大学水质第18章+典型给水处理系统
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●课程教学目的本课程是环境工程专业必修的主要专业课之一,以讲授水处理单元操作为主,目的是使学生对水、废水与污染物的性质、来源、水质标准及控制水污染的基本途径和治理方法有较全面深入的了解,初步掌握水污染治理技术。
●教学任务本课程的任务是讲授水处理方法的基本知识,配合实验、学习、课程设计、毕业专题等教学环节,最终使学生掌握水处理的基本理论与工程技术,为进行水处理工程设计、科学研究和运行管理打下基础。
●教学内容的结构一、理论教学第一篇水质与水处理概论第 1 章水质与水质标准1.1 天然水中杂质的种类与性质1.2 水体的污染和自净1.3 饮用水水质与健康1.4 用水水质标准1.5 污水的排放标准第 2 章水的处理方法概论2.1 主要单元处理方法2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用2.3 水处理工艺流程第二篇物理、化学及物理化学处理工艺原理第 3 章凝聚和絮凝3.1 胶体的稳定性3.2 混凝原理3.3 混凝剂3.4 混凝动力学3.5 混凝过程3.6 混凝设施3.7 混凝试验第 4 章沉淀4.1 杂质颗粒在静水中的沉淀4.2 平流式沉淀池4.3 斜板、斜管沉淀池4.4 澄清池4.5 水中造粒4.6 浓缩4.7 气浮第 5 章过滤5.1 慢滤池与快滤池5.2 颗粒滤料5.3 快滤池的运行5.4 过滤理论5.5 滤层的反冲洗5.6 几种常见的滤池第 6 章吸附6.1 吸附概述6.2 活性炭吸附6.3 活性炭吸附的应用6.4 活性炭的再生6.5 水处理中的其它吸附剂第 7 章氧化还原与消毒7.1 概述7.2 氯氧化与消毒7.3 臭氧氧化与消毒7.4 其他氧化与消毒方法7.5 高级氧化概述第 8 章离子交换8.1 离子交换概述8.2 离子交换反应8.3 离子交换装置及运行操作8.4 离子交换的应用第 9 章膜滤技术9.1 概述9.2 微滤和超滤9.3 反渗透和纳滤9.4 电渗析9.5 膜滤技术在水处理中的应用第 10 章水的冷却 (自学部分)10.1 水的冷却原理10.2 冷却的热力学问题10.3 冷却水的水质与水处理第 11 章腐蚀与结垢 (自学部分)11.1 腐蚀类型与过程11.2 影响腐蚀的因素与腐蚀形式11.3 水质稳定指数11.4 水质稳定处理第 12 章其它处理方法 (自学部分)12.1 中和12.2 化学沉淀12.3 电解12.4 吹脱、汽提法12.5 萃取法第三篇生物处理理论与应用第 13 章活性污泥法13.1 活性污泥法的理论基础13.2 活性污泥的性能指标及其有关参数 13.3 活性污泥反应动力学及其应用13.4 活性污泥法的各种演变及应用13.5 曝气及曝气系统13.6 活性污泥法污水处理系统的过程控制与运行管理 13.7 活性污泥法的脱氮除磷原理及应用13.8 活性污泥法的发展与新工艺第 14 章生物膜法14.1 生物膜法的基本概念14.2 生物膜的增长及动力学14.3 生物滤池14.4 生物转盘14.5 生物接触氧化法14.6 生物流化床14.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺14.8 生物膜法的运行管理第 15 章厌氧生物处理15.1 概述15.2 厌氧生物处理的基本原理15.3 厌氧微生物生态学15.4 升流式厌氧污泥层工艺15.5 两相厌氧生物处理15.6 悬浮生长厌氧生物处理法15.7 固着生长厌氧生物处理法第 16 章自然生物处理系统16.1 稳定塘的基本原理16.2 好氧塘16.3 兼性塘16.4 厌氧塘16.5 曝气塘与深度处理塘16.6 常规稳定塘的设计原则第 17 章污泥处理、处置与利用17.1 概述17.2 污泥的分类、性质及计算17.3 污泥浓缩17.4 污泥的厌氧消化17.5 污泥的其它稳定措施17.6 污泥的调理17.7 污泥的干化与脱水17.8 污泥的干燥与焚化17.9 污泥的有效利用与最终处理第四篇水处理工艺系统第 18 章常用给水处理工艺系统(实践部分)18.1 给水处理工艺系统的选择原则18.2 地面水的常规处理工艺系统18.3 受污染水源水的处理工艺系统18.4 水的除藻18.5 水的除臭除味18.6 给水厂污水的回收利用18.7 给水厂污泥的处理与处置第 19 章特种水源水处理工艺系统(实践部分)19.1 高浊度水处理工艺系统19.2 地下水除铁除锰处理工艺系统19.3 水的除氟除砷处理工艺系统19.4 软化、除盐与锅炉水处理工艺系统19.5 游泳池水的处理工艺系统第 20 章城市污水处理工艺系统(实践部分)20.1 污水处理工艺系统的选择原则20.2 城市污水处理工艺系统20.3 活性污泥法处理系统实例20.4 污水深度处理与再生水有效利用20.5 污泥处理与利用工艺系统第 21 章工业废水处理工艺系统(实践部分)21.1 概述21.2 常用工业废水处理工艺系统二、实验教学1.颗粒自由沉淀实验Particle Free Sediment Experiment2.混凝实验Coagulation Experiment3.过滤及反冲洗实验Filtration and Wash Experiment4.树脂类型的鉴别Identifying Species of Resin5.强酸性阳树脂总交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume6.强酸性阳树脂工作交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Working Exchange Volume 7.曝气充氧实验Aeration Experiment8.完全混合式活性污泥法处理系统的观测和运行Completely Mixed Activated Sludge Process9.污泥沉降比 (SV%)和污泥指数(SVI)的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume 10.曝气池中环境因素的监测和菌胶团中生物相的观察Environmental Factor Monitor and Observation of Miroorganism in Zoogloea in Aeration Tank11.生物转盘实验Rotating Bio Disc Experiment12.SBR法计算机自动控制系统Computer Auto Control System of SBR13.间歇式活性污泥法实验Experiment System of Sequencing Batch Reactor模块或单元教学目标与任务“水质工程学”是环境工程专业和给水排水工程专业的重要学科基础课之一。
18 典型给水处理系统一教学内容及学时分配(2学时)18.1给水处理工艺系统的选择原则;18.2地面水的常规处理工艺系统;18.3受污染水源水处理工艺系统二教学目的及要求掌握给水处理设计步骤、要求和设计原则、水厂平面和高程布置原则;正确进行厂址、水厂工艺流程、处理构筑物的选择。
18.1给水处理工艺系统的选择原则18.1.1给水处理的任务给水处理的任务,是将不符合用户要求的原水加以处理,使之符合用户对水质的要求。
18.1.2给水处理工艺系统的选择给水处理工艺系统应该在技术上是可行的,在经济上是合理的,在运行上是安全可靠和便于操作的。
给水处理工艺系统应通过试验来检验。
强调试验检验的重要性,是由于每一原水水质都不尽相同,原则上应该不存在完全相同的水处理工艺系统。
通过试验,可以了解哪种工艺系统可以达到处理要求,可以优化单元处理方法的组合,可以优化工艺参数,以及了解各影响因素与水处理效果的关系等等,从而为水处理工艺系统的确定提供依据。
水处理试验对新的水处理工艺系统特别重要,因为新的工艺系统的实践比较少,对原水水质的适应性应通过试验来检验。
水处理试验对大型水厂工艺系统的选择也尤为重要,因为大型水厂出水水质的优劣对用户的影响比较大,并且无论建设总费用还是运行总费用也都比较高,所以通过试验可得优化工艺组合和优化工艺参数,能节省大量资金。
给水处理工艺系统的经济合理性,是在保证处理水质满足用户要求的前提下,使在资金偿还期限内建设费用和运行费用之和为最低。
18.2地面水的常规处理工艺系统地面水常规处理工艺,主要是指在以天然地面水为原水的城市自来水厂中采用最广的一种工艺系统,主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目标而设计的。
它形成于21世纪初,并在整个20世纪里不断得到完善。
以除悬浮物(浊度)为目标的常规水处理工艺系统,主要由混凝、沉淀和过滤三个单元处理方法组成,如图18—1所示。
原水中的悬浮物,特别是难于沉降的胶体,与投入水中的混凝剂混合接触脱稳后,在絮凝池中生成足够大的絮凝体,进而在沉淀池中被沉淀除去,剩余的细小絮凝体进一步在滤池中被过滤除去,从而得到浊度符合要求的处理水。