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1、第九章污水水質(zhì)與污水出路2、第一節(jié)污水水質(zhì)3、我拿什么來(lái)表達(dá)你?一一污水4、 國(guó)際通用三大類指標(biāo):物理性指標(biāo) 化學(xué)性指標(biāo) 生物性指標(biāo)5、水質(zhì)分析指標(biāo)物理性指標(biāo)溫度:工業(yè)廢水常引起水體熱污染造成水中溶解氧減少加速耗氧反響,最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化色度:感官性指標(biāo),水的色度來(lái)源于金屬化合物或有機(jī)化合物嗅和味:感官性指標(biāo),水的異臭來(lái)源于復(fù)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)固體物質(zhì):溶解物質(zhì)懸浮固體物質(zhì)揮發(fā)性物質(zhì)固定性物質(zhì)6、 水和污水中固體成分的內(nèi)部相關(guān)性7、水和污水中雜質(zhì)顆粒分布8、化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物生化需氧量(BOD biological oxygen dema nd在一定條件下,
2、好氧微生物氧化分解水中有機(jī)物所需要的氧量。(20C, 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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)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(BOD);通常以20 C為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)10、 討論:任何日BOD與第一階段BOD(
3、L0)的關(guān)系生化研究試驗(yàn)說(shuō)明,生化反響的速度決定于微生物和有機(jī)物的含量,至于水中溶解氧的含量只要滿足微生物的生命活動(dòng)就可以,在反響初期,微生物的數(shù)量是增加的,但到一定時(shí)間后,微生物的量就受到有機(jī)物含量的限制而到達(dá)最大值,此時(shí)反響速度受到有機(jī)物含量的限制,即有機(jī)物的降解速度和該時(shí)刻水中有機(jī)物的含量成正比,由于有機(jī)物可以用生化需氧量表示,所以水中的耗氧速率和該時(shí)刻的生化需氧量成正比文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)11、d(L0-Lt)/dt=KL tdLt/dt二-KL t式中:L。、Lt 分別表示開(kāi)始、t時(shí)刻水中剩余的第一階段的BODK反響速率常數(shù),d-1積分得:任何時(shí)刻水中剩余的BOD為L(zhǎng)t=L
4、 0 e -Kt從而求得經(jīng)t時(shí)間反響消耗的溶解氧BODt為:-Kt-ktBODt=L)-Lt=L0(1-e )=L0(1-10) (k =K /2.303)文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)(經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明:20 C時(shí),k=0.1 日-1,假設(shè)t=5天,那么BOD5=0.68L。)系12、反響速度常數(shù)k與溫度的關(guān)系利用阿累尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式可求得:K (t) =k(20) 0 (T-20)式中:K(t) 20C時(shí)反響速率常數(shù),d-1k(20) T C時(shí)反響速率常數(shù),d-1 0溫度系數(shù)(經(jīng)驗(yàn):在10-30 C時(shí),0 =1.047)13、第一階段 BOD(L)與溫度的關(guān)系L0隨溫度增加而增大,關(guān)系式為:L 0(
5、t) =L0(20) 0.02T+0.6 式中:L 0(t) TC時(shí)的第一階段的 BODL0(20) 20C時(shí)的第一階段的 BOD14、 化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物化學(xué)需氧量( COD chemical oxyge n dema nd用化學(xué)方法氧化水中有機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧化劑量折合成的氧量Q mg/L。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀稱CODCr和高錳酸鉀稱CODMn或0C 。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)的復(fù)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,那么化學(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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)15、當(dāng)前測(cè)定C
6、OD常用的方法有:1重鉻酸鉀法CODCr:以0.25N重鉻酸鉀溶液為氧化劑,以硫酸銀為催化劑,參加水樣, 加熱回流兩小時(shí),然后將重鉻酸鉀的消耗量折算成每升水樣耗氧的毫克數(shù)。此法氧化程度高,用于污染嚴(yán)重的水和工業(yè)廢水的測(cè)定。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)2高錳酸鉀法0C或CODMn用0.01N高錳酸鉀溶液為氧化劑,參加水樣,煮沸10分鐘水浴為30分鐘,然后將高錳酸鉀的消耗量折算成每升水樣耗氧的毫克數(shù)。此法用于較清潔的水樣。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)16、討論:COD與 BOD的比擬比擬CODBOD測(cè)試時(shí)間耗時(shí)短2小時(shí)時(shí)間長(zhǎng)5天代表性較全面反映有機(jī)物只反映可生物降解的有機(jī)物本錢僅需化學(xué)試劑需要
7、培養(yǎng)微生物17、COD與 BOD優(yōu)缺點(diǎn):BOD優(yōu)點(diǎn):根本上反映了有機(jī)物進(jìn)入水體后,能被生物氧化分解的有機(jī)物的量,比擬符合實(shí)際情況,較為確切的說(shuō)明問(wèn)題。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)缺點(diǎn):完成全部檢驗(yàn)需時(shí) 5天,對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐不夠迅速、及時(shí),且毒性強(qiáng)的廢水可抑制微生物的作用而影響測(cè)定結(jié)果,有時(shí)甚至無(wú)法測(cè)定。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)COD優(yōu)點(diǎn):幾乎可以表示出有機(jī)物全部氧化所需要的氧量,它的測(cè)定不受廢水水質(zhì)的限制,并且在3個(gè)小時(shí)內(nèi)即能完成。 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí) 缺點(diǎn):不能反映出被生物氧化分解的有機(jī)物的量。BOD雖有不少缺點(diǎn),但從有機(jī)物對(duì)水體的影響角度看,還沒(méi)有比BOD更好的指標(biāo)。
8、在沒(méi)有條件測(cè)定BOD時(shí),可采用COD方法。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)18、化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物總有機(jī)碳TOC和總需氧量TODTOC: total organism carbon在950C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 CO含量,從而確定水樣中碳元素總量。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)測(cè)定中應(yīng)該去除無(wú)機(jī)碳的含量。TOD: total oxyge n dema nd在900950C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)物及局部無(wú)機(jī)復(fù)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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)TOD測(cè)定方
9、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)條件根本不變的條件下, BOD與 TOC或 TOD之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)19、污水有機(jī)物指標(biāo)之間的關(guān)系20、化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物 油類污染物石油類: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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)大面積油膜將阻礙大氣中的氧進(jìn)入水體,從
10、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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)21、化學(xué)性指標(biāo) 有機(jī)物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
11、超過(guò) 5mg/L時(shí),農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)22、化學(xué)性指標(biāo) 無(wú)機(jī)物性質(zhì)指標(biāo)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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)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發(fā)生變化,消滅或抑制水體中生物的生長(zhǎng),阻礙水體自凈,還可腐蝕船舶。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)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。重金屬:作為
12、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。23、 含氮化合物氮是有機(jī)物中除碳以外的一種主要元素,也是微生物生長(zhǎng)的重要元素。 污水中的氮有四種,即有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。危害:消耗水體中溶解氧;促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖,形成水華、赤潮;引起魚類死 亡,導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化。關(guān)于氮的幾個(gè)指標(biāo):有機(jī)氮:主要指蛋白質(zhì)和尿素。TN :一切含氮化合物以 N計(jì)量的總稱。TKN TN中的有機(jī)氮和氨氮,不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。氨氮:有機(jī)氮化合物的分解,或直接來(lái)自含氮工業(yè)廢水。NQN :亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。24、含磷化合物 磷也是有機(jī)物中的
13、一種主要元素,是僅次于氮的微生物生長(zhǎng)的重要元素。 磷主要來(lái)自:人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)及含磷工業(yè)廢水。危害:促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖,破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡;使水質(zhì)迅速惡化, 危害水產(chǎn)資源。含磷化合物 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)有機(jī)磷:有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無(wú)機(jī)磷:磷酸鹽:正磷酸鹽PO43-、磷酸氫鹽HPO42-、磷酸二氫鹽H2PQ-、 聚合磷酸鹽:焦磷酸鹽P2O4-、三磷酸鹽P3Q。5-、三磷酸氫鹽HP3Q2-25、 生物性指標(biāo) 來(lái)源及危害:生活污水:腸道傳染病、肝炎病毒、SARS寄生蟲卵等 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
14、,影響衛(wèi)生,導(dǎo)致水體缺氧細(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大腸菌群:大腸菌群的值可說(shuō)明水樣被糞便污染的程度,間接說(shuō)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)/L游泳池:1000個(gè)/L26、融會(huì)貫穿各水質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系27、 第二節(jié)污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化28、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、復(fù)原、分解生物凈化:水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分
15、解作用29、污水排入河流的混合過(guò)程豎向混合階段: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擬小,所以首先在深度方向上到達(dá)濃度分布均勻,從排放口到深度上到達(dá)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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)橫向混合階段:當(dāng)深度上到達(dá)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)橫斷面上到達(dá)濃度分布均勻,這一過(guò)程稱為橫向混合階段。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)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
16、,非持久性污染物濃度將不斷減少。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)Svw? hQvhqvwqvh31、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)程到達(dá)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:文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)式中:P 排放口下游河水的污染物濃度;P w,qvw污水的污染物濃度和流量;d2x dx2P h,qvh上游河水的污染物濃度和流量。d ' u - d x32、非持久性污染物的稀釋擴(kuò)散和降解河斷面到達(dá)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Sexpux文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)小。根據(jù)質(zhì)量守恒
17、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;M 縱向分散系數(shù);K污染物分解速度常數(shù);P 0 初始點(diǎn)的污染物濃度;P x斷面處的污染物濃度。33、水體污染與恢復(fù)34、氧垂曲線:稱氧水體受到污染后,水體中溶解氧逐漸被消耗,到臨界點(diǎn)后又逐步上升的變化過(guò)程, 垂曲線。有機(jī)物降解:氧垂曲線的求解:35、某點(diǎn)處的氧缺乏量變化速率是該處耗氧速率和復(fù)氧速率之和:Pd=Pd° e"_LeE_eS求解得某點(diǎn)的虧氧量:© -K2某點(diǎn)的溶解氧: P c= p cs- p D到達(dá)最缺氧點(diǎn)時(shí)間 dp D /dt=0 :36、 討論:氧垂曲線反映:廢水排入
18、河流后溶解氧的變化,表示河流的自凈過(guò)程;最缺氧 點(diǎn)的位置及其溶解氧含量 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí) 溶解氧的來(lái)源:原有水中的氧;大氣復(fù)氧;水生植物光合作用。 氧的消耗:有機(jī)物的生物氧化;硝化作用;水底沉泥的分解;水生植物的呼吸作用; 無(wú)機(jī)復(fù)原性物質(zhì)的影響。 假設(shè)Cp點(diǎn)的溶解氧DO大于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值,從溶解氧的角度,污水的排放未超過(guò)河段 的自凈能力。 假設(shè)Cp的溶解氧DO小于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),從溶解氧的角度,污水的排放超過(guò)河段的自凈 能力,甚至出現(xiàn)無(wú)氧狀態(tài),此時(shí)氧垂曲線中斷,水體失去自凈能力,產(chǎn)生厭氧分解,水 質(zhì)變壞,河水發(fā)臭。 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí) 水體存在的生物群可反映河流自凈的進(jìn)程。
19、如污染重時(shí),真菌、藍(lán)、綠藻占優(yōu)勢(shì);水質(zhì)變好時(shí),后生動(dòng)物鐘蟲、輪蟲、硅藻就會(huì)出現(xiàn)。因此,可用水生物群落結(jié)構(gòu)來(lái)判斷 和評(píng)價(jià)水體自凈的狀況。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)37、污染物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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)湖泊水庫(kù)的貯水量大,但水流一般比擬慢,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異很大。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
20、,要恢復(fù)原狀非常困難。38、第三節(jié)污水出路39、污水的最終出路:排放水體工農(nóng)業(yè)利用 處理后回用40、污水排放水體的限制污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978-1996城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 18918 2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB 3838 2002海洋水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB309741、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)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響 應(yīng)為使用者和公眾所接受 價(jià)格應(yīng)比自來(lái)水低廉42、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、 農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)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 應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn) 回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行,操作簡(jiǎn)便 應(yīng)有平
21、安使用的保障城市綠地灌溉、市政與建筑用水、城市景觀工業(yè):工藝生產(chǎn)用水、冷卻用水、鍋爐補(bǔ)充水、其他雜用水、地下水回灌、其他方面43、第四節(jié)廢水處理方法一、廢水處理方法 通常分為物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法三大類;物理處理法:利用物理作用別離或回收廢水中的懸浮物或油的處理方法。通常有重力別離法沉淀池、沉砂池、氣浮池、離心別離法離心機(jī)和水旋別離器和篩選別離法格 柵、篩網(wǎng)、砂濾池、微濾機(jī) 。此外,利用蒸發(fā)法濃縮廢水中的溶解性不揮發(fā)物質(zhì)也是 一種物理處理法。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)44、 化學(xué)處理法:通過(guò)化學(xué)反響和傳質(zhì)作用來(lái)別離、 去除廢水中呈溶解、膠體狀的污染 物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的處理
22、方法。 在化學(xué)處理法中,以投加化學(xué)藥劑為根底的處理單元 有:混凝、中和、氧化復(fù)原反響等;以傳質(zhì)作用為根底的處理單元有:萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換、電崐滲折和反滲透等后二種又稱膜別離技術(shù)。在傳質(zhì)作用的處理單元中, 既有化學(xué)反響,又有與之相關(guān)的物理作用,所以可以從化學(xué)處理法中別離出另一類處理方法, 稱為物理化學(xué)法。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)45、生物處理法:通過(guò)微生物的代謝作用,使廢水中呈溶解、膠體和微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)物,轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)的廢水處理方法。根據(jù)作用微生物的不同, 生物處理又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。好氧生物處理又分為活性污泥法完全混合、多點(diǎn)進(jìn)水、延時(shí)曝
23、氣?和生物膜法生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物硫化床文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)46、二、廢水處理的分級(jí)和處理程度一級(jí)處理:從廢水中除去呈懸浮狀的固體污染物,SS去除率為70%-80 %,BOD去除率為25% -40 %,廢水凈化程度不高。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)二級(jí)處理:大幅度去除廢水中的有機(jī)污染物BOD去除率為80% -90 %三級(jí)處理:進(jìn)一步去除二級(jí)處理中未能去除的污染物,如氮、磷。三級(jí)處理耗資較大, 管理復(fù)雜,主要用于廢水復(fù)用為目的處理。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)47、以計(jì)算為例說(shuō)明廢水排放前所需處理的程度。例:河水最旱年最旱月平均時(shí)流量:Q=5mi/秒,含酚廢水流量
24、最大q=100 mi/時(shí)=0.028mi/秒,廢水含酚濃度 C0=200 mg/L,河水中酚濃度 C1=0.005 mg/L,混合系數(shù)取a=0.75,計(jì)算 此生產(chǎn)廢水排入河道前,酚所需處理的程度?注:計(jì)算時(shí)應(yīng)以最不利的情況為基準(zhǔn), 即河水 流量以最旱年最旱月平均流量計(jì),廢水以最高時(shí)流量計(jì)。水體中酚濃度C2W 0.01 mg/L文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)48、解:由于廢水和河水混合前后所含的酚量相等,所以C1X aQ+ CXq= aQ+ q x C2C= aQ + q x C2 C1x aQ/q式中:C 允許排入河流的揮發(fā)酚濃度mg/LC1廢水排放口上游河水中的揮發(fā)酚濃度mg/LC2-水體中
25、揮發(fā)酚最大容許濃度mg/La混合系數(shù)C= 0.75 x 5+ 0.028 x 0.01-0.75 x 5 x 0.005/0.028 = 0.68 mg/L但由于排放標(biāo)準(zhǔn)為0.5 mg/L,所以廢水所需處理的程度為E= C0-C /C0 x 100% =200-0.5/200 x 100% =99.75 %如果計(jì)算值C0.5 mg/L,那么計(jì)算上式時(shí)采用計(jì)算所得的數(shù)字。第十章污水的物理處理12、 第一節(jié)格柵和篩網(wǎng)3、 格柵的作用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)。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)作用:去除可能
26、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。選用柵條間距的原那么:不堵塞水泵和水處理廠、站的處理設(shè)備。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)4、 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):文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)當(dāng)柵條間距為1625mm寸,柵渣截留量為 0.100.05m3/ 103m3污水;當(dāng)柵條間距為40mn左右時(shí),柵渣截留量為 0.030.01 m3/103m3污水;柵渣的含水率約為 80%密度約為960kg/m3。5、格柵的清渣方法人工去除與水平面傾角:45o60o設(shè)計(jì)面積應(yīng)采用較大的平安系數(shù),一般
27、不小于進(jìn)水渠道面積的2倍,以免清渣過(guò)于頻繁。機(jī)械去除與水平面傾角:60o70o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。6、 格柵的工作原理7、XG型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)8 、回轉(zhuǎn)式固液別離機(jī)9、螺旋壓榨細(xì)格柵10、螺旋壓榨細(xì)格柵11、回轉(zhuǎn)式格柵除砂機(jī)及柵渣皮帶輸送機(jī)12、齒耙式格柵除污機(jī)、GL型格柵除污機(jī)14、階梯式細(xì)格柵15、曝氣沉砂池前細(xì)格柵16、格柵的液位差自動(dòng)控制17、 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污水過(guò)柵條間距的流速18、格柵柵條斷面形狀過(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
28、水流保持適當(dāng)流速,一方面泥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 0.4 0.9m/s污水過(guò)柵條間距的流速19、格柵柵條斷面形狀過(guò)格柵渠道的水流流速污水過(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)a = 20 °,沉底大于水頭損失20、格柵水力計(jì)算示意圖21、 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: h 0計(jì)算水頭損失,m v 污水流經(jīng)格柵的速度,m/s;E 阻力系數(shù),其值與柵條斷面的幾何形狀有關(guān);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
29、,一般采用 k=3。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)22、格柵的建筑尺寸1. 格柵的間隙數(shù)量n式中: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 b 二 sn -1 d n3.柵后槽的總高度h總式中h b格柵的建筑寬度;s柵條寬度,m=式中:h柵前水深,m h2格柵的水頭損失,m ; m格柵前渠道超高,一般h1=0.3m。23、4.格柵的總建筑長(zhǎng)度LL = L1 L21.00.5 H1 /tg:b 0L=式中:L1 進(jìn)水渠道漸寬部位的長(zhǎng)度,m;2tgrb 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 =20L2 格柵槽與出水渠道連接處的漸
30、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WWqvmax W1 86400柵渣量,m/103m污水;Kz 1000 式中:WKz 生活污水流量總變化系數(shù)。總變化系數(shù)?224、 最優(yōu)水力斷面公式:q vmax25、 篩網(wǎng)作用:用于廢水處理或短小纖維的回收形式:振動(dòng)篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)26、格柵、篩網(wǎng)截留的污染物的處置方法:填埋、燃燒820 C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27、 第二節(jié)沉淀的根底理論28、 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,以到達(dá)固液分離的一種過(guò)程。沉淀處理工藝的四種用法文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅
31、用于個(gè)人學(xué)習(xí)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)別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。29、根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度,沉淀可分成四種類型:1. 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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)2. 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
32、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。 化學(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)3. 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。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)4. 壓縮沉淀:懸浮顆粒濃度很高;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
33、淀。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)30、 自由沉淀及其理論根底分析的假定: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) ,顆粒即等速下沉文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)31、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。32、懸浮顆粒在水中的受力分析1. 懸浮顆粒在水中受到的力FgFg是促使沉淀的作用力,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
34、 顆粒的密度; :L 水的密度; g重力加速度。入一一阻力系數(shù);Us 顆粒在水中的運(yùn)動(dòng)速度,即顆粒沉速。2. 水對(duì)自由顆粒的阻力 式中:Fd 水對(duì)顆粒的阻力;A 自由顆粒的投影面積;33、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),匚 即V/曠因6式Fg 二 Fd,A比 nA "uS/2)得球狀顆粒自由沉淀的沉速公式:34、阻力系數(shù)入與雷諾數(shù)(Re)有關(guān)入=f(Re)從流體力學(xué)可知,雷諾數(shù)可用下式表示Re=us d/式中:Re-水流雷諾數(shù)d-水流的特征尺寸,這里為球狀自由顆粒的直徑 ,cm2 °%-水的運(yùn)動(dòng)粘度cm/s ,= H % (卩:水的動(dòng)力粘滯度g/cm秒)u
35、s 顆粒沉速35、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)。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)在層流狀態(tài)下,入'=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):略36、討論:1、以上公式的推導(dǎo)考慮顆粒的形狀為球狀 ,但實(shí)際中,顆粒是不規(guī)那么的,下沉?xí)r水 的阻力要比規(guī)那么的大為此須考慮顆粒的形狀系數(shù) a,此時(shí),入=24/Re文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用 于個(gè)人學(xué)習(xí)一般卵石:=1.17,類角石:=1.5-1.67,無(wú)煙煤:=1.5-2.52.2、 Stokes公式雖然是表示出根據(jù)
36、顆粒粒徑去計(jì)算顆粒的速度,但實(shí)際中,往往不是這樣應(yīng)用公式,因?yàn)闇y(cè)量這些微小粒徑比觀察它們下沉的速度還麻煩,有時(shí)幾乎不可能.實(shí)際工作中,觀察它們的下沉速度,然后用Stokes公式求粒徑,它變成了間接測(cè)量細(xì)小顆粒粒 徑(d小于0.1mm)的工具.水文資料中泥砂顆粒的分析就是這樣得來(lái)的,在泥砂粒徑分析時(shí),常加一種分散劑(氨水)防止砂粒間的粘結(jié)。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)3、 當(dāng)汪小于 幾時(shí),顆粒在水中受到的是浮力的作用,此時(shí)得出的Stokes公式為u上一 2浮= (1/18) ( L-S)/ I gds文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)4、Stokes公式同樣可以應(yīng)用于在水以外的其它流體中,計(jì)算顆粒
37、的沉或浮升速度,但 要注意Re=u d/必須小于2。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)37、例:在水溫 20C,觀察到砂粒的沉降高度為60mm沉降時(shí)間30秒,計(jì)算砂粒直徑?(=0.0101g/cm.s , :-s=2.65g/cm )文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)解:砂的沉速 u=60/30=2mm/s=0.2cm/s水的絕對(duì)粘度 M=0.0101g/cm.s水的運(yùn)動(dòng)粘度 =兀=0.0101cm2/s砂的密度:s=2.65g/cm3us=(1/18) ( ;-s- ;'L)/ gds20.2=(1/18) X( (2.65-1.0)/0.0101 )x 981 ds2ds2=0.00002
38、25 ds=0.00475cm=0.0475mmRe=us - d/ =0.2 X 0.00475 - 0.0101=0.094Re :2,符合Stokes公式應(yīng)用范圍.38、斯托克斯定律us118由上式可知,顆粒沉降速度us與下述因素有關(guān):當(dāng)S大于 幾時(shí),飛-;?L為正值,顆粒以Us下沉;當(dāng):?S與相等時(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;:S小于:?L時(shí),:S-L為負(fù)值,顆粒以Us上浮,可用浮上法去除。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。Us與"成反比,"隨水溫上升而下降;即沉速受水溫影響,水
39、溫上升,沉速增大。39、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)局部40、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。由上述假定得到的懸浮顆粒自由沉降跡線:41、當(dāng)某一顆粒進(jìn)入沉淀池后v等于水流速度一方面隨著水流在水平方向流動(dòng),其水平流速式中: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,H b ; 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
40、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文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)42、43、設(shè)沉速為Ui的顆粒占全部顆粒的 dP,其中的H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:h =比土 ; H = U0 th/ H = Ui /uUidPUo對(duì)于沉速為U1 Ui<Uo 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 U?Uo以及Ui<Uo的兩局部,故沉淀池對(duì)懸浮物的去除率為:式中:Po沉速小于Uo的顆粒在全部懸浮顆粒中所占的比例;1- Po沉速?Uo的顆粒去除率。4
41、4、上頁(yè)圖的運(yùn)動(dòng)跡線中的相似三角形存在著如下的關(guān)系:v=q /A'=q / H=<b將上式帶入式中vv并簡(jiǎn)化后得出qv / A反映沉淀池效力的參數(shù),一般稱為沉淀池的外表負(fù)荷率,或稱沉淀池的過(guò)流率,用符號(hào)q表示:q 7/A理想沉淀池中,Uo與q在數(shù)值上相同,但它們的物理概念不同:Uo的單位是 m/h ; q32表示單位面積的沉淀池在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的流量,單位是m/ m h。故只要確定顆粒的最小沉速Uo,就可以求得理想沉淀池的過(guò)流率或外表負(fù)荷率。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)理想沉淀池的沉淀效率與池的水面面積A有關(guān),與池深H無(wú)關(guān),即與池的體積 V無(wú)關(guān)。45、 公式說(shuō)明:1外表負(fù)荷q在
42、數(shù)值上等于可從廢水中全局部離的最小顆粒的沉速值Uo。q小,具有U_Uo的顆粒占懸浮物固體總數(shù)的百分率就大,即總?cè)コ矢?。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)2由于Uo=f1/A,在自由沉淀型的沉淀池中,沉淀效率E=fu o僅為沉淀池外表積的 函 數(shù),而與水深無(wú)關(guān),當(dāng)容積一定Q,池子越淺A越大,沉淀效率就越高。沉淀池設(shè)計(jì)一定的 深度,僅僅是為了滿足安裝刮泥機(jī)械所需要的深度和防止水平分速過(guò)大而將已沉淀的泥渣沖起。V=Q/HB文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)3由于q=uo。所以沉淀試驗(yàn)取得 uo后,可按q=Q/A計(jì)算沉淀池的外表積。46、第三節(jié)沉砂池47、 沉砂池的作用:從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無(wú)
43、機(jī)顆粒,以免這些雜質(zhì)影響后 續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)沉砂池的工作原理:以重力或離心力別離為根底,即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只 能使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉,而有機(jī)懸浮顆粒那么隨水流帶走 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)沉砂池的幾種形式:平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂池等48、沉砂池工程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原那么與主要參數(shù)城市污水廠一般均設(shè)置沉砂池,并且沉砂池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小于2并聯(lián);工業(yè)污水是否要設(shè)置沉砂池,應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況而定。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮:最大時(shí)流量自流、最大組合流量泵、合流制流量雨沉砂池去除的砂粒相
44、對(duì)密度為2.65,粒徑為0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂 3om計(jì)算,其含水率約為60%容重約31500kg/ m。貯砂斗的容積應(yīng)按 2d沉砂量計(jì)算,貯砂斗壁的傾角不應(yīng)小于550,排砂管直徑不應(yīng)小于200mm沉砂池的超高不宜小于0.3m。49、 平流式沉砂池平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池,它構(gòu)造簡(jiǎn)單,工作穩(wěn)定。50、平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù)污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s,最小流速為0.15m/s ;最大流量時(shí),污水在池內(nèi)的停留時(shí)間不少于30s,一般為3060s;有效水深應(yīng)不大于 1.2m, 般采用0.251.0m,池寬不小于0.6m ;池底坡度一般為0.010.02
45、,當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時(shí),可根據(jù)除砂設(shè)備的要求,考慮池底形狀。51、平流式沉砂池的計(jì)算公式1.長(zhǎng)度 LL = vt2.3.式中:v 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的速度q m/s; 水流斷面面積Aqvmax Vt最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間,s。池總寬度bb二A/h2qvX T 86400maxkz 106般采用30nV10 6ni污水式中:h2設(shè)計(jì)有效水深。V4.貯砂斗所需容積V 式中:X城市污水的沉砂量T排砂時(shí)間的間隔,d;52、5.貯砂斗個(gè)局部尺寸計(jì)算設(shè)貯砂斗底寬b1=0.5m ;斗壁與水平面的傾角為60o;那么貯砂斗的上口寬 b2為:貯砂斗的容積 VI:V1 = 3 h'3 S1. Sl S26. 貯砂
46、室的高度h3設(shè)采用重力排砂,池底坡度i=6%坡向砂斗,那么7. 池總高度hh = h h2h3式中:h1 超高,m; h2 有效水深,m; h3 貯砂斗高度,m。8. 核算最小流速 Vmin vmin = qvmin /n1 Aminn1 最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)目;Amin 最小流量時(shí)沉砂池中的水流斷面面積,卅。53、例:某城市污水處理廠的最大設(shè)計(jì)流量為Qmax=0.17m3/s,最小Qmin =0.087m3/s,總變化系數(shù)k=1.60 .設(shè)計(jì)一座平流式沉砂池55、 曝氣沉砂池的特點(diǎn):沉砂中含有機(jī)物的量低于5%由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備,它還具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污 水
47、中油類的別離等作用。曝氣沉砂池的構(gòu)造:曝氣沉砂池是一個(gè)長(zhǎng)形渠道,沿渠道壁一側(cè)的整個(gè)長(zhǎng)度上,距池底 約6090cm處設(shè)置曝氣裝置;文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)在池底設(shè)置沉砂斗,池底有i=0.10.5的 坡度,以保證砂粒滑入砂槽;為了使曝氣能起到池內(nèi)回流作用,在必要時(shí)可在設(shè)置曝氣裝置的一側(cè)裝設(shè)擋板。56、曝氣沉砂池剖面示意57、曝氣沉砂池的工作原理污水在池中存在著兩種運(yùn)動(dòng)形式,其一為水平流動(dòng)一般流速0.1m/s ,同時(shí)在池的橫斷面上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)旋轉(zhuǎn)流速0.4m/s ,整個(gè)池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進(jìn)的流動(dòng)形式。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用,污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦,
48、并受到氣泡上升時(shí)的沖刷作用,使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除,沉于池底的砂粒較為純潔,有機(jī)物含量只有5尬右,長(zhǎng)期擱置也不至于腐化。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)58、曝氣沉砂池實(shí)景59、曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)60、水平流速一般取 0.080.12m/s。污水在池內(nèi)的停留時(shí)間為46min ;雨天最大流量時(shí)為 13 min。如作為預(yù)曝氣,停留時(shí)間為1030min。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)池的有效水深為 23m池寬與池深比為11.5,池的長(zhǎng)寬比可達(dá) 5,當(dāng)池長(zhǎng)寬比大于 5時(shí),應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣,孔徑為2.56.0mm,距池底約為0.60
49、.9m,并應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門。曝氣沉砂池的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流和死角,在砂槽上方宜安裝縱向擋板,進(jìn)出口布置,應(yīng)防止產(chǎn)生短流第十一章廢水生物處理的根本概念和生化反響動(dòng)力學(xué)根底2、第一節(jié)廢水的好氧生物處理和厭氧生物處理3、微生物的新陳代謝新陳代謝:微生物不斷從外界環(huán)境中攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),通過(guò)生物酶催化的復(fù)雜生化反響,在體內(nèi)不斷進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換的過(guò)程。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)分解代謝:分解復(fù)雜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),降解高能化合物,獲得能量。合成代謝:通過(guò)一系列的生化反響,將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的細(xì)胞成分,機(jī)體制造自身。4、底物降解:污水中可被微生物通過(guò)酶的催化作用而進(jìn)行生物化學(xué)變化的物質(zhì)稱為底物或基質(zhì)??缮锝到?/p>
50、有機(jī)物量:可通過(guò)生物的降解轉(zhuǎn)化的量??缮锝到獾孜锪浚喊ㄓ袡C(jī)的和無(wú)機(jī)的可生物利用物質(zhì)。5、廢水生物處理可行性的試驗(yàn)方法1 測(cè)定廢水 BOD5與COD的比值通過(guò)BOD5與COD值的測(cè)定,可大體了解廢水中可生物降解的那局部有機(jī)物質(zhì)占全部 有機(jī)物質(zhì)的比例。在工程實(shí)際中,人們一般常通過(guò)這個(gè)比值去評(píng)定工業(yè)廢水生物處理的可行 性。BOD 5/COD > 45%可生物降解較好 30%可生物處理,文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)V 30%較難生物處理V 25%不宜生物處理上述方法,由于比擬簡(jiǎn)單,人們較常采用,不過(guò)按此法判斷廢水可生化性,并確定是 否可以采用生物處理工藝,嚴(yán)格來(lái)講,還是很粗糙的如營(yíng)養(yǎng)配比,
51、有毒物等。一般再通過(guò)生物處理實(shí)驗(yàn),去確定該工藝廢水是否可以采用生化處理工藝較為妥當(dāng)。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)6、2、測(cè)定微生物的呼吸耗氧過(guò)程法當(dāng)廢水與微生物接觸后,微生物進(jìn)行新陳代謝,同時(shí)呼吸耗氧。用瓦勃呼吸儀或溶氧測(cè) 定儀,測(cè)得不同時(shí)間的耗氧量累計(jì)值或耗氧速率,繪制成微生物的呼吸過(guò)程線Q-T或dO/dt-T,通過(guò)微生物的內(nèi)源呼吸過(guò)程線以及廢水接觸后呼吸過(guò)程線的比擬,去確定廢水 的可生化性。這個(gè)呼吸耗氧過(guò)程隨底物性質(zhì)而異,反映了底物被氧化分解的規(guī)律。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)討論:a線位于b線之上,說(shuō)明廢水量底物可被生物降解,相距越大,可生化性越好。a線位于b線之下,說(shuō)明廢水底物對(duì)微
52、生物有抑制作用,相距越大,抑制越大與內(nèi)源呼吸線重合,那么說(shuō)明廢水中的底物是難降解的,但不是有害物。7、 能量循環(huán):三磷酸腺苷ATPadenosine triphosphateAMP+P ADP+ PATP 文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)ADP磷酸化生成ATP; ATP水解產(chǎn)生能量。ADP磷酸化氧化磷酸化底物水平磷酸化電子傳遞磷酸化光合磷酸化8、微生物的呼吸一切生物時(shí)刻都在進(jìn)行著呼吸,沒(méi)有呼吸就沒(méi)有生命。呼吸作用的生物現(xiàn)象:呼吸作用中發(fā)生能量轉(zhuǎn)換:供細(xì)胞合成、其他生命活動(dòng),多余的 能量以熱量形式釋放。通過(guò)呼吸作用,復(fù)雜有機(jī)物逐步轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單物質(zhì)。呼吸作用過(guò)程中吸收和同化各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。9、微生物的呼
53、吸類型微生物的呼吸指微生物獲取能量的生理功能好氧呼吸、厭氧呼吸10、好氧呼吸好氧呼吸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入好氧微生物細(xì)胞后,通過(guò)一系列氧化復(fù)原反響獲得能量的過(guò)程。有分子氧參與的生物氧化,反響的最終受氫體是分子氧。底物中的氫被脫氫酶活化,并從底物中脫出交給輔酶遞氫體,同時(shí)放出電子,氧化酶利用底物放出的電子激活游離氧,活化氧和從底物中脫出的氫結(jié)合成水。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)NADP煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸好氧呼吸過(guò)程實(shí)質(zhì)上是脫氫和氧活化相結(jié)合的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,同時(shí)放出能量。依好氧微生物的類型不同,被其氧化的底物不同,氧化產(chǎn)物也不同。好氧呼吸有異養(yǎng)型微生物呼吸和自養(yǎng)型微生物呼吸兩種。文檔收集自網(wǎng)
54、絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)11、1異養(yǎng)型微生物異養(yǎng)型微生物以有機(jī)物為底物電子供體,其終點(diǎn)產(chǎn)物為二氧化碳、氨和水等無(wú)機(jī)物,同時(shí)放出能量。如下式所示:文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)異氧微生物又可分為化能異氧微生物和光能異氧微生物?;墚愌跷⑸铮貉趸袡C(jī)物產(chǎn)生化學(xué)能而獲得能量的微生物。光能異氧微生物:以光為能源,以有機(jī)物為供氫體復(fù)原CO2,合成有機(jī)物的一類厭氧微生物。有機(jī)廢水的好氧生物處理,如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧消化等屬于這種 類型的呼吸。12、 2.自養(yǎng)型微生物 以無(wú)機(jī)物為底物電子供體,其終點(diǎn)產(chǎn)物也是無(wú)機(jī)物,同時(shí)放出能量。 光能自養(yǎng)微生物:需要陽(yáng)光或燈光作能源,依靠體內(nèi)的光合作用色素合成有機(jī)物。光CO2+H2O |CH 2O + O2葉綠素化能自養(yǎng)微生物:化能自養(yǎng)微生物不具備色素,不能進(jìn)行光合作用, 合成有機(jī)物所需的能量來(lái)自氧化 NH3、H2S等無(wú)機(jī)物。文檔收集自網(wǎng)絡(luò),僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)H2S 2O2 > H2SO
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