點之前無游離性余氯。需氯實驗報告內(nèi)容：1、氯化條件2、預(yù)期結(jié)果3、測定方法4、達到預(yù)期結(jié)果的加氯量加氯庫：應(yīng)防火,保溫,通風(fēng)。三、其他消毒法1、臭氧消毒優(yōu)點：不需太長接觸時間；不受水中氨氮和PH影響；不形成CCl3等化合物；還可以去臭脫色、去鐵除錳。缺點：不能貯存,邊生產(chǎn)邊使用臭氧發(fā)生裝置較為復(fù)雜；投資大,運轉(zhuǎn)費用高；不穩(wěn)定,易散失,不具有持續(xù)殺毒能力。投加量：一般為：1mg/L,需要脫色去臭時可加大到4～5mg/L剩余臭氧量：0.4mg/L。接觸時間為：15分鐘。2、紫外線殺菌優(yōu)點：管理簡單,殺菌速度快。缺點：無持續(xù)殺菌能力,成本高。要求：色度小,無懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì),深度不超過12m。四、城市污水消毒1、廣泛采用加氯〔液氯或漂白粉消毒2、接觸時間15min,余氯0.5mg/L3、一般沉淀后需加氯25～30mg/L,生物處理后需加氯10～15mg/L,氯與廢水充分混合,接觸時間不宜短于1小時。四.作業(yè)及思考題1、簡述水中加氯消毒的原理。2、為什么常采用加氯消毒？3、在城市給水廠中一般的加氯量能夠殺死病毒嗎？需要加多少,接觸時間如何？4、廢水消毒的加氯量應(yīng)如何考慮？目前城市污水處理廠是否都建有消毒設(shè)備？五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第2模塊第五節(jié)水的其他物理化學(xué)處理方法教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生了解中和法、化學(xué)氧化法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法等幾種其他物理化學(xué)方法處理污水的基本原理。教學(xué)重點教學(xué)難點學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：一、 中和法中和法是利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法。在工業(yè)廢水處理中,中和處理既可以作為主要的處理單元,也可以作為預(yù)處理?！惨凰?、堿性廢水中和法<t0=1.5～2.0h>：以廢制廢〔在無回收利用價值時?！捕巹┲泻头ㄋ嵝詮U水：可投加石灰,苛性鈉,碳酸鈉,石灰石,電石酒杯,鍋爐灰,軟化站廢渣。不僅要考慮它本身的溶解性、反應(yīng)速度、成本、二次污染、使用方便等因素,而且還要考慮中和產(chǎn)物的性狀、數(shù)量及處理費用等因素。當(dāng)投石灰進行中和處理時,Ca<OH>2還有凝聚作用,因此對雜質(zhì)多、濃度高的酸性廢水尤其適宜。中和劑的投加量,可按實驗繪制的中和曲線確定,也可根據(jù)水質(zhì)分析資料,按中和反應(yīng)的化學(xué)計量關(guān)系確定。堿性藥劑用量Ga<kg／d>可按下式計算：式中Q--廢水量,m3／d；Cl--廢水含酸量,kg／m3；a1--中和每公斤酸所需堿性藥劑公斤數(shù),即堿性藥劑比耗量kg／kg；C2--廢水中需中和的酸性鹽量,kg／m3；a2--中和每公斤酸性鹽類所需堿性藥劑的公斤數(shù)；K--考慮到反應(yīng)不均,部分堿性藥劑不能參加反應(yīng)的加大系數(shù)。如用石灰法中和硫酸時,是取1.05～l.10<濕投>或1.4～0.5<干投>；中和硝酸和鹽酸時,是取1.05；P--堿性藥劑有效成分百分含量。堿性廢水：硫酸,鹽酸,酸性廢氣。和處理堿性廢水的方法有兩種：<1>投酸中和法；<2>利用酸性廢水及廢氣的中和法。投酸中和法處理堿性廢水時,常用的酸性中和藥劑有硫酸、鹽酸及壓縮二氧化碳。采用無機酸中和堿性廢水的工藝流程與設(shè)備,和投藥中和酸性廢水時基本相同。用CO2氣體中和堿性廢水時,為使氣液充分接觸反應(yīng),常采用逆流接觸的反應(yīng)塔<CO2氣體從塔底吹入,以微小氣泡上升；而廢水從塔頂噴淋而下>。用CO2做中和劑的優(yōu)點在于：由于pH值不會低于6左右,因此不需要pH值控制裝置。煙道氣中含有高達24％的CO2,有時還合有少量SO2及H2S,故可用來中和堿性廢水,其中和產(chǎn)物Na2CO3、Na2SO4、Na2S均為弱酸強堿鹽,具有一定的堿性,因此酸性物質(zhì)必須超量供應(yīng)。用姻道氣中和堿性廢水時,廢水由接觸筒頂淋下,或沿筒內(nèi)壁流下,煙道氣則由筒底朗上逆流通過,在逆流接觸過程中,廢水與煙道氣都得到了凈化。接觸筒中可以裝填料,辦可不裝填料。用姻道氣中和堿性廢水的優(yōu)點是可以把廢水處理與煙道氣除塵結(jié)合起來,缺點是處理后的廢水中,硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。污泥消化時獲得的沼氣中含有25～35%的CO2氣體,如經(jīng)水洗,可部分溶入水中,再用以中和堿性廢水,也能獲得一定效果?！踩^濾中和法酸性廢水流過堿性濾料時,可使廢水中和,這種中和方式叫過濾中和法。過濾中和法僅用于中和酸性廢水。主要的堿性濾料有三種：石灰石、XX石、白云石。前兩種的主要成分是CaCO3,后一種的主要成分是CaCO3·MgCO3。濾料的選擇和中和產(chǎn)物的溶解度有密切的關(guān)系。濾料的中和反應(yīng)發(fā)生在顆粒表面上,如果中和產(chǎn)物的溶解度很小,就在濾料顆粒表面形成不溶性的硬殼,阻止中和反應(yīng)的繼續(xù)進行,使中和處理失敗。各種酸在中和后形成的鹽具有不同的溶解度,其順序大致為：Ca<NO3>2、CaCl2＞MgSO4》CaSO4＞CaCO3、MgCO3。由此可知：中和處理硝酸、鹽酸時,濾料選用石灰石,XX石或白云石都行；中和處理碳酸時,含鈣或鎂的中和劑都不行,不宜采用過濾中和法；中和硫酸時,最好選用含鎂的中和濾料<白云石>。但是,白云石的來如硫酸濃度超過上述允許值,可使命和后的出水回流,用以稀釋原水；或改用白云石濾料。采用碳酸鹽做中和濾料,均有CO2氣體產(chǎn)生,它能附著在濾料表面,形成氣體薄膜,阻礙反應(yīng)的進行。酸的濃度愈大,產(chǎn)生的氣體就愈多,阻礙作用也就越嚴重。采用升流過濾方式和較大的過濾速度,有利于消除氣體的阻礙作用。另外,過濾中和產(chǎn)物CO2溶于水使出水pH值約為5,經(jīng)曝氣吹脫CO2,則pH值可上升到6左右。脫氣方式可用穿孔管曝氣吹脫、多級跌落自然脫氣,板條填料淋水脫氣等。為了進行有效的過濾,還必須限制進水中懸浮雜質(zhì)的濃度,以防堵塞濾料。濾料的粒徑也不宜過大。另外,失效的濾渣應(yīng)及時清除,并隨時問泥池補加濾料,直至例床換料。中和濾池常用的古升流式膨脹中和濾池及滾筒式中和濾池。升流式膨脹中和濾池<圖11-5>的特點是濾料粒徑小<0.5～3mm>、濾速高<66～70m／k>、廢水由下向上流動。由于粒徑小,就增大了反應(yīng)面積,縮短中和時間；由于流速大,濾科可以懸浮起來,通過互相碰撞,使表面形成的硬殼容易剝離下來,從而可以適當(dāng)增大進水中硫酸的允許含量；由于是升流運動,剝離的硬殼容易隨水流走,CO2氣體易排出,不致造成濾床堵塞。濾料層厚度在運行初期為1～1.2m,最終換料時為2m,濾料膨脹率保持50％。池底設(shè)0.15～0.2m的卵石墊層,池項保持0.5m的清水區(qū)。采用升流式膨脹中和濾池處理合硫酸廢水,硫酸允許濃度可提高到2.2～2.3g／L。如果改變升流式濾池的結(jié)構(gòu),采用變截面中和濾池,使下部濾速仍保持60～70m／h,而上部濾速減為15～20m／h,則可獲雙重好：處：既保持較高的過濾速度,又不致于使細小濾料隨水流失,使濾抖尺寸的適用范圍增大。這種改良式的升流濾池叫變速升流式膨脹中和濾池。采用此種濾池處理合硫酸廢水,可使硫酸允許濃度提高至2.58兒。升流式濾池要求布水均勻,因此常采用大阻力配水系統(tǒng)和比較均勻的集水系統(tǒng)。此外,要求池子直徑不能太大,一般不大于1.5～2.0m。滾筒式中和濾池見圖11-6。裝于滾筒中的濾料隨滾筒一起轉(zhuǎn)動,使濾科互相碰撞,及時剝離由中和產(chǎn)物形成的覆蓋層,可以加快中和反應(yīng)速度。廢水由滾筒的一端流入,由另一端流出。滾筒可用鋼板制成,內(nèi)襯防腐層,直徑lm或更大,長度約為直徑的6～7倍。筒內(nèi)壁有不高的縱向隔條,推動濾料旋轉(zhuǎn)。滾筒轉(zhuǎn)速約每分鐘10轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸傾斜0.50～10。濾料的粒徑較大<達十幾毫米>,裝科體積約占轉(zhuǎn)簡體積的一半；這種裝置的最大優(yōu)點是進水的硫酸濃度可以超過允許濃度數(shù)倍,而濾料粒徑卻不必破碎得很小。其缺點是負荷率低、<約為36m3／m2·h>、構(gòu)造復(fù)雜、動力費用較高、運轉(zhuǎn)時噪音較大,同時對設(shè)備材料的耐蝕性能要求高。二、 化學(xué)氧化還原法通過藥劑與污染物的氧化還原反應(yīng),把廢水中有毒害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或微毒物質(zhì)的處理方法稱為氧化還原法。廢水中的有機污染物<如色、嗅、味、COD>及還原性無機離子<如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等>都可通過氧化法消除其危害,而廢水中的許多重金屬離子<如汞、鎘、銅、銀、金、六價鉻、鎳等>都可通過還原法去除。廢水處理中最常采用的氧化劑是空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂白粉；常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、水合臟及鐵屑等。在電解氧化還原法中,電解槽的陽極可作為氧化劑,陰極可作為還原劑。投藥氧化還原法的工藝過程及設(shè)備比較簡單,通常只需一個反應(yīng)池,若有沉淀物生成,尚需進行因液分離及泥渣處理。三、 化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是指向廢水中投加某些化學(xué)藥劑<沉淀劑>,使之與廢水中溶解態(tài)的污染物直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成難溶的固體生成物,然后進行固液分離,從而除去水中污染物的一種處理方法。廢水中的重金屬離子<如汞、鎘、鉛、鋅、鎳、鉻、鐵、銅等>、堿土金屬<如鈣和鎂>及某些非金屬<如砷、氟、硫、硼>均可通過化學(xué)沉淀法去除,某些有機污染物亦可通過化學(xué)沉淀法去除?；瘜W(xué)沉淀法的工藝過程通常包括：<1>投加化學(xué)沉淀劑,與水中污染物反應(yīng),生成難溶的沉淀物而析出；<2>通過凝聚、沉降、浮上、過濾、離心等方法進行固液分離；<3>泥渣的處理和回收利用。電化學(xué)法電解質(zhì)溶液在直流電流作用下,在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。直接或間接地利用電解槽中的電化學(xué)反應(yīng),可對廢水進行氧化處理、還原處理、凝聚處理及浮上處理?？梢?電解法在廢水處理中有廣闊的應(yīng)用范圍,現(xiàn)已發(fā)展成為一種重要的廢水處理方法。電化學(xué)反應(yīng)所用"藥劑"就是電子,其氧化能力和還原能力隨電極電位而變化,因此是一種適用范圍很寬的氧化劑或還原劑。電解法的工藝過程通常包括預(yù)處理<如均和、調(diào)pH、投加藥劑等>、電解、固液分離及泥渣處理等,其主要設(shè)備為電解槽。電解槽的構(gòu)造和電解操作條件是影響處理效果和電能消耗的主要因素四.作業(yè)及思考題1、酸堿廢水有哪些處理方法？2、舉例說明有哪些工業(yè)廢水、費渣、廢氣可用于酸、堿廢水中和處理3、今有含硫酸的工業(yè)廢水,其PH=2.3,如欲采用石灰干投法進行中和處理,使之達到排入城市下水道的標準〔PH=6~10,可取8,試問每立方米廢水需透多少石灰？〔石灰純度為70%。五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第5模塊水的生物化學(xué)處理方法第一節(jié)廢水處理微生物學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握污水處理中常見的微生物類群、微生物降解污染物質(zhì)的機理,掌握細菌生長曲線以及微生物生長動力學(xué)規(guī)律〔Monod公式。教學(xué)重點微生物降解污染物質(zhì)的機理,掌握細菌生長曲線以及微生物生長動力學(xué)規(guī)律〔Monod公式教學(xué)難點細菌生長曲線以及微生物生長動力學(xué)規(guī)律〔Monod公式學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授教學(xué)過程：生物化學(xué)處理方法：人工創(chuàng)造的有利于微生物生命活動的環(huán)境,使微生物大量繁殖,提高微生物氧化分解有機物效率的一種水處理方法。作用：去除溶解性,膠體性有機物,降低水中的N、P.厭氧分類1〔根據(jù)是否需氧分好氧懸浮生長：在污水處理設(shè)備懸浮。分類2〔根據(jù)處理的工藝分附著生長：膜水生長一、廢水中的微生物細菌,真菌,藻類,原生動物,后生動物〔小型異養(yǎng)：：利用有機碳進行細胞合成微生物〔按能否獲得C源的方式不同分類自養(yǎng)：從CO2中獲得細胞碳好氧球菌利用氧的能力分類厭氧按形狀分類桿菌兼性螺旋菌真菌：霉菌〔需營養(yǎng)量為細菌的一半藻類：〔自氧原生生物：吞食后生生物：輪蟲凈水主要細菌類：無色桿菌屬,產(chǎn)堿桿菌屬,芽胞桿菌屬,黃桿菌屬,微球菌,假單孢菌〔主要細菌生長曲線及Monod公式〔一細菌生長曲線ⅠⅡⅢⅣⅠ：遲緩期Ⅱ：對數(shù)增長期Ⅲ：減數(shù)增長期Ⅳ：內(nèi)源呼吸期〔二微生物動力學(xué)U：比增長速率u=1/x×dx/dtUm:最大比增長速率〔d-1U=UmS/<KS+S>X:細菌濃度〔mg/lS:：質(zhì)mg/l濃度Ks半速度常數(shù)；即U=Um/2的基即：dx/dt=Um×<s/<Ks+s>>X1、 當(dāng)S>>Ks時U=Umdx/dt=UmX=K0XK0=Um2、S>>Ks時U=Um×S/Ksdx/dt=Um/Ks×X×S=K×X×S-dx/dt=Y<ds/dt>細菌的凈增長速率dx/dt=<UmXS>/<Ks+S>-Kdx=K0XS/<Ks+S>-KaXdx/dt=-Yds/dt-KdXKa：內(nèi)源呼吸衰減子數(shù)〔d-；K0=Um〔三微生物分解氧化有機物質(zhì)的機理有機物的氧化分解〔有氧呼吸：原生質(zhì)的同化合成〔以氨為氮源：原生質(zhì)的氧化分解〔內(nèi)源呼吸：由此可以看出,當(dāng)廢水中營養(yǎng)物質(zhì)充足,即微生物既能獲得足夠的能量,又能大量合成新的原生質(zhì)時,微生物就不斷增長；當(dāng)廢水中營養(yǎng)缺乏時,微生物只能依靠分解細胞內(nèi)貯藏的物質(zhì),甚至把原生質(zhì)也當(dāng)成營養(yǎng)物質(zhì)利用,以獲得生命活動所需的最低限度的能量。這種情況下,微生物無論重量還是數(shù)量都是不斷減少的。在好氧處理過程中,有機物用于氧化與合成的比例,隨廢水中有機物性質(zhì)而異。對于生活污水或與之相類似的工業(yè)廢水,BOD5有50-60%轉(zhuǎn)化為新的細胞物質(zhì)。好氧生物處理時,有機物轉(zhuǎn)化過程如右上圖所示。四.作業(yè)及思考題1、名詞解釋：自養(yǎng)微生物2、簡述微生物氧化分解有機廢物的機理。五.教材及參考書《水污染治理工程》〔黃銘榮、胡紀萃等編著《水污染控制工程》〔高廷耀、顧國維等編著《環(huán)境工程》〔李寶珍、宋全波主編著《環(huán)境土壤學(xué)》〔馬耀華、劉樹慶等編著課程名稱：水污染控制技術(shù)授課專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理授課教師：蘇少林課題<模塊、節(jié)>：第5模塊水的生物化學(xué)處理方法第二節(jié)好氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)教學(xué)及能力培養(yǎng)要求通過本節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握好氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)的基本原理,工藝流程、工藝結(jié)構(gòu)、相關(guān)設(shè)施的工作原理以及活性污泥的培養(yǎng)與馴化技術(shù)、運行與管理技術(shù)。教學(xué)重點氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)的基本原理,工藝流程、工藝結(jié)構(gòu)、相關(guān)設(shè)施的工作原理、活性污泥的培養(yǎng)與馴化技術(shù)、運行與管理技術(shù)。教學(xué)難點工藝流程、工藝結(jié)構(gòu)、相關(guān)設(shè)施的工作原理、活性污泥的培養(yǎng)與馴化技術(shù)、運行與管理技術(shù)學(xué)時數(shù)教學(xué)方式講授4學(xué)時,實驗2學(xué)時,現(xiàn)場教學(xué)4學(xué)時教學(xué)過程：4-2好氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)包括：活性污泥法、曝氣氧化塘、好氧消化法、高負荷氧化塘一活性污泥法〔一活性污泥法的基本原理進水123出水污泥4剩余污泥活性污泥：由大量繁殖的微生物在充足的氧氣條件下形成的絮凝體。1.活性污泥法的凈化過程與機理〔1吸附階段：〔活性污泥的活性決定其吸附量的大小〔2氧化階段：氧化分解：殘量合成新的細胞〔3絮凝體形成與凝聚沉淀階段：氧化階段合成的菌體、有機休、絮凝形成絮凝休,通過重力作用從水體中分離出來。對數(shù)增長期：轉(zhuǎn)化成新細胞為主不易形成絮凝。減數(shù)增長期：易形成絮凝體。內(nèi)源呼吸期：最易形成絮凝體,吸附力最高。2、影響活性污泥增長的因素?！?DODO低會產(chǎn)生污泥膨脹,DO=2mg/l為宜〔2營養(yǎng)質(zhì)MLSSBOD5負荷在0.3kg/kg.d<一般>2kg/kgd.d<高負荷法>C源：用BOD5表示N、P、S、K、Mg、Ca、Fe微量素BOD5:N:P=100：5：1混合液的PH值應(yīng)控制在6.5-9.0T：20-30〔3控制對生物處理有毒害作用的物質(zhì)3、評價活性污泥的指標活性污泥=細菌+真菌+原生動物、后生動物〔1MLSS〔混合液懸浮固體mg/lMa+Me+Mi=MLLSS〔2揮發(fā)性懸浮固體MLVSS<有機>Ma+Me+Mi〔3污泥沉降比〔SV%100ml量筒中沉淀30分鐘后,沉淀污泥后混合液體積百分比?！?污泥指數(shù)SVISVI=混合液30min沉淀后污泥容積<ml>/污泥干重〔g/L=SV%*10\MLSS<g/L>〔5污泥齡〔θC污泥總量/排放量=T天為平均停留時間二曝氣方法與曝氣設(shè)備〔一曝氣過程的機理氧轉(zhuǎn)移速率<mg/Lh>：dc/dt=KLa<Cs-CL>KLa:氧的總轉(zhuǎn)系數(shù)Cs：飽和溶解氧濃度CL：液體的實際溶解氧濃度〔二裝置Ep<一度電能轉(zhuǎn)移到液體中去的氧量>Ea1、鼓風(fēng)曝氣=加壓設(shè)備〔鼓風(fēng)機+管道系統(tǒng)+擴散裝置〔1管式擴散器：多孔材料〔2鐘罩型微孔曝氣器〔3平板型微孔曝氣器〔4膜片式曝氣器〔5穿孔管擴散器〔6提升或微孔曝氣器〔7豎管〔8水力剪切擴散裝置〔9固定螺旋氣器2、機械曝氣三曝氣池〔一推流式推流式曝氣裝置的種類類型完全混合式布置方式1.平面布置L/B=5～10進出進出2.橫斷面布置有效水深H=3～9m,超高0.5m,當(dāng)用表曝機時,機械平臺宜高出水面1m.時B/H=1～2<1>平移推流式<2>旋轉(zhuǎn)推流<平移推流式>旋轉(zhuǎn)分類：①底層曝氣：H=3～4.5m見下圖②淺層曝氣：H=3～4m見上圖③中層曝氣：H=7～8m見上圖〔二完全混合式1、分建式2、和建式1、曝氣池2、二次沉淀池3、表曝機4、空氣管5、回流縫6、回流污泥管7、 曝氣裝置〔三兩種池型的結(jié)合1."一池多機"作法2.多段式池型四、 活性污泥法的運行方式〔與污泥的質(zhì)量、氧氣的是否充足共同影響工作效率1.普通活性污泥法：推流法優(yōu)：吸附和氧化能力強90～95%缺：①不能適應(yīng)沖擊負荷②需氧量比前大后小,而供氣量是均勻的,則造成前差后浪費。③占地面積大,費用高。MISS=3～6g\L生長在指數(shù)生長階段。2階段曝氣法①進水分階段,分布均勻,充分分解。②污泥濃度沿池長逐步降低。③氧利用率高3.完全混合法〔流程與普通法相同①水質(zhì)變化對污泥的影響降到很小的程度,能較好地承受沖擊負荷。②池內(nèi)各點有機物濃度〔F均勻一致,微生物群的性質(zhì)和數(shù)量<M>基本相同。F\M能控制在一個很好的狀態(tài)缺點：凝聚力弱。加速曝氣CT=2～4h去除率90%延時曝氣CT=1～3d生長在內(nèi)源呼吸階段缺：占地大,費用高優(yōu)：不需處理污泥〔4生物吸附法：接觸穩(wěn)定法或吸附再生法。10～30min去除BOD5達85～90%吸附池內(nèi)工作時間0.5～1.0小時再生池內(nèi)2～3小時推流式優(yōu)：費用低,占地少缺：處理效果差,不適用于含溶解性有機物多的廢水五.活性污泥法處理系統(tǒng)工藝設(shè)計曝氣池,曝氣設(shè)備,污泥回流設(shè)備,二次沉淀池內(nèi)容：①流程的選擇②曝氣池容積計算及工藝設(shè)計③曝氣設(shè)備的計算與設(shè)計④回流污泥設(shè)備的與設(shè)計⑤二沉池的計算與設(shè)計〔一、曝氣區(qū)容積的計算。以有機負荷為計算指標的方法Fw<污泥負荷>=F/M必須考慮的參數(shù)V=Qla/<FwN>或V=Qla/FrQ：污水流量<m3/d>V：曝氣區(qū)容積m3Ls：:進水BODmg/LFw：污泥負荷㎏/㎏*dFr：容積負荷㎏BOD/m3*dN：MLSS濃度mg/L考慮出水BOD濃度Ls,則V=VE/00E=<La-Ls>/La*100%① N,Fr<Fw>② 根據(jù)出水水質(zhì)F校合SVI③ Fw=0.3～0.5㎏/㎏*d*時E≥90%SVI=80～150對污泥處理困難的,Fw≤0.21㎏/㎏*d,使污泥自身氧化。N=RNR/〔1+R>R:回流比〔二曝氣設(shè)備的設(shè)計主要內(nèi)容：曝氣方法的選擇、需氧和供氧氣量的計算、曝氣設(shè)備的設(shè)計1、需氧量與供氧量的計算Ro=RCs<20>/α<βρCs<T>-Cl>1.02T-20<kg/n>Ca<20>、Ca<T>——200和實際溫度為T0CCL：水中溶解氧濃度〔mg/Lα=污水中的KLa/清水中的Klaβ=污水中的CS/清水中的CSρ=實際氣壓〔Pa/1.013×105Pa對鼓曝氣池：取Cs=Csm=CS<Pb/2.026×105+Qt/42><mg/L>Cs：水中飽和氧濃度〔mg/l一個大氣壓條件下Pb：擴散口絕對壓力〔PaQt：氣泡離開池面時氧的百分比〔%Qt=21〔1-EA/〔79+21〔1-EA×100%鼓風(fēng)供氣量Gs=R0/0.3EA×100〔m3/n活性污泥系統(tǒng)的日平均需氧量：Q2=a`QLr+b`VNQLr=La-L0a`、b`參數(shù),可查表得,也可做試驗確定2、曝氣設(shè)備的設(shè)計主要內(nèi)容：擴散裝置的選擇和布置、空氣管道的布置和管徑的確定、確定鼓風(fēng)機的規(guī)格和臺數(shù)?！?空氣管道的計算。V氣=10-15m/s<主>V氣=4-5m/s<支>P損<1.5mP總管中<0.5mR擴散<0.7-1.0m<2>鼓風(fēng)機的選取擇〔2-3臺P=〔1.5+H×9860P：風(fēng)壓H：擴散裝置距水面的溫度。葉輪法：〔機械法D葉輪/D筒直徑=1/3-1/5D泵葉/D筒=1/4-1/7D輪/D水深=2/5-1/4〔三污泥回流QR==RQ總R=N/〔NR-NNR=106/SVI×rR：污泥在二次沉淀池中的t、H和污泥厚有關(guān)r=1.2如圖：h1/<h1+h2>≥0.5h1：淹水深度h2：提升高度〔四二沉池的設(shè)計