第四章废水处理-1

第四次作业情况当 kr=kd时，下式的准确性？第四章 废水处理4.1 废水中的微生物废水中的微生物4.1.1 微生物的作用微生物的作用l 不同种类的微生物都具有分解有机物质的能力。微生物将胶体的和溶解性的含碳有机物转化成CO2并合成新的微生物菌体。微生物菌体的密度稍微大于水，可以利用重力沉降法将其从处理过的水中去除。l 微生物菌体本身即为有机物，以 BOD的形式存在于出水中。因此如果被处理过的水中微生物菌体未被去除，则未达到完全处理。4.1.2 微生物的分类微生物的分类 ：（ 1）以界划分：）以界划分： 动物（轮虫、甲壳生物）、植物（苔藓、藻类）、真菌（蘑菇、酵母）、原生生物（阿米巴虫）和细菌（沙门氏杆菌）。（ 2）以能源和碳源划分：）以能源和碳源划分： 异养型微生物（以有机物为碳源）、自养型微生物（仅以 CO2为碳源）。光能型微生物（利用阳光作为能源）。化能型微生物（从有机物或无机物的氧化还原反应中获得能源）。有机营养型微生物利用有机物，而无机营养型微生物则氧化无机物质。（ 3）以与氧的关系划分：）以与氧的关系划分： 专性好氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌和反硝化菌。（ 4）以生长温度划分：嗜冷性微生物（ Ks时， m= ， 菌体的生长速率为一级反应 ；当 S85%的 BOD5和悬浮固体物质，但无法显著地降低氮、磷或重金属。难以完全去除病原菌和病毒。l 当二级处理无法满足要求时，需进行三级处理，可能使用化学处理或过滤方法（就象在二级处理的末端加上一个水处理厂），或将二级处理的出水灌入土壤中，利用土壤 -作物系统去除污染物。可以去除99%的 BOD5、 磷悬浮固体和细菌，以及 95%的含氮物质。l 三级处理过程和土壤处理系统除常用于进一步处理二级处理出水外，也可用于取代传统的二级处理过程。l 废水中的污染物一部分被分解成无害的二氧化碳和水，而另一部分从废水中去除后成为固体物，即污泥。因此，为控制污染将不得不对污泥进行进一步的处理与处置。l 工业废水预处理：工业废水预处理： 城市或工业废水中可能含有有毒物质，而废水的收集与处理系统并不是针对这些物质来进行设计的。当这些物质未被去除时则影响出水水质，若被去除则沉积在污泥中，使污泥成为了有害固体废物，影响污泥的进一步处理或资源化利用。废水预处理的目的：废水预处理的目的：l 防止污染物干扰废水处理厂的运行，包括影响污泥的利用与处置；防止污染物直接通过处理设备或使这些设备无法运转；增加城市与工业废水及污泥再循环与利用的机会。4.5 预处理单元操作预处理单元操作l 为保护废水处理厂的设备，将一些设施与构造物放在一级处理操作前，由于通过这些设施降低 BOD5的效果很有限，因此称其为预处理。4.5.1 格栅格栅l 废水进入处理厂遇到的第一个设施通常就是格栅。目的：去除会阻塞或卡住泵、阀及其它机械设备的大颗粒物质，下水道废水中的破布、木材及其它颗粒较大的物质被格栅去除。以机械方式清除格栅上的拦截物。定期填埋。4.5.1 格栅格栅l 废水进入处理厂遇到的第一个设施通常就是格栅。目的：去除会阻塞或卡住泵、阀及其它机械设备的大颗粒物质，下水道废水中的破布、木材及其它颗粒较大的物质被格栅去除。以机械方式清除格栅上的拦截物。定期填埋。l 格栅的种类有粗栅、人工清渣格栅与机械清渣格栅。粗栅有 40150mm的较大间隙，防止木材等非常巨大的物质进入水处理厂。后面一般还有较小间隙的格栅。人工清渣格栅的间隙为 2550mm， 流过渠道的设计速率在 0.30.6m/s， 人工清渣格栅很少使用。l 机械清渣格栅的间隙范围在 540mm， 流过渠道的最大速度在 0.61.2m/s， 最小速度在 0.30.6m/s， 以避免沙砾累积。为方便格栅清淤或修理时备用，一般至少设置 2个。4.5.2 沉砂池沉砂池l 作用：去除惰性的、较重的物质，如沙子、碎玻璃、淤泥及卵石。若这些物质在废水中未被去除，将会磨损泵及其它机械设备。l 沉砂池有三种基本类型：平流沉砂池、曝气沉砂池与恒水位快速沉砂池。（ 1）平流沉砂池）平流沉砂池l 也称为流速控制型沉砂池，可由传统沉淀理论分析其中不可凝聚颗粒的行为（第一型沉淀）假设水平流速保持在 0.3m/s时，可用 STOKES定律分析并进行设计。流体流速可由渠道末端的特殊堰加以控制。平流沉砂池最少需要设计两个渠道以备用。l Example: 长 13.5米，宽 0.56m的平流沉砂池，当其平均流量为 0.15m3/s， 水平流速为 0.25m/s时，是否可以收集相对密度为 2.65，半径为 0.10mm的沙砾？已知废水温度为 22C。l Solution: 22C时，水的密度为 997.774kg/m3， 粘度为0.995mPa.s， 利用 STOKES公式计算最终沉淀速度：代入各数值，得到 vs = 36 mm/s。 颗粒的密度由其相对密度乘以水的密度。计算处理面积： Ac=0.15m3/s0.25m/s=0.60m2。渠道水深： h=0.60m2/0.56m=1.07m。l 当沙砾从沉砂池的液面流入，则到达底部所需时间 t为： t=h/vs=1.07m/0.036m/s=29.6s；当池子长度为 13.5m， 水平流速为 0.25m/s时，液体在池中的停留时间为 13.5/0.25=54s。 因此，上述颗粒可在沉砂池中去除。l 普通平流沉砂池的主要缺点是：沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池可以克服这一缺点。（ 2）曝气沉砂池）曝气沉砂池l 在曝气沉砂池内液体以螺旋滚动方式运动，较重的颗粒被甩向外层而下沉，较轻的颗粒被水流带走。气泡的剪切作用可剥除粘附在沙砾表面的有机物质。l 曝气沉砂池的操作受滚动速度和水力停留时间的影响。滚动速度可通过调整注入空气的速率来控制，沉砂池长度方向上空气速率的范围为 0.150.45m3/(min.m)， 最大设计流量时的水力停留时间