第二章水质净化与水污染控制工程
《水污染控制工程》课程设计
沈阳化工大学《水污染控制工程》课程设计题目：城镇污水处理厂工艺设计——活性污泥法院系：环境与安全工程学院专业：环境优创班级：0901学生姓名：王希鹏指导教师: 范文玉2012年8月23日目录第一章绪论 (3)第二章常见污水生物处理的工艺 (3)一、活性污泥法 (3)1。
1 SBR法 (3)1。
2 CASS法 (4)1。
3 AO法 (4)1.4 AAO法 (5)1.5 氧化沟法 (6)二、生物膜法 (6)2.1 生物滤池 (6)2.2 生物转盘 (7)2。
3 生物接触氧化法 (7)三、厌氧生物处理法 (8)四、自然条件下的生物处理法 (9)4。
1 稳定塘 (9)4。
2 土地处理法 (9)第三章污水处理流程 (9)一、格栅 (10)二、泵房 (10)三、沉砂池 (10)四、沉淀池 (12)五、曝气池 (13)六、二沉池 (14)七、污泥浓缩池 (14)第四章构筑物的计算 (14)一、设计参数 (14)二、设计计算 (15)第五章设计总结 (17)参考文献 (18)第一章绪论随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，用水紧张和污水排放的问题已越来越突出.目前，我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式，没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染。
在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视，对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境的重要性越来越大，高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用.建立城镇污水处理厂对改善城镇水环境,保障城镇经济发展起着举足轻重的作用。
随着经济的发展，城市化进程的不断加速，人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低,以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趋严重的原因。
大量未经充分处理的污水被用于灌溉，已经使农田受到重金属和合成有机物的污染。
据农业部在占国土面积85%的流域内,通过372个代表性区域取样调查,发现全国粮食总量的1/10不符合卫生标准。
水污染控制工程课程设计
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 水污染控制工程课程设计学院：国土资源与环境学院姓名：学号：专业：序号：目录第一章总论第一节设计任务和内容第二节基本资料第二章污水处理工艺流程说明第三章处理构筑物设计第一节格栅间和泵房第二节平流式沉砂池第三节初沉池第四节曝气池第五节二沉池第四章主要设备说明第五章污水厂总体布置第一节主要构筑物与附属建筑物第二节污水厂平面布置第一章：总论第一节设计任务和内容1.污水处理工艺选择及工艺单元的设计，包括工艺流程的确定，各单体构筑物的工艺设计。
2.将污水处理厂各处理构筑物和辅助构筑物的平面布置图精确地画在图纸上，将各处理构筑物的各个节点的构造尺寸都在图纸中表示出了。
3.污水处理厂的竖向布置和高程计算。
第二节基本资料1.厂址地形：平均地面坡度为0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。
厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。
2. 污水厂地势基本平坦，地面标高约为19.8m（采用黄海系标高）。
进水管管径为1.8m，进水管管底标高为14.8m。
3. 污水水量与水质污水处理水量：变化系数：Kz=1.24.污水的主要来源：绝大多数为居民生活污水，少量为工业废水与其他污水。
5.气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风；气温：最冷月平均为-3.5℃；最热月平均为：32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为：每年728mm；蒸发量多年平均为：每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m6. 进水水量与水质进水水量：18×104m3/d污水水质：CODcr 250mg／L，BOD125mg／L，SS 200mg／L，氨氮20mg／L。
57. 处理要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级Ｂ标准。
BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%。
B、括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
环境工程学课后答案
环境工程学（第二版）课后答案绪论环境工程学的发展和内容第一章水质与水体自净第二章水的物理化学处理方法第三章水的生物化学处理方法第五章大气质量与大气污染第六章颗粒污染物控制第七章气态污染物控制第八章污染物的稀释法控制绪论环境工程学的发展和内容0-1名词解释：环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。
环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。
污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。
公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。
环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。
0-2 试分析人类与环境的关系。
“环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。
人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。
人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。
0-3试讨论我国的环境和污染问题0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。
环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。
水污染控制工程授课教案
水污染控制工程授课教案第一章：水污染概述1.1 课程介绍解释水污染控制工程的重要性和目标。
概述水污染的基本概念和分类。
讨论水污染的主要来源和影响。
1.2 教学内容介绍水污染的来源，包括工业、农业和生活污染。
解释水污染对环境和人类健康的影响。
探讨水污染控制的法律法规和国际标准。
1.3 教学活动观看水污染的视频资料。
进行小组讨论，分析水污染案例。
学生报告关于水污染的国内外最新研究动态。
1.4 作业与评估编写一篇关于水污染的短文。
参加课堂讨论和提问。
第二章：水污染处理技术2.1 课程介绍介绍水污染处理技术的基本原理和方法。
讨论各种水处理技术的优缺点和适用范围。
2.2 教学内容学习物理处理技术，如沉淀、过滤和浮选。
探讨化学处理技术，如絮凝、中和和氧化。
了解生物处理技术，如活性污泥和生物膜。
2.3 教学活动进行实验室演示或模拟实验。
分析实际案例，评估不同处理技术的适用性。
学生小组讨论和比较不同处理技术的经济性和效率。
2.4 作业与评估完成实验室报告或模拟实验。
写一篇关于水处理技术选择的报告。
第三章：水处理工艺设计3.1 课程介绍介绍水处理工艺设计的基本原则和方法。
探讨如何选择合适的处理技术和设备。
3.2 教学内容学习水处理工艺流程的初步设计方法。
介绍水处理设备的设计和计算。
讨论水处理工艺的优化和升级。
3.3 教学活动进行水处理工艺设计的案例研究。
使用水处理工艺设计软件进行模拟和优化。
学生报告关于水处理工艺设计的经验和案例。
3.4 作业与评估完成一个水处理工艺设计项目。
提交工艺设计报告并进行口头报告。
第四章：水处理工程案例分析4.1 课程介绍分析具体的水处理工程案例，以加深对水处理技术的理解和应用。
学习工程案例中的问题和解决方案。
4.2 教学内容分析不同规模和类型的水处理工程案例。
探讨工程案例中的技术创新和工程经验。
4.3 教学活动学生进行小组研究，选择一个水处理工程案例进行分析。
进行课堂讨论，分享案例研究成果。
水污染控制工程课程设计概要
第一章总论 (2一、课程设计题目 (2二、课程设计内容 (2三、基本资料 (2第二章污水处理工艺流程说明 (3一、污水厂设计进出水水质 (3二、污水处理工艺的选择 (3三、主要工艺参数 (4第三章处理构筑物设计计算 (5一、格栅的设计计算 (5二、污水提升泵房 (7三、沉砂池的设计计算 (7四、初沉池的设计 (9五、提升泵房与砂水分离 (10六、配水井 (11七、鼓风曝气型氧化沟设计计算 (11八、二沉池的设计计算 (14九、回流污泥泵房 (16十、消毒池的设计 (17十一、污泥的处理 (18第四章主要设备说明 (21一、机械格栅 (21二.曝气池选择 (21第五章污水厂总体布置 (23第一节主要构(建筑物与附属建筑物 (23第二节污水厂平面布置 (24第三节污水厂高程布置 (24课程设计体会 (26第一章总论一、课程设计题目某城市日处理水量10万m 3/d 污水处理厂工艺设计二、课程设计内容1.对工艺构筑物选型作说明。
2.主要处理设施如格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池等的工艺计算。
3.污水处理厂平面和高程布置。
三、基本资料1.污水水量:10万m 3/d ;水质:COD Cr 400mg/L ;BOD 5 180mg/L ;SS:200mg/L2.处理要求:COD Cr ≤60mg/L,BOD 5≤20mg/L,SS ≤20mg/L3.处理工艺流程:采用活性污泥法工艺处理,流程如下:污水——格栅——沉砂池——初沉池——曝气池——二沉池——出水 4.气象与水文资料:风向:多年主导风向为东风气温:最冷月平均为-3.5OC ;最热月平均为32.5℃,极端气温最高为41.9 ℃,最低为-17.6℃,最大冻土深度为0.18m.水文:降水量多年平均为728mm/年,蒸发量多年平均为1210/年,地下水位为地面下5—6m.污水最终排入长江,长江最低水位标10.50m ,年常水位标高为12.50m , 最高水位标高为14.85m ,河岸堤坝顶标高40m 。
水污染控制工程(第二讲)
废水q、 Cp
环境工程
完全混合断面
河水Q、C1
河水Q、C0
C1q+aQC=C0(aQ+q)
( aQ q)C0 C1aQ C q 式中： C1—— 废水排入
前河水中的挥发酚浓度； C0—— 水体中挥发酚的 C—— 允许排入河流 最大容许浓度； 的挥发酚浓度； a———混合系数。
代入上式：C (aQ q)C0 C1aQ
环境工程
（二）氧垂曲线公式
氧垂曲线是指废水排入水体后，耗氧与 复氧同时进行的，将耗氧与复氧两条曲线叠 合起来就可以得到的曲线。
亏氧量是指在某一温度时水中溶解氧 的平衡浓度（即该温度下的饱和溶解氧量） 与实际浓度（即实际溶解氧量）之差。 即D=S-X。
环境工程
三、水体中细菌的死亡 1、促使细菌在水体中死亡的原因有： （ 1）由于水体中有机物因逐渐氧化分解而 微生物的食物 没有了！ 减少，这对于依靠有机物生存的细菌极为有 利。 （2）污染水体中有大量吞食细菌的生物；
环境工程
混合系数：指参与混合稀释的河水流量与河 水总流量之比。
а=Q1/Q (Q1≤Q)
а<1时，从废水排放口到完全混合断面的这 段距离内。 想一想 有没有a>1的可能？
а=1 时，在完全混合的河道断面上及其下游；
环境工程
当河道较为平直且无局部急流险滩的地 段，混合系数可近似地表示：
а=L1/L（L1≤L） L1——废水排放口到计算断面的距离；
扩散系数 （m2/s），与河 2 、扩散：污染物质会由高浓度处向低浓 流的弯曲程度等 度处迁移，这一物质的运动形式称为扩散。 有关。 单位路程长度 浓度差异越大，单位时间内通过单位面积 上的浓度变化 污染物质 扩散的污染物质的量（污染物质的扩散量） 3.s） 值（ mg/m 扩散的量 也越多。 （mg/m2.s） dC
《水污染控制工程》课件
谢谢
（2）考虑采用适宜的工程技术措施： 如人工嚗气（特殊水域） 修建调节水库 引更大水系水进行稀释（尤其对穿城河）
（3）水系污染底质工程
对底汞甲基化、磷释放等对策
▲ 底质调查（污染范围，浓度分布的垂直 规律和水平规律）
▲ 确定水生生物对底质污染物的蓄积规律， 从而确定底质最大允许浓度
▲ 对超标底质进行处理：
疏浚、挖掘法。
如：[日]确定底质Hg最大允许浓度C Hg：
C Hg =
0.8
.△H j
.
1 S
△H: 平均水深 J：底质Hg溶出率
S：安全系数（毒性大污染物 S选大些 毒性小污染物 S选小些）
5. 饮用水源的污染控制，与污染原水的深度处理 （给水问题）
水源上游一定范围内不允许排污。 地下水源的保护
6. 流域或区域水污染综合防治
生态防治，水处理、管理、监督全方位考虑的综合措施
第二节 污水水质
物理指标 化学指标
温度 色度 嗅和味、SS 有机：BOD、COD、TOC、TOD
无机：PH、N、P、重金属
生物指标
细菌总数 大肠菌群
▲ BOD 城市污水测定法：（1）稀释水样，测DO （2）水样+稀释水 培养瓶 加盖水封 （3）20℃下培养5天 （4）取出测定DO （5）计算BOD5
第一章 绪论
第一节 第二节 第三节 第四节
水污染控制工程沿革、现状与发展趋势 污水水质 污染物在水体中的迁移与转化 污水出路
第一节 水污染控制工程沿革、现状与发展趋势
一. 历史回顾 总的印象：
任意排放
随意修建
1. 国 外 2. 我 国
规划修建
国外 公元前3750年：
印度Nippur修拱型下水道
水污染控制工程课件教学课件
推动废水循环利用ห้องสมุดไป่ตู้减少废水排放。
THANKS
感谢观看
实践方法
采用实验、模拟、实地考察等多种方法进行 实践操作。
实践内容
包括水样采集、分析测试、污染源调查、处 理工艺选择与设计、工程实施等环节。
实践总结
对实践过程中的经验教训进行总结，提出改 进措施和建议。
实践经验与教训
经验分享
分享在水污染控制工程实 践中的成功经验，为他人 提供借鉴。
教训总结
总结实践操作中出现的错 误和不足，提出改进措施， 避免类似问题再次发生。
化学法
氧化还原法
通过加入氧化剂或还原剂，将水中的有机物和无机物进行氧化或 还原反应，转化为无害或低毒性的物质。
中和法
通过加入酸或碱，调节水中的pH值，使水中的重金属离子转化为 沉淀物，然后去除。
化学沉淀法
通过向水中加入沉淀剂，使水中的重金属离子转化为沉淀物，然后 去除。
生物法
活性污泥法
01
利用微生物的代谢作用，去除水中的有机物和氨氮等污染物。
生物膜法
02
通过在滤料上培养生物膜，利用生物膜的吸附和降解作用，去
除水中的有机物和氨氮等污染物。
自然净化法
03
利用自然环境的净化能力，如湿地、氧化塘等，通过微生物、
植物等的代谢作用，去除水中的有机物和氨氮等污染物。
04
案例分析与实践
实际水污染案例分析
01
02
03
04
案例选择
选择具有代表性的实际水污染 案例，如某河流、湖泊或地下
案例拓展
结合实际案例，拓展水污 染控制工程的相关知识， 提高解决实际问题的能力。
05
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• 依据水中悬浮性物质的性质不向， 设有沉砂池和沉淀池两种设备。
• 沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等 相对密度较大的无机颗粒物。
• 沉淀池是利用重力的作用使悬浮性 杂质与水分离。
• 可以分离直径为20~100μm以上的 颗粒。
• 根据沉淀池内的水流方向，可将其 分为平流式、辐流式和竖流式三种。
第一节 环境污染控制方式简 介
• 国务院下达的环保目标 “一控双达标”
• 一控——污染物排放总量控 制
• 双达标——
1. 工业污染源排放污染物要 达到国家或地方规定的标 准；
2. 环境空气、地面水环境质 量，按功能区分别达到国 家规定的有关标准。
环
境
一、浓度和效率控制
污
染
控
二、总量控制方式
制
方
式
二、污水处理技术
• 按作用原理分为： 1. 物理处理法
2. 化学处理法
3. 物理化学处理法
4. 生物法。
1、物理处理法 通过物理作 用，以分离、回收污水中不 溶解的、呈悬浮状的污染物 质(包括油膜和油珠)，在处 理过程中不改变其化学性质。
1）过滤法
利用过滤介质截流污水中的悬浮物。过滤介质有 筛网、纱布、微孔管、颗粒物，常用的过滤设备 有格栅、筛网、微滤机等。
2、水质指标
1）生化需氧量BOD：Biochemical oxygen demand，在水体中有氧 的条件下，好氧微生物氧化分 解单位体积水中有机物所消耗 的溶解氧的量。
2）化学需氧量COD：Chemical oxygen demand，在一定严格的 条件下，用化学氧化剂(如重铬 酸钾KrCr2O7、高锰酸钾KMnO4等) 氧化水中有机污染物时所需的 溶解氧量。
把目标排放总量作为改善环境的直接环节
三、动态控制方式
• 总量控制的动态化，是 总量控制的进一步发展。
• 动态控制是根据各种条 件建立一个动态模型， 把气象资料和污染源数 据输入联机化的模拟系 统中去，和同样联机化 的环境监测网联系在一 起，计算出随时间而变 化的允许排放总量，并 向各污染源发出允许排 放量的指令，这样便可 随时控制和保证其环境 质量达标。
3） 溶解氧DO：dissolved oxygen，指溶解于水中的 分子氧，以mg/L为单位。
BOD、COD越高，水中有机污染物越多。 DO值小，水体污染严重。
3、水污染防治原则
防、治、管相结合 1. 防：污染源排放的污染物
减到最少量 2. 治：通过一系列水处理工
艺，确保在排入水体前达 到国家或地方规定的排放 标准 3. 管：对污染源、水体及水 处理设施的管理
三、动态控制方式
一、浓度和效率控制
1、浓度控制——控制污染源排放口排出污染 物的浓度来控制环境质量的方法。其依据是 由国家制订全国统一执行
考虑经济发展优先于环境污染，属于局 部控制
二、总量控制方式
总量是指当地允许排放的污染物的总量
总量控制——通过控制给定区域内污染物 的允许排放总量来确定控制区实现环境质量 目标的一种方法。
带有链式刮泥机的平流式沉淀池
废水从池一端流入，按水平方向在池内流动， 水中悬浮物逐渐沉向池底，澄清水从另一端溢 出。
按照净化机制可以分为以下三类：
物理净化——由于天然水的稀释、扩散、挥发和 沉淀等作用，使污染物在水中浓度降低的过程。
化学净化——污染物质通过氧化、还原、吸附、 凝聚、中和等反应，改变物质的存在形态，且浓度 降低的过程。
生物净化——污染物质中的有机物，由于水体中 微生物的代谢活动而被分解、氧化并转化为无害、 稳定的无机物，从而使浓度降低。
建立动态模型 气象资料和污染源数据 环境监测网
计算允许排放总量
发出允许排放量的指令
监控
第二节 水污染控制技术
一、水体的自净作用
1、定义：污染物进入天然 水体后，通过一系列的物 理、化学和生物因素的共 同作用，使排入的污染物 的浓度和毒性自然降低
污染物
物理作用 化学作用 生物作用 浓度、毒性自然降低
• 废水中粒径较大的悬浮颗粒首先被 截留在表层滤料的空隙中，从而使 此层滤料空隙越来越小，逐渐形成 一层主要由被截留的固体颗粒构成 的滤膜，并由它起主要的过滤作用。
• 滤料有巨大的比表面积，与悬浮物 之间有物理吸附作用。
• 沙粒表面负电荷能吸附带正电荷的 铁、铝等胶体，从而在滤料表面形 成带正电荷的薄膜，并进而吸附带 负电荷的黏土和多种有机物等胶体。
①格栅 设置在进水的渠道或者进水泵站集水井 前，金属制的呈纵向平行的框条(格栅) ，预处 理 ，去除漂浮物和悬浮物。
效果主要取决于污水水质和格栅空隙的大 小
人工清除栅渣的固定式格栅及布置情况
转鼓式格栅除污机
旋转式固液分离
②粒状介质过滤 （又称砂滤、滤料过滤)
• 过滤介质有石英砂、无烟煤和石榴 石等 ，去除细小的悬浮物和胶体 。
• 各类水体都有自净能力！ • 但自净能力不同，使其受污染的状况不同。
水体外观
• 外观特征：混浊程度、颜色及气味等 • 原 因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量
污染前 污染 净化开始 持续 结束
• 外观:无色 暗灰色 灰色 继续变清 无色
• 澄清透明 很混浊、臭 混浊 浊度下降 澄清透明
•
水面有泡沫 泡沫减少
第二章 水质净化与水 污染控制工程
内容
1. 水的循环与污染 2. 世界及我国水资源的特点 3. 水污染的分类 4. 水质指标与水质标准 5. 废水的成分与性质 6. 废水的类型 7. 水的自净作用与水环境容量 8. 水处理的基本原则与方法 9. 排水系统的分类 10. 废水处理的基本方法
• 重点 • 水质指标、废水的成分与性质、水的自净作用、废水处理的基本方法。
（a）
（b）
几种过滤介质示意图
石英沙 无烟煤
石英沙
石榴石
无烟煤
（c）
均质滤料
2）沉淀法
利用污水中的悬浮物和水的相对密 度不同，借助重力沉降作用使悬浮 物从水中分离出来。
根据水中悬浮物的浓度和絮凝特征 分为：
①分离沉降（或称自由沉降）：在 沉淀过程中，颗粒之间互不聚合 ， 单独进行沉降。
②混凝沉降（或称絮凝沉降）通过 施用药剂(絮凝剂、浮选剂)使悬浮 粒子发生沉降，应用这种方法主要 能除去废水中细微颗粒物和胶体物 质。