水處理原理筆記

本文格式為Word版，下載可任意編輯——水處理原理筆記環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)及礦物加工專業(yè)課水處理原理筆記

固體污染物：水中以固體形態(tài)存在的污染物，其存在形態(tài)包括懸浮狀態(tài)、膠體狀態(tài)和溶解狀態(tài)三種。

懸浮物：粒徑在1nm以下，主要以低分子或離子狀態(tài)存在的固體物質(zhì)。

濁度：水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無機(jī)物、浮游生物等懸浮物和膠體物都可以使水質(zhì)變的渾濁而浮現(xiàn)一定濁度，水質(zhì)分析中規(guī)定：1L水中含有1mgSiO2所構(gòu)成的濁度為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濁度單位，簡稱1度。

色澤和色度：色澤是廢水中的顏色種類，尋常用文字描述。色度是指廢水所浮現(xiàn)的顏色深淺程度。色度的兩種表示方法：①鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法：規(guī)定在1L水中含有Pt1mg及Co0.5mg所產(chǎn)生的顏色深淺為1度。②稀釋倍數(shù)法：將廢水按一定的稀釋倍數(shù)，用水稀釋到接近無色時(shí)的稀釋倍數(shù)。生化需氧量（BOD）：是指在溫度、時(shí)間都一定的條件下，微生物在分解、氧化水中有機(jī)物的過程中，所消耗的溶解氧量。

化學(xué)需氧量COD：是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化廢水中的有機(jī)物質(zhì)所消耗的氧量，常用的氧化劑有高錳酸鉀和重鉻酸鉀。

總需氧量TOD：是指在特別的燃燒器中，以鉑為催化劑，

在900度溫度下使一定量水樣汽化，其中有機(jī)物燃燒，再測定氣體載體中氧的減少量，作為有機(jī)物完全氧化所需要的氧量。

總有機(jī)碳TOC：用燃燒法測定水樣中總有機(jī)碳元素量，來反映水中有機(jī)物總量。

有機(jī)氮：是反映水中蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等含氮有機(jī)物總量的一個(gè)水質(zhì)指標(biāo)?？芍鸩椒纸鉃镹H4+、NH3、NO3-、NO2-等形態(tài)，NH4+、NH3

為氨氮，NO2-為亞硝酸氮，NO3-為硝酸氮。總氮TN：是一個(gè)包括從有機(jī)氮到硝酸氮等全部含量的水質(zhì)指標(biāo)。廢水的分類：①根據(jù)廢水來源：分為生活污水和工業(yè)廢水；②根據(jù)廢水中主要成分：有機(jī)廢水、無機(jī)廢水、綜合廢水；③根據(jù)廢水中的酸堿性：酸性廢水、堿性廢水、中性廢水。④根據(jù)產(chǎn)生廢水的工業(yè)部門或生產(chǎn)工藝：焦化、造紙、電鍍、化工、印染、農(nóng)藥及冷卻廢水。

廢水中主要污染物質(zhì)：①固體污染物②有機(jī)污染物③油類污染物④有毒污染物（無機(jī)化學(xué)毒物、有機(jī)化學(xué)毒物、放射性物質(zhì)）⑤生物污染物⑥酸堿污染物⑦營養(yǎng)物質(zhì)污染物⑧感官污染物⑨熱污染。

廢水處理方法及各自特點(diǎn)：物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法。

①物理處理法：通過物理作用分開，回收廢水中不溶解的懸

浮狀態(tài)污染物的方法，可分為重力分開法、離心分開法及篩濾截留法。屬于重力分開法的處理單元有沉淀、上浮等，相應(yīng)的處理設(shè)備是沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。離心分開法有離心分開機(jī)和水旋分開器等。篩濾截留法有柵篩截留和過濾兩種處理單元，設(shè)備有格柵和篩網(wǎng)、砂濾池和微孔濾機(jī)等。

以熱交換原理為基礎(chǔ)的處理方法有蒸發(fā)、結(jié)晶等。②化學(xué)處理法：通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分開、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。

以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等；以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元（物理化學(xué)處理法）有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透（膜分開技術(shù)）等。

③生物處理法：通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的方法。根據(jù)微生物的不同，分為好氧生物處理（活性污泥法和生物膜法）和厭氧生物處理（消化池處理高濃度有機(jī)廢水和污泥）。

城市廢水處理的典型流程及各部分的作用：①一級處理：主要處理對象是較大的懸浮物。截流于沉淀池的污泥可進(jìn)行污泥消化或其他處理，出水可排放于水體或用于污水澆灌。②

二級處理：對出水水質(zhì)要求更高時(shí)，再進(jìn)行生物化學(xué)法處理，主要處理對象是有機(jī)物，并進(jìn)一步降低懸浮物含量。③三級處理和高級處理：出水水質(zhì)更高時(shí)，在二級處理后進(jìn)行三級處理。主要對象是營養(yǎng)物質(zhì)（N、P）及其他溶解物質(zhì)和微量雜質(zhì)，采用的方法有吸附、吹脫和超濾。有時(shí)目的不是為了排放，而是為了直接回用，處理對象還包括去除廢水中的細(xì)小懸浮物，難生物降解的有機(jī)物，微生物和鹽分等，采用的方法可能有吸附、離子交換、反滲透、消毒等。三級處理前必需有一、二級處理，強(qiáng)調(diào)順序性，而高級處理強(qiáng)調(diào)處理深度。

沉淀類型：①自由沉淀：廢水中懸浮固體濃度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀過程中，固體顆粒不改變形狀，也不相互粘合，各自獨(dú)立地完成沉淀過程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）

②凝聚沉淀：廢水中懸浮固體濃度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的過程中，相互粘合，結(jié)合成為較大的絮凝體，其沉淀速度是變化的。（在初沉池后期和二沉池初期）③集團(tuán)沉淀（成層沉淀）：當(dāng)廢水中懸浮顆粒的濃度提高到一定程度后，每個(gè)顆粒的沉淀將受到其周邊顆粒的干擾，沉速有所降低，如濃度進(jìn)一步提高，顆粒間的干擾影響加劇，沉速大的顆粒也不不能超過沉速小的顆粒，在聚合力的作用下，顆粒群結(jié)合成為一個(gè)整體，各自保持相對不變的位置，

共同下沉。液體與顆粒群之間形成明了的界面。沉淀的過程實(shí)際就是這個(gè)界面下降的過程。（活性污泥在二沉池的后期沉淀）

④壓縮沉淀：此時(shí)濃度很高，固體顆粒相互接觸，相互支承，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙的液體被擠出界面，固體顆粒群被濃縮。（活性污泥在二沉池污泥斗中和濃縮池中的濃縮）

顆粒的沉降速度：依據(jù)斯托克斯公式得出。

沉淀池的表面負(fù)荷：Q/A：單位時(shí)間內(nèi)通過沉淀池單位表面積的流量，一般稱之為表面負(fù)荷，以q表示。（數(shù)值上與顆粒沉速）

曝氣沉砂池：是一長形渠道，沿渠壁一側(cè)的整個(gè)長度方向，距池底20-80cm處安設(shè)曝氣裝置，在其下部設(shè)集砂斗，池底有I=0.1-0.2的坡度，以保證砂?；?。由于曝氣作用，廢水中有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，砂粒相互摩擦并承受曝氣的剪切力，砂粒上附著的有機(jī)污染物能夠去除，有利于取得較為純凈的砂粒。

自由沉降總?cè)コ试囼?yàn)的方法及總?cè)コ实拇_定：將已測定過懸浮物含量的廢水?dāng)嚢杈鶆蚝螅瑫r(shí)注入數(shù)個(gè)沉淀管中，經(jīng)t1時(shí)間后，從第一個(gè)沉淀管高h(yuǎn)處取出一定數(shù)量的廢水，同樣，經(jīng)過t2、t3、t4。。。t5時(shí)間后，相應(yīng)地從第2、3、4。。。n個(gè)沉淀管中同一高度處取出同樣數(shù)量的水樣，測定

③抑制臭味及濾池蠅的過度滋長。

塔式生物濾池的結(jié)構(gòu)和生物相的特點(diǎn)：①構(gòu)造：塔身、濾料、布水設(shè)備、通風(fēng)裝置和排水系統(tǒng)組成。②生物相特點(diǎn)：自塔頂向下，生物膜明顯分層，各層的生物相組成不同，種類由少到多，由低級到高級。生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造和布置形式：構(gòu)造：主體部分由盤片、轉(zhuǎn)軸和氧化槽三部分組成。布置形式：單軸單級、單軸多級和多軸多級，級數(shù)多少根據(jù)廢水凈化要求達(dá)到的程度來確定。

生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①操作簡單，沒有污泥膨脹和流失問題，沒有污泥回流系統(tǒng)，生產(chǎn)上易于控制；②剩余生物污泥量小，污泥顆粒大，含水率低，沉淀速度大，易于沉淀分開和脫水干化；③設(shè)備構(gòu)造簡單，無通風(fēng)、回流及曝氣設(shè)備，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，耗電量低；④可處理高濃度廢水，承受BOD的濃度可達(dá)1000mg/l，耐沖擊能力強(qiáng)；⑤廢水在氧化槽內(nèi)停留時(shí)間短，1-1.5h，處理廢水高，BOD去除率一般可達(dá)90%以上；⑥比活性污泥法占地少。缺點(diǎn)：①占地雖比活性污泥法少，但依舊較大；②盤材昂貴、基建投資大；③處理含易揮發(fā)有毒廢水時(shí)，對大氣污染嚴(yán)重。

生物接觸氧化法的特點(diǎn):①使用蜂窩式或列管式填料，上下貫穿，廢水在管內(nèi)滾動，水力條件好，能很好地向管壁上固著的生物膜供應(yīng)營養(yǎng)及氧，因此生物膜上的生物相很豐富，除細(xì)菌外，球衣菌類的絲狀菌、多種種屬的原生動物和后生

動物，能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系。②填料表面全為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結(jié)構(gòu)，有利于維護(hù)生物膜的凈化功能；還能夠提高充氧能