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1、第一章1.1混凝P231.1.1胶体的基本性质胶体的双电层结构胶体的表面电荷P243胶体的稳定性1.1.2混凝动力学P25异向絮凝同向絮凝1.1.3混凝工艺P27混凝机理:电性中和(分为压缩双电层和吸附电中和);吸附架桥;沉淀物的卷扫(网捕)影响混凝的主要因素:水温;pH值;碱度;水中杂质的性质、组成和浓度P29混凝剂的配制与投加P30混凝剂与助凝剂:常用的无机助凝剂:石灰、硅藻土和粉煤灰等混凝剂的配制与投加:干投法和湿投法(常用);溶解池,溶液池,计量设备,药剂的投加,混凝剂投加的自动控制。混合和絮凝的基本要求和方式1.2 沉淀、澄清及浓缩P321.2.1 沉淀的原理和分类1.沉淀的原理2.
2、沉淀的分类:自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀3.离散颗粒的沉速P334.沉淀试验:自由沉淀试验,絮凝沉淀试验P341.2.2沉淀池P381.沉淀池的分类:按水流方向:平流式、辐流式、竖流式按工艺流程:初沉池、二沉池按沉降距离:一般沉淀和浅层沉淀2.平流式沉淀池P40(1)工作原理:理想沉淀池假定:进出水均匀分布,各点流速同;悬浮物等速下沉;悬浮物的水平分速度等于水平流速;沉到池底视为去除(2)平流式沉淀池的优缺点:构造简单,造价较低,操作管理方便,平面布置紧凑,施工简单,沉淀效果稳定,对原水适应性强,机械排泥设施的安装维修较方便,大中小型污水厂均可采用。缺点是占地面积较大。3.辐流式沉淀
3、池P40(1)构造:中心进水,周边出水(2)优缺点:多为机械排泥,运行可靠,管理简单;排泥设备已定型;适用于大中型污水厂。缺点:机械排泥设备复杂,对施工质量要求高。(3)设计要求和参数:池径不宜小于16m;直径与有效水深比宜为612;池底坡度一般采用0.54.竖流式沉淀池 (常用于处理量小于2000m3/d的工业污水处理站)P41(1)优缺点:优点:排泥方便,管理简单,占地面积小。缺点:池深大施工困难,对冲击负荷和温度变化适应能力较差;池直径过大时布水不均匀,只适用于小型污水厂。(2)设计要求和参数:直径深度比不大于3,直径不大于8m;中心管内流速不大于30mm/s。5.斜板(管)沉淀池 P4
4、21.2.3 澄清池1.澄清池原理(利用絮凝作用)2.澄清池的类型与特点P431.2.4 浓缩P461.污泥水的分类及污泥浓缩的目的:间隙水(游离水)70%,毛细水20%,内水10%。2.重力浓缩池的分类:间歇式,连续式1.3 沉砂P481.3.1 沉砂目的及原理1.3.2 沉砂池的类型及特点:平流沉砂池,曝气沉砂池,钟式沉砂池1.4 隔油1.4.1 油在废水中的状态:悬浮态,乳化态,溶解态,重油1.4.2 隔油原理:粒径较大的浮油上浮遵从斯托克斯公式P511.4.3 隔油池的构造和工作原理:平流式隔油池,斜板式隔油池1.4.4 隔油池的设计参数1.5 气浮 P531.5.1气浮原理:水中通空
5、气,产生微气泡,悬浮物黏附在上面除去1.悬浮物与气泡黏附条件2.气浮的影响因素:气泡直径越小,越多,效果越好;如溶有无机盐,不好;投加混凝剂较好;浮选剂将亲水颗粒转化为疏水物质黏附除去,如松香油,煤油,脂肪酸及其盐类。P541.5.2气浮法的分类和使用范围:电解气浮,散气气浮,溶气气浮。P541.5.3加压溶气气浮法P551.基本工艺流程:溶气系统、空气释放装置和气浮池组成。分为全溶气流程,部分溶气流程和回流加压溶气流程2.溶气方式:水泵吸水管吸气溶气、水泵压水管射流溶气、水泵-空气压缩机组合3.加压溶气气浮优点:压力高是空气溶解度大,溶气量多;减压时气泡直径小(20-100m),粒径均匀,上
6、浮稳定,对液体扰动小;流程简单4.气浮池形式:平流式,竖流式5.平流式气浮池设计参数P571.5.4气浮法的优缺点:优点:增加了水中的溶解氧,浮渣不易腐化;表面负荷高,水力停留时间短,池深浅,体积小;浮渣含水率低96%,排渣方便;投加絮凝剂时用量小缺点:耗电多,比沉淀法耗电多0.020.04kwh/m3废水,运营费高;废水悬浮物浓度高时,减压器容易堵塞,管理复杂。P581.5.5气浮法在废水处理中的应用:1.含油废水处理2.羽毛清洗废水处理P591.6 过滤P601.6.1过滤原理:迁移,附着,脱附1.6.2过滤周期及反冲洗P611.6.3滤池的基本构造:滤料层、承托层、配水系统、集水渠和反冲
7、洗排水槽。1.滤料层:颗粒滤料:石英砂、无烟煤、陶粒、纤维球、聚乙烯球等。0.52mm2.配水系统和承托层1.6.4滤池的分类P631.6.5城市污水三级处理中过滤单元的设计要点1.滤池的反冲洗2.滤池的类型3.滤池的设计参数:滤层(石英砂无烟煤),滤速610m3/(m2d),工作周期12h1.6.6压力滤池和微孔筛滤机P641.7吸附1.7.1吸附原理:表面张力,吉布斯方程P651.7.2吸附的类型:物理吸附,化学吸附,离子交换吸附P661.7.3吸附等温线1.7.4吸附速率1.7.5常用吸附剂及影响吸附的主要因素P681.常用的吸附剂:活性炭(应用广),磺化煤,活化煤,沸石,活性白土,硅藻
8、土,腐殖质酸,焦炭,木炭,木屑,炉渣和粉煤灰等2.活性炭的特性:(1)比表面积5001700m2/g,小孔容积一般0.150.90ml/g(2)表面化学性质:具有一些极性,-OH,-COOH3.影响活性炭吸附的主要因素:P69(1)活性炭吸附剂的性质:比表面积,极性,颗粒大小,细孔构造分布,表面化学性质(2)吸附质的性质:溶解度(小,易吸附)、表面自由能、极性(相似易吸附)、吸附质分子的大小和不饱和度,吸附质的浓度(3)废水pH值:酸性较好(4)共存物质:共存物质多时,对某种差(5)温度(6)接触时间1.7.6吸附操作方式:静态吸附;动态吸附固定床,移动床和流化床P701.7.7吸附床的设计P
9、701.7.8吸附法在废水处理中的应用P711.8离子交换1.8.1离子交换的基本原理P721.离子交换树脂的构造:有颜色的小球,四通八达的孔隙(1)外观:颜色有乳白、淡黄、咖啡色。粒径0.31.2mm的球体(2)交联度:交联剂占总重量的百分比。影响其他参数,一般在7%10%(3)含水率:充分膨胀后含水率,一般50%。交联度越大,孔隙越小,含水率越少(4)溶胀性:水浸泡变大的现象。交联度越小,溶胀度越大;周围电解质浓度高,溶胀率小。(5)密度:干真密度,湿真密度和湿视密度(6)交换容量(最重要性能)P73全交换容量:单位体积或重量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总重量。mmol/g工作交换
10、容量:给定工作条件下实际可利用 的交换能力。一般可取全交换容量的0.60.7(7)有效pH值范围:由树脂交换基团的酸碱性决定(8)离子交换树脂的选择性(9)离子交换平衡P74(10)离子交换速率1.8.2离子交换装置运行方式1.固定床:耐压0.40.6MPa,树脂层1.52.0m。优点:出水水质好,适应性强。缺点:树脂容量利用率低;生产不连续;树脂使用不均匀。2.移动床:3.流动床:完全连续,但操作复杂,少用1.8.3离子交换工艺的设计P771.8.4离子交换法在废水处理中的应用:含铬废水,含锌废水,电镀含氰废水,有机废水1.9膜分离P801.9.1膜分离类型及分离特性:图1.9.2膜分离法的
11、原理及分类:两个特性:必有两个界面和具有选择透过性。特点:一般可在室温和无相变条件下进行,能耗低,适用广泛,规模可大可小,易于自控;不需外加物质,节约材料,不破坏物质结构属性;分离和浓缩同时进行,可回收资源P811.9.3电渗析:1.原理:在外加直流电场的作用下,阴阳离子定向迁移,利用离子交换膜的选择透过性。2.离子交换膜和电渗析装置:P82(1)离子交换膜的性能指标(2)电渗析离子交换膜的分类(3)电渗析装置3.电渗析器运行的工艺参数:电流效率、电流密度、极化。4.处理废水的电渗析器的特点5.电渗析在废水处理中的应用1.9.4反渗透P841.反渗透的原理:在浓溶液侧施加压力,使浓溶液中的水通
12、过膜进入稀溶液。2.反渗透膜及反渗透装置:醋酸纤维膜(CA膜)、聚酰胺膜(PA膜)、复合膜(TFC膜);板框式反渗透器、管式反渗透器、卷式反渗透器、中空纤维式反渗透器。3.反渗透处理的工艺参数P864.反渗透在废水处理中的应用5.反渗透法处理废水工艺的特点1.9.5超滤P871.超滤原理:去除粒径从大到小:微滤、超滤、反渗透2.超滤膜的种类和装置:装置同反渗透P883.超滤工艺参数:压力0.110.6MPa;温度60;膜通量1500L/(m2h);寿命1218月P894.超滤在废水处理中的应用:喷漆废水、金属加工废水、食品工业废水和有用物质的回收5.超滤分离的特性:不相变,能耗低;常温;操作压
13、力低,易操作维护;应用范围广。1.9.6微滤P901.原理:和反渗透,超滤一样。加压过滤。孔径0.170m,压力0.050.1MPa2.微滤膜和装置:3.微滤的应用:微滤是膜分离中应用最普遍的技术。电子行业、医药卫生、水处理、海水淡化、油田4.微滤的特性:孔径均匀,过滤精度高;孔隙率高,过滤快;薄,吸附容量小;无介质脱离,保证滤液清洁,膜品种多,应用广;无浓缩水排放。1.10中和P921.10.1酸碱中和剂pH调节的基本原理1.10.2酸碱废水中和法P931.10.3药剂中和法1.10.4过滤中和法1.11化学沉淀P941.11.1化学沉淀的基本原理1.11.2氢氧化物沉淀法1.11.3硫化物
14、沉淀法P951.11.4碳酸盐沉淀法1.11.5化学沉淀法处理废水1.12氧化还原P961.12.1氧化还原法原理1.12.2氧化法:氯氧化法、臭氧氧化法、过氧化氢氧化法、光氧化法、湿式氧化法、电解法1.12.3还原法:P1011.13萃取、吹脱和汽提P1021.13.1萃取法1.13.2吹脱法:将空气通入废水,吹出溶解性气体和易挥发溶质。P1051.13.3汽提法:向废水中通入蒸汽,使易挥发组分由液相转入气相。P1071.14消毒P1081.14.1消毒机理:HOCl扩散渗入细菌体内氧化破坏菌体酶系统致死。1.14.2消毒方法与应用:P1091.主要消毒方法的特点:表2.主要的消毒方法:液氯
15、消毒、次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒(ClO2不与水反应,通过吸附细胞周围,封锁抑制呼吸作用,进而渗透到内部,破坏含硫基的酶)、臭氧消毒、紫外线消毒等P111第2章 污水生物处理工程基础2.1活性污泥法P1152.1.1活性污泥法的基本工艺流程1.活性污泥法的基本概念2.活性污泥法的基本工艺流程:曝气池,二沉池,曝气系统,污泥回流及剩余污泥排放2.1.2活性污泥形态和活性污泥组成1.活性污泥形态:2.活性污泥组成:微生物种类,污泥膨胀P2162.1.3活性污泥增长曲线P1171.停滞期:分裂慢,代谢活跃,数量不增加但体积增加快,合成代谢活跃,易产生诱导酶。2.对数增殖期:代谢活性最强,组成微生物新细胞物质最快,细胞数以几何级数关系增加。3.减速增殖期:微生物总数趋近稳定且达到最大。多数曝气池运行工况控制在减速增殖期。4.内源呼吸期:产生芽孢,多数细菌死亡。延时曝气法5.活性污泥