水污染控制工程课件教学PPT作者孙体昌娄金生第9章吸附
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水污染控制工程 ppt课件
第11章 循环冷却水处理
水垢的形成及控制，腐蚀及控制，微生物及控制。
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第12章 废水生化处理理论基础
生化处理
废水生化处理是利用生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物 质进行转化和稳定、使之无害化的处理方法。对污染物进行转化 和稳定的主体是微生物。
处理的对象
生活污水及工业有机废水中的有机物。
在微生物经过对数期大量繁殖后使培养液中的底物逐渐被消耗再加上代谢产物的不断积累从而造成了不利于微生物生长繁殖的食物条件和环境条件致使微生物的增长速度逐渐减慢死亡速度逐渐加快微生物数量趋于稳定
第1章 总论
一、废水的分类
根据废水的来源分为：生活污水及工业废水，工业废水又根 据废水的污染程度分为生产废水（轻）及生产污水（重）。 生活污水与工业废水混合排入城市污水管道即为城市污水
排入土壤的含油废水： 土层对油污吸附和过滤，在土壤形成油膜，破坏土壤的团粒 结构。 排入污水厂的含油废水： 影响活性污泥及生物膜的正常代谢过程，影响排水设备及管 道的正常工作，要求含油浓度不能大于30～50mg/L。 除油的方法： 浮油及重油—重力分离法（隔油沉淀法） 分散油及乳化油—气浮法、混凝沉淀或气浮法 溶解油—生物处理法等
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第5章 深层过滤
作用原理
含悬浮物的水流过具有一定空隙率的过滤介质，水中的悬浮物 被截留在介质表面或内部而除去。
处理的对象
浓度比较低的悬浊液中微小颗粒（悬浮物）。
滤池的类型
（1）慢滤池（<4m/h） （2）快滤池（4-10m/h） （3）高速滤池（10-60m/h）
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一、快滤池的构造
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8
一、沉淀的类型及特征 自由沉淀 絮凝沉淀
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“废水”是指废弃外排的水，强调废弃的一面。 “污水”是被污染物污染了的水，强调其脏的一面。 实际上有相当数量的废水是不脏的，如冷却水。因而用
“废水”一词统称所有排水比较合适。
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1.1 污水的类型和特征
水体污染 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在
水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理 性质和化学性质发生变化，使水体的固有生态系统和水体功 能受到破坏。
溶解物质
固体物质
悬浮固体物质
挥发性物质
固定性物质
18
1.2 污水的性质与污染指标
固体污染物的分类与形态
按化学性质分类 无机性污染物质和有机性污染物质
按物理形态分类
溶解物(DS, Dissolved Solids) d<1nm 透明 胶体物质(Colloidal Suspensions) 1<d<100nm 光照下浑
浊
悬浮固体(SS, Suspended Solids) d>100nm 浑浊甚至肉
眼固可体见污染物常用悬浮物和浊度两个指标来表示。 悬浮物是一项重要水质指标，它的存在不但使水质浑浊，
水体自净及其利用 城市污水处理及利用 工业废水处理及利用 给水净化处理 区域、城市和水系的水污染综合防治 水环境质量标准和污水排放标准
3
课程介绍
废水处理方法
物理法 化学法
通过重力或机械力分离污水中悬浮固体或油滴的处理 过程。处理对象：漂浮物和悬浮物。处理方法：格栅、 筛网、过滤池、沉淀池、隔油池、气浮池等。
课程介绍
环境工程 环境工程是一门运用工程、技术的方法和手段来控制环
境污染及改善环境质量的学科。
“废水”一词统称所有排水比较合适。
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1.1 污水的类型和特征
水体污染 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在
水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理 性质和化学性质发生变化，使水体的固有生态系统和水体功 能受到破坏。
溶解物质
固体物质
悬浮固体物质
挥发性物质
固定性物质
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1.2 污水的性质与污染指标
固体污染物的分类与形态
按化学性质分类 无机性污染物质和有机性污染物质
按物理形态分类
溶解物(DS, Dissolved Solids) d<1nm 透明 胶体物质(Colloidal Suspensions) 1<d<100nm 光照下浑
浊
悬浮固体(SS, Suspended Solids) d>100nm 浑浊甚至肉
眼固可体见污染物常用悬浮物和浊度两个指标来表示。 悬浮物是一项重要水质指标，它的存在不但使水质浑浊，
水体自净及其利用 城市污水处理及利用 工业废水处理及利用 给水净化处理 区域、城市和水系的水污染综合防治 水环境质量标准和污水排放标准
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课程介绍
废水处理方法
物理法 化学法
通过重力或机械力分离污水中悬浮固体或油滴的处理 过程。处理对象：漂浮物和悬浮物。处理方法：格栅、 筛网、过滤池、沉淀池、隔油池、气浮池等。
课程介绍
环境工程 环境工程是一门运用工程、技术的方法和手段来控制环
境污染及改善环境质量的学科。
《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PPT作者孙体昌娄金生气浮
8.1 电解气浮法 8.1.1平流式电解气浮 装置 8.1.2竖流式电解气浮 装置 8.2 散气气浮法 8.2.1微孔曝气气浮法 8.2.2剪切气泡气浮法 8.3 溶气气浮法 8.3.1真空溶气气浮法 8.3.2加压溶气气浮法
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气浮
8.4 气浮池 8.4.1平流式气浮池 8.4.2竖流式气浮池 8.4.3附属设备 8.5 气浮法的基本原理 8.5.1颗粒与微气泡的粘 附 8.5.2化学药剂对气浮的 影响 8.6 气浮法在废水处理中 的应用 24
(a)全部废水溶气气浮 加压溶气气浮法 (b)部分废水溶气气浮
(c)部分废水回流溶气气浮
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(a)全部废水溶气气浮 • 全部废水溶气气浮工艺流程是将全部废水进行加压溶气， 再经减压释放装置进入气浮池进行气浮分离
压力溶气罐
压缩空气 放气阀 压力表 溶气释放器 加压泵 刮渣机
浮渣室
出水 进水
消气井
刮泥板
出渣
出渣室
图8-8 真空气浮设备
操作室 （包括抽真空 设备）
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8.3.2加压溶气气浮法
加压溶气气浮法是通过产生正压的方法实现气体在废水中 的溶入，在常压下析出过程的一类溶气气浮法。 加压溶气气浮工艺主要由压缩空气产生设备、空气释放设 备和气浮池等组成。 加压溶气气浮法根据溶气水的来源或数量的不同分为：
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• (a)射流气浮法
射流气浮法是采用如图8-4所示的射流器向水中充入空气 的。 射流气浮池多为圆形竖流式。这类气浮方法设备简单，但 受设备工作特性的限制，吸气量不大，一般不超过进水量 体积分数的l0%。 喉管
喷嘴 吸入管 扩散管
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气浮
8.4 气浮池 8.4.1平流式气浮池 8.4.2竖流式气浮池 8.4.3附属设备 8.5 气浮法的基本原理 8.5.1颗粒与微气泡的粘 附 8.5.2化学药剂对气浮的 影响 8.6 气浮法在废水处理中 的应用 24
(a)全部废水溶气气浮 加压溶气气浮法 (b)部分废水溶气气浮
(c)部分废水回流溶气气浮
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(a)全部废水溶气气浮 • 全部废水溶气气浮工艺流程是将全部废水进行加压溶气， 再经减压释放装置进入气浮池进行气浮分离
压力溶气罐
压缩空气 放气阀 压力表 溶气释放器 加压泵 刮渣机
浮渣室
出水 进水
消气井
刮泥板
出渣
出渣室
图8-8 真空气浮设备
操作室 （包括抽真空 设备）
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8.3.2加压溶气气浮法
加压溶气气浮法是通过产生正压的方法实现气体在废水中 的溶入，在常压下析出过程的一类溶气气浮法。 加压溶气气浮工艺主要由压缩空气产生设备、空气释放设 备和气浮池等组成。 加压溶气气浮法根据溶气水的来源或数量的不同分为：
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• (a)射流气浮法
射流气浮法是采用如图8-4所示的射流器向水中充入空气 的。 射流气浮池多为圆形竖流式。这类气浮方法设备简单，但 受设备工作特性的限制，吸气量不大，一般不超过进水量 体积分数的l0%。 喉管
喷嘴 吸入管 扩散管
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？ 水质怎样
污染特征—全湖严重富营养化
❖ 水质超Ⅴ类水标准 ❖ 氮磷污染突出 ❖ 藻类疯长
滇池外海龙门村一带
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水环境污染已成灾害
健康受到危害，经济损失惨重， 水污染已经成为比洪灾、旱灾更为严重的灾害。
2008年全国因包括水污染在内的环境污染造成的经济损 失，高达5000多亿元，约占当年GDP的4%。
人均占有量少，水资源短缺
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一、我国的水资源状况
• 81％的水资源分布在长江流域及其以南；东南地区降水量 可达1600mm，造成涝灾；西北地区降水只有500mm，少 的地区不到200mm 东南多、西北少
• 三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连） 640个城市中，300多个城市缺水 许多地区缺水严重 空间分布不均
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四、我国的水污染现状 1、总体情况:
2011年，全国地表水总体为轻度污染。湖泊（ 水库）富营养化问题仍突出。
长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽 片河流、西南诸河和内陆诸河十大水系监测的469个国控 断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分 别为61.0%、25.3%和13.7%。主要污染指标为化学需氧 量、五日生化需氧量和总磷。
✓ 全国重点城市主要集中式饮用水源地
• 2011年，全国113个环保重点城市共监测389个集中式饮 用水源地，其中地表水源地238个、地下水源地151个。 环保重点城市年取水总量为227.3亿吨，服务人口1.63亿 人。达标水量为206.0亿吨，占90.6%；不达标水量为 21.3亿吨，占9.4%。
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✓ 河流
Ⅰ：源头水、国家自然保护区 Ⅱ：集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区; Ⅲ：集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区; Ⅳ：一般工业用水区、人体非直接接触的娱乐用水区； Ⅴ：农业用水区及一般景观要求水域
水污染控制技术 ppt课件
２、社会循环 人类为了生存，从自然环境中大量取用天然水，作为维
持生命活动的物质基础，又不断地通过新陈代谢把代谢产物 排泄到自然环境中，如此周而复始。水在人类社会中构成的 局部循环体系，被称为社会循环。
咸水 97.2％ 水
冰雪．冰川
77.2％
地下水．土壤水 22.4％
淡水 2.8％
湖泊．沼泽 大气 河流
4.固体物质固体SS：滤渣脱水烘干,mg/L。
第二节 水质指标与水环境质量标准
废水水质指标 小结
二、化学性指标
2、无机物指标
1、有机物指标
(1)生化需氧量BOD：水中有机污染物被好氧微生物分 (1)植物营养元素
解时所需的氧量，mg/L，BOD5 。 (2)pH：6-9
1、水污染 是指自然水体受到来自废水、大气、固体废物中
污染物的污染。
2、污水的来源 ①生活污水 ②工业废水 ③降水
第二节 水质指标与水环境质量标准
一、废水水质指标 （一）物理性指标 （二）化学性指标 （三）生物性指标 二、水环境质量指标
第一章
小结
（一）物理性指标
1、温度
第二节 水质指标 一.废水水质指标
0.35％ 0.04％ 0.01％
图1-1 地球上水的分配比例
第一节 水的循环
与水污染
一.水的循环
二.水污染
三.水中污染物
质及危害
二、水污染
1、水污染： 是指自然水体受到来自废水、大气、固体
废物中污染物的污染。 举例：松花江水污染事件 2、污水的来源： ①生活污水 ②工业废水 ③降水
三、水中污染物质及危害
泥沙、粘土
使水浑浊、产生粘泥
直径约在10-4mm以上
悬 藻类及原生动物 产生色度、臭味、浊度和粘泥
持生命活动的物质基础，又不断地通过新陈代谢把代谢产物 排泄到自然环境中，如此周而复始。水在人类社会中构成的 局部循环体系，被称为社会循环。
咸水 97.2％ 水
冰雪．冰川
77.2％
地下水．土壤水 22.4％
淡水 2.8％
湖泊．沼泽 大气 河流
4.固体物质固体SS：滤渣脱水烘干,mg/L。
第二节 水质指标与水环境质量标准
废水水质指标 小结
二、化学性指标
2、无机物指标
1、有机物指标
(1)生化需氧量BOD：水中有机污染物被好氧微生物分 (1)植物营养元素
解时所需的氧量，mg/L，BOD5 。 (2)pH：6-9
1、水污染 是指自然水体受到来自废水、大气、固体废物中
污染物的污染。
2、污水的来源 ①生活污水 ②工业废水 ③降水
第二节 水质指标与水环境质量标准
一、废水水质指标 （一）物理性指标 （二）化学性指标 （三）生物性指标 二、水环境质量指标
第一章
小结
（一）物理性指标
1、温度
第二节 水质指标 一.废水水质指标
0.35％ 0.04％ 0.01％
图1-1 地球上水的分配比例
第一节 水的循环
与水污染
一.水的循环
二.水污染
三.水中污染物
质及危害
二、水污染
1、水污染： 是指自然水体受到来自废水、大气、固体
废物中污染物的污染。 举例：松花江水污染事件 2、污水的来源： ①生活污水 ②工业废水 ③降水
三、水中污染物质及危害
泥沙、粘土
使水浑浊、产生粘泥
直径约在10-4mm以上
悬 藻类及原生动物 产生色度、臭味、浊度和粘泥
水污染控制工程PPT教学课件
四、水污染控制（Water Pollution Control）
定义
控制废水对环境的污染，防止水资源的破 坏和环境质量的下降
内容
“防”、“治”、“管”相结合
防：降低工业污染，清洁生产，尤其是含三致 废物的工厂
治：建设城镇排水系统，建设污水处理厂
管：加强管理，制定相关法规，标准见书中表 2和表3。
国内水污染控制发展状况
• 其他：环境工程师资格证书（待定）、环 境影响评价工程师资格证书（今年5月第 一次开考）、与企业环境管理相关的培训 证书（ISO14000、ISO9000）等。网 站均有相关资料。
方法：
• 预习、结合实践进行思考；
• 专题讨论（确定讨论课题，查资料，提 出观点，讨论，得出有益结论或达成共 识）
能力培养：搜集资料、分析问题、解决 问题
循环方式：水分蒸发、水汽输送、凝 结降水、水分下渗、径流
特点：不均匀性（空间、时间）
2. 用水的循环——城镇用水循环
给水工程—用水—废水—水污染控制 工程—排水系统—河流—给水工程
二、天然水质量与水质参数
自然界水质变化
纯水？
天然水：多组分的混合物
自然水循环与用水循环过程：能量交换，物质
循环（可能的污染），水质变化
• 外文期刊：学院图书馆网站的电子资源 • 联系方式：wenyuzh@，
ftp:///incoming/Home work/赵文玉
绪论
重点：水体污染的类型及严重性、我 国污水处理发展前景
一、水循环 1. 自然界的水循环
循环空间：大气圈、生物圈、岩石圈、 水圈
内分泌干扰化学品EDCs Endocrine Disrupting Chemicals：）
水污染控制工程经典课件第九章——污水水质和污水出路(共52张PPT)
有
油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体
的资源价值。
机
油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。
油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表
层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影
响。
物
大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体
的自净能力。
石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾
大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程 度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。
常以大肠菌群数/L计。 饮用水：<3个/L 城市排水：<10000个/L 游泳池： <1000个/L
融会贯穿各水质指标间的关系
第二节 污染物在水体环境中的迁移 与转化
水体的自净作用
河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水 向下游流动中浓度自然降低的现象。
性
pH和碱度
间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发 生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，
妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。
指
碱度指水中能与强酸定量作用的物质 总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物
碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。
标
重金属
重类序具钴微体金金号、生有，作重属属锡物2一影1为金定响主砷等生－微属要等。长毒人83量的指生，害体，金主性健汞物使比属要、毒蛋的康重元危镉 性 白一。大素害、显质般于。：铅著凝重4的生、的固金金物铬元;属逐属毒、素，级，性镍，如富也，，一锌集包抑以般、至括制及指铜人、
需氧量/（mg·L-1）
BOD与CBOD、NBOD 时间/d
BODL与BOD5
时间/d
化学性指标
化学需氧量〔COD〕
油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体
的资源价值。
机
油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。
油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表
层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影
响。
物
大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体
的自净能力。
石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾
大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程 度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。
常以大肠菌群数/L计。 饮用水：<3个/L 城市排水：<10000个/L 游泳池： <1000个/L
融会贯穿各水质指标间的关系
第二节 污染物在水体环境中的迁移 与转化
水体的自净作用
河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水 向下游流动中浓度自然降低的现象。
性
pH和碱度
间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发 生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，
妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。
指
碱度指水中能与强酸定量作用的物质 总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物
碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。
标
重金属
重类序具钴微体金金号、生有，作重属属锡物2一影1为金定响主砷等生－微属要等。长毒人83量的指生，害体，金主性健汞物使比属要、毒蛋的康重元危镉 性 白一。大素害、显质般于。：铅著凝重4的生、的固金金物铬元;属逐属毒、素，级，性镍，如富也，，一锌集包抑以般、至括制及指铜人、
需氧量/（mg·L-1）
BOD与CBOD、NBOD 时间/d
BODL与BOD5
时间/d
化学性指标
化学需氧量〔COD〕
《水污染控制工程》幻灯片
• 那么 m＝1/[1-(1-a/ D′) a为最末端2个出流孔口间距的2 倍，取0.08m；
• 出口孔径一般10-15mm，不得小于10mm。
• 每个出流孔口距滤池中心的距离(ri) ri＝R〔i/m〕0.5 〔中 间间距大、外侧小〕R为布水半径〔D′/2〕，i为从池中心算 起，每个孔口的排列顺序，一般从300mm，开场逐步减少 到40mm。
投配池内设虹吸装置(间歇供水，使滤料排水后间歇充氧，生 物膜再生)。排水干管布设在滤池外表下0.5-0.8m，支(竖) 管依据喷咀效劳半径设置,高出滤料之上0.15-0.2m，竖管 上安装喷咀，通过喷咀均匀布水。
d、排水系统：包括渗水装置、汇水沟、总排水沟(或集水槽), 见图5-2，汇水沟i=0.01-0.02(横向)、集水槽i=0.050.01(纵向－书中出错)。作用：排放处理后出水，保证间歇 阶段的通风(底部h≥0.6m)；汇水沟宽0.15m，间距2.54.0m(与布水间距一致)；排水沟内流速＞0.7m/s；
《水污染控制工程》幻灯 片
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第五章 污水的生理处理 －生物膜法
教学要求：
1、掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2、掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池
2、生物膜的主要特征：
1〕微生物相方面的特征：
a、参与净化反响微生物多样化。与活性污泥法相比，膜法具 有更好的生物多样性，生物膜固着在载体上时间长或生物平 均停留时间〔泥龄〕长，其除细菌广泛存在外，世代时间长、 比增殖速度小的微生物，如硝化菌等也大量存在，此外，丝 状菌，藻类众多，线虫、纤毛虫、轮虫以及昆虫等也都较广 泛地存在〔见P200表5-1〕。
• 出口孔径一般10-15mm，不得小于10mm。
• 每个出流孔口距滤池中心的距离(ri) ri＝R〔i/m〕0.5 〔中 间间距大、外侧小〕R为布水半径〔D′/2〕，i为从池中心算 起，每个孔口的排列顺序，一般从300mm，开场逐步减少 到40mm。
投配池内设虹吸装置(间歇供水，使滤料排水后间歇充氧，生 物膜再生)。排水干管布设在滤池外表下0.5-0.8m，支(竖) 管依据喷咀效劳半径设置,高出滤料之上0.15-0.2m，竖管 上安装喷咀，通过喷咀均匀布水。
d、排水系统：包括渗水装置、汇水沟、总排水沟(或集水槽), 见图5-2，汇水沟i=0.01-0.02(横向)、集水槽i=0.050.01(纵向－书中出错)。作用：排放处理后出水，保证间歇 阶段的通风(底部h≥0.6m)；汇水沟宽0.15m，间距2.54.0m(与布水间距一致)；排水沟内流速＞0.7m/s；
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第五章 污水的生理处理 －生物膜法
教学要求：
1、掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2、掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池
2、生物膜的主要特征：
1〕微生物相方面的特征：
a、参与净化反响微生物多样化。与活性污泥法相比，膜法具 有更好的生物多样性，生物膜固着在载体上时间长或生物平 均停留时间〔泥龄〕长，其除细菌广泛存在外，世代时间长、 比增殖速度小的微生物，如硝化菌等也大量存在，此外，丝 状菌，藻类众多，线虫、纤毛虫、轮虫以及昆虫等也都较广 泛地存在〔见P200表5-1〕。
相关主题
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➢ 7）灰分 活性炭在一定温度下燃烧后剩余物所占的质 量分数
➢ 8）含水率 活性炭中水的质量分数
➢ 9）耐磨强度 在一定的条件下经磨损后活性炭颗粒的粒径 与磨损前颗粒粒径之比
• 吸附能力不仅与活性炭的比表面有关，还与 其中细孔结构和细孔分布及表面化学性质有 关。
9.2.2 其他吸附剂
（1）树脂吸附剂 • 树脂吸附剂也叫做吸附树脂，是一种人工合成
9.8 吸附和离子交换应 用案例
9.8.1 吸附和离子交 换应用时需考虑的问题
9.8.2 应用案例 3
第9章 吸附和离子交换
9.1 吸附操作与设备 9.1.1 吸附操作方式 9.1.2 固 定 床 吸 附 操 作 9.1.3 移 动 床 吸 附 操 作 9.1.4 流 动 床 吸 附 操 作
9.2 吸附剂及其再生 9.2.1 活性炭吸附剂 9.2.2 其他吸附剂
9.2.3 吸附剂的再生 9.3 吸附的基本理论
9.3.1 吸附过程及分类 9.3.2 吸附平衡和平衡 吸附量 9.4 影响吸附过程的因素 9.4.1 吸附剂性质的影 响 9.4.2 吸附质性质的影 响 9.4.3 操作条件的影响
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9.1 吸附操作与设备
9.1.1 吸附操作方式
吸附操作的过程是使废水和吸附剂以某种方式 接触，完成吸附废水再与吸附剂分离而完成的。
▲腐植酸含有的活性基团有羟基、羧基、羰基、 胺基、磺酸基、甲氧基等。这些基团决定了 腐植酸对阳离子的吸附性能
腐殖酸吸附剂的分类
用作吸附剂的腐植酸类物质有两大类
一类是天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、 褐煤等，直接作吸附剂用或经简单处理后作 吸附剂用。
另一类是把富含腐植酸的物质用适当的粘结 剂制成腐植酸系树脂，造粒成型，以便用于 管式或塔式吸附装置。
➢ 4）粒径及粒径分布 有效粒径：10％的颗粒可以通过的筛孔尺寸 平均粒径：用一系列不同孔径的筛子筛分后 经计算得到 均匀系数：能使80％颗粒通过的筛孔直径与 能使10％颗粒通过的筛孔直径之比
➢ 5）空隙容积 单位质量的活性炭中的所有孔隙的容积
➢ 6）碘值 单位质量的活性炭中的所有孔隙的容积，碘值 越高吸附能力越大
按吸附操作过程中废水的流动状态，可分为静 态吸附和动态吸附。
按吸附操作过程中吸附剂床层的状态分为固定 床、移动床和流动床。
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静态吸附操作
一次吸附后出水水质达不到要求时， 往往采用多次静态吸附操作。
废水在不连续流动的条件由于多次吸附操作麻烦，在废水处 下进行的吸附操作为静态理中应用较少。 吸附操作
透 曲
穿透浓度
穿透时间
线
吸 附 时 间 的 变 化 情 况
吸 附 床 层 内 各 吸 附 区 随
t=0
出流时间（流出体积）tb
0<t<tb
t=tb tb<t<tx
未吸附区 吸附区 饱和区
耗竭时间
tx t=tx
影响穿透曲线形状的因素
吸附速度：吸附速度愈快穿透曲线愈陡，吸附 区愈短
吸附剂的种类和粒度：对球形吸附剂，粒度愈 小，穿透曲线愈陡
成品炭
（2）活性炭的分类 ➢ 按形状分类可以分为粉状、颗粒状、柱状、球
状和纤维状活性炭等
➢ 按生产的原料分类可分为木质、果壳、煤质、 石油类、再生和其他活性炭
➢ 按活化方法分类可以把活性炭分为化学、物理、 特殊活化活性炭
➢ 按内部微孔的分布分类可以分为大孔活性炭和 细孔活性炭
➢ 按用途分类可以分为净水用活性炭、脱色用活 性炭、分析用活性炭、防毒面具用活性炭等
9.2 吸附剂及其再生 9.2.1 活性炭吸附剂 9.2.2 其他吸附剂
9.2.3 吸附剂的再生 9.3 吸附的基本理论
9.3.1 吸附过程及分类 9.3.2 吸附平衡和平衡 吸附量 9.4 影响吸附过程的因素 9.4.1 吸附剂性质的影 响 9.4.2 吸附质性质的影 响 9.4.3 操作条件的影响
静态吸附操作过程是把一 定量的吸附剂加入待处理 的废水中，不断地进行搅 拌，达到吸附平衡后，用 沉降或过滤法使吸附剂与 废水分离。
搅拌装置
吸附剂 和原水
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动态吸附操作
动态吸附是在废水连
原水
续流动条件下进行的
吸附操作。
动态吸附操作过程是
连续的过程，一般是
废水连续通过一定厚从吸附剂床层在 度的吸附剂床层，使吸附过程中的状
吸附剂床层 吸附剂下降管
多孔板 活性炭输送水
饱和活性炭 取再生系统
产品水
移
再生后的活 性炭
动 床
吸
冲洗水管
附
塔
结
冲洗水 构
示
进水
意
排空管
图
17
第9章 吸附和离子交换
9.1 吸附操作与设备 9.1.1 吸附操作方式 9.1.2 固 定 床 吸 附 操 作 9.1.3 移 动 床 吸 附 操 作 9.1.4 流 动 床 吸 附 操 作
吸附过程中，吸附剂不是固定不动，而是逐渐 向下移动，所以称为移动床
按吸附剂排出的方式又分为间歇移动床和连续 移动床
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新活性炭
移
动 床 出水滤头
吸
附 塔
塔体
结
构
示 原水
意
图 活性炭输送水
产品水
吸附剂床层 饱和的吸附剂 吸附剂排出阀 饱和活性炭去
再生系统14
第9章 吸附和离子交换
9.1 吸附操作与设备 9.1.1 吸附操作方式 9.1.2 固 定 床 吸 附 操 作 9.1.3 移 动 床 吸 附 操 作 9.1.4 流 动 床 吸 附 操 作
降流式的出水水质较好，但水头损失较大 升流式水头损失增加较慢，运行时间较长，但
吸附剂容易流失
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原水
固 定 床 检查孔 吸 附 塔 结 构 示 意 图
产品水
反洗废水 表面冲洗水
吸附剂排出口 吸附剂床层 石英砂垫层
反洗水
9
（2）固定床的穿透曲线
出水污染物浓度
固 定 床 穿
c0 cx
耗竭浓度 cb
高温再生用于吸附了固体或离子的饱和活性炭， 废水处理中活性炭的再生一般要加热到 800~1000℃，并需要加入活化气体（如水蒸 气、二氧化碳等）才能完成
高温加热再生活性炭步骤
1）干燥：加热到100~150℃，目的是将吸附在 其细孔中的水分（水的质量分数约为40％~50 ％）蒸发出来，同时部分低沸点的有机物也随 着挥发出来
肺水肿的污染物吸附态，可以分为固
在吸附剂中。
定床方式、移动 床方式和流化床
方式
产品水
9.1.2 固定床吸附操作
（1）固定床吸附塔的结构
固定床吸附塔是废水处理中常用的吸附塔，在 这种动态吸附塔中，吸附剂在吸附操作过程中 是固定不动的，所以叫固定床
根据吸附时水流动的方向，固定床吸附塔又分 为升流式和降流式两种
（3）活性炭的性能指标 ➢ 1）比表面积
指单位质量的活性炭所具有的表面积，值 得注意的是活性炭的表面积包括其孔隙所形 成的表面积
➢ 2）堆积密度
活性炭在自然堆积的条件下，单位体积活 性炭的质量，此时的体积包括了活性炭颗粒 之间的空隙
➢ 3）真密度
活性炭颗粒去掉颗粒内部孔隙后单位体积 的活性炭的质量
9.2 吸附剂及其再生 9.2.1 活性炭吸附剂 9.2.2 其他吸附剂
9.2.3 吸附剂的再生 9.3 吸附的基本理论
9.3.1 吸附过程及分类 9.3.2 吸附平衡和平衡 吸附量 9.4 影响吸附过程的因素 9.4.1 吸附剂性质的影 响 9.4.2 吸附质性质的影 响 9.4.3 操作条件的影响
（1）活性炭的生产工艺简介 ♥ 活性炭是具有发达的空隙结构、很大比表面积和
吸附能力的炭 ♥ 属于非极性疏水性吸附剂 ♥ 其外观为暗黑色，可以根据需要制成不同的形状 ♥ 它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以
耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用， 不易破碎，是目前应用最广泛的吸附剂
活性炭生产过程
腐殖酸吸附剂的吸附特点
➢ 腐植酸对阳离子的吸附包括离子交换、螯合、 表面吸附、凝聚等作用，既有化学吸附，又 有物理吸附。当金属离子浓度低时，以螯合 作用为主，当金属离子浓度高时，离子交换 占主导地位
➢ 腐植酸类物质能吸附工业废水中的各种金属 离子，如Hg、Zn、Pb、Cu、Cd等，其吸附 率可达90％~99％。存在形态不同，吸附效 果也不同，如对Cr3+的吸附率大于Cr6+
➢ 在应用上它介于活性炭等吸附剂与离子交换 树脂之间，而兼具它们的优点，既具有类似 于活性炭的吸附能力，又比离子交换剂更易 再生
（2）腐殖酸系吸附剂
▲具有立体一般认为腐植酸是一组芳香结构的、 性质相似的酸性物质的复合混合物
▲它的大分子约由10个分子大小的微结构单元 组成，每个结构单元由核（主要由五元环或 六元环组成）、联结核的桥键（如－O－、 －CH2－、－NH－等）、以及核上的活性 基团所组成
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9.2 吸附剂及其再生
工业吸附剂必须满足的要求： a)吸附能力强 b)吸附平衡浓度低 c）化学性能稳定 d)容易再和再利用 e)机械强度好 f)吸附选择性好 g)来源广、价格低 ➢ 以上要求是对一般吸附剂的要求，实际应用
的吸附剂很难同时满足这八个方面的要求， 应根据不同的场合选用
9.2.1 活性炭吸附剂
加热再生法
化学氧化 再生法
常用的解吸 再生方法
药剂再生法
生物再生法
（1）加热再生法
加热再生即用外部加热的方法，改变吸附平衡 关系，达到使吸附质脱附或分解的目的
根据温度的不同，分为低温再生和高温再生
低温再生适用于吸附了气体物质的饱和活性炭， 通常加热到100~200℃，被吸附的物质就可以 脱附