【高分复习笔记】高廷耀《水污染控制工程》（第4版）（下册）笔记和课后习题（含考研真题）详解.docx

目录内容简介旦旦第9章污水水质和污水出路91复习笔记92课后习题详解9.3考研真题详解第10章污水的物理处理10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 考研真题详解第11章污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 考研真题详解第12章活性污泥法12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 考研真题详解第13章生物膜法13.1 复习笔记13.2 课归习题详解13.3 考研真题详解第14章稳定塘和污水的土地处理14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 考研真题详解第15章污水的厌氧生物处理15.1 复习笔记15.2 课后习题详解第16章污水的化学与物理化学处理16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 考研真题详解 第17章城市污水回用17.1 复习笔记17.2 课后习题详解17.3 考研真题详解第18章污泥的处理与处置18.1 复习笔记18.2 课后习题详解18.3 考研真题详解 第19章业废水处理19.1 复习笔记19.2 课后习题详解19.3 考研真题详解 第20章污水处理厂设计20.1 复习笔记20.2 课后习题详解20.3 考研真题详解第9章污水水质和污水出路9.I复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】考点:污水性质与污染指标 n污水的类型及特点（见表9-1-1）表9-1-1污水的类型及特点且污水的性质与污染指标水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、 开展水污染控制的基本依据。（1）污水的物理性质与污染指标（见表9-1-2）表9-1-2污水的物理性质与污染指标（2）污水的化学性质与污染指标有机物有机物的主要危害是消耗水中溶解氧。在工程中一般采用生化需氧量（BOD）、化学需 氧量（COD或OC）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标来反映水中有机物的 含量（见表9-1 表。表9-1-3主要有机物污染指标除此之外,其他有机污染物类别如表9-1-4所示。无机物a.主要无机物指标（见表9-1-5）表9-1-5主要无机物指标b.无机性非金属有害有毒物（见表9-1-6）表9-1-6无机性非金属有害有毒物（3）污水的生物性质与污染指标（见表9-1-7）表9-1-7污水的生物性质与污染指标考点二:污染物在水体中的自净过程。污染物对不同水体自净过程的影响（见表9-1-8）污染物排入水体后受到稀释、扩散和降解等自净作用,污染物浓度逐步减小。表9-1-8污染物对不同水体自净过程的影响日河流的自净作用河流的自净过程是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。（1）净化机制（见表9-1-9）表9-1-9河流净化机制（2）重点研究内容污水排入河流的混合过程（见表9-1-10）表9-1-10污水排入河流的混合过程持久性污染物的稀释扩散当难以生物降解的持久性污染物随污水稳态排入河流后,经过混合过程到达充分混合段时 ,污染物浓度可由质量守恒定律得出河流完全混合模式:式中,C为排放口下游河水的污染物浓度;cQ“为污水的污染物浓度和流量;Ch、Qh为上 游河水的污染物浓度和流量。非持久性污染物的稀释扩散和降解河流横断面方向达到充分混合后,污染物浓度受到纵向分散作用和污染物自身的分解作用 而不断减少。水体的氧平衡(氧垂曲线)图 9-1-1表示一条被污染河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线。横坐标从左到右表示河流的流 向和距离,纵坐标表示溶解氧和生化需氧量的浓度。图9-1-1被污染河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线将污水排入河流处定为基点0。在上游未受污染的区域,BOD,很低,溶解氧(DO)接近 饱和值，在0点有污水排入。图中斜线部分表示DO受污染后低于正常值,黑影部分表示D 低于水体质量标准。a.在污水未排入前，河水中DO很高，污水排入后因有机物分解作用耗氧,耗氧速率大于 大气复氧速率,DO从0点开始向下游逐渐减低;b.从0点流经2.5d, DO降至最低点,此点称为临界点,该点处耗氧速率等于复氧速率;c.临界点后,耗氧速率因有机物浓度降低而小于复氧速率,DO又逐渐回升，最后恢复到 近于污水注入前的状态。在污染河流中DO曲线呈下垂状,称为溶解氧下垂曲线(简称氧垂曲线)。考点三:污水出路与排放标准 。污水出路(见表9-1-11)表污水出路日污水排放标准(1)水环境质量标准主要有地表水环境质量标准(GB 38382002)、海水水质标准(GB 3097 1997),地下水质量标准(GB/T 1484893) 地表水环境质量标准依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次将水体划分为五类，见表9-1-12。海水水质标准按照海域的不同使用功能和保护目标,将海水水质分为四类,见表9-1-13。表9-1-13海水水环境质量分类国家污水综合排放标准(GB 89781996)规定地表水I、II类水域、HI类水域中划定的保护区和海洋水体中第一类海域,禁 止新建排污,现有排污口应按水体功能要求,实行污染物总量控制,以保证受纳水体水 质符合规定用途的水质标准。(2)污水排放标准根据控制形式可分为:a.浓度标准;b.总量控制标准。具体见表9-1-14。表9-1-14污水排放标准分类(1)根据地域管理权限可分为:a.国家排放标准;b.行业排放标准;c.地方排放标准。具体见表9-1-15。表9-1-15污水排放标准分类(2)£污水处理基本方法(1)污水的处理方法城市污水处理是指通过各种污水处理技术和措施,将污水中所含的污染物质分离、回收利 用,或转化为无害和稳定的物质,使污水得到净化。其分类见表9-1-16。表9-1-16污水处理技术由于污水中的污染物形态和性质是多种多样的,一般需要几种处理方法组合成处理工艺, 达到对不同性质的污染物的处理效果。(2)污水的处理程度(见表9-1-17)表9-1-17污水的处理程度9.2课后习题详解n简述水质污染指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。答:水质污染指标包括物理性质污染指标,化学性质污染指标和生物性质污染指标,是评 价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的 基本依据。同分析总固体、溶解性固体、悬浮固体及挥发性固体、固定性固体指标之间的相互关系, 画出这些指标的关系图。答:水中所有残渣的总和称为总固体（TS）,总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固 体（SS） 水样经过滤后,滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS）,滤渣脱水烘干 后即是悬浮固体（SS）。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600C的温度下灼烧,挥发掉的即是挥发性固体（VS）,灼烧残渣则是 固定性固体（FS） 溶解性固体一般表示盐类的含量,悬浮固体表示水中不溶解的固态 物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。关系图:总固体（TS）=溶解性固体（DS） +悬浮性固体（SS）=挥发性固体（VS） + 固定性固体（FS）鼠生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么?分析这些指标之间 的联系与区别。答:（1）生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义生化需氧量（BOD）是指水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需 氧量（以mg/L为单位）；化学需氧量（COD）是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量（以mg/ L为单位）：总有机碳（TOO包括水样中所有有机污染物的含碳量,也是评价水样中有机污染物的 个综合参数;总需氧量（TOD）,有机物中除含有碳外,还含有氧、氮、硫等元素,当有机物全都 被氧化时,碳被氧化为二氧化碳,氢、氮及硫则被氧化为水、氧化氮、二氧化硫等,此 时需氧量称为总需氧量（TOD）。（2）四者之间的联系与区别这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。BOD间接反映了水中可生物降解的有机物量,COD不能表示可被微生物氧化的有机物 量。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质不同,而且由于各种水样中有机物 质的成分不同,生化过程差别也大。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下,BO D与TOD或TOC之间存在一定的相关关系。它们之间的相互关系为:TOD>CODc，>BOD 0>BOD5>CODmoBOD反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。COD的优点 是快速而比较精确地表示污水中有机物的含量,并且不受水质的影响。污水中存在的还原性无机物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧,以COD表示存在一定 的误差。BODJCOD的比值可作为该污水是否适宜于采用生物处理判别标准,比值越大,越容易 被生物处理。E水体自净有哪几种类型?氧垂曲线的特点和适用范围是什么?答:（1）污染物随污水排入水体后,经过物理的、化学的与生物化学的作用,使污染的 浓度降低或总量减少,受污染的水体部分地或完全地恢复原状,这种现象称为水体自净或 水体净化。水体自净根据净化机制进行分类，可分为物理净化、化学净化以及生物净化。 物理净化,是指由于污染物质的稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物浓度降 低的过程。其中稀释作用是项重要的物理净化过程;化学净化,是指由于污染物质的氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的 过程；生物净化,是指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起 的污染物质浓度降低的过程。（2）有机物排入河流后,经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方 面,空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中,使溶解氧逐步得到恢复。耗氧与亏氧是 同时存在的,氧垂曲线的特点是在污染河流中DO曲线呈下垂状。适用于维河流和不考 虑扩散的情况下。S试论述排放标准、水环境质量标准、环境容量之间的关系。答:环境容量是水环境质量标准制定的基本依据,而水环境质量标准则是排放标准制定的 依据。具体分析如下:（1）定义区分排放标准是指最高允许的排放浓度,污水的排放标准分为、二、三级标准;而水环境质量标准是用来评估水体的质量和污染情况的,有地表水环境质量标准、海洋 水质标准、生活饮用水卫生标准等;环境容量则是指环境在其自净范围类所能容纳的污染物的最大量。（2）关系排放标准是根据自然界对于污染物自净能力而定的,和环境容量有很大关系,环境质量 标准是根据纯生态环境为参照,根据各地情况不同而制定的;排水标准是排到环境中的污染物浓度、速率的控制标准;环境质量标准是水环境本身要 求达到的指标。水环境容量越大,环境质量标准越低,排放标准越松,反之越严格；各类标准一般都是以浓度来衡量的，即某时间取样时符合标准则认为合格达标,而环 境容量是就某区域内一定时间内可以容纳的污染物总量而言的，它们是两个相对独立的 评价方法，某些时候,虽然达到了环境质量标准或是排水等标准,但可能事实上己经超过 了该区域的环境容量。同我国现行的排放标准有哪几种?各种标准的适用范围及相互关系是什么?答:（1）我国现行的污水排放标准根据控制形式可分为浓度标准和总量控制标准,根据 地域管理权限可分为国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准。（2）各种标准的适用范围及相互关系浓度标准规定了排出口向水体排放污染物的浓度限值，我国现有的国家标准和地方标准 都是浓度标准。总量控制标准是以水环境质量标准相适应的水环境容量为依据而设定的,水体的环境质 量要求高,则环境容量小。国家排放标准按照污水去向,规定了水污染物最高允许排放浓度，适用于排污单位水污 染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收 以及投产后的排放管理。行业排放标准是根据各行业排放废水的特点和治理技术水平制定的国家行业排放标准。地方标准是各省直辖市根据经济发展水平和管辖地水体污染控制需要制定的标准,地方 标准可以增加但不能减少污染物控制指标数,可以提高但不能降低对污染物排放标准的要 求。地方排放标准优先于国家标准和行业排放标准执行。地方污染物排放标准不仅仅是综合 型污染物排放标准，也可以是行业型污染物排放标准。地方污染物排放标准中如果有行业 污染物排放标准的,在制定时，其具体的标准应严于或等于行业排放标准。同污水的主要处理方法有哪些?各有什么特点?答:污水的主要处理方法有物理处理法、化学及物理化学处理法、生物法三类。(1)物理处理法:利用物理原理和方法,分离污水中的污染物,在处理过程中一般不改 变水的化学性质,包括筛滤法、沉淀法、浮上法、过滤法和膜处理法等。(2)化学及物理化学处理法:利用化学反应的原理和方法,分离回收污水中的污染物, 使其转化为无害或可再生利用的物质。这些处理方法更多地用于业废水处理和污水的 深度处理,包括中和、混凝、氧化还原、萃取、吸附、离子交换、电渗析等。(3)生物法:利用微生物的新陈代谢功能,使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被 降解并转化为无害物质。按微生物对氧的需求，可分为好氧处理法和厌氧处理法两类; 按微生物存在的形式,可分为活性污泥法、生物膜法等类型。8污水的处理程度有哪几个?各在什么场合使用?答:污水处理程度一般可分为一级处理、二级处理和三级处理(深度处理)。(1) 级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物,主要技术为物理法。城镇污 水处理厂中,级处理对BODs去除率一般为20%30%,故级处理一般作为二级处理 的前处理。(2)二级处理,污水经过级处理后,再用生物方法进步去除污水中的胶体和溶解性 污染物的过程,其BOD,去除率在90%以上,主要采用生物法。(3)三级处理,又称深度处理，一般以更高的处理与排放要求，或以污水的回用为目的 ,在、二级处理后增加的处理过程。其技术方法更多地采用物理法、化学法及物理化 学法等,与前面的处理技术形成组合处理工艺。一般三级处理指二级处理后以达到排放 标准为目标增加的工艺过程,而深度处理更多地指以污水的再生回用为目标。9.3考研真题详解、选择题关于氧垂曲线,下列说法不正确的是（）。中国地质大学（武汉）2009年研A.受污点即亏氧量最大点B.曲线下降阶段,耗氧速率,复氧速率C,曲线上升阶段,耗氧速率V复氧速率D.曲线末端溶解氧恢复到初始状态【答案】A【解析】污水排入河流前,河水DO处于较高的正常值，污水排入河流后因有机物 分解作用耗氧,耗氧速率不断增大并大于大气复氧速率,水中DO逐渐降低;DO降至最低 点时,称为临界点,此时耗氧速率等于复氧速率;随后因有机物浓度降低，耗氧速率小于 复氧速率,DO开始逐渐回升,并最终恢复初始水平。A项，亏氧量最大点应为氧垂曲线 的临界点处。二、填空题。河流某点上游不远处有生活污染源正在排污,则该点水样测得的各类含氮化合物中， 氮主要以 形态存在。【中国科学技术大学2013年研【答案】有机氮【解析】生活污染源主要排放生活污水,包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣排 水、沐浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪和蛋白质 等有机物质,以及氮（主要以有机氮形式）、磷、硫等无机盐类及泥砂等杂质，生活污水 中还含有多种微生物及病原体。目水质指标主要可分为、和三类。【中国科学技术大学2014年研【答案】物理指标;化学指标；生物指标【解析】水质指标是指水样中除去水分子外所含杂质的种类和数量,它是描述水 质状况的一系列标准。水质指标包括:物理指标:如嗅味、温度、浑浊度、透明度、颜 色等；化学指标:如电导率、pH值、硬度、碱度、无机酸度,有毒金属、重金属、硝 酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐,总耗氧量、化学耗氧量、生化耗氧量、总有机碳、高钵酸钾指 数、酚类,氧气、二氧化碳等；生物指标:如细菌总数、大肠菌群、藻类等。国家污水排放标准主要有 和 等。宁波大学2015年研【答案】污水综合排放标准;城镇污水处理厂污染物排放标准;污水 排入城市下水道水质标准【解析】污水排放标准根据地域管理权限可分为国家排放标准、行业排放标准和 地方排放标准。国家污水排放标准主要有污水综合排放标准(GB 8798 1996),城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918 2(X)2),污水排入城市下水道水质标准(CJ 3432010)等。日地表水环境质量标准按功能高低依次将水体划分为 类,其中,地表水!V类水域主要适用于区和人体非直接接触的区。广东工业大学2015年研【答案】五:工业用水；娱乐用水【解析】依据地表水水域环境功能和保护目标,地表水环境质量标准按功能 高低依次将水体划分为五类:I类主要适用于源头水、国家自然保护区；H类主要适 用于集中式生活饮用水地表水源地级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、幼 鱼的索饵场等；HI类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬 场、涧游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；w类主要适用于一般工业用水区及人 体非直接接触的娱乐用水区；V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。S化学净化是指污染物由于氧化、还原、等作用而使河水污染物质浓度降低的过程 广东业大学2015年研【答案】分解【解析】化学净化是河流自净的种净化机制。河流自净过程是河水中的污染物 质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象,化学净化是指由于污染物质的氧化、还原、 分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。除此之外,河流的自净过程还有物理净化 和生物净化。三、判断题0 一般情况下,同一种水的BODsVCODcVTOD。()中国地质大学(武汉)2011年研【答案】正确【解析】各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同 的条件下,BOD与TOD或TOC之间存在一定的相关关系,即:TOD>COD>BOD2（）>BO D5>OCo同BOD是碳化所需氧量和硝化所需氧量之和。（）中国地质大学（武汉）2010年研【答案】错误 【解析】有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程一般可分为两个阶段:第一阶 段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨;第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸 盐。污水的生化需氧量（BOD）通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量,即碳化 所需氧量。四、名词解释flCOD及TOD中国地质大学（武汉）2013年研答：COD即化学需氧量,是指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量, 以mg为单位。化学需氧量愈高,表示水中有机污染物愈多。常用的氧化剂主要是重铭 酸钾和高镒酸钾。以高锌酸钾作氧化剂时,测得的值称CODm”或简称OC。以重絡酸钾作 氧化剂时,测得的值称CODm或简称COD。TOD即总需氧量,是指当有机物全都被氧化，碳被氧化为二氧化碳,氢、氮及硫则被氧 化为水、氧化氮、二氧化硫等产物时的需氧量。TOD的测定是燃烧化学氧化反应，以 氧表示。目悬浮物含量中国科学技术大学2012年研:宁波大学2017年研答：悬浮物含量（SS）是指滤渣脱水烘干后得到的固体含量。水中所有残渣的总和称为 总固体（TS）,总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮固体（又称悬浮物,SS） 固体残 渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（又称灰分,FS）。溶解性固体 一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量,挥发性固体反映固体的 有机成分含量。£氧垂曲线中国地质大学（武汉）2012年研答：氧垂曲线是指在河流受到大量有机物污染时,由于有机物的氧化分解作用,水体溶解 氧发生变化,随着污染源到河流下游一定距离内,溶解氧由高到低,再到原来溶解氧水平 ,所绘制的呈下垂状的DO曲线。它反映了受污染水体中，有机物的分解过程制约水体中 溶解氧的变化过程。五、简答题I!污水中表示有机物含量的指标有哪些?各自有什么含义?四者之间有什么区别和联系? 宁波大学2015年研答:（1）污水中表示有机物含量的指标及其含义化学需氧量（COD）,是指化学氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂量（以mg/L 为单位）；生化需氧量（BOD）,是指水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量（以mg/L 为单位）,间接反映了水中可生物降解的有机物量;总有机碳（TOO ,包括水样中所有有机污染物的含碳量,是评价水样中有机污染物的 个综合参数;总需氧量（TOD）,有机物中除含有碳外,还含有氧、氮、硫等元素,当有机物全都 被氧化时,碳被氧化为二氧化碳,氢、氮及硫则被氧化为水、氧化氮、二氧化硫等,此 时需氧量称为总需氧量。（2）四者之间的区别与关系这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。BOD间接反映了水中可生物降解的有机物量,COD不能表示可被微生物氧化的有机物 量。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物 质的成分不同,生化过程差别也大。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下,BO D与TOD或TOC之间存在一定的相关关系。它们之间的相互关系为:TOD>COD>BOD” >BOD5>OCoBOD反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。COD的优点 是快速而比较精确地表示污水中有机物的含量，并且不受水质的影响。污水中存在的还原性无机物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧,以COD表示存在一定 的误差。BODs/COD的比值可作为该污水是否适宜于采用生物处理判别标准,比值越大,越容易 被生物处理。目简述水体自净。中国地质大学（武汉）2013年研答:（1）定义水体自净是指受污染的水体自身由于物理、化学、生物等方面的作用,在河流中,污染物 随河水往下游流动的过程中，在稀释、扩散和降解等自净过程的共同作用下，使污染物浓 度和毒性逐渐下降,经一段时间后恢复到受污染前的状态。（2）自净机制污染物在河流中的扩散和降解受到河流的流量、流速、水深等因素的影响。从自净机制来 看,河流的自净可分为以下三类:物理净化,是指由于污染物质的稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物浓度降 低的过程。其中稀释作用是项重要的物理净化过程;化学净化,是指由于污染物质的氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的 过程;生物净化,是指由于水中生物活动,尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起 的污染物质浓度降低的过程。六、计算题现有100.0mL水样,用HBO”酸化后,加入25.00mL 0.01677 moi1 1KCnO,溶液,以Ag盐为催化剂,回流。待水样中还原性物质氧化完全后,用O.lOOOmoLL-IFeSO,滴定过量的KCnO,用去18.20m。计算水中的COD含量（” MW=32.00） 中 国科学技术大学2013年研 解:根据题意,有关电极的反应为；由上式电极反应可知;氧化同一还原物质，3moic）2相当于2molKCr207,即;n （:） = 1.5n （K£r207） 用FeSO,滴定剩余CrQ,2、滴定反应为;则COD含量为:第10章污水的物理处理10.1复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】考点:格栅和筛网 n格栅的作用及设计(0作用格栅用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,减少后续处理的浮渣,保证污水处理设施的 正常运行。(2)设计(见表10-1-1)同格栅的种类(见表10-1-2)表10-1-2格栅的种类。格栅的设计与计算格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等,尽管格栅 的布置方式多样，都可通过简图10-1-1进行格栅计算。图10-1-1格栅水力计算简图(1)格栅槽总宽度3 = S( 1) +(10-1-1)式中,B为格栅槽总宽度,m； S为栅条宽度,m； b为栅条间隙,m； n为格栅间隙数。 格栅间隙数n可由下式决定:“ OmaxNSinab -h-v(10-1-2)式中,Qm”为最大设计流量,mVs； b为栅条间隙,m； h为栅前水深,m； v为污水流经格栅的速度,一般取0.61.0m/s； a为格栅安装倾角,(°);隔a为经验修正系数。格栅间隙数n确定以后,则格栅框架内的栅条的数目为n 1。(2)过栅水头损失过栅水头损失hz可以按下式计算:=左(10-1-3)仄= sin a(10-1-4)式中,为过栅水头损失,m； h。为计算水头损失,m!为阻系数,其值与栅条的断面 几何形状有关,可按表10-1-3计算;g为重力加速度,9.813:k为系数,格栅受污物堵塞后的水头损失增大倍数,一 般采用k=3。过栅水头损失一般为0.080.15m,为避免格栅前涌水,故将栅后槽底下降足作为补偿。表10-1-3格栅阻系数&计算公式(3)栅后槽的总高度H = /? + 71 + 2、(10-1-5)式中,H为栅后槽总高度，m； h为栅前水深,m； 5为格栅前渠道超高,一般取=0.3m :h为过栅水头损失,由式(10-1-3)计算确定。(4)格栅槽的总长度(10-1-6)£ =厶+ +。5 +1.0 + - tan a式中,为进水渠道渐宽部位的长度,m,B-B-=/tan%,其中，Bi为进水渠道宽度,m,叫为进水渠道渐宽部位的展开角度;L为 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度,一般取=0.5;k为格栅前槽高,mo （5）每日栅渣量.一心 用X86400K.xlOOO（10-1-7）式中，W为每日栅渣量，mVd； Wi为单位体积污水栅渣量，nW （10XV污水）,一般取0.1 0.01,细格栅取大值,粗格栅取小值；K,为污水流量总变化系数。栅渣的最终处置方法，包括与城市垃圾一道填埋、焚烧（820C以上）以及堆肥等。璇网（1）特点去除效果相当于初次沉淀池，采用细筛网或格网代替初次沉淀池既可以节省占地,又可以 保留有效的碳源。（2）分类振动式筛网污水由渠道流过振动筛网进行水和悬浮物的分离,并利用机械振动,将呈倾斜面的振动筛 网上截留的纤维等杂质卸到固定筛网上,进步滤去附在纤维上的水滴。如图10-1-2所示。图iai-2振动筛网示意图水力筛网转动筛网呈截顶圆锥形,中心轴呈水平状态,锥体则呈倾斜状态。如图10-1-3所示。图iai-3水力筛网构造示意图破碎机是指将污水中的较大的悬浮固体破碎成较小的、均匀的碎块,留在污水中随水流进 入后续处理构进行处理的机器。破碎机可以安装在格栅后污水泵前,作为格栅的补充,防 止污水泵堵塞，也可安装在沉砂池之后,以免无机颗粒损坏破碎机。考点二:沉淀的基础理论 I!概述沉淀法是利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力场作用下产生下沉作用,以达到固液分 离的过程。沉淀法可用于下列几个方面:污水处理系统的预处理;污水的初级处理(初次沉淀池 ,简称初沉池)；生物处理后的固液分离(二次沉淀池,简称二沉池)；污泥处理阶 段的污泥浓缩。同沉淀类型根据水中悬浮颗粒的性质、凝聚性能及浓度,沉淀通常可以分为四种不同的类型,如表10 -1-4所示。表10-14沉淀的分类同自由沉淀与絮凝沉淀分析(1)自由沉淀理论基础理论假定a.颗粒为球形;b.沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变；c.颗粒只在重力作用 下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响。沉速计算下式为球状颗粒自由沉淀的沉速公式,又称斯托克斯公式:u - gd'18(10-1-8)式中,ps为颗粒密度,kg/m,； Pl为液体的密度,kg/m'； u为颗粒沉速,m/s；为液体的动 黏滞度;d为颗粒的直径,m； g为重力加速度。颗粒沉速影响因素a.颗粒沉速的决定因素是ps pL。当ps大于Pl时,ps pL为正值,颗粒以U下沉;当ps与pL 相等时,U = 0,颗粒在水中呈随机悬浮状态;当ps小于Pl时，ps-Pl为负值,U也为负值,颗粒以U上浮。b. U与颗粒直径d的平方成正比。因此增加颗粒直径有助于提高沉淀速度(或上浮速度) ,提高去除效果。C. U与液体的动黏滞度日成反比,且随水温上升而下降,即沉速受水温影响,水温上升 ,沉速增大。!沉淀池的工作原理(1)沉淀池结构及前提(见表10-1-5)表10-1-5沉淀池结构及前提(2)颗粒沉淀运动根据上述的假定,悬浮颗粒自由沉淀的迹线可用图10-1-4表示。当某颗粒进入沉淀池后,一方面随着水流在水平方向流动,其水平流速等于水流速度。v_e_ QH Hxb(10-1-9)式中,v为颗粒的水平分速,m/s； Q为进水流量,mVs； A,为沉淀区过水断面面积,Hxb;H为沉淀区的水深，m； b为沉淀区宽度,mo另一方面,颗粒在重力作用下沿垂直方向下沉,其沉速即是颗粒的自由沉降速度u。颗粒 运动的轨迹为其水平分速V和沉速U的矢量和。在沉淀过程中，是组倾斜的直线,其坡度1=-为 J图1(“-4平流理想沉淀池示意图(3)沉淀分析从沉淀区顶部X点进入的颗粒中,必存在着某粒径的颗粒，其沉速为Uo,到达沉淀区 末端时刚好能沉至池底;当颗粒沉速U2U0时,无论这种颗粒处于进口端的什么位置,它都可以沉到池底被去除,即图10-l-4a中的轨迹线xy与xy；当颗粒沉速UiVu。时,从沉淀区顶端进入的颗粒不能沉淀到池底,会随水流排出,如图1 0-1-4b中轨迹线xy"所示;当其位于水面下的某一位置进入沉淀区时，它可以沉到池底而被去 除,如图中轨迹线x，y所示,说明对于沉速5小于指定颗粒沉速u°的颗粒,有一部分会沉到 池底被去除。(5)沉淀效率设沉速为5的颗粒占全部颗粒的dP (%),其中的H的颗粒将会从水中沉淀到池底而去除。沉淀池能去除的颗粒包括u2u。及uVu。两部分,故 沉淀池对悬浮颗粒的去除率为:=。8)+。継(10-1-10)式中,P。为沉速小于u"的颗粒占全部悬浮颗粒的百分数;1P“为沉速的颗粒去除百分 数。沉淀池的表面水力负荷(又称溢流率)q可表示为:0q甫(10-1-11)式中，q为在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量,单位是m，/ (m2-h)或m(m2-s) ,也可简化为m/h或m/s。式(10-1-11)表明,理想沉淀池的沉淀效率与池的表面面积A有关，与池深H、沉淀时间t、池的体 积V等无关。考点三:沉砂池n沉砂池的工作原理与设计原则(1)沉砂池的工作原理(见表10-1-6)表10-1-6沉砂池的工作原理(2)沉砂池的设计原则污水处理厂均应设置沉砂池,只数或分格数应不少于2；设计流量应按分期建设考虑。a.当污水自流进入时,按每期的最大设计流量计算;b.当污水为提升进入时,按每期工作水泵的最大组合流量计算;c,在合流制处理系统中，按降雨时的设计流量计算。沉砂池的超高不宜小于0.3m。息沉砂池的分类(平流、曝气、旋流沉砂池)(1)平流式沉砂池特点及设计参数(见表10-1-7)表10-1-7平流式沉砂池的特点及设计参数平流式沉砂池设计a.沉砂部分的长度LL = vt(10-1-12)式中，L为沉砂池沉砂部分长度，m； v为最大设计流量时的速度,m/s； t为最大设计流量 时的停留时间,s。b.水流断面面积AQ(10-1-13)式中,A为水流断面面积,nV； Qa为最大设计流量,mVso c.池总宽度B(10-1-14)式中,B为池总宽度，m； 为设计有效水深,mod.贮砂斗所需容积V 864004ax rx1000-A：.(10-1-15)式中,V为沉砂斗容积，m'； X为城镇污水的沉砂量，一般采用0.03L/ (m3污水)；T为排 砂时间的间隔,d； K,为污水流量的总变化系数。e.贮砂斗各部分尺寸计算设贮砂斗底宽b = 0.5m;斗壁与水平面的倾角为60。;则贮砂斗的上口宽昆为:72%7b、=F by(10-1-16)tan 60°贮砂斗的容积Vi为:匕-EW+Sz+yss)(10-1-17)式中,Vi为贮砂斗容积,m3;，为贮砂斗高度,m； Si, 分别为贮砂斗上口和下口的面 积，m'of.贮砂室的高度假设采用重力排砂,池底设0.06坡度坡向砂斗，则:+0.06 /. = /?；+0.06L 2 b'(10-1-18)g.池总高度HH =+ %+%(10-1-19)式中,H为池总高度, h.核算最小流速Veinm:为超高,moVmin(10-1-20)式中,Q而”为设计最小流量，mVs； m为最小流量时工作的沉砂池数目;为最小流量时 沉砂池中的过水断面面积,m(2)曝气沉砂池曝气沉砂池具有下述特点:a.沉砂中含有机物的量低于5%；b.由于池中设有曝气设备,它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮 渣的分离等作用；c.曝气作用要消耗能量,对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响。曝气沉砂池的构造及工作原理a.构造曝气沉砂池的剖面如图10-1-5所示。图10-1-5曝气沉砂池剖面图b.工作原理由于曝气以及水流的旋流作用,污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦,并受到气泡上升时的冲 刷作用，使黏附在砂粒上的有机污染物得以摩擦去除,螺旋水流还将相对密度较轻的有机 颗粒悬浮起来随出水带走。曝气沉砂池的设计参数a.水平流速一般可取0.080.12m/s, 一般取O.lm/s。b,最大流量时污水在池内的停留时间为46min,处理雨天合流污水时为13rnin,如同 时作为预曝气池使用,停留时间可取1()30min。c.池的有效水深宜为2.03.0m。池宽与池深比为11.5,池的长宽比可达5,当池的长宽 比大于5时,可考虑设置横向挡板。d.曝气沉砂池多采用穿孔管曝气,穿孔孔径为2.56.0mm,距池底约0.60.9m,每组穿 孔曝气管应有调节阀门。e,每立方米污水所需曝气量宜为0.10.2m: (空气)或每平方米池表面积曝气量35mVh。 曝气沉砂池设计V = 602raxa.总有效容积V(10-1-21)式中，V为总有效容积,min。b.池断面积Am