第0-3章- 環(huán)境工程緒論-物理處理

1、 何春倩何春倩境工程環(huán)境工程一、重要性o環(huán)境形勢o科目性質二、教學要求o了解與掌握的知識點o水污染防治基本知識及常用技術o大氣污染防治基本知識及常用技術o了解噪聲污染防治基本知識o了解固體廢物處理與處置基本知識2.課堂紀律3.作業(yè)與考試4.學習態(tài)度三、教學安排 課堂講授為主，采用多媒體教學，并與課外自學、實地參觀相結合。 內容o第0章 緒論（2學時）o第第1 1章章- -第第8 8章章 水污染防治（水污染防治（2626學時）學時）o第第9 9章章- -第第1111章章 大氣污染防治（大氣污染防治（1414學時）學時）o第12章-第14章 噪聲及其他公害防治（6學時）o

2、第15章-17 固體廢物的處理與處置（6學時）o教學方式：授課（54學時）+實習參觀（12學時）+考試（8學時）+機動（4學時）+節(jié)假日（6學時）水污染大氣污染噪聲污染固體廢物污染第第0章章 緒論緒論水污染防治工程水污染防治工程大氣污染防治工程大氣污染防治工程噪聲及其他公害防治技術噪聲及其他公害防治技術固體廢物的處理與處置固體廢物的處理與處置基本內容基本內容發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢環(huán)境工程生物新技術的應用生物新技術的應用核技術的應用核技術的應用一、環(huán)境工程的基本內容o（一）水污染防治工程o1、廢水的處理程度o一級處理、二級處理、三級處理o2、廢水的處理方法o物理、化學、生物o（二）大氣污染防治工程o1

3、、大氣污染源o生活源、工業(yè)及農業(yè)源、機動車o2、顆粒污染物的凈化技術o3、氣態(tài)污染物的凈化技術o（三）噪聲及其他公害防治技術o1、噪聲污染o2、電磁污染o3、放射性污染o4、核廢物污染o5、熱污染o（四）固體廢物的處理與處置o1、固體廢物的類型o工業(yè)及農業(yè)固廢、生活垃圾、危險廢物o2、固廢的處理與處置o資源化利用、焚燒、堆肥、填埋。o（五）環(huán)境污染綜合防治o社會、經濟和環(huán)境協調發(fā)展二、環(huán)境工程的發(fā)展趨勢o（一）環(huán)境工程發(fā)展受制于多種因素：o科學技術、經濟水平、社會進步、環(huán)境質量需求等。o（二）生物技術的應用o1、生活強化廢水處理技術o2、空氣凈化生物技術o3、有機廢物快速堆肥和發(fā)酵技術o4、固

4、定化微生物技術o5、膜生物反應器o6、光合細菌（三）核技術的應用o1、輻射技術的應用o2、用輻照法處理生活污水和工業(yè)廢水o3、用射線輻照處理固體廢物o4、用電子束處理廢氣（四）可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境o可持續(xù)發(fā)展：經濟可持續(xù)、生態(tài)可持續(xù)與社會可持續(xù)。o1、將環(huán)境保護納入綜合決策，轉變經濟增長方式。o2、發(fā)展循環(huán)經濟，大力推進清潔生產。o3、發(fā)展與完善法律法規(guī)。o4、提高全民環(huán)境意識，改變消費觀念，推行綠色消費方式。第1章水污染防治概述水資源與水體污染水資源與水體污染水體污染物與水質指標水體污染物與水質指標地面、海洋水質標準地面、海洋水質標準水體自凈水體自凈內容內容廢水治理原則及處理方法的選擇廢水治理原

5、則及處理方法的選擇全球水總量約：1.38X109km3一、一、 水資源與水的循環(huán)水資源與水的循環(huán)（一）水資源我國水資源特點：人均占有量少人均占有量少u河流量淡水總量在全世界占第6位，占5.7%u但人均占有量只有2300m3/人，世界平均水準的1/4，占121位，被列為世界13個貧水國家之一空間分布不均空間分布不均u東南多西北少，81的水資源分布在長江流域及其以南u東南地區(qū)降水量可達1600mm，造成澇災u西北地區(qū)降水只有500mm，少的地區(qū)不到200mm 年內及年際變化大年內及年際變化大u6080降水集中在夏季，7，8，9月；年際變化差36倍（大時）許多地區(qū)缺水嚴重許多地區(qū)缺水嚴重u三北（西北

6、、華北、東北）和沿海（青島、大連）u在640個城市中，300多個城市缺水。因此，合理用水，節(jié)約用水，控因此，合理用水，節(jié)約用水，控制水污染，保護水資源是我國實制水污染，保護水資源是我國實現可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務！現可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務?。ǘ┧难h(huán)（二）水的循環(huán)水的自然循環(huán)水的自然循環(huán)：水的社會循環(huán)：水的社會循環(huán)：1.水的自然循環(huán)o水的自然循環(huán)示意圖2.水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)排排 水水 工工 程程給給 水水 工工 程程o水的社會循環(huán)示意圖水處理工程的任務水處理工程的任務給水工程：給水工程：取水給水處理給水處理配水 針對不同的水源水水質，經處理后滿足工農業(yè)和生活的對水質與水量的要求。排

7、水工程：排水工程：廢水收集（來源于生活、工業(yè)和農業(yè)）廢水處理廢水處理排放或回用 （一）什么是水體與水體污染？（一）什么是水體與水體污染？ 水體水體包括水、水中的懸浮物、底泥及水生生物等。 水污染水污染簡單講就是水體在循環(huán)過程中，接受過多雜質，超過其自凈能力，導致其物理、化學、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質惡化的現象稱為水污染。 二、二、 水體污染物與水質指標水體污染物與水質指標我國水體污染的特點我國水體污染的特點污水排放量大，處理率不高。污水排放量大，處理率不高。2007年廣東省各類污染源污水排放排放量接近216億m3，是全國的十分

8、之一。工業(yè)、生活污水處理率相對較高，農業(yè)污水處理率較低。90以上的城市水域受到污染以上的城市水域受到污染，特別嚴重的水系：三河：淮河、海河、遼河湖泊富營養(yǎng)化嚴重湖泊富營養(yǎng)化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇）50左右地下水水質受到污染地下水水質受到污染（二）水體污染的類型（二）水體污染的類型o什么是水體污染源：向水體排放污染物的的場所、設備和裝置等。o按原因：天然污染與人為污染o按水體：地面水污染、地下水污染和海洋污染o按有害物質：物理性污染、化學性污染、生按有害物質：物理性污染、化學性污染、生物性污染物性污染o按分布特征：點源污染、面源污染、擴散污染。水污染的來源水污染的來源工業(yè)污染源工業(yè)

9、污染源生活污染源生活污染源面污染源面污染源工廠排污口o工業(yè)污染生活污染源生活污染源農業(yè)（面）污染源農業(yè)（面）污染源 （三）水質指標o物理性指標（溫度、色度、嗅和味、固體物質、放射性污染）o化學性指標 （有機物、BOD、COD、TOCTOD、油類污染物、酚類污染物、N、P、pH、重金屬）o生物性指標（細菌總數、大腸桿菌）水 質 分 析 指 標物理性指標加速耗氧反應，最終導致水體缺氧或水質惡化造成水中溶解氧減少感官性指標，水的色度來源于金屬化合物或有機化合物感官性指標，水的異臭來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機物和氯氣等污染物質揮發(fā)性物質溶解物質固定性物質色度固體物質工業(yè)廢水常引起水體熱污染懸

10、浮固體物質SS嗅和味溫度水 質 分 析 指 標化學性污染無機污染氮、磷、無機鹽類、重金屬及酸堿度等。有機污染BOD、COD、TOC、TOD等?；?學 性 指 標無機性指標過多的氮、磷進入天然水體易導致富營養(yǎng)化，導致水生植物尤其是藻類的大量繁殖，造成水中溶解氧的急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類金屬砷等生物毒性顯著的元素，一般指序號2183，比重大于4的金屬，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。一般要求處理后污水的pH值在69之間。當天然水體遭受酸堿污染時，pH值發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水

11、體自凈，還可腐蝕船舶。營養(yǎng)物質pH值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，使蛋白質凝固；逐級富集至人體，影響人體健康無機鹽硫酸鹽、氯化物、氰化物與無機砷化物等?；?學 性 指 標有機物有機物指標用于測定水中有機污染物成分。生活污水中有大量有機物，主要是：人體排泄物、洗滌污物食物殘屑等各種工業(yè)廢水中的有機物有動植物纖維、油脂、糖類、染料有機酸、各種有機合成工業(yè)品、有機原料、廢物等有機物危害：消耗溶解氧、惡化水質、破壞水體；抑制水生生物、破壞水生生態(tài)；滋生微生物，傳播疾病；1.有毒有機物直接危害人體健康和水生生物生長。有機物種類繁雜，很難逐個測定，利用共性，某指標間接反

12、映易被氧化：氧化過程消耗的氧量作為有機物的指標。化 學 性 指 標有機物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機物的量主要污染特性（以mg/L為單位）。有機污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一般可分為兩個階段：第一個階段主要是有機物被轉化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉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物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天100天完成。實際中，常以實際中，常以5 5天作為測定生化需氧量的標準時間，稱五天作為測定生化需氧量的標準時間，稱五日生化需氧量（日生化需氧量（BODBOD5 5）通常以）通常以2020C C為測定

13、的標準溫度。為測定的標準溫度。BOD: Biological Oxygen Demand在規(guī)定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機物所需要的氧量（20，5天）化 學 性 指 標有機物化學需氧量（COD）常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀(K(K2 2CrCr2 2OO7 7) ) 稱稱CODCODCrCr和高錳酸鉀和高錳酸鉀(KMnO4)稱CODMn或OC 。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強；廢水中無機的還原性物質同樣被氧化；如果廢水中有機物的組成相對穩(wěn)定，則化學需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）之間應有一定的比例關系：生活污水BOD5/COD通常在0

14、.4-0.5。COD=CODCOD=CODB B+COD+CODNBNBCOD: Chemical Oxygen Demand用化學方法氧化分解廢水水樣中有機物過程中所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2） （mg/L）生 物 性 指 標生活污水：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、影響衛(wèi)生、導致水體缺氧來源及危害水中細菌總數反映了水體有機污染程度和受細菌污染的程度常以：細菌個數/毫升計如：飲用水：100個/毫升 醫(yī)院排水： 500個/毫升細菌總數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

15、性常以：大腸菌群數大腸菌群數/升計升計如：飲用水：3個/升 城市排水：10000個/升 游泳池： 1000個/升大腸菌群大腸菌群指數（三）（三） 地面、海洋水質標準地面、海洋水質標準o一、水環(huán)境質量標準地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）海洋水質標準o二、排水水質標準 污水綜合排放標準（GB8978-1996） 污水排入城市下水道水質標準(CJ 3082-1999) 城市污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002） 工業(yè)企業(yè)各行業(yè)排放標準（廢水）1 、地表水環(huán)境質量標準、地表水環(huán)境質量標準（GB 38382002 ） 五類水體五類水體oI類類 主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；

16、主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；oII類類 主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產卵區(qū)護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產卵區(qū)oIII類類 主要適用于集中式生活飲用水水源地二級主要適用于集中式生活飲用水水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)oIV類類 主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)觸的娛樂用水區(qū)oV類類 主要適用于農業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域主要適用于農業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域2、海洋水質標準o按海水用途，海水水質可分為三類：o第一類用于保護

17、海洋生物資源和人類的安全利用，以及海上自然保護區(qū)。o第二類用于海水浴場及其風景游覽區(qū)。o第三類用于一般工業(yè)用水，港口水域和海洋開發(fā)作業(yè)區(qū)等。o水質標準見P18、19表1.3、表1.4。污水綜合排放標準污水綜合排放標準GB89781996o（一）我國的廢水排放標準分為兩大類：（一）我國的廢水排放標準分為兩大類：o第一類為一般排放標準：污水綜合排放標準（GB8978-1996）。o第二類為行業(yè)排放標準：造紙工業(yè)水污染物排放標準（GB3544-2001）紡織染整工業(yè)水污染物排放標準（GB4287-92）等等。o（二）污水綜合排放標準按照地面水使用功能要求和污水排放去向，（二）污水綜合排放標準按照地面

18、水使用功能要求和污水排放去向，規(guī)定分別執(zhí)行一、二、三級標準規(guī)定分別執(zhí)行一、二、三級標準o地表水環(huán)境質量標準中與類執(zhí)行一級標準，類執(zhí)行二級標準，與類執(zhí)行三級標準。o（三）標準污染物，按污染物性質分成兩類。（三）標準污染物，按污染物性質分成兩類。o第一類（ 13項）：對人體健康產生長遠影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴格標準。見P20表1.5。o第二類（56項）：長遠影響小于I類。見P21表1.6。o按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標準。（四）水的自凈作用（四）水的自凈作用河流的自凈作用是指河水中的污染物質在河水向下游流動中濃度自然降低的現象根據凈化機制分為三類物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學凈化：氧化、還原、分

19、解生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用水體的自凈作用o（1）宏觀控制；（2）技術控制；（3）管理控制o污水治理要從社會、經濟與環(huán)境的全局考慮。o盡量降低廢水的排放量與排放濃度。o實行清污分流，增加污水資源化利用。o應用高效率、低能耗、省投資的污水處理技術。o降低污水處理的運行成本。1、水污染控制的基本原則：（五）（五） 廢水治理原則及處理方法的選擇廢水治理原則及處理方法的選擇2、污水處理的基本方法o采用各種技術與手段，將污水中所含的污染物質分離去除、回收利用，或將其轉化為無害物質，使水得到凈化。（1）物理法o利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質。有篩濾法、沉淀法、上浮法、氣浮法和過

20、濾法等。（2）化學法o利用化學反應的作用，凈化污水中處于各種形態(tài)的污染物質（包括懸浮的、溶解的、膠體的等等）。主要方法有中和、混凝、電解、氧化還原等。（3）物理化學法o利用物理化學反應的作用分離回收污水的污染物，主要方法有吸附、離子交換萃取、吹脫和膜分離等等。（4）生物法o利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機污染物轉化為穩(wěn)定的無害物質。主要分為好氧法和厭氧法。第2章 廢水的預處理1、篩濾（格柵與篩網）2、調節(jié)利用物理作用分離和去除水中不溶性懸浮物或固體安裝位置：泵房集水井進口處或污水處理廠前端；安裝位置：泵房集水井進口處或污水處理廠前端；作作 用：攔截水中的漂浮物和粗大的懸浮物

21、；用：攔截水中的漂浮物和粗大的懸浮物；結結 果：保護后續(xù)處理設備的正常工作和減少后續(xù)處果：保護后續(xù)處理設備的正常工作和減少后續(xù)處 理的負荷。理的負荷。一、格柵和篩網一、格柵和篩網第2章 廢水的預處理格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進水的渠道，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質。作用：去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行。選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠站的處理設備。格柵的作用（一）格柵（一）格柵 格柵的種類格柵的種類以間距分類以間距分類細格柵細格柵間距d=310mm中格柵中格柵間距d=1040mm粗格

22、柵粗格柵間距d=40 150mm一般一般污水污水廠均廠均設中設中細兩細兩道格道格柵柵人工清除設計面積應采用較大的安全系數，一般不小于進水渠道面積的2倍，以免清渣過于頻繁。適用于柵渣量小于0.2噸/天與水平面傾角：5060機械清除過水面積一般應不小于進水管渠的有效面積的1.2倍。適用于柵渣量大于0.2噸/天與水平面傾角：6070格柵的清渣方法格 柵 的 設 計 與 計 算XG型旋轉式格柵除污機上海松江東部污水處理廠上海松江東部污水處理廠上海松江東部污水處理廠上海天山水質凈化廠上海曲陽水質凈化廠GL型格柵除污機上海石洞口污水處理廠上海嘉定水質凈化廠曝氣沉砂池前細格柵作用用于廢水處理或短小纖維的回收

23、型式振動篩網水力篩網篩網（二）篩網（二）篩網o按篩網網眼尺寸分：粗篩網（1mm），中篩網（1-0.05mm），微篩網（小于0.05mm）。o固定式與旋轉式篩網。 二二 、調節(jié)池、調節(jié)池o（一）調節(jié)池的作用（一）調節(jié)池的作用 調節(jié)水量（線內調節(jié)、線外調節(jié)）調節(jié)水量（線內調節(jié)、線外調節(jié)）均和水質（外加動力、差流方式）均和水質（外加動力、差流方式）臨時貯存事故排水臨時貯存事故排水 o（二）調節(jié)池的分類（二）調節(jié)池的分類 水量調節(jié)池水量調節(jié)池 水質調節(jié)池水質調節(jié)池（三）調節(jié)池的類型（三）調節(jié)池的類型 o1、斜槽排水式調節(jié)池、斜槽排水式調節(jié)池o也叫對角線調節(jié)池：也叫對角線調節(jié)池：特點是出水槽沿對角線特點

24、是出水槽沿對角線方向設置。廢水由左右兩側進入池內后，經方向設置。廢水由左右兩側進入池內后，經過不同的時間才流到出水槽；過不同的時間才流到出水槽；o設置沉渣斗或壓縮空氣攪拌；設置沉渣斗或壓縮空氣攪拌；o有效水深采用有效水深采用1.52m。o2、折流調節(jié)池。、折流調節(jié)池。o3、外加動力調節(jié)池。外加動力調節(jié)池。調節(jié)池的設計計算調節(jié)池的設計計算o調節(jié)池的容積，可根據廢水濃度、流調節(jié)池的容積，可根據廢水濃度、流量變化規(guī)律及要求的調節(jié)均和程度來量變化規(guī)律及要求的調節(jié)均和程度來計算。計算。o在計算時要按照最不利的情況，即濃在計算時要按照最不利的情況，即濃度和流量在最高峰時的區(qū)間來計算。度和流量在最高峰時的區(qū)

25、間來計算。o調節(jié)池時間越長，則調節(jié)效果越好，調節(jié)池時間越長，則調節(jié)效果越好，廢水水質則越均勻。廢水水質則越均勻。（四）調節(jié)池的設計計算（四）調節(jié)池的設計計算經過一定時間調節(jié)后，其經過一定時間調節(jié)后，其平均濃度平均濃度為：為：qTtqCCniiii1所需調節(jié)池的所需調節(jié)池的容積容積qTV0.7（容積利用系數）o例題：已知某廠酸性廢水日均流量為1000m3/d，各段時間內的廢水流量及鹽酸濃度見下表，求12時至18時這6h內的平均濃度。若采用斜槽排水式調節(jié)池，求所需體積。時間流量m3/h濃度mg/L時間流量m3/h濃度mg/L1213403800151664350013145344001617405

26、300141558230017184042003、廢水的物理處理o3.1沉降原理o3.2平流式沉淀池o3.3豎流式沉淀池o3.4輔流式沉淀池o3.5斜板沉淀池o3.6隔油池o3.7氣浮o3.8快濾池沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。 沉淀處理工藝的四種用法 沉砂池：用以去除污水中的無機性易沉物初次沉淀池：較經濟的去除懸浮有機物，減輕后續(xù)生物處理構筑物的有機負荷二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構筑物的尺寸及處理費用等。沉淀

27、法自由沉淀懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中，顆粒的物理性質不變。發(fā)生在沉砂池中。根據水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類型 懸浮顆粒濃度不高；沉淀過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。沉淀過程中，顆粒的質量、形狀、沉速是變化的?；瘜W絮凝沉淀屬于這種類型。絮凝沉淀區(qū)域沉淀或成層沉淀壓縮沉淀懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，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。懸浮顆粒

28、濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團狀結構，互相接觸，互相支承，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程存在壓縮沉淀。沉淀池的工作原理理想沉淀池理想沉淀池 進口區(qū)域、進口區(qū)域、沉淀區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域污泥區(qū)域（二）沉降效率的影響因素o1、運動速度v，越小越好。o2、沉降速度，越快越好。o3、停留時間，與V、u與H對應。o4、溫度、沉淀池的表面積，壁面等影響。懸浮顆粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力時，下沉；重力等于浮力時，相對靜止；重力小于浮力時，上浮。配圖說明 1.懸浮顆粒在水中受到的 力Fg Fg-是促使沉淀

29、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.根據牛頓定律，水對自 由顆粒的阻力為： 式中： FD-水對顆粒的阻力； -阻力系數； A-自由顆粒的投影面積； uS-顆粒在水中的運動速度， 即顆粒沉速。懸 浮 顆 粒 在 水 中 的 受 力 分 析)(LSLSggVgVgVF)2/(2SLDuAF由上式可知，顆粒沉降速度uS與下述因素有關：2181dguLSS斯托克斯定律當當S大于大于L時，時，S-L為正值，顆粒以為正值，顆粒以u uS下沉；下沉；當當S與與L相等時，相等時，u uS=0

30、=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除；這種顆粒不能用沉淀去除；S小于小于L時，時，S-L為負值，顆粒以為負值，顆粒以u uS上浮，可用上浮，可用浮上法去除。浮上法去除。u uS與顆粒直徑與顆粒直徑d d的平方成正比，因此增加顆粒直徑有的平方成正比，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。助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。u uS與與成反比，成反比，隨水溫上升而下降；即沉速受水隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。溫影響，水溫上升，沉速增大。按使用功能分生物處理法中的預處理，去除約30%的BOD5，55%的

31、懸浮物。生物處理構筑物后，是生物處理工藝的組成部分。初次沉淀池二次沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式池型：長方形一端進水另一端出水貯泥斗在池進口池內水流由下向上池內水流向四周輻流池型：多為圓形，有方形或多角形池中央進水，池四周出水貯泥斗在池中央沉淀池三種流態(tài)沉淀池三種流態(tài)沉淀池由五部分組成：進水區(qū)、出水區(qū)的功能是使水流的進入與流出保持平穩(wěn)，以提高沉淀效率。沉淀區(qū)貯泥區(qū)貯存、濃縮與排放污泥。緩沖區(qū)避免水流帶走沉在池底的污泥。緩沖區(qū)緩沖區(qū)平流式沉淀池平平流流沉沉淀淀池池的的構構造造及及工工作作特特點點平流式沉淀池的構造及工作特點平流式沉淀池的構造及工作特點（進水）（進水）平流式沉淀池的構造及工作

32、特點平流式沉淀池的構造及工作特點（出水）（出水）平流式沉淀池的流態(tài)平流式沉淀池的流態(tài) 1.沉淀池的總表面積A 式中：Qmax-最大設計流量， m3/s； q-表面水力負荷，m3/m2h， 初沉池一般取1.53 m3/m2h， 二沉池一般取12m3/m2h。 2.沉淀區(qū)有效水深h2 式中：t-沉淀時間，h， 初沉池一般取12h； 二沉池一般取1.52.5h。 沉淀區(qū)有效水深h2通常取23m。 3.沉淀區(qū)有效容積V1 或 4.沉淀池長度L 式中：v-最大設計流量時的水平 流速，mm/s；一般不大于5mm/s 5.沉淀池總寬度BqQA3600maxtqh221hAV3600max1tQV6 . 3t

33、vLLAB/平 流 式 沉 淀 池 的 設 計 6.沉淀池的只數n 式中： b-每只沉淀池的寬度； 平流式沉淀池的長度一般 為3050m，為了保證污 水在池內分布均勻，池長 與池寬比不小于4，以45 為宜，即4L/b5;此外，長深比還要滿足：8L/h212 7.污泥區(qū)容積 對于生活污水，污泥區(qū)的總 容積V： 式中： S-每人每日的污泥量，L/d人 一般取0.30.8； N-設計人口數，人； T-污泥貯存時間，d。bBn/1000SNTV 平 流 式 沉 淀 池 的 設 計平 流 式 沉 淀 池 的 設 計 8.沉淀池的總高度h 式中：h1-沉淀池超高，m； 一般取0.3m； h2-沉淀區(qū)的有效

34、深度，m； h3-緩沖層高度，m；一般?。?無機械刮泥設備時為0.5m； 有機械刮泥設備時，其上緣應 高出刮板0.3m； h4-污泥區(qū)高度，m； h4-泥斗高度，m； h4-梯形的高度，m。 9.污泥斗的容積V1 式中：S1-污泥斗的上口面積，m2； S2-污泥斗的下口面積，m2。 10.污泥斗以上梯形部分污泥容 積V2 式中：L1-梯形上底邊長，m; L2-梯形上底邊長，m。443214321 hhhhhhhhhh)(313212141mSSSShVbhLLV4212 )2(豎流式沉淀池豎流式沉淀池的平面可為圓形、正方形或多角形。豎流式沉淀池的寬（直徑D）、深(h2)比一般不大于3，通常取2

35、。豎流式沉淀池的中心管如圖所示。豎流式沉淀池的構造豎流式沉淀池的構造中心導流筒中心導流筒設計設計中心流速：中心流速：無反射板：無反射板：100mm/s流出速度：流出速度：v時，則顆粒將以u-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除；當u=v時，則顆粒處于隨遇狀態(tài)，不下沉不上升；當uv時，顆粒將不能沉淀下來，則會隨上升水流帶走。輻流式沉淀池輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達100m，池周水深1.53.0m。有中心進水、周邊進水、周進周出、旋轉臂配水等幾種形式。沉淀與池底的污泥一般采用刮泥機刮除，對輻流式沉淀池而言，目前常用的刮泥機械有中心傳動式刮泥機和吸泥機以及周邊傳動式的刮泥機與吸泥機等。 輻流式沉

36、淀池的構造及特點輻流式沉淀池的構造及特點輻流式沉淀池剖面輻流式沉淀池剖面進水槽斷面較大，而槽底的孔口較小，布水時的水頭損失集中在孔口上，故布水比較均勻；進水擋板的下沿深入水面下約2/3深度處，距進水孔口有一段較長的距離，這有助于進一步把水流均勻地分布在整個入流渠的過水斷面上，而且廢水進入沉淀區(qū)的流速要小得多，有利于懸浮顆粒的沉淀。周邊進水輻流式沉淀池的入流區(qū)在構造上的特點：旋旋轉轉臂臂配配水水沉沉淀淀池池上海嘉定水質凈化廠輻流式初沉池上海嘉定水質凈化廠輻流式二沉池長春水質凈化廠斜流式沉淀池斜板式沉淀池的構造斜板式沉淀池的構造提高沉淀池沉淀效果的有效途徑沉淀池均存在去除率不高的問題，且占地面積較

37、大，體積龐大。提高沉淀池的分離效果和去除能力的方法斜流式沉淀池對污水進行曝氣攪動回流部分活性污泥曝氣攪動是利用氣泡的攪動促使廢水中的懸浮顆粒相互作用，產生自然絮凝。采用此法，可是沉淀效率提高5%8%，1m3廢水的曝氣量約0.5m3左右。常在預曝氣池或生物絮凝池內進行。將剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性，產生吸附與絮凝作用，這一過程稱為生物絮凝。這一方法可以使沉淀效率比原來的沉淀池提高10% 15 %，BOD5的去除率也能增加15%以上，活性污泥的投加量一般在100400mg/L之間。3.6隔油池油的狀態(tài)可浮油乳化油溶解油油滴的粒徑較大，可以依靠油水比重差而從水中分離出來，對于石油

38、煉廠廢水而言，這種狀態(tài)的油一般占廢水中含油量的60%80%左右。粒徑：60m以上平流分離：100150m；斜板： 60m以上非常細小的油滴，由于其表面上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。細分散油粒： 1060m；乳化油：粒徑 10m油品在水中的溶解度非常低，只有幾個毫克每升。溶解油：515mg/L分散油 10100g/L乳化油的主要來源乳化油的主要來源含油（可浮油）廢水在溝與含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動而形成的。以洗滌劑清洗受油污染的機械零件、油槽車等而產生乳化油廢水由于生產工藝的需要而制成的油 污 染 對 環(huán) 境 的 危害含油廢水侵入土壤孔隙間形

39、成油膜，產生堵塞作用，致使空氣、水分及肥料均不能滲入土中，破壞土層結構，不利于農作物的生長，甚至是農作物枯死。含油廢水排入水體后將在水面上產生油膜，阻礙大氣中的氧向水體轉移，使水生生物處于嚴重缺氧狀態(tài)而死亡。在灘涂上還會影響?zhàn)B殖和利用。含油廢水排入城市溝道，對溝道、附屬設備及城市污水處理廠都會造成不良影響。土壤溝道水體 當油和水相混，又有乳化劑存在，乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜，這時油和水就不會分層，而呈一種不透明的乳狀液。當分散相是油滴時，稱水包油乳狀液；當分散相是水滴時，則稱為油包水乳狀液。乳化油及破乳方法廢水從池子的一端流入池子，以較低的水平流速流經池子，流動過程中，密度

40、小于水的有利上升到水面，密度大于水的顆粒雜質沉于池底，水從池子的另一端流出。隔油池的出水端設置集油管。大型隔油池應設置刮油刮泥機，以及時排油及排除底泥。隔油池的池底構造與沉淀池相同。表面一般設置蓋板，冬季保持浮渣的溫度，從而保持它的流動性，同時可以防火與防雨。特點：構造簡單、便于運行管理、油水分離效果穩(wěn)定。平流式隔油池可去除的最小油滴直徑為100150m，相應的上升速度不高于0.9mm/s。平流式隔油池的設計與平流式沉淀池基本相似，按表面負荷設計時，一般采用1.2m3/m2h；按停留時間設計時，一般采用2h。1、平流式隔油池斜板式隔油池斜板式隔油池可去除的最小油滴直徑為60m，相應的上升速度約

41、為0.2mm/s。鐵路運輸、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到自動撇油的目的。小型隔油池2、波紋板式隔油池斜板隔油池與小型自動撇油隔油池3、隔油技術的進展o（1）粗?；b置o（2）多層波紋板式隔油池3.7氣浮 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，從水中分離出去，形成浮渣層。 由此可知，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微氣泡；必須使污水中的污染物質能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質產生粘附作用。加壓溶氣浮上

42、法的基本原理空氣在水中的溶解度與壓力的關系空氣在水中的溶解度的表示單位體積水溶液中溶入的空氣重量:g(氣)/m3(水)單位體積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)空氣在純水中的飽和溶解度 空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關。 在一定范圍內，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。 空氣從水中析出的過程分兩個步驟，即氣泡的形成過程與氣泡的增長過程。 氣泡核的形成過程是起著決定性作用，有了相當數量的氣泡核，就可以控制氣泡數量的多少與氣泡直徑的大小。從溶氣氣浮上的要求來看，應當在這個過程中形成數目眾多的氣泡核，因為同樣的溶解空氣，如形成的氣泡核的數量越多，則形成的

43、氣泡的直徑也就越小，就越有利于浮上工藝的要求。加壓溶氣的兩種方式存在問題：填料長膜；壓縮氣含油；調節(jié)不便；時而需放氣。存在問題：設備較復雜；造價偏高。 液體表面分子所受的分子引力與液體內部分子所受的分子引力不同，表面分子所受的作用力是不平衡的，這不平衡的力有把表面分子拉向液體內部、縮小液體表面積的趨勢，這種力稱為流體的表面張力。 要使表面分子不被拉向液體內部，就需要克服液體內部分子的吸引力而作功，可見液體表層分子具有更多的能量，這種能量稱表面能。 在氣浮過程中，存在著液、氣、顆粒三相介質，在各個不同介質的表面也都因受力不平衡而產生表面張力（稱界面張力），即具有表面能（稱界面能）。氣泡與懸浮顆粒

44、粘附的條件)cos-氣水粒水氣水粒水（E)cos1-（氣水E 上式表明，并不是水中所有的污染物質都能與氣泡粘附，是否能粘附與該類物質的接觸角有關。當0時，cos1，E0，這類物質親水性強（稱親水性物質），無力排開水膜，不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當180時，cos -1，E2水-氣，這類物質憎水性強（稱憎水性物質），易與氣泡粘附，宜用氣浮法去除。 微細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等三種形式，見圖所示。氣泡與懸浮顆粒的粘附形式氣粒吸附氣泡頂托氣泡裹夾“顆粒-氣泡”復合體的上浮速度，當流態(tài)為層流時，即Re0.6MPa空氣供給設備壓力溶氣系統加壓水泵壓力溶氣罐空氣

45、供給設備附屬設備水泵壓水管裝射流器挾氣式空壓機供氣式溶氣方式有三種水泵吸氣式在經濟和安全方面都不理想，已很少使用?？諌簷C供氣是較早使用的一種供氣方式，使用較廣泛，其優(yōu)點是能耗相對較低。壓力管裝射流器進行溶氣的優(yōu)點是不需另設空壓機，沒有空壓機帶來的油污染和噪聲。水 泵 吸 氣 式圖10-44圖10-45圖10-46 空氣釋放系統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，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質粘附。 常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放噴嘴、釋放器等。 空氣釋放系統 氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與

46、水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。目前最常用，其反應池與氣浮池合建。廢水進入反應池完全混合后，經擋板底部進入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進入分離室進行固液分離。池面浮渣由刮渣機刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點是池深淺、造價低、構造簡單、運行方便。缺點是分離部分的容積利用率不高等。氣浮池的有效水深通常為2.02.5m，一般以單格寬度不超過10m，長度不超過15m為宜。廢水在反應池中的停留時間與混凝劑種類、投加量、反應形式等因素有關，一般為515min。為避免打碎絮體，廢水經擋板底部進入氣浮接觸室時的流速應小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為1020mm/s，停留時間應大于60s。豎流式氣浮池的基本工藝參數與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點是接觸室在