2012年公用设备工程师给水排水：水处理专业名词及原理一

2012年公用设备工程师给水排水:水处理专业名词及原理固体污染物:水中以固体形态存在的污染物,其存在形态包括悬浮状态、胶体状态和溶解状态三种。 悬浮物:粒径在1nm以下,主要以低分子或离子状态存在的固体物质。 浊度:水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都可以使水质变的浑浊而呈现一定浊度,水质中规定:1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个浊度单位,简称1度。 色泽和色度:色泽是废水中的颜色种类,通常用文字描述。色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。色度的两种示方法:①铂钴标准比色法:规定在1L水中含有Pt1mg及Co0.5mg 所产生的颜色深浅为1度。②稀释倍数法:将废水按一定的稀释倍数,用水稀释到接近无色时的稀释倍数。 生化需氧量(BOD):是指在温度、时间都一定的条件下,微生物在分解、氧化水中有机物的过程中,所消耗的溶解氧量。 化学需氧量COD:是指在一定条件下,用强氧化剂氧化废水中的有机物质所消耗的氧量,常用的氧化剂有高锰酸钾和重铬酸钾。 总需氧量TOD:是指在特殊的燃烧器中,以铂为催化剂,在900度温度下使一定量水样汽化,其中有机物燃烧,再测定气体载体中氧的减少量,作为有机物完全氧化所需要的氧量。 总有机碳TOC:用燃烧法测定水样中总有机碳元素量,来反映水中有机物总量。 有机氮:是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个水质指标。可逐步分解为NH4+、NH3、NO3-、NO2-等形态,NH4+、NH3 为氨氮,NO2-为亚硝酸氮,NO3-为硝酸氮。总氮TN:是一个包括从有机氮到硝酸氮等全部含量的水质指标。 废水的分类:①根据废水来源:分为生活污水和工业废水; ②根据废水中主要成分:有机废水、无机废水、综合废水; ③根据废水中的酸碱性:酸性废水、碱性废水、中性废水。 ④根据产生废水的工业部门或生产工艺:焦化、造纸、电镀、化工、印染、农药及冷却废水。废水中主要污染物质:①固体污染物②有机污染物③油类污染物④有毒污染物(无机化学毒物、有机化学毒物、放射性物质)⑤生物污染物⑥酸碱污染物⑦营养物质污染物⑧感官污染物⑨热污染。 废水处理方法及各自特点:物理处理法、化学处理法、生物处理法。 ①物理处理法:通过物理作用分离,回收废水中不溶解的悬浮状态污染物的方法,可分为重力分离法、离心分离法及筛滤截留法。属于重力分离法的处理单元有沉淀、上浮等,相应的处理设备是沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池及其附属装置等。离心分离法有离心分离机和水旋分离器等。筛滤截留法有栅筛截留和过滤两种处理单元,设备有格栅和筛网、砂滤池和微孔滤机等。 以热交换原理为基础的处理方法有蒸发、结晶等。 ②化学处理法:通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的方法。 以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等;以传质作用为基础的处理单元(物理化学处理法)有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透(膜分离技术)等。 ③生物处理法:通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶解、胶体以及悬浮状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质的方法。根据微生物的不同,分为好氧生物处理(活性污泥法和生物膜法)和厌氧生物处理(消化池处理高浓度有机废水和污泥)。 城市废水处理的典型流程及各部分的作用:①一级处理:主要处理对象是较大的悬浮物。截流于沉淀池的污泥可进行污泥消化或其他处理,出水可排放于水体或用于污水灌溉。②二级处理:对出水水质更高时,再进行生物化学法处理,主要处理对象是有机物,并进一步降低悬浮物含量。③三级处理和高级处理:出水水质更高时,在二级处理后进行三级处理。主要对象是营养物质(N、P)及其他溶解物质和微量杂质,采用的方法有吸附、吹脱和超滤。有时目的不是为了排放,而是为了直接回用,处理对象还包括去除废水中的细小悬浮物,难生物降解的有机物,微生物和盐分等,采用的方法可能有吸附、离子交换、反渗透、消毒等。三级处理前必须有一、二级处理,强调顺序性,而高级处理强调处理深度。 沉淀类型:①自由沉淀:废水中悬浮固体浓度不高,而且不具有凝聚的性能,在沉淀过程中,固体颗粒不改变形状,也不互相粘合,各自独立地完成沉淀过程。(沉砂池和初沉池的初期沉淀) ②凝聚沉淀:废水中悬浮固体浓度也不高,但具有凝聚的性能,在沉淀的过程中,互相粘合,结合成为较大的絮凝体,其沉淀速度是变化的。(在初沉池后期和二沉池初期) ③集团沉淀(成层沉淀):当废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后,每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒的干扰,沉速有所降低,如浓度进一步提高,颗粒间的干涉影响加剧,沉速大的颗粒也不不能超过沉速小的颗粒,在聚合力的作用下,颗粒群结合成为一个整体,各自 保持相对不变的位置,共同下沉。液体与颗粒群之间形成清晰的界面。沉淀的过程实际就是这个界面下降的过程。(活性污泥在二沉池的后期沉淀) ④压缩沉淀:此时浓度很高,固体颗粒互相接触,互相支承,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间隙的液体被挤出界面,固体颗粒群被浓缩。(活性污泥在二沉池污泥斗中和浓缩池中的浓缩) 颗粒的沉降速度:依据斯托克斯得出。 沉淀池的表面负荷:Q/A:单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量,一般称之为表面负荷,以q表示。(数值上与颗粒沉速) 曝气沉砂池:是一长形渠道,沿渠壁一侧的整个长度方向,距池底20-80cm处安设曝气装置,在其下部设集砂斗,池底有I=0.1-0.2的坡度,以保证砂粒滑入。由于曝气作用,废水中有机颗粒经常处于悬浮状态,砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力,砂粒上附着的有机污染物能够去除,有利于取得较为纯净的砂粒。 自由沉降总去除率试验的方法及总去除率的确定:将已测定过悬浮物含量的废水搅拌均匀后,同时注入数个沉淀管中,经t1时间后,从第一个沉淀管高h处取出一定数量的废水,同样,经过t2、t3、t4……t5时间后,相应地从第2、3、4……n个沉淀管中同一高度处取出同样数量的水样,测定其中悬浮物含量分别为c1\c2\c3……cn.沉淀率为E=c0-ct/c0,悬浮物经t时间的沉速为u0=h/t.以沉速为横坐标,以沉淀率为纵坐标,能够绘出“沉速-沉淀率”关系曲线。 理想沉淀池的工作过程分析:假定条件为:①池内废水按水平方向流动,从入口到出口,颗粒水平分布均匀,每个颗粒都按水平流速v流动;②悬浮颗粒在整个水深均匀分布,其水平分速等于废水的水平流速v,每个颗粒的沉速固定不变;③颗粒一经沉淀就不再上浮。沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。 沉淀池溢流率和颗粒沉降速度的关系: 沉淀池的分类及各自的水流特点:平流式(一端流入,按水平方向在池内流动,从另一端溢出)、辐流式(从中心进入,沉淀后废水从池周溢出,水平流动)、竖流式(从池中央下部进入,由下向上流动,沉淀后废水从池面和池边溢出) 斜管沉淀池增强沉淀效果的原理和具体方法:原理是理想沉淀池:在理想条件下,分隔成n 层的沉淀池,理论上其过水能力为原池的n倍。具体方法:将水平隔层改为与水平面倾斜成一定角度的斜面,构成斜板或斜管。 曝气沉砂池的工作原理:由于曝气作用,废水中有机颗粒经常处于悬浮状态,砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力,砂粒上附着的有机污染物能够去除,有利于取得较为纯净的砂粒。格栅:是由一组平行的金属栅条制成的金属框架,斜置在废水流经的渠道上,或泵站集水池的进口处,用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。 慢速滤池快速滤池高速滤池 过滤速度:关闭进水阀门后立即开始记录时间直至滤池水位下降到排水口附近时止,并记下水位下降高度。下降高度与滤池水位下降所用的时间即为过滤速度。 反冲洗强度:是指单位时间内单位滤料面积上所通过的冲洗水量。(L/m2.s) 滤料的不均匀系数:(滤料的级配)是指滤料中粒径不同的颗粒所占的比例,K80表示:K80 =d80/d10 过滤周期:两次反冲洗的时间间隔称为过滤周期;从反冲洗开始到发洗结束的时间间隔称为反洗历时。