水污染控制技术教案.doc

精品水污染控制技术教案 课程名称：水污染控制技术 授课专业：环境监测与治理 授课教师：苏少林课题(模块、节)：第1模块 水污染控制概论教学及能力培养要求通过本模块的学习，要求学生能够了解环境工程学的形成与发展状况，了解水污染控制技术与其它环境工程学科的联系与分工，掌握水污染控制技术的主要内容。教学重点环境工程学 水污染控制技术的概念、主要内容教学难点教学时数教学方式讲授教学过程：一、环境科学与环境工程学随着人口、社会生产和科学技术的发展，环境和环境问题已越来越引起人类的重视。人类与环境之间有着一个相互影响、相互作用、相互依存关系的对立统一体。人类的生产和生活活动作用于环境，会对环境产生影响，引起环境质量变化，反过来，污染了或受损害的环境也会对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。当代社会的发展使人类与环境之间的作用与反作用不断加剧，只要人类所及的范围，上至太空，下至海域，人类的活动对环境的影响无所不在，而且逐步强化，环境污染和生态破坏已达到危险的程度。1972年再斯德哥尔摩举行了世界第一次联合国人类环境会议，会议通过宣言呼吁世界各国为保护和改善人类环境、造福全体人民、造福后代而共同努力。二十多年来，许多国家都采取了不少措施和对策来防治污染和解决环境问题，各国科学家也进行了广泛而深入地研究和实践，从而促进了环境科学的兴起和发展。环境科学是研究人类环境及其控制的科学。它涉及内容广阔，包括自然科学和社会科学的许多重要方面，因而形成了环境地学、环境化学、环境生物学、环境工程学、环境管理学等相互交叉、相互渗透的学科。环境工程是环境科学的一个重要分支。二 水污染控制技术的形成与发展为了保护和改善人类的生活和生存环境，使人类免受污染危害，人们开始起用工程和其它有关科学的理论和方法来控制和防治环境污染，改善环境质量。环境工程学便随着人们同环境污染作斗争的过程不断发展而兴起并逐渐成熟起来。在污水处理方面，公元一世纪，埃及人开始用砂滤法净水，我国明朝以前就开始用明矾作净水剂。1860年，法国建立了消化池，用厌氧法处理污水，英国于19世纪中叶，美国于20世纪初分别建立了公共污水处理厂。1914年英国建成了活性污泥法处理试验厂，标志着人类污水处理工艺的重大进步。在近二十年，由于污水治理的需要，在给排水工程的基础上，水处理领域经过不断研究，随着污水处理的新技术、新方法的不断涌现，逐渐发展成为一门新的独立学科水污染控制技术。水污染控制技术是环境工程学的主要内容之一，它汇集了土木工程、公共卫生工程、化学工程及机械工程等方面的有关技术，又溶入了其它自然科学和社会科学的有关原理和方法。三、水污染控制技术的主要内容水污染控制技术主要研究治理和预防水体污染，改善和保护水环境，合理利用水资源的工艺技术和工程措施；水体自净及利用；城市污水处理与利用；工业废水处理与利用；区域和水系的水污染综合防治；水环境质量标准和废水排放标准等。四、讨论 1、在我们身边有哪些导致水污染的事件、地点或工具？有多大危害？ 2、面对水污染，你所知道的有哪些处理方法？四. 作业及思考题1、名词解释：环境工程学 水污染控制技术2、水污染控制技术的主要内容有哪些？3、第一次联合国人类环境大会是哪一年，在什么地方召开的？五. 教材及参考书水污染控制技术（黄铭荣、胡纪萃等编著）水污染控制工程（高廷耀 、顾国维等编著）环境工程（李宝珍、宋全波主编著）环境土壤学（马耀华、刘树庆等编著）课程名称：水污染控制技术 授课专业：环境监测与治理 授课教师：苏少林课题(模块、节)：第1模块水污染控制概论 第一节 水污染 第二节 水质指标与水质标准教学及能力培养要求通过本节的学习，要求学生掌握常见的水污染类型及主要的污染物质，掌握水质、水质指标的概念、分类以及我国水质指标体系的组成。教学重点水污染类型及主要的污染物质、水质指标的概念、分类以及我国水质指标体系的组成。教学难点学时数教学方式讲授教学过程：第一节 水污染1、水污染的分类：根据污染物质的性质不同分为以下几类A：化学性污染：无机污染物（酸碱性盐），主要由于污水中含有较高浓度的酸、碱或无机盐而导致污染。无机有毒物质（重金属），Hg、Cd、Pb、Cr（六价）、As（三价）、硒（四价、六价）以及氰化物等。有机有毒物质（有机农药），有机磷、氯等有机农药，多环芳烃、芳香胺等。耗氧污染物质（一般有机物），BOD、COD，分解而耗去水中的大部分甚至是全部的氧而导致水体污染。植物营养物质（N、P），导致水体“富营养化”的元凶，一般来说，P为限制性因素。油类污染物质（石油），石油泄露、船舶污水等造成的。B：物理性污染：悬浮物质污染、热污染、放射性污染C：生物污染：病原微生物，入侵的外来物种第二节 水质指标与水质标准水质：水和其中含有的杂质共同表现出来的物理、化学、生物学的综合特性。水中杂质分为悬浮物质、溶解物质和胶体物质三类。水质指标是指水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。一 水质指标：1.物理性指标：色、温、嗅和味、浑浊度、透明度、电导率、总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体2.化学性水质指标（1）PH、碱、硬度、阳离子、阴离子、总盐、一般有机物（2）有毒的化学性质指标：重金属、氰、农药（3）氧平衡指标：如 DO、COD、BOD、TOD3.生物学指标细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒补：总H2O 136 000 0000 km3、97%贮存在海洋中，77.2%的淡水在两极及高原地区，22.4%的淡水在地下和土壤中余下的淡水中河 、湖、大气中能为以人类所利用的有37 500km3约占总水量的1/3-4万二、水质标准1.国家正式颁布的统一规定：生活饮卫生标准GB-5794-85，地面水环境质量标准GB-3838-88，农田灌溉水质标准，污水综合排放标准GB-8978-882.水质要求： A：饮用水卫生标准：GB-5749-85B：地面水环境质量标准GB-3838-88、C：污水综合排放标准GB-8978-88四. 作业及思考题1、名词解释：水污染 “水体富营养化” 水质及水质指标2、我国水污染大体上分为几个类型？各自主要的污染物是什么？3、我国水质指标有哪些？水质指标体系由哪几个部分组成的？五. 教材及参考书水污染控制技术（黄铭荣、胡纪萃等编著）水污染控制工程（高廷耀 、顾国维等编著）环境工程（李宝珍、宋全波主编著）环境土壤学（马耀华、刘树庆等编著）课程名称：水污染控制技术 授课专业：环境监测与治理 授课教师：苏少林课题(模块、节)：第1模块 第三节 废水的成分与性质 第四节 水体的自净作用与水环境容量 第五节 水处理的基本原则与方法教学及能力培养要求通过本部分的学习，要求学生掌握常见的几种废水（生活污水、工业废水、农业废水、城市污水）的成分与性质，理解水体自净作用机理，了解水处理的基本原则和基本方法。教学重点废水的成分与性质以及水体自净作用与水体环境容量教学难点水体自净作用与水体环境容量学时数教学方式讲授教学过程：第三节 废水的成分生活污水（典型组成，）(mg/l)无机物有机物总量BOD5不可沉固体4010014055可沉固体25709565溶解固体21021042040总固体275380655160N152035P538二、工业废水（主要水污染源）：一般都含量较高的有毒有害的物质。不同行业，差别较大，可采用不同的方法处理。三、农业废水（农药、化肥）农田径流水、渗流水、病原茵、病毒家畜BOD5总固体牛6.018.4马3.013.0猪1.84.4羊0.63.0鸡0.10.3每一家畜废料排放量的人口当量数四、城市污水 家庭污水 生活污水 公共污水（建筑污场）城市污水 医院污水（消毒处理）工业污水 （去重金属、中和预处理） 初雨径流第四节 水体自净作用与水环境容量自净的过程：污染物质参与水体中的物质转化和循环过程。物理过程：稀释、扩散、挥发、沉淀化学和物理化化过程：氧化、还原、吸附、凝聚、中和生物学和生物化学过程：污水中的污染物质，特别是有机物质，被水中微生物分解为无机物的过程。一 废水在水体中的稀释和扩散（一）稀释机理（接上页） 推流、平流 Q=VC KdC扩散：Q2= dX（二）水体混合稀释混合系数=Q（参与）/Q（总量）（未完全混合液） 河水的流量与废水流量的比水体的生化自净（微生物） 影响因素 废水排放口的形式 有机 河流的水文条件（三）水体中氧的消耗和溶解 氧化分解 大气氧的溶解 呼吸分解 水生植物光合作用 消耗 溶解二 水体的生化自净 1作为水体中微生物的营养，合成新的细胞。 2为微生物的生命活动提供能量。三 水环境容量：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量就称为水环境容量，其大小与下列因素有关：（1）水体特征：水文参数（河宽度、流量、流速等）、背景参数、工程因素、自净参数；（2）污染物特征：物的扩散性、持久性、生物降解性；（3）水质目标： 水体的用途和功能第五节 水处理的基本原则和方法一 解决废水问题的主要原则1 改革生产工艺、减少废物排放量2 重复利用废物3 回收有用物质4 对废水进行妥善处理5 选择处理工艺与方法时，必须经济合理，并尽量利用先进技术二、废处理程度的确定1、水体的水质要求 Ci C0E= 100% CiCi ：未处理废水的平均浓度C0：废水排入水体时的容许浓度2、按处理厂所能达到的处理度：“2230”标准、总悬浮固体、BOD处理程度处理方法悬浮固体BOD5沉淀50-7025-40沉淀及活性污泥85-9585-95沉淀的生物70-9075-953考虑水体的稀释和自净能力：三、废水处理的基本方法：（1）、物理法：沉淀、过滤、气浮、蒸发（2）、化学法：中和、氧化还原、电解、核脱体（3）、生物法：活性污泥、生物膜法、生物氧化塘法、土地处理系统（接上页）废水处理系统分为：一级处理：只去除水中悬浮物物理法二级处理：溶解和胶体物去除生物法三级处理：除去营养物质盐（滤废处理）生活废水处理程序： 初沉池二沉池生物处理设备活性污泥法或生物膜法消毒沉砂池格栅原污水 初沉池 排 放 沼气利用 污水流程脱水干燥 污泥流程 沼气 污泥浓缩池 污泥消化池 污泥利用工业废水的处理程序：（不同的工业废水，要分别对待，一般按如下程序处理澄清回收 毒物处理 一般处理 回用（或排放）一般生活污水处理结果 ：（含悬浮物220ppm，BOD5200ppm左右） 处理效果（单位：ppm）处理等级处理方法悬浮物BOD5氮磷去除率出水浓度去除率出水浓度去除率出水浓度去除率出水浓度一级处理5060901102530140150二级处理85902030859020305015203035四. 作业及思考题1、名词解释：水体自净 水环境容量2、水体自净是通过哪几个方面来实现的？3、影响水环境容量大小的主要因素有哪些？4、简述我国处理污水的基本原则和方法。五. 教材及参考书水污染治理工程（黄铭荣、胡纪萃等编著）水污染控制工程（高廷耀 、顾国维等编著）环境工程（李宝珍、宋全波主编著）环境土壤学（马耀华、刘树庆等编著）课程名称：水污染控制技术 授课专业：环境监测与治理 授课教师：苏少林课题(模块、节)：第2模块 物理处理技术教学及能力培养要求通过节的学习，要求学生理解水中粗大颗粒物质去除的机理，掌握常见的处理方法，掌握各种处理设备的结构和工作原理。教学重点格栅、筛网、调节池的工作原理及作用教学难点学时数教学方式讲授教学过程：第一节 水中粗大颗粒物的去除一 调节池1.调节池的作用（1）调节水质（浓度均匀）（2）能量调节（浮子、重力输水）（3）调节流量（保证流量均匀连续）2.调节后的浓度和流速C=(ciqiti)/qtV=qt/qitTi)/20.7二 格栅1. 格栅隙缝：=50mm ，但处理系统前的不能大于25mm2. 作用：去除或拦截较大杂物，保护污水处理厂机械设备，并防止管道堵塞3. 形状：长方形、正方形、圆形4. 设计参数1.过栅流速：栅前为0.40.9m/s，栅后为0.61.0m/s。当过栅水头损失达1015cm时要清捞2.格栅间距：三 筛网（预处理）1.作用：纤维、 藻类、 纸浆、 2.类型：旋转式 振动式 转鼓式3常见微滤机，见P20图212 211 四 沉砂池1.去除水中的砂粒（较大的无机颗粒和少量的有机杂质（骨屑、种子等）2.类型：平流式、竖流式、曝气式3.沉降过程：自由沉降 A：平流式：最大速为0.3m/s 最小流速为0.15m/s H:0.21m 宽度为0.6m 停留时间为3060s,一般为30s 池底有0.010.02的坡度，斗壁与水平面倾角不小于550，排沙管直径不小于200mm，其结构见下图：（P35页 图24） 曝气沉砂池 B：曝气沉砂池：去无机颗粒和有面杂质1.旋流速度为0.250.3m/s2.池内有效水深为23m,，宽深比为123.空气扩散管距池底为0.60.9m，每方污水的曝气量为0.10.2方。五 离心分离1.作用：去除水中的粗大的颗粒（或乳化油）2.类型：水旋分离设备（水力旋流器、旋流分离器），器旋分离设备（离心机） A：压力式水力旋流器B：重力式水力旋流器四. 作业及思考题1、调节池的用途是什么？调节后的流量及浓度怎么计算？2、格栅的用途是什么？3、筛网的用途是什么？4、常见的沉砂池有哪几种？五. 教材及参考书水污染治理工程（黄铭荣、胡纪萃等编著）水污染控制工程（高廷耀 、顾国维等编著）环境工程（李宝珍、宋全波主编著）环境土壤学（马耀华、刘树庆等编著）课程名称：水污染控制技术 授课专业：环境监测与治理 授课教师：苏少林课题(模块、节)：第2模块 第二节 水中悬浮物质和胶体物质的去除教学及能力培养要求通过本节的学习，要求学生掌握水中悬浮物质和胶体物质去除的方法与机理，掌握常见的沉淀池、滤池的结构和工作原理，能够根据需要设计相应的沉淀池。教学重点沉淀池、滤池的工作原理，工艺设计教学难点工艺设计学时数教学方式理论讲授2学时，实验2学时，现场教学2学时教学过程：一、沉淀（一）、沉淀池的理论基础（自由、絮凝、拥挤、压缩四种沉淀方式）1、 自由沉降：（低浓度的离散颗粒，在沉降过程中其形态、尺寸和质量均不发生改变，不受周围其他颗粒的影响。）通过沉淀实验可得颗粒沉速累计频率分配曲线，如下： A 1.0 H 0 B 0U=H/t u0 沉速=残余颗粒浓度/总颗粒浓度一颗粒从A点沉降到B点所用时间为t0，则其沉降速度u0=H/to为，残余颗粒百分比为 X0。因此总颗粒去除率E=（1X0）+ 1/u0X0udx，可近似化简为：E=（1X0）+xu/ u0例：某废水中的悬浮物浓度不高，且为离散颗粒，有一水深为1.8m的沉淀柱内作沉降试验，结果表如下：时间t(min)06080100130200240420取样浓度（mg/l）3001891801681561117827求此废水在负荷为25m3/m2.d的沉淀设备中的理论总沉淀去除率？解：（1）、计算各沉淀时间下，水中残余颗粒所占的百分数与相应的沉降速度。（2）、画残余颗粒百分数与沉降速度间的关系时间t（min）6080100130200240420残余颗粒百分数C/C0(%)6360565237269沉降速度u=H/t0.030.0250.020.01550.010.00830.0048（3）、U0=25(m3/m2.d)=0.0174(m./min)（4）、uX=0.46%（5）、总去除率：E=（1X0） 1/u0X0udx=（1X0）xu/ u0 =（10.54）0.00460.0174 =72%2.絮凝沉降：在沉降过程中，悬浮颗粒因相互碰撞、粘结而使尺寸变大，沉速随深度而增加。（需加絮凝剂） 3.拥挤下降（成层沉淀）（ 1g/l 23g/l的颗粒浓度较大时，在下沉过程中彼此干扰，在清水与浑水之间形成明显的交界面，并逐渐向下移动。）4.压缩沉淀池（污泥浓缩）：颗粒在水中的浓度增加到颗粒相互接触、相互支撑，颗粒之间缝隙中的水被挤出，而不是固体穿过水，从而达到浓缩。（二）、理想沉淀池1.沉淀池中各过水断面各点的流速均相等2.沉降过程中悬浮物颗粒以等速下沉3.下底不起W=H.A=Q.t0 U0=H/t0=Qt0/At0=Q/A=q0 A：池底面积 B：进水流量 q0：表面负荷过流率 t0：停留时间（理论） q0：数值等于U0设计时通过做静置沉淀实验求出符合沉淀效率的U0：则得到q0(过滤率) 设计取值为：q=(1/1.251/1.75)U0 或 t=(1.52.0)t0（停留时间）（三）、普通沉淀池 平流式竖流式辐流式1.平流式沉淀池：（如右图）沉淀池可根据： q（过流滤）：颗粒最小沉淀速度u；沉淀时用t来计算沉淀区有效低面积为：A=Q/q=Q/u ，Q为设计流量（m3/h）有效水深为：H=Qt/A=qt=ut池子的长宽比L/B一般为：35 为好，一般不少于4，沉淀池的个数不少于2最大设计流量的水平流速Vmax：一般初沉淀池设计为7mm/s；二次沉淀池为5mm/s因此池长L=Vmax.t3.6L/H一般采用812（一般为2.53.0m之间）例：Q=500m3/h，悬浮物浓度为250mg/L，E=65%，t0=1h，求沉淀池的主要尺寸？解：u0=1.8m/t0=q0=1.8/(11.5)=1.2m3/(m2.h) 沉淀池面积A=Q/q设A=500/1.2=417m2用四座池子：S=417/4=104m2,取B=4.5m,则L=104/4.5=23mL/B=23/4.5=5.174W=4171.8(m)=750.6m3 1.8：设计时的有效水深T=750.6/500=1.5h(余下省略)污泥区： W=Q(C-C)100*T/r(100-P)污泥斗：V=(1/3)*h4(A1+A2+(A1*A2)12)2.竖流式取：池底坡度采取0.02，斗底角度450，斗底边长为0.4m，则斗高=（4.50.4）2=2.05m经校正，V=17 m3 ,因此，符合要求。取：池子缓冲层高0.3m，则总高度为4.85m。设计草图： 0.5 23 0.3 0.3 1.8 0.02 2.05 450侧视图 正视剖面 俯视平面2.竖流式沉淀池：V上升=U0=0.51mm/sT=1.52.0hV水=30mm/s（中心管）d中心出水口=1.35d中心管d反射板=1.3d中心出水口反射板水平面倾角为170V出水(中心管)=2.75m（4）喇叭口与反射板的缝隙：h3=qmax/(v1.d1) v1：出流速度d1：喇叭口直径（5）工作有效断面：A2=qmax/v(m2) v :沉淀池液面上升速度，一般为0.3-0.5mm/s（6）沉淀池总面积：A=A1+A2（7）沉淀池的直径D=(4A/)1/2 (m) 中进周出竖流式沉淀池正视图 俯视图3.辐射式沉淀池：中进周出、周进中出、周进周出4.斜板斜管沉淀池（1）浅池沉隆原理U0=Q/A A 则E T=h/U0 U0不变则h 则 t（2）斜管沉淀池的结构（倾角为600）分类：异向（逆向流）周向流，侧向流（横向） 4 1 3 7 26 5 斜板（管）沉淀池示意图1、配水槽 2、穿孔墙 3、斜板、斜管（11.2m） 4、集水槽 5、集泥斗 6、穿孔排泥管 7、阻流板板间垂直距离为80-120mm斜管 50-800mm斜板管颂角为600为一般斜管底部缓冲区0.5-1.0m上部水深一般采用0.51.0mt0=30min(初沉) t0=60min(二次沉淀池) l1 l2(3)、斜板管,沉淀池设计计算 (如右图) L/n b斜板长为l；倾角为；B：沉淀池宽 ll2/U0=(l1+l)/V l1=L sec/n al2=Ltg/nQ=VW=VBLsinV=Q/BLsinQ=U0(A总+A厚) Q=U0 ( nLBcos+LB)Q设=U设（A斜+A厚）（异向）同向Q设=U设（A设A厚）侧向Q设=U设A斜例：:生活污水流量500m3/ h悬浮物的浓度250 mg/ L静止沉淀如图2-11, 若E是65%.求斜板沉淀池的主要尺寸。( 停留时间为1h)解:当E为65% 停留时间t0=1小时时U设=(1/1.5)*(1.8/1)=1.2 m/ h=0.33 mm/ s设V上升=3 mm/ s =60 采用四座池Q= VBLsin =0.7时500/(4*3600)=0.7*0.003* BL*0.866取B=2.5 m时 L=7.6 m取斜板长为1m得L2 / U0设 ( L+ L1) / V=( L+ L2 / sin ) /vL2=(0.33 / 3)* (1+ L / 0.866)=0.13 m斜板间距 ( 水平) X= L2 / tg =0.13 / 1.73=0.075 m斜板数n= L / X+1=7.65 / 0.075+1=103块各自的厚木板厚度是3mm则池长增加0.31m取L 8 m，后端死水区为l cos l 0.5 0.5 m则总长为8+0.5+0.5 9 m斜板下部配水区及缓冲层高度之和取0.75 m ，上部清水区取0.5 m, 超度0.23 m，取2个污泥斗，底坡45, 斗底0.4 0.4 m, 出水槽用4条，槽间距为2米,计算草图略.二、混凝（一）、混凝、助凝剂助凝剂：酸碱类、绒粒核心类、氯化剂类当碱度高时，铝可去磷酸盐形成磷酸铝沉淀。定量控制设备溶液池甲1.混凝剂的配制与投配： 水溶解池 根据实验 药剂 用干投法 搅拌 水溶液池乙2.混合设备（溶解 胶体） 搅拌投药设备 搅拌强度大时间要短 水3.反应设备混合设备搅拌设备：（速度梯度G） G=du/dy=（pu）1/2=（102N/V）1/2P:单位体积所消耗的机械的功率G=(rhT)1/2r：为水容重（kg/m3）h：水池水头损失（m）T-反应时间（s）一般：G约在500-1000s范围内混合时间为10-30sG在10-100s反应时间为10-30s三、澄清 澄清池：（混合、反应、分离、三合一的设备）介质：悬浮泥渣泥渣循环分离：机械加速澄清池，水为循环体悬浮泥渣过滤分离：悬浮加速澄清池和脉冲加速澄清池（一）机械加速澄清池。如图2-48（p37）（二）水力循环澄清池（图E-49）（三）悬浮澄清池（图2-43）P66四、过滤： 深度处理、预处理、最终处理（一）、过滤机理：介质过滤1.阻力截留：（粒状滤层）2.重力沉降：（滤料直径、过滤速度）3.接触絮凝：（吸附）颗粒较大：阻力为主（表面过滤）细微悬浮物：重力、接触为主（深层过滤）（二）、滤池的构造1.过滤工艺过程（一个循环）： 过滤（一个周期 8个小时48小时）反洗 2.滤料和垫层结构级配、机械强度、化学稳定性、球形、粗糙、棱角（较大空隙率，比表面积）常见的有：磺砂、无烟煤、陶粒、高炉渣、聚氯乙烯、聚苯乙烯球 有效直径和不均匀系数（以小为佳）10%（d10）d80 d80/10=k80(1.651.80)滤料的纳污能力：/m3 或g/ cm3空隙比、比表面（cm2/g cm2/cm3）垫层：卵石、碎石 垫层最小粒径滤料最大粒径、从上到下由小到大分层（三）、滤池的设计1、滤速：单层（8-12m/h）经验或实验确定 双层 (12-16m/h) 经验或实验确定2、滤池面积 A =Q/V式中：Qm3/h V-m/h3、滤池数灵活运行 2个经济 A总 30m 2 n=2 A总=150 46个A总=30-50 n=3 A总= 200 56 个 A总=100 n=34 A总=300 68 个用方形或矩形a 30时，宜选长宽比为1.25：11.5:1总H（2.5-3.5m） =底部集水系统+垫层厚度(0.4-0.5)+滤层厚度(0.7-0.75)+工作水深+保护高度4、对滤料垫层的要求d滤料（min）=0.5mm d(max)=1.2mm不均匀系数K80=d80d10=2 d10=0.5=0.6mm5、反冲洗强度 机理：上升反洗剪力及滤料间的碰撞、磨察逆流冲洗方式 而剥下冲走。 压缩空气反冲 水力表面冲洗 机械超声设搅动设静止滤层的原度为t0空隙率s反冲洗硫化床高度为L空隙率为s，则滤层膨胀率e为：e=（L-L0）/L0100%=(S-S0)/(1-S)100%反冲洗时，单位面积上通过的反冲洗水流量称为反洗强度q （单位：L/.S） 单层：12.25L/.S e=45% t=5-7min 双层：13-16L/.S e=50% t=6-8min6、配水系统：管式大阻力配水系统小阻力配水系统7、 头损失（1）式大阻力配水系统损失 h=(q/10uk)2/2g (m)q：冲洗强度 k：孔眼总面积滤池面积0.2-0.25% g:重力速度9.81m/s2u:流量子数（）、经砾石支承水头损失：h3=0.022h1.g； H1:承托层厚度（m）；q冲洗强度（l/s.m2）（）、滤料层水头损失h4=(2/1-1)(1-m0)H22：:滤料容重（石英.65t/m3）；：水的容重（t/m3）；m0:滤料膨胀的孔隙率（石英.41）；：滤层厚度（m）例：设计的处理废水量为m3滤池。（1）、Q=1.052500m3/d=2625(m3/d)（2）、滤速v=5m/h 冲洗滤度q=13-16l/s.m2 冲洗时间分钟（3）、计算A、滤池面及尺寸滤池工作时间：小时（天）；冲洗周期为：小时，每次冲洗分钟，停留分钟滤池实际工作时间：=-t0-t1=24-40/(602)-6/(602)=23.62(h)F=Q/VT=2625/523.62=22.227(m2)采用滤池数个，每个滤池面积j=F/n=11.114,滤池正方形11.141/2=3.33(cm),强制滤速V=Nv/(n-1)=10(m/s)B、滤池总高支承层：H1=0.45m 超高H4=0.3m滤料层H2=0.72m 滤板高H5=0.12m滤料上层水深H3=1.5m池总高H=H1+H2+H3+H4+H5=3.09mC、水头损失 管式大阻配水系数 h2=1/2g(q/0nk)2支=0.75mm b(壁厚)=5mm 孔眼=9mm 查表2-19=0.68 k=0.25 q=14代入上式h2=3.5 纪砾石支承水头损失h3=0.022H1 q=0.022*0.45*14=0.14m 滤料层水头损失及富余水头h4=2m反冲洗水泵扬程=滤池高+滤水池深度+管道滤层水头损失=3.09+3+13.5+0.14+2.0=11.73m五、气浮（一）、机理1、用高度分散的微小气泡作为截体去粘附废水中的悬浮物。（主要是乳化油及疏水性细微固体悬浮物）药剂浮法 气浮法气浮法浮选剂（如 松香油、煤油、脂肪酸等）：非极性极性分子组成的（H2O）2、方法：布气气浮，溶气气浮、电解气浮（1）布气气浮：利用机械剪切粉碎气泡 水泵扩散板暴气射流（2）溶气气浮：溶气至饱合，然后减压。 粒度小（80m）,可人为控制时间 溶气真空气浮加压溶气气浮（3）电解：利用电解产生的H2、O2、CO2、cl2等（二）气浮设备1、 叶轮气浮2、加压溶气设备P75 图2-50四. 作业及思考题1、名词解释：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀、混凝、澄清、气浮2、如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板（管）沉淀池的设计原理？3、简述滤池的工作原理。4、澄清池与沉淀池的工作原理有何不同？5、生活污水悬浮物浓度300mg/L，要求去出率为60%，u0=0.25mm/s，污水流量为1000m3/d设计各式沉淀池。（平流式、竖流式、斜板）6、设计的处理废水量为7m3滤池。7、试述混凝的机理。五. 教材及参考书水污染治理工程（黄铭荣、胡纪萃等编著）水污染控制工程（高廷耀 、顾国维等编著）环境工程（李宝珍、宋全波主编著）环境土壤学（马耀华、刘树庆等编著）课程名称：水污染控制技术 授课专业：环境监测与治理 授课教师：苏少林课题(模块、节)：第2模块 第三节 水中溶解物质的去除教学及能力培养要求通过本节的学习，要求学生掌握去除污水中溶解物质的几种常见方法（离子交换、吸附膜分离等）及其机理， 并掌握相关的工艺及其运行操作与管理技术。教学重点离子交换、吸附的基本原理、工艺流程及工艺计算教学难点工艺流程及工艺计算学时数教学方式讲授教学过程：一、水的软化（去ca2+、Mg2+）和除盐（水中含盐量）。（一）软化的基本方法1、加快软化法：caco3 、Mg(OH)2 （少用）2、药剂软化法（化学药剂）：caco3 、Mg(OH)23、高效换化法：Ca2+ 、Mg2+ 、Na+(二) 除盐的基本方法：（减少水中盐总量）蒸馏法、电渗EH法、离子交换法。二、离子交换法（去水中的金属离子）实质：不溶性的离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中睥其它同性离子交换反应，特殊的吸附，通常是不可逆的化学吸附。（一）交换剂：交换树脂 树脂本体 活性基团 1、有效PH范围： 强酸：1-14 强酸：1-12 弱酸：5-14 弱酸：0-7 2、交换容量：mol.kg-1 或ml/l 全交换容量（理论） 工作交换容量（实际）3、联度（7-10%）4、交换势K（平衡常数）（1）在常温和低浓度水中。阳离子的原子价上升，交