水污染防治篇.ppt

1、,模块一 水污染防治篇 课题一 水污染防治概述 教学目标要求 1、理解水污染产生的原因 2、了解水资源基本概况 3、理解地面水质标准 4、知道废水治理的一般原则和处理方法,作业 ：,1、解释：水体、水体污染、水体自净 2、诠释水质指标符号的含义： DO、COD、CODcr、BOD5、SS。 3、填空： 水体污染物根据其特性一般分为、 三大类；废水处理方法可以选择、等。 地面水体按使用功能分为五大类，其中类水源主要适用于类水源主要适用于。 4、简答题：废水治理的一般原则主要有哪些？,水资源与水体污染,地下水,其中,海水占 97.3%,淡水占2.7%, 这些淡水中约有75%以冰冠和冰川的形 式存在

2、于地球的两极，可以直接被人类 利用的淡水仅为0.3%。 水资源：包括一切可用于生产和生活的地表水与,水体与水质 水体:是地表水与地下水的总称,它包括水中的溶 解物、悬浮物、底泥和水生生物。 水质：是指水相的各种性质。如，水温、pH值、 DO、COD、BOD、SS等。 水体污染:由于某些物质介入水体，改变了水体 的某些物理、化学、生物以及放射性 等方面的特性，从而影响水的有效利 用，危害人类健康，造成水质恶化， 破坏生态环境的现象。,水体污染物与水质指标 1、水体污染物的分类及主要来源: 水体污染物主要分为化学性污染物、 物理性污染 物、生物性污染物三大类 。它们的主要来源见教材P10-11表1

3、.1所示。 2、水质指标: 水质指标分类: 物理学指标：温度、色度、浊度、电导率、悬浮物等。 化学指标：pH值、硬度、重金属、氰化物、多环芳烃 有机磷、溶解氧、化学需氧量、生化需要 量等。 生物学指标：细菌总数、大肠杆菌数、大肠菌群等。,(2)主要水质指标简介: 悬浮物(SS):表明水中不溶物含量多少的指标。 生化需氧量(BOD5): 五天生化需氧量,反映水中有机物含量多 少或表示水中受有机物污染 的程度。 化学需氧量(COD): 反映水中有机物和其它还原性物质的总 量。（常用氧化剂为KMnO4、K2CrO7） CODCr：表示以K2Cr2O7作氧化剂的化学需氧量。 重金属： 显著重金属汞、镉

4、、铅、砷、硒等； 一般重金属锌、铜、钴、镍、锡等。 大肠菌群: 反映水体被病原体污染的程度。 其它指标：pH值、有毒物质、营养物质、细菌、病毒 等。,地面和海洋水水质指标 地面水环境质量标准 : 地面水体分类：（按使用功能分为五大类） 类:主要适用于源头水、国家自然保护区； 类:主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保 护区、珍贵鱼类保护区等； 类:主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保 护区、一般鱼类保护区及游泳区等； 类:主要适用于一般工业用水及人体非直接接触 的娱乐用水； 类:主要适用于农业应水和一般景观用水。,我国地面水环境质量标准：基本要求及项技术指 标见教材P14-15表1.2 所示

5、。 海洋水质标准：（按功能可以分为三类）见教 材P16-17表1.3所示。 污水综合排放标准：标准按地面水域使用功能 和污水排放去向，对向地 面水域和城市下水道排放 的污水，规定分别执行 一、 二、三级标准。,即：对特殊保护区域（、类水域）不得新建排污口； 对重点保护区域（类水域）执行一级排放标准； 对一般保护水域（、类水域）执行二级排放标准； 对排入城镇下水道，并进入污水处理厂执行三 级排放 标准。 该标准将排放的污染物按其性质分为两大类： 第一类污染物：是指在环境或动植物体内蓄积，对 人体产生长远影响者。如:汞、镉、 铬、砷、铅、苯并芘等。 第二类污染物：是指产生的长远影响远小于第一类 污

6、染物质的。如：酸度、色度、 BOD、COD、石油类、动植物油、 硫化物、氟化物、铜、锌、锰等。,水体自净 进入水体的污染物，其浓度随时间和空间的推移，通过物理的、化学的、生物的作用而逐渐降低甚至消除的自然净化过程。 水体自净的方式：物理净化、化学与物理化学净化、生物净化 废水治理原则及处理方法的选择 1、废水治理一般原则 合理规划与布局控制污染源头 改进生产工艺，进行绿色化的清洁生产降低污染物排放量 优化治理技术节省投资成本 废物综合利用提高经济效益,2、废水处理方法的选择 物理处理法 利用物理作用，分离或回收废水中的不溶 性固体物质,主要方法有筛滤、沉降、气浮、 过滤、离心分离等。 化学处理

7、法 利用化学反应和传质过程，分离或回收溶解 态和胶体态的污染物，主要方法有中和、混 凝、氧化还原、电解、吸附、离子交换、电 渗析等。 生物处理法 利用微生物作用，降解胶体和有机污染物， 主要方法有活性污泥法、生物滤池、厌氧生 物处理法、土地处理系统等。 在实际应用中，通常选择几种不同的处理方法组 成一个废水处理系统进行有效净化，才能达标排放。,课题二 废水的预处理,教学目标要求： 1、了解格栅、筛网的结构及功能 2、知道调节池的作用及原理,作业：,1、在废水的预处理中，格栅与筛网的主要功能是，以减轻后续处理的负荷。 2、调节池的作用有：、 三个。 3、计算题：见教材P28第3题。,格栅与筛网

8、1、格栅: 由 金属栅条组成的框架,拦截粗大的 颗粒物和悬浮物。 细格栅栅条间距为3mm10mm 中格栅栅条10mm40mm 粗格栅栅条40mm以上 2、筛网：由金属丝或化学纤维编制而成，用 以去除或回收悬浮状的细小纤维。,格栅,调节池 1、调节池的作用：调节水质和水量；中和酸碱性废 水；平衡水温。 2、调节池的种类 折流式调节池见教材P27图2.6 所示斜槽式调节池见教材P27图2.5所示,3、调节池的设计计算 要求设计指定调节时间内的废水平均浓度所需调节池的体积。 理论上，调节时间越长，调节效果越好，实际应用中应根据具体情况选择合适的调节时间。 例题: 见教材P28 解答:求T小时内废水的

9、平均流量 q(q1q2 q3 q4 q5 q6) 6 求T小时后废水的平均浓度 C(cqt) qT 求调节池的容积 VqT,qT小时内废水平均流量 CT小时内废水平均浓度 c废水在各时间段的平均浓度 q废水在各时间段的平均流量 t各时间段，总和等于T T调节时间 V调节池容积 容积利用系数,教学目标要求 1、知道沉淀、气浮、隔油原理 2、初步掌握平流沉淀池的设计计算,课题三 废水的物理处理,作业:,1、解释：自由沉降 凝絮沉降 疏水性物质 2、填空：平流沉淀池构造分为、 、四个部分。 3、填空：普通快滤池 一般由、 、 、 六个部分组成。 4、画简图说明竖流沉淀池的构造及工作原理。 5、简述斜

10、板沉淀池的构造及工作原理。 6、画出加压溶气气浮的工艺流程简图。 7、计算题：平流沉淀池的设计计算见教材P51 第4题和第12题,沉降原理 沉淀池中,由于颗粒自身重量和颗粒间的相互作用发生沉降，使废水在某深度以上变得澄清。,沉降类型 自由沉降:在悬浮物浓度不高的情况下,悬浮固体 依靠自身重量单独下沉,没有相互聚合, 颗粒的物理性质保持不变。 絮凝沉降:在悬浮物浓度不太高的情况下,颗粒之 间相互凝聚成絮体逐渐下沉，颗粒的物 理性质发生改变。,集团沉降:悬浮物浓度较高，颗粒相互影响、相互干 扰、相互挤压成网状的绒体，以整体覆盖层 向下沉降，颗粒层与水形成一个界面，即沉 淀过程就是界面的下降过程。

11、压缩沉降:悬浮物浓度很高，颗粒相互接触碰撞与支 承，污泥被压缩、水分被挤出，颗粒变大 变重而沉降。 在实际沉降过程中，很多悬浮物都依次进行着这四种沉降类型。见教材P31图3.1和3.2所示。,可以通过以下图示说明活性污泥沉淀的过程：,上层清水,自由沉淀带,絮凝沉淀带,集团沉淀带,压缩沉淀带,2、悬浮颗粒的沉降速度(u)这是一个重要参数，为设计沉淀池提供帮助。 理论计算公式:对于自由沉降,水流为层流状态时由斯托克斯推导建立。见教材P31公式（3.1） 实际应用时困难较大,实际沉降速度(u)要通过沉降实验确定。 沉降实验和沉降曲线寻找沉降时间(t) 和沉降速度 (u) 实验装置沉降柱（数个），作n

12、次平行实验，见教 图3.2,实验装置沉降柱（数个），作n次 平行实验，见教材图3.2,污泥出口,取样口,水深,H,实验步骤 a.测定废水的原始浓度C。； b.沉降开始后，经过t1、t2 、 t3 、 ti时 间，分别测定每个沉降柱中废水的浓度C1、C2、C3、 Ci，求n次测定的平均值Ci 平均； C. 经过t时间沉降后，水样残留浓度为Ci,求对应 的 Ei ； 沉降效率Ei：指经过t时间沉降后悬浮颗粒的去 除率。 沉降效率Ei =（ C。- Ci 平均） C。100%,d.绘制沉降曲线:以沉降时间(t) 为横坐标,以沉降效率Ei为纵坐标所作的图。见教材P33图3.3左图; e.由沉降曲线查得

13、达到沉降效率Ei,所需的沉降时间(t) , 计算出悬浮物的沉降速度 (u)。 u=Ht 不同的沉降效率Ei,悬浮颗粒的沉降速度 (u）是不一样的，见教材P51作业12题。 如果以沉降效率Ei为纵坐标,以沉降速度(u)为横坐标可以绘制出另一种沉降曲线。见教材P33图3.3右图。,3、理想沉淀池 为了寻找颗粒在沉淀池运动的普遍规律及沉降效果,以此取得设计沉淀池的各种关系式,提出了理想沉淀池的概念。 理想沉淀池满足的条件 废水水平方向等速流动（v）； 悬浮颗粒等速（u）下沉； u水平= v水流； 颗粒沉降后不再上浮。,颗粒沉降速度u的确定 见教材P33图3.4 t= L /v= H /u 即：颗粒沉

14、降速度 u =H/ t 沉淀池的有效水深H= ut（重要公式）,L,H,u,v,沉淀池的表面负荷 (q )： 通过沉淀池单位池平面 的废水流 量。 q=Q/A 池容积（V ）： V=Q t= HBL 则： Q =V/t= HBL /t 池面积（A）： A=BL 则：q= HBL /t /BL=H/ t= u H = u t 这就是沉淀池的沉淀区有效水深。 q = u 设计时沉淀池的表面负荷q数值上等于悬浮颗粒的沉降速度 u 。 故： u = q=Q/A （重要公式） 在实际沉淀池的设计时比理想沉淀池要复杂得多,所以对q、 u 要进行校正后才能使用。 一般地：q设计=（ ）q实验 通常取 即可。

15、 t设计=（1.52.0） t实验 废水在沉淀池内的停留时间为 13小时。,平流式沉淀池 1、平流式沉淀池的构造 进水区：均匀进水，降低水流速度。 沉淀区：有效高度3-4米，长宽比大于4：1 污泥区 ： 出水区： 2、简单设计及计算 、沉淀区的计算关键是确定长、宽和有效水深 通常根据实验数据求得表面负荷(q),由公式q=Q/A，计算出沉淀区的池平面积A=Q/q=Q/u。 有时也可以采用经验值进行计算。,根据沉降实验进行设计计算（重点掌握） 沉淀区的总面积（A）： A=Q/u (q=u) 根据长宽比确定长和宽，一般地长：宽4：1 假定取6：1，设宽为xm,则长为6 xm。 即：A= x . 6

16、x(m2) 可以求出u或q,一般废水流量Q是知道的。 u=q=Q/A 沉淀池有效水深（H）： H=Qt/A=ut 根据经验值进行设计计算（了解）,、污泥区计算（了解） V（m3）=Q24（C0Ci）100T/r(100P0),V 污泥区总容积 C0废水悬浮固体原始浓度 Ci出水悬浮固体浓度 P0污水含水率 r污泥容积密度 T两次排泥的间隔时间 、沉淀池总高度H H=h1h2h3h4 h1_ 超高一般取0.3 m ; h2_沉淀区有效水深（ m ）; h3_缓冲趁层 高度,一般取无刮泥机0.5 m ，有刮泥机0.3 m ; h4_污泥区高度（ m ）。 h4= V/A,例题解答：见教材P38 例3.1已知:沉降效率E=80% ;废水流量Q=10000 m3/d; 沉降速度u=2 m / h；沉降时间t=2h; 污泥区高度h4= 1.5 m ，采用无刮泥机的 平流沉淀池处理。试设计：该平流沉淀池的有效尺寸。,解： 校正实验值 u实际= u实验 （1/1.251/1.75） 一般取u实际 = u实验1 /1.5 则: u实际= q实际 =21/1.5=1.3 (m / h) 根据废水流量计算沉淀区有效面积A(q=u=Q/A) A=