水污染控制技術(shù)教案.doc

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(diǎn)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(diǎn)教學(xué)時(shí)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(gè)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(dòng)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(jì)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(dòng)對環(huán)境的影響無所不在，而且逐步強(qiáng)化，環(huán)境污染和生態(tài)破壞已達(dá)到危險(xiǎn)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(hù)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(jìn)行了廣泛而深入地研究和實(shí)踐，從而促進(jìn)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(gè)重要分支。二 水污染控制技術(shù)的形成與發(fā)展為了保護(hù)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(jì)，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(jì)中葉，美國于20世紀(jì)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(yàn)廠，標(biāo)志著人類污水處理工藝的重大進(jìn)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(dú)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(jī)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)等。四、討論 1、在我們身邊有哪些導(dǎo)致水污染的事件、地點(diǎn)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(jì)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(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)的概念、分類以及我國水質(zhì)指標(biāo)體系的組成。教學(xué)重點(diǎn)水污染類型及主要的污染物質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)的概念、分類以及我國水質(zhì)指標(biāo)體系的組成。教學(xué)難點(diǎn)學(xué)時(shí)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(jī)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(jī)鹽而導(dǎo)致污染。無機(jī)有毒物質(zhì)（重金屬），Hg、Cd、Pb、Cr（六價(jià)）、As（三價(jià)）、硒（四價(jià)、六價(jià)）以及氰化物等。有機(jī)有毒物質(zhì)（有機(jī)農(nóng)藥），有機(jī)磷、氯等有機(jī)農(nóng)藥，多環(huán)芳烴、芳香胺等。耗氧污染物質(zhì)（一般有機(jī)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(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)。一 水質(zhì)指標(biāo)：1.物理性指標(biāo)：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(biāo)（1）PH、堿、硬度、陽離子、陰離子、總鹽、一般有機(jī)物（2）有毒的化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：重金屬、氰、農(nóng)藥（3）氧平衡指標(biāo)：如 DO、COD、BOD、TOD3.生物學(xué)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒補(bǔ)：總H2O 136 000 0000 km3、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37 500km3約占總水量的1/3-4萬二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.國家正式頒布的統(tǒng)一規(guī)定：生活飲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB-5794-85，地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB-3838-88，農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB-8978-882.水質(zhì)要求： A：飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：GB-5749-85B：地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB-3838-88、C：污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)2、我國水污染大體上分為幾個(gè)類型？各自主要的污染物是什么？3、我國水質(zhì)指標(biāo)有哪些？水質(zhì)指標(biāo)體系由哪幾個(gè)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(jì)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(jī)理，了解水處理的基本原則和基本方法。教學(xué)重點(diǎn)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(diǎn)水體自凈作用與水體環(huán)境容量學(xué)時(shí)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(jī)物有機(jī)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(kuò)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(jī)物質(zhì)，被水中微生物分解為無機(jī)物的過程。一 廢水在水體中的稀釋和擴(kuò)散（一）稀釋機(jī)理（接上頁） 推流、平流 Q=VC KdC擴(kuò)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(jī) 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(xì)胞。 2為微生物的生命活動(dòng)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(biāo)下所能容納污染物質(zhì)的最大負(fù)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(kuò)散性、持久性、生物降解性；（3）水質(zhì)目標(biāo)： 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(jìn)行妥善處理5 選擇處理工藝與方法時(shí)，必須經(jīng)濟(jì)合理，并盡量利用先進(jìn)技術(shù)二、廢處理程度的確定1、水體的水質(zhì)要求 Ci C0E= 100% CiCi ：未處理廢水的平均濃度C0：廢水排入水體時(shí)的容許濃度2、按處理廠所能達(dá)到的處理度：“2230”標(biāo)準(zhǔn)、總懸浮固體、BOD處理程度處理方法懸浮固體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 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5060901102530140150二級處理85902030859020305015203035四. 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(gè)方面來實(shí)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(jì)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(jī)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(diǎn)格柵、篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池的工作原理及作用教學(xué)難點(diǎn)學(xué)時(shí)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)/20.7二 格柵1. 格柵隙縫：=50mm ，但處理系統(tǒng)前的不能大于25mm2. 作用：去除或攔截較大雜物，保護(hù)污水處理廠機(jī)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(jì)參數(shù)1.過柵流速：柵前為0.40.9m/s，柵后為0.61.0m/s。當(dāng)過柵水頭損失達(dá)1015cm時(shí)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(dòng)式 轉(zhuǎn)鼓式3常見微濾機(jī)，見P20圖212 211 四 沉砂池1.去除水中的砂粒（較大的無機(jī)顆粒和少量的有機(jī)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：平流式：最大速為0.3m/s 最小流速為0.15m/s H:0.21m 寬度為0.6m 停留時(shí)間為3060s,一般為30s 池底有0.010.02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24） 曝氣沉砂池 B：曝氣沉砂池：去無機(jī)顆粒和有面雜質(zhì)1.旋流速度為0.250.3m/s2.池內(nèi)有效水深為23m,，寬深比為123.空氣擴(kuò)散管距池底為0.60.9m，每方污水的曝氣量為0.10.2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(jī)） 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(jì)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(jì)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(jī)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(jì)相應(yīng)的沉淀池。教學(xué)重點(diǎn)沉淀池、濾池的工作原理，工藝設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)工藝設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)方式理論講授2學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)，現(xiàn)場教學(xué)2學(xué)時(shí)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）1、 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(shí)驗(yàn)可得顆粒沉速累計(jì)頻率分配曲線，如下： A 1.0 H 0 B 0U=H/t u0 沉速=殘余顆粒濃度/總顆粒濃度一顆粒從A點(diǎn)沉降到B點(diǎn)所用時(shí)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=（1X0）+ 1/u0X0udx，可近似化簡為：E=（1X0）+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(yàn)，結(jié)果表如下：時(shí)間t(min)06080100130200240420取樣濃度（mg/l）3001891801681561117827求此廢水在負(fù)荷為25m3/m2.d的沉淀設(shè)備中的理論總沉淀去除率？解：（1）、計(jì)算各沉淀時(shí)間下，水中殘余顆粒所占的百分?jǐn)?shù)與相應(yīng)的沉降速度。（2）、畫殘余顆粒百分?jǐn)?shù)與沉降速度間的關(guān)系時(shí)間t（min）6080100130200240420殘余顆粒百分?jǐn)?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）、uX=0.46%（5）、總?cè)コ剩篍=（1X0） 1/u0X0udx=（1X0）xu/ u0 =（10.54）0.00460.0174 =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/l 23g/l的顆粒濃度較大時(shí)，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(dòng)。）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(dá)到濃縮。（二）、理想沉淀池1.沉淀池中各過水?dāng)嗝娓鼽c(diǎn)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.t0 U0=H/t0=Qt0/At0=Q/A=q0 A：池底面積 B：進(jìn)水流量 q0：表面負(fù)荷過流率 t0：停留時(shí)間（理論） q0：數(shù)值等于U0設(shè)計(jì)時(shí)通過做靜置沉淀實(shí)驗(yàn)求出符合沉淀效率的U0：則得到q0(過濾率) 設(shè)計(jì)取值為：q=(1/1.251/1.75)U0 或 t=(1.52.0)t0（停留時(shí)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(shí)用t來計(jì)算沉淀區(qū)有效低面積為：A=Q/q=Q/u ，Q為設(shè)計(jì)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：35 為好，一般不少于4，沉淀池的個(gè)數(shù)不少于2最大設(shè)計(jì)流量的水平流速Vmax：一般初沉淀池設(shè)計(jì)為7mm/s；二次沉淀池為5mm/s因此池長L=Vmax.t3.6L/H一般采用812（一般為2.53.0m之間）例：Q=500m3/h，懸浮物濃度為250mg/L，E=65%，t0=1h，求沉淀池的主要尺寸？解：u0=1.8m/t0=q0=1.8/(11.5)=1.2m3/(m2.h) 沉淀池面積A=Q/q設(shè)A=500/1.2=417m2用四座池子：S=417/4=104m2,取B=4.5m,則L=104/4.5=23mL/B=23/4.5=5.174W=4171.8(m)=750.6m3 1.8：設(shè)計(jì)時(shí)的有效水深T=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)12)2.豎流式?。撼氐灼露炔扇?.02，斗底角度450，斗底邊長為0.4m，則斗高=（4.50.4）2=2.05m經(jīng)校正，V=17 m3 ,因此，符合要求。取：池子緩沖層高0.3m，則總高度為4.85m。設(shè)計(jì)草圖： 0.5 23 0.3 0.3 1.8 0.02 2.05 450側(cè)視圖 正視剖面 俯視平面2.豎流式沉淀池：V上升=U0=0.51mm/sT=1.52.0hV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)=2.75m（4）喇叭口與反射板的縫隙：h3=qmax/(v1.d1) 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/)1/2 (m) 中進(jìn)周出豎流式沉淀池正視圖 俯視圖3.輻射式沉淀池：中進(jìn)周出、周進(jìn)中出、周進(jìn)周出4.斜板斜管沉淀池（1）淺池沉隆原理U0=Q/A A 則E T=h/U0 U0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） 4 1 3 7 26 5 斜板（管）沉淀池示意圖1、配水槽 2、穿孔墻 3、斜板、斜管（11.2m） 4、集水槽 5、集泥斗 6、穿孔排泥管 7、阻流板板間垂直距離為80-120mm斜管 50-800mm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0.51.0mt0=30min(初沉) t0=60min(二次沉淀池) l1 l2(3)、斜板管,沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算 (如右圖) L/n b斜板長為l；傾角為；B：沉淀池寬 ll2/U0=(l1+l)/V l1=L sec/n al2=Ltg/nQ=VW=VBLsinV=Q/BLsinQ=U0(A總+A厚) Q=U0 ( nLBcos+LB)Q設(shè)=U設(shè)（A斜+A厚）（異向）同向Q設(shè)=U設(shè)（A設(shè)A厚）側(cè)向Q設(shè)=U設(shè)A斜例：:生活污水流量500m3/ h懸浮物的濃度250 mg/ 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(shí)間為1h)解:當(dāng)E為65% 停留時(shí)間t0=1小時(shí)時(shí)U設(shè)=(1/1.5)*(1.8/1)=1.2 m/ h=0.33 mm/ s設(shè)V上升=3 mm/ s =60 采用四座池Q= VBLsin =0.7時(shí)500/(4*3600)=0.7*0.003* BL*0.866取B=2.5 m時(shí) L=7.6 m取斜板長為1m得L2 / U0設(shè) ( L+ L1) / V=( L+ L2 / sin ) /vL2=(0.33 / 3)* (1+ L / 0.866)=0.13 m斜板間距 ( 水平) X= L2 / tg =0.13 / 1.73=0.075 m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 8 m，后端死水區(qū)為l cos l 0.5 0.5 m則總長為8+0.5+0.5 9 m斜板下部配水區(qū)及緩沖層高度之和取0.75 m ，上部清水區(qū)取0.5 m, 超度0.23 m，取2個(gè)污泥斗，底坡45, 斗底0.4 0.4 m, 出水槽用4條，槽間距為2米,計(jì)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(shí)，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： 水溶解池 根據(jù)實(shí)驗(yàn) 藥劑 用干投法 攪拌 水溶液池乙2.混合設(shè)備（溶解 膠體） 攪拌投藥設(shè)備 攪拌強(qiáng)度大時(shí)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） G=du/dy=（pu）1/2=（102N/V）1/2P:單位體積所消耗的機(jī)械的功率G=(rhT)1/2r：為水容重（kg/m3）h：水池水頭損失（m）T-反應(yīng)時(shí)間（s）一般：G約在500-1000s范圍內(nèi)混合時(shí)間為10-30sG在10-100s反應(yīng)時(shí)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(jī)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(jī)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2-43）P66四、過濾： 深度處理、預(yù)處理、最終處理（一）、過濾機(jī)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(xì)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(gè)循環(huán)）： 過濾（一個(gè)周期 8個(gè)小時(shí)48小時(shí)）反洗 2.濾料和墊層結(jié)構(gòu)級配、機(jī)械強(qiáng)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）d80 d80/10=k80(1.651.80)濾料的納污能力：/m3 或g/ cm3空隙比、比表面（cm2/g cm2/cm3）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(jì)1、濾速：單層（8-12m/h）經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)確定 雙層 (12-16m/h) 經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)確定2、濾池面積 A =Q/V式中：Qm3/h V-m/h3、濾池?cái)?shù)靈活運(yùn)行 2個(gè)經(jīng)濟(jì) A總 30m 2 n=2 A總=150 46個(gè)A總=30-50 n=3 A總= 200 56 個(gè) A總=100 n=34 A總=300 68 個(gè)用方形或矩形a 30時(shí)，宜選長寬比為1.25：11.5:1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(hù)高度4、對濾料墊層的要求d濾料（min）=0.5mm d(max)=1.2mm不均勻系數(shù)K80=d80d10=2 d10=0.5=0.6mm5、反沖洗強(qiáng)度 機(jī)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(jī)械超聲設(shè)攪動(dòng)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）/L0100%=(S-S0)/(1-S)100%反沖洗時(shí)，單位面積上通過的反沖洗水流量稱為反洗強(qiáng)度q （單位：L/.S） 單層：12.25L/.S e=45% t=5-7min 雙層：13-16L/.S e=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)7、 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(qiáng)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)（）、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(qiáng)度（l/s.m2）（）、濾料層水頭損失h4=(2/1-1)(1-m0)H22：:濾料容重（石英.65t/m3）；：水的容重（t/m3）；m0:濾料膨脹的孔隙率（石英.41）；：濾層厚度（m）例：設(shè)計(jì)的處理廢水量為m3濾池。（1）、Q=1.052500m3/d=2625(m3/d)（2）、濾速v=5m/h 沖洗濾度q=13-16l/s.m2 沖洗時(shí)間分鐘（3）、計(jì)算A、濾池面及尺寸濾池工作時(shí)間：小時(shí)（天）；沖洗周期為：小時(shí)，每次沖洗分鐘，停留分鐘濾池實(shí)際工作時(shí)間：=-t0-t1=24-40/(602)-6/(602)=23.62(h)F=Q/VT=2625/523.62=22.227(m2)采用濾池?cái)?shù)個(gè)，每個(gè)濾池面積j=F/n=11.114,濾池正方形11.141/2=3.33(cm),強(qiáng)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)2支=0.75mm b(壁厚)=5mm 孔眼=9mm 查表2-19=0.68 k=0.25 q=14代入上式h2=3.5 紀(jì)礫石支承水頭損失h3=0.022H1 q=0.022*0.45*14=0.14m 濾料層水頭損失及富余水頭h4=2m反沖洗水泵揚(yáng)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?。ㄒ唬C(jī)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(xì)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（H2O）2、方法：布?xì)鈿飧?，溶氣氣浮、電解氣?。?）布?xì)鈿飧。豪脵C(jī)械剪切粉碎氣泡 水泵擴(kuò)散板暴氣射流（2）溶氣氣?。喝軞庵溜柡?，然后減壓。 粒度?。?0m）,可人為控制時(shí)間 溶氣真空氣浮加壓溶氣氣?。?）電解：利用電解產(chǎn)生的H2、O2、CO2、cl2等（二）氣浮設(shè)備1、 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(jì)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1000m3/d設(shè)計(jì)各式沉淀池。（平流式、豎流式、斜板）6、設(shè)計(jì)的處理廢水量為7m3濾池。7、試述混凝的機(jī)理。五. 教材及參考書水污染治理工程（黃銘榮、胡紀(jì)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(jī)理， 并掌握相關(guān)的工藝及其運(yùn)行操作與管理技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)離子交換、吸附的基本原理、工藝流程及工藝計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)工藝流程及工藝計(jì)算學(xué)時(shí)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）。（一）軟化的基本方法1、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(shí)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(tuán) 1、有效PH范圍： 強(qiáng)酸：1-14 強(qiáng)酸：1-12 弱酸：5-14 弱酸：0-7 2、交換容量：mol.kg-1 或ml/l 全交換容量（理論） 工作交換容量（實(shí)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(jià)上升，交換勢；同