水質(zhì)工程學(xué)小結(jié)

水質(zhì)工程學(xué)小結(jié)第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

二污水的水質(zhì)污染指標(biāo)1.耗氧物質(zhì)污染指標(biāo)

（1）BOD

生化需氧量(Bio-chemicalOxygenDemand)（2）COD化學(xué)需氧量(ChemicalOxygenDemand)（3）OC耗氧量(OxygenDemand)（4）TOD總需氧量(TotalOxygenDemand)（5）TOC總有機(jī)碳量(TotalOxygenCarbon)2.難于生物降解的有機(jī)物質(zhì)污染指標(biāo)●用CODTODTOC表示

●用專用指標(biāo)表示第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.無直接毒害的無機(jī)物質(zhì)污染指標(biāo)(1)懸浮固體(SS)SuspendedSolids★可沉固體污泥---以有機(jī)物為主沉渣---以無機(jī)物為主

污泥含水率與體積的關(guān)系：

V2=V1(100-P1)/(100-P2)（2）酸，堿（3）氮，磷4.有直接毒害的無機(jī)物質(zhì)污染指標(biāo)專用指標(biāo)

第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

Chapter2:水體的污染與自凈一水體污染1.水體的物理性污染–可引起人的感觀反應(yīng)2.水體的酸，堿，鹽污染–有腐蝕性3.水體的富營養(yǎng)化–N，P污染導(dǎo)至水質(zhì)惡化●含氮化合物在水體中的轉(zhuǎn)化(1)含氮化合物（蛋白質(zhì)，氨基酸）→NH3-N（氨化）(2)NH3-N→NO2-N（亞硝化）(3)NO2-N→NO3-N（硝化）

上述過程均由好氧微生物在有氧條件下完成(4)HNO3→HNO2→(NOH)2→N2O→N2↑（反硝化）

該過程由厭氧微生物在無氧條件下完成第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

二水體自凈的基本規(guī)律

1。水體自凈規(guī)律：●物理自凈-稀釋、擴(kuò)散、混合、沉淀、揮發(fā)●化學(xué)自凈–氧化還原、酸堿反應(yīng)、吸附與凝聚

●生化自凈–微生物作用第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

2。污染與自凈過程：(1)耗氧過程

–

耗氧動力學(xué)模型（條件:DO充足,水溫不變）耗氧(有機(jī)物降解)速度與有機(jī)物濃度呈“一級反應(yīng)”

dL/dt=-K1L(t=0時L=L0)K1-耗氧速度常數(shù)，L-有機(jī)物濃度t時刻的殘存有機(jī)物量:Lt=L010-k1tL0-有機(jī)物總量，k1=0.434K1（P39）t時刻的耗氧量(有機(jī)物降解量):

Xt=L0-Lt=L0(1-10-k1t

)（2）復(fù)氧過程

●氧能溶入水,但有一定飽和度,其值與溫度反比,與壓力正比.D-氧虧量CS-飽和度X-實際DO

D=CS-XCS

∝P/TP-壓力T-溫度

復(fù)氧速度∝D●復(fù)氧動力學(xué)模型

dD/dt=k1L–k2D(t=0時D=0,L=L0)k2–復(fù)氧速度常數(shù)（P39）（3）氧垂曲線

第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

Chapter3污水的物理處理1.格柵2.沉淀的基礎(chǔ)理論沉淀的分類:(1).自由沉淀(2).絮凝沉淀:(3).集團(tuán)沉淀(成層沉淀)(4).壓縮沉淀一.個體自由沉淀的分析:斯托克斯沉速公式：

第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

二.沉淀試驗,沉淀曲線及其分析試驗結(jié)果:繪制各種參數(shù)間的關(guān)系曲線---沉淀曲線自由沉淀:沉淀時間~沉淀率關(guān)系曲線E–t曲線沉淀率~沉速關(guān)系曲線E–u曲線p~u關(guān)系曲線(p-沉速小于ut的顆粒數(shù)與總顆粒數(shù)之比Ct/C0)~u曲線絮凝沉淀:絮凝沉淀曲線第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

三.理想沉淀池第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

理想沉淀池：

概念化的沉淀池，具有以下假設(shè)條件：

1）池內(nèi)污水按水平方向流動，分布均勻，每個質(zhì)點的水平流速均為v

2）懸浮顆粒給整個水深均勻分布，其水平分速等于污水的水平流速v，顆粒流速u不變。

3)顆粒一經(jīng)沉淀，就不再上浮。總?cè)コ蕿椋骸癖砻尕?fù)荷:Q/A=q=u

物理意義:單位時間內(nèi)通過沉淀池單位表面的流量,在數(shù)值上等于沉速u

實際應(yīng)用:通過沉淀試驗求得最小沉速u,即為表面負(fù)荷.第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.沉砂池

功能:從污水中分離比重較大的無機(jī)顆粒,同時使有機(jī)顆粒隨水流出最大污水水平流速:0.3m/s,最小流速0.15m/s第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.沉淀池

●功能:去除85~98%的可沉固體.●沉淀池的功能分區(qū)：

流入?yún)^(qū)：使水均勻地流入沉淀區(qū)

沉淀區(qū)：泥水分離的工作區(qū)

流出區(qū)：保證水的流出不影響沉淀區(qū)的均勻性能

污泥區(qū)：儲放，濃縮，排出污泥的區(qū)域

緩沖區(qū)：沉淀區(qū)與污泥區(qū)之間的水層，防止已沉顆粒不再浮起，和承受沖擊負(fù)荷。●排泥:

重力排泥:靠靜壓h’排泥初沉池:H=1.5m(含水率P=95~97%)二沉池:H=0.9m(按嚗氣池P=99~99.6%)H=1.2m(生物濾池P=96%)第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

●設(shè)計計算:1.沉淀區(qū)有效水深:h2=q·t2.沉淀池總表面積:A=Qmax/q(m2)有效容積:V=A·h2=Qmax·t3.池長度:L=v·t·3.6(m)第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

幾類池的比較:平流池輻流池豎流池沉淀效率

好較差耐沖擊,溫變

好

差施工

方便

要求高困難占地大稍小小配水不易均勻不易均勻受限制排泥不便效果好方便適用條件大,中,小廠大廠中,小廠第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

Chapter4污水的生物處理法:

--活性污泥法污水的生物處理法:

定義:利用微生物氧化分解污水中的有機(jī)物,使有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)物的方法

處理對象:主要去除污水中的膠體狀與溶解狀的有機(jī)物(同時也可去除酚,醛等等)

分類:好氧性生物處理:

利用好氧微生物,處理效率高,多用;

厭氧性生物處理:

利用厭氧微生物,謹(jǐn)慎使用,二次污染使用:BOD5/COD≥0.4第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

一.活性污泥的定義與性質(zhì):1.形成:2.外觀:1)氣味:

2)形狀:3.組成:微生物(活性細(xì)胞)---Ma內(nèi)源呼吸殘余產(chǎn)物(排瀉物)---Me不可降解的有機(jī)物---Mi轉(zhuǎn)化而成的無機(jī)物--Mii

第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.生物相:

1)細(xì)菌:2)真菌:(霉菌)---絲狀菌:3)原生動物:4)后生動物:5.性質(zhì):

1)比重:1.002~1.006

2)有強(qiáng)大的吸附能力---易于凝聚

3)有氧化分解能力

4)略為酸性:與PH=7的水混合后,最終PH=6.95)具有疏水性:有利于泥水分離第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二.活性污泥法的基本流程:

第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

三.系統(tǒng)工作參數(shù)1.污泥濃度:MLSS控制指標(biāo)：1.5MLSS5~6g/l2.揮發(fā)性污泥濃度:MLVSS3.污泥沉降比:SV(%)

4.污泥指數(shù):SVI5.污泥負(fù)荷:

(Ns,Nv,Nrs)6.污泥齡:7.活性污泥增量:8.有機(jī)物降解需氧量:第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

四.活性污泥法中污水的凈化過程與機(jī)理凈化過程存在三個階段:1)初期吸附:污水與污泥接觸,有機(jī)物被吸附,部分氧化2)微生物代謝:氧化分解被吸附的有機(jī)物(合成細(xì)胞,氧化,耗氧)F:M>2.2時F:M=0.1~2.1F:M<0.13)絮凝體形成與泥水分離第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

五.活性污泥的影響因素

1.BOD負(fù)荷率:Ns=F/M2.污泥指數(shù):SVI3.溶解氧DO4.水溫:5.營養(yǎng)物平衡:BOD:N:P值6.PH值:(PH真菌能力)7.有毒物質(zhì):第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

六，有機(jī)物降解和生物增長動力學(xué)1.米一門公式(Michaelis-Menten)與莫若方程（Monod):

或結(jié)論：城市污水屬低濃度，可使用方程

積分并整理得：2.實際應(yīng)用:(1).推流式嚗氣池:(2).完全混合式嚗氣池第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.嚗氣池動力學(xué)分析(完全混合式)1）.系統(tǒng)的物料平衡:2）.有機(jī)物降解和生物增長動力學(xué)3）.幾個重要參數(shù)表達(dá)示式:（1）污泥齡(污泥停留時間）:（2）出流有機(jī)物濃度:（3）池內(nèi)微生物濃度:（4）剩余污泥量:

第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.關(guān)于設(shè)計參數(shù):從設(shè)計角度來看,與V,Q,x的參數(shù)有二個：

第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

七，活性污泥法的發(fā)展與運(yùn)行方式系統(tǒng)分類:以池進(jìn)水方式分類:

推流式---池前單點進(jìn)水---有機(jī)物濃度沿池長變化

完全混合式---沿池長多點進(jìn)水---池內(nèi)各點均Se以污泥負(fù)荷分類:高負(fù)荷---Ns>1.5

低負(fù)荷---Ns<0.5以嚗氣方式分類:機(jī)械嚗氣---葉輪

鼓風(fēng)嚗氣---嚗氣管第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)傳統(tǒng)法;(2)階段嚗氣法:(3)生物吸附法(吸附再生法):(4)完全混合法(5)延時嚗氣法(完全氧化法):(6)氧化溝(7)SBR工藝(8)AB工藝

(9)AO工藝第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

八，嚗氣與嚗氣的構(gòu)造二.影響氧轉(zhuǎn)移的因素1.水質(zhì)2.水溫:

3.氧分壓(氣壓P)第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

九，活性污泥法的工藝設(shè)計設(shè)計內(nèi)容:

1)流程的選擇(初沉池對其有較大的影響)

2)嚗氣池容積與池工藝尺寸確定

3)供氣量計算與嚗氣設(shè)備選擇

4)回流污泥量,剩余污泥量與回流設(shè)備確定5)二沉池的設(shè)計與計算(嚗氣沉淀池的各部位尺寸控制)6)剩余污泥及其處置7)出水質(zhì)量與BODs去除率:第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

設(shè)計步驟:(一)嚗氣池(鼓風(fēng)嚗氣):

已知條件:日污水量Qm3/d,進(jìn)水laBOD5mg/l,時變化系數(shù)Kh,出水lemg/l1.求:Ns=K2·le·f/kgBOD/kgMLSS·df=0.75,K2查表2.求污泥濃度:xmg/l

SVI:g/ml

r=1.2

R=QR/Q回流比,查表選取3.求嚗氣區(qū)容積:m3第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.確定嚗氣池尺寸:(先分組,池數(shù))1)池面積:m2H自己設(shè)定,3~5m,查表2)池寬：池長：(m)校核:池總高=H+0.5(超高)3)進(jìn)水方式選擇:池首集中進(jìn)水---傳統(tǒng)法多點進(jìn)水---階級嚗氣池中進(jìn)水---生物吸附法5.需氧量1)平均需氧量:kgO2/da’,b’查表Lr=la-lexV=0.75x=f·x第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

每日去除kg/d去除1kgBODs需氧=kgO2/kgBODs2)最大時需氧量:kgO2/h1Kh---時變化系數(shù)6.供氣量1)氣泡離開水面時氧量百分比:%EA<0.1飽和DO均值:Pb=1.033+rH第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

200C脫氧清水充氧量:T=0CCL=2mg/l=0.8=0.9CS=9.17mg/l注:R0max=用O2max代替R的值,需氧量R=O22)供氣量(Gs):m3/h

另:提升回流污泥需氣量為:回流污泥量的5倍所以,總供氣量:GST=Gsmax+5RQ第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

7.空氣管:氣體流速v=10~15m/s,支管4~5m/s8.鼓風(fēng)機(jī):根據(jù)參數(shù):GsT,GT,Gsmin=0.5Gs,壓力P=h1+hw作業(yè):設(shè)計一嚗氣沉淀池:Q=10000m3/d,其他參數(shù)見P115例題.

(二)嚗氣沉淀池:(葉輪嚗氣)已知:Q,la,le,x,Ns,R,1.嚗氣區(qū)容積:m3la’=(1-30%)·laQ:m3/d2.沉淀區(qū)面積:m3u=0.28mm/sQ:m3/h

沉淀區(qū)高度:t=1.5h第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.,葉輪需氧量及嚗氣筒需氧量查表選取葉輪直徑d與功率W,條件:R0,線速度4.5m/s嚗氣筒直徑:D1=6d嚗氣筒面積:4.導(dǎo)流室:表面積:導(dǎo)流室下降流速v2=10mm/s

室寬第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.嚗氣池直徑:6.其他尺寸:嚗氣筒直壁高:h2=h1+0.414B嚗氣池直壁高:h3=h2池深:H=4~5m斜壁高:h5=H-h3池底直徑:D3=D-2h57.容積校核:(幾何尺寸計算)總?cè)莘e:(幾何計算容積)池有效容積:沉淀區(qū)有效容積:嚗氣區(qū)有效容積:校核:與原計算需要量之差應(yīng)10%第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

8.回流窗總面積：回流窗流速v1=100mm/s回流縫寬：b=0.2m順流圈長:L=0.5m回流縫過水段面積:嚗氣筒底筒直徑:D4=D3+0.2校核回流縫流速十.參考用表:1)P131《運(yùn)行參數(shù)表》2)P181《mlss~u關(guān)系表》第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3)P177《SVI~xR~x~R關(guān)系表》4)P174《擴(kuò)散器的EA，EP，布置表》5)P174《Ns~O2關(guān)系表》6)P172《常用x取值表》7)P170《K2系數(shù)表》8)P173《a’，b’值表》9)P111《a,b值表》10)P171《Ns~SVI關(guān)系曲線》第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

問題污泥膨脹污泥解體污泥脫氧(反硝化)污泥厭氣(腐化)泡沫現(xiàn)象SVI,含水率,不易下沉,水呈清出水渾濁,SVI,絮凝體微小,活性塊狀泥上浮大快泥上浮,呈黑色,產(chǎn)生惡臭,H2S,CH4池中產(chǎn)生泡沫原因絲狀菌膨脹,PH,DO，C:N,Ns,ts嚗氣過量,有毒物ts,DO<0.5mg/l污泥長期滯留(結(jié)構(gòu)上有死角)污水中含有大量洗滌劑措施加石灰:PH加轉(zhuǎn)速:DO加N:C:N加凝聚劑及惰性物質(zhì)調(diào)整嚗氣量或其池參數(shù),若屬毒物引起應(yīng)對進(jìn)水進(jìn)行處理R,及時排除剩余污泥設(shè)浮渣清除設(shè)備,清除結(jié)構(gòu)死角,加大池底寬度或改進(jìn)工作刮泥設(shè)備采用分段注水,加入除沫劑第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

Chapter5污水的生物處理---生物膜法生物濾池---不同于過濾載留(淋水式)

生物轉(zhuǎn)盤---生物膜運(yùn)動而污水靜止

生物接觸氧化---淹沒式的生物濾池1.生物膜的形成:2.生物膜的構(gòu)造

表面:好氧層:2mm有機(jī)物降解層

里面:厭氧層:3.生物膜的老化與脫落第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

一,生物濾池1.系統(tǒng)特點:

1)有初沉池---防止堵塞無載留功能

2)無回流系統(tǒng)---排出的脫落的老化污泥

3)無空氣管道---進(jìn)行自然通風(fēng)4)微生物固定在濾料上,不隨水流動

5)微生物沒有浸沒于水中供氧好2.種類:普通生物濾池:低負(fù)荷運(yùn)行1~4m3水/m2池d,0.1~0.4kgBOD/m3濾料d,=95%

高負(fù)荷濾池:高負(fù)荷運(yùn)行5~40m3/m2d,0.5~2.5kg/m3d,la<200mg/l

塔式生物濾池:池高增加~1~2kg/m3d,la<500mg/l,80~200m3/m2d,H=8~24m,D=1~3.5m第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

普池高負(fù)荷塔濾有機(jī)負(fù)荷(kg/m3d)0.1~0.40.5~1.22.0~3.0水力負(fù)荷(m3/m2d)1~310~3080~200池高H(m)1.8~30.9~28~24粒徑上/下(mm)(30~40)/(50~70)(40~70)/(70~100)蜂窩BOD進(jìn)/出<200/20>200/30>200/30BODs去除90~9575~9075~90生物膜脫落春,秋經(jīng)常更快出水水質(zhì)有Do,NO3->10Do0,NO3-2Do=0,NO3-=0污泥穩(wěn)定,氧化程度高易腐化易腐化第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

●生物相明確分工：

膜厚生態(tài)級生物種類對易降解有機(jī)物的降解能力對難降解有機(jī)物的降解能力上層