环境污染与防治专业基础与实务中级考试水污染防治基础理论知识复习资料

环境污染与防治专业基础与实务中级考试水污染防治基础理论知识

复习资料

（一）废水预处理

1、废水的收集与提升

（1）掌握废水的收集：废水流量确定与废水■•计算

污水设计流量的确定

污水管道系统的设计流量：最大日最大时流量（L/S）o

生活污水设计流量和工业废水设计流量

生活污水设计流量

⑴居住区生活污水设计流量

n-N-K

24~x3600

式中：

Qi——居住区生活污水设计流量（L/s）

n——居住区生活污水量标准（L/（人-d）

N——设计人口数

Kz——生活污水量总变化系数

①生活污水量标准

生活污水排水定额：在居住区污水排水系统设计中所用的每人每日

所排出的平均污水量。

相关因素：用水量标准、室内卫生设备情况、气候、居住条件、生

活水平及其它地方条件等。

生活污水量标准确定方法：

方法一：《室外排水设计规范》规定的居住区生活污水定额。

方法二：《室外给水设计规范》中生活用水定额按一定比例取用。

②设计人口

设计期限终期的规划人口数。设计人口二人口密度X面积

选用：按照城市总体规划采用。

总人口密度：所采用地区面积包括街道、公园、运动场、水体等在

内；

规划阶段或初步设计阶段污水量计算采用。

街区人口密度：所采用地区面积只是街区内的建筑面积；

技术设计或施工图设计阶段污水量计算采用。

③生活污水量总变化系数

I.概念

变化系数：表征污水量的变化程度。

日变化系数：（Kd）一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。

时变化系数：（Kh）最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比

值。

总变化系数：（Kz）最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比

值。

总变化系数随人口的多少和污水量标准的高低而变化。人口多（日

平均流量大），污水量标准高时，总变化系数就小；人口少（日平均

流量小），污水量标准低时，总变化系数就大。

n.总变化系数的确定方法

理论上：Kz=KdXKh

实际上有两种做法：

A.根据《室外排水设计规范》（GBJ14-87）采用的居住区生活

污水量总变化系数表选用。

生活污水量总变化系数

1

河K平均日漪>

5154070100200500

（L/S）1000

日忌利球

2.32.01.81.71.61.51.41.3

（Kj

注：1.当污水平均日流量为中间数值时，日总变化系数采用内插法求

得。

2.当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。

B.按照综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得。

式中：

Q——平均日平均时污水量（L/S）。

当QV5L/S时，Kz=2.3,Q>1000L/S时，Kz=1.3。

⑵公共建筑物生活污水设计流量

主要包括公共浴室、洗衣房、医院、饭店、学校和影剧院等。

计算方法：在设计时作为集中污水流量单独计算，具体计算方法参

见《建筑给排水设计规范》（GBJ15-88）或《建筑给水排水》

⑶工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量

工厂生产区的生活污水及淋浴污水流量是指来自生产区的厕所、食

堂和浴室等的污水。

=4，&，0+&，为＜勺+g㈤]+C?，

2-36003600

式中：

Q2——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/S）；

Ai-------般车间最大班职工数（人）；

A2——热车间最大班职工数（人）；

Bi--------般车间职工生活污水量标准（L/（人-班））；

B2——热车间职工生活污水量标准（L/（人•班））；

Ki-------般车间生活污水时变化系数；

K2——热车间生活污水时变化系数；

Ci--------般车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；

C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；

Di-------般车间淋浴污水量标准（L/（人-班））；

D2——热车间淋浴污水量标准（L/（人•班））；

T——每班工作时数（h）；

淋浴时间以60min计。

（2）掌握废水的提升：集水池容积计算、水泵场程计算。

集水池的容积应根据设计流量、水泵能力和水泵工作情况等因素

确定，并应符合下列要求：

污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5MIN的出水量。

注意：如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。

雨水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量。

合流污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量。

污泥泵房集水池的容积，应按一次排入的污泥量和污泥泵抽送能力

计算确定。活性污泥泵房集水池的容积，应按排入的回流污泥量、

剩余污泥量和污泥泵抽送能力计算确定。

总扬程可按下列公式计算：

h总=ho+h沿+h局+h吸+△!!

式中：

h总一一水泵总扬程（米）；

ho----管道系统工作水头（米）；

h沿一一沿程水头损失（米）；

h局局部水头损失（米）；

h吸—地面至动水位高程，（取30米）；

Ah——出水口至供水地面高差（取0.4米）。

2、废水的预处理

（1）熬悉蛛除过程及方法

微滤机

微滤机是采用80〜200目/平方英寸的微孔筛网固定在转鼓型过

滤设备上，通过截留养殖水体中固体颗粒，实现固液分离的净化装

置。并且在过滤的同时，可以通过转鼓的转动和反冲水的作用力，

使微孔筛网得到及时的清洁。使设备始终保持良好的工作状态。我

公司的微滤机，是针对现有微滤机易堵塞，易破损，易腐蚀，难维

护等问题的，是适用于海水循环水养殖水处理的最佳使用技术之一。

该产品通过对养殖水体中固体废弃物的分离，使水体净化，达到循

环利用的目的。

格栅除污机

通过格栅将固体与液体分离的一种除污机械。

按建设部标准的解释是：用机械的方法，将格栅截留的栅渣清捞出

水面的设备。

(2)熬悉沉砂过程及方法

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中

的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最

主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度大于2.65t/立方米

的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是

以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无

机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流

沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂

池。

污水中的有机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性,

而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破

滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中的泥沙，煤

渣等相对密度较大的无机颗粒物，以免影响后续处理构筑物的正常

运行。

沉砂池的工作原理是以重力分离和离心力分离为基础，即控制

进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉,

而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计参数如下：

(1)污水在池内的流速为0.15〜0.3m/s

(2)最高流量时，污水在池内的停留时间不小于30s,一般为30〜

60so

(3)有效水深采用0.25〜1.0m,不应大于1.2m,每格宽度不宜小于

0.6m。

(4)池底坡度一般为0.01〜0.02。当设置除砂设备时，可根据除砂

设备的要求，确定池底形状。

(3)熬悉除油过程及方法

油的状态分类

可浮油：呈悬浮状态，粒径大于15/m,占石油炼厂废水含油量的

60—80%,易于用隔油池去除。

分散油：粒径大于Igm,悬浮分散于水相中，不稳定，可采用粗粒

化方法去除。

乳化油：呈乳化状态，粒径＜l|nm,由于表面活性剂的存在使体系较

稳定，必须破乳。一般采用浮选、混凝、过滤等处理方法。

溶解油：呈溶解状态，一般低于5—15mg/l,难于自然分离，可采用

吸附、化学氧化及生物氧化方法去除。

油-固体物：水体中的油黏附在固体悬浮物的表面形成油-固体物，可

采用分离法去除。

1、隔油池分类

用自然浮上法去除可浮油的构筑物，称为隔油池。目前常用的隔油

池有平流式隔油池和斜板式隔油池两类。

平流式隔油池(API)

斜板式隔油池：平行板式(PPI)

波纹斜板(CPI)

平流式隔油池(API)

集油管

平流式隔油池,L

含油废水通过配水槽进入矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动,

在流动中油品上浮水面，由集油管或刮油机推送到集油管中流入脱

水罐。

沉淀下的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管

进入污泥管中。

处理后的废水溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化

油及其他污染物。

平流式隔油池的总容积

W=Qt

式中：Q--废水设计流量，m3/h；

t一停留时间，一般为1.5-2鼠

或者按照表面负荷计算：

隔油池的表面积A：

A=Q/q；

其中，qMZ1.2m3/m2h

2.格数n

隔油池宜分隔为数格，分格数n通常为2〜4。

3.宽度b

如采用机械刮油，单格宽度b必须与刮油机的跨度规格相匹配,

一般为6.0m、4.5m、3.0m、2.5m和2.0m；

采用人工刮油时，b不宜大于3.0m。

4.水深h

隔油池工作水深h一般不小于2.0m,h/b宜在0.3〜0.4范围。

显然，过流断面面积F=Q/v=nhb。

5.长度L

L=A/nb,所得的L值应满足单格长宽比L/b^4.0o

斜板式隔油池(PPI)

原理一一浅层原理

优点：

可分离的最小油滴直径为60um;

相应的上升速度不高于0.2mm/s;

停留时间W30min,为平流式的1/4-12

集油口

自动微油斜板隔油池

饵斜板式隔油池东方仿ACOPYRIGHT

东方饰KCOPYRIOHI

平流式隔油池内安装许多倾斜的平行

板，便成了平行板式隔油池(PPI)。斜板的间

距为100mm。这种隔油池的特点是油水分离

迅速，占地面积小(只为API的1/2)。但结构

复杂，维护和清理都比较困难。

图10-28斜板式隔油池

①进水管;②布水板;③集油管;

④斜板;⑤出水管

波纹板隔油池(CPI)

将PPI的平行板改换成波纹斜板，既波纹板隔油池(CPI)。

板间距20-40mm,倾角45°。水沿板面向下，油滴沿板下表面

向上，汇集后用集油管排出，处理后的水从溢流堰排出。分离效率

更高，池内水的停留时间约为30min,占地只有PPI式的2/3。

2、气浮工作原理

气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒于相粘附，形成整

体密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升

到水面。

由此可见，实现气浮分离必须具备以下三个基本条件:

一是:水中产生足够数量的细微上

二是:污染物形成不溶性的固态耳

三是:气泡能够与悬浮粒子相粘W

气泡形成和粘附过程

空气的溶解、释放及气泡性质

1、空气的溶解

V=KTPp/kPa

图10-39空气在纯水中饱和溶解度

V——空气在水中的溶解度，L/m3；

KT——溶解度系数，L/kPa-m3

p——溶液上方的空气平衡分压，kPa

5.平流式气浮池设计参数

以图2-1-36所示的气浮池为例。

(1)气浮池有效水深h=2.0〜2.5m,ZJB=1：1~1：1.5,气浮池表面负荷为5〜

10m3/m2-h,气浮池小治10〜20min。

(4)熬悉水*及水质调节

调节池建设必要性

排放的废水通常具有污染物成分复杂，水质水量波动变化的特

点。水处理系统的工艺流程以及具体设施都是按照某一确定的水质、

水量设计的，需要在较为稳定的工艺参数指标下运行。提供对有机

物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化;控制pH值,

以减小中和作用中的化学品的用量；减小对物理化学处理系统的流

量波动，使化学品添加速率适合加料设备的定额；当工厂停产时，

仍能对生物处理系统继续输入废水；防止高浓度有毒物质进入生物

处理系统。

调节池有效容积的计算方法

方法一：流量曲线图解法流反曲线

1.以时间t为横坐标，流量Q为纵坐标作

100

50平均流量曲线

2.曲线围成的面积为废水总量WT;

3.计算平均流量—rC=1464m7d

06121824

时间(h)

图11-2某厂废水流鼓曲线

4.计算出调节池容积V。

T

%=汇姑

i=0

T

一w汇q/i

o_!2_r_M______

Q=T=T

V=Qt

方法二：废水流量累积曲线图解法

1.以时间t为横坐标，累积流量EQ为

(

E

西

纵坐标作图；W

法

滕

2.曲线的终点A为废水总量WT；

3.连接OA,其斜率为平均流量；

6121824

4.对曲线作平行于OA的切线ab和cd,时间(h)

切点为B和C；

5.由B和C两点作出y轴平行线CE和BD,量出其水量大

小；

6.调节池容积为V=VBD+VCE

7.调节池停留时间"上

Q

(二)常见废水处理技术方法

1、物理处理法

(1)熬悉端汰法：格栅过激、端网过液、瓶粒介质过流、

微流机过激

A、格栅过滤

格栅栅条间的空隙宽度可根据清除污物的方式和水泵

的要求来设定，人工清除格栅间隙一般为16〜25mm。沉砂

池或沉淀池前的格栅一般采用15〜30mm,最大为40mm。

常用的机械清渣设备有三种，即链条式、移动式及钢丝绳牵

引式格栅清污机。

格栅是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜

安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水

中较大的悬浮物及杂质，以保证后续处理构筑物或设备的正

常工作。

按格栅栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅

和细格栅3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅

和水力清除格栅三种。按格栅构造特点不同可分为抓耙式、

循环式、弧形、回转式、转鼓式、旋转式、齿耙式和阶梯式

等多种形式。

格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站

集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮

物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、

管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般

采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m3/d时，可采用人工清

渣方式，也可采用机械清渣方式。

格栅机：通过格栅将固体与液体分离的一种除污机械。

建设部标准的解释是：用机械的方法，将格栅截留的栅渣清

捞出水面的设备。

按格栅形式分类

1）弧形格栅除污机

一种固定格栅除污机，其栅条为圆弧形（近视1/4圆

周），齿耙在驱动装置驱动下，沿圆弧形栅条将污物推至栅

条上方，实现污渣清除。

2）倾斜格栅除污机

3）垂直格栅除污机

按齿耙垂直向动作的型式分类

1）臂式格栅除污机

2）链式格栅除污机

3）钢索牵引式格栅除污机

4）旋转格栅除污机

B、颗粒介质过滤

通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其他杂质的过程称为过滤。由于

我国水资源紧缺己对居民生活和经济发展造成严重影响，水的再生与回用已成为解决水

荒的重要途径.由本篇3.3.4所列的废水深度处理工艺可知，城市污水二级处理出水一般

经混凝沉淀后再进入滤池，滤池出水有的经消毒后直接利用，有的还需经活性炭吸附、

超滤和反渗透等工艺处理。过滤已成为水的再生与回用处理中不可缺少的过程。过滤有

以下三方面作用：第一是去除二级处理出水中的生物絮体，进一步降低水中的悬浮物、

有机物、磷、重金属、细菌和病菌的浓度：第二是为后续处理装置创造有利条件，保证

后续处理构筑物的稳定运行以及处理效率的提高：第三是由于过滤液悬浮物和其他干扰

物质浓度的降低，可提高杀菌效率，节省消毒剂用量。另外，过滤还可作为废水混凝所

产生的絮体的分离装置。

普通快滤池rapidfilter

应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速

过滤而达到截留水中悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的

池子。

应用最广的给水过滤设备，用以除去水中经过混凝沉淀

处理后残余悬浮物，或水中经过凝聚处理后的悬浮物。快滤

池出水的浑浊度可达1度以下。快滤池也可以做成压力罐式

称压力滤池。压力滤池可插入压力管线，因此可直接供水。

为了节省常规滤池的阀门和管廊的造价以及操作的简化，50

年代以后发展了多种形式的快滤池，如无阀滤池、双阀滤池、

虹吸滤池和移动冲洗罩滤池等。

1.滤料层

在废水处理中应用的滤料可分为颗粒滤料和多孔漉料两大类。由于废水组成复杂，

选用滤料应由具体水质而定。

（1）颗粒滤料过滤

废水处理中多采用石英砂、无烟煤、陶粒、纤维球、聚氯乙烯球等作滤料。以石英

砂为滤料时，砂粒径一般为0.5〜2.0mm,该值大于给水滤池的石英砂粒径（0.5mm）；

反冲洗强度可取18-20L/m2-s,亦大于给水过漉时的12-15L/m2s.

废水悬浮物浓度高时，为了提高漉池的纳污量，延长过渡周期，可采用粗滤料、双

层或三层滤料和上向流滤池。处理废水的上向流滤池为下部进水，上部出水，各层滤料

截污力能完全发挥，水头损失上升缓慢。

例如，处理废水的某上向流滤池的滤料级配由上而下分别为：上部细砂层，砂粒径

为1〜2mm,层厚1500mm；中部砂层，砂粒径2~3mm,层厚300mm；下部粗砂层，

砂粒径10〜16mm,层厚250mm；承托层，砾石粒径30〜40mm,层厚100mm。

采用纤维球滤料时，滤速可达30-70nVh,城市污水二级处理出水的过滤常用此

滤料。

（2）多孔滤料过滤

为了去除毛纺、化纤和造纸等行业废水中的悬浮细纤维而采用的筛网过滤属于多孔

材料过滤。

1.6.5城市污水三级处理中过滤单元的设计要点

给水排水设计手册第5册对三级处理中过滤单元设计特别强调了以下几点.

1.滤池的反冲洗

滤池反冲洗要求高，建议采用气、水反冲洗与表面冲洗相结合的联合反冲洗方式。

2.滤池池型

在滤池池型选择上避免选用虹吸滤池等反冲洗能力较差的池型，而应优先考虑选用

移动罩滤池、V型滤池和T型灌池等表面冲洗能力较强的池型.由于双阀滤池和四阀海

池具有技术成熟、运行稳定、操作可靠等优点，常被采用.

3.滤池的设计参数

与给水处理中滤池的设计参数相比，在城市污水三级处理中过漉单元无论是单层滤

料、双层滤料还是三层灌料，浊层的厚度和滤料粒径都较大，但滤速则略小.在城市污

水三级处理中，过滤单元的设计参数如下：

(1)滤层

①单层渔料：石英砂有效粒径L2~2.4mm；

滤层厚度1200~1600mm；

不均匀系数

②双层滤料：用石英砂有效粒径0.67.2mm；

滤层厚度600〜800mm；

不均匀系数<1.4.

用无烟煤有效粒径L2〜2.4mm；

滤层厚度600〜800mm；

不均匀系数<1.8o

(2)滤速：6~10m}/(mJ-h)

(3)反冲洗

气水联合冲洗：气13〜17L/(m2.s),zK6~8U(m2s).历时4〜8min；水冲洗：6〜

8L/(m2-s),历时3~5min；表面冲洗：0.5〜2.0L/(m2.s)>历时4〜6min.

微滤机过滤

微滤机是采用80〜200目/平方英寸的微孔筛网固定在转

鼓型过滤设备上，通过截留养殖水体中固体颗粒，实现固液

分离的净化装置。并且在过滤的同时，可以通过转鼓的转动

和反冲水的作用力，使微孔筛网得到及时的清洁。使设备始

终保持良好的工作状态。

设备应用：在水产养殖领域，微滤机更多用在对原水的

第一级过滤上，以滤除水中的大颗粒泥沙、悬浮藻类、颗粒

等。或者用在密闭循环净化的第一级粗滤环节。

转破支托轮

图2-1-42微孔筛渡机

不锈钢滤网孔径为35〜60Hm:

水力负荷：0.1~0.4n?/(n？min)；

水头损失小于0.3〜0.5m；

反冲洗水量占总灌水量的1%〜3%左右。

微孔筛滤机占地面积小，处理量大，操作管理方便，已在啤酒生产废水的预处理中

获得较广泛应用。

(2)熬悉重力法：沉钞池、沉淀池、隔油池

一、沉砂池

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。

污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设

备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏

生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于

0.2mm,密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等

设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故

应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而

有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、

曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。

1.1沉砂池在污水处理中的作用

虽然沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比

例很小，但其作用却不可忽视。若取消沉砂池，大量砂粒将进

入后续各处理单元，给污水厂的正常运行带来诸多隐患：

①砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损，缩短使用寿

命。

②排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞，进入污泥

泵后会加剧叶轮磨损。

③对于不设初沉池的处理工艺（如氧化沟、CASS等）

或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺,

大量砂粒将直接进入生化池沉积，导致生化池有效容积的减

少，同时还会对曝气器产生不利影响。

④砂粒进入污泥消化池中，将减少有效容积，缩短清理周

期。

⑤污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运

行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损，缩短更换周期,

同时会影响絮凝效果，降低污泥成饼率。近年来卧螺式离心机

在城市污水处理厂中的应用日益广泛,由于该设备采用高速

离心分离的方式，砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。

1.2沉砂池设计的统一原则：

1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不

少于2座（格），并按并联运行原则考虑。

2）设计流量应按分期建设考虑：

a）当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算;

b）当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的

最大组合流量计算；

c）合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65吨/立方米，粒

径为0.2mm以上的颗粒为主。

4）城市污水的沉砂量可按每10万立方米污水沉砂量为

30立方米计算，其含水率为60%,容量为1500kg/立

方米。

5）贮砂斗棒容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水

平面的倾角不应小于55。排砂管直径应不小于0.3m。

6）沉砂池的超高不宜小于0.3mo

7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂

池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

8）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流

制污水的沉砂量应根据实际情况确定。

9）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或

外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。

排砂管应考虑防堵塞措施。

1.3平流沉砂池的设计，应符合下列要求:

＞最大流速应为0.3m/s,最小流速应为0.15m/s；

＞最高时流量的停留时间不应小于30s；

＞有效水深不应大于1.2m,每格宽度不宜小于0.6m。

1.4曝气沉砂池的设计，应符合下列要求：

＞水平流速宜为0.1m/s；

＞最高时流量的停留时间应大于2min；

＞有效水深宜为2.0〜3.0m,宽深比宜为1-1.5；

＞处理每立方米污水的曝气量宜为0.1〜(Un?空气；

＞进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水

方向垂直，并宜设置挡板。

1.5旋流沉砂池的设计，应符合下列要求：

＞最高时流量的停留时间不应小于30s；

＞设计水力表面负荷宜为150〜200m3/(m2・h)；

＞有效水深宜为1.0〜2.0m,池径与池深比宜为2.0〜2.5；

＞池中应设立式桨叶分离机。

二、沉淀池

沉淀池设计数据

二次沉淀二次沉淀

沉淀池类型沉淀时间初次沉淀池池

(h)池生物膜法活性污泥

后法后

表面水力负荷[m31.5〜4.01.5〜4.0

0.5〜2.0

/(m2•h)]1.0〜2.00.6〜1.5

每人每日污泥量(g/10-26

1.5〜4.512〜32

人-d)

污泥含水率(％)16〜3696〜9899.2〜99.6

固体负荷[kg/(m2.d)]95〜97<150<150

2.1基本原则

＞沉淀池的超高不应小于0.3m。

＞沉淀池的有效水深宜采用2.0〜4.0m。

＞当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀

和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为

60°,圆斗宜为55°o

＞初次沉淀池的污泥区容积，除设机械排泥的宜按4h

的污泥量计算外，宜按不大于2d的污泥量计算。活

性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大

于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜

法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥

量计算。

＞排泥管的直径不应小于200mm。

＞当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小

于1.5m；二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应

小于1.2m,活性污泥法处理池后不应小于0.9m。

＞初次沉淀池的出口堰最大负荷不宜大于2.9L/(s•m)；

二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(s-m)o

2.2平流沉淀池的设计，应符合下列要求：

＞每格长度与宽度之比不宜小于4,长度与有效水深之

比不宜小于8,池长不宜大于60m；

＞宜采用机械排泥，排泥机械的行进速度为0.3〜

1.2m/min；

＞缓冲层高度，非机械排泥时为0.5m,机械排泥时，应

根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板

0.3m；

＞池底纵坡不宜小于0.01。

2.3竖流沉淀池的设计，应符合下列要求：

＞水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比不宜大

于3；

＞中心管内流速不宜大于30mm/s；

＞中心管下口应设有喇叭口和反射板，板底面距泥面不

宜小于0.3m。

2.4辐流沉淀池的设计，应符合下列要求：

＞水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6〜

12,水池直径不宜大于50m；

＞宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1〜3r/h,刮

泥板的外缘线速度不宜大于3m/mino当水池直径（或

正方形的一边）较小时也可采用多斗排泥；

＞缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，

应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板

0.3m；

＞坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。

2.5升流式异向流斜管（板）沉淀池的设计，应符合下列

要求：

＞升流式异向流斜管（板）沉淀池的设计表面水力负荷,

一般可按普通沉淀池的设计表面水力负荷的2倍计;

但对于二次沉淀池，尚应以固体负荷核算。

＞斜管孔径（或斜板净距）宜为80〜100mm；

A斜管（板）斜长宜为1.0~1.2m；

＞斜管（板）水平倾角宜为60°；

＞斜管（板）区上部水深宜为0.7〜1.0m；

＞斜管（板）区底部缓冲层高度宜为1.0m。

A斜管（板）沉淀池应设冲洗设施。

（3）熬悉离心法：离心分离的原理、离心分离方式

2、化学处理法

（1）掌握中和法：中和及pH调节的基本原理、常见的几种

中和法

1.10.1酸减中和及pH调节的基本原理

1.酸性和碱性废水的来源及性质

酸性和碱性工业废水的来源广泛，如化工、化纤、制药、印染、造纸和金属加工等

企业都有酸性或碱性废水排出。有的废水含无机酸（或碱），有的含有有机酸（或碱），

有的同时含有有机酸（或碱）和无机酸（或碱）；有的酸（或碱）的浓度可以高达10%.

有的还含有重金属离子、悬浮物和其他杂质.对于高浓度（如大于3%）的酸（碱）废水

的处理，应首先考虑回收其中的酸（碱）和综合利用途径，只有当废水无回收（或综合

利用）价值时，才采用中和法处理.

用化学法使废水pH值达到适宜范围的过程称为中和。

2.酸（碱）废水的处理要求

（1）工业企业对其排水进行混凝沉淀等物化法处理时，需调整废水pH值，以实现

最好的处理效果。

（2）经工业企业预处理的废水欲排入城市排水管网，为防止腐蚀管道，应对企业排

水pH值进行调整.

（3）工业企业的废水处理站或接纳生活和工业废水的城市污水处理厂，采用生化处

理工艺时，要将进水pH值调至符合微生物生存要求.

（4）pH值不符合国家排放标准的废水，应调节pH为6〜9,方可排入接纳水体。

3.中和方法的分类

酸性废水的中和方法可分为：①与碱性废水互相中和；②药剂中和；③过渡中和.

碱性废水的中和方法可分为：①与酸性废水互相中和；②药剂中和.

酸性废水中和处理采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。碱性

1.10.2酸献废水中和法

1.中和能力的计算

酸碱废水互相中和时，中和能力遵守等当量定律，即：

CiCt=Q2Ct<2-1-54）

式中：e1——酸性废水流量，uh；

G——酸性废水酸的当量浓度，摩尔质量/L:

Q2—碱性废水流量，L01；

C2——碱性废水碱的当量浓度，摩尔质量/L.

废水中酸、碱性质，以及中和生成的盐是否水解或水解度的大小对中和反应终点混

合液pH值有一定的影响.

2.中和设备

根据酸碱废水的水质特征、排放规律和处理出水pH值要求的程度，中和设备分

为连续式和间歇式中和两大类：连续式的构筑物又可分为简易连续混合反应构造物

（如集水井、管道和混合槽）和监控条件比较齐全的连续中和池.与连续式中和设

备相比，间歇式中和池的适应性强，其缺点是构筑物（至少设两座或两格）操作管

理工作量大.

1.10.3药剂中和法

1.酸性废水的药剂中和法

向酸性废水中投加碱性药剂，使废水pH值升高的方法称为酸性废水药剂中和法。

（1）中和剂

酸性废水中和剂常用石灰、石灰石、大理石、白云石、碳酸钠、苛性钠、氧化锲等。

投加石灰乳时，氢氧化钙对废水中杂质有凝聚作用，因此适用于处理杂质多浓度高的酸

性废水；在选择中和剂时，还应尽可能使用一些工业废渣.

（2）酸性废水的中和反应

石灰价廉易得，常被用来中和不同浓度的多种酸性废水.但石灰与硫酸或磷酸反应

的生成物特性应予以注意，采取相应措施，以保证中和设施稳定运行.

H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O

H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2

2H3Po,+3Ca（OH）2=Ca3（PO4）2+6H2O

例如，中和后生成的水合硫酸钙（CaSO”。出。）在水中的溶解度很小，可以形成沉

淀，但是当硫酸浓度很高时，在中和药剂如石灰石，白垩或白云石表面会产生硫酸钙的

覆盖层，影响和阻止中和反应的继续进行，因此，要求此类中和药剂颗粒应在0.5mm以

下；又如用石灰中和磷酸时，在pH值大于10的局部区域，会生成羟磷灰石沉淀，应加

强反应池搅拌，防止局部pH值上升过高。

2.碱性废水的药剂中和法

向碱性废水投加酸性药剂，使废水pH值降低的方法称为碱性废水的药剂中和法.

<1）中和剂

碱性废水中和剂有硫酸、盐酸、硝酸等，以及锅炉烟道气；在选择中和剂时，还应

尽可能使用一些工业废酸。

（2）碱性废水的中和反应

某制药厂乙焕车间每天排放电石渣废水250m"该厂利用溶剂车间排放的含硫酸废

水进行中和处理，投资较少，就可解决碱性废水的污染问题.

3.中和剂实际用量

由于药剂中常含有不参与中和反应的情性杂质，而废水中常含有影响中和反应的

杂质及中和反应混合不均匀等，因此中和剂的实际耗量均比理论耗量为高，应通过试

验确定.

废水中和处理则通常采用盐酸和硫酸。

4.中和方法的选择

选择中和方法时应考虑下列因素：①酸（碱）废水所含污染物的性质、浓度、水量

变化规律以及中和后水质要求；②当地酸性或碱性废料来源；③当地中和药剂和滤料

供应情况.

1.10.4过滤中和法

酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法称为过滤中和法，过泄中和法

仅用于酸性废水的中和处理.碱性漉料主要有石灰石、大理石、白云石等.中和滤池分

普通中和滤池、升流式膨胀中和漉池和过滤中和滚筒三类.

过滤中和法的优点是操作简单，出水pH值比较稳定，沉渣量少（与石灰法比较）；

其缺点为废水的酸浓度不能太高，因中和过程中生成的钙盐沉淀在水中溶解度很小，易

在派料表面形成覆盖层，阻碍滤料和酸的接触反应，需定期倒床，劳动强度较高.另外，

中和过程反应快慢也是一个限制因素，如臼云石等反应缓慢，选用时应予以注意。

（2）了解化学沉淀法：化学沉淀的基本原理、常见沉淀法

的应用

1.11.1化学沉淀的基本原理

向工业废水中投加某种化学物质，使其和废水中溶解物质发生反应并生成难溶盐沉

淀，从而去除废水中该溶解性物质的方法称为化学沉淀法.该法•般用以处理含金属离

子和某些阴离子（如SOJ-和S2-）的工业废水.

在废水处理中，氢氧化物、硫化物和碳酸盐等常被作为沉淀剂使用。

1.11.2氢氧化物沉淀法

由于实际废水组分复杂，故应通过试验确定相关操作参数，同时应注意有些金属（例

如Zn、Pb、Cr、Sn、Al）等的氢毓化物为两性化合物，如果pH值过高，它们会重新溶

解.因此，用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的pH值是操作的一个重要条件，

pH值不在适宜范围，即低于或高于适宜范围都会使处理失败。氢氧化物法的最经济的化

学药剂是石灰，一般适用于不准备回收金属的低浓度废水处理。

1.11.3琉化物沉淀法

硫化物沉淀法常用的沉淀剂有硫化氢、硫化钠、硫化钾等。

许多金属能形成硫化物沉淀。大多数金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的要小

很多，采用硫化物作沉淀剂可使废水中的金属得到更完全地去除。但是，由于硫化物沉

淀法处理费用较高，硫化物固液分离困难，常需要投加凝聚剂。因此，该方法的应用并

不广泛，有时作为氢氧化物沉淀法的补充法.

1.11.4碳酸盐沉淀法

锌和铅等金属离子的碳酸盐的溶度积也很小，可投加碳酸钠从高浓度的含锌或铅废

水中回收重金属。反应式如下：

2

Zn^+CO,*->ZnCO3X

2+

Pb+CO/-tPbCO31

1.11.5化学沉淀法处理废水

1.碱锌酸盐镀锌废水处理

碱性锌酸盐镀锌工艺在工业上应用较广泛。锌的氢氧化物兼有弱碱性［分子式为

Zn(0H)2］和弱酸性(分子式为H2ZnO2).Zn9H%不溶于水，但由于呈两性，在强酸或强

碱中都能溶解。

处理工程流程见图2-1-57.在反应池中用H2sO,将废水pH值调至8.5〜9.0,废水中

锌很快转化为Zn(OH)2白色沉淀，而分离出的Zn(OH)2再遇到NaOH溶液又溶解，可返

回镀槽再利用.沉淀池上清液中Zn2+浓度很低，可作为镀前清洗水再利用。

图2-1-57镀锌废水处理流程

2.硫化物沉淀法处理重金属废水

某化工厂需去除所排废液中铅和镉污染，根据不同金属硫化物溶度积不同的原理

(—=5.6X10-16,0tls=8.4X10-28,1cds=3.6X10-"),将含铅和镉废水调至微酸性，

以符合质量要求的硫化铉固体为沉淀剂，通过如下反应：

MnS+Pb?+=PbSJ+Mn”

MnS+Cd2*BCdSI+Mn*

再用过滤去除沉淀物PbS和CdS后，将滤液蒸发和结晶，可获得工厂制备氯化钵和

硫酸铳的原料。

(3)戴悉纨化还原与消毒：级化一还原反应原理、常用氨

化剂

1.12.1氧化还原法原理

通过氧化还原反应将废水中溶解性的污染物质去除的方法称为废水氧化还原法处理。

在化学反应中，失去电子的过程叫做氧化，得到电子的过程叫做还原。失去电子的

物质称还原剂，在反应中被氧化：得到电子的物质称氧化剂，在反应中被还原.氧化作

用和还原作用总是同时发生的。每个物质都有各自的氧化态和还原态，其氧化还原电位

的高低决定了该物质的氧化还原能力.

根据废水污染物质在氧化还原反应中被氧化或被还原的差异，废水的氧化还原处理

法又可分为氧化法和还原法两大类.

1.12.2氧化法

向废水中投加氧化剂，使废水中有毒害作用的物质转化为无毒无害或毒害作用小的

新物质的方法称为药剂氧化法.

在废水处理中常用的氧化剂有：空气中的氯、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸

钠、二氧化氯、三氯化铁、过氧化氢和电解槽的阳极等。

1.氯氧化法

(1)氯氧化法原理

次氯酸钠、漂白粉、液氯等含氯物质统称为氯系氧化剂.氯氧化法主要用于去除废

水中的氯化物、硫化物、酚、醇、醛、油类以及对废水进行脱色、脱臭、杀菌、防腐等

处理.

氯系氧化剂与水反应都能生成具有强氧化作用的次氯酸根(C1CT),这是氯氧化法的

本质。

(2)氯氧化法处理含氟废水

氟以游离氧和络合离子鼠两种形态存在于电镀含繁废水中。一般游离CN-毒性大，

络合离子形态毒性小。氯氧化累化物是分阶段进行的.一般对于所分阶段有不同的称谓，

有的称第一阶段处理和第二阶段处理，有的称局部氧化法和完全氧化法.

在碱性条件下机化物被氯氧化成氯酸盐：

CN+C1O+H2O->CNC1+2OH-(2-1-55)

生成的CNC1属挥发性物质，毒性和HCN差不多。但在pH=10-ll时，只需10-15min,

就可将CNC1转化为毒性小的素酸根(CNO-)：

CNC1+2OH-^CNO'+Cr+HjO(2-1-56)

虽然CNO-的毒性只有HC1的千分之一，为保证水体安全，应进一步投加氯氧化剂

(氯或漂白粉)，破坏碳一氮键，使其转化为CO2和N2,即进行完全氧化反应：

2CNO+3OCP-^CO2+N2+3Cr+COj-(2-1-57)

式(2-1-57)反应在pH=8。〜8.5时，有利形成CO?并逸出，因此完全氧化只需30min

左右就可完成。

(1)臭氧(。3)特性

①臭氧氧化能力仅次于氟，比氧、氯和高钵酸盐等常用氧化剂都高，因此在水处理

中被广泛应用.

②臭氧是氧气的同素异形体，在水中的溶解度是氧气的10倍。臭氧很不稳定，在

常温下就可逐渐自行分解为氧：

3

O,^-O,+144.45kJ

322

臭氧在纯水中分解速度比在空气中快得多。水中臭氧浓度为3mg/L时，在常温常压

下，其半衰期仅5〜30min.由于臭氧不易储存，故多采用无声放电装置现场制备.

③臭氧是有毒气体.一般使用臭氧的环境，应控制其浓度小于0.1mg/L。

④臭氧具有强的氧化能力，因而对多种材料具有腐蚀作用.

(2)臭氧氧化的接触反应装置

废水的臭氧处理是在接触反应器内进行的，为了使臭氧与水中杂质充分反应，应尽

可能使臭氧化空气在水中形成微细气泡，并采用气液两相逆流操作，以强化传质过程.

常用的臭氧化空气投加设备有多孔扩散器、乳化搅拌器、射流器和螺旋混合器等。臭氧

与废水的接触反应时间取决于所处理废水的组分及特性。

(3)臭氧处理工艺设计

设计内容主要有两个：一是臭氧发生器型号和台数的确定，确定的依据是臭氧投加

量、臭氧化空气中臭氧的浓度和臭氧发生器工作的压力；二是臭氧布气装置和接触反应

池容积的确定，确定的依据是布气装置性能和接触反应时间，一般为5〜lOmin。

(4)臭氧氧化法在废水中的应用

臭氧可氧化无机额化物和多种有机物，还可用于除臭、脱色、杀菌、除铁等.在电

镀铜、锌、镉过程中会排出含品废水.氟化物与臭氧的反应为：

CN+0,^(^0-+021(2-1-58)

2CN0+3O2+H2Ot2HCO；+N2+3CO2(2-1-59)

反应第一阶段，每去除ImgCN-需臭氧1.84mg,生成的CNCT的毒性为CbT的

0.1%；氧化到第二阶段的无害状态时，每去除1mgCN-需臭氧4.61mg.

应用臭轨、活性炭同时处理含氟废水，活性炭能催化臭氧的氧化，可降低臭氧消耗

量.向废水中投加微量的亚铜离子，亚铜离子可以加速以上两个反应，将正常去除率的

接触反应时间缩短到原来的2/3〜3/4。臭氧处理含系废水工艺流程如图2-1-58所示.

图2-L58臭氧处理含甄废水工艺流程

（5）臭氧氧化法的优缺点

臭氧氧化法的优点是氧化能力强，反应迅速，钝化分解效果显著；尾气处理彻底

时无二次污染；制备臭氧只用空气和电能，操作管理方便；它的缺点是投资大；运营

费用高。

3.过氧化氢氧化法

由于过氧化氢价格很高，以及单独使用时其氧化反应过程过于缓慢。目前多利用投

加催化剂的方法以促进氧化过程.最常用催化剂为FeSO,、络合Fe（Fe-EDTA）、Cu、Mn

或天然酶等，或直接用Fenton试剂（由H?。?和Fe?+复合而成的一种强化剂）.和Fe2*

作用，产生羟基自由基（・0H）,其氧化能力仅次于氟，能使许多难生物降解及一般化

学氧化法难以氧化的有机物氧化分解。

4.光氧化法

自然界中物质的分解有三种形式：光分解、化学分解和生物分解。由光分解和化学

分解组合成的光催化氧化法已成为废水处理领域的一项重要技术。

常用光源为紫外光（UV）；常用氧化剂有臭氧和过氧化氢等。

UV-03氧化法是光催化氧化法中比较成功的一种。实践表明，UV-03法能有效地去

除水中卤代燃、苯、醇类、酚类、醛类、族类、氟苯、硝基苯、苯胺、农药和腐殖酸等

有机物以及细菌和病毒.并且在处理过程中不会产生二次污染。已有UV-O.3法处理地下

水和垃圾填埋场渗沥液的生产性工程.

UV-O3法的主要原理是由紫外光光解臭氧，从而产生羟基自由基（・OH）,而羟基

自由基（-0H）是一种极强的氧化剂.

5-^[O]+O2

W

o2+H2O-->H2O2

H,02―52;—>2（•OH）

5.湿式氧化法

在高温（150〜350C）和高压（0.5-20MPa）的操作条件下，以氧气或空气作为辄

化剂，将废水中有机物转化为二氧化碳和水的过程称为湿式氧化法。

(1)湿式氧化法原理

在高温、高压下，水及氧气的物理性质都发生了变化。从室温到100C范围内，班的

溶解度随温度升高而降低，但当温度大于150匕时，氧的溶解度随温度升高反而增大，且

其溶解度大于室温状态下的溶解度.氧在水中的传质系数也随温度升高而增大。

湿式氧化过程比较复杂，一般认为有两个主要步骤：①空气中的氧从气相到液相的

传质过程；②溶解某与基质之间的化学反应.

湿式氧化去除有机物所发生的氧化反应主要属于自由基反应，共经历诱导期、增殖

期、退化期以及结束期四个阶段。氧化反应的速度受制于自由基的浓度。初始自由基形

成的速率及浓度决定了氧化反应“启动”进行的速度。在湿式氧化条件下，加入少量HQ2

或过渡金屈化合物，则可加速氧化反应的进行.

湿式氧化反应中，尽管氧化反应是主要的，但在高温高压体系下，水解、热解、脱

水、聚合等反应也同时发生。

(2)湿式氧化法的应用及特点

目前，湿式氧化法的应用主要为两大方面：一是进行高浓度难降解有机废水生化处

理的预处理，以提高可生化性；二是用于处理有毒有害的工业废水.该方法未能广泛应

用的原因是其系统设备复杂，投资大，操作管理难和运行费高等。

6.电解法

(1)电解法原理

在直流电场的作用下，电解质溶液发生的电化学反应过程称为电解。废水中的污染

物质在电解槽的阳极和阴极分别进行氧化和还原反应，达到降低该污染物浓度的方法称

为废水的电解处理.

能使电解正常进行所需的最小外加电压称为分解电压。在电解过程中应采取适当措

施防止出现严重的极化现