水污染控制工程复习资料.docx

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1、第十章污水的物理处理第一节 污水预处理一、格栅组成：格栅由一组（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，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂、站的处理设施。格栅的清渣方法：人工清除（与水平面倾角：4560）,设计面积应采纳较大的平安系数，一般不小于进水渠道面积的2倍，以免清渣过于频繁。机械清除（与水平面倾角：6070）过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。二、调整池（）（-）调整池的作用1、水量调整1）线内调整：进水用重力

2、流，出水用泵提升。2）线外调整：q高，进池；q低，出池2、水质调整1）采用外加动力而进行的强制调整：设施较简洁，效果较好，但运行费用高。2）采用差流方式：基本没有运行费，但设施结构较简单。（二）调整池的形式结构1）方池：主要用来调整水量2）对角线调整池：只调整水质，不能调整水量，对角线开槽。3）折流式调整池三、调整池的设计（）1、废水经过肯定调整时间后平均浓度为：c = qiCiti / qiti2、调整池体积V = qiti 难点：ti的确定其次节 沉淀的基础理论一、概述沉淀法是采用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分别的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法：1 ,沉

3、砂池：用以去除污水中的无机易沉物。2 .初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。3 .二次沉淀池：用来分别生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。4 .污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。沉淀可分成四种类型（）1 .自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。2 .絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有相互絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗

4、粒的质量、外形、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。3 .区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高；颗粒的沉降受到四周其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清楚的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。4 .压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，相互接触,相互支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀Q二、沉淀的基本理论（一）自由沉淀及其理论基础分析的假定沆淀过程中颗粒的大小、形状、质量等不变 |颗粒只在重力作用下沉淀，不受瞿璧和其他颗粒影响水为静止状态球状颗粒自

5、由沉淀的沉速公式（）:1/2,=阻力系数，是雷微Re=PsUdH和颗粒形4g（Ps-0jd3状的函v Re 2, j=24Re （殷） 2 Re 500 j=0.4斯托克斯定律（）在层流状态下，=24Rc,带入式中，整理得自由颗粒在静水中的运动公式工小一夕Ls 18 由上式可知，颗粒沉降速度US与下述因素有关：US正比于颗粒与水的密度差（PSPL）;US正比于（12; US反比于U（U取决于水温柔水质）（二）絮凝沉淀颗粒碰撞一絮状体一尺寸增大一us增大 沉降特性由絮凝沉降试验确定（三）成层沉淀和压缩沉淀在沉淀初期，沿沉淀深度从上至下依次存在清水层、受阻沉淀层、过渡层和压缩层。后期，分为清水层和

6、压缩层。三、沉淀池的工作原理抱负沉淀池分为四部分：进口区域、沉淀区域、出口区域、污泥区域抱负沉淀池的几个假定（）:1 .沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为V；2 .悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u；3 .在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒匀称分布在整个过水断面上；4 .颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。/-0x进口区出口区 y一区-泥一污户II进口区区泥污一-区淀沉出口区y IXclvA颗粒完全去除最小沉降速度（U0）颗粒不能完全去除b.颗粒沉速uV“o一 Q=I7反映沉淀池效率的参数,Hb一般称为沉淀池的表面负荷率。沉淀池按水流方向分（）:平流式、竖流式、辐流式沉淀池（

7、1）平流式沉淀池污水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。（溢流堰）（2）竖流式沉淀池（絮凝沉淀）中心管、喇叭口、反射板（降低流速、转变水流方向）（3） 一般辐流式沉淀池（中间进水，周边出水）向心辐流式沉淀池（周边进水，周边出水）（4）斜板（管）沉淀池异向流、同向流、侧向流第三节沉砂池工作原理：以重力分别或离心分别为基础，即掌握进入沉砂池的污水流速，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。形式：平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池等。一、平流式沉砂池平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简洁，工作稳定易于排砂。平流式沉砂池的系统参数：(1)最大流速0.3ms,

8、最小流速O.15m/S；(2)最大流量时，污水停留时间30-60s；(3)有效水深不大于1.2m, 一般0.25-1.0m,池宽不小于0.6m；(4)池底坡度一般为0.01-0.02,设沉砂设施时依据沉砂设施要求考虑池底外形。浮现法浮现法：采用水的浮力作用，使不溶于水的污染物浮到水面上，再通过机械刮除分别的水处理方法。1)自然浮现法粒径较粗且密度接近或小于水的强疏水性物质，可以依靠浮力的作用自然上浮于水分别，这种方法称为自然浮现法。2)气浮法弱疏水性悬浮固体或乳化油，可采用高度分散的微小气泡为载体去黏附，并使其随气泡浮升到水面得以分别，这种方法称为气泡浮升法，简称气浮。破乳：破坏液滴界面上的稳

9、定薄膜，使油、水得以分别。方法：投加换型乳化剂：搅拌、振荡、转动：过滤：转变温度：浮现法基本条件（）:必需向水中供应足够量的微小气泡；必需使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必需使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。按产生微细气泡的方法分类：电解气浮法、分散空气法（微孔曝气浮现法、剪切气泡浮现法）、溶解空气法（真空浮现法、加压溶气浮现法）加压溶气浮现法的基本原理（）.先在加压条件下，将空气溶于水中并达到饱和状态，然后突然将操作压力降至常压，使压溶于水中的空气处于过饱和状态，并以微小气泡型式释放出过饱和部分的空气量。加压溶气气浮流程（）1、全溶气流程溶气量大，气浮池体积较小（可节约基建投资）压力泵功率和

10、溶气罐容积较大，故动力消耗较大。2、部分溶气流程所需的压力泵功率和溶气罐容积较小，故设施紧凑、动力消耗低，但溶气系统供应的空气量也少。3、回流溶气流程溶气水量少且水质较优、动力消耗省、溶气效率高、混凝过程不受废水输送设施影响、形成的絮体性能较好。但气浮池的容积比前两种流程大压力溶气气浮法系统组成：压力溶气系统、空气释放系统、气浮池第十一章废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础第一节废水的好氧生物处理和厌氧生物处理一、微生物的新陈代谢新陈代谢：微生物不断从外界环境中摄取养分物质，通过生物酶催化的简单生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。分解代谢：分解简单养分物质，降解高能化合物，获得

11、能量。合成代谢：通过一系列的生化反应，将养分物质转化为简单的细胞成分，机体制造自身。底物降解：污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质称为底物或基质可生物降解有机物量：可通过生物的降解转化的量。可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物采用二、微生物的呼吸类型1、好氧呼吸：一有分子氧参加的状况下进行的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。2、厌氧呼吸一无分子氧的状况下进行的生物氧化。1)发酵：最终受氢体是有机物分解的中间产物2)无氧呼吸：最终受氢体是一些无机氧化物三、废水的好氧生物处理()好氧生物处理：在有分子氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。有机

12、物分解的最终产物:CO2、h2o留意:保持溶解氧、养分物和微生物三者的平衡。适用中低浓度有机物废水:2000mgL)其次节微生物的生长规律和生长环境一、微生物的生长环境微生物的养分：水、碳源、氮源、无机元素好氧微生物 BOD5 ： N ： P =100 ： 5 ： 1厌氧微生物 BOD5 ： N ： P =200 ： 5 ： 1二、微生物的生长规律（生长曲线表示）生长期（）停滞期、对数期、静止期、衰亡期当有机物多时，以有机物为食料的细菌数量较多，当细菌很多时，消失以细菌为食料的原生动物，而后消失以细菌和原生动物为食料的后生动物。第三节反应速度和反应级数在生化反应中，反应速度是指单位时间里底物的

13、削减量、最终产物的增加量或细胞的增加量。反应级数（）反应速度与一种反应物A的浓度P A成正比时,，称这种反应对这种反应物是一级反应。反应速度与二种反应物A、B的浓度Pa、Pb成正比时，或与一种反应物A的浓度Pa的平方Pa?成正比时，称这种反应为二级反应。反应速率不受反应底物浓度影响时;称为零级反应。n = 0 零级反应，v =k S = S0-ktn=l 一级反应，v = =kSlgSl= igS0 -1/2.3dt第四节 米歇里斯门坦方程式一、中间产物学说（）中间产物学说：依据此学说，酶促反应分两步进行。第一步，酶（E）与底物（S）作用形成中间产物（ES）,此中间产物被看作稳定的络合物；其次

14、步，络合物被进一步分解为产物（P）和游离态的酶（E）。KK3SE .、ES PEK2二、米氏方程式（）VaX = p Psrz 1- kmax rz 1Km+X Km+式中:V酶促反应速度；L最大的反应速度；P S一一底物浓度；Km一一米氏常数。（1）当PSKm时，m + P s P S，V = Vma,呈零级反应，酶促反应速度达到最大值。（2）当PsKm时，Km + PS Km,呈一级反应，酶促反应速度和底物浓度呈正比关系1、物理意义（1）Km值只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。（2）假如一个酶有几种底物，则对每一种底物，各有一个特定的Km（3）同一种酶有几种底物，就有几个Km值，Km值最小的底物，称为该酶的最适合底