環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì)

1、環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì) -水處處理設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)備設(shè)計(jì)(目的-意義義) 1,水處處理工藝藝及原理簡簡介2,沉降設(shè)備設(shè)備原理及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 3,混凝反應(yīng)設(shè)備應(yīng)設(shè)備原理及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)4,過濾設(shè)備過濾設(shè)備原理及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 5,膜(過濾過濾)設(shè)備設(shè)備原理及工藝藝湛含含1978-1989 中國礦業(yè)大學(xué)礦加工程 本科，碩士，博士1989-1991 中南大學(xué)礦加工程 博士后（全國專業(yè)第一位）1991-1999 正虹集團(tuán)，上海展望集團(tuán)，深圳亨達(dá)萊公司等2000-2010 湖南工大科技處、湖南工大環(huán)保所所長（曾兼任株洲市科學(xué)技術(shù)協(xié)會副理事長，多個期刊編委，中南大學(xué)等三所高校兼職博

2、導(dǎo),多公司兼職）2010-今今 中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)測學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)測學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事水處理技術(shù)。從事水處理技術(shù)。在環(huán)環(huán)境工程領(lǐng)領(lǐng)域主要包括： 水處處理工藝工藝-技術(shù)術(shù) 吸附技術(shù)術(shù)、自生載載體生物降解技術(shù)術(shù)、過濾過濾技術(shù)術(shù)、混凝藥劑藥劑的合成、混凝理論論及其技術(shù)術(shù)設(shè)備開發(fā)設(shè)備開發(fā) 膜技術(shù)術(shù)及膜材料、膜錯錯流清清洗技術(shù)術(shù)及其設(shè)備開發(fā)設(shè)備開發(fā)等。 目的-意義 1,環(huán)境工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)-原理原理 2.環(huán)境工程設(shè)備的選型選型-計(jì)算計(jì)算需要的預(yù)備知識需要的預(yù)備知識 環(huán)境工程基礎(chǔ)環(huán)境工程基礎(chǔ)-cad等及圖形認(rèn)知等及圖形認(rèn)知-實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)體會實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)體會畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) a,

3、水質(zhì)來源及分析水質(zhì)來源及分析;選擇處理工藝選擇處理工藝;設(shè)備選型及計(jì)算設(shè)備選型及計(jì)算.aa,圖紙圖紙.aaa答辯答辯. 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-把所學(xué)的部分環(huán)境知識系統(tǒng)地與實(shí)際工程案把所學(xué)的部分環(huán)境知識系統(tǒng)地與實(shí)際工程案例結(jié)合起來例結(jié)合起來, 1.水處理基本工藝 2.水處理基本工藝的選擇的選擇 3.幾種水處理技術(shù)方法 1,水處理工藝及原理簡介水處理基本工藝-技術(shù)方法技術(shù)方法與理論基礎(chǔ)等等的對應(yīng)關(guān)系技術(shù)方法與理論基礎(chǔ)等等的對應(yīng)關(guān)系:工藝-技術(shù)方法 (設(shè)備工作原理)-理論基礎(chǔ)常用的理論基礎(chǔ)常用的理論基礎(chǔ)-方法方法(原理原理): 物理、(物理-化學(xué))、化學(xué)、(生物化學(xué))、生物 物理方法 化學(xué)方法 生物方法

4、水處理的最基本工藝水處理的最基本工藝1混凝沉降工藝混凝沉降工藝2化學(xué)反應(yīng)工藝化學(xué)反應(yīng)工藝3生物降解工藝生物降解工藝污水沉降沉降/反應(yīng)反應(yīng)/降解池降解池前期處理前期處理/預(yù)處理預(yù)處理過濾池出水出水/深度處理深度處理沉淀池物理方法物理方法 利用物理作用來分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)的方法，在處理中不改變其化學(xué)性質(zhì)。1）重力沉降法重力沉降法：去除水中的懸浮雜質(zhì)2）過濾法過濾法：不能借重力迅速沉降而除去的不溶性雜質(zhì)3）物理吸附法：采用活性炭、木炭等作為過濾材料，除去水中 色素、細(xì)菌及膠體等雜質(zhì)。4）膜分離：是借助于膜孔(選擇性)的作用，對混合物中溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級和富集的方法?；炷两倒に嚮炷?/p>

5、沉降工藝 污水-混凝反應(yīng)池混凝反應(yīng)池-沉降池沉降池-砂濾-出水高濃度污水(反應(yīng))沉降池沉降池-二沉池二沉池-砂濾-出水化學(xué)方法化學(xué)方法 通過投加化學(xué)藥劑，利用化學(xué)反應(yīng)的作用來去除水中溶解性污染物質(zhì)或膠體物質(zhì)的方法1）化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法 2）中和法 氧化法4) 離子交換法 化學(xué)反應(yīng)工藝化學(xué)反應(yīng)工藝 污水-化學(xué)反應(yīng)池化學(xué)反應(yīng)池-沉降池-砂濾-出水 污水-調(diào)和池調(diào)和池-化學(xué)反應(yīng)池化學(xué)反應(yīng)池-沉降池-砂濾-出水生物方法生物方法 好氧生物處理法和厭養(yǎng)生物處理法1）活性污泥法 利用水中的微生物分解水中有機(jī)物，達(dá)到污水處理的效果的方法。2）生物膜法 利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機(jī)

6、污水處理的方法。 生物降解工藝生物降解工藝 污水-初沉池(或xx池)-生物降解生物降解-二沉池-砂濾-出水水處理基本工藝(技術(shù)方法)的選擇1.水質(zhì)特征水質(zhì)特征（決定所選擇的技術(shù)方法（決定所選擇的技術(shù)方法-確定水處理工藝）確定水處理工藝）2.技術(shù)成熟性技術(shù)成熟性（選擇成熟的技術(shù)方法（選擇成熟的技術(shù)方法-確定水處理工藝）確定水處理工藝）3.水處理成本水處理成本（選擇低成本的技術(shù)方法（選擇低成本的技術(shù)方法-確定水處理工藝）確定水處理工藝）幾種水處理技術(shù)新技術(shù):1,宏觀-成熟性2,微觀-a交叉學(xué)科b技術(shù)創(chuàng)新c機(jī)理突破膜分離氣浮法 在待處理廢水中通入大量微氣泡，使之與水中懸浮顆粒粘形成水氣顆粒三相混合體

7、系，顆粒粘附上氣泡后，形成表觀密度小于水的漂浮絮體，絮體上浮至水面，形成浮渣被刮除， 以此實(shí)現(xiàn)固液分離。氣浮法大多用于從廢水中去除密度小于水的微細(xì)懸浮物。 氣浮法對去除礦井水中微量礦物油微量礦物油效果明顯，有研究表明去除率可達(dá)99.8% 。 磁(特定磁化強(qiáng)度特定磁化強(qiáng)度FeFe3 3O O4 4 顆粒顆粒)技術(shù)最早用于水處理是鍋爐水及循環(huán)水的防垢和除垢，后來應(yīng)用到鋼鐵廠的廢水處理鋼鐵廠的廢水處理。隨著磁技術(shù)的發(fā)展，特別是磁種接種技術(shù)的應(yīng)用，更擴(kuò)展了磁技術(shù)在水處理中的應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到生活污水、含油廢水、有機(jī)廢水、含磷廢水、放射性廢水和醫(yī)院廢水等。粉煤灰法粉煤灰是燃煤電廠排放的固體廢棄物，因其

8、比表面積大，含有一定的活性基團(tuán)團(tuán)而具有很好的吸附性，能吸附有機(jī)污染物、懸浮固體 (SS)、去除重金屬離子及其它有毒物質(zhì)如Cr3+、Hg2+、Pb2+、酚類等。粉煤灰中含有一定量的堿堿性物質(zhì)質(zhì)例如CaO、MgO、Na2O、K2O等，而且這些氧化物在水中易于溶解，因而，粉煤灰具有中和酸的能力。因此粉煤灰不僅可用于中和酸性水，且對對二價(jià)鐵鐵的去除率較較好。吸附法例: 赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，赤泥為多孔框架結(jié)構(gòu)多孔框架結(jié)構(gòu)，比表面積較大比表面積較大，主要化學(xué)成分為Al2O3和Fe2O3，所含礦物成分復(fù)雜。赤泥是通過物理吸附、表面絡(luò)合吸附、離子交物理吸附、表面絡(luò)合吸附、離子交換換,再通過絮凝

9、沉淀等作用去除酸性礦井水中的重金屬離子。電滲析法電滲析（electrodialysis，ED）是利用離子交換膜和直流電場的作用，從溶液和其他不帶電組分中分離帶電組分的一種電化學(xué)分電化學(xué)分離離過程。指的是在外加直流電場的作用下，利用陰陽離子交換膜的選擇透過性，使一部分離子透過離子交換膜而遷移到另一部分水中，從而使一部分水淡化而另一部分水濃縮的過程。滲析是當(dāng)流體在跨越半透膜時的一種自然過程。如果用一張半透膜垂直分隔一池純水為兩部分，純水與半透膜兩側(cè)以相同的溫度和壓力接觸時，沒有跨膜水的流動產(chǎn)生，因?yàn)樵谀蓚?cè)的溶劑化化學(xué)勢學(xué)勢完全相等。如果向其中一側(cè)加入溶解性鹽，鹽溶液一側(cè)的化學(xué)勢能降低了鹽溶液一側(cè)

10、的化學(xué)勢能降低了，純水便會向鹽溶液一側(cè)滲透，從而產(chǎn)生一個滲透流，這個過程叫作滲透過程，直到重新建立化學(xué)勢的平衡為止。冰凍法冰凍法-蒸餾法1.在大氣壓下，普通冰的結(jié)晶形狀是有規(guī)則對稱的六角晶系的晶體。例:海水結(jié)冰時，海水中的溶解鹽會被排除在冰晶的成長界面之外。 海水部分凍結(jié)而形成冰塊，洗淋掉冰塊表面含鹽分的咸水，重新融化冰塊便可獲得淡水2.以消耗熱能為代價(jià).例:對高礦化度礦井水進(jìn)行熱力脫鹽淡化處理的有效方法，適用于處理含鹽量超過3000mg/L的礦井水。2,沉降設(shè)備原理及設(shè)計(jì)沉降設(shè)備原理及設(shè)計(jì)對于單個球形顆粒，Stocks區(qū)沉降末速U: U=f(d)U=f(d) 工程實(shí)際中工程實(shí)際中,沉降末速沉

11、降末速U: U=f(Re,d,c,)沉降沉降-澄清澄清,濃縮濃縮沉降池沉降池-初沉池 正常濃度沉降池(1-5g/l)澄清澄清(沉降沉降)池池-二沉池二沉池 低濃度沉降(濁度0-1000)濃縮濃縮(沉降沉降)池池-濃縮池濃縮池 高濃度沉降-底流濃縮(5g/l)懸浮物含量:濁度與(克升)濃度 濁度:0-1000 濃度:1-100g/l固液分離例1:污水-初沉池初沉池(沉降池沉降池)-AAA-二沉池二沉池-砂濾-出水例2:高濃度污水-濃縮池濃縮池-沉降池沉降池(或二沉池或二沉池)-砂濾-出水 例1,2中的底流都進(jìn)濃縮濃縮(沉降沉降)池池處理沉淀池沉淀池沉淀池的水流方向可分為豎流式、平流式和輻流式豎流

12、式、平流式和輻流式。豎流式沉淀池水流向上，顆粒沉降向下，池型多為圓柱形或圓錐形。由于豎流式沉淀池表面負(fù)荷小，處理效果差，基本上已經(jīng)不被采用。輻流式沉淀池多采用圓形，池底做成傾斜，水流從中心流向周邊，流速逐漸減小。輻流式沉淀池主要用作高濁度水的預(yù)沉。按截除顆粒沉降距離不同，沉淀池可分為一般沉淀和淺層沉淀。斜管沉淀池和斜板沉淀池為典型的淺層沉淀，其沉降距離僅30200mm左右。(復(fù)雜-簡單-深入) 沉降設(shè)備及工作原理沉降設(shè)備及工作原理沉淀池分五部分：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)、緩沖區(qū)。反應(yīng)沉淀池-斜板沉淀池反應(yīng)沉淀池反應(yīng)沉淀池輻流式輻流式沉淀池(濃縮機(jī))濃縮機(jī)濃縮機(jī) 選型要點(diǎn)選型要點(diǎn)-工藝環(huán)節(jié)

13、工藝環(huán)節(jié)與與排泥排泥反應(yīng)沉降池(有斜板) 濃縮沉降池(濃縮機(jī),有的有斜板) 計(jì)算要點(diǎn)計(jì)算要點(diǎn)沉降池,澄清(沉降)池-1-1.5 (m3/m2*h) 有斜板時2-3 (m3/m2*h)濃縮(沉降)池-1 (m3/m2*h) 有斜板時2 (m3/m2*h)沉降設(shè)備在工藝中的選型沉降設(shè)備在工藝中的選型-計(jì)算計(jì)算3,混凝反應(yīng)設(shè)備原理及設(shè)計(jì)1混凝沉降工藝給水-混凝反應(yīng)+池-沉降池-砂濾-出水高濃度給水-(混凝反應(yīng))沉降池-二沉池-砂濾-出水2化學(xué)反應(yīng)(沉降)工藝給水-化學(xué)反應(yīng)池-沉降池-砂濾-出水給水-調(diào)和池-化學(xué)反應(yīng)池-沉降池-砂濾-出水反應(yīng)效果決定沉降反應(yīng)效果決定沉降等等效果效果 中心筒反應(yīng)中心筒反

14、應(yīng)高濃度給水-(混凝反應(yīng))沉降池-二沉池-砂濾-出水 管道管道-中心筒反應(yīng)中心筒反應(yīng)反應(yīng)沉降池(反應(yīng)池反應(yīng)池+沉降沉降池)水處理中的傳質(zhì)作用對于單個單個球形顆顆粒，Stocks區(qū)沉降末速U: U=f(d2)2(s)18dgU 2(s)18dgU 混凝的物理模型分步成長絮凝體模型絮凝動力學(xué)顆顆粒(d)形狀狀-分形維數(shù)傳質(zhì)反應(yīng)水處理中的傳質(zhì)作用水處理中的傳質(zhì)作用(1)混凝過程中微細(xì)顆粒與絮凝藥劑的作用；(2)化學(xué)結(jié)晶反應(yīng)中晶核形成和生長的過程；(3)廢水生物處理領(lǐng)域中氧和有機(jī)物的傳質(zhì)過程，等等。反應(yīng)設(shè)備及工作原理反應(yīng)設(shè)備及工作原理隔板反應(yīng)(絮凝)池折板反應(yīng)(絮凝)池機(jī)械反應(yīng)(絮凝)池機(jī)械反應(yīng)(絮凝

15、)池 反應(yīng)設(shè)備選型-計(jì)算 選型要點(diǎn)-能耗與流態(tài) 機(jī)械反應(yīng)池,折流反應(yīng)池,管道-中心筒反應(yīng) 計(jì)算要點(diǎn)-流態(tài)與反應(yīng)時間 10-30分鐘-混凝反應(yīng) 30分鐘-化學(xué)結(jié)晶(反應(yīng))4,過濾設(shè)備原理及設(shè)計(jì)過濾阻力-粒度組成,濾層高度及表面性質(zhì)1,單一粒度組成的砂濾料-孔隙大小2,單一粒度組成,單位重量的砂濾料-孔隙率3,粒度組成(級配) -孔隙大小與孔隙率過濾周期-過濾與反沖洗砂濾料過濾設(shè)備的處理量-過濾阻力,水壓頭,過濾面積過濾設(shè)備,工作原理普通快濾池重力式無閥濾池虹吸濾池移動罩濾池V型濾池（均粒濾料濾池）-氣水反洗和水表面掃洗，沖洗效果好微型過濾設(shè)備-壓力濾池,刷式過濾器壓力濾池刷式過濾器過濾設(shè)備選型-計(jì)算選型要點(diǎn)-處理量與理量水性質(zhì)計(jì)算要點(diǎn)-過濾速度(米/小時) 6-8(米/小時) 8-10(米/小時) 10-12(米/小時)密 封 軸 承 套 焊 接 處攪 拌 軸電 動 機(jī)減 速 器減 速 器 支 架反 應(yīng) 筒混凝反應(yīng),斜板沉降,懸浮層過濾,生物降解裝