《环境工程学》教案

1、环境工工程学教教案绪 论一、环境境科学与与环境工工程学 1、环环境科学学环境在中中华人民民共和国国环境保保护法中中规定：“本法所所称环境境，是指指影响人人类生存存和发展展的各种种天然的的和经过过人工改改造的自自然因素素的总体体，包括括大气、水、海海洋、土土地、矿矿藏、森森林、草草原、野野生生物物、自然然遗迹、人文遗遗迹、自自然保护护区、风风景名胜胜区、城城市和乡乡村等2、环境境工程学学环境工程程学是运用用工程学学的基础础知识和和方法，结结合环境境科学的的理论，研研究保护护自然环环境所应应采取的的具体工工程措施施，开发发和设计计去除各各种污染染物的设设施和设设备，实实现保护护环境、改善或或修复破

2、破坏的环环境的目目标。它它是环境境科学理理论和研研究成果果的实施施者。美国土木木工程师师学会（American Society of Civil Engineers, ASCE）环境工程分会给出的环境工程的定义：环境工程（Environmental Engineering）通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生（environmental sanitation）问题，主要包括：提供安全、可口和充足的公共给水；适当处理与循环使用废水和固体废物；建立城市和农村符合卫生要求的排水系统；控制水、土壤和空气污染，并消除这些问题对社会和环境所造成的影响。而且，环境工程所涉及的是公共卫生领域里的工程问题，例

3、如控制通过节肢动物传染的疾病、消除工业健康危害、为城市、农村和娱乐场所提供合适的卫生设施，评价技术进步对环境的影响等。因而，人们提出：“科学家发现事物，工程师使它们有用” 即“Scientists discover things, engineers make them work.”二、环境境工程学学的形成成与发展展给排水方方面：公公元前两两千年中中国已用用陶土管管修建地地下排水水道，并并在明朝朝以前开开始用明明矾净水水。古罗罗马在公公元前66世纪修修建下水水道，英英国在119世纪纪初开始始用砂滤滤法净化化自来水水，并在在18550年把把漂白粉粉用于饮饮用水消消毒。英英国在119世纪纪后半叶叶

4、开始建建立公共共污水处处理厂。19114年出出现了活活性污泥泥法处理理污水新新技术。在大气污污染控制制工程方方面，118555年美国国发明了了离心除除尘机，220世纪纪初开始始采用布布袋除尘尘器和旋旋风除尘尘器。 在固体体废弃物物处理处处置与利利用方面面，18822年年德国利利用矿渣渣制造水水泥，119744年英国国建立了了垃圾焚焚烧炉。 在噪声声控制方方面，220世纪纪50年年代以来来，人们们从物理理学、机机械学、建筑学学等各个个方面对对噪声问问题进行行了广泛泛的研究究，各种种控制噪噪声的防防治技术术取得了了很大的的进展。 总总之，环环境工程程学是在在人类控控制环境境污染、保护和和改善生生存

5、环境境的斗争争过程中中诞生和和发展起起来的，随随着经济济的发展展和人们们对环境境质量要要求的提提高，环环境工程程学必将将得到进进一步的的完善与与发展。三环境工工程学的的主要内内容1、水质质净化与与水污染染控制工工程2、大气气污染控控制工程程3、固体体废弃物物处理处处置与管管理工程程4、噪声声、振动动与其它它公害防防治技术术5、环境境规划、管理与与环境系系统工程程6、环境境监测与与环境质质量评价价参考书：1 排排水工程程下册册，张自自杰主编编，中国国建筑工工业出版版社，220000.62 水水污染控控制工程程，王王宝贞主主编，高高教出版版社，119900.43 大大气污染染控制工工程，郝郝吉明主

6、主编，高高教出版版社，119922.44 固固体废物物处理工工程，杨杨国清主主编，科科学出版版社，220000.1第一篇 水质净净化与水水污染控控制工程程第一章 水质与与水体自自净第一节水水的循环环与污染染一、地球球上水的的分布1、概述述水是地球球上最丰丰富的化化合物，约约占地球球外层五五公里地地壳中的的50，覆着地球771的的表面积积，其平平均深度度达到33.8 km，总总量约有有1.3361099 kmm3，地地球上水水资源及及其存在在状态分分布。2、世界界的水资资源及其其特点：不能被直直接利用用的海水水占总水水量的997.22；人人类可以以利用的的河水、淡水湖湖及浅层层地下水水，大约约为

7、总水水量的00.2，约为为31066 kmm3 ；由于世世界各地地的水文文、气象象条件的的差异，地地区和季季节的不不同，水水的分布布也极不不均衡，这这造成一一些地区区严重缺缺水。二、水的的社会循循环和自自然（原原始）循循环1、自然然循环：（1）基基本动力力:重力力、太阳阳辐射（2）过过程：蒸蒸发（植植物蒸腾腾）、水水汽输送送、降水水、下渗渗、地表表地下径径流2、 社社会循环环：定义：人人类社会会为了满满足生活活、生产产的需要要，从各各种天然然水体中中取用大大量的水水，经过过使用后后的水被被排放出出来，最最终又流流入天然然水体的的过程，构构成了一一个局部部的循环环体系。三、我国国的水资资源及其其

8、污染现现状1、我国国水资源源的特点点（1）总总量大，人人均量少少；（2）水水量在地地区上分分布不平平衡；（3）水水量在时时程分配配上很不不均匀；（4）水水土资源源组合不不相适应应；2、我国国的水污污染现状状（1）“局部有有所改善善，整体体仍在恶恶化”；（2）我我国大江江大河干干流水质质尚好，但但临近大大城市河河段及城城市附近近的小河河支流均均已程度度不同地地受到了了污染，严严重的已已成了臭臭水沟；（3）随随着乡镇镇企业的的发展和和工业重重心的转转移，污污染已有有向农村村、向内内地转移移的趋势势，由地地表水受受污染向向地下水水受污染染转移;（4）我我国的湖湖泊大多多呈富营营养化，面面积也不不断萎

9、缩缩；近海海水域亦亦因受污污染而赤赤潮频发发;（5）我我国水资资源及污污染现状状请参阅阅下列文文献：国家环境境保护总总局.220022年环境境公报.国家环环境保护护总局网网站中国工程程院“21世世纪中国国可持续续发展水水资源战战研究”项目组组中国国可持续续发展水水资源战战略研究究综合报报告中中国工程程科学，220000，2（88）：11177 四、废水水、废水水污染及及水污染染1、基本本概念水在社会会循环中中，由于于种种原原因而丧丧失了使使用价值值而外排排，这种种废弃外外排的水水称为废废水。“废水”是指废废弃外排排的水，强强调废弃弃的一面面。“污水”是被污污染物污污染了的的水，强强调其脏脏的一

10、面面。实际际上有相相当数量量的废水水是不脏脏的，如如冷却水水。因而而用“废水”一词统统称所有有排水比比较合适适。据废水的的来源:生活废水水（doomessticc) 工业废废水 (inddusttriaal)据污染物物的化学学类别:有机废水水(orrgannic) 无机废废水(iinorrgannic）按废水产产生的工工艺:焦化废水水(cookinng) 冶金金废水(mettalllurggicaal) 制制药废水水(phharmmaceeutiicall)食品废水水(foood)印染废废水(pprinntinng aand dyeeingg)废水污染染是指废废水对水水体、大大气、土土壤或生生

11、物的污污染，这这里废水水是污染染的原因因。水污污染是指指水体受受到废水水、废气气、固体体废弃物物中污染染物的污污染，这这里水体体是受害害者。但但造成水水体污染染的主要要原因是是废水。2、废水水中的污污染物分分类及危危害简介介（1）固固体污染染物固体污染染物是指指废水中中在1000C时不能能蒸发的的所有物物质，称称为总固固体: 溶解性性固体(disssollvedd soolidd，DS); 悬悬浮性固固体(ssusppenssionn soolidd，SS)实际区分分二者是是用特制制的微孔孔滤膜（孔孔径0.45 m）来来过滤，能能透过的的为溶解解性固体体，被膜膜截留的的为悬浮浮性固体体。 悬浮

12、固体体:可沉沉降固体体（seettlleabble)：能在在2小时时内靠重重力沉降降的固体体难沉降固固体(uunseettlleabble)两小时时内不能能沉降的的称为难难沉降固固体废水中固固体污染染物的多多少用单单位体积积的水中中所含质质量表示示，即质质量浓度度，单位位一般为为mg/L。使使用中需需要指明明是哪一一种固体体。废水中悬悬浮物含含量的多多少也可可用浊度度(tuurbiiditty)表表示在水质分分析中规规定，11 L水水中含有有1 mmgSiiO2所所构成的的浊度为为一个标标准浊度度单位，简简称1度悬浮物的的危害主主要是造造成沟渠渠、管道道和抽水水设备的的阻塞、淤积和和磨损；造成

13、水水生生物物的呼吸吸困难；造成给给水水源源浑浊；干扰废废水处理理设施和和回收设设备的工工作；有有些悬浮浮物还有有一定的的毒性。几乎所所有的废废水中都都含有数数量不等等的悬浮浮物，因因此除去去悬浮物物是废水水处理的的一项基基本任务务。(2)需需氧污染染物需氧污染染物主要要是指废废水中所所含的能能被微生生物降解解的有机机物，有有些是有有毒的，但但这类有有机物大大部分本本身是无无毒的。这类污染染物的特特点是数数量大、成分复复杂，所所以很难难分别表表示其含含量。产生污染染的主要要原因是是在其分分解过程程中消耗耗水中的的溶解氧氧。需氧污染染物用间间接指标标来衡量量，常用用的有BBOD、CODD、TOCC

14、和TODD等。（1）生生物化学学需（耗耗）氧量量（biiochhemiicall oxxygeen ddemaand简简称BOOD）表示在一一定条件件下（220C），单单位体积积废水中中所含的的有机物物被微生生物完全全分解所所消耗的的分子氧氧的数量量。单位位为mgg（氧）/L（废废水）。有BODD5和BODD20 之分，BBOD55最常用用。特点：准准确反映映污染的的程度，但但测定所所需时间间长，不不利于指指导实际际生产和和自动控控制。（2）化化学耗氧氧量（cchemmicaal ooxyggen demmandd简称COOD）用化学氧氧化剂氧氧化分解解废水中中的有机机物，用用所消耗耗的氧化化

15、剂中的的氧来表表示有机机物的多多少，单单位仍为为mg/L。 常用的氧氧化剂有有K2CCr2OO7和KMnnO4，分分别用CCODCCr 和和CODDMn表表示。特点：测测定速度度快，但但与实际际污染的的程度有有差距。（3）总总需氧量量（tootall oxxygeen ddemaand ，TODD）和总总有机碳碳（tootall orrgannic carrbonn ，TOCC） 在9000下，以以铂为催催化剂，使使水样汽汽化燃烧烧，然后后测定气气体载体体中氧的的减少量量，作为为有机物物完全氧氧化所需需的氧量量，称为为总需氧氧量；在同样条条件下测测定气体体中二氧氧化碳的的增量，从从而确定定出水

16、样样中碳元元素的含含量，称称为总有有机碳特点：测测定速度度快，但但设备复复杂且与与BODD、CODD之间无无固定关关系。BOD55、BODD20、TODD、TOCC有各自自的特点点和用途途，在实实际应用用中应根根据各自自的特点点和不同同的情况况选用！(4)有有毒污染染物 (toxxic matteriialss)废水中能能对生物物引起毒毒性反应应的化学学物质称称为有毒毒污染物物。特点：急性中毒毒：初期期效应十十分明显显，严重重时会导导致死亡亡 。慢性中毒毒：初期期效应不不明显，但但长期积积累可引引起突变变、致畸畸、致死死，甚至至引起遗遗传畸变变，这种种效应不不易察觉觉，但后后果更严严重，一一旦

17、发现现，很难难在近期期内处理理，甚至至不可逆逆转。影响危害害程度的的因素：浓度和作作用时间间：浓度度越大，作作用时间间越长，后后果越严严重。环境条件件：如温温度、ppH值、溶解氧氧浓度等等，生物的种种类及生生物自身身的适应应能力。分类：无无机化学学、有机机化学和和放射性性毒物三三类。表示方法法：质量量浓度表表示，单单位为mmg/LL。 （1）无无机化学学毒物(inoorgaanicc tooxiccs)无机化学学毒物主主要是指指重金属属离子、氰化物物、氟化化物和亚亚硝酸盐盐等。化学上一一般把密密度大于于4的金金属称为为重金属属（heeavyy meetalls)。水污染中中所指的的重金属属主要

18、是是Hg、Cr、Cd、Pb、As、Ni、Ce、Cu、Zn、Ti、Mo、Ti等，最最主要的的是前五五种。重金属(heaavy mettalss)污染染有如下下特点：（a）毒毒性以离离子状态态最大，且且不同价价态的毒毒性不同同。如CCr6+Crr3+，但但As33+AAs5+；（b）很很难被生生物降解解，有时时还可以以被生物物富集或或转化成成毒性更更大的物物质。据据研究，海海水中的的汞通过过食物链链可富集集2万倍；（c）危危害时间间长，难难消除。（d）有有些重金金属是人人体必须须的元素素。（2）有有机化学学毒物（orgganiic ttoxiics)有机化学学毒物大大多是人人工合成成的有机机物。主

19、主要有：农药（DDT、有机氯、有机磷等）酚类化合物、聚氯联苯、稠环芳烃和芳香族氨基化合物等。特点：这这类物质质的种类类最多，性性质最复复杂，毒毒性大。化学稳稳定性好好。大多多数难被被生物降降解且可可以通过过食物链链富集，危危害人体体健康。（3）放放射性物物质(rradiioacctivve mmattterss)放射性物物质主要要是指废废水中所所含的能能产生有有害射线线的物质质。(4)营营养污染染物 (nuttrieentss)营养污染染物主要要是指植植物和微微生物生生长过程程中所需需的营养养物质，并并非有毒毒，主要要是氮和和磷。这这种由营营养物质质过多产产生的污污染称做做富营养养化污染染 (

20、eeutrrophhicaatioon)产生污染染的原因因： 当大量营营养物质质进入水水体时，会会使藻类类大量繁繁殖，水水面上积积聚大量量的动物物和植物物，这种种现象在在海洋中中出现叫叫赤潮(redd cuurreent)，在湖湖泊中出出现叫水水华（wwateer bblooom)。当水中中的生物物大量死死亡时会会使水中中的BOOD值猛猛增，导导致水中中的溶解解氧降低低，影响响水体功功能，影影响鱼类类生存 。 除除氮和磷磷外，BBOD、温度、维生素素类物质质也能触触发和促促进富营营养化污污染。表示水中中营养物物质多少少的指标标是单位位体积水水中含氮氮和磷的的总质量量，单位位为mgg/L。 氮氮

21、有多种种表示方方法：有机氮是是反映水水中蛋白白质、氨氨基酸、尿素等等含氮有有机物总总量的一一个水质质指标。NH3和和NH4+称为氨氨态氮，NO2称为亚亚硝酸氮氮，NO3称为硝硝酸氮，这几种形形态的含含量均可可作为水水质指标标，分别别代表有有机氮转转化为无无机物的的各个不不同阶段段。总氮（TTN）则则是一个个包括从从有机氮氮到硝酸酸氮等全全部含量量的水质质指标。(5)生生物污染染物 (bioologgicaal ppolllutaantss)生物污染染物主要要是指废废水中的的致病微微生物(patthoggenss)和其其他的有有机体。制革厂废废水中常常含有炭炭疽菌，医院污水水中含有有病原菌菌和病

22、毒毒等。生活废水水中含有有可能引引起肠道道系统疾疾病的细细菌和寄寄生虫卵卵等。（a）细细菌总数数(tootall baacteeriaa)细菌总数数是指11 mLL水中所所含有各各种细菌菌的总数数。（b）大大肠菌数数(coolifformms)大肠菌数数是指11 L水水中所含含大肠菌菌个数。由于大大肠菌在在外部环环境中的的生存条条件与肠肠道传染染病的细细菌、寄寄生虫卵卵相似，而而且大肠肠菌的数数量多，比比较容易易检验，所所以把大大肠菌数数作为生生物污染染指标。第二节 水质指指标和水水质标准准一、水质质指标1、概念念（1）、水质：水和其其中所含含的杂质质共同表表现出来来的物理理学、化化学和生生物

23、学的的综合特特性（2）、水质指指标：水水中杂质质的种类类、成分分和数量量，判断断水质的的具体衡衡量标准准2、水质质指标分分类（1）物物理性水水质指标标 感官官；其它它：电导导率、溶溶解固体体（2）化化学性水水质指标标 一般般化学性性：pHH等；有有毒化学学性：重重金属；氧平衡衡（3）生生物学水水质指标标 细菌菌总数、大肠杆杆菌(ccoliiforrm bbactteriia)等等3、几种种重要的的水质指指标（1）浑浑浊度(turrbiddityy)（2）颜颜色、色色度(cchroomatticiity collor)（3）固固体（4）总总含盐量量和离子子平衡（5）碱碱度allkalliniit

24、y（6）硬硬度haardnnesss（7）化化学需氧氧量和耗耗氧量（CCOD）（8）生生物化学学需氧量量（BOOD）（9）总总有机碳碳（TOOC）和和总需氧氧量（TTOD）（10）氮氮含量二、水质质标准1、概念念：水质标准准：对排排入水体体水质的的要求2、水质质标准分分类（1）国国家正式式颁布的的统一规规定（2）各各用水部部门或设设计等单单位的要要求3、常用用水质标标准（1）饮饮用水水水质标准准（p333/TTab11-4、155)（2）地地面水环环境质量量标准：5类（pp37/Tabb1-66)（3）污污水综合合排放标标准：22类：（有有毒富集集和其它它）（4）工工业用水水水质要要求第三节

25、水体自自净作用用与水环环境容量量一、水体体自净含含义：污染物随随污水排排入水体体后，经经过物理理的、化化学的与与生物化化学的作作用，使使污染的的浓度降降低或总总量减少少，受污污染的水水体部分分的或完完全的恢恢复原状状的现象象。二、净化化机理1.物理理作用：稀释（对对流、扩扩散）、混合、沉淀与与挥发2.化学学作用：氧化还还原、酸酸碱反应应、吸附附凝聚3.生生物化学学净化：分解、转化三、氧垂垂曲线和和氧垂曲曲线公式式水体受到到污染后后，水体体中溶解解氧逐渐渐被消耗耗，到临临界点后后又逐步步回升的的变化过过程，称称氧垂曲曲线。氧垂曲线线公式：某点的溶溶解氧：c= cs- D到达最缺缺氧点时时间dD

26、/ddt=0：第四节水水处理的的基本原原则和方方法一、给水水处理基基本方法法：常规工艺艺包括：混凝、沉淀、过滤、消毒二、废水水处理基基本方法法：1、废水水处理原原则：改革工艺艺、减少少废物排排放量，如如：采用用清洁生生产工艺艺重复利用用废水，如如：中水水回用；回收有用用物质；对废水进进行妥善善处理废水处理理的经济济性，技技术先进进性2、废水水处理程程度确定定按水体水水质要求求：例如如广州的的污水处处理厂；按处理厂厂能达到到的处理理程度；考虑水体体的稀释释和自净净能力。3、废水水处理的的基本方方法物理处理理：物理理作用，沉沉淀、过过滤、气气浮、反反渗透等等化学处理理：化学学反应，混混凝、电电解、

27、氧氧化还原原等生物处理理：生物物化学作作用，活活性污泥泥、生物物膜等第二章 水的物物理化学学处理方方法第一节 水中粗粗大颗粒粒物的去去除一、格栅栅、筛网网和微滤滤机1、格栅栅（1）、作用：目的是是去除废废水中粗粗大的悬悬浮物和和杂物(dettrittus)，以保保护后续续处理设设施能正正常运行行的一种种预处理理方法。（2）、位置：格栅一一般斜置置在进水水泵站集集水井的的进口处处。 （3）、分类： 按形状：平面格格栅（fflatt baarsccreeen)，筛筛网呈平平面；曲面格栅栅(cuurvee baarsccreeen)，筛筛网呈弧弧状按栅条的的间隙：粗(ccoarrse)格栅（550-

28、1100mmm）；中(mmediium)格栅（110-440mmm）；细细(fiine)格栅(33-100mm)按筛余物物清理方方式：人人工清理理(maanuaallyy clleanned scrreenn)；机机械清理理(meechaaniccallly ccleaanedd sccreeen)2、筛网网的孔的的形状和和大小与与格栅不不同，最最常用的的使用金金属丝编编织成的的方孔筛筛网。作作用是除除去粒度度更小的的悬浮物物。（1）、作用：筛网的的目的是是去除废废水中粗粗大的悬悬浮物和和杂物(dettrittus)，可以以作为预预处理，或或重复用用水的深深度处理理。（2）、分类：筛网(scr

29、reenn)由金金属丝（钢钢丝网、铜网等等）织物物或穿孔孔板构成成。（3）、类型：筛网过过滤器的的类型很很多，有有旋转型型、振动动型、转转鼓式等等。（4）、筛余物物的处置置收集的的筛余物物(sccreeeninngs)运至处处置区填填埋(llanddfilll)或或与城市市垃圾一一起处理理。当有有回收利利用价值值时，可可送至粉粉碎机或或破碎机机被破碎碎后再用用。对于于大型水水处理系系统，也也可采用用焚烧的的方法彻彻底处理理。二、沉砂砂池沉砂池的的作用是是从污水水中去除除砂子、煤渣等等比重较较大的颗颗粒，以以免这些些杂质影影响后续续处理构构筑物的的正常运运行。沉砂池的的工作原原理是以以重力分分离

30、为基基础，即即将进入入沉砂池池的污水水流速控控制在只只能使比比重大的的无机颗颗粒下沉沉，而有有机悬浮浮颗粒则则随水流流带走。沉砂池可可分为平平流式、竖流式式和曝气气沉砂池池等三种种基本型型式。在工程设设计中，可可参考下下列设计计原则与与主要参参数。(1)城城市污水水厂一般般均应设设置沉砂砂池，工工业污水水是否要要设置沉沉砂池，应应根据水水质情况况而定。城市污污水厂的的沉砂池池的只数数或分格格数应不不少于22，并按按并联运运行原则则考虑。(2)设设计流量量应按分分期建设设考虑。当污水水自流进进入时，应应按每期期的最大大设计流流量计算算；当污水水为提升升进入时时，应按按每期工工作水泵泵的最大大组合

31、流流量计算算；在合流流制处理理系统中中，应按按降雨时时的设计计流量计计算。(3)沉沉砂池去去除的砂砂粒比重重为2.65、粒径为为0.22mm以以上。(4)城城市污水水的沉砂砂量可按按每1006m3污水沉沉砂300m3计算，其其含水率率约600%，容容重约115000kg/m3。(5)贮贮砂斗的的容积应应按2日日沉砂量量计算，贮贮砂斗壁壁的倾角角不应小小于555。排砂砂管直径径不应小小于2000mmm。(6)沉沉砂池的的超高不不宜小于于0.33m。常用的沉沉砂池有有平流式式沉砂池池和曝气气沉砂池池。1、平流流式沉砂砂池平流式沉沉砂池是是最常用用的一种种型式，它它的截留留效果好好，工作作稳定，构构

32、造亦较较简单。1平流流式沉砂砂池的设设计参数数(1)污污水在池池内的最最大流速速为0.3m/s，最最小流速速为0.15mms；(2)最最大流量量时，污污水在池池内的停停留时间间不少于于30ss，一般般为300600s；(3)有有效水深深应不大大于1.2m，一一般采用用0.2251.OOm，池池宽不小小于0.6m；(4)池池底坡度度一般为为0.0010.002，当当设置除除砂设备备时，可可根据除除砂设备备的要求求考虑池池底形状状。2、曝气气沉砂池池曝气沉砂砂池从五五十年代代开始试试用，目目前已推推广使用用。它具具有下述述特点：（1）沉沉砂中含含有机物物的量低低于5；（22）由于于池中设设有曝气气

33、设备，它它还具有有预曝气气、脱臭臭、防止止污水厌厌氧分解解、除泡泡作用以以及加速速污水中中油类的的分离等等作用。这些特特点对后后续的沉沉淀、曝曝气、污污泥消化化池的正正常运行行以及对对沉砂的的干燥脱脱水提供供了有利利条件。第二节水中悬悬浮物质质和胶体体物质的的去除沉淀1、概述述沉淀法是是水处理理中最基基本的方方法之一一。它是是利用水水中悬浮浮颗粒的的可沉降降性能，在在重力作作用下产产生下沉沉作用，以以达到固固液分离离的一种种过程。按照废水水的性质质与所要要求的处处理程度度的不同同，沉淀淀处理工工艺可以以是整个个水处理理过程中中的一个个工序，亦亦可以作作为唯一一的处理理方法。在典型型的污水水厂中

34、，有有下列四四种用法法：（1）、用于废废水的预预处理沉砂池是是典型的的例子。沉砂池池是用以以去除污污水中的的易沉物物(如砂砂粒)。（2）、用于污污水进人人生物处处理构筑筑物前的的初步处处理(初初次沉淀淀池)用初次沉沉淀池可可较经济济的去除除悬浮有有机物，以以减轻后后续生物物处理构构筑物的的有机负负荷。（3）、用于生生物处理理后的固固液分离离(二次次沉淀池池)二次沉淀淀池，主主要用来来分离生生物处理理工艺中中产生的的生物膜膜、活性性污泥等等，使处处理后的的水得以以澄清。（4）、用于污污泥处理理阶段的的污泥浓浓缩污泥浓缩缩池是将将来自初初沉池及及二沉池池的污泥泥进一步步浓缩，以以减小体体积，降降低

35、后续续构筑物物的尺寸寸及处理理费用等等。2、沉淀淀类型根据水中中悬浮颗颗粒的凝凝聚性能能和浓度度，沉淀淀通常可可以分成成四种不不同的类类型。1）自由由沉淀自由沉淀淀发生在在水中悬悬浮固体体浓度不不高，沉沉淀过程程悬浮固固体之间间互不干干扰，颗颗粒各自自单独进进行沉淀淀，颗粒粒的沉淀淀轨迹呈呈直线。整个沉沉淀过程程中，颗颗粒的物物理性质质，如形形状，大大小及比比重等不不发生变变化。这这种颗粒粒在沉砂砂池中的的沉淀是是自由沉沉淀。2）絮凝凝沉淀絮凝沉淀淀的悬浮浮颗粒浓浓度不高高，但沉沉淀过程程中悬浮浮颗粒之之间有互互相絮凝凝作用，颗颗粒因互互相聚集集增大而而加快沉沉降，沉沉淀的轨轨迹呈曲曲线。沉沉

36、淀过程程中，颗颗粒的质质量、形形状和沉沉速是变变化的，实实际沉速速很难用用理论公公式计算算，需通通过试验验测定。化学混混凝沉淀淀属絮凝凝沉淀。3）区域域沉淀(或成层层沉淀)区域沉淀淀的悬浮浮颗泣浓浓度较高高(50000mmg/LL以上)，颗粒粒的沉降降受到周周围其它它颗粒影影响，颗颗粒间相相对位置置保持不不变，形形成一个个整体共共同下沉沉，与澄澄清水之之间有清清晰的泥泥水界面面。二次次沉淀池池与污泥泥浓缩池池中均有有区域沉沉淀发生生。4）压缩缩沉淀压缩沉淀淀发生在在高浓度度悬浮颗颗粒的沉沉降过程程中，由由于悬浮浮颗粒浓浓度很高高，颗粒粒相互之之间已挤挤集成团团块结构构，互相相接触，互互相支承承

37、，下层层颗粒间间的水在在上层颗颗粒的重重力作用用下被挤挤出，使使污泥得得到浓缩缩。二沉沉池污泥泥斗中的的浓缩过过程以及及在浓缩缩池中污污泥的浓浓缩过程程存在压压缩沉淀淀。二、混凝凝1、混凝凝原理化学混凝凝所处理理的对象象，主要要是水中中的微小小悬浮物物和胶体体杂质。大颗的的悬浮物物由于受受重力的的作用而而下沉，可可以用沉沉淀等方方法除去去。但是是，微小小粒径的的悬浮物物和胶体体，能在在水中长长期保持持分散悬悬浮状态态，即使使静置数数十小时时以上，也也不会自自然沉降降。这是是由于胶胶体微粒粒及细微微悬浮颗颗粒具有有“稳定性性”。（1）胶胶体的稳稳定性根据研究究，胶体体微粒都都带有电电荷。天天然水

38、中中的粘土土类胶体体微粒以以及污水水中的胶胶态蛋白白质和淀淀粉微粒粒等都带带有负电电荷。它它的中心心称为胶胶桉。其其表面选选择性地地吸附了了一层带带有同号号电荷的的离子，这这些离子子可以是是胶校的的组成物物直接电电离而产产生的，也也可以是是从水中中选择吸吸附H+或OHH-离子而而造成的的。这层层离子称称为胶体体微粒的的电位离离子，它它决定了了胶粒电电荷的大大小和符符号。由由于电位位离子的的静电引引力，在在其周围围又吸附附了大量量的异号号离子形成了了所谓“双电层层”。这些些异号离离子，其其中紧靠靠电位离离子的部部分被牢牢固地吸吸引着当胶核核运行时时，它也也随着一一起运动动，形成成固定的的离子层层

39、。而其其他的异异号离子子，离电电位离子子较远，受受到的引引力较弱弱，不随随胶核一一起运动动，并有有向水中中扩散的的趋势形成了了扩散层层。固定定的离子子层与扩扩散层之之间的交交界面称称为滑动动面。滑滑动面以以内的部部分称为为胶粒，胶胶粒与扩扩散层之之间，有有一个电电位差。此电位位称为胶胶体的电电动电位位，常称称为z电位。而胶核核表面的的电位离离子与溶溶液之间间的电位位差称为为总电位位或电位。胶粒在水水中受几几方面的的影响：由于上上述的胶胶粒带电电现象，带带相同电电荷的胶胶粒产生生静电斥斥力，而而且z电位愈愈高，胶胶粒间的的静电斥斥力愈大大；受水分分子热运运动的撞撞击，使使微粒在在水中作作不规则则

40、的运动动，即“布朗运运动；”胶粒之之间还存存在着相相互引力力范德德华引力力。范德德华引力力的大小小与胶粒粒间距的的2次方方成反比比，当间间距较大大时，此此引力略略去不计计。一般水中中的胶粒粒z电位较较高。其其互相间间斥力不不仅与电位有有关，还还与胶粒粒的间距距有关，距距离愈近近，斥力力愈大。而布朗朗运动的的动能不不足以将将两颗胶胶粒推近近到使范范德华引引力发挥挥作用的的距离。因此，胶胶体微粒粒不能相相互聚结结而长期期保持稳稳定的分分散状态态。使胶体微微粒不能能相互聚聚结的另另一个因因素是水水化作用用。由于于胶粒带带电，将将极性水水分子吸吸引到它它的周围围形成一一层水化化膜。水水化膜同同样能阻阻

41、止胶粒粒间相互互接触。但是，水水化膜是是伴随胶胶粒带电电而产生生的，如如果胶粒粒的电位位消除或或减弱，水水化膜也也就随之之消失或或减弱。（2）混混凝原理理化学混凝凝的机理理至今仍仍未完全全清楚。因为它它涉及的的因素很很多，如如水中杂杂质的成成分和浓浓度、水水温、水水的pHH值、碱碱度，以以及混凝凝剂的性性质和混混凝条件件等。但但归结起起来，可可以认为为主要是是三方面面的作用用：1)压缩缩双电层层作用：如前所所述，水水中胶粒粒能维持持稳定的的分散悬悬浮状态态，主要要是由于于胶粒的的z电位。如能消消除或降降低胶粒粒的z电位，就就有可能能使微粒粒碰撞聚聚结，失失去稳定定性。在在水中投投加电解解质混凝

42、剂剂可达此此目的。例如天天然水中中带负电电荷的粘粘土胶粒粒，在投投入铁盐盐或铝盐盐等混凝凝剂后，混混凝剂提提供的大大量正离离子会涌涌入胶体体扩散层层甚至吸吸附层。因为胶胶核表面面的总电电位不变变，增加加扩散层层及吸附附层中的的正离子子浓度，就就使扩散散层减薄薄。当大大量正离离子涌入入吸附层层以致扩扩散层完完全消失失时，zz电位为为零，称称为等电电状态。在等电电状态下下，胶粒粒间静电电斥力消消失，胶胶粒最易易发生聚聚结。实实际上，z电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的z电位称为临界电位。胶粒因电位降低或消除以致失去稳定性的过程，称为胶

43、粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。压缩双电电层作用用是阐明明胶体凝凝聚的一一个重要要理论。它特别别适用于于无机盐盐混凝剂剂所提供供的简单单离子的的情况。但是，如如仅用双双电层作作用原理理来解释释水中的的混凝现现象，会会产生一一些矛盾盾。例如如，三价价铝盐或或铁盐棍棍凝剂投投量过多多时效果果反而下下降，水水中的胶胶粒又会会重新获获得稳定定。又如如在等电电状态下下，混凝凝效果似似应最好好，但生生产实践践却表明明，混凝凝效果最最佳时的的电位常常大于零零。于是是提出了了第二种种作用。2)吸附附架桥作作用：三三价铝盐盐或铁盐盐以及其其他高分分子棍凝凝剂溶于于水后，经经水解和和缩聚反反应形成成高分子子

44、聚合物物，具有有线性结结构。这这类高分分子物质质可被胶胶体微粒粒所强烈烈吸附。因其线线性长度度较大当它的的一端吸吸附某一一胶粒后后，另一一端又吸吸附另一一胶粒，在在相距较较远的两两胶粒间间进行吸吸附架桥桥，使颗颗粒逐渐渐结大，形形成肉眼眼可见的的粗大絮絮凝体。这种由由高分子子物质吸吸附架桥桥作用而而使微粒粒相互粘粘结的过过程，称称为絮凝凝。3)网捕捕作用：三价铝铝盐或铁铁盐等水水解而生生成沉淀淀物。这这些沉淀淀物在自自身沉降降过程中中，能集集卷、网网捕水中中的胶体体等微粒粒，使胶胶体粘结结。上述三种种作用产产生的微微粒凝结结理象凝聚聚和絮凝凝总称为为混凝。对于不同同类型的的棍凝剂剂，压缩缩双电

45、层层作用和和吸附架架桥作用用所起的的作用程程度并不不相同。对高分分子混凝凝剂特别别是有机机高分子子混凝剂剂，吸附附架桥可可能起主主要作用用；对硫硫酸铝等等无机混混凝剂，压压缩双电电层作用用和吸附附架桥作作用以及及网捕作作用都具具有重要要作用。4)铝盐盐的水解解过程 所有金金属阳离离子不论论以何种种药剂形形态图投投加，它它们在水水中都以以三价铝铝All()和和三价铁铁Fee()的的各种化化合物存存在。以以铝盐为为例，在在水溶液液中即使使Al()以单单纯离子子状态存存在，也也不是AAl3+而是以以Al(H2OO)633+,水水合铝络络合离子子状态存存在。 当pHH值8.5和水水中有足足够溶解解氧时

46、，才才能迅速速形成FFe3+，这就就使设备备和操作作较复杂杂。为此此，常采采用加氯氯氧化的的方法。高分子混混凝剂尤尤其是有有机高分分子混凝凝剂，混混凝的效效果受ppH值的的影响较较小。从从铝盐和和铁盐的的水解反反应式可可以看出出，水解解过程中中不断产产生H+必将使使水的ppH值下下降。要要使pHH值保持持在最佳佳的范围围内，应应有碱性性物质与与其中和和。当原原水中碱碱度充分分时还不不致影响响混凝效效果；但但当原水水中碱度度不足或或混凝剂剂投量较较大时，水水的PHH值将大大幅度下下降，影影响混凝凝效果。此时，应应投加石石灰或重重碳酸钠钠等。（3）水水中杂质质的成分分性质和和浓度水中杂质质的成分分

47、、性质质和浓度度都对混混凝效果果有明显显的影响响。例如如，天然然水中含含粘土类类杂质为为主，需需要投加加的混凝凝剂的量量较少；而圬水水中含有有大量有有机物时时，需要要投加较较多的混混凝剂才才有混凝凝效果，其其投量可可达1001003mg/L但影影响的因因素比较较复杂，理理论上只只限于作作些定性性推断和和估计。在生产产和实用用上，主主要靠混混凝试验验来选择择合适的的记凝凝凝品种和和最佳投投量。4水力力条件混凝过程程中的水水力条件件对絮凝凝体的形形成影响响极大。整个混混凝过程程可以分分为两个个阶段：混合和和反应。水力条条件的配配合对这这两个阶阶段非常常重要。混合阶段段的要求求是使药药剂迅速速均匀地

48、地扩散到到全部水水中以创创造良好好的水解解和聚合合条件，使使胶体脱脱稳并借借颗粒的的布朗运运动和紊紊动水流流进行凝凝聚。在在此阶段段并不要要求形成成大的絮絮凝体。混合要要求快速速和剧烈烈搅拌，在在几秒钟钟或一分分钟内完完成。对对于高分分子混凝凝剂，由由于它们们在水中中的形态态不象无无机盐混混凝剂那那样受时时间的影影响，混混合的作作用主要要是使药药剂在水水中均匀匀分散，混混合反应应可以在在很短的的时间内内完成，而而且不宜宜进行过过份剧烈烈的搅拌拌。反应阶段段的要求求是使混混凝剂的的微粒通通过絮凝凝形成大大的具有有良好沉沉淀性能能的絮凝凝体。反反应阶段段的搅拌拌强度或或水流速速度应随随着絮凝凝体的

49、结结大而逐逐渐降低低，以免免结大的的絮凝体体被打碎碎。如果果在化学学混凝以以后不经经沉淀处处理而直直接进行行接触过过滤或是是进行气气浮处理理，反应应阶段可可以省略略。三、澄清清1、概述述澄清池(claariffierr)是用用于混凝凝处理的的另一种种设备。在澄清清池内，可可以同时时完成混混合、反反应、沉沉降分离离等过程程。澄清清池优点点：占地地面积小小，处理理效果好好，生产产效率高高，节省省药剂用用量。澄清池池缺点：对进水水水质要要求严格格，设备备结构复复杂。从基本原原理上澄澄清池可可分为两两大类：（1）是是悬浮泥泥渣型，有有悬浮澄澄清池，脉脉冲澄清清池；（22）是泥泥渣循环环型，有有机械加加

50、速澄清清池和水水力循环环加速澄澄清池。2、机械械加速澄澄清池3、水力力循环加加速澄清清池4、悬浮浮澄清池池l穿孔孔配水管管 2泥渣悬悬浮层 3穿穿孔集水水槽 4强制制出水管管 5一一排泥窗窗口 66气水水分离器器 5、脉冲冲澄清池池四、过滤滤过滤是使使含悬浮浮物的废废水流过过具有一一定孔隙隙率的过过滤介质质，水中中的悬浮浮物被截截留在介介质表面面或内部部而除去去。1、根据据所采用用的过滤滤介质不不同，可可将过滤滤分为下下列四类类：(1)格格筛过滤滤（sccreeen）(2)微微孔过滤滤(miicroofilltraatioon)(3)膜膜过滤(memmbraane filltraatioon)

51、（4）深深层过滤滤(deepthh fiiltrratiion)2、过滤滤过程的的分类：(1)格格筛过滤滤：过滤滤介质为为栅条或或滤网，用用以去除除粗大的的悬浮物物，如杂杂草、破破布、纤纤维、纸纸浆等。其典型型设备有有格栅、筛网和和微滤机机。(2)微微孔过滤滤：采用用成型滤滤材，如如滤布、滤片、烧结滤滤管、蜂蜂房滤芯芯等，也也可在过过滤介质质上预先先涂上一一层助滤滤剂 (如硅藻藻土)形形成孔隙隙细小的的滤饼，用用以去除除粒径细细微的颗颗粒。定定型的商商品设备备很多。(3)膜膜过滤： 采用用特别的的半透膜膜作过滤滤介质，在在一定的的推动力力(如压压力、电电场力等等)下进进行过滤滤，由于于滤膜孔孔

52、隙极小小且具有有选择性性，可以以除去水水中细菌菌、病毒毒、有机机物和溶溶解性溶溶质。主主要设备备有反渗渗透、超超过滤和和电渗析析等。（4）深深层过滤滤：采用用颗粒状状滤料，如如石英砂砂、无烟烟煤等。由于滤滤料颗粒粒之间存存在孔隙隙，废水水穿过一一定深度度的滤层层，水中中的悬浮浮物即被被截留。为区别别于上述述三类表表面或浅浅层过滤滤过程，这这类过滤滤称之为为深层过过滤，简简称过滤滤。3、过滤滤在水处处理中的的作用：在给水处处理中，常常用过滤滤处理沉沉淀或澄澄清池出出水，使使滤后出出水浑浊浊度满足足用水要要求；在废水处处理中，过过滤常作作为吸附附、离子子交换、膜分离离法等预预处理手手段；作为生化化

53、处理后后的深度度处理，使使滤后水水达到回回用的要要求。4、过滤滤机理过滤的机机理可分分为阻力力截留、重力沉沉降和接接触絮凝凝三种。当废水流流过滤料料层时，粒粒径较大大的悬浮浮物颗粒粒首先被被截留在在表层滤滤料的空空隙中，从从而使此此层滤料料间的空空隙越来来越小，截截污能力力随之变变得越来来越高。结果逐渐渐形成一一层主要要由被截截留的固固体颗粒粒构成的的滤膜，并并由它起起主要的的过滤作作用。这这种作用用属于阻阻力截留留或筛滤滤作用。废水通过过滤料层层时，众众多的滤滤料介质质表面提提供了巨巨大的沉沉降面积积。据估计，1m3粒径为0.5mm的滤料中就拥有400m2不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面

54、积，形成无数的小“沉淀池”，悬浮物极易在此沉降下来。重力沉降降强度主主要取决决于滤料料直径和和过滤速速度。滤滤料越小小，沉降降面积越越大；滤滤速越小小则水流流越平稳稳，这些些都有利利于悬浮浮物的沉沉降。由于滤料料有较大大的表面面积，它它与悬浮浮物之间间有明显显的物理理吸附作作用。此外，砂砂粒在水水中表面面常带有有负电荷荷，能吸吸附带有有正电的的铁、铝铝等胶体体，从而而在滤料料表面形形成带正正电的薄薄膜，进进而又吸吸附带负负电荷的的粘土及及多种有有机胶体体，在砂砂粒上发发生接触触絮凝。在大多数数情况下下，滤料料表面对对尚未凝凝聚的胶胶体还能能起到接接触碰撞撞的媒介介作用，促促进其凝凝聚过程程。5

55、、过滤滤的工艺艺过程过滤工艺艺包括过过滤和反反洗两个个阶段：过滤(ffilttrattionn)：过过滤即截截留污染染物；反洗(bbackkwasshinng)：反洗即即把污染染物从滤滤料层中中冲走，使使之恢复复过滤能能力。6、过滤滤周期(fillterr ruun)：从过滤开开始到结结束延续续的时间间称为过过滤周期期（或工工作周期期）。过滤循环环(fiilteer ccyclle)：从过滤滤开始到到反洗结结束称为为一个过过滤循环环。7、配水水系统配水系统统的作用用：均匀收集集滤后水水，所以以，它又又称为排排水系统统；更重要的的是均匀匀分配反反冲洗水水。配水系统统的合理理设计是是滤池正正常工作

56、作，保持持滤料层层稳定的的重要保保证。所谓大阻阻力配水水系统是是指尽可可能增大大配水系系统中布布水孔眼眼的阻力力，使反反洗水在在流向全全池各部部的水头头损失尽尽可能相相等，保保证配水水均匀。8、快滤滤池的运运行管理理（1）滤滤速变化化及控制制1）按照照在过滤滤周期内内滤速的的分布形形态，滤滤池有两两种基本本运行方方式，即即：2）恒速速过滤(connstaant ratte):在整个个过滤周周期中过过滤的速速度不变变。3）降速速过滤(decclinningg raate)：在过过滤周期期中过滤滤速度是是随时间间变化的的，开始始时大，过过滤结束束时小。（2）优优良的滤滤池应具具备以下下性能：1）滤

57、料料纳污能能力大，过过滤水头头损失小小，工作作周期长长；2）出水水水质符符合回用用或外排排的要求求；3）反洗洗耗水量量少，效效果好，反反洗后滤滤料分层层稳定而而不发生生很大程程度的滤滤料混杂杂。（3）滤滤池反冲冲洗滤池反冲冲洗的目目的是清清除截留留在滤料料孔隙中中的悬浮浮物，恢恢复其过过滤能力力。一般滤池池采用滤滤后水反反冲洗，并并辅以表表面冲洗洗（suurfaace wassh)或或空气冲冲洗(aair scoour)。反冲洗的的指标：反冲洗的的指标有有滤料的的膨胀率率、反冲冲洗强度度、反冲冲洗时间间、反冲冲洗水头头、反冲冲洗水的的供应和和排除、空气冲冲洗和表表面冲洗洗等。1）膨胀胀率（ee

58、xpaandiing ratte)：滤料层层膨胀后后与膨胀胀前的厚厚度差与与过滤时时滤料的的厚度之之比，用用百分数数表示。一般用用符号ee表示。反洗时的的膨胀率率要适当当。膨胀胀率太低低，水流流剪切力力小；膨膨胀率过过高，颗颗碰撞次次数会减减少，还还会冲动动垫料层层及流失失滤料。2）反冲冲洗强度度(baackwwashh fllow ratte)：单位时时间内单单位滤池池面积所所通过的的反冲洗洗水量称称为反冲冲洗强度度，通常常用q表表示，它它的单位位是L/(m22s)。反冲洗强强度的大大小与滤滤料的粒粒度、水水的温度度、孔隙隙率和要要求的膨膨胀率有有关。可可用试验验的方法法确定。3）反冲冲洗时

59、间间(baackwwashh tiime)：反冲冲洗时间间依滤层层污染程程度而异异，应根根据运行行情况来来确定。4）反冲冲洗水头头(heead)：反冲冲洗所需需水头等等于滤层层、垫层层、配水水系统及及管路的的水头损损失之和和，并留留有1.522.0mm的富余余水头。具体可可根据有有关流体体力学的的方法计计算。5）反冲冲洗水的的供应和和排除：一般是是用滤后后水作为为反冲洗洗用水。反冲洗洗水可用用水塔或或水泵供供给。反反冲洗排排出的污污水(sspennt bbackkwassh wwateer)应应及时排排除，通通常返回回处理系系统的首首端。6）空气气冲洗(airr sccourr)：空空气冲洗洗

60、是在滤滤料层和和垫层之之间加空空气管，在在反冲洗洗的同时时鼓入压压力空气气，增加加对颗粒粒的搅动动，增加加颗粒之之间互相相碰撞和和摩擦的的机会，加加强反冲冲洗效果果。强度度据具体体情况确确定。7）表面面冲洗(surrfacce wwashh)：在在过滤含含有机物物质较多多的原水水时，滤滤层表面面往往生生成由滤滤料颗粒粒、悬浮浮物和粘粘性物形形成的泥泥球。为为了破坏坏泥球，提提高冲洗洗质量，常常用压力力水进行行表面冲冲洗。五、气 浮1、概述述气浮法是是利用高高度分散散的微小小气泡作作为载体体去粘附附污水中中的污染染物，使使其密度度小于水水而上浮浮到水面面以实现现固液或或液液分分离的过过程。实实现