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第一章．绪论水循环：(水在自然界的迁移转化规律)大循环（全球、大区域）小循环（小区域）循环的特征（水量平衡）水资源的特征：有限性、可再生性我国水资源状况:水资源缺乏（人均仅世界平均值的1／4）城市人均占有的水资源量更低时空分布不均第九章水污染及类型：需氧型、毒物型、富营养型、感官型污染污水水质：污水水质指标1）物理性指标：温度、色度、嗅和味、固体物质2）化学性指标：有机物（生化需氧量BOD、化学需氧量COD、总有机碳TOC、总需氧量TOD、油类污染物、酚类污染物、表面活性剂、有机酸碱、有机农药、苯类化合物），无机物（PH、植物营养元素、重金属、无机性非金属有害有毒物：总砷、含硫化合物、氰化物3）生物性指标：细菌总数、大肠菌群、病毒污染物在水体环境中的迁移与转化：污染物在不同水体中的迁移转化规律污水出路：1）污水经处理后排放水体2）污水的再生利用污水排放水体的限制：1）污水综合排放指标2）城镇污水处理厂污染物排放指标3）地表水环境质量指标4）海水水质标准第十章1.格栅：人工格栅、机械格栅2.沉淀的理论基础：1）沉砂池：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：用来分离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。3.根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分为四种类型：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。2）絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高，沉淀作用中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，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，颗粒的质量、形状、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（5000mg/l以上），颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉。与澄清水之间有清晰的水泥界面，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，互相接触，互相支撑，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。4.沉砂池平流式竖流式曝气沉砂池旋流式沉砂池5沉淀池：按水流方向分为：平流式、竖流式、辐流式平流式：池形：长方形，一端进水，另一端出水，贮泥斗在池进口竖流式：池内水流由下向上，池形：多为原型，池中央进水，池四周出水，贮泥斗在池中央。辐流式：池内水流向四周辐流平流式沉淀池特点设计斜流式沉淀池浅池理论：把沉淀池水平分成n层，就可以把处理能力提高n倍，为了解决沉淀池排泥问题，浅池理论在设计应用时，把水平隔板改为在沉淀区设置倾角为a的斜板或斜管，a通常为60°。6.油的状态1）呈悬浮状态的可浮油-----粒径：60μm以上平流分离100μm；斜板60μm以上2）呈乳化状态的乳化油-----破乳。细分散油粒：10～60μm乳化油：粒径10μm3）呈溶解状态的溶解油-----溶解油：5～15mg/L7.加压溶气浮上法三种基本流程1）全加压溶气流程：该流程将全部入流废水进行加压溶气，在经过减压后释放装置进入气浮池，进行固液分离。2）部分加压溶气流程：该流程是将部分入流废水进行加压溶气，其余部分直接进入气浮池。3）部分回流加压溶气流程：将部分澄清液进行回流加压，入流废水则直接进入气浮池。第十六章混凝原理1.化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。2.胶体所受影响1）带相同电荷的胶粒产生静电斥力，而且ξ电位越高，胶粒间的静电斥力越大2)受水分子热运动的撞击，使微粒在水中作不规则的运动，即“布朗运动”3)胶粒之间还存在着相互引力——范徳华引力3.胶体间的相互斥力不仅与ξ电位有关，还与胶粒的间距有关，距离越近，斥力越大。而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推进到使范徳华引力发挥作用的距离。因此，胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。水化作用也使胶体不能相互聚结.4.混凝原理1）压缩双电层原理：混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层以及吸附层,使ξ电位降低。当ξ电位为零时,称为等电状态。此时胶体间斥力消失,胶粒最易发生聚结。实际上，ξ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ξ电位称为临界电位。胶粒因ξ电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程，称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。2）吸附架桥作用：由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程。(3)网捕作用：沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。混凝剂要求：混凝效果良好，对人体健康无害，价廉易得，使用方便。1）无机盐类混凝剂：目前应用最广泛的是铝盐和铁盐2）高分子混凝剂：高分子混凝剂分无机和有机两类影响因素1、水温·低温，混凝效果差，原因：·无机盐水解为吸热，水温低，水解慢；·温度降低,粘度升高―布朗运动减弱，絮凝体不易形成；·水温过高:易使高分子絮凝剂老化生成不溶性物质，降低混凝效果。2、水的pH及碱度视混凝剂品种而异。无机盐水解，造成pH下降，影响水解产物形态。高分子混凝剂尤其是有机高分子混凝剂，混凝的效果受pH值的影响较小。3．水中杂质的成分、性质和浓度水中杂质的成分、性质和浓度都对混凝效果有明显的影响。例如，天然水中含粘土类杂质为主，需要投加的混凝剂的量较少；而污水中含有大量有机物时．需要投加较多的混凝剂才有混凝效果，其投量可达10—103mg/l。但影响的因素比较复杂，理论上只限于作些定性推断和估计。4．水力条件混凝过程中的水力条件对絮凝体的形成影响极大。整个混凝过程可以分为两个阶段：混合和反应。水力条件的配合对这两个阶段非常重要。混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。在此阶段并不要求形成大的絮凝体。混合要求快速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟内完成。（1）混合：作用：迅速、均匀地将药剂分散到水中，形成细小矾花，完成凝聚过程要求：·时间短（一般几十s，不超过2min)；·搅拌强度大（2）絮凝：作用：使细小矾花逐渐长大成大颗粒（d=0.6-1.2mm）而便于沉降要求：·水流有适当的紊流程度；·适当的搅拌时间吸附法吸附剂：固体表面有吸附水中溶解及胶体物质的能力,比表面积很大的活性炭等具有很高的吸附能力。1．物理吸附-------分子间引力（范德华力）2．化学吸附------化学作用，成化学键吸附等温线：在温度一定的条件下，吸附量随溶质平衡浓度的提高而增加，把吸附量随吸附质平衡浓度而变化的曲线称为吸附等温线。1）FREUNDLICH吸附等温线2）LANGMUIR吸附等温线吸附阶段：1.颗粒外部扩散阶段----吸附质从溶液中扩散到吸附剂表面（液膜扩散）2.孔隙扩散阶段----吸附质在吸附剂孔隙中继续向吸附点扩散3.吸附反应阶段----吸附质被吸附在吸附剂孔隙内的吸附点表面离子交换法膜析法半透膜：起渗析作用的薄膜，因对溶质的渗透性有选择作用，故交半透膜。动力：1.分子扩散作用：渗析法2.电力：电渗析法3.压力：反渗透法和超过滤法装置：1.板框式：把渗透膜贴在多孔透水板单侧或两侧，再紧贴在不锈钢或环氧玻璃钢承压板的两侧，构成一个渗透元件2.管式:把渗透膜装在耐压微孔承压管的内侧或外侧，制成管状膜的元件3.螺旋卷式：在两层反渗透膜中间夹一层多孔的柔性格网，再在下面铺一层供废水通过的多孔透水格网，然后将它们的一端粘贴在多孔集水管上，绕管卷成螺旋卷筒，并将另一端密封，就成为一个反渗透元件。4.中空纤维式：在两层反渗透膜的原料空心纺丝而成中空纤维管超过滤法：超过滤简称超滤，它同反渗透一样，都是利用膜来分离废水中溶解的物质。两种方法的共同点在于：两种过程的动力同是溶液的压力，在溶液的压力下，溶剂的分子通过薄膜，而溶解的物质被阻滞在膜表面上。两者区别在于：（1）膜不同：超过滤所用的膜(超滤膜)较疏松，透水量大，除盐率低，一般用超过滤分离高分子和低分子有机物以及无机离子等，能够分离的溶质分子至少要比溶剂的分子大10倍，在这种系统中渗透压已经不起作用了。反渗透所用的膜(反渗透膜)致密，透水量低，除盐率高，具有选择透过能力，用以分离分子大小大致相同的溶剂和溶质，（2）机理不同：超过滤的去除机理主要是筛滤作用。在反渗透膜上分离过程伴随有半透膜、溶解物质和溶剂之间复杂的物理化学作用。（3）工作压力不同：超过滤的工作压力低(0.07－0.7MPa)。反渗透所需的工作压力高(大于2.8MPa)。超滤装置与反渗透装置类似，目前我国试验研究及生产中普遍用管式装置。作用：1）溶质在膜表面和微孔孔壁上发生吸附2）溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质嵌在孔中，引起堵塞3）溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分超滤的过程是动态过程，即在超滤膜的表面既受到垂直于膜面的压力，使水分子得以透过膜面并与被截留物质分离，同时又产生一个与膜表面平行的切向力，以将截留在膜表面的物质冲开。主要用于分离有机的溶解物,如淀粉、蛋白质、树胶、油漆等。第十七章1.污水回用：又称再生利用。指污水经处理达到回用水水质要求后,回用于工业,农业,城市杂用,景观娱乐,补充地表水和地下水等.2.回用水要求和水质标准1符合回用水对象的水质控制指标2系统运行可靠,水质水量稳定3对人体健康,环境质量,生态保护不产生不良影响4回用于生产时,对产品质量不产生不良影响5对管道,设备等不产生腐蚀,堵塞,结垢等损害6没用嗅觉和视觉上的不快感城市污水再生利用工业用水水质(GB/T19923-2005)城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T18920-2002)城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2002)第十九章、污水处理厂设计1.设计步骤前期工作项目建议书工程可行性研究报告初步设计施工图设计2.厂址选择:应着重说明在选定厂址时，如何遵循选址的原则，如何与城市的总体规划相呼应，如何解决防洪与卫生防护问题等。此外还应说明所选厂址的地形、地质条件以及用地面积等.（1）根据城市发展的总体规划，其厂址应考虑远期发展规划和留有扩建的余地，必须设在集中给水水源的下游、夏季主风向的下风向，并与居民点有300m以上的距离；（2）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政设施时，厂址应考虑与用户靠近，或者便于运输。当处理水排放时，则应与受纳水体靠近。（3）要充分利用地形，选择有适当坡度的地区，减少土方工程量。（4）厂址应选在地质条件较好的地方。地基较好，承载力较大，地下水位较低，便于施工。（5）处理厂应尽量少占土地和不占良田。（6）要考虑周围环境卫生条件。（7）处理厂应设在靠近电源的地方，并考虑排水、排泥的方便。（8）处理厂应选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。3.城镇污水厂的流程：三级4.平面布置与高程布置原则平面布置原则：(1)宜分别集中布置，其位置和朝向力求合理。功能分区明确，配置得当。(2)宜按流程顺序布置,以处理构筑物为主体，辅助建筑物应服从处理构筑物。(3)各处理构筑物之间的连接管(沟道)应短捷,避免迂回曲折,水流通畅.尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。(4)考虑到事故与检修的需要,应设置超越管和放空管道.并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置.(5)注意产生臭气和噪声的构筑物的布置,绿化。(6)考虑必要通道以满足运输,管理和检修的需要。(7)在高程布置上，充分利用地形，少用水泵并力求挖填土方平衡。(8)使需要开挖的处理构筑物避开劣质地基。(9)考虑分期施工和扩建的可能性，留有适当的扩建余地。高程布置：污水厂的高程布置就是确定各构筑物的高程。使污水能够沿处理流程在构筑物之间通畅地流动。尽量采用重力流.应选择距离最长,水头损失最大的流程进行水力计算,