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1、水污染控制工程,唐玉朝 安徽建筑工业学院环境科学与工程系 E-mail: Department of Environmental Science and Engineering, Anhui University of Architecture,第九章,污水水质与出路,河流水质模型简介,零维水质模型是水完全均匀混合，理想状态下的水质模型。 一维水质模型是河流深度与宽度不大，在水流断面上宽度与深度方向污染物浓度均匀，在河流的纵向即水流方向考虑污染物的浓度变化。 二维水质模型是河流深度小，污染物在断面的深度方向浓度分布均匀，在宽度和水流方向考虑浓度变化。 三维水质模型则考虑以点为参数，污染物在3维
2、方向均考虑浓度的变化。,河流水质模型简介,(1)持久性污染物的稀释扩散，零维，也不考虑降解。 Cp -污水排放浓度； Qp -污水排放流量； Qh -河流流量； Ch -河流背景浓度。,河流水质模型简介,(2)非持久性污染物的稀释扩散降解，河流的一维稳态模式，考虑污染物的降解，纵向扩散作用可以忽略。 忽略纵向扩散作用： C-河流受污染点下游x距离处的污染物浓度，mg/L； K-污染物降解速率，1/d或1/s； x-排污点下游距离，m； u-河流流速，m/s； Mx-纵向扩散系数m2/s或m2/d。,河流水质模型简介,例题1某扩建工程项目拟向河流排放废水，废水流量0.15m3/s，苯酚浓度为30
3、mg/L，河流的流量为5.5 m3/s，流速为0.3 m/s，河流中苯酚的背景浓度为0.5 mg/L，苯酚的降解(衰减)系数为0.200/d，纵向扩散系数为10m2/s，求排放点下游10km处的苯酚浓度。,河流水质模型简介,解：首先计算混合点的苯酚浓度： C0=(0.1530+5.50.5)/(5.5+0.15)=1.28 mg/L， 考虑纵向扩散作用： C=1.28mg/Lexp =1.28mg/Lexp150(1- =1.28mg/Lexp150(1-1.000514) =1.28mg/Lexp-0.0770 =1.28mg/L0.0926 =1.19 mg/L,河流水质模型简介,不考虑纵
4、向扩散作用： =1.28mg/Lexp(-2.3110-6s-110000m/0.3 m s-1) =1.28mg/Lexp-0.0770 =1.19 mg/L,河流水质模型简介,(3)氧垂曲线： BOD和DO耦合。 假设：河流BOD减少和复氧过程都为1级反应动力学；反应速率是常数；河流的耗氧是由BOD降解引起的，而复氧是由大气中的氧溶解到水中产生的。不考虑藻类的复氧作用。,河流水质模型简介,t时间亏氧浓度： Dt为受污t日时，河水的亏氧浓度；D0为受污点，即t=0时刻的亏氧浓度，污水河水混合水；k2为复氧速率常数，k1耗氧速率常数，L0为0时刻的BODU。,河流水质模型简介,临界点的时间：
5、D0为受污点亏氧浓度；L0为受污点的BODU。 临界点亏氧浓度： tc为临界点的时间，即受污后到DO最低点需要的时间。,河流水质模型简介,例题2：某城市污水处理后排入河流，废水最大流量300000m3/d，BOD5=40mg/l，DO=0.5 mg/l，水温度为20；废水排入口处河流最小流量为5m3/s，BOD5=4mg/l，DO=7 mg/l，水温度为20。假设废水排入河流后能立即与河水混合，混合后流速为1.8 km/h。若该河流18时耗氧速率常数k1为0.184/d，复氧速率常数k2为0.346/d，求排入口下游30km处河流的DO。 假设20水的饱和DO为9.2 mg/l，k2(2)=
6、k2(1)1.016T2-T1，k1(2)=k1(1)1.047T2-T1，BODt= BODU(1-10-k1t) ,河流水质模型简介,解：温度校正，20时的常数： k1(20)= k1(18) (1.047)20-18=0.203 k2(20)= k2(18) (1.016)20-18=0.357 混合水量：3.47+58.47 m3/s 混合水BOD5：(3.4740+54)/8.47=18.7 mg/l 混合水20时BODU(L0):18.7/(1-e-0.2035)=29.4 mg/l 混合水DO：(3.470.5+57)/8.47=4.3 mg/l,河流水质模型简介,0时刻亏氧浓度
7、：9.2-4.34.9 mg/l 下游30km处的时间0.69d，亏氧浓度： D0.694.9e-0.3570.69 (e-0.2030.69e-0.3570.69) =3.8+38.6(0.87-0.78)3.8+3.57.3 mg/l 下游30km处DO：9.27.3=1.9mg/l。,第十章,污水物理处理,污水物理处理,物理处理 对象: 去除漂浮物/悬浮物等非溶解状态物质.,尺寸 : 格删，筛网，过滤 密度:,重力：沉淀, 沉砂,气浮,隔油 离心力：离心,漩流分离器,第一节,格删与筛网,1. 格删筛网,(1). 格删作用 (2). 格删类型 (3). 格删组成与安装 (4). 格删设计计
8、算 (5). 筛网,1. 格删筛网,平行的金属删条与框架组成，倾斜安装在进水处(粗格删-提升泵房-细格删)，起拦截污水中粗大的悬浮和漂浮物，城市污水处理需用。 污水处理系统或水泵前，(是否)必须设置格栅。,(1). 格删作用,返回,1. 格删筛网,根据格删删条间距分粗格删(16-25mm) 、中格删(10-20mm)、细格删(1.5-10mm) 。 根据栅条形状：平面格删和曲面格删。 按清渣方式：人工清渣格删和机械清渣格删。,(2). 格删类型,1. 格删筛网,(A).往复式 移动耙格删,1. 格删筛网,往复式移动耙机械格栅,通过驱动装置将渣耙从前面或后面嵌入栅条，从下往上将渣剥离栅条,1.
9、格删筛网,(B)回转式格删,1. 格删筛网,耙齿为链条形状，持续循环运动，到顶部时栅渣脱落 栅渣容易被带到栅后渠道中,回转式格删,渣槽,演示,1. 格删筛网,回转式格删,1. 格删筛网,(C)钢丝绳牵引格删,1. 格删筛网,钢丝绳牵引格栅,1. 格删筛网,(D) 阶梯式 格删,1. 格删筛网,红色固定,蓝色往复运动,污染物逐渐输送到顶部 格删倾斜角度小,阶梯式 格删示意图,1. 格删筛网,(E)转鼓式格删,1. 格删筛网,转鼓式格删,1. 格删筛网,转鼓式格删,1. 格删筛网,平面,曲面,1. 格删筛网,曲面,1. 格删筛网,传统机械格栅,粉碎型格栅,1. 格删筛网,污水过栅流速宜采用0.61
10、.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090。人工清除格栅的安装角度宜为3060。 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 格删过水面积不小于进水渠的1.2倍.,返回,1. 格删筛网,(3). 格删组成与安装,1. 格删筛网,格删安装方式,1. 格删筛网,返回,1. 格删筛网,栅前渠道内流速：0.40.9m/s 过栅流速：0.81.0m/s 格栅倾角：45 75 水头损失一般为：0.080.15m 栅条间隙 1625mm：0.100.05m3渣/103m3污水 3050mm：0.030.01 m3渣/103m3污水 栅渣量标准：与格栅间间隙大小
11、有关 当栅渣量0.2m3/d，则应采用机械清渣 小型的污水厂，采用人工清渣：,(4). 格删设计计算,1. 格删筛网,出水渐窄处收缩的角度(长度),进水渐宽处的展开角度,格栅安装倾角,过栅水头损失,超高,栅前水深,进水渠渐宽处的长度,1. 格删筛网,1) 栅槽宽度B 式中：n -格栅间隙数（个）,s-删条宽度, b -栅条净间隙，m; Qm -最大设计流量，m3/s; -格栅倾角； h -栅前水深（m）; v -过栅流速，m/s.,1. 格删筛网,2) 过栅水头损失h2（m） 式中：h2 -过栅水头损失 h0 -计算水头损失 k -阻力增加系数，格栅受污物堵塞后，水损增大的倍数，一般k=3 -
12、阻力系数,1. 格删筛网,格删阻力系数计算公式,1. 格删筛网,3) 格删槽高度： 删前槽 删后槽 式中：h-删前水深， h1-超高，多取0.3m，h2过删水头损失,1. 格删筛网,4) 格删槽长度 L1 -进水渠渐宽处的长度，L2 -出水渐窄处的长度L2=0.5L1。a1 -是渐宽处的展开角度。删槽总宽度B，进水渠道宽度B1， a2 -是出水渐窄处收缩的角度，a -是格删安装倾斜角度。,1. 格删筛网,5) 每日删渣量W Kz生活污水总变化系数，W1污水中删渣浓度m3/1000m3污水，取0.10.01左右。,1. 格删筛网,例题：某城市污水最大流量Qm为0.5m3/s，删前水深h取0.6m
13、，宽度1.20m，超高0.30m，过删流速v为1.0m/s，删条间隙b10mm，删条宽度s10mm，删条形状为锐边矩形，格删安装角度60，a1为20，污水中删渣浓度0.015 m3/1000m3。 设计格删各部分尺寸。,1. 格删筛网,格删间隙数n=0.5 m3 s-10.93/0.01m0.6m1 ms-1=77.5=78 个 删槽总宽度B=s(n-1)+dn=0.01m77+0.01m781.55 m 过删水头损失： 2.42 10.8662.42/29.8=0.107m h1= h0k=0.32m,1. 格删筛网,格删高度 删前H1=h+h10.6+0.3=0.9m 删后H=h+h1+h2=0.6+0.3+0.32=1.22m 格删长度L： L1=(B-B1)/2tg a10.35/20.3640.48m L=1.5L1+1.5+H1/tga 1.50.48+1.5+0.9/1.732=0.72+1.50+0.52=2.74m,返回,1. 格删筛网,作用: 与格删类似, 多用在小型污水处理, 特别是纤维的拦截回收. 对象: 网孔比格删小, 比格删拦截的悬浮漂浮物更小. 分类: 振动筛网和水力筛网.,(5)筛网,1. 格删筛网,筛网,谢谢!,
