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1、第四章水处理系统与废水最终处置,蒋艳红主讲,本章内容,第一节 给水与排水第二节 再生水系统（本章重点）第三节 废水的最终处置,第一节 给水与排水,城镇给水系统示意图,一、给水工程系统,（一）供水管路系统 配水管网的布置 设计水量计算（二）给水处理系统 给水处理厂总体设计 给水处理厂工艺流程的选择,选择厂址,水厂总体布置,附属建筑物,选择工艺,确定药剂,选择消毒方法及设备,二、排水工程系统,（一）污水收集系统 1、合流制排水系统 2、分流制排水系统 3、混合制排水系统（二）污水处理系统,动画,第二节 再生水系统,1、回用于工业,回用途径,2、回用于农业,3、回用于城市用水,工业冷却循环水,锅炉补
2、给水,工艺用水,农业灌溉,土地处理系统,饮用水源,绿化娱乐、景观补水及消防,水回用的公共问题与环境问题,何种组分是必须去除的，去除到什么程度？,污水回用标准（美国EPA）,再生水在加利福利亚州的典型用途和应用方法（部分）,奥运再生水水质标准,再生水的储存,储存的必要性用水的时间性（日，月）,农业和景观的灌溉,灌溉水水质指南（1）盐碱化（2）特殊离子的毒性（3）水的渗透特性,工业冷却水的循环与水质稳定,冷却对象,热交换器,压缩机组,炼钢、轧钢,化学反应器,发电机组,开放式循环水冷却原理,1、水-气间的接触传热,传热速率反比于双膜厚度。,如何提高循环水冷却设备的效率,两个传热途径,两相间给热 传热
3、方程qc=a(ta-t),蒸发放热 蒸发热速率 qv=r0lu lv=(a-),两相接触面积与温差,空气的逆向流速、低湿度的新鲜空气,qT=qc+qv,2、循环水冷却过程的热量衡算,H1=100Cp.Q（T1-T2）,H2=100Cpa.Qa（t2-t1）,H1=H2,Cp.Q（T1-T2）=Cpa.Qa（t2-t1）,高温水冷却后放热：,空气接受的热量：,二、冷却设备的种类与结构,冷却池,冷却塔,天然冷却池,喷淋冷却池,开放式冷却塔,风筒式冷却塔,鼓风式冷却塔,抽风式冷却塔,混流式冷却塔,冷却塔的工艺结构与工艺设计概要,冷却塔,三、循环水水质稳定性及其影响因素,什么是稳定性水质？水中的碳酸体
4、系对水质起着多方面的作用。当水中的碳酸体系在某条件下处于平衡时，水中的碱度、pH、硬度及各离子态物质均达到一平衡的定值。此时的水质既不会出现碳酸钙的沉淀倾向，也不会出现水中游离CO2对设备与管道的侵蚀倾向，此水质为稳定性水质。影响水质稳定的因素：,温度,脱CO2,浓缩作用,浓缩倍数 K=Sc/Ss,水中的离子平衡：,水质稳定性的判断方法,饱和指数法 IL=pH0-pHs 稳定性指数法：IR=2pHs-pH20 极限碳酸盐判断法,水质稳定的IR范围6.06.5,pH0为实际水溶液中的pH，pHs该温度下碳酸盐平衡体系中理论pH值，pH20为20度时碳酸盐平衡体系中理论pH值。,水质稳定的IL范围
5、0.250.3,pHs：碳酸盐平衡体系中理论pH值的计算,水的pH在6.59之间时，水的碱度以碳酸盐碱度为主：,因为CaCO3的溶度积有：KsCa2+CO32-,(1),(2),(3),(4),对4式取对数：,式中Ca2+，AlK为实际测量值。,四、循环冷却水稳定性处理,聚合磷酸盐类,有机磷酸盐类,聚羧酸盐类,回用于城市用水,实例 奥运公园水面是世界上迄今为止规模最大的以再生水为唯一水源的人工水景。奥运公园水面规划占地约60公顷，其中奥运公园北区水面约50公顷，日需补充水量为6.5万吨；中心区水面面积约10公顷，日需补充水量为1万吨。总补充水量为每日7.5万吨。,第三节 废水的最终处置,废水的
6、最终排放：,小湖，水库,河流，大江,海洋,各种排放条件下的有机物变化模型分析,a 排入湖泊，水库中废水有机物变化模型分析,由质量平衡得湖中有机物平衡等式：积累量流入量-流出量+产生量+消耗分解量,Qr Cr,河水,污水排入,qw Cw,Qr qw Cm,-kCm,（1）,令 W QrCr+qw Cw t0V/（Qr+qw）,将（1）改写为：,令：,b 当时间趋向无穷，湖泊中有机物平衡浓度为：,b 废水排入中小河流有机物变化模型,假设污水排入后立刻与河水完全混合，根据第一章的氧垂曲线模型推导得到亏氧量变化公式：,式中La即BOD值，取完全混合的有机物浓度：,有机物降解变化：,c 废水排入大江中有机物变化模型,一般在江底设置排放口，排放属于不完全混合型，主要依靠江水的稀释作用降低有机物的浓度，可以不考虑水体的自净作用。,在排放口深度和排放强度确定时，任一点的污染物浓度计算：,M 排放污染物的强度（g/s）h排放深度y 计算点y的均方差Ux江水顺流平均流速,污染物在水中横向增宽：,Dyayhu*u*=(2gI)1/2,I为水力坡度u*为膜阻流速，ay为无因次扩散系数,达标排放：排河、排湖、排海,废水排放入海,问卷调查,1、对于环境工程这门课你还想了解哪些内容？2、你对老师上课有何建议和意见？,
