水处理精品课程建设毕业设计 12页

第一篇总论学习情景一污水的性质与污染指标我国水资源特点11污水1污水定义受到人类活动的影响其物理化学性质发生变化即被污染过的水简称污水2污水组成生活污水它是人们在日常生活中使用过的并被生活废料所污染过的水包括厨房和卫生间用水特点1有机物含量高2污染物浓度低工业废水指在工矿企业生产活动中使用过的水1生产污水在生产过程中形成并已被废料污染过的水需进行净化处理2生产废水在生产过程中形成但并未直接参与生产工艺未被废料污染的水因此不需净化处理特点污染物浓度高毒性大　雨水主要指初期雨水指雨水流经地表时受到的污染也需净化处理3城市污水通过污水管道收集到的生活污水工业废水和被污染雨水的混合污水4污水出路⑴排放水体污水的自然归宿⑵灌溉田地符合灌溉的规⑶重复使用中水回用工业利用12城市污水的性质与污染指标一物理性质及物理性指标1水温与排水体制和排入排水系统中的生活污水与工业废水所占比例有关生活污水温度一般在10～20℃危害水温40℃或水温5℃都不利用生物处理的温度2色度感官性指标水的颜色用色度作为指标生活污水正常颜色灰色如果在管道中停留时间过长呈灰褐色工业废水的色度与企业性质有关如电镀废水绿色兰色或橙色印染废水红色黄色等\n定义将有色污水用蒸馏水稀释后与参比水样对比一直稀释到两水样色差不一样此时污水的稀释倍数即为其色度表色由悬浮固体所形成的色度真色由胶体或溶解性物质所形成的色度3臭味感官性指标可定性反映某种污染物的多少天然水是无嗅无味的污水的臭味来源于还原性硫和氮的化合物挥发性有机物和氯气等污染物质4固体含量用总固体量来衡量记作TS测定把一定量的水样在105～110℃烘箱中烘干至恒重所得重量为总固体量⑴固体物质分类①按存在形态分为悬浮固体物质SS溶解性固体物质DS和胶体②按性质分为有机物无机物和生物体⑵悬浮固体物质SS把水样用滤纸过滤被滤纸截留的滤渣在105～110℃烘箱中烘干至恒重所得重量称为悬浮固体组成a挥发性悬浮固体VSS在马福炉中灼烧后失去的重量代表有机物b非挥发性悬浮固体NVSS灼烧后残留的重量即灰分代表无机物生活污水中VSS占70％NVSS占30％⑶溶解性固体物质DS和胶体把水样用滤纸过滤后滤液蒸干所得的固体称为溶解性固体物质和胶体如淀粉葡萄糖硫酸盐氯化物等溶解性固体表示盐类的含量悬浮固体表示水中不溶解固态物质量研究意义当前已经把水循环看作为一个动态有序系统按系统分析水循环的每一环节都是系统的组成成分也是一个亚系统各个亚系统之间又是以一定的关系互相联系的这种联系是通过一系列的输入与输出实现的例如大气亚系统的输出——降水会成为陆地流域亚系统的输入陆地流域亚系统又通过其输出——径流成为海洋亚系统的输入等以上的水循环亚系统还可以细分为若干更次一级的系统\n　　径流是一个地区流域的降水量与蒸发量的差值多年平均的大洋水量平衡方程为蒸发量降水量径流量多年平均的陆地水量平衡方程是降水量径流量蒸发量但是无论是海洋还是陆地降水量和蒸发量的地理分布都是不均匀的这种差异最明显的就是不同纬度的差异水循环把水圈中的所有水体都联系在一起它直接涉及到自然界中一系列物理的化学的和生物的过程水循环对于人类社会及生产活动有着重要的意义水循环的存在使人类赖以生存的水资源得到不断更新成为一种再生资源可以永久使用使各个地区的气温湿度等不断得到调整此外人类的活动也在一定的空间和一定尺度上影响着水循环研究水循环与人类的相互作用和相互关系对于合理开发水资源管理水资源并进而改造大自然具有深远的意义地理意义水循环的地理意义有五方面　　①水在水循环这个庞大的系统中不断运动转化使水资源不断更新　　②水循环维护全球水的动态平衡　　③水循环进行能量交换和物质转移陆地径流向海洋源源不断地输送泥沙有机物和盐类对地表太阳辐射吸收转化传输缓解不同纬度间热量收支不平衡的矛盾　　④造成侵蚀搬运堆积等外力作用不断塑造地表形态　⑤水循环可以对土壤的优质产生影响水资源的特征\n有限性Limited可再生性Renewable水资源概况1概况我国江河众多流域面积在100km2以上的河流有5万多条1000km2以上的约有1500多条但受气候和地形的影响河流分布很不均匀绝大部分河流分布在我国东部湿润多雨的季风区西北内陆气候干燥少雨河流很少我国有1km2以上的湖泊2300多个总面积7187km2约占国土面积的08湖水总储量约为7088亿m3其中淡水量占32我国还有丰富的冰川资源共有冰川43000余条集中分布在西部地区总面积58700km2占亚洲冰川总量的一半以上总贮量约52000亿m3我国平均年降水量为61889亿m3平均降水深6484mm年均河川径流量27115亿m3合径流深2841mm河川径流主要靠降水补给由冰川补给的只有500亿m3左右我国年平均地下水资源为82876亿m3根据分析计算我国地表水和地下水的量分别为27115和8288亿m3扣除二者间的重复量7279亿m3后则我国多年平均水资源总量28124亿m3我国水资源的时空分布特点可通过降水蒸发径流等水平衡要素的分布反映如下　1水资源总量较丰富人均和地均拥有量少我国多年平均年水资源总量为28124亿m3其中河川径流约占94低于巴西前苏联加拿大美国和印度尼西亚约占全球径流总量的58居世界第6位平均径流深为284mm为世界平均值的90居世界第7位可见我国的水资源量还是比较丰富的然而我国人口众多按12亿人口计算平均每人每年占有的河川径流量2260m3不足世界平均值的14分别是美国人均占有量的16前苏联的18巴西的119和加拿大的158我国地域辽阔平均每公顷耕地的河川径流占有量约28320m3为世界平均值的80所以人我国水资源量与需要不适应的矛盾十分突出以占世界7的耕地和6的淡水资源养活着世界上22的人口2水资源时空分布不均降水是我国河川径流的主要补给来源全国降水量的44转化为径流平均径流深2848mm而我国降水量受海陆分布和地形等因素的影响在地区上分布很不平衡年降水量和径流深都由东南沿海向西北内陆递减东南沿海径流深为1200mm而西北干旱区小于50mm甚至等于零水资源的地区分布与人口和耕地的分布很不适应南方耕地面积只占全国的359但水资源却占总量的81人均水资源约为全国平均的16倍亩均水量为全国平均的23倍北方黄河淮河海河辽河四大流域片的耕地多人口密淡水资源量只有全国的19人均占有水量只有全国平均的18左右亩均水量仅为全国均值的15我国干旱和半干旱地区由于降水稀少蒸发旺盛蒸发能力大大超过降水能力在西部内陆沙漠和草原地区蒸发能力达到mm为我国蒸发能力最强的地区而在东北大小兴安岭长白山千山丘陵区和三江平原气温既低湿度又大因此年蒸发量较小仅mm我国地表径流随时间的分布也很不均匀径流的季节性分配具有夏季丰水冬季枯水春秋过渡的特点而且年际变化北方大于南方我国东北平原黄河淮河海河平原以及长江中下游平原的地下水补给以降雨为主而在西北内陆盆地则主要以河川径流补给为主南方山区地下水补给量大一般为2025万m3km2·a而东北西部内蒙和西北内陆河山丘区一般小于5万m3km2·a我国水资源的主要问题1我国水资源人均和亩均水量少我国水资源总量为28124亿m3其中河川径流量为27115亿m3居世界第六位但我国人均水资源量只有2710m3约为世界人均水资源的14列世界第88位亩均水资源量也只有1770m3相当于世界平均数的23左右因此虽然我国水资源总量并不少但人均和亩均水量并不丰富　2水资源时空分布不均匀水土资源组合不平衡我国水资源的时空分布很不均匀与耕地人口的地区分布也不相适应我国南方地区耕地面积只占全国359人口数占全国的547但水资源总量占全国总量的81人均而北方四区水资源总量只占全国总量的144耕地面积却占全国的583由于季风气候的强烈影响我国降水和径流的年内分配很不均匀年际变化大少水年和多水年持续出现旱涝灾害频繁平均约每三年发生一次较严重的水旱灾害　3水土流失严重许多河流含沙量大\n由于自然条件的限制和长期人类活动的结果中国森林覆盖率只有12居世界第120位水土流失严重全国水土流失面积约150万km2约占国土面积16结果造成许多河流的含沙量大如黄河年平均含沙量为377kgm3年输沙总量16亿t居世界大河之首4我国水资源开发利用各地很不平衡在南方多水地区水的利用率较低如长江只有16珠江15浙闽地区河流不到4西南地区河流不到1但在北方少水地区地表水开发利用程度比较高如海河流域利用率达到67辽河流域达到68淮河达到73黄河为39内陆河的开发利用达32地下水的开发利用也是北方高于南方目前海河平原浅层地下水利用率达83黄河流域为49水资源的有限性全球水资源分布图我国水资源状况水资源缺乏人均仅世界平均的14城市人均占有的水资源量更低时空分布不均水资源的可再生性自然再生周期性人工再生解决水资源短缺的重要途径之一水的类型水量104KEEl3比例海洋水973淡水湖1250009盐湖和内海l040008河流0100001土壤水670005地下水83506冰冠和冰川292021大气水130001总计100水的社会循环对自然循环的影响自然循环社会循环平衡破坏给水处理平衡破坏排水工程取水排放毕业设计设计题目水处理精品课程建设设计人系别动力系专业热能与动力工程指导老师学号设计时间2009年3月2009年6月本章目录11污水12城市污水的性质与污染指标本章小结水资源Waterresource基本概念水的存在状态固气液水圈水圈Hydrosphere\n是地球外圈中作用最为活跃的一个圈层它与大气圈生物圈和地球内圈的相互作用直接关系到影响人类活动的表层系统的演化水圈也是外动力地质作用的主要介质是塑造地球表面最重要的角色水体存在方式不同其作用方式也有比较大的差别按照水体存在的方式可以将水圈划分为海洋河流地下水冰川湖泊等五种主要类型液态和固态水体所覆盖的地球空间水圈中的水上界可达大气对流层顶部下界至深层地下水的下限包括大气中的水汽地表水土壤水地下水和生物体内的水各种水体参加大小水循环不断交换水量和热量水圈中大部分水以液态形式储存于海洋河流湖泊水库沼泽及土壤中部分水以固态形式存在于极地的广大冰原冰川积雪和冻土中水汽主要存在于大气中三者常通过热量交换而部分相互转化水圈内全部水体的总储量为1386亿立方公里其中海洋为1338亿立方公里占总储量的965％分布在大陆上的水包括地表水和地下水各占余下的一半左右在全球水的总储量中淡水仅占253％其余均为咸水人类大规模的活动对水圈中水的运动过程有一定的影响大规模的砍伐森林大面积的荒山植林大流域的调水大面积的排干沼泽大量抽用地下水等都会促使水的运动和交换过程发生相应变化从而影响地球上水分循环的过程和水量平衡的组成人类的经济繁荣和生产发展也都依赖于水如水力发电灌溉航运渔业工业和城市的发展无不与水息息相关\n地球表面的水是十分活跃的海洋蒸发的水汽进入大气圈经气流输送到大陆凝结后降落到地面部分被生物吸收部分下渗为地下水部分成为地表径流地表径流和地下径流大部分回归海洋水在循环过程中不断释放或吸收热能调节着地球上各层圈的能量还不断地塑造着地表的形态水圈中的地表水大部分在河流湖泊和土壤中进行重新分配除了回归于海洋的部分外有一部分比较长久地储存于内陆湖泊和形成冰川这部分水量交换极其缓慢周期要几十年甚至千年以上从这些水体的增减变化可以估计出海陆间水热交换的强弱大气圈中的水分参与水圈的循环交换速度较快周期仅几天由于水分循环使地球上发生复杂的天气变化海洋和大气的水量交换导致热量与能量频繁交换交换过程对各地天气变化影响极大目前各国极其关注海－气相互关系的研究生物圈中的生物受洪涝干旱影响很大生物的种群分布和聚落形成也与水的时空分布有极密切的关系生物群落随水的丰缺而不断交替繁殖和死亡大量植物的蒸腾作用也促进了水分的循环水在大气圈生物圈和岩石圈之间相互置换关系极其密切它们组成了地球上各种形式的物质交换系统形成千姿百态的地理环境水的自然圈地下1km地上10km水的社会圈人类活动范围水循环水在自然界的迁移转化规律水资源所有参与水循环的水水循环Hydrologicalcycle水循环的主要方式蒸发和输运水循环大循环全球、大区域小循环小区域循环的特征水量平衡∑Qin∑Qout大循环小循环\n水循环分为大循环和小循环从海洋蒸发出来的水蒸气被气流带到陆地上空凝结为雨雪雹等落到地面一部分被蒸发返回大气其余部分成为地面径流或地下径流等最终回归海洋这种海洋和陆地之间水的往复运动过程称为水的大循环仅在局部地区陆地或海洋进行的水循环称为水的小循环环境中水的循环是大小循环交织在一起的并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进行着水循环定义定义1水循环是指水由地球不同的地方透过吸收太阳带来的能量转变存在的模式到地球另一些地方例如地面的水份被太阳蒸发成为空气中的水蒸汽而水在地球的存在模式包括有固态液态和气态而地球的水多数存在于大气层中地面地底湖泊河流及海洋中水会透过一些物理作用例如蒸发降水渗透表面的流动和表底下流动等由一个地方移动至另一个地方如水由河川流动至海洋定义2在太阳能和地球表面热能的作用下地球上的水不断被蒸发成为水蒸气进入大气水蒸气遇冷又凝聚成水在重力的作用下以降水的形式落到地面这个周而复始的过程称为水循环定义3水循环是指大自然的水通过蒸发植物蒸腾水汽输送降水地表径流下渗地下径流等环节在水圈大气圈岩石圈生物圈中进行连续运动的过程水循环作用水是一切生命机体的组成物质也是生命代谢活动所必需的物质又是人类进行生产活动的重要资源地球上的水分布在海洋湖泊沼泽河流冰川雪山以及大气生物体土壤和地层水的总量约为14×1013m3其中965在海洋中约覆盖地球总面积的70陆地上大气和生物体中的水只占很少一部分水循环的主要作用表现在三个方面　　①\n水是所有营养物质的介质营养物质的循环和水循化不可分割地联系在一起　　②水对物质是很好的溶剂在生态系统中起着能量传递和利用的作用　③水是地质变化的动因之一一个地方矿质元素的流失而另一个地方矿质元素的沉积往往要通过水循环来完成　地球上的水圈是一个永不停息的动态系统在太阳辐射和地球引力的推动下水在水圈内各组成部分之间不停的运动着构成全球范围的大循环并把各种水体连接起来使得各种水体能够长期存在海洋和陆地之间的水交换是这个循环的主线意义最重大在太阳能的作用下海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽水汽随大气环流运动一部分进入陆地上空在一定条件下形成雨雪等降水大气降水到达地面后转化为地下水土壤水和地表径流地下径流和地表径流最终又回到海洋由此形成淡水的动态循环这部分水容易被人类社会所利用具有经济价值正是我们所说的水资源环节水循环是多环节的自然过程全球性的水循环涉及蒸发大气水分输送地表水和地下水循环以及多种形式的水量贮蓄降水蒸发和径流是水循环过程的三个最主要环节这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡也决定着一个地区的水资源总量蒸发是水循环中最重要的环节之一由蒸发产生的水汽进入大气并随大气活动而运动大气中的水汽主要来自海洋一部分还来自大陆表面的蒸散发大气层中水汽的循环是蒸发－凝结-降水-蒸发的周而复始的过程\n海洋上空的水汽可被输送到陆地上空凝结降水称为外来水汽降水大陆上空的水汽直接凝结降水称内部水汽降水一地总降水量与外来水汽降水量的比值称该地的水分循环系数全球的大气水分交换的周期为10天在水循环中水汽输送是最活跃的环节之一