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水處理專業名詞及原理筆記

10-12 12:20:39  瀏覽次數:724次  欄目:給水排水
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  固體污染物:水中以固體形態存在的污染物,其存在形態包括懸浮狀態、膠體狀態和溶解狀態三種。

  懸浮物:粒徑在1nm以下,主要以低分子或離子狀態存在的固體物質。

  濁度:水中含有泥土、粉砂、微細有機物、無機物、浮游生物等懸浮物和膠體物都可以使水質變的渾濁而呈現一定濁度,水質分析中規定:1L水中含有1mgSiO2所構成的濁度為一個標準濁度單位,簡稱1度。

  色澤和色度:色澤是廢水中的顏色種類,通常用文字描述。色度是指廢水所呈現的顏色深淺程度。色度的兩種表示方法:①鉑鈷標準比色法:規定在1L水中含有Pt1mg及Co0.5mg所產生的顏色深淺為1度。②稀釋倍數法:將廢水按一定的稀釋倍數,用水稀釋到接近無色時的稀釋倍數。

  生化需氧量(BOD):是指在溫度、時間都一定的條件下,微生物在分解、氧化水中有機物的過程中,所消耗的溶解氧量。

  化學需氧量COD:是指在一定條件下,用強氧化劑氧化廢水中的有機物質所消耗的氧量,常用的氧化劑有高錳酸鉀和重鉻酸鉀。

  總需氧量TOD:是指在特殊的燃燒器中,以鉑為催化劑,在900度溫度下使一定量水樣汽化,其中有機物燃燒,再測定氣體載體中氧的減少量,作為有機物完全氧化所需要的氧量。

  總有機碳TOC:用燃燒法測定水樣中總有機碳元素量,來反映水中有機物總量。

  有機氮:是反映水中蛋白質、氨基酸、尿素等含氮有機物總量的一個水質指標。可逐步分解為NH4+、NH3、NO3-、NO2-等形態,NH4+、NH3

  為氨氮,NO2- 為亞硝酸氮,NO3-為硝酸氮。總氮TN:是一個包括從有機氮到硝酸氮等全部含量的水質指標。

  廢水的分類:①根據廢水來源:分為生活污水和工業廢水;

  ②根據廢水中主要成分:有機廢水、無機廢水、綜合廢水;

  ③根據廢水中的酸堿性:酸性廢水、堿性廢水、中性廢水。

  ④根據產生廢水的工業部門或生產工藝:焦化、造紙、電鍍、化工、印染、農藥及冷卻廢水。

  廢水中主要污染物質:①固體污染物②有機污染物③油類污染物④有毒污染物(無機化學毒物、有機化學毒物、放射性物質)⑤生物污染物⑥酸堿污染物⑦營養物質污染物⑧感官污染物⑨熱污染。

  廢水處理方法及各自特點:物理處理法、化學處理法、生物處理法。

  ①物理處理法:通過物理作用分離,回收廢水中不溶解的懸浮狀態污染物的方法,可分為重力分離法、離心分離法及篩濾截留法。屬于重力分離法的處理單元有沉淀、上浮等,相應的處理設備是沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。離心分離法有離心分離機和水旋分離器等。篩濾截留法有柵篩截留和過濾兩種處理單元,設備有格柵和篩網、砂濾池和微孔濾機等。

  以熱交換原理為基礎的處理方法有蒸發、結晶等。

  ②化學處理法:通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的方法。

  以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元有混凝、中和、氧化還原等;以傳質作用為基礎的處理單元(物理化學處理法)有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透(膜分離技術)等。

  ③生物處理法:通過微生物的代謝作用,使廢水中呈溶解、膠體以及懸浮狀態的有機污染物轉化為穩定、無害的物質的方法。根據微生物的不同,分為好氧生物處理(活性污泥法和生物膜法)和厭氧生物處理(消化池處理高濃度有機廢水和污泥)。

  城市廢水處理的典型流程及各部分的作用:①一級處理:主要處理對象是較大的懸浮物。截流于沉淀池的污泥可進行污泥消化或其他處理,出水可排放于水體或用于污水灌溉。②二級處理:對出水水質要求更高時,再進行生物化學法處理,主要處理對象是有機物,并進一步降低懸浮物含量。③三級處理和高級處理:出水水質更高時,在二級處理后進行三級處理。主要對象是營養物質(N、P)及其他溶解物質和微量雜質,采用的方法有吸附、吹脫和超濾。有時目的不是為了排放,而是為了直接回用,處理對象還包括去除廢水中的細小懸浮物,難生物降解的有機物,微生物和鹽分等,采用的方法可能有吸附、離子交換、反滲透、消毒等。三級處理前必須有一、二級處理,強調順序性,而高級處理強調處理深度。

  沉淀類型:①自由沉淀:廢水中懸浮固體濃度不高,而且不具有凝聚的性能,在沉淀過程中,固體顆粒不改變形狀,也不互相粘合,各自獨立地完成沉淀過程。(沉砂池和初沉池的初期沉淀)

  ②凝聚沉淀:廢水中懸浮固體濃度也不高,但具有凝聚的性能,在沉淀的過程中,互相粘合,結合成為較大的絮凝體,其沉淀速度是變化的。(在初沉池后期和二沉池初期)

  ③集團沉淀(成層沉淀):當廢水中懸浮顆粒的濃度提高到一定程度后,每個顆粒的沉淀將受到其周圍顆粒的干擾,沉速有所降低,如濃度進一步提高,顆粒間的干涉影響加劇,沉速大的顆粒也不不能超過沉速小的顆粒,在聚合力的作用下,顆粒群結合成為一個整體,各自保持相對不變的位置,共同下沉。液體與顆粒群之間形成清晰的界面。沉淀的過程實際就是這個界面下降的過程。(活性污泥在二沉池的后期沉淀)

  ④壓縮沉淀:此時濃度很高,固體顆粒互相接觸,互相支承,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙的液體被擠出界面,固體顆粒群被濃縮。(活性污泥在二沉池污泥斗中和濃縮池中的濃縮)

  顆粒的沉降速度:依據斯托克斯公式得出。

  沉淀池的表面負荷:Q/A:單位時間內通過沉淀池單位表面積的流量,一般稱之為表面負荷,以q表示。(數值上與顆粒沉速)

  曝氣沉砂池:是一長形渠道,沿渠壁一側的整個長度方向,距池底20-80cm處安設曝氣裝置,在其下部設集砂斗,池底有I=0.1-0.2的坡度,以保證砂粒滑入。由于曝氣作用,廢水中有機顆粒經常處于懸浮狀態,砂粒互相摩擦并承受曝氣的剪切力,砂粒上附著的有機污染物能夠去除,有利于取得較為純凈的砂粒。

  自由沉降總去除率試驗的方法及總去除率的確定:將已測定過懸浮物含量的廢水攪拌均勻后,同時注入數個沉淀管中,經t1時間后,從第一個沉淀管高h處取出一定數量的廢水,同樣,經過t2、t3、t4……t5時間后,相應地從第2、3、4……n個沉淀管中同一高度處取出同樣數量的水樣,測定其中懸浮物含量分別為c1\c2\c3……cn.沉淀率為E=c0-ct/c0,懸浮物經t時間的沉速為u0=h/t.以沉速為橫坐標,以沉淀率為縱坐標,能夠繪出“沉速-沉淀率”關系曲線。

  理想沉淀池的工作過程分析:假定條件為:①池內廢水按水平方向流動,從入口到出口,顆粒水平分布均勻,每個顆粒都按水平流速v流動;②懸浮顆粒在整個水深均勻分布,其水平分速等于廢水的水平流速v,每個顆粒的沉速固定不變;③顆粒一經沉淀就不再上浮。沉淀池內分流入區、流出區、沉淀區和污泥區四部分。

  沉淀池溢流率和顆粒沉降速度的關系:

  沉淀池的分類及各自的水流特點:平流式(一端流入,按水平方向在池內流動,從另一端溢出)、輻流式(從中心進入,沉淀后廢水從池周溢出,水平流動)、豎流式(從池中央下部進入,由下向上流動,沉淀后廢水從池面和池邊溢出)

  斜管沉淀池增強沉淀效果的原理和具體方法:原理是理想沉淀池:在理想條件下,分隔成n層的沉淀池,理論上其過水能力為原池的n倍。具體方法:將水平隔層改為與水平面傾斜成一定角度的斜面,構成斜板或斜管。

  曝氣沉砂池的工作原理:由于曝氣作用,廢水中有機顆粒經常處于懸浮狀態,砂粒互相摩擦并承受曝氣的剪切力,砂粒上附著的有機污染物能夠去除,有利于取得較為純凈的砂粒。

  格柵:是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架,斜置在廢水流經的渠道上,或泵站集水池的進口處,用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態的固體污染物。

  慢速濾池快速濾池高速濾池

  過濾速度:關閉進水閥門后立即開始記錄時間直至濾池水位下降到排水口附近時止,并記下水位下降高度。下降高度與濾池水位下降所用的時間即為過濾速度。

  反沖洗強度:是指單位時間內單位濾料面積上所通過的沖洗水量。(L/m2.s)

  濾料的不均勻系數:(濾料的級配)是指濾料中粒徑不同的顆粒所占的比例,K80表示:K80=d80/d10

  過濾周期:兩次反沖洗的時間間隔稱為過濾周期;從反沖洗開始到發洗結束的時間間隔稱為反洗歷時。

  濾池的過濾作用機理:①機械隔濾作用:濾料層由大小不同的濾料顆粒組成,其間有很多孔隙,廢水流經時,比孔隙大的被截留在孔隙中,于是孔隙越來越小,以后進入的較小懸浮顆粒也被截留下來,使廢水得到凈化。②吸附、接觸凝聚作用:廢水流經濾料層的過程中,要經過彎彎曲曲的水流孔道,懸浮顆粒與濾料的接觸機會很多,在接觸的時候,由于相互分子間的作用力結果,出現吸附和接觸凝聚作用,尤其是過濾前加了絮凝劑時,接觸凝聚作用更為突出,濾料顆粒越小,吸附和接觸凝聚作用的效果越好。

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