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1、给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成一种受人类社会活动作用的水循环。,水循环包括自然循环和社会循环,水污染的概念； 水体污染的分类； 水污染的危害；,水污染及其危害,第一章 排水管渠系统,第一节 城市排水系统的体制和组成,第二节 管渠及管渠系统上的构筑物,排水系统,为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施。,排水体制,污水不同的排出方式所形成的排水系统。,一、排水系统的体制,二、 排水系统的组成部分,排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。,管渠,第三章 污水管道系统的设计,第一节 污水设计流量的确定,第二节 污水管道
2、系统的平面布置,第三节 管道在街道上的位置,第四节 污水管道的水力设计,第五节 管道施工图的绘制,污水沟道的设计流量是设计期限(2030年)终了时的最大日(或最大班)最大时的污水流量,它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量,在地下水位较高的地区，宜适当考虑地下水渗入量。,式中：qv居住区的生活污水设计流量； qvn居住区的生活污水量标准； N使用沟道的设计人数； K总总变化系数。,城镇居住区和工厂居住区的生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的设计人数和总变化系数计算的，公式如下：,工业废水量的确定方法,选择污水厂和出水口的位置,原则,三、排水泵站的建筑形式,排水泵站的房屋建
3、筑由两部分组成：泵组间和进水间。,第五章 排水泵站的设计,第九章 污水水质与污水出路,第一节 污水性质和污染指标,第二节 污染物在水体环境中的 迁移与转化,第三节 污水出路与排放标准,一.污水的类型与特征,生活污水:人们在日常生活中所产生的废水，主要包括厨房洗涤污水、厕所冲洗水、洗衣排水、沐浴排水及其它排水。 工业废水:工业废水是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的废水。 初期雨水:雨雪降至地面形成的初期地表径流。 城镇污水：生活污水和工业废水等。,水质分析指标,物 理 性 指 标,生化需氧量（BOD）,总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）,化学需氧量（COD）,油类污染
4、物,酚类污染物,化学性指标,有 机 物,含氮化合物,氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生 长的重要元素。 污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝 酸盐氮。 危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖， 形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。,关于氮的几个指标： 有机氮：主要指蛋白质和尿素。 TN：一切含氮化合物以N计量的总称。 TKN： TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸 盐氮。 氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。 NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。,含磷化合物,磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生 长的重要元素。
5、磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及 含磷工业废水。 危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧 平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。,含磷化合物,酸碱污染物 酸碱污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。水质标准中以pH值来反映其含量水平。 酸碱污染物使水体的PH值发生变化，破坏自然缓冲作用。抑制微生物生长，妨碍水体自净，使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。,return,无机化学毒物包括金属和非金属两类。 金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、铁、锰、钴、钒、钼和铋等。 重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亚硝酸很等。,生 物 性 指 标,水体的自净作用,河流的自净
6、作用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。,污水排入河流的混合过程,污水的最终出路,氧垂曲线：,水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。,第十章 污水的物理处理,第一节 格栅和筛网,第二节 沉淀的基础理论,第三节 沉砂池,第四节 沉淀池,第五节 隔油池,第六节 气浮池,格栅的清渣方法,筛网的作用 用于废水处理或 短小纤维的回收,形式 振动筛网 水力筛网,作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。,沉淀法是利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力 作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。,沉
7、淀处理工艺的四种用法,根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型,悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力,重力大于浮力时，下沉； 重力等于浮力时，相对静止； 重力小于浮力时，上浮。,由上式可知，颗粒沉降速度us与下述因素有关：,斯托克斯定律:,当s大于L时，s-L为正值，颗粒以us下沉； 当s与L相等时，us=0，颗粒在水中呈悬浮状态，这种颗粒不能用沉淀去除,可混凝或气浮； s小于L时，s-L为负值，颗粒以us上浮，可用浮上法去除。 us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。 us与成反比，随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉
8、速增大。,设u0为某一指定颗粒的最小沉降速度。 当颗粒沉速uu0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，即左上图中的迹线xy与xy。 当颗粒沉速uu0时，位于水面的颗粒不能沉到池底，会随水流出，如左下图中轨迹xy所示；而当其位于水面下的某一位置时，它可以沉到池底而被去除，如图中轨迹xy所示。 说明对于沉速u小于指定颗粒沉速u0的颗粒，有一部分会沉到池底被去除。,沉砂池 的作用,沉砂池的 工作原理,沉砂池的 几种形式,沉淀池,沉淀池,沉淀池由五部分组成： 进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。 沉淀区是沉淀进行的主要场所。 贮泥区贮存、浓缩与排放
9、污泥。 缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。,沉淀池由五部分组成,竖流式沉淀池的工作原理,沉淀池特点与适用条件,提高沉淀池沉淀效果的有效途径,沉淀池均存在去除率不高的问题， 且占地面积较大，体积庞大,油 的 状 态,平流式隔油池,斜板式隔油池,当油和水相混，又有乳化剂存在时，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。 当分散相是油滴时，称水包油乳状液； 当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。,乳化油及破乳方法,破乳的基本原理：破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分离。 投加换型乳化剂：投入适量“换型剂”后，在水包油（或油包水）乳状液转型为油包水
10、（或水包油）乳状液过程中，存在着一个转化点，这时的乳状液非常不稳定，油水可能形成分层。 投加盐类、酸类：可使乳化剂失去乳化作用。 投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂：如异戊醇，从两相界面上挤掉乳化剂而使其失去乳化作用。 搅拌、振荡、转动：通过剧烈的搅拌、振荡或转动，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。 过滤：如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固体粉末包围的油滴。 改变温度：改变乳化液的温度来破坏乳化液的稳定。 某些乳化液必须投加化学药剂破乳，如钙、镁、铁、铝的盐类或无机酸、碱、混凝剂等。,破乳方法简介,水和废水的浮上法处理是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附
11、，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离，形成浮渣层。 浮上法处理工艺必须满足下述基本条件： 必须向水中提供足够量的细微气泡； 必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态； 必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。,气浮法的类型,分散空气气浮法,电解气浮法是将正负极相间的多组电极浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负两级间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带至水面而达到分离的目的。,从溶解空气和 析出条件来看,加压溶气气浮法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来 需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备,真空气浮法：空气在
12、常压下溶解，真空条件下释放 优点：无压力设备 缺点：溶解度低，气 泡释放有限，需要密闭设备维持真空，运行维护困难,溶解空气浮上法,空气在水中的溶解度与温度、压力有关。 在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。 一定温度下，溶解度与压力成正比。,空气从水中析出的过程分两个步骤，即气泡的形成过程与气泡的增长过程。 气泡核的形成过程起决定性作用，有了相当数量的气泡核，就可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。溶气气浮法要求在这个过程中形成数目众多的气泡核，溶解同样空气，如形成的气泡核的数量越多，则形成的气泡的直径也就越小，越有利于满足浮上工艺的要求。,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏
13、水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。,气 浮 池,竖流式气浮池,平流式气浮池,第十一章 污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础,第一节 概述,第二节 污水生物处理基本原理,第三节 微生物的生长规律和生长环境,第四节 反应速度和反应级数,第五节 微生物生长动力学,生化法（生物法） 利用微生物的作用去除废水中胶体和溶解性有机物的方法。 污水生物处理技术分为: A、好氧生物处理法（如活性污泥法、生物膜法、 氧化塘等）
14、B、厌氧生物处理法 C、缺氧生物处理法 按照微生物生长方式的不同分为: A、悬浮生长法(活性污泥法) B、附着生长法(生物膜法),微 生 物 的 新 陈 代 谢,新陈代谢：微生物不断从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。,分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量。 合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成分，机体制造自身。,微 生 物 的 呼 吸 类 型,微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能,发酵 指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。 这种生物
15、氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释放的自由能较少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。,缺氧呼吸是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。 缺氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。 缺氧呼吸的受氢体不是分子氧。在缺氧呼吸过程中，底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能量较少。 如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能
16、量的可燃气体。,好氧呼吸、缺氧呼吸、发酵三种呼吸方式，获得的能量水平不同， 如下表所示。,好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。 废水好氧生物处理的最终过程可用下图表示。,废水的好氧生物处理,图示表明，有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有1/3被分解、稳定，并提供其生理活动所需的能量；约有2/3被转化，合成为新的原生质（细胞质），即进行微生物自身生长繁殖。,废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。,在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种
