環(huán)境工程基礎(chǔ)

1、2.1.3 水質(zhì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) 常用廢水水質(zhì)指標(biāo) 物理性質(zhì)：色度，溫度，懸浮顆粒（ss） 化學(xué)性質(zhì)：ph、有機(jī)物、耗氧量（do）、溶解性固體、有毒物、nh3-n、tn、tp 有機(jī)物綜合指標(biāo)：生物需氧量（bod）、化學(xué)需氧量（cod）、tod（總需氧量） 單項指標(biāo)：重金屬含量等 生物學(xué)指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、大腸菌數(shù) 幾個簡化表示說明: ss(suspended solid) do(dssolved oxygen) bod(bio-chemical oxygen demand) cod(chemical oxygen demand) tod(total oxygen demand) 其他水質(zhì)指標(biāo)（略） 污水

2、排放質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 各種工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)各種工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb89781996）將污染物分成將污染物分成兩類兩類： i類（13項）對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn) ii類（56項）長遠(yuǎn)影響小于i類按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。 典型城市污水處理系統(tǒng)流程廢水的三級處理系統(tǒng)一級處理系統(tǒng)：主要解決懸浮固體、膠體、懸浮油類等污染物質(zhì)的分離。主要處理方法有：格柵、沉淀、過濾、混凝等。二級處理系統(tǒng)：主要解決可分解或氧化的呈膠狀或溶解狀的有機(jī)污染物的去除問題，多采用較為經(jīng)濟(jì)的生物化學(xué)處理法。三級

3、處理系統(tǒng)：主要用以處理難以分解的有機(jī)物和溶液中的無機(jī)物等污染物。處理方法一般有：吸附、消毒、離子交換、膜過濾、化學(xué)處理法等。城市污水處理系統(tǒng)組成（1）格柵：廢水進(jìn)入處理廠遇到的第一個設(shè)施通常就是格柵。目的：去除會阻塞或卡住泵、閥及其它機(jī)械設(shè)備的大顆粒物質(zhì)，下水道廢水中的破布、木材及其它顆粒較大的物質(zhì)被格柵去除。以機(jī)械方式清除格柵上的攔截物。定期填埋。格柵的種類有粗隙柵（間隙大于40mm）、細(xì)隙柵（間隙540mm),從清渣方式上分為人工清渣與機(jī)械清渣，一般機(jī)械清渣格柵的間隙范圍在540mm。城市污水處理系統(tǒng)（2）沉沙池：目的：去除惰性的、較重的物質(zhì)，如沙子、碎玻璃、淤泥及卵石。若這些物質(zhì)在廢水中

4、未被去除，將會磨損泵及其它機(jī)械設(shè)備。初沉池：經(jīng)過格柵與沉砂池后，廢水中仍含有較輕的有機(jī)懸浮固體，其中一部分可在沉淀池中通過重力沉降除去，沉淀下來的固體稱為初沉池污泥（raw sludge）?？衫脵C(jī)械刮除器或泵從沉淀池中去除，再進(jìn)一步處理。城市污水處理系統(tǒng)（3）曝氣池：將廢水與活性污泥（微生物）混合攪拌并曝氣，使廢水中的有機(jī)污染物分解，生物固體隨后從已處理廢水中分離，并可根據(jù)需要將部分污泥回流到曝氣池中。微生物與有機(jī)物完全混合，微生物利用有機(jī)物為食物而生長。當(dāng)微生物隨空氣的攪拌而混合在一起時，單個微生物就會凝聚而形成微生物團(tuán)塊（生物絮體），稱為活性污泥（activated sludge)。城市

5、污水處理系統(tǒng)（3）二次沉淀池：曝氣池中活性污泥和廢水混合液從曝氣池流到二次沉淀池，以使活性污泥沉降下來。二沉池中大部分的沉淀污泥又回流到曝氣池中，以維持較高的微生物濃度，快速去除有機(jī)物。該工藝中污泥產(chǎn)生量通常多于需要量，多余的污泥排放到污泥處理系統(tǒng)中被進(jìn)一步處置或利用。城市污水處理系統(tǒng)（4）三級處理單元雖然二級處理加上消毒工藝可去除85%以上的bod5和懸浮固體以及幾乎所有的致病菌,但對氮、磷、溶解性cod、重金屬等污染物的去除較少。在許多情況下，這些污染物可能更令人關(guān)心。無法在二級處理中去除的污染物可以通過三級廢水處理或高級廢水處理過程去除。這些工藝除了可以解決不易處理的污染問題外，還可改善

6、出水水質(zhì)，以滿足許多回用的目的，將廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍倮玫馁Y源。深度處理單元往往由于三級出水的使用目的及達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)而有很大的不同。例如對富營養(yǎng)化物質(zhì)n、p的去除就可能選用生物強(qiáng)化脫氮除磷，也可能選擇化學(xué)沉淀或吸附工藝。 城市廢水處理一般工藝單元過程：包括過濾、沉淀、反應(yīng)（化學(xué)、生化）、氧化消毒等，可歸類為 物理過程、化學(xué)過程、物化過程、生化過程。第二章 水污染與治理2.2廢水物理處理方法與過程 2.2.1 調(diào)節(jié) 2.2.2 過濾 2.2.3 沉淀 2.2.4 氣浮2.2 廢水物理處理方法2.2.1 調(diào)節(jié) 由于廢水流量在時間分布的差異及濃度分布的差異，在進(jìn)入廢水處理過程之前往往需要設(shè)置調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的

7、目的為保證污水處理單元的進(jìn)水流量與污染物濃度變化盡量平緩。0: 006: 0012: 0018: 0024:00廢水流量平均日流量例圖：生活污水的日均變化調(diào)節(jié)池式型調(diào)節(jié)池型式多樣，其中一種如下圖所示特點：兩路相對水流行走路徑長短不等，等于不同時刻的來水進(jìn)行混合。池底設(shè)有重力沉渣收集斗，便于清除污泥。調(diào)節(jié)池的計算調(diào)節(jié)池出水平均濃度計算tqtqcctqtqcciiiiiidd或其中：ci為ti時段廢水平均濃度，qi為 ti時段廢水平均流量，其中tti調(diào)節(jié)池容積計算：vq t = (qi ti) 其中為容積利用系數(shù)。對于生活污水處理廠一般取t6小時。例題 已知某化工廠的酸性廢水的日平均流量為1000

8、m3/d, 廢水流量及鹽酸濃度如下表，求6h的平均濃度及調(diào)節(jié)池容量解：由表作圖可以看出，廢水流量及濃度的較高時間段在1218h之間。此6h的廢水平均濃度為：采用前述調(diào)節(jié)池型式，調(diào)節(jié)池容積為：取調(diào)節(jié)池有效水深1.5m，則面積137m2,取池寬9m，池長15m，縱向隔板間距1.5m，將池寬分為6格，沿長度方向設(shè)3個沉渣斗，寬度方向設(shè)2個沉渣斗，共設(shè)6個沉渣斗。沉渣斗底坡角度取45。mg/l435040406440683764350040)420053003000(684700375700c3m2067 . 02404064406837v2.2.2 過濾 格柵與篩網(wǎng)過濾 格柵間隙尺寸： 1575mm

9、 篩網(wǎng)孔隙尺寸： 5mm 作用與功能： 去除較大顆粒固體，減輕后續(xù)處理負(fù)荷。 回收部分有用物質(zhì)。 保護(hù)水力輸送機(jī)械免受破壞。粗格柵 耙式鉸鏈傳動除渣細(xì)格柵螺旋式除渣 濾料過濾 作用作用：去除濁度，濁度1，下沉比重 v0。設(shè)計中需要確定顆粒的沉降速率，并將溢流率設(shè)定為較低的數(shù)值。對于上流式沉降池， v0 = 50% 70% vs。（overflow rate）：水的上升速率 ，有時也稱為表面負(fù)荷率，單位為m3/(d m2)，（ m3/d）?？梢钥闯擅刻烀科椒矫椎某恋沓乇砻娣e上所流經(jīng)的水量，與負(fù)荷類似。與液體速率相同（m/s）。理想的平流式沉淀池符合以下三個假設(shè)： 顆粒與水流的流速均勻地分布在沉淀

10、池截面上； 顆粒均勻分布，沉速不變，等速下沉，水平分速等于v； 任何顆粒只要接觸到池底就認(rèn)為被去除。理想的平流式沉淀池中顆粒去除情況假設(shè)一顆粒在a點，若要將其從水中去除，則該顆粒需要有足夠大的沉降速度，以確保在水流通過沉淀池的停留時間內(nèi)能夠到達(dá)沉淀池的底部，即沉降速度至少應(yīng)該等于沉淀池的深度除以停留時間：vs=h/t0。顆粒的沉降速率必須大于或等于沉降池的溢流率。當(dāng)顆粒沉降速率vs大于或等于溢流率v0時，如果沉淀池深度較大時則沉降速率等于v0的顆粒將無法完全去除。不過在較低深度處進(jìn)入沉淀池的顆粒，可以到達(dá)底部，所以會發(fā)生部分去除的現(xiàn)象。hlvlvsa沉淀池計算示例某水處理廠的設(shè)計流量為0.5m

11、3/s，設(shè)計溢流率為32.5 m3/(d m2)，確定沉淀池的表面積。假設(shè)典型溢流設(shè)計值為20 m3/(d m2)，計算沉淀池的表面積，并將這兩個值進(jìn)行比較。停留時間為95分鐘，確定沉淀池的深度。解：（1）計算表面積： 首先換算流量單位：0.5m3/s=43200m3/d； as=q/v0=43200/32.5=1330m2。l一般沉淀池的長寬比介于2：15：1之間，而長度很少超過100米。一般情況下，最少設(shè)計2個沉淀池。若按照2個池設(shè)計，假定池寬12米，總表面積為1330m2：1330m2/(2*12m)=55m。 長寬比為55m/12m=45，符合一般沉淀池長寬比要求。確定沉淀池的深度：l

12、沉淀池的總體積：v = qt0 = 0.5 95 60 =2850m3。l沉淀池深度：h=v/as=2850/1330=2米。該深度不包括污泥儲存區(qū)。最終設(shè)計為兩個沉淀池：寬12m長55m 2m，加上污泥儲存深度。沉淀法的應(yīng)用：沉淀工藝簡單，應(yīng)用極為廣泛，主要用于去除100um以上的顆粒 。應(yīng)用場合： 給水處理混凝沉淀，高濁預(yù)沉 廢水處理沉砂池（去除無機(jī)物） 初沉池（去除懸浮有機(jī)物） 二沉池（活性污泥與水分離） 2.2.4 氣浮是一種固液和液液分離的方法。具體過程：通入空氣產(chǎn)生微細(xì)氣泡ss附著在氣泡上上浮應(yīng)用：自然沉淀或上浮難于去除的懸浮物，以及比重接近1的固體顆粒 。 微孔擴(kuò)散氣?。簤嚎s空氣通過 擴(kuò)散裝置以微小氣泡形式進(jìn)入 水中。簡單易行，但容易堵塞， 氣浮效果不高。 壓力溶氣氣浮 氣浮法的應(yīng)用場合 廢水：廢水： 含油廢水（石油化工、機(jī)械加工、食品工業(yè)廢水等）： 懸浮油（10,隔油池） 乳化油（10,一般0.1-2氣?。?造紙廠白水回收纖維：時間短，ss去除率90以上，cod去除率80，浮渣濃度5。 染色廢水等 毛紡工業(yè)洗毛廢水羊毛脂及洗滌劑 濃縮污泥（效果比沉淀法