同济大学水污染控制工程讲义(完整)pdf

作者:to88通盈官方网站 | 2020-10-29 13:15

  研 制:周 琪 徐竟成 黄翔峰 杨殿海 参加研制:王诗烽 史 妍 朱 环 一、水循环 1. 自然界的水循环 1. 降低工业污染 水质类似城市污水的工业废水可采用向排放单 位收税或收费的办法以降低其排污量。 水质不符合排入城市沟道要求的工业废水,必 须在厂内就地处理,否则按国家要求必须停产。 2. 建设城镇排水系统 城市水体是容纳雨水的理想设施,在城市总体 规划中应纳入水体规划,与公园、绿地规划相配 合。 浙江东部的I 类水体 浙江东部的I 类水体 浙江东部的I 类水体 城市污水处理厂 城市污水处理厂 第一章 排水沟道系统 第一章 排水沟道系统 第一章 排水沟道系统 第一节 城市排水系统的体制和组成 第一节 城市排水系统的体制和组成 第一节 城市排水系统的体制和组成 第二节 沟道及沟道系统上的构筑物 第二节 沟道及沟道系统上的构筑物 第二节 沟道及沟道系统上的构筑物 第三节 排水泵站 第三节 排水泵站 第三节 排水泵站 完全分流制排水系统 不完全分流制排水系统 适用于地形适宜、 有地面水体、可顺 利排泄雨水的城 镇。 半分流制排水系统 适用于生活水平高、环境 质量要求高的城镇。 井底流槽的形式 ①进水井 ②出水井 ③沟管 ④溢流堰 ①进水井 ②出水井 ③沟管 ④溢流堰 ①进水井 ②出水井 ③沟管 ④溢流堰 第 二 章 沟道水力学 第 二 章 沟道水力学 第一节 沟道中的水流情况 第一节 沟道中的水流情况 第一节 沟道中的水流情况 第二节 污水沟道水力学设计的原则 第二节 污水沟道水力学设计的原则 第二节 污水沟道水力学设计的原则 第三节 沟道水力学计算用的基本公式 第三节 沟道水力学计算用的基本公式 第三节 沟道水力学计算用的基本公式 第四节 水力学算图 第四节 水力学算图 第四节 水力学算图 第五节 沟道水力学设计数据 第五节 沟道水力学设计数据 第五节 沟道水力学设计数据 第六节 沟段的衔接 第六节 沟段的衔接 第六节 沟段的衔接 第七节 沟段水力学计算举例 第七节 沟段水力学计算举例 第七节 沟段水力学计算举例 第八节 倒虹管水力学计算举例 第八节 倒虹管水力学计算举例 第八节 倒虹管水力学计算举例 第九节 常用排水泵 第九节 常用排水泵 第九节 常用排水泵 第十节 排水泵站水力学计算举例 第十节 排水泵站水力学计算举例 第十节 排水泵站水力学计算举例 例2-6 已知L =190m,qV =66L/s,I =0.008(上端地面 高程44.50m,下端地面高程43.40m),上游沟段D = 400m,和h/D =0.61,其下端沟底高程为43.40m,覆 土厚度0.7m。如下图所示: 求:管径与沟底高程。 (3 )轴流泵 主流方 向和泵 轴平行 图 图 图 装 装 装 安 安 安 泵 泵 泵 污 污 污 潜 潜 潜 (3 )螺旋泵 扬程低,转速低,流量范围大,效率稳定,适用 于提升回流活性污泥。 当进水水位达到泵轴心管边缘螺旋叶片处时,提 升水量qV达到最大值。 (2 )水射器(泵) 适用于小型泵站,具有结构简单、占地少、安装 容易、工作可靠等特点。 第三章 污水沟道系统的设计 第三章 污水沟道系统的设计 第一节 污水设计流量的确定 第一节 污水设计流量的确定 第二节 污水沟道系统的平面布置 第二节 污水沟道系统的平面布置 第三节 沟道在街道上的位置 第三节 沟道在街道上的位置 第四节 污水沟道的水力学设计 第四节 污水沟道的水力学设计 第五节 沟道施工图的绘制 第五节 沟道施工图的绘制 第六节 污水泵站的设计 第六节 污水泵站的设计 地形具有适中的坡度 地形将城市划分成高低二区 管线隧道(共同沟) 粗格栅 细格栅 第四章 城镇雨水沟道的设计 第四章 城镇雨水沟道的设计 第一节 雨水径流量的估算 第一节 雨水径流量的估算 第二节 雨水径流量的调节 第二节 雨水径流量的调节 第三节 城镇雨水沟道的设计 第三节 城镇雨水沟道的设计 第四节 雨水泵站的设计 第四节 雨水泵站的设计 第五节 城镇防洪 第五节 城镇防洪 第六节 合流沟道系统的设计 第六节 合流沟道系统的设计 第七节 我国旧城传统排水措施 第七节 我国旧城传统排水措施 尽量利用池塘、 利用地形, 河浜受纳地面径 就近排放 流,最大限度地 地面水体, 减少雨水沟道 降低造价。 的设置。 雨水沟道设计的原则 因雨水泵站投 因明沟造价 低,考虑采用明沟。 资、用电量都很 大,尽量避免 在建筑物密度较高、 设置雨水泵站。 交通繁忙的地区, 可采用加盖明沟。 根据城市规划和建设情况,考虑 利用河湖水体与洼地调蓄雨水,把 地形条件、地下水位以及原有的和 布置原则 规划的地下设施、施工条件等因素 综合考虑,合理布置,分期建设, 雨水沟道 逐步完善。 系统的平 平坦地区:为避免干沟埋深过 大,增加造价,干沟应设在流域 面布置 受地形 的中部,以减少两侧支沟长度。 影响 陡坡地区:为避免因沟道坡度太陡, 设跌水窨井等特殊构筑物,使干沟与 等高线斜交,以适当减少干沟坡度。 沟系定线 雨水沟系常沿道路铺设, 设在道路中线的一侧,与道路 受道路交 相平行,尽量在快车道以外。 通影响 雨水口的设置位置,要 配合道路边沟,在道路交叉 口处,雨水不应漫过路面。 按水泵轮轴 安装的位置 卧式 竖式 斜式 按泵组间 是否浸水 干室 湿室 下层:吸 中层: 上层:电 下层:连进水池 上层: 水室,连 水泵间 动机间 (水泵浸于水中) 电机间 进水池 特点:结构简单,造价较低,吸水 特点:检修方便,卫生条 口处易发生漩涡,设备的拆装、检 件好,因电动机间干燥, 修和维护较为不便,室内的电器 运行条件好,造价较高 设备容易受潮,卫生条件较差 第五章 排水沟道施工 第五章 排水沟道施工 第一节 排水沟道的埋设方法 第一节 排水沟道的埋设方法 第二节 开槽施工 第二节 开槽施工 第三节 顶管施工 第三节 顶管施工 第四节 井点排水 第四节 井点排水 第五节 排水沟道工程的施工 第五节 排水沟道工程的施工 a.横撑(采用疏撑) b.竖撑(采用疏撑) c.密撑(钢板桩) a.横撑(采用疏撑) b.竖撑(采用疏撑) c.密撑(钢板桩) a.横撑(采用疏撑) b.竖撑(采用疏撑) c.密撑(钢板桩) 第六章 排水沟道系统的管理和养护 第六章 排水沟道系统的管理和养护 第一节 排水沟道系统的管理 第一节 排水沟道系统的管理 第二节 排水沟道系统的维护 第二节 排水沟道系统的维护 第三节 排水沟道系统的修理 第三节 排水沟道系统的修理 将排水沟道、排水泵站和 统一管理 污水处理厂,统一交给一个机 构进行管理。 管 由一个机构负责排水沟道 理 分散管理 的管理,由另一个机构负责排 模 水泵站和污水处理厂的管理。 式 连接支管由所在地区的一 分级管理 个机构管理,而排水总管则由 另一个机构来统一管理。 采用何种管理模式,主要取决于工程规模和如 何达到管理的效率最高,管理力度最大,能确保排 水沟道系统有最好的效益。 使排水沟道系统始终保持良好和 目的 安全的运行状态,发挥排水沟道的功 能 排水 对雨水口、检查井清掏积泥、洗 沟道 刷井壁、配齐或更改井盖、井座及踏 系统 步 维护 对排水管道定期采用摇车疏通、 竹片疏通或水力疏道 内容 对排水明渠定期整修边坡、清除 污泥 对污水排放口经常巡视,及时制 止向排放口倾倒垃圾和在其附近堆物 占用 对雨水 口、检查井清 掏积泥 对排水管 道定期采用摇 车疏通、竹片 疏通或水力疏 道 吸泥车 软轴通沟机 袜统法 适用于各种管径 的管道,且可以 不开挖地面,但 费用较高 胀破法 需开挖少量地 面,且只可用于 容易破裂的地面 第七章 第七章 排水管管节的安全核算 排水管管节的安全核算 第一节 概 述 第一节 概 述 第二节 管节的外压试验 第二节 管节的外压试验 第三节 荷载计算 第三节 荷载计算 第四节 管道强度核算 第四节 管道强度核算 第五节 荷载计算和安全核算示例 第五节 荷载计算和安全核算示例 管节的外压试验,一般在产品出厂检验 时采样进行。 采用三点试验法,通过机械压力的传 递,求得管体最大线性荷载值。 试验安装示意 二、竖向车辆荷载 地面车辆荷载传到地下管道上的竖向压力,可按 下式计算: (1) 单个轮压传递的竖向压力 p D D C μ0 p CY ( ) ( 1.4 ) 1.4 l r +b r + (2) 两个以上轮压综合影响传递的竖向压力 n p D D C μ0 p CY ⎛ n−1 ⎞ l r nb ( d 1.4 )r + + ⎜ +∑ i 1.4 ⎟ ⎝ 1 ⎠ 车辆荷载的动力系数 覆土厚度 ≤0.25 0.30 0.40 0.50 0.60 ≥0.70 /m 动力系数 1.30 1.25 1.20 1.15 1.05 1.00 μD 由上表可以看出车辆产生的冲击荷载对排水 管道的影响较小,当管道埋深大于等于0.7m时, 其动力系数为1.0,即车辆的冲击荷载可以不 计,可以看成静止的车辆荷载。 3. 堆积荷载 3. 堆积荷载 按地面堆积杂物10kN/m2计,d/D =2/1.85=1.08 S O 查图,得n =0.58 D p =n ·p ·D =10.7kN/m DY D D 0 4. 总竖向荷载p 4. 总竖向荷载pT T p =p +p +p =95kN/m T SY CY DY 二、 安全核算 二、 安全核算 一般认为外加荷载小于产品设计裂缝荷载即为安 全。 查图,包角为90º预制混凝土底座的装配系数E = Z 1.8,另外钢筋混凝土管的安全系数为1.75。 α⋅1p.75 95 × T FN ≥ 92.4kN / 104kN / m〈 m E 1.8 Z 可以采用上海某厂生产的Q/PSAT03,D =1500mm g 的钢筋混凝土排水管埋设于上述条件的地下。 第八章 第八章 城镇排水工程的规划 城镇排水工程的规划 第一节 水污染控制的具体目标 第一节 水污染控制的具体目标 第二节 城镇排水工程规划的进行 第二节 城镇排水工程规划的进行 第三节 城镇排水工程规划的内涵 第三节 城镇排水工程规划的内涵 城镇排水工程规划应与城镇总体规划同时进 行,起步可以滞后一些。 有三个重要问题需要城镇总体规划总工程师邀 约有关工程的负责人员协议,并作为决定共同遵 守。 防洪与雨水 工业废水 城市污水处理程度 防洪与雨水 除特殊地区的雨水径流应作为工业废水处置 外,一般雨水径流主要是宣泄问题,也就是雨洪问 题。 对于历史上有洪涝灾害的城镇,尤其需要多方 面研究,精心设计。 雨水排除措施能在建设过程中综合地解决,有 可能最大限度地降低排水工程的费用和最大限度地 保护接受废水的水体。 工业废水 城市排水规划的工作 了解城市中工厂的概况,概要地调查工业废 水的水质和水量; 对水质特劣、水量特多的工厂提请厂方重 视,之后进一步作实地调查,提出城市对工厂的 要求,明确城市接纳工厂生产废水的条件,写入 规划。 城镇污水的处理程度 按当前最高级的处理进行规划。 第三节 第三节 城镇排水工程规划的内涵 城镇排水工程规划的内涵 排水工程规划是主管城镇建设的领导对城市排 水工程作决策时所依据的主要文件,应陈述和论证 下面列举的内容: 工程服务区界,废水现况和发展,对工程设 计年限和工程进度的建议。 区界内水体的污染情况及其对本城市用水和 环境质量的影响。 排水体制的选择和论证(从社会效益和经济效 益上充分分析) 。在选择体制时,特别应当调查和 研讨区界内工业企业或特殊单位的废水对排水工 程和环境保护的影响,以及相应的对策。 城市污水处置方式的探讨和建议,应充分探 讨压缩废水量、废水收费、废水利用、废水排 放、处理程度等对排水工程建设有重大影响的问 题。 城市排水系统的初步设计,包括标示干沟和 总干沟、主要泵站、处理厂、出水口等构筑物和 建筑物位置的总平面图;干沟和总干沟的初步设 计;泵站初步设计;处理厂的初步设计( 流程、 处理构筑物的容量和设备、厂址平面图、高程规 划) ;工程概算。 第九章污水水质与污水出路 第一节 污水水质 第一节 污水水质 第二节 污染物在水体环境中的 第二节 污染物在水体环境中的 迁移与转化 迁移与转化 第三节 污水出路 第三节 污水出路 水 和 污 水 中 固 体 成 分 的 内 部 相 关 性 ) L / g m ( 量 氧 需 BOD与CBOD、NBOD 时间/d BOD 与BOD L 5 时间/d 融会贯通各水质指标间的关系 排放水体 污水的 工农业利用 最终出路 地下水回灌 对人体健康不应产生不良影响 污 对环境质量和生态系统不应产生不良影响 水 回 对产品质量不应产生不良影响 用 应 应符合应用对象对水质的要求或标准 满 应为使用者和公众所接受 足 的 回用系统在技术上可行、操作简便 要 求 价格应比自来水低廉 应有安全使用的保障 供 水 城市生活用水 城 和市政用水 市 城市绿地灌溉 污 农业、林业、 市政与建筑用水 水 渔业和畜牧业 回 城 市 景 观 用 工 业 工艺生产用水 的 几 冷 却 用 水 个 地下水回灌 方 锅 炉补充 水 面 其他方面 其 他杂用 水 第十章 污水的物理处理(1) 第一节 格栅和筛网 第一节 格栅和筛网 第二节 沉淀的基础理论 第二节 沉淀的基础理论 第三节 沉砂池 第三节 沉砂池 回转式固液分离机 曝气沉砂池前细格栅 格栅、筛网截留的污染物的处置方法: 填埋 焚烧(820℃以上) 堆肥 将栅渣粉碎后再返回废水中,作为 可沉固体进入初沉池。 理想沉淀池的几个假定: 沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同,水平流速为v; 悬浮颗粒在沉淀区等速下沉,下沉速度为u; 在沉淀池的进口区域,水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个 过水断面上; 颗粒一经沉到池底,即认为已被去除。 由上述假定得到的悬浮颗粒自由沉降迹线: 平流式沉砂池 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池,它构 造简单,工作稳定。 曝气沉砂池实景 第十章 污水的物理处理(2) 第四节 沉淀池 第五节 隔油和破乳 第六节 浮上法 沉淀池三种流态 平流式 平流式 竖流式 辐流式 竖流式 辐流式 辐 水 进 心 中 流 式 沉 淀 池 水 进 边 周 剖 面 安装中的斜板/斜管沉淀池 气 浮 池 气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积,使微气泡与水 中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附,并使带气颗粒与水分离。 平流式气浮池 竖流式气浮池 目前最常用,其反应池与气浮池合建。 竖流式气浮池的基本工艺参数与平流 废水进入反应池完全混合后,经挡板底部 式气浮池相同。 进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触 其优点是接触室在池中央,水流向四 时间,然后由接触室上部进入分离室进行 周扩散,水力条件较好。 固液分离。池面浮渣由刮渣机刮入集渣 缺点是与反应池较难衔接,容积利用 槽,清水由底部集水槽排出。 率较低。 平流式气浮池的优点是池深浅、造价 有经验表明,当处理水量大于 3 低、构造简单、运行方便。 150‾200m/h,废水中的可沉物质较多 缺点是分离部分的容积利用率不高等。 时,宜采用竖流式气浮池。 气浮池的有效水深通常为2.0‾2.5m,一般以单格宽度不超过10m,长度不超过15m为 宜。 废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关,一般为 5‾15min。 为避免打碎絮体,废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.1m/s。废水在接触 室中的上升流速一般为10‾20mm/s,停留时间应大于60s。 第十一章 废水生物处理的基本概念 和生化反应动力学基础 第一节 废水的好氧生物处理和厌氧生物处理 第一节 废水的好氧生物处理和厌氧生物处理 第二节 微生物的生长规律和生长环境 第二节 微生物的生长规律和生长环境 第三节 反应速度和反应级数 第三节 反应速度和反应级数 第四节 米歇里斯-门坦 第四节 米歇里斯-门坦 (Michaelis-Menten)方程式 (Michaelis-Menten)方程式 第五节 莫诺特(Monod)方程式 第五节 莫诺特(Monod)方程式 第六节 废水生物处理工程的 第六节 废水生物处理工程的 基本数学模式 基本数学模式 底物降解: 污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物 质称为底物或基质。 可生物降解有机物量:可通过生物的降解转化的量 可生物降解底物量:包括有机的和无机的可生物利用物质 复杂物质分解为简单物质 分解代谢 (异化作用) 释放能量 新陈代谢 能量代谢 物质代谢 吸收能量 合成代谢 (同化作用) 简单物质合成为复杂物质 能量循环:三磷酸腺苷ATP(Adenosine Triphosphate) AMP+‾P→ADP+ ‾P →ATP ADP磷酸化生成ATP: ATP水解产生能量 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 ADP磷酸化 电子传递磷酸化 光合磷酸化 细胞合成 低能化合物 ATP 磷酸根 能量 生理需要 + 高能化合物 ADP 热能释放 微生物的呼吸类型 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能 根据受氢体的不同分为 好氧呼吸 厌氧呼吸 根据氧化的底物、氧化产物的不同 按反应过程中的最终受氢体的不同 异养型微生物 自养型微生物 发 酵 无氧呼吸 好氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种呼吸方式,获得的 能量水平不同, 如下表所示。 呼吸方式 受氢体 化学反应式 好氧呼吸 分子氧 C H O +6O → 6CO +6H O+2817.3kJ 6 12 6 2 2 2 能量利用率42% C H C +4NO - 无氧呼吸 无机物 6 12 6 3 →6CO +6H O+2N ↑+1755.6kJ 2 2 2 发酵 有机物 C H C →2CO +2CH CH OH+92.0kJ 6 12 6 2 3 2 能量利用率26% 微生物的生长规律 微生物的生长规律一般是以生长曲线来反映 按微生物生长速率,其生长可分为四个生长期 停滞期(调整期) 对数期(生长旺盛期) 静止期(平衡期) 衰老期(衰亡期) 反 应 速 度 在生化反应中,反应速度是指单位时 间里底物的减少量、最终产物的增加 量或细胞的增加量。在废水生物处理中,是以单位时间里底物的减少或细胞 的增加来表示生化反应速度。 图中的生化反应可以用下式表示: d X[ ] d S [ ] ⎛ ⎞ S X y P → z ⋅ + ⋅ 及 − y ⎜ ⎟ d t ⎝ d t ⎠ [] [ ] d S 1 d X ⎛ ⎞ =− 即 ⎜ ⎟ t y d t ⎝ d ⎠ d X[ ] 式中:反应系数 y d S [] 又称产率系数,mg(生物量)/mg(降 解的底物)。 该式反映了底物减少速率和细胞增长速率之间的关系,是废水生物处理中研 究生化反应过程的一个重要规律。 第十二章 稳定塘和污水的土地理 第一节 稳定塘 第一节 稳定塘 第二节 污水土地处理 第二节 污水土地处理 稳定塘的分类 按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分 好 氧 塘 水生植物塘 兼 性 塘 厌 氧 塘 常 其 生 态 塘 见 他 曝 气 塘 完全储存塘 深度处理塘 好 氧 塘 好氧塘内的生物种群 好氧塘内的生物种群主要有 藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。 8 9 菌类主要是生存在水深0.5m的上层,浓度为1×10 ~5×10 个/mL,主要种属与活性污泥和生物膜相同。 原生动物和后生动物的种属数与个体数,均比活性污泥法 和生物膜法少。 藻类的种类和数量与塘的负荷有关,它可以反映塘的运行 状况和处理效果。 曝 气 塘 曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘 曝气塘的两种类型 完全混合曝气塘 部分混合曝气塘 完全混合曝气塘中曝气装置的强 部分混合曝气塘不要求保持全部 度应能使塘内的全部固体呈悬浮状 固体呈悬浮状态,部分固体沉淀并 态,并使塘水有足够的溶解氧供微 进行厌氧消化。其塘内曝气机布置 生物分解有机污染物。 较完全混合曝气塘稀疏。 曝气塘出水的悬浮固体浓度较高,排放前需进行沉淀,沉淀的方 法可以用沉淀池,或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性 塘,则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。 曝气塘的水力停留时间为3~10d,有效水深2~6m。曝气塘一般 不少于3座,通常按串连方式运行。 法国南部某镇(MeZe),氧化塘污水处理系统 稳定塘的流程组合 稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异,下图为几种典型 的流程组合。 第十三章 污水的好氧生物处理(一) ——生物膜法 第一节 生物滤池 第一节 生物滤池 第二节 生物转盘 第二节 生物转盘 第三节 生物接触氧化法 第三节 生物接触氧化法 第四节 生物流化床 第四节 生物流化床 典型的生物滤池的构造 滤 床 布水设备 排水系统 (1)布水横管根数与直径 布水横管根数 布水横管的根数决定于池子和滤速的大小, n取偶数,布水水量大时用4根,一般用2根。 布水横管直径 D1 4 q D 1 π ⋅v 3 q` —— 每根布水横管的最大设计流量,m /s ; V v—— 横管进水段流速,m/s; 3 qV—— 每个滤池处理的水量,m /s ; n—— 横管数。 生物转盘的构造 生物转盘的主要组成部分 盘片 转动轴 废水处理槽 驱动装置 生物转盘的新进展 接触氧化池外观图 第十四章 污水的好氧生物处理 ——活性污泥法 什么是活性污泥? 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群 体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力 的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。 从常用污水处理流程看曝气系统 进厂污水 2 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 A /O 反应池 UV 消毒 剩余污泥 鼓风机房 排放 污泥脱水车间 泥饼外运 推流式曝气池 浅层曝气 1953年派斯维尔(Pasveer)的研究: 氧在10℃静止水中的传递特征,如下图所示。 特点:气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在 水的浅层处用大量空气进行曝气,就可以获得较高的氧传递 速率。 氧化沟 氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式,它的池体狭长,池深较浅,在 沟槽中设有表面曝气装置。 曝气装置的转动,推动沟内液体迅速流动,具有曝气和搅拌两个作 用,沟中混合液流速约为0.3~0.6m/s,使活性污泥呈悬浮状态。 活性污泥生物滤池(ABF工艺) 上图为ABF的流程,在通常的活性污泥过程之前设置一 个塔式滤池,它同曝气池可以是串联或并联的。 第十四章 污水的好氧生物处理(二) ——活性污泥法 学 大 第三节 活性污泥法的发展和演变 第三节 活性污泥法的发展和演变 第四节 活性污泥法的设计计算 第四节 活性污泥法的设计计算 济 第五节 二次沉淀池 第五节 二次沉淀池 同 第六节 活性污泥法系统设计和 第六节 活性污泥法系统设计和 运行中的一些重要问题 运行中的一些重要问题 学 大 济 气 同 曝 减 渐 学 大 济 同 学 大 济 同 活性污泥生物滤池(ABF工艺) 学 大 济 同 上图为ABF的流程,在通常的活性污泥过程之前设置一 个塔式滤池,它同曝气池可以是串联或并联的。 学 大 济 同 第十六章污水的化学处理 第十六章污水的化学处理 第一节 化学混凝法 第一节 化学混凝法 第二节 中和法 第二节 中和法 第三节 化学沉淀法 第三节 化学沉淀法 第四节 氧化还原法 第四节 氧化还原法 一、混凝原理 化学混凝 处理的对象主 要是水中的微 小悬浮物和胶 体杂质。 1. 胶体的稳定性 (2) 混凝剂溶液的投加 转子 流量 计 计 量 设 电磁 备 流量 计 泵前重 力投加 投 加 方 水射器 式 投加 2. 混合设备 (1) 水泵混合 (2) 隔板混合 (3) 机械混合 (2) 机械反应池 2. 过滤法 石灰石或白云石作中和剂时常呈粗粒状,可作 滤料,故用过滤法。 第十五章 第十五章 污水的厌氧生物处理 污水的厌氧生物处理 第一节 厌氧生物处理的基本原则 第一节 厌氧生物处理的基本原则 第二节 污水的厌氧生物处理方法 第二节 污水的厌氧生物处理方法 第三节 厌氧生物处理法的设计 第三节 厌氧生物处理法的设计 第四节 厌氧和好氧技术的联合运用 第四节 厌氧和好氧技术的联合运用 污泥的厌氧处理面对的是固态有机物,所以称为消化。 两阶段 液态污泥的pH 迅速下降,转 消化 液化( 酸化) 化产物中有机酸是主体 过程 气化( 甲烷化) 产生消化气,主体是CH4 四阶段 大分子有机物 水解 水解的和溶 酸化 (碳水化合物, 蛋白质,脂肪等) 细菌的胞外酶 解的有机物 产酸细菌 有机酸 乙酸化 甲烷化 CH4 醇 类 乙酸 醛类等 乙酸细菌 甲烷细菌 CH 4 H2 ,CO2 甲烷细菌 pH :6.8~7.2 影响甲烷菌 生长的因素 温度:35~38ºC和52~55ºC 甲烷菌专性厌氧,且处理系统中不能含有浓度过 高的SO42- ,SO32- 。 污水和泥液中的碱度有缓冲作用,如果有足够的碱 度中和有机酸,其pH 有可能维持在6.8以上,酸化和甲 烷化两大类细菌就可以共存,从而消除分阶段现象。 厌氧法与好氧法相比,降解较不彻底,放出的热 量少,反应速度低。 主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较 高的有机工业废水的处理。 一、化粪池 用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不 设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅 式建筑。 化粪池例图 三、厌氧接触法 对于悬浮物较高的有机废水,可以采用厌氧接 触法,它实际上是厌氧活性污泥法,不需要曝气而 需要脱气。 四、上流式厌氧污泥床反应器(UASB) 试验结果证明,良好的污泥床,有机负荷率和 去除率高,不需要搅拌设备,能适应负荷冲击和温 度与pH 的变化。 上流式厌氧污泥床反应器 五、分段厌氧处理法 第一段:水解和液化有机物为有机酸;缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质,并将截留难降解的固态 物质。 第二段:保持严格的厌氧条件和pH ,以利于甲 烷菌的生长;降解、稳定有机物,产生含甲烷较多 的消化气,并截留悬浮固体,以改善出水水质。 第十七章 第十七章 污水的吸附法、离子交换 污水的吸附法、离子交换 法、萃取法和膜析法处理 法、萃取法和膜析法处理 第一节 吸 附 法 第二节 离子交换法 第三节 萃 取 法 第四节 膜 析 法 五、吸附法在污水处理中的应用 1. 吸附法除汞 活性炭有吸附汞和汞化合物的性能,但因其吸附 能力有限,只适宜于处理含汞量低的废水。 吸附法除汞流程 二、萃取过程 萃取过程的三种流程 1. 筛板萃取塔 分子扩散作用 渗析法 动力 电力 电渗析法 压力 反渗法和超过滤法 阳极反应式: 2H O 2H →2OH + + − 2 2H SO +H SO+ → 2− 4 2 4 − + 2OH O →2H ↑2e+ + 2 阴极反应式: Fe 2e+ →Fe2+ ↓ 2H +2e →H + ↑ 2 第十八章城市污水的深度处理 第一节 氮磷的去除 第二节 城市污水的三级处理 (2) 生物脱氮工艺 a. 三段生物脱氮工艺 将有机物氧化、硝化及反硝化段独立开来,每一 部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系 统。 (2) Phostrip去除磷工艺流程 MSBR脱氮除磷工艺 混合液回流 搅拌 搅拌 N2 沉淀池 原污水 处理出水 厌氧反应器 缺氧反应器 好氧反应器 磷释放 脱氮 BOD 去除、硝化 磷吸收 污泥回流 传统A2O工艺 剩余污泥 污泥回流 混合液回流 泥 序批池 预 水 厌 厌 缺 好 缺 分 氧 氧 氧 氧 出水 氧 离 池 池 池 池 序批池 进水 MSBR工艺 剩余污泥 排泥泵 搅拌器 序批池Ⅰ 1# 内循环回流 MSBR池平面图 混合液回流 混合液回流 进水 Q 缺氧池一 泥水分离池 厌氧池 缺氧池二 主曝气池 3# 2# 4# 5# 6# 上清液 出水Q 序批池Ⅱ 7# 出流混合液 Q MSBR单元工作状态 时段 单元1 单元2 单元3 单元4 单元5 单元6 单元7 时段1 搅拌 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 沉淀 时段2 曝气 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 沉淀 时段3 预沉 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 沉淀 时段4 沉淀 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 搅拌 时段5 沉淀 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 曝气 时段6 沉淀 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 预沉 第十九章 第十九章 小型污水处理设施 小型污水处理设施 第一节 小型污水处理设施水量水质特点 第一节 小型污水处理设施水量水质特点 第二节 组合式生活污水处理设备 第二节 组合式生活污水处理设备 污水流量和水质特点 一个生活小区的污水流量及其水质变化 和一个城市相比要大得多,而流量和水质是 设计的基本依据。 一、组合式生活污水处理设备分类 1. 好氧处理设备 它可分成两类,一类主要是去除COD和BOD5,第 二类在去除COD和BOD 的同时,还要去除NH -N。 5 3 (1) 单级好氧处理设备 污水 格栅调节池 初沉池 接触 二沉池消毒池 出水 氧化池 污泥池 处置 (2) 多级好氧处理设备 目的是转化NH3-N为硝态氮。其工艺和 单级好氧一样。 2. 缺氧-好氧和厌氧-缺氧-好氧相组合的处理设备 这类设备不仅能有效去除COD,BOD5, 还能脱氮,厌氧-缺氧-好氧工艺还能除磷。 (1) 缺氧-好氧处理设备 污水粗格栅调节池 细格栅 缺氧池 接触 二沉池消毒池 出水 氧化池 处置 (2) 厌氧-缺氧-好氧脱氮除磷处理设备 污水 格栅调节池 沉砂池 厌氧池 缺氧池好氧池 沉淀池 消毒 排放


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