【導(dǎo)讀】淡水總量在全世界占第6位。但人均占有量只有2340m3/人年，世界平均水準(zhǔn)的1/4，占88位。在640個(gè)城市中，300多個(gè)城市缺水。針對(duì)不同的水源水水質(zhì)，經(jīng)處理后滿足工農(nóng)業(yè)和生活的對(duì)水質(zhì)與水量的要求。污水處理率低：污水排放排放量接近400億m3。注重水的外觀、預(yù)防傳染病―去除重金屬――去除微量有機(jī)物----內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)。有關(guān)的內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)的提出始于90年代初野生動(dòng)物學(xué)者的會(huì)議上。96年美國(guó)開(kāi)始食品、飲用水中內(nèi)分泌紊亂物的篩控方法研究。有現(xiàn)代意義的飲用水標(biāo)準(zhǔn)是在本世紀(jì)初在美國(guó)出現(xiàn)――。由此大大減少了傷寒病死亡的人數(shù)。1979年修改《國(guó)家暫行飲用水基本規(guī)則》。以后，不斷改進(jìn)，增加限制有機(jī)物的種類。美國(guó)等的情況代表了國(guó)際上先進(jìn)水平水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)。有機(jī)物指標(biāo)的數(shù)目超過(guò)了水質(zhì)指標(biāo)總數(shù)的2/3，特別。是消毒副產(chǎn)物項(xiàng)目的增加。GHZB1-1999，2020年1月1日起實(shí)施。特定項(xiàng)目適用于地表水域特定污染物的控制。I類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；

　　

【正文】 浮池容積大。 2．加壓溶氣氣浮工藝的主要設(shè)備 工藝組成 ： 壓力溶 氣系統(tǒng)、空氣釋放系統(tǒng)、氣浮池 1)壓力溶氣系統(tǒng)： 包括加壓水泵、壓力溶氣罐、空氣供給設(shè)備及其他附屬設(shè)備 加壓水泵： 提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐。 加壓泵壓力應(yīng)適當(dāng)，過(guò)高：溶解到水中的空氣增加，經(jīng)減壓后釋放的空氣多，會(huì)促進(jìn)微氣泡的聚集，不利氣??；太低：增加溶氣水量，氣浮池容積增加。 壓力溶氣罐： 使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣溶解。形式多樣，一般采用填充式。 空氣在水中的溶解度遵循亨利定律： V＝ KT P （ L氣 /m3水 , 或 g氣 / m3水） P：空氣所 受的絕對(duì)壓力 , 以 mmHg計(jì)。 KT：溶解常數(shù)，與溫度有關(guān) 實(shí)際氣浮操作中，空氣量應(yīng)適當(dāng)，氣水比： 1－ 5％，氣固比（重量比）： － 1％。 32 溶氣方式： 水泵吸氣式，圖 13－ 18，簡(jiǎn)單，但空氣量不能太大 水泵壓水管射流，圖 13－ 19，射流器能量損失大 水泵－空壓機(jī)（常用），圖 13－ 22，能耗少，但噪音大 2〕釋放設(shè)備：將空氣以極細(xì)小（ 20－ 100?）的氣泡釋放。 3）氣浮池 平流式，豎流式――圖 13－ 27 和圖 13－ 28。 HRT? 10－ 20 分 組合式：見(jiàn)圖 1329～圖 1331。 重要參數(shù)：氣固比 a 采用質(zhì)量比時(shí)， A＝ Cs (f P1) R /1000 S=QSa Cs：一定溫度下，一個(gè)大氣壓時(shí)的空氣溶解度， mg/L。 P：溶氣絕對(duì)壓力，絕對(duì)壓力 f：溶氣效率，與溶氣罐結(jié)構(gòu)、壓力和時(shí)間有關(guān)， ～ R：加壓溶氣水量， m3/d Sa：廢水中的懸浮顆粒濃度， kg/m3 Q：進(jìn)行氣浮處理的廢水量， m3/d a 的選擇影響氣浮效果（出水水質(zhì) , 浮渣濃度） , 應(yīng)作試驗(yàn)確定。 無(wú)資料時(shí)，可選取 － 。 剩余污泥氣浮濃縮時(shí)一般采用 － 三、 氣浮法在水處理中的應(yīng)用 廢水： 含油廢水（石油化工、機(jī)械加工、食品工業(yè)廢水等）：懸浮油（ 10?,隔油池） 乳化油（ 10?,一般 ?氣?。? 溶解性 造紙廠白水回收纖維：時(shí)間 短， SS 去除率 90％以上， COD 去除率 80％，浮渣濃度 5％。 染色廢水等 毛紡工業(yè)洗毛廢水――羊毛脂及洗滌劑 濃縮污泥（效果比沉淀法高） 給水 ： 高含藻水源的凈化：武漢東湖水廠，氣浮替代沉淀，藻類去除率達(dá) 80％以上。 低溫、低濁水的凈化：沈陽(yáng)市自來(lái)水廠。 對(duì)受污染水體的凈化：對(duì)水體產(chǎn)生曝氣，減輕嗅味與色度。 優(yōu)點(diǎn)：處理能力比沉淀池高，氣浮污泥濃度高，可以同時(shí)去除多種污染物（表面活性劑、嗅味物質(zhì)等） 缺點(diǎn)：耗電、維修 第五章 過(guò)濾 (Filtration) 量原水帶入的懸浮固體總 總量經(jīng)減壓釋放的溶解空氣?? SAa 33 第 1 節(jié) 概述 一 、慢濾池 ? 濾速慢： V＝ m/h ? 表面生長(zhǎng)一層濾膜（ 1－ 2 個(gè)星期后） 效果：濁度可降到 0，可不消毒。 機(jī)理：微生物吞食細(xì)菌 微生物分泌出起凝聚作用的酶 藻類產(chǎn)生氧氣，起氧化作用。 但生產(chǎn)效率低， 1－ 3 月后堵塞，需刮掉濾膜，重新補(bǔ)砂。 二、快濾池及其機(jī)理 條件： 濾速大于 10 m/h 必須先投加混凝劑 作用 ：去除濁度，濁度 5 度，同時(shí)可去除一部分細(xì)菌、病毒 機(jī)理： 表層細(xì)砂層粒徑為 ，濾料孔隙率為 80um，但進(jìn)入濾池的顆粒尺寸大部分小于 30um，但仍能被 去除。 不光是簡(jiǎn)單的機(jī)械篩濾，還有接觸粘附的作用。主要有兩個(gè)過(guò)程：遷移和粘附 遷移 是顆粒脫離流線接近濾料的過(guò)程，主要由以下作用力引起： 攔截、 沉淀 慣性 擴(kuò)散 水動(dòng)力（非球形顆粒在速度梯度作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)） 對(duì)于這幾種力的大小，目前只能定性描述。 粘附： 物理－化學(xué)作用力（范德華引力、靜電力、以及一些特殊化學(xué)力） 但表層濾料的篩分作用也不能排除，特別是在過(guò)濾后期，當(dāng)濾層中的孔隙尺寸逐漸減少時(shí)。 應(yīng)用： ? 給水處理 原水 － 混 凝沉淀 /澄清 － 過(guò)濾 原水 － 微絮凝 － 過(guò)濾（微絮凝過(guò)濾） 原水 － 加藥 － 過(guò)濾（接觸過(guò)濾） ? 廢水處理 原水 － 生物處理 － 過(guò)濾 第 2 節(jié) 快濾池 一、快濾池分類 普通快濾池 虹吸濾池 重力濾池 壓力濾池 移動(dòng)罩沖洗濾池 34 二、普通快濾池的構(gòu)造 組成：集水渠 洗砂排水渠 濾料層 承托層 配水系統(tǒng) 管廊：渾水進(jìn)水管 清水出水管 初濾水 沖洗來(lái)水 沖洗排水 四大閥門（至少） 過(guò)濾過(guò)程：最大過(guò)濾水頭損失 － 2m 工作周期 ：過(guò)濾開(kāi)始－沖洗結(jié)束＝ 12－ 24h 三、過(guò)濾方式 1．變水頭等速過(guò)濾 隨著過(guò)濾進(jìn)行，濾層孔隙率減少，水頭損失的增加，濾池內(nèi)水位自動(dòng)上升，自由進(jìn)流，以保持過(guò)濾速度不變。 ――――虹吸濾池、無(wú)閥濾池 水頭損失與過(guò)濾時(shí)間的關(guān)系： 清潔水頭損失 H0 過(guò)濾任意時(shí)的水頭損失 H＝ H0＋ h ＋ ?Ht h：配水系統(tǒng)、承托層及灌渠水頭損失之和 ?Ht：濾層的水頭損失增值 ?Ht 與時(shí)間的關(guān)系反映了濾層截留雜質(zhì)與過(guò)濾時(shí)間的關(guān)系。可以直線關(guān)系來(lái)表示。 Hmax 為最大過(guò)濾水頭損失，一般 為 – m 2．等水頭等速過(guò)濾 通過(guò)設(shè)置出水流速調(diào)節(jié)器， ――普通快濾池 3．等水頭變速過(guò)濾 如果過(guò)濾水頭始終保持不變，濾速必然要降低。 ――移動(dòng)罩濾池 多格濾池進(jìn)水渠連通，各池的水位和總水頭損失相等，但濾速 v 不等，主要是因?yàn)榻匚哿坎煌?。干凈濾料濾速大。 35 每座濾池的濾速是階梯性的下降，但在每一階梯段還是等速過(guò)濾，濾池內(nèi)的水位有一定程度上升，待某一個(gè)濾池反沖洗重新投入運(yùn)行時(shí)后，其它濾池的濾速下降一級(jí)，相應(yīng)地濾池組的水位也突然下降一些。 濾池組整體的總平均出水量是保持不變的 。 四、濾層內(nèi)雜質(zhì)分布規(guī)律 濾料表層孔隙率較小。雜質(zhì)主要截留在濾料表層。下部濾層的截污能力還未得到充分發(fā)揮，由于水頭損失的提高，過(guò)濾就得停止，導(dǎo)致濾料層截污能力低。 五、提高濾池截污能力的途徑 改進(jìn)方向： 提高濾層含污能力，延長(zhǎng)過(guò)濾周期。 1） 上向流 當(dāng)流速太大時(shí)，表面應(yīng)加格網(wǎng)或格柵。 缺點(diǎn)：反沖洗時(shí)膨脹受到限制 沖洗水流與過(guò)濾水流方向一致，沖洗效果不好，大量污泥需通過(guò)整個(gè)濾層才能排出，往往使污泥排除不凈。 2） 雙向流 蘇聯(lián)發(fā)明的。此種過(guò)濾方式效果雖好，但濾池構(gòu)造復(fù)雜。 3）雙層或多層濾料 第 3 節(jié) 濾料與承托層 無(wú)煙煤 石英砂 無(wú)煙煤 石英砂 重質(zhì)礦石 36 一、濾料 1．種類 石英砂、無(wú)煙煤、大理石、石榴石、白云石 聚苯乙烯發(fā)泡塑料 纖維球?yàn)V料 2．粒狀濾料的粒徑與級(jí)配 粒徑：假想球面直徑 級(jí)配曲線：各種粒徑的顆粒所占重量比例的累積曲線。 ?有效粒徑和不均勻系數(shù) d10和 d80：分別通過(guò)濾料重量 10％和 80％的篩孔孔徑 不均勻系數(shù) K80＝ d80/d10 d10反映了產(chǎn)生水頭損失的主要部分。 K80愈大， 顆粒愈不均勻，孔隙率下降，含污能力降低，反沖洗強(qiáng)度不好確定。 ? 最大與最小粒徑： dmax, dmin 工程上為方便，一般 dmin?d10, dmax?d80 我國(guó)規(guī)范中，采用 dmax, dmin, K80來(lái)控制濾料粒徑分布。 ? 濾料篩選方法 可以按要求設(shè)計(jì) d10和 d80 3．濾料層規(guī)格 材質(zhì)、粒徑和厚度 粒徑：小，比表面積大，有利于礬花的吸附但易堵塞 厚度：礬花穿透深度＋保護(hù)厚度 穿透深度與粒徑、濾速及水的混凝效果有關(guān) （大） （大）（高） （差） 類 別 濾料組成 濾速 (m/h) 強(qiáng)制濾速(m/h) 粒徑 (mm) 不均勻系數(shù)K80 厚度 (mm) 單層石英砂濾料 dmax＝ dmin＝ 700 810 1014 雙層濾料 無(wú)煙煤 dmax＝ 300400 1014 1418 37 dmin＝ 石英砂 dmax＝ dmin＝ 400 三層濾料 無(wú)煙煤 dmax＝ dmin＝ 石英砂 dmax＝ dmin＝ 重質(zhì)礦石 dmax＝ dmin＝ 1. 7 1. 5 450 230 70 1820 2025 二、承托層 作用：阻擋濾料進(jìn)入配水系統(tǒng) 均勻配水（反沖洗時(shí)） 主要配合大阻力配水系統(tǒng)而使用。 第 4 節(jié) 配水系統(tǒng)與反沖洗 一、配水系統(tǒng)的不均勻性 配水系統(tǒng)的目的：均勻分布反沖洗水 均勻收集過(guò)濾水 配水不均勻會(huì)造成： 1）部分區(qū)域水量小，沖洗不凈 2）部分區(qū)域水量大，沖動(dòng)墊層 配水不均勻原因： a 點(diǎn)的沖洗水頭 Hx： Hx＝ S1a(qa?a)2+S2(?aqa)2 +S3(?aqa)2 + S4(?aqa)2＋流速水頭 S1：配水系統(tǒng)的阻力系數(shù) S2：孔眼出水的阻力系數(shù) S3：承托層的阻力系數(shù) S4：濾料層的阻力系數(shù) q：沖洗強(qiáng)度 (L/(s m2)) 同樣對(duì)于 b 點(diǎn)而言 Hx＝ S1b(?bqb)2+S2(?bqb)2 +S3(?bqb)2 + S4(?bqb)2＋流速水頭 q 最小 /q 最大 ? 兩種途徑： 1）增大孔眼出水水力阻抗 2）降低配水系統(tǒng)水力阻抗 二、配水系統(tǒng)類型 1．大阻力配水系統(tǒng) 4321 4321 SSSaS SSSSqq bba ??? ???? 38 使孔眼的水力阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它部分的水力阻力――增加孔眼流速（ 5－ 6m/s） ?配水孔眼面積為濾池面積的 1/500 開(kāi)孔比小＝ － % 特點(diǎn)：工作可靠、采用最廣、沖洗干凈 但沖洗水頭要求高，需沖洗水箱或水泵 一般為穿孔管大阻力配水系統(tǒng)。 2．小阻力配水系統(tǒng) 減少配水系統(tǒng)阻抗 S1?增大配水空間 ?配水系統(tǒng)流速降低 ?使孔眼處的壓力接近 ?相應(yīng)降低 S2，增加開(kāi)孔比%。 特點(diǎn)： 配水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沖洗水頭?。?2m 左右） 適應(yīng)于面積小的濾池，其均勻性取決于開(kāi)孔比 鋼筋混凝土穿孔板 ： 板上鋪設(shè)一層或兩層尼龍網(wǎng)。 造價(jià)低，孔口不易堵，配水均勻性好，強(qiáng)度高，耐腐蝕 但尼龍網(wǎng)接縫應(yīng)接好，有時(shí)可鋪一層卵石。 穿孔濾磚： 開(kāi)孔比，上層 ％，下層 % 下層連通起配水渠的作用，上層不連通。鋼筋混凝土或陶瓷制成。 由于濾磚整體性，反沖時(shí)不易上浮，所需承托層厚度不大，配水均勻性較好，但價(jià)格高。 39 復(fù)合氣水反沖洗濾磚： 可單獨(dú) 用于水反沖，也可用于氣水反沖洗。上層開(kāi)孔比： %，斜面開(kāi)孔比： %。一般可用 ABS 工程塑料制成。加工精度易控制，安裝方便，配水均勻性好，但價(jià)格高。 濾頭： 短柄濾頭用于單獨(dú)水沖洗濾池，長(zhǎng)柄濾頭用于氣水反沖洗濾池。 三、濾池反沖洗