水质工程学PPT
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14.水质工程学 I —沉淀与澄清 §3-5澄清池(ppt文档)
（3）回流水量可为进水量的2～4倍。
（4）第一反应室出口流速50～80mm/s，第二反 应室进口流速40～50mm/s。
（5）清水区上升流速0.7～1.0m。
（6）清水区高度为2～3m，超高0.3m，喷嘴离 池底不大于0.6m，以免积泥。
（7）池底进水管流速为1.0m/s左右。
（8）与无阀滤池配套使用时，澄清池的出水槽 即可作为滤池的配水箱。
3、因池身较高，与无阀滤池配套较多。
4、原水浊度低或短时间内水量水温变化较 大时，工作不稳定，选用时应加注意。
设计参数：
（1）停留时间1～1.5小时，第一反应室、第二 反应室的停留时间分别为1～2min和5～7min。
（2）喷嘴流速6～9m/s，喉管流速2～3m/s。喷 嘴直径和喉管直径之比为1：3～1：4，截面积之比1： 12～1：13。
特点：
1、能适应水质水量的变化，工作稳定性较 好；
2、它需要设置变速电动机和减速装置等机 电设备，结构较复杂。
3、适用于原水悬浮物长期低于5000mg/L的 大、中、小型水厂。
设计参数：
（1）清水区上升流速一般采用0.8~1.1mm/s。
（2）水在澄清池内总停留时间可采用1.2~1.5h。
（3）叶轮直径可为第二絮凝室内径的70~80%，并应设 调整叶轮转速和开启度的装置。
最大的脉冲澄清池
上海南市水厂,规模3000m3/h，采用 钟罩（虹吸）式脉冲发生器。
2、泥渣循环型澄清池 （1）机械搅拌澄清池（机械加速澄清池）
第二反应室 导流室
分离室
第一反应室
搅拌提升装置
加速澄清池由于采用机械搅拌的方法来悬 浮泥渣，驱使泥渣回流，所以它具有较好的调 节性能（泥渣浓度、搅拌速度、泥渣循环量）。 通常提升流量为进水流量的3~5倍，因此所形 成的循环泥渣量为进水量的2~4倍。
（4）第一反应室出口流速50～80mm/s，第二反 应室进口流速40～50mm/s。
（5）清水区上升流速0.7～1.0m。
（6）清水区高度为2～3m，超高0.3m，喷嘴离 池底不大于0.6m，以免积泥。
（7）池底进水管流速为1.0m/s左右。
（8）与无阀滤池配套使用时，澄清池的出水槽 即可作为滤池的配水箱。
3、因池身较高，与无阀滤池配套较多。
4、原水浊度低或短时间内水量水温变化较 大时，工作不稳定，选用时应加注意。
设计参数：
（1）停留时间1～1.5小时，第一反应室、第二 反应室的停留时间分别为1～2min和5～7min。
（2）喷嘴流速6～9m/s，喉管流速2～3m/s。喷 嘴直径和喉管直径之比为1：3～1：4，截面积之比1： 12～1：13。
特点：
1、能适应水质水量的变化，工作稳定性较 好；
2、它需要设置变速电动机和减速装置等机 电设备，结构较复杂。
3、适用于原水悬浮物长期低于5000mg/L的 大、中、小型水厂。
设计参数：
（1）清水区上升流速一般采用0.8~1.1mm/s。
（2）水在澄清池内总停留时间可采用1.2~1.5h。
（3）叶轮直径可为第二絮凝室内径的70~80%，并应设 调整叶轮转速和开启度的装置。
最大的脉冲澄清池
上海南市水厂,规模3000m3/h，采用 钟罩（虹吸）式脉冲发生器。
2、泥渣循环型澄清池 （1）机械搅拌澄清池（机械加速澄清池）
第二反应室 导流室
分离室
第一反应室
搅拌提升装置
加速澄清池由于采用机械搅拌的方法来悬 浮泥渣，驱使泥渣回流，所以它具有较好的调 节性能（泥渣浓度、搅拌速度、泥渣循环量）。 通常提升流量为进水流量的3~5倍，因此所形 成的循环泥渣量为进水量的2~4倍。
《水质工程学》课件
水资源管理的概念和 方法
水资源管理旨在有效利用和保 护水资源，采用科学规划和综 合管理。
水质工程实践案例
水质工程应用案例
通过介绍实际应用案例，展示水 质工程学在解决问题中的作用。
城市污水处理例
介绍城市污水处理系统的设计与 运营，解决城市污染问题。
饮用水安全保障案例
分享保障饮用水安全的成功案例 和可行性措施。
《水质工程学》PPT课件
水质工程学是研究水的物理化学性质、污染与处理、水质分析与监测、饮用 水标准与水资源管理等方面的学科。本课程将深入探讨水质工程学的各个方 面。
课程概述
水质工程学的定义
水质工程学是研究水的物理 化学性质、污染与处理等方 面的学科。
水质工程学的应用范围
水质工程学应用于饮用水安 全、污水处理、水资源保护 等领域。
总结与展望
1 水质工程的意义
水质工程学对于保护环境、促进可持续发展具有重要意义。
2 未来发展方向
水质工程学将面临新的挑战和机遇，需要持续创新和发展。
3 自我提高和学习建议
鼓励学习者积极参与实践和研究，不断提升自身的水质工程技能。
水质工程学的历史概述
水质工程学起源于古代文明， 经历了技术发展和研究进展。
水的物理化学性质
1 水的组成
水分子由氧原子和氢原子组成，化学式为 H2O。
2 电离、酸碱度和 pH 值
水分子可以电离形成氢离子和氢氧根离子， 影响酸碱度和 pH 值。
3 溶解度
水可以溶解许多物质，溶解度受温度、压力 和物质特性影响。
常见的水处理技术
常见的水处理技术包括混凝、 絮凝、过滤、消毒等。
污水处理技术
污水处理技术包括生物处理、 化学处理和物理处理等。
水质工程学1过滤PPT课件
∶·∶··
过滤过 ∶：：：∶ ∶·： ·。∶·：
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程·
1.过滤过程
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五、滤池的种类
(一) 按滤速
1、慢滤池 0.01～0.4m/h 2、快滤池 8～10m/h 3、高速滤池 10～16m/h
五、滤池的种类
(二) 按作用水头 (三) 按水流方向
1、重力滤池 4～5m 2、压力滤池 15～25m
1、下向流滤池 2、上向流滤池 3、双向流滤池
(四) 按滤料组成
1、单层滤池 滤速 8-10m/h 2、双层滤池 滤速10-14m/h
直接过滤。（原水浊度低，水质好） 在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离 法等的预处理手段，也作为生化处理后的深度处理，使 滤后出水达到回用要求。
四、作用 (给水)
1、进一步降低水的浊度； 2、同时水中有机物、细菌及病毒将随水的浊度 而部分被去除。
降低
3、为滤后消毒创造了良好条件。
（残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依附时，在滤后 消毒过 程中也将容易被杀灭。）
水质工程学第四章沉淀 ppt课件
的颗粒的去除效率为：
h
u
H u0
可知，沉速小于u0的颗粒只有部分能沉淀下来，其 沉淀效率等于沉速与截留沉速的比值。
22
4.2.4 浑水异重流及平流沉淀池的构造特点
沉淀池由五部分组成： 进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平 稳，以提高沉淀效率。 沉淀区是沉淀进行的主要场所。 贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。 缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。
K为系数，此式在Cv=0~25%范围适用，当体积浓 度再大时，絮凝颗粒会相互连接成网状构造。从而 使Β=f（Cv）的关系破坏。
在较高的颗粒体积浓度和粒径分布比较均匀的 情况下，拥挤沉降过程中会出现上部的澄清水和下 部浑水之间出现明显的界面，这种现象称为界面 沉降（成层沉淀）
12
沉降过程分析： 沉淀筒分为清水、等浓度、过渡、淤积层
同时，判别式指出，增大Fr可减轻浑水异重流的影响。
当池内发生异重流时，即使用布水板在进水断面上均匀布 水，进池浑水还是会潜入池下部流动，所以在进水端面沿着 深度方向均匀布水意义不大，重要的是沿池宽方向需均匀布 水
25
为了适应异重流的影响，许多水厂开始从池表面积水，有 的还将集水槽向池中部延伸，甚至达到池长1/4的距离，仍能 取到清澈的沉淀水。
Q u 0(L /H )H b u 0A
u0 Q/ A
Qv/A——反映沉淀池效力的参数，一般称为沉淀池的表面负荷 率，或称沉淀池的溢流率，用符号q表示：
q Q/ A
理想沉淀池中，u0与q在数值上相同，但它们的物理概念不 同：u0的单位是m/h；q表示单位面积的沉淀池在单位时间内通过 的流量，单位是m3/（m2·h）。故只要确定颗粒的截留速度u0，就
对于生活污水，污泥区的总
[PPT]水质工程学-给水处理工程(共333页)
![[PPT]水质工程学-给水处理工程(共333页)](https://img.taocdn.com/s3/m/3703fd3182c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3e1.png)
（7）对部分原有项目的限制提出更严格的要求，共4项： 浊度、铅、镉、四氯化碳。
（8）增加了粪性大肠菌群的项目。
1.2标准的基本要求（P237表14-2）
1）水中不得含有病源微生物（3种）。 2）水中所含化学物质（70多种）及放射性物质（2种）
不得危害人体健康。 3）水的感官性状良好。
1.3标准简介（ 指标分类）
5）冷却方法
2.给水处理的基本工艺
1）饮用水常规处理工艺 2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和（或）
深度理论与设计.北京: 中国建筑工业出版社,1992
2.钟淳昌主编.净水厂设计. 北京:中国建筑工业 出版社,1991
3.(日) 水处理理论与应用.张自杰等译. 北京:中 国建筑工业出版社,1986
第一章给水处理概论
§1-1水源水质 §1-2水质标准 §1-3 给水处理方法概述 §1-4反应器
《水质工程学》电子教案 ------给水处理工程
课程性质及任务
〈水质工程学〉是给水排水工程专业的一门主 干专业课，其任务是通过本课程的学习，使学生全 面系统地了解水的性质、水质特征与水质指标等概 念，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本原理、 基本方法及基本应用与发展；基本掌握各种水处理 的技术与方法、应用条件、设计规范以及新工艺与 新技术，为将来从事本专业的工程设计、科学研究 及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。培 养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工 艺系统的初步能力和分析、解决实际工程问题的能 力。
1.3.1感官性状和一般化学指标 1) 感官性状指标（物理指标）
浊度 、悬浮物 、臭和味
2) 化学指标 a 杂质或污染物质的单项指标 b 无机特性的综合指标 c 有机污染物的综合指标
（8）增加了粪性大肠菌群的项目。
1.2标准的基本要求（P237表14-2）
1）水中不得含有病源微生物（3种）。 2）水中所含化学物质（70多种）及放射性物质（2种）
不得危害人体健康。 3）水的感官性状良好。
1.3标准简介（ 指标分类）
5）冷却方法
2.给水处理的基本工艺
1）饮用水常规处理工艺 2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和（或）
深度理论与设计.北京: 中国建筑工业出版社,1992
2.钟淳昌主编.净水厂设计. 北京:中国建筑工业 出版社,1991
3.(日) 水处理理论与应用.张自杰等译. 北京:中 国建筑工业出版社,1986
第一章给水处理概论
§1-1水源水质 §1-2水质标准 §1-3 给水处理方法概述 §1-4反应器
《水质工程学》电子教案 ------给水处理工程
课程性质及任务
〈水质工程学〉是给水排水工程专业的一门主 干专业课，其任务是通过本课程的学习，使学生全 面系统地了解水的性质、水质特征与水质指标等概 念，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本原理、 基本方法及基本应用与发展；基本掌握各种水处理 的技术与方法、应用条件、设计规范以及新工艺与 新技术，为将来从事本专业的工程设计、科学研究 及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。培 养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工 艺系统的初步能力和分析、解决实际工程问题的能 力。
1.3.1感官性状和一般化学指标 1) 感官性状指标（物理指标）
浊度 、悬浮物 、臭和味
2) 化学指标 a 杂质或污染物质的单项指标 b 无机特性的综合指标 c 有机污染物的综合指标
水质工程学吸附全解课件
06
吸附过程的经济技术评估与 案例分析
经济技术评估方法与指标
评估方法
吸附过程的经济技术评估主要包 括生命周期成本分析、投资回报 率分析、成本效益分析等。
评估指标
主要的评估指标包括每吨水的处 理成本、设备运行效率、设备维 护费用、设备使用寿命等。
吸附工艺的经济技术评估
工艺选择
根据原水水质、处理要求和场地条件 等因素，选择合适的吸附工艺，并进 行技术经济比较。
03
吸附平衡与动力学
吸附平衡
01
02
03
定义
吸附平衡是指在水处理过 程中，吸附剂与水中污染 物通过相互作用达到动态 平衡的状态。
平衡机制
吸附平衡主要受污染物在 水中的溶解度、吸附剂的 表面性质、以及水中的pH 值等因素影响。
吸附等温线
描述了在不同温度和压力 条件下，吸附剂对污染物 的吸附量与溶液中污染物 浓度的关系曲线。
03
固定床吸附设备
利用固定床层进行吸附，适用于大流量、低 浓度污染物的处理；
05
02
物理吸附设备
利用吸附剂的多孔性和高比表面积，通过物 理吸附去除水中的污染物；
04
按结构
可分为固定床吸附设备和移动床吸附 设备；
06
移动床吸附设备
利用移动床层进行吸附，适用于高浓度污染物 的处理。
常用吸附工艺流程
01
02
03
04
原水进入吸附塔前，需进行预 处理，以去除大颗粒物和悬浮
物；
预处理后的水进入吸附塔，与 吸附剂接触，污染物被吸附；
吸附后的水经过排放口排出， 或进行后续处理；
吸附剂可通过空气吹脱或水洗 脱方式进行再生。
吸附塔的设计与优化
水质工程学(1)PPT课件
1.1 天然水中杂质的种类与性质 1.3 饮用水水质与健康 1.4 用水水质标准
22
1.1 水中杂质的来源及其分类
水中杂质的来源
自然过程：降水、渗透、冲刷等 人为因素：使用中污染
水中杂质的分类
按杂质尺度分：悬浮物、胶体和溶解物 按化学结构分：无机杂质和有机杂质 按照来源分： 天然的和人为的
23
• 微量元素含量虽然低微，对人体健康有重要作用：
构成身体各个部分，调节生理功能， 参加酶的活动， 完成运送氧的任务和参与人体中激素的活动。
42
第 1 章 水质与水质标准
常量元素：氢、碳、氮、氧、钠、镁、磷、硫、氯、钾、钙 等。 钙是构成水的硬度的主要成分之一。人体内99％的钙存 在于骨骼和牙齿中，体内缺钙会引起佝偻病和骨质软化。 镁也是构成水的硬度的主要成分，70％存在于骨骼中， 其余分布于各种软组织和体液内。缺镁可引起心肌病变、 骨质脆弱和牙齿生长障碍等。 维持钾、钠离子的动态平衡，是保证心肌正常活动的重 要条件。钾对心肌坏死有预防作用。 磷占人体重量的1％，成年人体内含磷达700g，85％存 在于骨骼中，它可强心健脑，增强记忆。 这些元素大部分都含于自然界的天然水中，饮水是补充 这些元素的重要途径之一。
江河水 较多
最高
湖库水 较少
较低
海水
较少
低
水质 稳定性
稳定
硬度及含 盐量
高
不稳定
低
较稳定 较低
较稳定
高
35
第 1 章 水质与水质标准
• 1.3 饮用水水质与健康
水是构成人体的重要成分， 体内各种生理、生化活动绝大多数 是在水的参与下完成的。 世界卫生组织认为， 80％的成人疾病和50％的儿童死亡率 都与饮用水水质不良有关。
22
1.1 水中杂质的来源及其分类
水中杂质的来源
自然过程：降水、渗透、冲刷等 人为因素：使用中污染
水中杂质的分类
按杂质尺度分：悬浮物、胶体和溶解物 按化学结构分：无机杂质和有机杂质 按照来源分： 天然的和人为的
23
• 微量元素含量虽然低微，对人体健康有重要作用：
构成身体各个部分，调节生理功能， 参加酶的活动， 完成运送氧的任务和参与人体中激素的活动。
42
第 1 章 水质与水质标准
常量元素：氢、碳、氮、氧、钠、镁、磷、硫、氯、钾、钙 等。 钙是构成水的硬度的主要成分之一。人体内99％的钙存 在于骨骼和牙齿中，体内缺钙会引起佝偻病和骨质软化。 镁也是构成水的硬度的主要成分，70％存在于骨骼中， 其余分布于各种软组织和体液内。缺镁可引起心肌病变、 骨质脆弱和牙齿生长障碍等。 维持钾、钠离子的动态平衡，是保证心肌正常活动的重 要条件。钾对心肌坏死有预防作用。 磷占人体重量的1％，成年人体内含磷达700g，85％存 在于骨骼中，它可强心健脑，增强记忆。 这些元素大部分都含于自然界的天然水中，饮水是补充 这些元素的重要途径之一。
江河水 较多
最高
湖库水 较少
较低
海水
较少
低
水质 稳定性
稳定
硬度及含 盐量
高
不稳定
低
较稳定 较低
较稳定
高
35
第 1 章 水质与水质标准
• 1.3 饮用水水质与健康
水是构成人体的重要成分， 体内各种生理、生化活动绝大多数 是在水的参与下完成的。 世界卫生组织认为， 80％的成人疾病和50％的儿童死亡率 都与饮用水水质不良有关。
水质工程学PPt
• “水是人类社会赖以生存和发展的命脉， 水是人类社会赖以生存和发展的命脉， 水是人类社会赖以生存和发展的命脉 是城市的血液，没有水就没有人类社 是城市的血液， 没有水就没有城市。 会，没有水就没有城市。我跟水打了 ６０多年的交道 多年的交道， ６０多年的交道，深感至今对于水的 利用和处理还有许多问题需要研究探 讨，特别是在建设具有中国特色的社 会主义城镇的今天，尤为如此。”这 会主义城镇的今天，尤为如此。 是顾康乐一生的迷恋， 是顾康乐一生的迷恋，也是他留给后 来人的希冀。 来人的希冀。
• 主要课程：给水工程、排水工程、建筑 主要课程：给水工程、排水工程、 给水排水工程、工程力学、水力学、 给水排水工程、工程力学、水力学、测 量学、水泵与泵站、水处理微生物学、 量学、水泵与泵站、水处理微生物学、 无机化学、水分析化学、工程制图、 无机化学、水分析化学、工程制图、电 工与电子学、计算机技术与应用、 工与电子学、计算机技术与应用、管理 科学等。 科学等。
• 求职意向 应聘职能类型一： 应聘职能类型一：市政工程师 应聘职能类型二： 应聘职能类型二：给排水工程师 应聘职能类型三： 应聘职能类型三：建筑制图 应聘职能类型四： 应聘职能类型四：水电工程师 应聘职能类型五： 应聘职能类型五：设备工程师 应聘职能类型六： 应聘职能类型六：环保工程师
• 工作经验 2007年 7月 到天津市政工程公路有限责任公司 参加 暑期社会实践。 2007年 7月 到天津水利局及海水淡化研究所 参加暑 期社会实践。 2007年12月 在山东建筑大学校内实践基地实习。 2008年 8月 到北京西点方略营销顾问公司 参加银行 信息数据录入与整理工作。 2008年11月 到济南建大教授花园工地、09年十一届 全运会主场馆参加水工程施工实习。 2008年11月 到济南雪山供水有限公司、光大水务 （济南）有限公司、济南鹊华水厂实习。 2009年3月 江门市市政工程设计院 市政给排水设计 员 2009年7月 东莞新城市政工程设计咨询有限公司 市 政给排水设计员
水质工程学(全套557页PPT课件)
空间分布不均 81％的水资源分布在长江流域及其以南
年内及年际变化大 60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
给水处理存在的问题 1、取水过程
地表水（泥沙、藻类）和地下水（井） 2、输配水过程 防止二次污染、输水损耗（水的安全、管道安全） 3、水体生态环境的破坏
点污染污水排放量大、污染物成分复杂，水体自净能 力不足（水的良性循环、清洁生产）； 面污染比较分散，收集治理麻烦（科学施肥撒药、节 水灌溉，提高水的利用系数。例如：改进灌溉方式） 4、污水的处理再利用
水量短缺是水量达不到人们的需求而造成的水短缺。
历史上的天府泽国，目前基本上都处于程度不同的缺 水状态，一些地区出现了水乡无水喝的尴尬局面，水 资源危机给江南水乡社会经济的发展带来了严峻的挑 战。在著名的国际商贸城市义乌，市区有时每周正常 供水仅9小时，人均水资源拥有量仅为全国平均水平 的1／4。据称，在义乌有两样商品最好卖，即水桶和 水泵。
1.3 饮用水与健康
水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80％的成人疾病和50％的儿童死亡 都与饮用水水质不良有关。
1.3.1 水生物对人体健康的影响
影响较大：细菌、病毒、致病原生物。 此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。
1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、 消毒剂及消毒副产物的影响。
• 通常将在20℃，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。
★ 化学需氧量（COD）
• 定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。 重铬酸钾（CODCr或COD)
年内及年际变化大 60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
给水处理存在的问题 1、取水过程
地表水（泥沙、藻类）和地下水（井） 2、输配水过程 防止二次污染、输水损耗（水的安全、管道安全） 3、水体生态环境的破坏
点污染污水排放量大、污染物成分复杂，水体自净能 力不足（水的良性循环、清洁生产）； 面污染比较分散，收集治理麻烦（科学施肥撒药、节 水灌溉，提高水的利用系数。例如：改进灌溉方式） 4、污水的处理再利用
水量短缺是水量达不到人们的需求而造成的水短缺。
历史上的天府泽国，目前基本上都处于程度不同的缺 水状态，一些地区出现了水乡无水喝的尴尬局面，水 资源危机给江南水乡社会经济的发展带来了严峻的挑 战。在著名的国际商贸城市义乌，市区有时每周正常 供水仅9小时，人均水资源拥有量仅为全国平均水平 的1／4。据称，在义乌有两样商品最好卖，即水桶和 水泵。
1.3 饮用水与健康
水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80％的成人疾病和50％的儿童死亡 都与饮用水水质不良有关。
1.3.1 水生物对人体健康的影响
影响较大：细菌、病毒、致病原生物。 此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。
1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、 消毒剂及消毒副产物的影响。
• 通常将在20℃，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。
★ 化学需氧量（COD）
• 定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。 重铬酸钾（CODCr或COD)
(完整版)水质工程学课件
第一章水质与水质标准1。
1 天然水体中的杂质1.1.1按杂质颗粒的粒度分为：悬浮物—-零点几个微米至毫米,浑浊，显微镜或肉眼可见胶体——几纳米至零点几个微米，浑浊，超显微可见溶液——通常在纳米级以下，透明，电镜可见注：胶体化学定义胶体范围1 nm～100 nm，工程运用上边界0.45 μm或1 μm（1）悬浮物：泥土、粘土(〈50μm）、砂（〉50μm）、金属氧化物、原生动物及其包囊、藻类（〈80μm）、细菌（0.2～4μm)，纸浆纤维、石油微粒等。
（2）胶体：粘土类物质、金属氢氧化物、蛋白质（10～30nm）、硅酸（10~100nm）、纤维素、高分子有机物(如腐殖质内的富里酸和腐殖酸)、病毒（8~100nm）等等。
（3）溶液（溶解杂质）①溶解气体：O2、CO2、N2等（未污染水O2=5～10mg/L,〈14mg/L, CO2来源于有机物质的分解及地层化学反应，CO2的多少影响到碳酸平衡、碱度等，地面水一般为20～30，地下水可高达100 mg/L);②阳离子:Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Mn2+等；③阴离子：HCO3-、Cl—、SO42-、NO3-、SiO32-、F—等；④溶解性有机大分子(电解质与非电解质均有）1。
1。
2按污染物的类别分：（1）可生物降解的有机污染物——耗氧有机物碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有机物，能够被微生物降解成为无机物，微生物同时要消耗掉大量氧，危害水体质量。
(2）难生物降解的有机污染物主要包括农药（杀虫剂、除草剂）、脂类化合物、芳香族氨基化合物等人工合成的有机物，以及纤维素、木质素、腐殖质等植物残体。
其中一些是持久性有机污染物（POPs）.如多环芳烃，有机氯农药，邻苯二甲酸脂等.POPs对于自然条件下的生物代谢、光降解、化学分解等具有很强的抵抗能力.POPs在水体中的半衰期大多在几十天至20年,个别长达100年；已有的研究表明，POPs 除具有急性和慢性毒性外，还具有显著的致癌、致畸、致突变等远以及神经毒性和内分泌干扰特性等.其中，尤以其毒性效应，激素的内分泌干扰作用更受关注。
《水质工程学》课件
水质工程学未来发展趋势
智能化与自动化
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现水质工程处理的智能化 和自动化，提高处理效率和稳定性。
生态化与可持续性
发展生态化水质处理技术，降低能耗和资源消耗，实现可持续性发展 。
多功能化与综合化
开发多功能的处理技术和设备，满足不同水质处理需求，实现综合化 发展。
定制化与个性化
03
消毒工艺流程
04
膜分离工艺流程
03
水质工程学基本技术
混凝技术
总结词
通过向水中投加混凝剂，使水中的悬浮物和胶体物质脱稳，形成大颗粒絮状物，然后通过沉淀或过滤将其去除。
详细描述
混凝技术是水质工程学中的一项基本技术，主要应用于给水处理和废水处理领域。通过向水中投加混凝剂，如铝 盐、铁盐等，使水中的悬浮物和胶体物质脱稳，形成大颗粒絮状物。这些絮状物可以很容易地通过沉淀或过滤被 去除，从而使水质得到改善。
全。
工业废水处理工程实践
工业废水特点
成分复杂、污染物浓度高、水质波动大等。
处理工艺选择
根据废水性质和排放标准，选择合适的物理 、化学、生物处理工艺。
废水处理目标
降低污染物浓度、实现达标排放、资源化利 用等。
运行管理
建立完善的运行管理制度，确保废水处理设 施正常运行和污染物达标排放。
城市污水处理工程实践
重要性
随着全球水资源日益紧缺，水质 工程学在水资源保护、水污染控 制以及人类健康保障等方面发挥 着至关重要的作用。
水质工程学的历史与发展
历史
水质工程学的发展可以追溯到古代的 净水技术，如中国和印度等国的净水 方法。随着工业革命和城市化进程的 加速，水污染问题日益严重，推动了 水质工程学的快速发展。
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环 境 与 市 政 工 程 系 给 水 排 水 工 程 教 研 室
接触氧化法：将生物膜的优势引入到悬浮生长污水处 理系统而形成组合工艺，充分发挥两者的优点。
今后发展趋势
进一步探讨微生物在载体表面的固定机理， 开发工程中普遍适用的微生物固定技术，优化 生物膜结构及各种反应器工艺系统； 进一步提高各种生物膜反应器的净化功能； 深入研究生物膜微生物的增长及底物去除动
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a
载体
水流
b
载体
c
载体
d
An overview of biofilm attachment
Maturation
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2)生物膜的脱落
3)生物膜脱落的原因 • 内因 厌氧菌营养耗尽而死亡，其附着力降低，很 快脱落； 气态代谢产物不断逸出，破坏了好氧层生态 的稳定，使二者失去了平衡，生物膜老化； 气态产物的积累，将膜顶起。 • 外因 水流的冲刷作用，加大水量，则冲刷力增大
• 2.生物的食物链长；
• 3.能够存活世代时间较长的微生物，硝化菌； • 4.分段运行与优势菌种。
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生物膜和活性污泥上出现的微生物比较（类型、种属和数量）
微生物种类
活性污泥 法
生物膜法
微生物种类 活性污泥 法
生物膜 法
细菌 真菌 藻类 鞭毛虫 肉足虫
生物膜法：附着生长系统或固定膜工艺。
生物膜法的基本流程
初沉池作用： 去除大部分悬 浮固体物质； 防止生物膜反 应器堵塞；
进 水 初沉池 生物膜 作用是什 么？ 出 水 二沉池 作用：去 除脱落的 生物膜， 提高出水 水质。
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回流
Water Quality Engineering
水质工程学
排水工程 第三章 生物膜法
环境与市政工程系给水排水工程教研室 天津城市建设学院
第三章 生物膜法
• 概述
• 3.1 生物膜法的基本概念
• 3.2 生物膜的增长及动力学 • 3.3 生物滤池 • 3.4 生物转盘 • 3.5 生物接触氧化法 • 3.6 生物流化床 • 3.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺 • 3.8 生物膜法的运行管理
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3.1.2
生物膜的载体
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为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料(载体), 在生物膜法的发展和性能特征方面填料有着重要的影响。
滴滤池，生产中最早，以 碎石为填料。 碎石比表面积小，负荷小， 占地大，喷洒废水布水方式 不卫生。 所以生物膜法一直未被重 视。
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概 述
生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水 中有机物的方法，两者是平行发展起来的污水好氧处理工艺。
生 物 膜 法 和 活 性 污 泥 法 的 区 别
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活性污泥法：悬浮生长系统；
20世纪20～30 年代，生物滤池。
20世纪40～50年代， 生物滤池逐渐被活性 污泥法取代的趋势。
20世纪60年代， 新型有机合成材料开始 大量生产， 波纹板状、列管状和蜂 窝状等有机人工合成填料， 使生物膜反应器获得新 的发展。
对生物膜有关特征的认识和基础理论研究逐步加深， 实际应用工艺如生物滤池和生物转盘等更趋完善， 出现生物流化床和微孔膜生物反应器等新型生物膜 法工艺与系统。
(2)
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3.1.3.3 生物膜法的不足
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（1）需要较多的填料和支撑结构，在不少情况下基建投资
超过活性污泥法；
（2）出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细 小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低； （3）活性生物量较难控制，在运行方面灵活性差； （4）载体材料的比表面积小，BOD容积负荷有限； （5）采用自然通风供氧，在生物膜内层往往形成厌氧层， 从而缩小了具有净化功能的有效容积。
对数期或动力学增长期
在适应期形成的分散菌落开始迅速增长，逐渐覆盖载 体表面。在此阶段由于有机物、溶解氧及其它营养物的供
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给超过了消耗的需要，附着微生物以最大速度在载体表面
生长。一般在动力学增长期末，生物膜厚可达几十个微米。 在动力学增长期，通常可观察到如下现象：生物膜多聚糖 及蛋白质产率增加；底物浓度迅速降低，即有机污染物降 解速率很高；大量的溶解氧被消耗，在此阶段后期，供氧
• 1.耐冲击负荷，对水质、水量变动适应性较强； • 2.微生物量多，处理能力大、净化功能强，活性 污泥法的5～20倍； • 3.剩余污泥量少，沉降性能良好，易固液分离； • 4.能处理低浓度的污水，使BOD5=20~30mg/L的污 水降至5~10mg/L，活性污泥法进水BOD不能长 期低于50mg/L； • 5.一般不需污泥回流，易于维护运行、节能 ，无 污泥膨胀。
纤毛虫缘毛虫
纤毛虫吸管虫
++++ + + 一 ++ ++ +++ + +
++++ +++ ++ +++ +++ ++++ +
其他纤毛 虫
++
+++ +++ ++ ++ +
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+ 轮虫 + 线虫 寡毛类 一 其他后 一
生动物
昆虫类 一
++
3.1.3.2 生物膜法工艺特征
Mb 环 境 与 市 政 工 程 系 给 水 排 水 工 程 教 研 室
Sf
Ma
暂时性/Mb
生物膜增长期
潜伏期
O 永久性/Mb 2
减速 稳定
时 间
指数
线形
Ma动态阶段
Ma稳定阶段
永久性/Ma
暂时性/Ma
潜伏期或适应期
对数期或动力学增长期
线形增长期 减速增长期 生物稳定期
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1、生物膜的形成及其净化过程 2、生物膜的载体 3、生物膜法的特征 4、生物膜法反应器
3.1.1 生物膜的形成及其净化过程
生物膜的形成及其生长是实现废水有效处理的前提；形成性能良好的
生物膜是关键；
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定义：好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生
物粘附在生物滤池滤料或粘附在生物转盘盘片上的一层粘性的微生物混 合群体薄膜。 是生物膜法净化行〔废）水的工作主体 普通滤池的生物膜厚度约2 －3mm。
微生物量以每平方米滤料上干燥生物膜的重量或每立方米滤料上的生
物膜污泥重量表示
生物膜的构造
生物膜
厌氧 好氧
滤 料
附 流 着 动 水 水 CO2 层 层 BOD O2 H2O NH3 BOD
生物膜反应器
二沉池 排 泥
排 泥 出水回流作用： 稀释进水有机物浓度； 提高生物膜反应器的水力负荷，加大水流对 生物膜的冲刷作用，更新生物膜，避免生物膜 的过量累积，从而维持良好的生物膜活性和合 适的膜厚度； 出水回流不是必不可少的。
3.1 生物膜法的基本概念
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足够的机械强度，以抵抗强烈的水流剪切力作用； 优良的稳定性，包括生物、化学和热力学稳定性； 亲疏水性及良好的表面带电特性，带正电荷的载体有 利； 无毒性或抑制性； 优越的物理性状，如载体的形态、相对密度、孔隙率 和比表面积等； 就地取材、价格合理。
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Biofilm on rough surface Biofilm on smooth surface
载体1
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载体2
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载体3
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塑料工业发展， 塑料填料引入生物 膜处理系统，推动 生物膜法发展。
载体材料：无机和有机两大类
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无 机 类 载 体 有 机 类 载 体
沙子、碳酸盐类、各种玻璃材料、沸石类、陶瓷类、 碳纤维、矿渣、活性炭等。 机械强度高，化学性质相对稳定，比表面积较大。 不足：密度较大，在悬浮生物膜反应器中应用受限。
微生物代谢有机物。
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O2
生物膜的构造（剖面图）
生物膜的生长与脱落
1) 生物膜的生长 • 生物膜的形成: 在载体 表面生长繁殖、数量不 断增长，向载体表面外 伸展，形成好氧层 2mm；厚度不断增加， 膜内侧深部转变为厌氧 层。 水流 • 生物膜的成熟：P454