《环境工程基础》PPT课件.ppt

2.1.3 水质指标与标准 常用废水水质指标 物理性质：色度，温度，悬浮颗粒（SS） 化学性质：pH、有机物、耗氧量（DO） 、溶解性固体、有毒物、NH3-N、TN、TP 有机物综合指标：生物需氧量（BOD）、 化学需氧量（COD）、TOD（总需氧量） 单项指标：重金属含量等 生物学指标：细菌总数、大肠菌数 几个简化表示说明: SS(suspended solid) DO(Dssolved Oxygen) BOD(Bio-chemical Oxygen Demand) COD(Chemical Oxygen Demand) TOD(Total Oxygen Demand) 其他水质指标（略） 污水排放质量标准 污水综合排放标准 各种工业污水排放标准 污水综合排放标准（GB89781996）将污染物分成 两类： I类（13项）对人体健康产生长远影响，不允许稀 释，一律执行严格标准 II类（56项）长远影响小于I类 按排放区域不同执行不同的标准。 典型城市污水处理系统流程 废水的三级处理系统 一级处理系统：主要解决悬浮固体、胶体、 悬浮油类等污染物质的分离。主要处理方法有： 格栅、沉淀、过滤、混凝等。 二级处理系统：主要解决可分解或氧化的呈 胶状或溶解状的有机污染物的去除问题，多采用 较为经济的生物化学处理法。 三级处理系统：主要用以处理难以分解的有 机物和溶液中的无机物等污染物。处理方法一般 有：吸附、消毒、离子交换、膜过滤、化学处理 法等。 城市污水处理系统组成（1） 格栅： 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。 格栅的种类有粗隙栅（间隙大于 40mm）、细隙栅（间隙540mm),从 清渣方式上分为人工清渣与机械清 渣，一般机械清渣格栅的间隙范围 在540mm。 城市污水处理系统（2） 沉沙池： 目的：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 。 初沉池： 经过格栅与沉砂池后，废水中仍含有较轻的有机悬浮固体，其 中一部分可在沉淀池中通过重力沉降除去，沉淀下来的固体称为 初沉池污泥（raw sludge）。可利用机械刮除器或泵从沉淀池中 去除，再进一步处理。 城市污水处理系统（3） 曝气池： 将废水与活性污泥（微生物 ）混合搅拌并曝气，使废水中 的有机污染物分解，生物固体 随后从已处理废水中分离，并 可根据需要将部分污泥回流到 曝气池中。 微生物与有机物完全混合， 微生物利用有机物为食物而生 长。当微生物随空气的搅拌而 混合在一起时，单个微生物就 会凝聚而形成微生物团块（生 物絮体），称为活性污泥（ activated sludge)。 城市污水处理系统（3） 二次沉淀池： 曝气池中活性污泥和废 水混合液从曝气池流到二次 沉淀池，以使活性污泥沉降 下来。二沉池中大部分的沉 淀污泥又回流到曝气池中， 以维持较高的微生物浓度， 快速去除有机物。该工艺中 污泥产生量通常多于需要量 ，多余的污泥排放到污泥处 理系统中被进一步处置或利 用。 城市污水处理系统（4） 三级处理单元 虽然二级处理加上消毒工艺可去除85%以上的BOD5和悬浮固 体以及几乎所有的致病菌,但对氮、磷、溶解性COD、重金属 等污染物的去除较少。在许多情况下，这些污染物可能更令 人关心。无法在二级处理中去除的污染物可以通过三级废水 处理或高级废水处理过程去除。这些工艺除了可以解决不易 处理的污染问题外，还可改善出水水质，以满足许多回用的 目的，将废水转变为可再利用的资源。 深度处理单元往往由于三级出水的使用目的及达标标准而 有很大的不同。例如对富营养化物质N、P的去除就可能选用 生物强化脱氮除磷，也可能选择化学沉淀或吸附工艺。 城市废水处理一般工艺 单元过程： 包括过滤、沉淀、反应（化学、生化）、氧化消毒等 ，可归类为 物理过程、化学过程、物化过程、生化过程 。 第二章 水污染与治理 2.2废水物理处理方法与过程 2.2.1 调节 2.2.2 过滤 2.2.3 沉淀 2.2.4 气浮 2.2 废水物理处理方法 2.2.1 调节 由于废水流量在时间分布的差异及浓度分布的差异，在进入废 水处理过程之前往往需要设置调节池。调节池的目的为保证污水 处理单元的进水流量与污染物浓度变化尽量平缓。 0: 006: 0012: 0018: 0024:00 废水流量 平均日流量 例图：生活污水的日均变化 调节池式型 调节池型式多样，其中一种如下图所示 特点：两路相对水流行走路径长短不等，等于不同时刻 的来水进行混合。池底设有重力沉渣收集斗，便于清除 污泥。 调节池的计算 调节池出水平均浓度计算 其中：Ci为Ti时段废水平均浓度，qi为 Ti时段废水平 均流量，其中TTi 调节池容积计算： Vq T = (qi Ti) 其中为容积利用系数。对于生活污水处理厂 一般取T6小时。 例题 已知某化工厂的酸性废水的日平均流量为1000m3/d, 废水流 量及盐酸浓度如下表，求6h的平均浓度及调节池容量 解：由表作图可以看出，废水流量及浓度的较高时间 段在1218h之间。此6h的废水平均浓度为： 采用前述调节池型式，调节池容积为： 取调节池有效水深1.5m，则面积137m2, 取池宽9m，池长15m，纵向隔板间距1.5m，将池宽分 为6格，沿长度方向设3个沉渣斗，宽度方向设2个沉 渣斗，共设6个沉渣斗。沉渣斗底坡角度取45 。 2.2.2 过滤 格栅与筛网过滤 格栅间隙尺寸： 1575mm 筛网孔隙尺寸： 1，下沉 比重 V0 。设计中需要确定颗粒的沉降 速率，并将溢流率设定为较低 的数值。对于上流式沉降池， V0 = 50% 70% Vs。 重要设计指标：重要设计指标： 溢流率溢流率（overflow rate）：水的上升速率 ，有时也称为表面负 荷率，单位为m3/(d m2)，表示单位面积上的流量表示单位面积上的流量（ m3/d）。 可以看成每天每平方米的沉淀池表面积上所流经的水量，与 负荷类似。与液体速率相同（m/s）。 理想的平流式沉淀池符合以下三个假设： 颗粒与水流的流速均匀地分布在沉淀池截面上； 颗粒均匀分布，沉速不变，等速下沉，水平分速等于v； 任何颗粒只要接触到池底就认为被去除。 理想的平流式沉淀池中颗粒去除情况 假设一颗粒在A点，若要将其从水中去除，则该颗粒需要有足够大 的沉降速度，以确保在水流通过沉淀池的停留时间内能够到达沉淀 池的底部，即沉降速度至少应该等于沉淀池的深度除以停留时间： Vs=h/t0。 颗粒的沉降速率必须大于或等于沉降池的溢流率。 当颗粒沉降速率Vs大于或等于溢流率V0时，如果沉淀池深度较大 时则沉降速率等于V0的颗粒将无法完全去除。不过在较低深度处进入 沉淀池的颗粒，可以到达底部，所以会发生部分去除的现象。 h l Vl Vs A 沉淀池计算示例 某水处理厂的设计流量为0.5m3/s，设计溢流率 为32.5 m3/(d m2)，确定沉淀池的表面积。假 设典型溢流设计值为20 m3/(d m2)，计算沉淀 池的表面积，并将这两个值进行比较。停留时间 为95分钟，确定沉淀池的深度。 解：（1）计算表面积： 首先换算流量单位：0.5m3/s=43200m3/d； As=Q/V0=43200/32.5=1330m2。 l一般沉淀池的长宽比介于2：15：1之间，而长度 很少超过100米。一般情况下，最少设计2个沉淀池。 若按照2个池设计，假定池宽12米，总表面积为 1330m2：1330m2/(2*12m)=55m。 长宽比为55m/12m=45，符合一般沉淀池长宽比要 求。 （2 2）确定沉淀池的深度： l沉淀池的总体积：V = Qt0 = 0.5 95 60 =2850m3。 l沉淀池深度：H=V/As=2850/1330=2米。该深度不包 括污泥储存区。最终设计为两个沉淀池：宽12m长 55m 2m，加上污泥储存深度。 沉淀法的应用： 沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒 。应用场合： 给水处理混凝沉淀，高浊预沉 废水处理沉砂池（去除无机物） 初沉池（去除悬浮有机物） 二沉池（活性污泥与水分离） 2.2.4 气浮 是一种固液和液液分离的方法。 具体过程：通入空气产生微细气泡SS附着在气泡上 上浮 应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1 的固体颗粒 。 微孔扩散气浮：压缩空气通过 扩散装置以微小气泡形式进入 水中。简单易行，但容易堵塞， 气浮效果不高。 压力溶气气浮 气浮法的应用场合 废水： 含油废水（石油化工、机械加工、食品工业废水等）： 悬浮油（10,隔油池） 乳化油（10,一般0.1-2气浮） 造纸厂白水回收纤维：时间短，SS去除率90以上，COD去除 率80，浮渣浓度5。 染色废水等 毛纺工业洗毛废水羊毛脂及洗涤剂 浓缩污泥（效果比沉淀法高） 给水：