水污染全套課件

物化處理設備第一章緒論第二章廢水水物理處理第三章廢水化學處理第四章廢水物理化學處理·第一章緒論環(huán)境問題的產生水圈與水迴圈第一節(jié)廢水的來源與性質第二節(jié)廢水的水質指標第三節(jié)水污染控制的基本途徑第四節(jié)廢水處理的方法與系統(tǒng)1、人類社會的發(fā)展2、對環(huán)境的影響（1）熱帶雨林消失（2）水土流失，沙漠化現(xiàn)象嚴重（3）溫室效應（4）臭氧空洞（5）緩流水體富營養(yǎng)化等一、環(huán)境問題的產生3、環(huán)境污染包括水、氣、雜訊、固體廢棄物、熱、放射性、電磁等各種污染一、環(huán)境問題的產生一、環(huán)境保護二、水污染控制的實施步驟三、水污染控制的基本途徑

第三節(jié)水污染控制的基本途徑一、環(huán)境保護水污染防治的發(fā)展：點源治理區(qū)域綜合綜合治理環(huán)境管理·“環(huán)發(fā)大會”提出：清潔性生產、可持續(xù)發(fā)展國際標準化協(xié)會提出：“ISO14000”環(huán)境管理標準化措施首先：環(huán)境規(guī)劃—水質規(guī)劃—目標—水質、水量控制方案其次：法律—水質標準、排放標準、排汙許可證、用水許可證然後：工程—生產工藝、污水收集、輸送與處理管理—監(jiān)測、排汙收費

二、水污染控制的實施步驟三、水污染控制的基本途徑

一、改革工藝。減少廢水產生二、綜合利用，回收工業(yè)原料等有用物質三、加強管理四、廢水的無害化處理，達標排放一、水圈的定義二、世界的水資源

1、水資源的概念

2、世界的水資源

3、自然界水的存在形式三、水迴圈

1、水的自然迴圈

2、水的社會迴圈

水圈與水迴圈水圈的定義水圈：指地殼表面向下連續(xù)的水層，其上界為海洋、湖泊、沼澤、江河、冰川、雪山等地表水；下界主要為滲透至底部沉積物中的水。

水資源的概念廣義概念（主要從地學、水文學、氣象學角度出發(fā)）：水資源指包括海洋、地下水、冰川、湖泊、土壤水、河川徑流、大氣水在內的各種水體。狹義概念（主要從生態(tài)環(huán)境與水資源綜合開發(fā)利用角度考慮）：水資源指上述廣義水資源範圍內逐年可以得到恢復更新的那一部分淡水。3.工程概念（主要從城市和工業(yè)給水及農田水利工程角度考慮）：水資源僅指上述狹義水資源範圍內可以恢復更新的淡水量中，在一定技術經濟條件下，可以為人們所用的那一部分水以及少量被用於冷卻的海水。世界的水資源其中：便於人們取用的為300萬km3，

占總水量的0.2%

全球（100%）(1.386×1018m3)海洋（94%）(1.303×1018m3)

陸地（6%）(8.3×1016m3)深層高礦化度水（4%）(5.533×1016m3)

淡水（2%）(2.767×1016m3)冰川（1.7%）其餘（0.3%）(0.47×1016m3)自然界水的存在形式大氣水：大氣圈中呈蒸發(fā)狀態(tài)的水，包括雨、雪、雹、霜、露等構成的大氣降水和雲、霧等。地表水：河流、湖泊（大陸水），海洋、沼澤等；地下水：地面下各種狀態(tài)的水，包括水汽、吸著水、薄膜水、毛細管水、重力水。

水的自然迴圈水迴圈指地球上各種形態(tài)的水在太陽輻射、地心引力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結降水、下滲以及地表徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉換及周而復始的運動過程（見圖1-1-1）。這一迴圈過程稱為自然迴圈。

圖1-1-1水的自然迴圈

由天然水體通過人類社會的生活、工業(yè)等的使用所產生的廢水又回到天然水體的過程稱為水的社會迴圈。

水的社會迴圈蒸發(fā)降水海洋徑流水文大循環(huán)工農業(yè)生產、生活用水回歸水處理工程水資源開發(fā)不能復原水人為迴圈自然－人為複合水文迴圈概念簡圖水的社會迴圈治理廢水的迫切性一、我國水資源的短缺——水源性缺水二、我國水污染嚴重——水質型缺水三、污水廠運行不良

1.設計不當

2.實際水量、水質與設計相差很大

3.施工品質差

4.操作管理不當四、我國污水排放的標準日益嚴格進行崗位培訓的重要性①使已有的水處理構築物發(fā)揮應有的作用②保證污水廠（站）的正常運行，避免事故排放。③少挨罵，少扣工資，少出事故一、廢水的來源二、廢水的性質（一）、廢水的物理性質（二）、廢水的化學性質及組成

1、無機物

2、有機物

3、氣體（三）、廢水中的微生物（四）、工業(yè)廢水的特徵第一節(jié)廢水的來源與性質①水溫

②氣味③

色度

④

懸浮物⑤流量的變化（一）、廢水的物理性質高溫廢水排入水體後，將使水體水溫升高，物理性質發(fā)生變化，危害水生生物的繁殖與生長，稱為水體的熱污染。其後果是：飽和溶解氧降低，氧虧量減少，複氧速率減慢；水生生物的耗氧速率加快，加速了水體中溶解氧的消耗，造成魚類和水生生物的窒息死亡；導致水體的化學反應速率加快，引起水體的物理化學性質發(fā)生變化；使水體中細菌的繁殖加速，造成給水處理的費用增加；加速藻類的繁殖，從而加快水體富營養(yǎng)化進程。

水溫能判別廢水所處條件和處理工藝的運行裝況。如：新鮮的生活污水——黴味（陳腐味）含H2S的廢水——臭皮蛋味氣味城市污水，特別是有色工業(yè)廢水排入水體後，使水體產生色度，引起感官性狀的變化。通常由溶解性物質和膠體物質產生。其後果是：使水體色度增加，降低透光性，影響水生生物的光合作用，抑制其生長，妨礙水體的自淨作用。

色度包括漂浮物、可沉物、膠體物、溶解物。去除方法——篩濾、沉澱等沉澱設備中沉澱物污泥——有機物為主沉渣——無機物為主漂浮物——浮渣懸浮物流量的變化廢水流量呈晝夜和季節(jié)性的變化。工廠中的工業(yè)廢水處理系統(tǒng)——需設置調節(jié)池（緩衝水質和水量的巨變）城市污水廠——無需設置調節(jié)池原因？城市污水輸送系統(tǒng)（管道和污水提升泵站）有一定的調節(jié)水量的作用。①砂、礫石②酸、堿及無機鹽污染③硫酸鹽和硫化物污染④重金屬污染⑤氯化物污染⑥氮、磷污染無機物砂、礫石來源於地面沖刷。危害——堵塞河塘等緩流水體引起水體的渾濁酸、堿及無機鹽污染酸堿污染來源：①工業(yè)廢水排放的酸、堿②降雨淋洗受污染空氣中的SO2、NOx所產生的酸雨。危害——使水體的pH值發(fā)生變化，微生物生長受抑制，水體的自淨能力受到影響。無機鹽污染：如鎂、鈣，使水體硬度增加，造成的危害與溶解性固體相同。

來源於工業(yè)廢水和生活污水危害——當水體缺氧時，硫酸鹽可在反硫化菌的作用下被還原為硫化氫與S2-，當其濃度達到一定值後，可產生異味，H2S會使水色變黑。

硫酸鹽和硫化物污染來源於工業(yè)廢水。成分：銅、鋅、鉬、銀、汞等。危害——使水體產生毒性效應；通過生物富集、生物積累和生物放大後可影響人類的身體健康。

重金屬污染水體受氯化物污染後，無機鹽含量增高，水味變鹹，對金屬管道與設備有腐蝕作用，且不宜作為灌溉水。

氯化物污染氮、磷污染作用：①是生物體中重要的營養(yǎng)元素②氨氮是水體黑臭的最重要的指標之一；③氮是污水淨化度的重要指標之一。危害：①過量的氮和磷能導致水體富營養(yǎng)化；③氨氮等類氮化合物對生物有毒害作用。指水體受氮、磷等植物營養(yǎng)素污染後，使緩流水體中的藻類生長加劇，呈膠質狀的藻類覆蓋水面，色澤暗紅，稱為“赤潮”或“水華”，隔絕水面與大氣間的複氧，加上藻類自身死亡與腐化，消耗溶解氧，使水體溶氧含量迅速降低。藻類堵塞魚鰓與缺氧，造成魚類窒息死亡。死亡的藻類與魚類不斷沉積於水體底部，逐漸淤積，最終導致水體演變成沼澤或旱地。太湖藍藻事件

富營養(yǎng)化組成：①蛋白質、脂類、糖類、有機酸、醇類等；②纖維素、木質素等天然有機物。有機物污染的危害危害——有機物排入水體後，在溶解氧存在條件下，由於好氧微生物的作用被降解，同時合成新細胞，消耗水中的溶解氧。若好氧作用大於複氧作用，則水體會出現(xiàn)“黑臭”現(xiàn)象。廢水中含有:105-106個/ml之間的細菌

200-7000個/L的病毒寄生蟲卵三、廢水中的微生物病原微生物數量多，分佈廣，存活時間長，繁殖速度快，可隨水流傳播疾病。當人們飲用含病原微生物的水後，會患上傳染病，因此必須重視病原微生物的污染。生活污水廠和醫(yī)院廢水需消毒後排放。四、工業(yè)廢水的特徵1.工業(yè)廢水種類繁多，成分複雜，且各類工廠的水質、水量相差懸殊。2.許多工業(yè)廢水中含有有毒有害物質，如酚、氰、汞、鉻等，可對水中的生物以及人體健康造成直接的危害。3.污染物濃度往往很高。有些有機廢水可用生物法處理，有些生物處理難度高，無機物為主的廢水不宜採用生物法。4.廢水水溫與pH值隨生產工藝而異。電廠廢水、化工廢水的水溫較高，而有些廢水偏鹼性或偏酸性。水質指標1、生化需氧量BOD（Bio-ChemicalOxygenDemand）2、化學需氧量COD（ChemicalOxygenDemand）3、總有機碳TOC（TotalOrganicCarbon）4、氮5、磷6、固型物

7.其他第二節(jié)廢水的水質指標對水體產生相同污染的、性質相近的某一類污染物的總稱。表徵了某一類物質對水體污染的程度。最常用、最基本的指標有生化需氧量、化學需氧量、懸浮固體等等。

水質指標

?定義：在有氧條件下由於微生物（主要是細菌）的作用使可以降解的有機物穩(wěn)定化所需要的氧量。反映了水體中可生物降解的有機物這一類污染物的含量。

?影響B(tài)OD測定的因素：主要有溫度、時間、有機物種類、抑制物、馴化情況、微生物接種量等。生化需氧量生化需氧量廢水中有機物氧化可分為兩個階段：一是碳化階段需氧量，即第一階段需氧量；二是氮氧化的需氧量，為硝化階段需氧量，又稱第二階段需氧量。（見圖1-1-2）生化需氧量圖1-1-2兩階段需氧量曲線

生化需氧量由圖1-1-2可知，全部測出BOD是不現(xiàn)實的，不能對污水處理設施進行回饋。多採用BOD5_——1L水樣在20℃條件下連續(xù)培養(yǎng)5天，有機污染物在好氧微生物作用下進行氧化分解所消耗的溶解氧量。用強氧化劑在一定條件下氧化還原性物質（包括無機還原性物質和能被該種氧化劑氧化的有機物）所需的氧量，結果以氧的mg/L表示。常用的氧化劑：K2Cr2O7——廢水和污水KMnO4——微污染水1g生物物質被氧化時好氧1.42g，因此活性污泥的COD係數為1.42?；瘜W需氧量定義：廢水中所有有機物的含碳量。1g有機碳被氧化時需2.67g氧。一般用儀器分析方法測定，以C的mg/L表示。

COD=2.67TOCCOD/TOC＞2.67——廢水中含較多無機還原性物質＜2.67——廢水中部分有機物質不能被K2Cr2O7還原總有機碳形式：有機氮、氨氮、亞硝酸氮、硝酸氮氮有機氮:蛋白質、氨基酸、尿素、尿酸、偶氮染料等物質中所含的氮。氨氮:NH3-N和NH4*-N亞硝酸氮:NO2--N硝酸氮:NO3--N硝態(tài)氮:NOX--N氮總凱氏氮TKN=N有機+NH3-N總氮TN=N有機+NH3-N+NO2--N+NO3--N=TKN+NOX—N生活污水中有機氮為總氮的60％，其餘40％為氨氮。新鮮的、水溫低的廢水中，有機氮高，氨氮低，臭味少。陳舊的、水溫高的廢水中，有機氮較低，氨氮高，臭味重。磷形式：正磷酸鹽、偏磷酸鹽、有機磷廢水中含量①美國的城市污水中，總磷6-20mg/l;②我國城市污水中，有機磷2-5mg/l,無機磷為4-15mg/l?？偣腆w（TS):單位體積水樣在103-105℃下，蒸發(fā)幹後殘留物質的重量。固體物質懸浮固體（SS）：能被篩檢程式截留的固體。

溶解性固體（DS）：能通過篩檢程式進入濾液中的固體。

揮發(fā)性固體（VS）：將水樣中的固體置於馬福爐中，於650℃灼燒1h後被氣化的固體。

非揮發(fā)性固體（FS）:將水樣中的固體置於馬福爐中，於650℃灼燒1h後殘留的固體。TS=DS+SSTS=VS+FSDS=VS+FSSS=VS+FS其他一、重金屬類

汞、鉻（六價）、鎘、硒（四價）、銅、鋅、錳、鐵、鉛等。二、酚、石油類、表面活性劑、Cl-、硫酸鹽、酸堿類（pH）、發(fā)色物質（色度）等三、pH值表示水的酸鹼度，當pH=7時，水呈中性；pH＜7時，水呈酸性；pH＞7時，水呈鹼性。四、特徵性的污染成分定義：指釋放或排放污染物的來源場所或進入途徑。分類：根據分佈特徵和稀釋方式可劃分為①點源：城市、工廠、船隻等等；②面源：農業(yè)徑流③擴散源：酸雨等

污染源

廢水的概念從污染源排放出來的攜帶各種污染物的水。包括生活污水、工業(yè)廢水、被污染的雨水和排入城市排水系統(tǒng)的其他污染水的總稱。其中工業(yè)廢水又分為生產污水和生產廢水，生活污水與生產污水合稱城市污水。

污染源?來源：居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、公用設施等；?特性：a.具有明顯的日週期和季節(jié)性變化；b.隨地區(qū)和生活習慣不同而異；c.與生活水準有關（供、排水設施等）?居住區(qū)生活污水量的確定平均日生活污水量=污水量標準×設計人口數

生活污水的來源、特性、及流量通常情況下，污水處理廠的處理規(guī)模指平均日流量，設計流量指最大流量。對分流制系統(tǒng)應考慮雨水滲入，一般可達25~30%，少時約10~15%。常用的污水量標準和總變化係數見表1-2-1、1-2-2。

生活污水的來源、特性、及流量生活污水的來源、特性、及流量①特性：隨種類、規(guī)模、生產工藝流程及管理水準等的不同而不同。②幾種實測流量的方法

?

流量計

?

計量槽

?

計量堰

?

示蹤劑法

?

根據供水量或實際用水量估算污水量

工業(yè)廢水的特性和流量?

生活污水：有色、渾濁、具惡臭、呈微鹼性，有機雜質占60%以上，幹固體約0.1~0.2%，有些含致病菌。?

城市污水：同生活污水，但有工業(yè)廢水排入。?

水質的確定：採用污染物人口負荷數進行估算污染負荷=NF（設計人口數×單位污染物負荷係數）單位污染物負荷係數指每人每日排放某種污染物的重量（g/人.日）

生活污水與城市污水水質生產污水命名法：①根據行業(yè)命名（如味精廢水、啤酒廢水）②按主要污染物命名（如含酚廢水、含鉻廢水）水質：通常為實測（逐時監(jiān)測水質、不同排汙點測定水質等）或採用人口當量

工業(yè)廢水水質特性其目的是經過處理後去除廢水中的污染物，使達到排放要求，從而減小對受納水體和周圍環(huán)境的危害。整個系統(tǒng)為：污染源廢水收集輸送系統(tǒng)污水處理系統(tǒng)排放系統(tǒng)

第四節(jié)廢水的處理方法與系統(tǒng)物理法——利用物理作用分離廢水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物，在處理過程中不改變物質的化學性質。一、廢水的處理方法化學法——利用化學反應分離或回收廢水中的污染物質。物理化學法：通過物理和化學的綜合作用使廢水得到淨化的方法。生物法：利用微生物的作用來去除廢水中溶解的和膠體狀態(tài)的有機物的方法。沉澱——沉砂池、沉澱池重力分離法浮上法——氣浮、隔油池離心分離法——離心機、水力旋流分離機篩、柵——格柵、篩網過濾截留法過濾——砂濾池、微濾機磁分離、蒸發(fā)、結晶

物理法混凝——混凝反應池中和——混合反應池氧化還原——電解、硫化物還原法等消毒化學沉澱——氫氧化物、硫化物沉澱法

化學法氣體傳遞——吹脫、曝氣萃取吸附膜分離——電滲析、反滲透、超濾等離子交換

物化法生物法二、廢水處理系統(tǒng)1、城市污水處理典型流程

2、城市污水處理的三級處理流程

3、高濃度有機廢水處理的典型流程

4、工業(yè)廢水處理流程

典型污水處理流程介紹城市廢水處理的典型流程城市廢水處理的三級處理流程高濃度有機廢水處理的典型流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程工業(yè)廢水處理流程廢水的出路?

排入天然水體：河流、湖泊、海洋?

城市回收利用：城市綠地、水景、中水回用?

工業(yè)回用?

灌溉：農田、果園?

地下水回灌：提高地下水位，防止地面沉降，利用土壤自淨?

人工娛樂場所

緒論§2-1調節(jié)（均化，Eqalization）

§2-2格柵（barscreen）§2-3篩網、撈毛機水的物理處理法（一）—預處理一、預處理的去除對象二、預處理的作用三、設置地點四、預處理構築物（設備）

緒論天然水體及廢水中含有的較大的懸浮物或漂浮物

預處理的去除對象?

防止水泵葉輪纏繞，管路堵塞；

?

保證後續(xù)處理設施正常運行

預處理的作用?

取水口前?

泵前

?

水處理工藝的始端

預處理的設置地點常用的預處理構築物（設備）有：格柵、篩網、撈毛機、調節(jié)池等

預處理構築物（設備）分兩類：

?

人工清理格柵（見圖2-1-1）

?

機械格柵

格柵一般採用直鋼條平行焊制而成，柵條間距25~40mm，每m3污水截汙量0.001~0.003m3；安裝傾角45~60°；格柵間應設置操作平臺

人工清理格柵大型污水處理廠、污水、雨水提升泵站前設置機械格柵，柵條間距1~80mm均有，每m3污水截汙量0.005~0.01m3；安裝傾角60~80°，有時90。常用的機械格柵有GH型鏈式旋轉格柵除汙機、HF型回轉式固液分離機、背耙式格柵除汙機、高鏈式格柵除汙機、CGC型垂直格柵除汙機、GC型移動式伸縮臂格柵除汙機等等

機械格柵鋼絲繩牽引格柵除汙機轉鼓型格柵移動伸縮臂式格柵除汙機回轉式格柵弧形格柵除汙機篩網與撈毛機2.3.1篩網2.3.2撈毛機

篩網一、作用去除細小難沉、不易被格柵去除的纖維類雜質。二、篩網類型振動篩：利用機械振動使細小懸浮物從水中分離，見圖2-2-1。水力篩：利用進水動力使篩網轉動，見圖2-2-2。

調節(jié)2.1.1調節(jié)的作用2.1.2調節(jié)池設置位置2.1.3均化池的形式調節(jié)的作用一、作用減小污水處理廠水量、水質的波動，避免和降低衝擊負荷對後續(xù)處理過程的影響。二、調節(jié)池（均化池）的定義能夠緩解污水處理廠進水水量和水質波動的構築物。

調節(jié)池的設置位置工業(yè)廢水往往需要調節(jié)，調節(jié)池通常設在車間附近；污水處理廠設在廠內。調節(jié)池的設置可採用兩種方式：

?

線上調節(jié)

?

離線調節(jié)

線上調節(jié)調節(jié)池設在污水處理流程中，所有污水均通過調節(jié)池。格柵調節(jié)（均化）一級處理......離線調節(jié)調節(jié)池設在污水處理流程之外，部分污水經過調節(jié)池。這樣的方式可減小調節(jié)池體積，但對水質的調節(jié)作用較差。

格柵溢流井一級處理......

調節(jié)池可控流量

泵

均化池的形式?

均量池?

均質池?

均化池

均量池常用的均量措施有兩種：浮子定量出水與水泵抽水。相應於兩種常用的均量池形式。

水泵抽水均質池常用兩種均質池：異程式均質池和攪拌式均質池。

異程式均質池異程式均質池沒有強制混合措施，因此完全靠均質池構造上的設計使同一時刻進入的廢水經不同的停留時間，先後排出均質池來達到均質目的的。典型的有對角線出水調節(jié)池、折流調節(jié)池

對角線調節(jié)池攪拌式均質池常用的攪拌措施有機械攪拌（立式、臥式、水下式等）、鼓風曝氣、水泵強制混合等

均化池同時具有水量和水質調節(jié)功能只需將均量與均質措施結合起來便可

調節(jié)池運行問題與對策常見問題構築物名稱原因處理方法均質效果差機械攪拌調節(jié)池調節(jié)容積不夠增加調節(jié)容積攪拌強度不夠增加攪拌強度或曝氣量死區(qū)容積大合理配置攪拌器或曝氣管異程式調節(jié)池調節(jié)容積不夠增加調節(jié)容積死區(qū)容積大改進異程式均質措施底部污泥沉積機械攪拌調節(jié)池攪拌強度不夠增加攪拌強度或曝氣量異程式調節(jié)池無法排泥改為調節(jié)沉澱池形式，增設泥鬥，增加排泥措施排泥不及時縮短排泥週期出水酸化機械攪拌調節(jié)池進水鹼度不足，污泥厭氧投加鹼度，增加曝氣措施若出水至厭氧處理，只需考察原水鹼度異程式調節(jié)池進水鹼度不足，污泥厭氧投加鹼度第三章化學處理法3.1混凝3.2中和3.3氧化還原3.4化學沉澱3.5消毒3.1混凝(重點)一混凝的原理混凝對改善水質的作用混凝劑與助凝劑四影響混凝作用的主要因素及其控制五混凝工藝六澄清池的類型、特點與應用混凝原理

實際廢水中，除了一些較大的顆粒、砂粒等能經自然沉澱去除外，大部分懸浮物是以膠體形式存在於水中的。水中含有的這些膠體物質，尺度一般在10-6～10-9m之間。包括絕大部分粘大顆粒(<4μm)大部分細菌(0.2~80nm)病毒及一些高分子量的有機物混凝原理

混凝就是通過向水中投加藥劑，使水中膠體顆粒脫穩(wěn)而相互聚合，增大至可以依靠自然沉澱去除的過程。

混凝:凝聚與絮凝兩個過程。凝聚:膠體被壓縮雙電層而脫穩(wěn)的過程。絮凝：膠體脫穩(wěn)後，聚結成大顆粒絮體的過程。一、水的混凝的主要目的二、混凝改善水質的作用途徑三、混凝在廢水處理中的作用四、混凝在水處理流程中的設置位置五、混凝對水中雜質的去除效果

混凝對改善水質的作用水的混凝的主要目的①改變水中細小顆粒（含液體顆粒）的特性，為進一步去除顆粒提供條件；②使某些溶解性物質轉變?yōu)椴蝗苄晕镔|。經混凝後進一步處理(分離)的措施有:沉澱─混凝是支配沉澱效果的主要因素氣浮─要求顆粒有一定尺度，使氣泡能夠附著直接過濾─脫穩(wěn)，去除大顆粒更為有效混凝改善水質的作用途徑

?

增大尺度:去除膠體

?

形成不溶沉澱物:去除某些可溶物質，如PO43-，F(xiàn)—

?

絮體的吸附作用：去除溶解性物質及膠體

?破乳:去除乳化油

混凝在水處理中的作用?

降低廢水的濁度、色度。?

去除多種高分子物質、有機物、重金屬，在工業(yè)廢水處理中廣為應用?

除磷?

改善懸浮物質的沉降性能

混凝在水處理流程中的設置位置可作為預處理、中間處理、最終處理，一般設在固液分離單元前

混凝對水中雜質的去除效果混凝劑與助凝劑術語3.3.1常用混凝劑3.3.2常用助凝劑

術語混凝劑:在混凝過程中加入水中的能夠起凝聚/絮凝作用的化學藥劑助凝劑:與混凝劑同時使用，促進混凝過程，改善混凝效果的藥劑，本身可起凝聚作用，也可不起凝聚作用，主要改善絮凝體的結構。

混凝劑與助凝劑1、對混凝劑和助凝劑的要求2、混凝劑3、助凝劑對混凝劑、助凝劑的要求?

混凝效果要好，投加與使用方便；?

貨源充足，價格便宜；?

飲用水使用的混凝劑/助凝劑必須無毒無害

混凝劑1.無機混凝劑鋁鹽混凝劑：①硫酸鋁[Al2（SO4）3]、②堿式氯化鋁[Aln（OH）mCl3n-m]、③明礬鐵鹽混凝劑：三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合鐵鎂鹽混凝劑：硫酸鎂、碳酸鎂[MgCO3·3H2O]

2.有機高分子混凝劑有機合成高分子混凝劑天然高分子混凝劑

鋁鹽混凝劑的特點1.腐蝕性小、淨化效果好，使用方便。2.水溫低時，形成的絮花結構鬆散，效果不如鐵鹽混凝劑。3.堿式氯化鋁是無機高分子混凝劑，其礬花形成速度快，粒重易沉，投加量比硫酸鋁低。應用較廣泛。鐵鹽混凝劑的特點1.形成的礬花較重，易沉澱，處理低溫低濁水的效果比鋁鹽好。2.適用的pH值範圍較寬，在5-11之間。3.三氯化鐵的腐蝕性大，出水含鐵量較高。4.硫酸亞鐵別名綠礬，價廉貨足，但混凝效果不如三價鐵，使用時常氧化為硫酸鐵使用，增強混凝效果。5.聚合鐵為無機高分子混凝劑，淨化效果優(yōu)於三氯化鐵和硫酸亞鐵。鋁鹽和鐵鹽的混凝特性兼有凝聚和絮凝兩種作用pH低時高電荷，低聚合度→壓縮雙電層、吸附電中和pH高時低電荷，高聚合度→吸附架橋

鎂鹽混凝劑的特點1.形成的絮凝體比鋁鹽大且重，容易沉澱，並且可重複利用。2.鎂鹽價格較貴，國內很少採用。有機高分子絮凝劑特點1.我國應用最多的有機合成高分子混凝劑為聚丙烯醯胺（PAM），為非離子型聚合物。使用濃度為0.1％-1.0％。與鋁鹽或鐵鹽合用時，滯後1-5分鐘投加。2.天然高分子混凝為：澱粉、蛋白質、纖維素、木刨花等常用助凝劑1、酸、堿類：調節(jié)pH2、絨粒核心類：粘土、高分子聚合物等，改善礬花的結構3、氧化劑類：破壞起干擾作用的有機物

1水溫

2pH值和鹼度3水中雜質性質，成分和濃度4混凝劑種類、投放量5水力條件

影響混凝作用的主要因素及其控制水溫應將水溫控制在20℃-30℃。?水溫低，絮凝體形成緩慢，結構鬆散；?水溫低，降低混凝劑的水解反應速度，因水解為吸熱反應；?水溫低，水的粘度增大，布郎運動減弱，水的剪切力增大

pH值和鹼度

?

pH影響鋁、鐵鹽水解產物的形態(tài)，是影響混凝效果的主要原因。最佳pH值的確定（如圖）

?

鹼度：起緩衝作用，以使pH保持在適宜範圍

水解反應產生H+，故在混凝劑投量大，原水鹼度不足時，需加助凝劑。

pH值和鹼度水中雜質性質、成分和濃度?

水中有二價以上正離子時，對天然水體帶負電荷的膠體微粒脫穩(wěn)有利。水中雜質顆粒的大小不一時，有利於混凝。雜質粒徑細小而均一時，混凝效果差。雜質濃度過低，則不利於顆粒間的碰撞而影響絮凝。目前低溫、低濁水的混凝是水處理的一個研究方向。

水力條件混凝過程分為凝聚和絮凝?；旌戏磻瓿赡z體的脫穩(wěn)?快速:在投藥後聚合反應未達到平衡時，利用帶電的水解中間產物脫穩(wěn)。?劇烈:創(chuàng)造良好的接觸條件。一般混合時間為10~30秒，混合池HRT≤2分鐘混合速度由快至慢——①適當的紊流程度，增加碰撞機會，不致造成絮體的沉澱，但又不能產生過大的水力剪切作用使絮體破碎。②適宜的攪拌時間，使絮體尺寸達0.6~1.0mm左右。

混凝工藝1.混凝劑的製備與投加2.混合3.反應混凝劑的製備與投加分為幹式和濕式，我國常採用濕式投加

①濕式投配的步驟

④投加

濕式投配的步驟溶藥配藥投加應注意的問題：配藥濃度、配藥次數、最佳投加量、沉渣處理

投加必須計量，投加量應滿足最佳投量對計量設備的要求：準確計量，可靈活調節(jié)，操作簡單。常用計量方式有：計量泵、轉子流量計、孔口計量。

投配方式：—

泵前加藥：①水泵吸水管上②水泵吸水喇叭口附近—

水射器：泵後、壓力管。耗能大。—重力投加：泵前、吸水井、澄清池前等—計量泵：泵後、壓力管、反應器泵前投加水射器投加計量泵投加混凝劑投加量最佳混凝劑投量應根據試驗確定。在其他條件相同時，採用不同的投加量對廢水進行混凝試驗。①水泵混合——利用葉輪高速旋轉的混合作用，適用於短距離進水管②隔板混合池——(穿孔)隔板混合池、渦流式混合池③機械混合——槳板、機械攪拌④管道混合、水射器混合——適用於壓力管道⑤採用水躍、跌水等方式混合

混合渦流式混合池往復式隔板反應池機械攪拌反應池①水力攪拌

平板垂直同波：折板a．隔板式異波：

往復隔板式：水準

回轉隔板式

：反應b．旋流反應池:c．渦流反應池：②機械攪拌:槳板式——垂直軸、水準軸均有③水力+機械、槳板+隔板的組合絮凝反應池反應網格絮凝池混凝工藝的問題與對策常見問題構築物名稱原因處理方法產生的礬花細小絮凝反應池攪拌強度過大降低攪拌強度混合池雙電層壓縮或脫水效率低增加攪拌強度缺乏凝集核可投加絨粒核心內物質pH未控制好，水解反應不徹底調節(jié)進水pH值絮體輕難沉澱絮凝反應池反應時間不夠增加反應時間缺乏凝集核可投加絨粒核心內物質有些廢水採用鋁鹽混凝劑可改為鐵鹽作為混凝劑第二章水的物理處理（二）§2-4

沉澱與隔油(Sedimentation&)§2-5

過濾

(Filtration)2.4.1沉澱池的作用與類型

1.沉澱的功能

2.沉澱的基本類型

3.沉砂池的作用

4.沉澱池的類型2.4.2沉澱池類型的選擇2.4.3隔油池的作用與類型沉澱與隔油1、給水處理中2、城市污水處理中3、工業(yè)廢水中4、在污水灌溉和氧化塘處理之前

使水中的懸浮物質（可沉物）在重力的作用下下沉，從水中分離，使水得到澄清。沉澱的功能給水處理中的功能

沉澱分離經混凝過程產生的絮體，常採用澄清池以得到澄清的出水，是飲用水處理的一個重要環(huán)節(jié)，要求濁度<20°

城市污水處理中的功能一級處理的主要工藝(沉砂、初沉池)，控制處理效果。二級處理中：①作為預處理單元，減輕生物負荷。②作為二沉池，分離生物處理過程產生的污泥，得到澄清出水③作為濃縮池，降低污泥的含水率，減小其體積，以便於進一步處理處置。

工業(yè)廢水處理中的功能

作用多樣，預處理，中間處理及最終處理均可採用。一般與混凝工藝聯(lián)用。污水灌溉和氧化塘之前——去除粗大懸浮顆粒，穩(wěn)定水質?！コ纳x卵和堵塞土壤孔隙的物質。

功能歸納1.作為化學處理與生物處理的預處理。2.用於化學處理或生物處理之後，分離化學沉澱物、分離活性污泥或生物膜。3.污泥濃縮脫水。4.灌溉農田前作灌前處理。

根據沉澱物質的性質、絮凝性、濃度分為四類。1、自由沉澱(discretesettling)2、絮凝沉澱（flocculationsettling）3、成層沉澱（zonesettling）4、壓縮沉澱（compresssettling）

沉澱的分類自由沉澱

懸浮顆粒的濃度低，在沉澱過程中呈離散狀態(tài)，其尺寸、品質、形狀均不改變，下沉不受干擾。

發(fā)生在沉砂池中。絮凝沉澱

濃度低的懸浮顆粒，在沉澱過程中發(fā)生凝聚或絮凝作用，顆粒的尺寸、品質隨深度增加而增大，沉速相應提高。

化學混凝的水中顆粒的沉澱，初沉池中。成層沉澱

又叫擁擠沉澱。顆粒在水中的濃度較大，下沉過程中彼此干擾，形成清水與渾水的明顯介面並逐漸下移。

發(fā)生在活性污泥法後的二沉池，污泥濃縮池的初期。壓縮沉澱

顆粒在水中的濃度增高到顆粒相互接觸並部分地受到壓縮物支撐。發(fā)生於沉澱池底及濃縮池中。

發(fā)生在二沉池的泥鬥中，污泥濃縮池。

簡介一、平流式沉砂池二、曝氣沉砂池

(AeratedGritChamber)

沉砂池的作用功能:從污水中分離比重較大的無機顆粒，分離有機顆粒和無機顆粒，便於分別處理和處置。設置位置：泵站前、倒虹管前、沉澱池前沉砂池簡介型式:豎流式(目前很少用)、平流式、曝氣沉砂池、多爾沉砂池等

保護機件和管道免受磨損，使沉澱池中的污泥保持較好的流動性，防止排放和阻塞管道。平流式沉沙池

加深、加寬的明渠，入口處設整流設施、閘板，多為平頂堰溢流出水，下設貯渣鬥。排渣方式:

——排砂管+底閥(螺旋推進器，射流器)——刮板

——抓鬥

平流式沉砂池曝氣沉砂池簡介1、構造形式簡介

功能:解決普通沉砂池截留的沉砂中夾帶有機物和被有機物包裹的砂粒截留效果不好的問題。曝氣的作用:使有機顆粒處於懸浮狀態(tài)；產生剪切力，促使砂粒相互摩擦，去除包裹的有機物，得到較為純淨的無機顆粒（曝氣沉砂池沉碴中有要物含量僅5％左右，不易腐?。痪哂蓄A曝氣、脫臭、防止厭氧分解、除泡等作用。水流狀態(tài):池中污水呈螺旋狀前進

曝氣沉沙池構造形式一、平流式沉澱池

(horizontalflowSedimentationTank)二、輻流式沉澱池

(radialflowST)三、豎流式沉澱池

(verticalflowST)四、斜板（管）沉澱池（tilted-plateST）沉澱池的類型平流式沉澱池1構造形式構造形式——進水區(qū)整流、布水構造：均勻布水、消能、防止短流、異重流及沖刷污泥橫向潛孔+擋板豎向潛孔+擋板穿孔花牆構造形式——集泥、貯泥:設泥鬥多鬥式單鬥式：刮泥機（鏈帶式、行車式刮泥機）——排泥:重力（靜壓）排泥吸泥車排泥井

構造形式——出水區(qū)構造：均勻集水、攔截漂浮物、防止短流、溝流，定容薄壁(平頂)堰、鋸齒堰、淹沒式孔口出流堰:控制池內水位，均勻出水；須保證單位堰長上溢流量相等(堰頂嚴格水準)，宜過大，否則滯泥。若單寬流量不能滿足，應增大堰長。增加堰長的方法舉例：豎流式沉澱池1構造形式2沉澱效率平面多為圓形或正方形，D(或邊取)<10m（若太大有什麼問題），一般4~7m中心管進水(設反射板)池周設薄壁或鋸齒堰出水，D>7m時考慮設輻射式出水槽進水口以上為沉澱區(qū)，以下緩衝、浮泥區(qū)(泥鬥)

排泥:靜水壓力，排泥管

構造形式豎流式沉澱池沉澱效率豎流沉澱池的表面負荷率=上升流速v

u>v

(去除)沉下u<v帶出u=v懸浮對自由沉澱去除率低於基本類型絮凝沉澱情況較複雜（顆粒相互碰撞，加速絮凝作用，去除率提高；接觸凝聚、截留、過濾等作用均存在）

輻流式沉澱池1構造形式2輻流式沉澱池的改進3優(yōu)缺點構造形式φ一般20~30m不宜小於16m，最大可達60~100m水流由中心處沿半徑方向向池周流動，流速由大到小，有利於沉降進水構造中心管、整流板(開孔面積為斷面的10~20％)

構造形式出水構造鋸齒堰+檔板加長堰的方法環(huán)狀集泥、排泥刮泥機刮泥(中心、周邊驅動)，泥鬥排泥吸泥機吸泥、排泥輻流式沉澱池的改進常規(guī)中進周出：a.中心管內流速大，不利絮凝；射流速度高，易帶動沉泥

b.異重流使容積利用率低，射流影響大改進措施：

a.周進中出(向心輻流式)（見圖4-2-15）無紊流，不破壞絮體，對沉泥無衝擊

b.周進周出(克服異重流，提高容積利用率)（見圖4-2-16）

周進周出優(yōu)缺點

優(yōu)點：建築容量大，採用機械排泥，運行較好，管理簡單。缺點：池中水流速度不穩(wěn)定，機械排泥設備複雜，造價高。適用條件：水量處理大的場合。斜板（管）沉澱池1淺池原理2提高效果的原因3構造和特徵淺池原理

在如圖4-2-17所示的理想沉澱池中，顆粒的運動軌跡可描述為：

（4-8）

當L、v不變時，H越小，則可截留的顆粒的u0越小。此即淺池原理。

採用淺池原理設計的沉澱池可大大縮短停留時間。實踐中，採用淺池原理設計的沉澱池有斜板、斜管沉澱池

提高效果的原因a．淺池中水流為層流狀態(tài)，減少了水流及外界因素造成的紊流；b．水流狀態(tài)穩(wěn)定，利於顆粒沉降缺點：因H小，排泥問題難解決，易堵塞。（因此，對於懸浮物濃度高的沉澱池一般不推薦使用斜板）

構造特徵

根據水流方向，可分為同向流、異向流、側向流三種同向流異向流(豎流式+斜板)

側向流(豎流式+斜板，輻流式+斜板)斜板沉澱池實景沉澱池類型的選擇1.廢水量大小廢水量大—平流式、幅流式沉澱池廢水量小—豎流式、斜流式沉澱池1.廢水量大小廢水量大—平流式、幅流式沉澱池廢水量小—豎流式、斜流式沉澱池2.懸浮物質的沉降性能與泥渣性能流動性差、比重大的污泥應採用機械排泥—平流式、幅流式沉澱池粘性大的污泥—不宜採用斜流式沉澱池沉澱池類型的選擇3.總體佈置與地質條件地下水位高、施工困難地區(qū)—平流式沉澱池用地緊張地區(qū)—豎流式、斜流式沉澱池4.造價高低與運行管理水準造價低—平流式沉澱池運行管理簡單—豎流式、斜流式沉澱池運行管理水準高—幅流式沉澱池沉澱池運行問題於對策常見問題構築物名稱原因處理方法出水中SS濃度較高沉澱池表面負荷率太高減少進水流量或增加沉澱池面積短流改善進、出水配水構造進水射流形成攪動，帶起沉泥增設進水擋板消能；及時排泥降低泥面高度斜板（管）沉澱池部分斜板（管）堵塞，造成局部負荷增高清洗斜板（管）或更換較大管徑的斜板（管）污泥發(fā)黑塊狀上浮初沉池污泥停留時間過長，厭氧消化縮短排泥週期常見問題構築物名稱原因處理方法排泥不暢初沉池排泥管內形成氣阻增加通氣管；改變排泥橫管傾角排泥啟動壓力小降低排泥橫管的高度初沉池與濃縮池壓差小找到排泥管上的控制點，並增大其與初沉池的水位差混凝沉澱池化學沉澱池同初沉池同初沉池污泥濃度太高，無法重力排泥改重力排泥為水泵吸泥方式二沉池同初沉池同初沉池出水攜帶較多微小絮體混凝沉澱池見混凝常見問題見混凝常見問題處理方法化學沉澱池反應生成顆粒細小增加混凝措施或改換沉澱劑隔油池的作用與類型適用場合：石油開採、煉製和石油化學工業(yè)的生產過程中產生的廢水。毛紡工業(yè)和屠宰場的廢水處理。焦化廢水和煤氣廠廢水。隔油池的處理對象1.水中油的分類：可浮油、乳化油、溶解油。2.隔油池處理對象：水中的可浮油。隔油池的構造——類似於沉澱池1.平流式隔油池2.斜板式隔油池平流式隔油池構造簡單，便於運行管理，除油效果穩(wěn)定。池體較大，占地面積大?？扇コ?50um以上的油珠。斜板式隔油池1作用：提升污泥使之懸浮，保持濃度穩(wěn)定且均勻分佈的泥渣層，原水中的懸浮物，得到澄清的出水，節(jié)省藥劑量。2工作特徵:將混合反應和沉澱分離集於一個池中。反應區(qū)有較高濃度的絮體凝粒，產生接觸凝聚作用，使脫穩(wěn)顆粒得到有效去除。3分類：泥渣迴圈型——機械加速澄清池，水力迴圈澄清池泥渣懸浮型——懸浮澄清，脈衝澄清池五、澄清池機械加速澄清池1.對水量、水質、水溫的變化有較強的適應能力。2.池子結構複雜，增加勒機械設備和維修保養(yǎng)工作。1.構造簡單，無機械設備。2.底坡大、池子深，只宜在中小設備中採用。水力迴圈澄清池懸浮澄清池1.結構簡單，造價低。2.進水水量、水溫及加藥量變化時，懸浮層工作不穩(wěn)定。脈衝澄清池混凝沉澱池一、過濾的淨化原理二、快濾池的工藝系統(tǒng)三、快濾池的異常問題與解決對策2.5過濾一、過濾的淨化原理1、概述

2、過濾的淨化機理阻力截留重力沉降接觸絮凝

1.概述1.1、定義

1.2、作用

1.3、設置位置1.4、濾池的類型及主要特點

1.1定義

水處理中的過濾是用具有孔洞的粒狀濾料層截留水中懸浮物和膠體，使水澄清的工藝過程。1.2作用

降低水的濁度，去除懸浮和脫穩(wěn)的膠體顆粒物(包括菌、病毒，有機物等)

1.3設置位置——給水處理中，設在沉澱(澄清)之後，進一步降低濁度(20°≤5°，達到飲用水對濁度的要求)

——直接過濾:低濁度水(投藥混合之後，對顆粒尺度要求不高)地下水除鐵、錳(曝氣氧化，產生鐵、錳的沉澱物之後)

——污水二級處理之後:去除懸浮、膠體物質

慢砂濾池(slowsandfilter)濾料尺寸0.15~0.35mm濾速0.03~0.1mm/s工作週期幾周至數月淨化機理①機械隔濾(濾膜、孔隙小)

②濾膜中的生化作用清洗方式刮除表層濾料特點出水水質好，生產效率低，僅在表層幾釐米濾層中納汙。

1.4濾池的類型及主要特點單層石英砂濾料的普通快濾池1.4濾池的類型及主要特點雙層濾料濾池濾料層作用水頭壓力式濾池重力濾池操作方便性無閥濾池虹吸濾池1.4濾池的類型及主要特點快(砂)濾池(rapid(sand)filter)濾料尺度0.5~2.0

mm濾速1.5~3.0

mm/s工作週期十幾小時至幾天清洗方式反沖洗淨化機理：機械隔濾、沉澱作用、接觸凝聚（主要）2.過濾的淨化原理2.1阻力截留

廢水自上而下流過粒狀濾料層，粒徑大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中。此層濾料間空隙變小，能截留更小的懸浮顆粒，並形成濾膜，起過濾作用。懸浮顆粒越大，表層濾料和濾速越小，越易形成篩濾膜，濾膜的截留能力越高。2.過濾的淨化原理2.2重力沉降

廢水自上而下流過粒狀濾料層，懸浮顆粒因重力作用沉降在濾料表面。重力沉降能力濾料越小，沉降面積越大，沉降性能越好。濾速越小，水流越平穩(wěn)，沉降性能越好。2.3接觸絮凝濾料的巨大表面積對懸浮物有明顯的吸附作用；砂粒表面帶負電荷，吸附帶電膠體後，在濾料表層形成正電荷，可吸附粘土、有機物等負電體。2過濾的淨化原理粒徑較大的懸浮顆粒，以阻力截留為主；

——表面過濾粒徑較細微的懸浮顆粒，以發(fā)生在濾料深層的重力沉降和接觸絮凝為主；

——深層過濾二、快濾池的工藝系統(tǒng)1、構造：常為鋼筋混凝土池子。進、出水渠洗砂排水槽濾料層、承托層配水系統(tǒng)2、工作過程：包括過濾與反沖洗兩個過程濾料與承托層一、濾料二、承托層

濾料層規(guī)格濾料層厚度：一般60~70cm濾料級配：通常K80≤2

孔隙率：一般石英砂濾料的孔隙率在0.42左右

濾料：石英砂、無煙煤、大理石粒等承托層1、作用——支撐濾料——防止濾料流失——均勻布水2、組成通常採用天然卵石，厚度約40cm濾池的反沖洗一、反沖洗二、配水系統(tǒng)三、沖洗廢水的排除四、沖洗水的供給

反沖洗1、沖洗目的：恢復濾池的工作能力2、沖洗方法

1）反沖洗：水流自下而上沖洗，與過濾方向相反

2）反沖洗+表面沖洗

3）反沖洗+空氣助沖

3、影響濾池沖洗效果的因素

配水系統(tǒng)1、作用——反沖洗時均勻布水——過濾時均勻集水2、配水與反沖洗的關係若配水不均勻會降低反沖洗效果：1）形成泥球；2）承托層鬆動，造成漏砂現(xiàn)象沖洗廢水的排除常用的沖洗廢水排除設備由洗砂排水槽和集水渠組成，如圖4-3-8所示

沖洗水的供給1）沖洗水塔：容積大，約1.5倍沖洗水量；造價高2）沖洗水泵：節(jié)省投資，但操作較麻煩；

3）利用濾池自身的水頭沖洗

三、快濾池的異常問題與解決對策1.沖洗時大量氣泡產生2.濾料結泥球3.濾料表面不平，出現(xiàn)噴口現(xiàn)象4.漏砂跑砂5.濾速逐漸降低，週期減短

見教材P24-26。4.1.1概述

4.1.2氣浮的基本形式4.1.3氣浮運行中應注意的若干事項4.1氣浮法4.1.1概述1、氣浮法的概念2、氣浮法的適用範圍3、水處理中的應用情況4、基本工藝條件

1.氣浮法的概念

氣浮法是用於從液相中分離固體或液態(tài)顆粒的工藝。它通過在液相中造成的小氣泡（通常是空氣泡）與顆粒物質接觸後形成氣泡與顆粒的結合體，使其浮力增大至足以將顆粒上升到液體表面而加以去除的工藝。

2.氣浮法的適用範圍

用於去除難於自然沉澱和上浮