《废水处理》PPT课件.ppt

第四次作业情况当kr=kd时，下式的准确性？第四章 废水处理4.1 4.1 废水中的微生物废水中的微生物4.1.1 4.1.1 微生物的作用微生物的作用l不同种类的微生物都具有分解有机物质的能力。微生物将胶体的和溶解性的含碳有机物转化成CO2并合成新的微生物菌体。微生物菌体的密度稍微大于水，可以利用重力沉降法将其从处理过的水中去除。l微生物菌体本身即为有机物，以BOD的形式存在于出水中。因此如果被处理过的水中微生物菌体未被去除，则未达到完全处理。4.1.2 4.1.2 微生物的分类微生物的分类：（1 1）以以界界划划分分：动物（轮虫、甲壳生物）、植物（苔藓、藻类）、真菌（蘑菇、酵母）、原生生物（阿米巴虫）和细菌（沙门氏杆菌）。（2 2）以以能能源源和和碳碳源源划划分分：异养型微生物（以有机物为碳源）、自养型微生物（仅以CO2为碳源）。光能型微生物（利用阳光作为能源）。化能型微生物（从有机物或无机物的氧化还原反应中获得能源）。有机营养型微生物利用有机物，而无机营养型微生物则氧化无机物质。（3 3）以以与与氧氧的的关关系系划划分分：专性好氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌和反硝化菌。（4）以生长温度划分：嗜冷性微生物（Ks时，m=，菌体的生长速率为一级反应；当S85%的BOD5和悬浮固体物质，但无法显著地降低氮、磷或重金属。难以完全去除病原菌和病毒。l当二级处理无法满足要求时，需进行三级处理，可能使用化学处理或过滤方法（就象在二级处理的末端加上一个水处理厂），或将二级处理的出水灌入土壤中，利用土壤-作物系统去除污染物。可以去除99%的BOD5、磷悬浮固体和细菌，以及95%的含氮物质。l三级处理过程和土壤处理系统除常用于进一步处理二级处理出水外，也可用于取代传统的二级处理过程。l废水中的污染物一部分被分解成无害的二氧化碳和水，而另一部分从废水中去除后成为固体物，即污泥。因此，为控制污染将不得不对污泥进行进一步的处理与处置。l l工工业业废废水水预预处处理理：城市或工业废水中可能含有有毒物质，而废水的收集与处理系统并不是针对这些物质来进行设计的。当这些物质未被去除时则影响出水水质，若被去除则沉积在污泥中，使污泥成为了有害固体废物，影响污泥的进一步处理或资源化利用。废水预处理的目的：废水预处理的目的：l防止污染物干扰废水处理厂的运行，包括影响污泥的利用与处置；防止污染物直接通过处理设备或使这些设备无法运转；增加城市与工业废水及污泥再循环与利用的机会。4.5 4.5 预处理单元操作预处理单元操作l为保护废水处理厂的设备，将一些设施与构造物放在一级处理操作前，由于通过这些设施降低BOD5的效果很有限，因此称其为预处理。4.5.1 4.5.1 格栅格栅l废水进入处理厂遇到的第一个设施通常就是格栅。目的：去除会阻塞或卡住泵、阀及其它机械设备的大颗粒物质，下水道废水中的破布、木材及其它颗粒较大的物质被格栅去除。以机械方式清除格栅上的拦截物。定期填埋。4.5.1 4.5.1 格栅格栅l废水进入处理厂遇到的第一个设施通常就是格栅。目的：去除会阻塞或卡住泵、阀及其它机械设备的大颗粒物质，下水道废水中的破布、木材及其它颗粒较大的物质被格栅去除。以机械方式清除格栅上的拦截物。定期填埋。l格栅的种类有粗栅、人工清渣格栅与机械清渣格栅。粗栅有40150mm的较大间隙，防止木材等非常巨大的物质进入水处理厂。后面一般还有较小间隙的格栅。人工清渣格栅的间隙为2550mm，m/s，人工清渣格栅很少使用。l机械清渣格栅的间隙范围在540mm，m/s，m/s，以避免沙砾累积。为方便格栅清淤或修理时备用，一般至少设置2个。4.5.2 4.5.2 沉砂池沉砂池l作用：去除惰性的、较重的物质，如沙子、碎玻璃、淤泥及卵石。若这些物质在废水中未被去除，将会磨损泵及其它机械设备。l沉砂池有三种基本类型：平流沉砂池、曝气沉砂池与恒水位快速沉砂池。（1 1）平流沉砂池）平流沉砂池lm/s时，可用STOKES定律分析并进行设计。流体流速可由渠道末端的特殊堰加以控制。平流沉砂池最少需要设计两个渠道以备用。lExample:长13.5米，宽m的平流沉砂池，当其平均流量为m3/s，m/smm的沙砾？已知废水温度为22C。lSolution:22C时，水的密度为kg/m3，mPa.s，利用STOKES公式计算最终沉淀速度：代入各数值，得到vs=36 mm/s。颗粒的密度由其相对密度乘以水的密度。计算处理面积：32。渠道水深：2/0.56m=1.07m。l当沙砾从沉砂池的液面流入，则到达底部所需时间t为：t=h/vs=1.07m/0.036m/s=29.6s；m，m/s时，液体在池中的停留时间为s。因此，上述颗粒可在沉砂池中去除。l普通平流沉砂池的主要缺点是：沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池可以克服这一缺点。（2 2）曝气沉砂池）曝气沉砂池l在曝气沉砂池内液体以螺旋滚动方式运动，较重的颗粒被甩向外层而下沉，较轻的颗粒被水流带走。气泡的剪切作用可剥除粘附在沙砾表面的有机物质。lm3/(min.m)，最大设计流量时的水力停留时间约为3min。长宽比为2.5：15：1，深度为25m。l曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小，同时还对污水起预曝气作用。l1m3m3空气。l曝气沉砂池设计公式：（3 3）破碎机）破碎机l用旋转切割棒破碎机破碎水中的固体物质（破布、纸张、塑料等）破碎，破碎机置于沉砂池之后，以避免切割棒的磨损。（4 4）调节池）调节池l调节池并不是一种处理过程，但是可提高二级与三级废水处理的效率。由于废水不是以固定速率进入污水处理厂，其浓度也在不断变化，使得废水处理操作难于有效进行。因此很多废水处理单元必须按最大流速设计，结果导致这些设施在平均流速情况下过大。因此，流量调节池的任务就是减少水量波动。使废水以几乎固定的流速进入废水处理厂。可显著改善水处理厂的运行，提高处理能力。l调节池体积，可根据按平均流量设计的质量平衡估算。（3 3）破碎机）破碎机l用旋转切割棒破碎机破碎水中的固体物质（破布、纸张、塑料等）破碎，破碎机置于沉砂池之后，以避免切割棒的磨损。（4 4）调节池）调节池l调节池并不是一种处理过程，但是可提高二级与三级废水处理的效率。由于废水不是以固定速率进入污水处理厂，其浓度也在不断变化，使得废水处理操作难于有效进行。因此很多废水处理单元必须按最大流速设计，结果导致这些设施在平均流速情况下过大。因此，流量调节池的任务就是减少水量波动。使废水以几乎固定的流速进入废水处理厂。可显著改善水处理厂的运行，提高处理能力。l调节池体积，可根据按平均流量设计的质量平衡估算。l流出调节池的BOD5的量为平均流出量（Qavg）、池中平均浓度（Savg）及时间（t）的乘积：l平均浓度浓度Savg为：式中，Vi-在时间间隔t 内流入的体积，m3；S0-在时间间隔t 内的平均BOD5浓度，g/m3；Vs-前一时间间隔末端池中废水的体积，m3；Sprev-前一时间间隔末端池中BOD5浓度，它等于前一个Savg，g/m3。l注意:由于调节池进出水流的差异，一般情况下，MBOD-in与MBOD-out是不相同的。4.6 4.6 一级处理一级处理l经过格栅与沉砂池后，废水中仍含有较轻的有机悬浮固体，其中一部分可在沉淀池中通过重力沉降除去，沉淀下来的固体称为初污泥（raw sludge）。可利用机械刮除器或泵从沉淀池中去除，再进一步处理。l初沉池中的沉淀属于第二类的絮凝沉淀。其大小、形状、密度及絮体中的水分会连续地改变，因此无法利用STOKES公式描述。需要通过沉降实验来求得设计数据。l一般初沉池的长度为15100m，宽度324m。沉淀池的长宽比一般为3：15：1。池壁水深为25m。典型深度为3m。圆形沉淀池直径为390m，池壁水深为2.45m。l初沉池的设计参数为溢流率。按平均流量设计时典型的溢流率范围为2560m3/m2d，若有火星污泥回流到初沉池，则溢流率的范围为2535m3/m2d。平均流量时，h,h,h h。l堰的设计有两种意见：长堰，约为沉淀池长度的33%50%；短堰，置于沉淀池末端的池宽方向上，堰的宽度为2.56m。lm3/d时，堰负荷率（通过堰的水流）为每米堰长不超过120m3/d；当流量较大时，其建议流速为190m3/(dm)。m，堰负荷率的影响较小。Examplel用停留时间、溢流率及堰负荷率设计和评价初沉池。m3/s;进水SS=280mg/L；m（m；m；m。有效长度有效长度污泥区污泥区出水区出水区进水区进水区堰堰lSolution:l停 留 时 间 t=沉 淀 池 体 积 V/流 量 Q=40102.0/0.15=1.5h，该停留时间合理。l溢流率等于流量除以表面积：lv0=0.15/(40 10.0)=3.75 10-4m/s 86400=32m/d，溢流率在正常范围以内，可以接受。l堰负荷率WL等于流量除以堰的长度：l33/(dm)。堰的负荷率也很合理。Questionsl在15C静止水中的颗粒，其最终沉降速率为cm/s。g/cm3，水的密度为1000kg/m3，试计算该颗粒的直径？lm3/s，m/d，m，试计算其停留时间。