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1、水污染控制工程卢卢进进登登 编编湖湖北北大大学学 资资源源环环境境 学学院院2目目 录录第一篇 污水的物理化学处理方法第第一一章章 绪绪论论第第二二章章 水水体体的的自自净净及及水水污污染染控控制制的的基基本本方方法法、 、工工艺艺流流程程第第三三章章 混混凝凝第第四四章章 沉沉淀淀与与澄澄清清第第五五章章 过过滤滤第第六六章章 消消毒毒第第七七章章 气气浮浮第第八八章章 氧氧化化还还原原第第九九章章 膜膜分分离离第第十十章章 其其他他物物化化方方法法第第十十一一章章 水水的的软软化化与与除除盐盐第第十十二二章章 循循环环水水的的冷冷却却和和稳稳定定3第二篇 污水的生物处理方法第第一一章章 概
2、概述述第第二二章章 好好氧氧生生物物处处理理（ （原原理理与与工工艺艺） ）第第三三章章 厌厌氧氧生生物物处处理理第第四四章章 营营养养元元素素的的生生物物去去除除第第五五章章 天天然然条条件件下下的的生生物物处处理理第第六六章章 污污泥泥的的处处理理与与处处置置4主要参考书目：主要参考书目：1） 水处理工程 ，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，19852)现代废水生物处理新技术 ，钱易等，中国科技出版社，19933） 排水工程 ，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，19964） 水污染治理工程 ，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，19955） 废水生物处理数学模型 ，第二版，顾夏声，清华大学出版
3、社，19956） 水处理微生物学 ，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998第一章 概述1.11.1 生物处理的目的和重要性生物处理的目的和重要性废水生物处理的目的：1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；2) 稳定和去除废水中的有机物；3) 去除营养元素氮和磷。废水生物处理的重要性：1)城市污水中约有 60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有 90%以上是生物处理法；4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。微生物在废水生物处理中主要有三个作用：1)去除有机物（以COD或BOD5表示）表示
4、），去除其它无机营养元素如N、P等；2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；3)稳定有机物。微生物代谢过程简介：微生物代谢过程简介：微生物代谢所需要的几个基本要素：能源；碳源；无机营养元素N、P、S、K、Ca、Mg等；有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等）废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：化能异养型代谢；化能自养型代谢；光合异养型代谢；光合自养型代谢。生物处理中的重要微生物细菌：细菌包括了真细菌(eubacteria)和古细菌(archaebacteria)；是废水生物处理工程中最主要的微生物；根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不
5、同：光合细菌光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌(10C15 C)、中温菌(15 C 45 C)和高温菌(45 C)真菌：真菌的三个主要特点：1)能在低温和低pH值的条件生长；2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；3)能降解纤维素。真菌在废水处理中的应用：1)处理某些特殊工业废水；2)固体废弃物的堆肥处理原生动物、后生动物：原生动物主要以细菌为食；其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。后生动物以原生动物为食；也可作为指示生物。1.2 生物处理法在废水处理中的地位生物处理法在废水处理中的地位有机物在废水中的存在形式及其
6、主要去除方法：有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法：颗粒状有机物(1 m)：可以采用机械沉淀法进行去除的颗粒物；胶体状有机物(1nm100nm)：不能采用机械沉淀法进行去除的较小的有机颗粒物；溶解性有机物(，有机底物以最大的速度进行降解，而与有机底物的浓度无关，SsK呈零级反应，则有：， maxmaxXKXdtdS 1max(2)在低底物浓度的条件下，即304.06、出水堰负荷二沉池的出水堰负荷，一般可以在 1.52.9L/m.s 之间选取。7、污泥斗的计算污泥斗的作用是贮存和浓缩沉淀后的污泥；（由于活性污泥易因缺氧而失去活性而腐败，因此污泥斗容积不能过大）污泥斗内的平均污泥浓度（Xs）为
7、：Xs = 0.5（X+Xr）32污泥斗容积（Vs）为：Vs = T（1+R）QX/0.5（X+Xr）；对于分建式沉淀池，一般规定污泥斗的贮泥时间为 2h，所以污泥斗容积为：Vs = 4（1+R）QX/（X+Xr）式中 Q日平均废水流量，m3/h；X混合液污泥浓度，mgSS/L；Xr回流污泥浓度，mgSS/L；R回流比；Vs污泥斗容积，m3。*关于 Xr：1) (Xr)max = 106/SVI (mgSS/L);2) Xr = X(1+R)/R RQXr + x = (1+R)QX由于x 相对于(1+R)QX 来说很小，如果认为可以忽略不计时， 则有：Xr = X(1+R)/R3)注意：动力
8、学第三导出方程： XXRRVQrc11 若将 RRXXr/ )1 ( 代入，则：1/c = 0，即c8、污泥排放量的计算：即：vrvbVXaQSx应注意：xv 是以 VSS 计的，应换算成 SS。9、污泥含水率与污泥浓度：若可以假定在一定范围内，混合液的比重为 1.0g/ml，则：含水率为 99%，则污泥浓度为 10 gSS/L， 10,000mg/L99.5% 5 gSS/L， 5,000mg/L98% 20 gSS/L， 20,000mg/L99.8% 2 gSS/L， 2,000mg/L例：x = 1000kgSS/d， 若含水率为 99%， 则 V1 = 100m3/d；99.5%，
9、则 V2 = 200m3/d；98%， 则 V3 = 50m3/d；若经机械压滤（如带式压滤机等）之后，一般泥饼的含水率为 80%，则每天泥饼的产量为 5000kg。七、污泥回流系统的技术与设计1、污泥回流量的计算：污泥回流是关系到处理效果的重要设计参数，应根据不同的水质、水量以及运行方式，确定适宜的回流比；也可利用公式 来计算；XXRRVQrc11 在设计时，应按最大回流比设计，并保证其具有在较小回流比时工作的可能性，以便使回流比在一定范围内可以调节。2、污泥回流设备的选择与设计常用的污泥提升设备是污泥泵；大、中型污水处理厂，一般采用螺旋泵或轴流式污泥泵；小型污水处理厂，一般采用小型潜污泵或
10、空气提升器。【例题】某污水处理厂，设计流量 Q=500,000m3/d，原废水的 BOD5浓度为 240mg/l，初沉池对 BOD5的去RQ, Xrx(1+R)Q, X33除率为 25%，处理工艺为活性污泥法，要求处理出水的 BOD515mg/l，出水中的 SS 为 20mg/l；曝气池容积 V=150,000m3，曝气池中的 MLSS 浓度为 3000mg/l，VSS/SS=0.75，回流污泥中的 MLSS浓度为 10000mg/l，剩余污泥经浓缩后含水率降低至 98%，再经压滤后泥渣的含水率降至 80%；采用鼓风曝气系统，微孔曝气盘作为曝气装置，其 EA=15%，混合液中 DO 要求不小于
11、 1.5mg/l，当地冬季平均气温为 10C，夏季平均气温为 30C，曝气盘安装在水面下 4.5m 处。有关计算参数：a=0.5kgO2/kgBOD5，b=0.1kgO2/kgVSS.d；a=0.6kgVSS/kgBOD5，b=0.08d-1；=0.8，=0.9，=1.0；不同温度下水中的饱和溶解氧浓度分别为：11.33mg/l(10C)，9.17mg/l(20C)，7.63mg/l(30C)试计算：（1）曝气池的水力停留时间； （2）曝气池的 F/M 值，BOD5容积去除负荷及污泥去除负荷； （3）剩余污泥的含水率、产量以及体积；（4）剩余污泥浓缩后的体积，最终经压滤后泥渣的重量； （5）污
12、泥龄； （6）在冬季和夏季两种条件下所需的供气量。解：曝气池的进水 BOD5浓度为：lmgSi/%)(180251240（1）hdQVHRT2 . 73 . 0500000150000（2）dkgVSSkgBODXVSQMFvi/267. 075. 03000150000180500000/5dmkgBODVSSQLei VrBOD 3 53 55015000010151805000005/.)()(dkgVSSkgBODXVSSQLvei SrBOD/244. 075. 03000150000)15180(500000)(55（3）vrbVXaQSxdkgVSS /225001075. 03
13、00015000008. 010)15180(5000006 . 033因为：ewrwXQQXQx)(所以：dmXXXQxQere w/20041075. 0)2010000(1075. 020500000225003 33 剩余污泥的产量为：dtSSdkgSSXQrw/./04202004010100002004334因为回流污泥的 MLSS 浓度为 10000mg/l，所以其含水率为 99%（4）剩余污泥浓缩后的含水率为 98%，所以其体积应为其未浓缩之前的一半，即为： 1002m3/d最终压滤后的泥渣的含水率为 80%，其重量为：dtdtSS/2 .100%801/04.20（5）dXQ
14、QXQXV xXVewrwvv c15225001075. 03000150000 )(3 （6）需氧量为：vrXVbQSaO2dkgO /750001075. 030001500001 . 010)15180(5000005 . 0233184. 0)15. 01 (2179)15. 01 (21 )1 (2179)1 (21AA tEEOabPHpP535310454. 15 . 4108 . 910013. 1108 . 9则：lmgCsm/09.13)21. 0184. 0013. 1454. 1(33.1121)10(lmgCsm/60.10)21. 0184. 0013. 1454
15、. 1(17. 921)20(所以，冬季时的实际需氧量为：hkgOdkgOR/4 .5105/7 .122529)5 . 109.130 . 19 . 0(024. 18 . 0 60.107500022)2010(0夏季时的实际需氧量为：hkgOdkgOR/6 .5073/2 .121766)5 . 182. 80 . 19 . 0(024. 18 . 0 60.107500022)2030(0则所需供气量分别为：min/9 .2025/1 .12155715. 028. 04 .5105 28. 0330mhmERGAsmin/9 .2013/12080015. 028. 06 .5073 28. 0330mhmERGAslmgCsm/82. 8)21. 01
