水污染控制

水污染控制工程 排水工程 概念 指排出人类生活污水和各种生产废水及多余的地面水和地下水的工程 ；或指研究排水技术的资料等；主要用于城镇、工业企业、矿井、农 田等。 环节 收集、 输送、 处理、 利用 内容 1）收集各种污水并及时输送至适当地点 （2）妥善处理后排放或再利用 污水管道系统的设计 污水设计流量 概念 污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流 量。 内容 污水设计流量包括生活污水和工业废水两大类 污水管道的水力计算 设计充满度 概念：在设计流量下、污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称 为设计充满度(或水深比)， 说明：h/D＝1时称为满流,h/D＜l时称为不满流 设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做。 污水管道的最小设计流速定为0.6m/s。 金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5 m/s。 1．覆土厚度——指管道外壁顶部到地面的距离 2．埋设深度——指管道内壁底到地面的距离 无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道， 管底可埋设在冰冻线以上0.15m。 车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。 一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7—8m；在多水、流砂、石灰岩 地层中，一股不超过5m。 污水管道的设计 管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。 污水厂的确定通常应考虑以下因素： (1)污水厂处于城市下风向，并与居住区之间有一定间距。厂址区周 围有充分的绿化空间，以保护周边环境。 (2)污水厂厂址在城市较低处，以避免管网中过多设置中途泵站。 (3)污水厂通常按远期规模征地，因此厂址区应具有足够的面积。 (4)厂址区有较好的地质条件。 (5)厂址区易于做到三通一平。 (6)处理出水能自流排入受纳水体，受纳水体具有足够的环境容量。 支管的布置形式 低边式布置 周边式布置 穿坊式布置 控制点：在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称 为控制点。 泵站的设置 在排水管道系统中，由于地形条件等因素的影响，通常可能需设置中 途泵站，局部泵站和终点泵站。 污水管道的衔接 水面平接 管顶平接 沟底平接 同径管：水面平接 异径管：管顶平接 管线布置的顺序一般是：从建筑红线向道路中心线方向为：电力电缆 ——电信电缆——煤气管道——热力管道——给水管道——污水管道—— 雨水管道。 雨水管渠系统的设计 降雨量是指降雨的绝对量，即降雨深度。用H表示，单位以mm 计。也可用单位面积上的降雨体积(L/ha)表示。 年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值 月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值。 年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量 。 降雨历时 是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间．也可以指其中 个别的连续时段。 用t表示，以min或h计 暴雨强度 是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度 ，用i表示。 雨水管渠设计流量计算公式 Q=ψqF 式中 Q——雨水设计流量(L/s)； ψ——径流系数，其数值小于1 F——汇水面积(ha)； q——设计暴雨强度(L/(s·ha))。 径流量与降雨量的比值称径流系数ψ 雨水管道采用明渠或暗管 在城市市区或工厂内，由于建筑密度较高，交通量较大，雨水管道一 般应采用暗管。 在地形平坦地区，埋没深度或出水口深度受限制地区，可采用盖板渠 排除雨水 在城市郊区，当建筑密度较低，交通量较小的地方，可考虑采用明渠 。但明渠容易淤积，滋生蚊蝇，影响环境卫生。 雨水管渠水力计算 管道设计充满度按满流考虑，即h/D＝1。 明渠则应有等于或大于0.20m的超高。 街道边沟应有等于或大于0.03m的超高。 设计流速 雨水管渠满流时管道内最小设计流速为0.75m/s；明渠内最小设计流 速为0.40m/s 雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为10m/s；非金属 管最大流速为5m/s。 雨水管渠通常采用管顶平接 内涝防治设施 1、源头控制设施 雨水渗透、雨水收集利用等 2、综合防治设施 调蓄池、城市水体（包括河、沟渠、湿地等）、绿地、广场、道路和 大型管渠等 3、雨水管渠设施 雨水综合利用 直接利用 雨水直接利用是指雨水经收集、贮存、就地处理等过程后用于冲洗、 灌溉、绿化和景观等； 间接利用 雨水间接利用是指通过雨水渗透设施把雨水转化为土壤水，其设施主 要有地面渗透、埋地渗透管渠和渗透池等。 合流制管渠系统设计 完全合流制 截流式合流制 分流制 特点： 管线单一，总长小，施工方便，投资小（管道部分） 管径大，污水厂规模大，投资大 溢流污染水体，晴天淤，雨天冲刷 管渠的断面形式 常见形式 圆形、 半椭圆形、 马蹄形、 矩形、 梯形、 蛋形、 综合管道等 综合管道(也可称作综合管线廊道)指埋设于道路下，用于容纳二种以 上公用设施管线的构筑物及其附属设备。 容纳的管线类型有电力电缆、通信电缆〔光缆)、给水管线、燃气管 线、供热管线、排水管线(雨水、污水)、电车电缆以及其它特殊管线 。 对管材的要求 1.足够的机械强度 2.抗腐蚀性能 3.防渗性能 4.光滑内壁 5.材源充足， 价格低廉 排水管渠系统上的构筑物 雨水口、连接暗井、溢流井、检查井、跌水井、水封井、倒虹管、冲 洗井、防潮门、出水口等。 检查井组成 井盖及盖座、井筒、井身、减缩部、工作室、踏步、沟肩、井底、井 基 污水处理系统 污水是生活污水、工业废水、被污染的雨水的总称。 污水的物理性质及指标 水温 temperature 色度 color 臭和味 odor 固体含量 solids 有机污染物指标 生物化学需氧量（Bio-Chemical Oxygen Demand，英文缩写为BOD） 化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，英文缩写为COD） 总需氧量（Total Oxygen Demand， 英文缩写为TOD） 总有机碳（Total Organic Carbon，英文缩写为TOC） 污水的生物性质及指标 大肠菌群（或称大肠菌群值）、大肠菌群指数、病毒及细菌总数。 水体自净作用 物理净化：是指污染物质由于稀释、扩散、沉淀等作用而使河水污染 物质降低的过程。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。 化学净化：是指污染物质由于氧化、还原、沉淀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。 水体按功能分类： Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区； Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍 稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、幼鱼的索饵场等； Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源二级保护区、鱼虾 类越冬、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； Ⅳ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； 污水的物理处理 污水物理处理法的去除对象是漂浮物、悬浮物质 筛滤截留法——筛网、格栅、滤池与微滤机等； 重力分离法——沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池等； 离心分离法——离心机与旋流分离器等。 人工清格栅——适渣用于小型污水处理厂。为了使工人易于清渣作业 ，避免清渣过程中的栅渣掉回水中，格栅安装角度以30º～ 60º为宜。 机械清渣格栅——当栅渣量大于0.2m3／d时，为改善劳动与卫生条 件，都应采用机械清渣格栅。 格栅 筛网 目前应用于小型污水处理系统、主要用于短小纤维回收的筛网主要有 两种形式，即振动筛网和水力筛网。 筛网的去除效果可相当于初次沉淀池的作用。当污水处理厂存在碳源 不足问题时，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。 破碎机 是将污水中较大的固体破碎成较小的、均匀的碎块，留存污水中随水 流进入后续构筑物处理。 沉淀理论 絮凝沉淀 区域沉淀：(或称成层沉淀，拥挤沉淀) 压缩沉淀 斯托克斯公式 沉淀池 理想沉淀池分流入区、流出区、沉淀区和污泥区。 沉砂池 平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池与钟式沉砂池等。 按在污水处理流程中的位置，主要分为初次沉淀他和二次沉淀池。 按水流方向分，有平流式、辐流式、竖流式3种形式 隔油与破乳 （1）浮油 这种油珠粒径较大，一般大于100微米。易浮十于水面，形成油膜 或油层。 (2)分散油 油珠粒径一般为10—100微米，以微小油珠悬浮于水中，不稳定， 静置一定 时间后往往形成浮油。 (3)乳化油 油珠粒径小于10微米，一般为0.1—2微米。往往因水中含有表面活 性剂使油珠成为稳定的乳化液。 (4)溶解油 油珠粒径比乳化油还小，有的可小到几nm，是溶于水的油微粒。 隔油池分为平流式与斜流式两种型式 破乳方法 （1）投加换型乳化剂 （2）投加盐类、酸类 （3）投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂 （4）搅拌、震荡、转动 （5）过滤 （6）改变温度 （7）混凝剂 气浮池 电解气浮法 分散空气气浮法 溶解空气气浮法 有微气泡曝气浮上法与剪切气泡气浮法等二种形式 有真空浮上法和加压气浮法二种形式 加压溶气浮上法的三种流程 全溶气流程 部分溶气流程 回流溶气流程 气固比：溶解空气量（A）与原水中悬浮固体（S）含量的比值。 生物处理 活性污泥法 污泥沉降比（SV） 又称30 min沉降率，指曝气池混合液在量筒内静置30 min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率。 城市污水：SV取15% ~ 30% 污泥体积指数（ SVI ） 是在曝气池出口处的混合液，在经过30 min静沉后，每g干污泥所形 成的沉淀污泥（湿污泥）所占有的容积，以 mL计。SVI是衡量活性污泥沉淀性能好坏的指标。 活性污泥法曝气反应池的基本形式 推流式曝气池 完全混合活性污泥法 封闭环流式反应器 序批式反应池 活性污泥法中的脱氮除磷工艺 膜生物反应器（MBR） 用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离的污水处理装置，是膜分离 技术与活性污泥法的有机结合。 曝气设备类型 鼓风曝气 机械曝气 生物脱氮工艺 三段生物脱氮工艺 缺氧——好氧生物脱氮工艺 Bardenpho生物脱氮工艺 生物除磷工艺 A/O法 A2/O工艺 改进的Bardenpho工艺 二沉池 平流式、竖流式、辐流式 污水的厌氧生物处理 水解阶段、发酵酸化阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段。 污水的厌氧生物处理工艺 化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器，分 段厌氧处理法、厌氧膨胀床和流化床 、厌氧生物转盘 化学处理方法 混凝法、中和法、 化学沉淀法、氧化还原法 物理化学处理方法 吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法 胶体稳定性的原因 （1） 胶体颗粒间的静电斥力； （2） 微颗粒的布朗运动 （不足以将两个胶粒推近到使范德华引力发生作用）； （3） 颗粒表面的水化作用 （带电的胶粒将极性水分子吸引到周围形成水化膜，阻止胶粒之间的 接触）。 混凝原理 压缩双电层作用、吸附架桥作用、 网捕作用 凝聚 向水中加入混凝剂搅拌混合，使胶体颗粒的脱稳，通过互相接触 、吸附、卷带和桥连等机理凝聚在一起，形成小凝粒的过程。 絮凝 小凝粒互相接触，聚合形成大的凝絮体的过程。 吸附法 物理吸附：吸附剂与吸附质间由范德华力引起的； 化学吸附：吸附剂与吸附质间由化学键力导致的。 4 4 3 1 10