《水污染控制工程》全册配套完整教学课件.pptx

1、中国地质大学 环境学院全册全册配套完整教学课件配套完整教学课件2022年3月22日中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖2中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖3绪论绪论IntroductionIntroduction一、水的循环一、水的循环Water Cycle中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖4给水工程和排水工程构成了水的社会循环给水工程和排水工程构成了水的社会循环为保证给水能满足用户的使为保证给水能满足用户的使用要求（水量、水质和水压）用要求（水量、水质和水压）而采取的整套工程设施，称而采取的整套工程设施，称为为给水工程给水工程。为保证废水（有时也包括部

2、分雨水）为保证废水（有时也包括部分雨水）能安全排放或再用而采取的整套工程能安全排放或再用而采取的整套工程设施，称为设施，称为排水工程排水工程。中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖5地表或地下水源地表或地下水源取水站取水站净水厂净水厂生活用水设备生活用水设备生产用水设备生产用水设备污水处理厂污水处理厂废水处理厂废水处理厂自然水体或土壤自然水体或土壤生产用水设备生产用水设备给水工程给水工程排水工程排水工程雨水雨水中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖6二、水的质量二、水的质量Water Quality水质变化与水质参数水质变化与水质参数蒸汽与云蒸汽与云雨雪雨雪地表水地表水地下

3、水地下水海洋海洋净水厂净水厂生产生活用水生产生活用水污水处理厂污水处理厂杂质增加杂质增加 净化净化 引入杂质引入杂质 净化净化排放排放中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖7三、水污染三、水污染 Water Pollution进入水体（地面径流和进入水体（地面径流和地下径流）中的污染物地下径流）中的污染物量超过了水体自净能力量超过了水体自净能力或纳污能力，而使水体或纳污能力，而使水体丧失规定的使用价值时，丧失规定的使用价值时，称为称为水体污染水体污染。水污染可以指水体污染，也可以指废水对环境的污染水污染可以指水体污染，也可以指废水对环境的污染中国地质大学 环境学院2022年3月22日

4、罗朝晖81、主要污染源、主要污染源最普遍最重要的污染源为排放的各类废水。最普遍最重要的污染源为排放的各类废水。）向自然水体排放的）向自然水体排放的各类废水各类废水；）向自然水体直接倾倒的）向自然水体直接倾倒的固体污染物固体污染物，以及垃圾堆放场所，以及垃圾堆放场所的的渗出液和淋洗雨水渗出液和淋洗雨水；）大气污染地区的）大气污染地区的酸雨酸雨及其他淋洗降水；及其他淋洗降水；）大气中有害的）大气中有害的沉降物及水溶性气体沉降物及水溶性气体；）淋洗植被后溶入了）淋洗植被后溶入了化肥和农药化肥和农药的（降水）径流；的（降水）径流；）航道中船舶的）航道中船舶的漏油、废水及固体废弃物漏油、废水及固体废弃物

5、。中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖92、废水排放引起的水体、废水排放引起的水体污染基本类型污染基本类型需氧型污染（有机型污染）需氧型污染（有机型污染）有机物有机物 我国绝大多数水环境中的污染属于这种污染类型我国绝大多数水环境中的污染属于这种污染类型毒物型污染毒物型污染有机毒物（如酚、农药等）、无机毒物有机毒物（如酚、农药等）、无机毒物（如汞、铬、砷、氰等）以及放射性物质（如汞、铬、砷、氰等）以及放射性物质富营养型污染富营养型污染含氮和磷多的废水含氮和磷多的废水感官型污染感官型污染颜色、嗅味、泡沫、浑浊颜色、嗅味、泡沫、浑浊其它其它浮油、酸碱、病原体、热水等污染物浮油、酸碱、病原

6、体、热水等污染物中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖10新疆赛里木湖中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖11中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖12中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖13中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖14城市区域和农村城市区域和农村有机碳有机碳 营养物营养物 重金属重金属 有毒物有毒物营养物营养物重金属重金属有毒物有毒物还原还原氧化氧化沉积沉积微生物微生物共基质共基质反应反应有毒抑制有毒抑制有机碳有机碳营养物营养物有毒物有毒物重金属重金属吸附吸附界面反应界面反应悬浮物悬浮物悬浮物、微生物悬浮物、微生物释放释放有

7、机碳有机碳溶解性污染物溶解性污染物中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖15 发达国家不同时期的水污染问题在中国短期内集发达国家不同时期的水污染问题在中国短期内集中爆发；中爆发； 点源、面源、降雨和底泥中污染物的释放形成了点源、面源、降雨和底泥中污染物的释放形成了对水体污染的空间复合。对水体污染的空间复合。 一般碳源有机物、氮磷等营养物质、难降解有机一般碳源有机物、氮磷等营养物质、难降解有机物和重金属等有毒物质的共存；形成了水体的复物和重金属等有毒物质的共存；形成了水体的复合污染及其特有的反应机理。合污染及其特有的反应机理。 典型问题如：多种污染物的共存使水污染问题的典型问题如：多种

8、污染物的共存使水污染问题的解决更加复杂化，水体不稳定沉积层的转化；持解决更加复杂化，水体不稳定沉积层的转化；持续性有机污染物（续性有机污染物（POPsPOPs) )的降解等。的降解等。中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖16中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖1720002000年十大流域片年十大流域片CODCOD排放量排放量 ( (万吨万吨/ /年年) )0 05050100100150150200200250250300300350350400400450450500500松花江松花江辽河辽河海河海河黄河黄河淮河淮河长江长江珠江珠江浙闽浙闽西南西南内陆内陆工业工业城

9、市生活城市生活合计合计中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖18受污染河水灌溉受污染河水灌溉土壤土壤 Cd Hg广东广东 82% 77%佛山佛山 73% 97% Cd Hg广东广东 14% 43%佛山佛山 53% 50%作物作物IV+VIVII72%人口饮用不合格水源15.826.331.610.515.8中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖19中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖20中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖21中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖22四、水污染控制四、水污染控制 Water Pollution Contro

10、lling1 1、降低工业污染、降低工业污染A A、清洁生产、清洁生产B B、采用没有二次污染或尽量小的污染技术、采用没有二次污染或尽量小的污染技术C C、限制随意排放污水、限制随意排放污水2 2、建设城镇排水系统、建设城镇排水系统合适的污水排放处理标准合适的污水排放处理标准3 3、加强管理、加强管理法规与标准法规与标准中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖23思考题思考题收集有关技术资料，了解我国水资源现状。收集有关技术资料，了解我国水资源现状。 学习中华人民共和国学习中华人民共和国水污染防治法水污染防治法，了解基本，了解基本内容。内容。 中国地质大学 环境学院2022年3月22日

11、罗朝晖24主要参考书目主要参考书目1 1）水处理工程水处理工程，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，198519852)2)现代废水生物处理新技术现代废水生物处理新技术，钱易等，中国科技出版社，钱易等，中国科技出版社，199319933 3）排水工程排水工程，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，199619964 4）水污染治理工程水污染治理工程，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，199519955 5）废水生物处理数学模型废水生物处理数学模型，第二版，顾夏声，清华大学出版社，第二版，顾夏声，清华大学

12、出版社，199519956 6）水处理微生物学水处理微生物学，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，19981998中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖25第一章第一章 污水水质和污水出路污水水质和污水出路Waste Water Quality and Discharge中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖26污水的分类污水的分类B 生产废水生产废水 未被污染未被污染污染物：生活废料污染物：生活废料污染物：地球表面污物污染物：地球表面污物1、生活污水、生活污水 Domestic Sewage2、工业废水、工业废水 Industria

13、l Waste Water3、被污染的雨水、被污染的雨水 Polluted Runoff4、其它污染水、其它污染水A 生产污水生产污水 污染物：生产原料、半成品和成品污染物：生产原料、半成品和成品进入城市排水系统的生活污水、部分工业废水（及雨水）统进入城市排水系统的生活污水、部分工业废水（及雨水）统称为称为城市污水（城市污水（Municipal Sewage）中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖27第一节第一节 污水水质污水水质 Quality of Waste Water一、物理性指标一、物理性指标Physical Parameters污水水质指标有物理、化学、生物三大类污水水质

14、指标有物理、化学、生物三大类1 1、温度、温度( (Temperature,T)Temperature,T)2 2、色度、色度( (Color)Color)3 3、嗅和味、嗅和味(Odor and Taste)(Odor and Taste)4 4、固体物质、固体物质 ( (Suspended Solid, SS) Suspended Solid, SS) 水质指标是水污染控制工程的基础，其主要作用是水质指标是水污染控制工程的基础，其主要作用是1.1.表示水的污染程度表示水的污染程度 2.2.表示处理厂的处理效果表示处理厂的处理效果 3.3.作为设计处理工程的指标作为设计处理工程的指标 4.4

15、.作为污水排入水体的标准制定、检验等作为污水排入水体的标准制定、检验等中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖28二、化学性指标二、化学性指标Chemical Parameters1 1、有机性污染物质及指标、有机性污染物质及指标 属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有机物。属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有机物。性质不稳定，在有氧或无氧的条件下，均能在微生物的作用性质不稳定，在有氧或无氧的条件下，均能在微生物的作用下，借助微生物的新陈代谢而降解为无机物下，借助微生物的新陈代谢而降解为无机物化学性质稳定，多为人工合成物。化学性质稳定，多为人工合成物。1 1）有机性污染物）有

16、机性污染物中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖29I、生物化学需氧量（生化需氧量）、生物化学需氧量（生化需氧量）Biochemical Oxygen Demand， BOD2 2）有机性污染物指标）有机性污染物指标在有氧的条件下，由于微生物（主要是细菌）的活动，降在有氧的条件下，由于微生物（主要是细菌）的活动，降解有机物所需的氧量解有机物所需的氧量192 162 O5H6CO6OOHC2225106细胞增量细胞增量好氧微生物好氧微生物 有机污染物的降解过程与有机污染物的降解过程与BOD的测定的测定BOD20与与BOD5有机污染物在微生物的作用下被降解要消耗水中的溶解氧有机污染物在微

17、生物的作用下被降解要消耗水中的溶解氧中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖30一般情况下：一般情况下： CODBOD20难于生物降解的有机物量难于生物降解的有机物量II、化学需氧量、化学需氧量 Chemical Oxygen Demand，CODIII、总需氧量、总需氧量TOD 和和总总有有机碳机碳TOCTotal Oxygen Demand and Total Organic Carbon and Total Organic Carbon在酸性条件下，用强氧化剂（如重铬酸钾）将有机物直接在酸性条件下，用强氧化剂（如重铬酸钾）将有机物直接氧化为氧化为CO2，H2OIV、油类污染物、油

18、类污染物 酚类污染物酚类污染物CODCr和和CODMn根据根据BOD/CODBOD/COD的比值可以初步评价废水的可生化性的比值可以初步评价废水的可生化性2 2）有机性污染物指标）有机性污染物指标中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖312 2、无机性污染物质及指标、无机性污染物质及指标 N N，P P 正常正常6-96-9 HgHg，CdCd，CrCr，PbPb、NiNi和和AsAs、CuCu等等中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖32三、生物性指标三、生物性指标Microbial Parameters1 1、细菌总数、细菌总数 Total Bacterial Coun

19、t2 2、大肠菌群、大肠菌群Total Coliforms 反映水体中受到动物粪便污染的状况反映水体中受到动物粪便污染的状况反映水体中受到细菌污染的状况反映水体中受到细菌污染的状况中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖33第二节第二节 污染物在水体环境中的迁移与转化污染物在水体环境中的迁移与转化Transfer and Transformation of Contaminant in Water Body 污染物在进入天然水体后，通过污染物在进入天然水体后，通过因素的共同作用，使污染物的因素的共同作用，使污染物的，曾受污染的水体部分或与完全地恢复原状，曾受污染的水体部分或与完全地恢复

20、原状，这个现象称为这个现象称为水体的净化水体的净化或或水体的自净水体的自净。一、水体的自净作用一、水体的自净作用 Self-purification in Water Body中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖34自自净净作作用用 作作用用机机制制 污污染染物物变变化化情情况况 物物理理净净化化 稀稀释释、扩扩散散、混混合合、沉沉淀淀和和挥挥发发等等 浓浓度度降降低低 化化学学净净化化 氧氧化化还还原原、酸酸碱碱反反应应、分分解解化化合合、吸吸附附凝凝聚聚等等 存存在在形形态态发发生生变变化化 浓浓度度降降低低 生生物物净净化化 水水生生生生物物、微微生生物物的的生生命命活活动动

21、 存存在在形形态态发发生生变变化化 总总量量和和浓浓度度降降低低 中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖35Mixing Process of Waste Water Discharge Into a River 流向流向AABB排污口排污口完全混完全混合断面合断面1 1、污水排入河流的混合过程、污水排入河流的混合过程竖向混和阶段竖向混和阶段横向混合阶段横向混合阶段断面充分混断面充分混合后阶段合后阶段中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖36Dilution of Persistent ContaminantqQQqhw w：原污水中的污染物浓度：原污水中的污染物浓度 q

22、：污水流量：污水流量h：河流中原有的该污染物浓度：河流中原有的该污染物浓度 Q ：河水流量：河水流量3 3、非持久性污染物的稀释扩散和降解、非持久性污染物的稀释扩散和降解Dilution and Degradation of non-Persistent Contaminant2 2、持久性污染物的稀释扩散、持久性污染物的稀释扩散中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖37Oxygen Balance in Water Body: Streeter-Phelps Dissolved Oxygen-sag Curve 4 4、水体的氧平衡（氧垂曲线）、水体的氧平衡（氧垂曲线）1 1）St

23、reeter-PhelpsStreeter-Phelps模型假定：模型假定：A A 排入河流的排入河流的污染源只有一个污染源只有一个；B B 排污量与河水排污量与河水流量不变流量不变；C C 在受污点河水与废水在受污点河水与废水立即达到完全混合立即达到完全混合；D D 受污河段的受污河段的BODBOD和和DODO，在整个，在整个断面上都是均匀分布断面上都是均匀分布的；的；E E 不考虑河水中藻类的光合作用、沉淀作用、硝化作用和不考虑河水中藻类的光合作用、沉淀作用、硝化作用和底泥效应等，将河流的底泥效应等，将河流的生化自净过程简化为生化自净过程简化为含碳有机物降含碳有机物降解的解的耗氧作用耗氧作

24、用和表面曝气的和表面曝气的复氧作用复氧作用的理想状态的理想状态中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖382 2）Streeter-PhelpsStreeter-Phelps模型模型A A、含碳有机物降解的耗氧作用、含碳有机物降解的耗氧作用B B、表面曝气的复氧作用、表面曝气的复氧作用LLKdtd 1 DLDKKdtd 21 解得：解得：)()(212021201021012101tKtKLtKDCsCtKtKLtKDDtKLLeeKKKeeeKKKee 有机物降解方程有机物降解方程亏氧量方程亏氧量方程溶解氧方程溶解氧方程中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖39氧垂曲线氧垂

25、曲线aoBOD及溶解氧含量及溶解氧含量污水污水BODDOb意义：计算受污点下游各断面意义：计算受污点下游各断面上河水的亏氧量，以判断受污上河水的亏氧量，以判断受污河段的污染和自净状况河段的污染和自净状况中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖40江河：江河：受水流影响大受水流影响大湖泊与水库：湖泊与水库：水流慢，易形成局部污染水流慢，易形成局部污染海洋：海洋：易形成污水层易形成污水层地下水：地下水：移动慢，恢复慢移动慢，恢复慢二、污染物在不同水体中的迁移转化规律二、污染物在不同水体中的迁移转化规律中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖41第三节第三节 污水出路污水出路一、排放

26、水体一、排放水体二、污水回用二、污水回用排放限制：排放限制： 中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水污染防治法 污水综合排放标准污水综合排放标准GB30996污水的再资源化污水的再资源化中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖42一、按原理分一、按原理分物理处理法物理处理法筛滤，沉淀，上浮，气浮，筛滤，沉淀，上浮，气浮，过滤，反渗透等过滤，反渗透等污水预处理污水预处理化学处理法化学处理法中和，混凝，电解，氧化中和，混凝，电解，氧化还原，汽提，萃取，吸附，还原，汽提，萃取，吸附，离子交换，电渗析等离子交换，电渗析等生产污水生产污水生物化学生物化学处理法处理法好氧法好氧法（活性污泥法（

27、活性污泥法 生物膜法）生物膜法）城市污水及有机城市污水及有机性生产污水性生产污水厌氧法厌氧法高浓度有机污水高浓度有机污水第四节第四节 污水处理技术分类污水处理技术分类中国地质大学 环境学院2022年3月22日罗朝晖43一级处理：一级处理：二级处理：二级处理：三级处理：三级处理：(深度处理深度处理)主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质。质。BOD去除率去除率30左右。属于二级处理左右。属于二级处理的预处理。的预处理。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。污染物质。BOD去除率去除率90以上。有机污以上。有机污染物达

28、到排放标准。染物达到排放标准。进一步处理难降解的有机物、磷和氮等可进一步处理难降解的有机物、磷和氮等可导致水体富营养化的可溶性无机物。导致水体富营养化的可溶性无机物。二、按处理程度分二、按处理程度分中国地质大学 环境学院Physical Treatment of Waste Water第二章第二章 污水的物理处理污水的物理处理中国地质大学 环境学院Wwtp工艺流程中国地质大学 环境学院污水处理厂模型污水处理厂模型中国地质大学 环境学院污水处理厂污水处理厂中国地质大学 环境学院隔滤法隔滤法(阻力截留法阻力截留法)：格栅、筛网、过滤格栅、筛网、过滤 重力法：重力法：自然沉淀、自然上浮、气浮自然沉淀

29、、自然上浮、气浮 离心分离：离心分离：机械分离、水力分离机械分离、水力分离混凝澄清法混凝澄清法特点：特点：悬浮物质和易沉物：包括大颗粒、飘浮物、悬浮物悬浮物质和易沉物：包括大颗粒、飘浮物、悬浮物方法：方法：设备简单，管理方便、能耗低、在废水处理中应优先考虑设备简单，管理方便、能耗低、在废水处理中应优先考虑物理处理的对象物理处理的对象中国地质大学 环境学院第一节第一节 格栅格栅 Bar Screen作用：作用：净化水质和保护设备的双重作用净化水质和保护设备的双重作用中国地质大学 环境学院人工清渣格栅人工清渣格栅机械清渣格栅（渣量机械清渣格栅（渣量0.2m3/d）粗格栅（粗格栅（50100mm）

30、中格栅（中格栅（1040mm） 细格栅（细格栅（310mm）一、格栅分类一、格栅分类A 按栅条的间距分：按栅条的间距分：B 按清渣方式分：按清渣方式分：中国地质大学 环境学院近年来比较流行的回转式自动隔栅近年来比较流行的回转式自动隔栅中国地质大学 环境学院二、格栅设计与计算二、格栅设计与计算主要内容是确定格栅及所架设的渠段的各部尺寸主要内容是确定格栅及所架设的渠段的各部尺寸 H1Hhhh1h2h2b1b1 1b500L11000L2H1tg 中国地质大学 环境学院 b = s ( n - 1 ) + d n （m） 其中：其中： s：格条宽度，：格条宽度，m2、栅槽宽度、栅槽宽度 b dhqn

31、Vsinmax 1、格栅间隙数、格栅间隙数 nd栅条间距栅条间距m人工人工25-40mm，机械，机械10-25mmv过栅流速过栅流速m/s一般取一般取0.6l.0m/sh栅前水深栅前水深m一般为一般为0.30.5m格栅倾角格栅倾角一般取一般取600、750qVmax最大设计流量最大设计流量m3/s栅条数：栅条数：n - 1中国地质大学 环境学院 H=h+h1+h2h1：栅前渠道超高，一般为：栅前渠道超高，一般为0.3mh2：格栅水头损失：格栅水头损失4.栅槽总长度栅槽总长度1111121225 . 00 . 1hhH LL tgbbL tgHLLL121 其中：其中：3、栅后槽总高度、栅后槽总

32、高度H1:栅前槽高栅前槽高 1：进水渠展开角，一般为：进水渠展开角，一般为20o中国地质大学 环境学院 sin220gh k:考虑格栅受堵后阻力增大的系数，一般考虑格栅受堵后阻力增大的系数，一般k=3 :与栅条断面形状有关的阻力系数与栅条断面形状有关的阻力系数3/4)(ds W1：栅渣：栅渣 量（量（m3/103m3污水），为污水），为0.10.011000864001max 总总KWqWV5、过栅水头损失、过栅水头损失6、栅渣量计算、栅渣量计算按水力学有：按水力学有：考虑格栅受堵后阻力增大考虑格栅受堵后阻力增大kghkh sin2202中国地质大学 环境学院 处理毛纺、化纤、造纸等工业废水中

33、的处理毛纺、化纤、造纸等工业废水中的1200mm的纤维类的纤维类杂物，筛孔：杂物，筛孔：0.151mm A 水力筛网水力筛网三、筛网三、筛网 Mesh Screen中国地质大学 环境学院B 振动筛网振动筛网中国地质大学 环境学院四、格栅截留物的处理四、格栅截留物的处理处理方法：处理方法：1、填埋、焚烧、堆肥、填埋、焚烧、堆肥2、破碎后返回废水，进入初沉污泥，与污泥一起、破碎后返回废水，进入初沉污泥，与污泥一起处理处理被格栅截留的物质称为栅渣，含水率被格栅截留的物质称为栅渣，含水率80%，容重，容重960kg/m3压榨后可压缩到压榨后可压缩到40%以下，便于运输与处置。以下，便于运输与处置。中国

34、地质大学 环境学院第二节第二节 沉淀的基本理论沉淀的基本理论 Basic Principles of Sedimentation中国地质大学 环境学院沉淀是水处理中的基本方法之一。沉淀是水处理中的基本方法之一。原理：在重力作用下，依靠悬浮颗粒与水的密度差进行固原理：在重力作用下，依靠悬浮颗粒与水的密度差进行固液分离。液分离。沉淀法一般只适合于去除颗粒。沉淀法一般只适合于去除颗粒。沉淀处理工艺的用法：沉淀处理工艺的用法：A 污水预处理污水预处理 沉砂池沉砂池B 污水进入生物处理构筑物的前处理污水进入生物处理构筑物的前处理 初次沉淀池初次沉淀池C 生物处理工艺后的固液分离生物处理工艺后的固液分离

35、二次沉淀池二次沉淀池D 在污泥处理中用于污泥浓缩在污泥处理中用于污泥浓缩 污泥浓缩池污泥浓缩池概述概述中国地质大学 环境学院根据沉淀时颗粒的浓度与特性，分为四种基本类型：根据沉淀时颗粒的浓度与特性，分为四种基本类型：颗粒在沉淀过程中为离散状态，它的形状、尺颗粒在沉淀过程中为离散状态，它的形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。：颗粒在沉淀过程中，它的尺寸、质量均会随着颗粒在沉淀过程中，它的尺寸、质量均会随着沉淀距离的增加而增大，它的沉速亦随之增加。沉淀距离的增加而增大，它的沉速亦随之增加。：在高浓度时，颗粒下沉受周围颗粒的在高浓度时，颗粒下沉受周围颗粒的

36、干扰，颗粒间相对位置保持不变，有明显的泥水界面。干扰，颗粒间相对位置保持不变，有明显的泥水界面。：颗粒在水中的浓度增高到颗粒互相接触，互相颗粒在水中的浓度增高到颗粒互相接触，互相支撑，颗粒间隙中水分被挤出缝隙。支撑，颗粒间隙中水分被挤出缝隙。一、沉淀类型一、沉淀类型中国地质大学 环境学院假设：颗粒为球形，大小形状不变，假设：颗粒为球形，大小形状不变，不受池壁影响；液体是静止的；所不受池壁影响；液体是静止的；所受重力场相同受重力场相同其自由沉淀可由牛顿第二定律表示其自由沉淀可由牛顿第二定律表示321FFFdtdum F1F2F3 duRe24C: uCAudCFgdFgdFs Re;286622

37、233231层流状态时层流状态时二、自由沉淀及理论基础二、自由沉淀及理论基础水中悬浮颗粒的受力和运动分析水中悬浮颗粒的受力和运动分析2u4dC6d)(gdtdum223s 中国地质大学 环境学院2u4dC6d)(gdtdum223s 颗粒下沉时，起始速度为颗粒下沉时，起始速度为0，后逐渐加速，摩擦阻，后逐渐加速，摩擦阻力也随之增大，很快就与重力达到平衡，加速度力也随之增大，很快就与重力达到平衡，加速度等于等于0，颗粒等速下沉，颗粒等速下沉 C3)(gd4us 18d )(gu 18d )(gu2s2s Stokes公式：公式： duRe24C: Re;层流状态时层流状态时Stokes公式公式中

38、国地质大学 环境学院 18d )(gu 18d )(gu2s2s 1. 颗粒沉速颗粒沉速u的决定因素是的决定因素是s- 2. 沉速沉速u与与颗粒直径平方颗粒直径平方成正比成正比3. u与与 成反比，成反比， 取决于水质与水温，水温高，取决于水质与水温，水温高， 小小4. 污水中颗粒非球形，因此要加以修正才能使用污水中颗粒非球形，因此要加以修正才能使用Stokes公式意义公式意义中国地质大学 环境学院理想沉淀池的假设条件：理想沉淀池的假设条件：1、沉淀区过水断面上各点的水流速度均相等，水平流速、沉淀区过水断面上各点的水流速度均相等，水平流速v；2、悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度、悬浮颗粒在沉

39、淀区等速下沉，下沉速度u；3、在沉淀池的进口区，水流的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；、在沉淀池的进口区，水流的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；4、颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。、颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。 三、理想沉淀池三、理想沉淀池 Ideal Sedimentation Tank目的：为说明沉淀池工作原理及分析水中悬浮颗粒在沉目的：为说明沉淀池工作原理及分析水中悬浮颗粒在沉淀池中的运动规律淀池中的运动规律进口区进口区污泥区污泥区沉淀区沉淀区出口区出口区中国地质大学 环境学院i=u/vu=u0vHL颗粒下沉迹线：颗粒下沉迹线： 斜率斜率 i= u/v 的一组直线的一组直线沉

40、淀分析沉淀分析u0：从水面上从水面上x点入流的这种沉速的颗粒在池内运动水平距点入流的这种沉速的颗粒在池内运动水平距离离L后正好到达沉淀区的端点后正好到达沉淀区的端点y，其运动轨迹为直线，其运动轨迹为直线xy xyb中国地质大学 环境学院hu=u0u=u0 运动轨迹为斜率等于和大于运动轨迹为斜率等于和大于xy的直线，均可去除；的直线，均可去除；uu0 运动轨迹为斜率小于运动轨迹为斜率小于xy的直线，的直线，h以下以下部分可去除。部分可去除。沉淀分析沉淀分析各种颗粒的下沉情况：各种颗粒的下沉情况：中国地质大学 环境学院设沉速为设沉速为 u1 (u1u0) 的颗粒占全部颗粒的的颗粒占全部颗粒的dP%

41、，则这种，则这种颗粒中可去除：颗粒中可去除：沉速沉速uu0的颗粒的沉降：的颗粒的沉降：沉淀池对悬浮物质的去除率沉淀池对悬浮物质的去除率dPHh dPuudPHh Lhvu LHvu1 010沉速沉速uu0的全部颗粒的总沉降量：的全部颗粒的总沉降量： 000100011uudPuudPuu中国地质大学 环境学院 000011udPuuP 沉淀池对悬浮物质的去除率沉淀池对悬浮物质的去除率则沉淀池对悬浮物质的总去除率则沉淀池对悬浮物质的总去除率P0为沉速小于为沉速小于u0的颗粒所占百分数的颗粒所占百分数从前图可得：从前图可得： v/u0 = L/H 得：得：v = u0 ( L/H )又：又： v

42、= qV / ( H b )可得：可得： u0 = qV / A中国地质大学 环境学院沉淀池的表面负荷率沉淀池的表面负荷率 Surface Loadq与与u0的数值上相等，但物理意义不同的数值上相等，但物理意义不同qV/A 是沉淀池设计的一个重要参数，称为是沉淀池设计的一个重要参数，称为沉淀池表面负沉淀池表面负荷荷或或过流率过流率，以，以 q 表示，其单位是表示，其单位是 m3/m2h 表面负荷率的意义表面负荷率的意义（1）表面负荷）表面负荷q在数值上沉速在数值上沉速u0，因而由，因而由E-u曲线上查到与某一曲线上查到与某一E值对应的值对应的u0值后，即可按值后，即可按A=Q/q计算沉降区的表

43、面积。计算沉降区的表面积。（2）表面负荷）表面负荷q值愈小，沉速值愈小，沉速uu0的颗粒占的颗粒占SS总量的分率愈大，总量的分率愈大，沉速沉速u0.15m/s为合格为合格，否则应调整单宽，否则应调整单宽b和水深和水深h2 2 2、计算公式、计算公式6max1086400 zVkTXqVF、贮砂斗容积、贮砂斗容积kz-废水流量变化系数，生活污水按流量大小取废水流量变化系数，生活污水按流量大小取1.21.3G、单个贮砂斗容积、单个贮砂斗容积 V1 = V / ( m n ) n：分格数；：分格数；m：每格砂斗数（一般：每格砂斗数（一般2个）个）中国地质大学 环境学院H、贮砂池各部分尺寸、贮砂池各部

44、分尺寸 确定确定V1后，结合单格宽和砂斗壁倾角，进一步确定后，结合单格宽和砂斗壁倾角，进一步确定I、沉砂池总高度、沉砂池总高度 H = h1 + h2 + h3 (m)2 2、计算公式、计算公式Lh2h3h3bb1b2h1中国地质大学 环境学院普通的平流沉砂池的主要缺点是普通的平流沉砂池的主要缺点是：池内水流分布不均，流速多变，致使对无机颗粒的选择性截池内水流分布不均，流速多变，致使对无机颗粒的选择性截流效率不高流效率不高沉砂中约夹杂有沉砂中约夹杂有15%的有机物的有机物曝气沉砂池集曝气和除曝气沉砂池集曝气和除砂于一身，不但可使沉砂于一身，不但可使沉砂中的有机物降低至砂中的有机物降低至5%以下

45、，而且还有预曝气、以下，而且还有预曝气、除臭、除油等多种功能除臭、除油等多种功能二、曝气沉砂池二、曝气沉砂池 中国地质大学 环境学院中国地质大学 环境学院沉淀池可以分为沉淀池可以分为初次沉淀池（初沉池，初次沉淀池（初沉池，Primary Clarifier）在生物处理单元前，沉淀水中的悬浮物质在生物处理单元前，沉淀水中的悬浮物质二次沉淀池（二沉池，二次沉淀池（二沉池，Secondary Clarifier）在生物处理单元后，沉淀活性污泥在生物处理单元后，沉淀活性污泥按运行方式分为：间歇式、连续式。按运行方式分为：间歇式、连续式。（1）平流式：污水水平流动，流速不变，长方形。）平流式：污水水平流

46、动，流速不变，长方形。 初沉池常采用初沉池常采用（2）辐流式：中间进水，四周出水，水平流动，流速变化，一般为圆形）辐流式：中间进水，四周出水，水平流动，流速变化，一般为圆形。二沉池中采用较多。二沉池中采用较多。 （3）竖流式：污水从池中中心导流筒下部流出，向呈竖直流动，一般为）竖流式：污水从池中中心导流筒下部流出，向呈竖直流动，一般为圆形。小污水处理厂或工业废水处理站采用较多。圆形。小污水处理厂或工业废水处理站采用较多。 概述概述按池内水流方向分为：平流式、辐流式和竖流式。按池内水流方向分为：平流式、辐流式和竖流式。中国地质大学 环境学院初沉池初沉池中国地质大学 环境学院二沉池二沉池中国地质大

47、学 环境学院进水区、出水区、沉淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等进水区、出水区、沉淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等贮存、浓缩和排泥贮存、浓缩和排泥污泥区污泥区缓冲冲击负荷、避免已沉缓冲冲击负荷、避免已沉污泥再被搅起污泥再被搅起缓冲区缓冲区沉淀沉淀沉淀区沉淀区保证水流均匀、控制水位保证水流均匀、控制水位流出槽、挡板流出槽、挡板出水区出水区均匀布水、消能均匀布水、消能配水槽、挡流板配水槽、挡流板进水区进水区 构造构造各部分功能各部分功能中国地质大学 环境学院1、设计流量：、设计流量：同沉砂池同沉砂池2、沉淀池只数、沉淀池只数 一般不少于一般不少于2只只3、沉淀池的经验设计参数、沉淀池的经验设计参数

48、无实测资料时，可按已有的性能相近的处理厂参数或无实测资料时，可按已有的性能相近的处理厂参数或表表10-8选用选用。设计原则：结合场地情况，符合设计规范，各部分的结构要设计原则：结合场地情况，符合设计规范，各部分的结构要尽量使池中水的流态接近理想流态，减少各种短流、涡流、尽量使池中水的流态接近理想流态，减少各种短流、涡流、对流、射流等不利流态。对流、射流等不利流态。 一、沉淀池的一般设计原则与参数一、沉淀池的一般设计原则与参数中国地质大学 环境学院4、有效水深、沉淀时间与表面水力负荷关系、有效水深、沉淀时间与表面水力负荷关系 表表1095、几何尺寸、几何尺寸 超高、缓冲层高等超高、缓冲层高等6、

49、沉淀池出水部分、沉淀池出水部分 一般采用堰流一般采用堰流7、贮泥斗容积、贮泥斗容积 一般按不大于一般按不大于2日的污泥量，二沉池不超过日的污泥量，二沉池不超过2小时小时8、排泥部分、排泥部分 一般采用静水压力排泥：初沉池一般采用静水压力排泥：初沉池 1.5mH2O，二沉池，二沉池 0.9mH2O（活）（活） 1.2mH2O（膜）（膜）一、沉淀池的一般设计原则与参数一、沉淀池的一般设计原则与参数中国地质大学 环境学院一）一） 构造构造 1）链式刮泥机；）链式刮泥机； 2）行走小车刮泥机；）行走小车刮泥机； 3）单口扫描泵吸式。）单口扫描泵吸式。二、平流式沉淀池二、平流式沉淀池中国地质大学 环境学

50、院设计内容：设计内容：流入流出装置、沉淀区、污泥区、排泥和排流入流出装置、沉淀区、污泥区、排泥和排浮渣设备选择浮渣设备选择二）平流式沉淀池设计二）平流式沉淀池设计沉淀池的设计包括功能构造设计和结构尺寸设计沉淀池的设计包括功能构造设计和结构尺寸设计A 功能构造设计是指功能构造设计是指确定各功能分区构件的结构形式确定各功能分区构件的结构形式，以满足各自功能的实现以满足各自功能的实现B 结构尺寸设计是指结构尺寸设计是指确定沉淀池的整体尺寸和各构件的确定沉淀池的整体尺寸和各构件的相对位置相对位置中国地质大学 环境学院设计参数设计参数进行沉淀池设计的基本依据是废水流量、水中悬浮固体进行沉淀池设计的基本依