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1、水质质工程学电电子教案 第7章水质工程学（下）电子教案辽宁工程技术大学 建工学院市政系水质质工程学电电子教案 第7章第7章 污水的深度处理与回用7.1 概述 7.2 悬浮物的去除 7.3 溶解性有机物的去除 7.4 溶解性无机盐类的去除7.5 污水的消毒处理 7.6 脱氮技术 7.7 除磷技术7.8 同步脱氮除磷技术 7.9 城市水资源的合理开发与利用水质质工程学电电子教案 第7章重点：深度处理的目的、对象、深度处理的各种处理方法，脱氮除磷方法、生物脱氮除磷机理、工艺流程。难点：生物脱氮除磷机理、工艺流程水质质工程学电电子教案 第7章 .1 概述1、深度处理是进一步去除常规二级处理所不能完全去
2、除污水中杂质的净化过程2 、深度处理目的：解决水资源短缺、污水回用3、深度处理对象 脱色 除臭、COD BOD SS、无机盐（营养型N，P）重金属、细菌、病毒4、深度处理水用途；排放、回用、回灌地下 。 5、污水深度处理单元技术的确定原则 （1）处理水的用途； （2）原水水质、各级处理后水质； （3）单元工艺可行性与整体流程的适应性； （4）运行控制难易程度、设备国产化程度、废弃物处置方法； （5）工程投资与运行成本。水质质工程学电电子教案 第7章表71 二级处理水深度处理的目的、去除对象和所 采用的处理技术与工艺流程臭氧氧化、消毒(氯气、次 氯酸钠、紫外线)细菌、病毒微生物反渗透、电渗析、离
3、子交换电导度 Na 、Ca、Cl离子溶解性无机物 无机盐类金属盐混凝沉淀 石灰混凝 沉淀晶析法 生物除磷PO4P T P磷生物脱氮吹脱、折点氯化脱氨、生物 脱氮TN KN NH3N NO2-N NO3-N 氮混凝沉淀、活性炭吸附、臭 氧氧化BOD5 COD TOC TOD溶解状态快滤机、微滤机、混凝沉淀SS VSS悬浮状态采用的主要处理 技术有关指标去除对象处理 目的防止富防止富 营养化营养化再用再用微量成分微量成分植物植物 类营类营 养盐养盐排放水体排放水体 再用再用有机物有机物水质质工程学电电子教案 第7章颗粒分离技术一览表水质质工程学电电子教案 第7章（1）SS的组成 生物絮体：数mm到
4、10m胶体颗粒（未被凝聚） （2）SS的有机化 颗粒几乎全是有机物BOD:50-80%来源于这些颗粒 7.2.2 SS的去除技术由SS的状态和粒径而定 d1m，一般用砂滤；微滤机等。 胶体状混凝沉淀。 1、混凝沉淀 （1）常用技术：去除微小悬浮状态的有机物和无机污染物、胶体.也可去除：Mg，As（溶解态）、N、P、及细菌、病毒 （2）特点： 二级出水胶体和菌胶团微粒；而天然水主要是针对泥砂等7.2 悬浮物的去除 7.2.1 概述 SS特点:不同于给水处理的混凝 主要原因是：污水中有生物微粒的存在，这种微粒与药剂 的亲和力强，进而投药后混凝过程短时间内可以完成。水质质工程学电电子教案 第7章（3
5、）药剂 传统药剂：Al2(SO4)3，聚合氯化铝，及助凝剂（活化硅酸 等） “七.五”开发药剂聚合氯化铁（PFC），降低了铁盐的酸 性并清除了残余亚铁及色度. 新型药剂 ：对浊度、色度、除磷效果明显 天津大学：（PDM）有机高分子絮凝剂，高效脱色、浊度低于5度 后来发展PDMMC(唯一达到4万个分子量)； 中科院：AL13 纳米絮凝剂。 （4）工艺形式 沉淀池平流、辐流、竖流、斜管 澄清池上升流速较给水低，0.4-0.6mm/s 压力溶气气浮 DAF(Dissolves Air Hotation)涡凹气浮 气浮池 CAF(Cavitation Air Hotation) 引气气浮IAF(Ind
6、uced Air Flotation)空气在分散于水中叶 片、轮盘等吸入（5） 混凝机理 同给水水质质工程学电电子教案 第7章过滤时一般情况下不需要加药剂胶体过滤难于去除，浊度上升，需投药剂溶解性有机物用活性炭吸附 反冲洗难度大，需水气同时冲洗 气:20l/m.s; 水:10l/m.s； 滤料粒径适当放大。 （2）过滤作用SS、BOD、重金属、细菌 去除各类污染物 化学絮凝产生的Al、Fe盐及石灰等沉淀物去除化学除P时，水中不溶性P 活性炭或离子交换：预处理设施，可以节省后续的活性炭费用； 克服生物、和化学处理的不稳定性，提高回用的连续性和可靠性 。2、过滤给水过滤技术不宜简单的直接应用于污水
7、处理。 原因：a、滤池截留的污泥粘而易碎，污泥在滤池表面积聚 形成滤膜b、如果加大水头，污泥又很容易穿透滤层 。（1）特点水质质工程学电电子教案 第7章 废水过滤有机物絮体 给水过滤 无机泥砂 对二沉池出水过滤隔滤被认为是去除悬浮固体的主要机理（3）过滤机理 区别:强度不一样,穿透滤料的性能不同隔滤 a、机械隔滤：粒径大于滤料孔径的颗粒被滤料滤去；b、偶然隔滤：粒径小于滤料孔径的颗粒由于偶然接触而被截获。 沉淀在滤料内部，颗粒可以沉淀在滤料上； 碰撞：较重的颗粒不随水运动； 截获：随水流运动的颗粒与滤料表面接触时被去除； 粘附：当絮凝颗粒通过滤料时，它们就会附着在滤料表面 化学吸附： a、键吸
8、附 b、化学的相互作用；a、静电作用 物理吸附： b、动电作用c、范德华力对其吸附 絮凝：大颗粒与小颗粒接触时，形成更大颗粒； 生物繁殖：生物滤池内繁殖可使滤料孔隙减少。水质质工程学电电子教案 第7章（4）进水特征特征（） a、 悬浮固体浓度（二级处理水中，SS：6-30mg/l）以浓度监测 过程 b、粒径大小：（双峰分布）（混合10d的活性污泥出水）c、絮体强度:与处理方法及操作方式有关 生物处理 化学沉淀 该值下降 泥龄长 但超过15d下降 较小粒径：1-15m 较大粒径：50-150m 双峰分布影响过滤机理二级过滤d、双峰图（5）深度处理滤池设计预处理生物处理和滤池之间，通常增设混凝沉淀
9、（澄清或 气浮池） 对比试验 直接过滤：简单、但COD、TP去除率不高，运行复杂微生物絮凝过滤：去除率高，但周期短，冬季2-4h絮凝沉淀：过滤周期长，17h以上，全年水质合格纪庄子 污水厂水质质工程学电电子教案 第7章滤速（V）重要参数，决定滤池面积 絮体强度：其值低时，滤速上升会使絮体颗粒遭受破 坏，污物穿 透滤池，使出水不能达标;生物絮体牢 固（4- 11m/h不影响），化 学絮体强度较弱。双层滤料：5-10m/h 取决于滤池型式 单层滤料：4-6m/h压力滤池：24m/h 生物繁殖：滤池内生物繁殖可使滤料孔隙减少 水头损失取决于滤速和滤料的截污能力，滤料的组成和尺寸对水头损失影响大。Ht
10、=H0+(hi)t i=1-n Htt时间的总水头损失,mH0开始过滤时，清水总水头损失（管道，闸门，仪表，弯 头，下部排水系统，滤料，构筑物）,m(H0)t滤层内第I滤料在时间t时的水头损失水质质工程学电电子教案 第7章7.3 溶解性有机物的去除丹宁 二级出水中，溶解性有机物：木质素 等难降解有机物黑腐酸 从技术、经验、工程实践中，活性炭和臭氧氧化法适应 1、活性炭吸附由煤或木等材料经一次炭化制成，高温下， 用CO使其活化，使炭形成多孔结构。7.3.1 活性炭吸附2、活性炭技术指标碘值、亚甲兰值、糖蜜值 3、活性炭孔的分布 大孔（100-1000nm）、过渡孔（100-2nm）、微孔2nm
11、4、活性炭吸附处理二级处理水的特点 （1）对分子量1500（道尔顿）的环状化合物，不饱和化合物效果好；对分子量3000的直链化合物（糖类）效果好； （2）吸附时有微生物存在提高处理效果（对有机物）但可能有生 物泄漏的问题（代谢产物有毒性）水质质工程学电电子教案 第7章 活性炭指标测定值单位ABCDE 摩擦系数wt%83.589.385.590.288.9 强度wt%95.499.597.999.798.4 表观密度g/l510520500520540 飘浮率wt%0.01.40.00.00.0 pH值-8.69.28.99.18.9 总灰分wt%9.17.211.88.710.5 水溶物wt%
12、0.050.090.080.030.06 碘值mg/g1001997938958860 亚甲兰值mg/g262259227256207 丁烷值wt%24.224.223.423.720.3 四氯化碳wt%62.1962.1960.1460.9152.17糖蜜值158153152148145单宁酸值-34.330.033.246.561.3 有效粒径mm0.601.441.481.441.49 均匀系数-1.881.121.151.151.15 平均粒径mm1.0681.5851.6521.6181.668水质质工程学电电子教案 第7章 B C E D A五种活性炭的扫描电镜照片（3000）水质
13、质工程学电电子教案 第7章四种炭原子力显微镜扫描照片 B CD E水质质工程学电电子教案 第7章1、目的（二级出水回用） 7.3.2 臭氧氧化处理去除残余有机物、脱除污水的色度、杀菌消毒。 2、去除有机物的特征 （1）能够氧化有机物，（蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸）； （2）氧化有机物并易形成中间产物（甲醛、酸等）可生化性好； （3）氧化效果与PH值有关，PH高，效果好，(OH-)羟基自由基由 臭氧分解产生 （4）臭氧化的副产物问题，溴酸盐上升，浊度上升。3、脱色效果 砂滤后+ O3脱色效果好 4、消毒效果 砂滤后+O3消毒效果好5、O3混合形式 扩散板式（反应为主）、喷射式（扩散为主）、机
14、械搅拌式。 水质质工程学电电子教案 第7章水质质工程学电电子教案 第7章7.4 溶解性无机盐类的去除反渗透：膜分离技术，半渗透膜电渗析：膜分离技术，阴、阳离子交换膜离子交换：阳离子交换树脂、阴离子交换 树脂水质质工程学电电子教案 第7章7.5 污水的消毒处理液氯臭氧次氯酸钠紫外线水质质工程学电电子教案 第7章氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和 水生生物，引起水体的富营养化，影响饮用 水水源。7. 6 脱氮技术水质质工程学电电子教案 第7章（1）富营养化N、P引起，藻类问题（滇池，太湖）； （2） 提高制水成本饮用水，污水消毒时，增加投氯量； （3）污水回用填塞管道NH3N可促进设备中微生物的繁
15、殖； （4） 农业灌溉TN不大于1mg/l，否则对农作物有影响。 2、氮的存在形式 （1）有机氮 （2）氨态氮（NH3N、NH4+N） （3） NO2N、NO3N （4） N2凯氏氮3、二级处理技术的局限性合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2 (C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O7.6.1 概述1、氮污染的危害水质质工程学电电子教案 第7章 太湖的富营养化水质质工程学电电子教案 第7章水质质工程学电电子教案 第7章水质质工程学电电子教案 第7章废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：这一平衡受pH的影响，pH为10.511.5时，因废水 中的氨呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需
