【正文】 《水污染控制技術(shù)》課程教案默認(rèn)分類 20090614 17:57 閱讀66評論0 字號： 大大 中中 小小 《水污染控制技術(shù)》課程教案第一章 緒 論第一節(jié) 水資源與水循環(huán)一、水資源1015m3 % — 咸水 ～3% — 淡水 — ～%能直接利用中國 1012 m3 居世界第六位人均 2200 m3 第100位以后 且分部不均二、水循環(huán)什么叫水循環(huán)：是指自然界中的水通過蒸發(fā)、凝結(jié)、降水（雪）、滲透和徑流等作用，無終止的往復(fù)循環(huán)過程。⑴自然循環(huán)：自然界中的水在太陽照射和地心引力等的影響下不停地流動和轉(zhuǎn)化，通過降水、徑流、滲透和蒸發(fā)等方式循環(huán)不止，構(gòu)成水的自然循環(huán)，形成各種不同的水源的過程稱為水的自然循環(huán)。⑵社會循環(huán)：人類為生存，從自然環(huán)境中大量取用天然水體中的水，作為維持生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，又不斷地通過新陳代謝把代謝物排泄到自然界中，如此周而復(fù)始。使水在人類社會中構(gòu)成的局部循環(huán)體系被稱為社會循環(huán)。第二節(jié) 水的性質(zhì)一、水的異常特性⑴水的三態(tài)變化固體 — 液體 — 氣體（同時存在于自然界中）⑵溫度體積效應(yīng) ℃時， g/㎝3 , 結(jié)冰時體積膨脹⑶熱容量最大 比熱容、蒸發(fā)熱、熔解熱⑷溶解及反應(yīng)能力極強(qiáng) ①溶劑 ②化合反應(yīng) ……⑸界面特性突出 表面張力大⑹有機(jī)物和生命物質(zhì)中氫元素的來源二、天然水中的雜質(zhì)⑴存在狀態(tài) ①溶解物 ②膠體顆粒 ③懸浮物 見P4 表1 13三、污水的來源與分類污水：是生活污水、工業(yè)廢水、被污染的降水和流入排水管渠的其它污染水的總稱。水質(zhì)污染：是指人為造成河流、湖泊、海洋等自然狀態(tài)的水，在水的物理、化學(xué)、生物等方面發(fā)生變化，使水的利用受到妨礙的現(xiàn)象。⑴污水的來源①生活污水 ②工業(yè)廢水 ③降水⑵工業(yè)廢水的分類①按工業(yè)廢水的污染物性質(zhì)和危害分類a. 生產(chǎn)廢水b. 工業(yè)冷卻水②按工業(yè)廢水中所含污染物分類c. 含無機(jī)污染污水d. 含有機(jī)污染物的污水e. 既含有機(jī)污染物又含無機(jī)污染物的污水③按耗氧和含有毒指標(biāo)分類f. 無機(jī)污水無機(jī)無毒、 無機(jī)有毒g. 有機(jī)污水有機(jī)無毒、 有機(jī)有毒、 有機(jī)耗氧④按主體污染物與采取治理方法結(jié)合分類h. 含懸浮物和含油i. 含無機(jī)污染物j. 含有機(jī)污染物k. 冷卻用水 思考題：P3 、P6四、污水的水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)：指水與水中雜質(zhì)共同表現(xiàn)的綜合特征。水質(zhì)指標(biāo)：水中雜質(zhì)具體衡量的尺度稱為水質(zhì)指標(biāo)。⑴化學(xué)需氧量（COD）化學(xué)需氧量,是指在一定條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時，所消耗氧化劑的量，以氧的毫克/升來表示。CODCr 單位：mg/L⑵生化需氧量（BOD） 生化需氧量，是指在有氧的條件下，由于微生物的作用，水中能分解的有機(jī)物質(zhì)完全氧化分解時所消耗溶解氧的量，以氧的毫克/升來表示。BOD5 單位：mg/l⑶懸浮物（SS） 懸浮物（SS），是指不能通過過濾器（濾紙或濾膜）的固體物質(zhì)。單位：mg/l⑷總需氧量（TOD）總需氧量：有機(jī)物中含有的C、H、N、S等元素全部被氧化為COH2O、NO2和SO2，此時的需氧量稱為總需氧量。⑸總有機(jī)碳（TOC） 總有機(jī)碳：表示水中有有機(jī)污染物的總含碳量，是評價水中有機(jī)污染物質(zhì)的一個綜合參數(shù)。單位：mg/l⑹有機(jī)氮 有機(jī)氮：是反映水中蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等含氮有機(jī)物總量的一個指標(biāo)。有機(jī)氮在有氧的條件下進(jìn)行生物氧化逐步分解為：NH3 NH4+、 NO2 、 NO3氨氮 亞硝酸氮 硝酸氮 總氮（TN）⑺PH值 PH值，是指示水酸堿性的重要指標(biāo)，在數(shù)值上等于氫離子濃度的負(fù)對數(shù)。⑻有毒物質(zhì) 有毒物質(zhì)，是指污水中達(dá)到一定濃度后，能夠危害人體健康、危害水體中的水生生物或影響污水的生物處理的物質(zhì)。⑼細(xì)菌總數(shù) 細(xì)菌總數(shù)，是指1mL水中所含有的各種細(xì)菌的總數(shù)，是反映水體所受細(xì)菌污染程度的指標(biāo)。⑽大腸菌數(shù) 大腸菌數(shù)，是指1L水中所含大腸菌個數(shù)，生物污染指標(biāo)。⑾溶解氧（DO） 溶解氧，是指溶解在水中的游離氧。單位：O2 mg/L⑿溫度 常用的物理指標(biāo)。⒀色度 是一種通過感官來觀察污水顏色深淺的程度。⒁濁度由于水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無機(jī)物等懸浮物和膠體物質(zhì)而使水體變得混濁的程度。⒂電導(dǎo)率（K） 電導(dǎo)率：電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位距離上的電導(dǎo)稱為電導(dǎo)率。電導(dǎo)率表示水中電離物質(zhì)的總數(shù)，間接地表示水中溶解鹽的含量。五、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)簡單介紹以后工作中陸續(xù)了解　 第三節(jié) 水體污染與自凈一、水體污染水體：是指地表被水覆蓋的自然綜合體。水體不僅包括水，而且也包括水中的懸浮物、底泥及水中生物等。水體污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過了該物質(zhì)在水體中本底含量和 水體環(huán)境容量，從而導(dǎo)致了水體的物理特征和化學(xué)特征發(fā)生不良變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)，破壞了水體的功能及其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中的作用。水體中的污染物按其種類和性質(zhì)一般可分為四類（簡單介紹）⑴無機(jī)無毒物①顆粒狀的污染雜質(zhì)②酸、堿、無機(jī)鹽③氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)⑵無機(jī)有毒物①氰化物（CN）②砷（As）③汞（Hg）④鎘（Cd）⑤鉻（Cr）⑶有機(jī)無毒物（需氧有機(jī)物） 蛋白質(zhì)、脂肪⑷有機(jī)有毒物①有機(jī)氯化物多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng)藥②酚③多環(huán)有機(jī)化合物3，4苯并芘、 1，2苯并蒽⑸石油及其他污染①石油類污染物②放射性污染③熱污染介紹幾個世界性公害思考題：P11 ⑴、⑵二、水體的自然凈化水體的自然凈化是指水體能夠在其環(huán)境容量的范圍以內(nèi)，經(jīng)過物理、化學(xué)和生物的作用，使排入水體的污染物質(zhì)的濃度，隨著時間的推移、流動的過程中自然降低，這就是水體是自然凈化作用。⑴物理凈化 物理凈化作用，是指污染物質(zhì)由于稀釋、混合、沉淀等作用而使水體污染物質(zhì)濃度降低的過程。⑵化學(xué)凈化化學(xué)凈化作用，是指污染物質(zhì)由于中和、氧化、還原、分解等作用而使水體污染物質(zhì)濃度降低的過程。⑶生物凈化 生物凈化作用，是指由于水中生物活動，尤其是水中微生物對有機(jī)物的氧化分 解作用而引起的污染物質(zhì)濃度降低的過程。以河流自凈為例，講述水體自然凈化過程。（見教材）P17第四節(jié) 污水處理技術(shù)一、一般處理原則（略）二、污水處理方法的分類⑴物理處理法物理處理法，是通過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)的方法。⑵化學(xué)處理法化學(xué)處理法，是通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的污水處理法。⑶生物處理法生物處理法，是通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)性污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的污水處理方法。①好氧生物處理法好氧生物處理法，是好氧微生物在有氧條件下將復(fù)雜的有機(jī)物分解成COH2O和NH3等， 并以釋放出的能量來完成其機(jī)體的功能，如：繁殖、增長和運動等。②厭氧生物處理法厭氧生物處理法，是厭氧微生物在無氧條件下將高濃度有機(jī)廢水或污泥中的有機(jī)物分解，最后產(chǎn)生甲烷和CO2等氣體。三、污水處理的分級⑴污水一級處理 污水一級處理，是去除廢水中的漂浮物和部分懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水 的PH值、減輕廢水的腐化程度和后續(xù)處理工藝負(fù)荷的方法。①篩選法篩選法是分離污水中呈懸浮狀態(tài)污染物的方法。常用設(shè)備：格柵、篩網(wǎng)②沉淀法 沉淀法是通過重力沉降分離廢水中呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)的方法。主要構(gòu)筑物：沉砂池、沉淀池。③上浮法上浮法用于去除污水中相對密度小于1的污染物，或通過投加藥劑加壓溶氣等措施去除相對密度稍大于1的污染物質(zhì)。④預(yù)曝氣法預(yù)曝氣法的作用，是產(chǎn)生自然或生物絮凝作用，使污水中是微小顆粒變大，以便于沉淀分離；氧化廢水中的還原性物質(zhì)；吹脫廢水中的揮發(fā)物；減輕污水的腐化提高污水穩(wěn)定度。⑵污水二級處理污水二級處理：去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)物的方法。①活性污泥法以污水中有機(jī)物為底物，在有氧條件下，對各種微生物群體進(jìn)行培養(yǎng)形成活性污泥，利用這種活性污泥在廢水中凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用過程，去除廢水中有機(jī)污染物，從而得到凈化的廢水處理方法。②生物膜法生物膜法是使廢水通過生長在固定支承物表面的生物膜，利用生物氧化作用和各相之間的物質(zhì)交換、降解廢水中有機(jī)污染物的方法。⑶三級處理 污水深度處理、高級處理 三級處理是為進(jìn)一步去除二級處理未能去除的污染物質(zhì)，其中包括微生物未能降解的有機(jī)物或氮、磷等可溶無機(jī)物的方法。①除磷 ②除氮③有機(jī)污染物的去除 ④溶解性無機(jī)物的去除 ⑤病毒的去除臭氧、二氧化氯、次氯酸鈉、氯氣見表15常用污水處理方法思考題：P22 ⑴、⑵　 第二章 污水的物理處理物理處理法：借助于物理作用分離和去除污水中不溶性懸浮物體或固體的方法叫物理處理法。第一節(jié) 均衡和調(diào)節(jié)⑴為什么在污水處理前設(shè)置調(diào)節(jié)池對污水的水質(zhì)、流量進(jìn)行均衡和調(diào)節(jié)？見P24⑵什么叫調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)的構(gòu)筑物稱為調(diào)節(jié)池。一、水質(zhì)調(diào)節(jié)⑴外加動力調(diào)節(jié) 外加動力：鼓風(fēng)空氣攪拌、葉輪攪拌、水泵循環(huán).⑵采用差流方式調(diào)節(jié) 強(qiáng)制調(diào)節(jié)，使同時間和不同濃度的污水進(jìn)行水質(zhì)自身混合。①對角線調(diào)節(jié)池特點：出水槽對角設(shè)置。污水由左右兩側(cè)進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)過一定的時間的混合才流到出水槽，使出水槽中的混合污水不同時間內(nèi)流出，這種不同時間不同濃度的污水進(jìn)入池為自動調(diào)節(jié)均質(zhì)。②折流調(diào)節(jié)池二、水量調(diào)節(jié)⑴線內(nèi)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)時間一般 6h⑵線外調(diào)節(jié)池第二節(jié) 篩選篩選：是指去除污水中粗大的懸浮物和雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的一種預(yù)處理方法。一、格柵格柵：是一種最簡單的過濾設(shè)備，由平行的金屬條和金屬棒構(gòu)成，用來截留污水中粗大的懸浮物和漂浮物.格柵柵條間隙：粗格柵 中格柵 細(xì)格柵50～100㎜ 10～40㎜ 3～10㎜廢水通過格柵的流速一般不小于 ～ m/s（一）格柵的分類⑴固定格柵⑵活動格柵⑴人工清渣格柵⑵機(jī)械清渣格柵二、篩網(wǎng)篩網(wǎng)：篩濾的構(gòu)件由金屬絲織物、或化學(xué)纖維構(gòu)成，用于去除格柵難于去除的懸浮狀的細(xì)小纖維等雜物。⑴轉(zhuǎn)筒式篩網(wǎng) 見P30頁 圖210⑵水力回轉(zhuǎn)篩網(wǎng) 見P30頁 圖211 ⑶振動篩網(wǎng) 見 P30頁 圖212 三、篩余物的處置填埋、焚燒、或同城市垃圾一起處理復(fù)習(xí)思考題：P31 ⑴四、格柵的設(shè)計計算 ⑴柵渣量計算①格柵間隙 16～25㎜ ～(柵渣/污水)②格柵間隙 30～50㎜ ～ m3/103m3(柵渣/污水) m3 ，一般采用機(jī)械清渣 ⑵過柵流速一般采用 ～ m/s ⑶～ m/s ⑷格柵傾角一般采用45176?！?5176。 ⑸～ ⑹ m ⑺ m，～ m ⑻動力裝置宜設(shè)在室內(nèi)，設(shè)通風(fēng)設(shè)施　 第二節(jié) 沉淀與上浮沉淀：水中懸浮顆粒依靠重力作用，從水中分離出來的過程稱為沉淀.上?。寒?dāng)懸浮物的密度小于水時，上浮至水面形成浮渣（油）的過程稱上浮.一、沉淀基本理論⑴沉淀基本類型 P31 根據(jù)教材分析理解沉淀的四種類型①自由沉淀水中的懸浮物固體濃度不高，不具有凝聚的性能，也不互相干擾，其尺寸、形狀、密度等均不改變，下沉速度恒定。②絮凝沉淀當(dāng)水中懸浮物濃度不高，但有絮凝性時，在沉淀過程中，顆?；ハ嗄?，其顆徑和質(zhì)量增大，沉淀速度加快。③擁擠沉淀（也稱集團(tuán)沉淀、分層沉淀、成層沉淀）當(dāng)懸浮物濃度高時，每個顆粒下沉都受到周圍其他顆粒的干擾，顆?；ハ酄砍缎纬删W(wǎng)狀的“絮毯”整體下沉，在顆粒群與澄清水之間存在明顯的界面。④壓縮沉淀當(dāng)懸浮物濃度很高，顆?；ハ嘟佑|，互相支承時，在上層顆粒的作用下，下層顆粒間的水被擠出，污泥層被壓縮。⑵沉淀池沉淀效果分析理想沉淀池的假定條件：，池內(nèi)污水按水平方向流動，顆粒分布均勻，水平流速為等速流動。，處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的水平分速等于水平流速沉淀速度固定不變。沉淀池包括四部分：流入?yún)^(qū)、流出區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)某一顆粒運動軌跡的斜率為：u/υ ⑴υ— 顆粒水平分速u— 顆粒沉速沉于池底的顆粒水平徑流時間和垂直沉降時間相同，即： f= L/υ = H/u ⑵設(shè)污水處理水量為Q（m3/h），B為沉淀池寬度，沉淀池面積為： A= BL （㎡） ⑶沉淀池的容積為： V= Qt = HBL ⑷ 通過沉淀池的流量為： Q = V/t = HBL/t = (H/t)BL ⑸因為 H = ut , u = H/t , A = LB ⑹ 因此 Q = Au ⑺可寫成 Q/ A = u = qQ/A的物理意義：在單位時間內(nèi)通過沉淀池單位表面積的流量，稱表面負(fù)荷。 以q 表示。單位m3/(㎡h)或m3/(㎡s)，m/h 或 m/s。沉淀池的沉淀率僅與顆粒沉速或沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)。⑶沉淀基本原理斯托克斯公式： u = g/18μ(ρg –ρy)d2式中： u — 顆粒是沉浮速度，㎝/s g — 重力加速度，㎝/s2 ρg— 顆粒密度，g/㎝3 ρy— 液體密度，g/㎝2160