污廢水處理工

培訓講義第三章物理化學法

北京市環境保護科學研究院林秀軍概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)A:掌握、重點；B:熟悉、應知應會；C:了解基本掌握、知識拓展；D:自學物理化學法物理法化學法物理化學法概述1.物理法借助物理作用或通過物理作用使廢水發生變化的處理過程。污廢水處理中主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮物、砂、鹽和油類物。主要處理技術包括格柵與篩網、均質調節池、沉淀與隔油、過濾。2.化學法借助或通過化學反應完成廢水的處理過程。處理的對象主要是水中無機的或有機的溶解性污染物。化學處理技術主要包括中和、化學沉淀、氧化還原、電解法。3.物理化學法利用物理化學的原理和化工單元操作的方法去除水中的雜質。處理對象主要是廢水中無機的或有機的溶解性污染物或膠體物質。物理化學處理技術包括混凝法、氣浮法、吸附法、離子交換法、膜分離技術、消毒技術。概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)一、格柵與篩網(A)（一）格柵

1.格柵的功能

2.格柵的分類

3.運行控制條件

4.維護管理截留廢水中粗大的懸浮物或漂浮物。防止格柵后面的水泵、管道和處理設備堵塞，減輕后續構筑物的處理負荷。截流下來的污物稱為柵渣。位置：污水渠道、泵房及水井的進口或污水處理廠前段。一、格柵與篩網(A)（一）格柵

1.格柵的功能

2.格柵的分類

3.運行控制條件

4.維護管理①按格柵的柵距分類②按柵渣的清除方式分類①

按照格柵柵距分：粗格柵——50~100mm；中格柵——10~40mm；細格柵——3~10mm。

一般城市污水處理廠前端設置粗、中兩道格扇，也有采用粗、中、細三道格柵，為更好的攔截廢水中的顆粒物。

柵條斷面形狀有方形、圓形、矩形等幾種。常用矩形斷面的柵條，剛性好，不易變形。

2.按柵渣的清除方式分人工清渣——適用于中小型污水廠，所需截留的污染物量較少，格柵與水平面的傾角為45°~60°，人工清渣勞動強度較大，工人操作環境較差。機械清渣——適用于各類型污水處理廠，格柵與水平面的傾角通常為60°～

80°，常用的機械格柵有回轉式、鋼絲繩牽引式、移動式、鏈條式等幾種。一、格柵與篩網(A)（一）格柵

1.格柵的功能

2.格柵的分類

3.運行控制條件

4.維護管理柵距、過柵流速、水頭損失、柵渣量①柵距——根據廢水中懸浮物和漂浮物的大小和組成等實際情況而定。格柵按照先粗后細的原則設置。粗格柵設置在泵站集水池中，柵條間距應稍小于水泵的葉輪間隙為宜。細格柵設置在沉砂池前。②過柵流速——柵前渠道流速一般應控制在0.4-0.8m/s；過柵流速控制在0.6-1.0m/s。流速過大，宜將截留下來的軟性柵渣沖走，流速過小，較大粒徑的粒狀物質有可能在柵前造成沉積。③水頭損失過柵水頭損失——格柵前后的水位差，一般在0.08—0.15m之間。水頭損失增大，說明污水過柵流速增大，有可能是過柵水量增加。另一種可能是格柵局部被堵塞。水頭損失減小，說明過柵流速降低，易造成大顆粒物質在柵前渠道內沉積。④柵渣量柵渣量與地區特點、柵條間隙大小、廢水流量以及下水道系統的類型等因素有關。在無資料時按下式計算：式中：W——每日柵渣產量，m3/d

W1——柵渣量，m3/103

·m3（柵渣/廢水）

Kz——城市污水流量總變化系數Qmax——最大水量，m3/s一、格柵與篩網(A)（一）格柵

1.格柵的功能

2.格柵的分類

3.運行控制條件

4.維護管理a.格柵清掃：柵條、除渣耙、柵渣箱、水渠，及時清掃，保持格柵通暢；b.調節過柵流速：檢查和調節柵前的流量調節閥門，增減投入運行的格柵數量，控制過柵流速。c.定期檢查渠道的沉砂情況：及時清砂，排除積砂原因。d.格柵除污機的維護管理：巡查時應注意有無異常聲音，柵條是否變形。出現故障時，應及時查清原因，及時處理，做到定時加油，及時調整。e.衛生與安全：污水在輸送過程中產生硫化氫、甲硫醇等惡臭有毒氣體，在格柵工位上釋放出來。在室內的格柵間應采取強制通風措施，夏季10次/h，減少硫化氫等有毒氣體對設備的腐蝕和對人體的危害；清除的柵渣應及時運走處置掉，防止腐敗，招引蚊蠅；柵渣壓榨機排出的壓榨液應及時用管道導入污水渠道中，嚴禁明渠導流或地面漫流。f.分析測量與記錄：記錄每天的柵渣量，觀察初沉池和濃縮池的浮渣尺寸，判斷格柵的攔污效率。一、格柵與篩網(A)（二）篩網

1.篩網功能

2.常見篩網分類

3.維護管理用于去除工業廢水中不易被格柵截留的雜物，如較細小的懸浮物、纖維類懸浮物震動篩網；水力篩網；轉鼓式篩網；轉盤式篩網一、格柵與篩網(A)（二）篩網

1.篩網功能

2.常見篩網分類

3.維護管理合理控制進水流量，均勻進水，減少進水對篩面的沖擊力，延長篩網的使用壽命，減少維修量篩網的尺寸應按需截留的微粒大小選定，最好通過實驗確定篩網的設備應選用耐酸堿、耐腐蝕材料制成當廢水含油類物質時，易堵塞網孔，應在篩網前進行除油處理。另外需定期采用蒸汽或熱水對篩網進行沖洗概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)二、均質調節(A)1.功能2.常見類型3.調節池運行管理用于調節水量變化、均和水質的變化。改善后續處理設施的工作條件，使后續處理設施能夠穩定運行1.水量調節池——調節水量；2.水質調節池——調節水質，使廢水水質達到均衡：穿孔導流槽式調節池；有攪拌設備的調節池；3.事故調節池——儲存生產過程中的不正常排放。穿孔導流槽式水質調節池攪拌式水質調節池及事故池二、均質調節(A)1.功能2.常見類型3.調節池運行管理

調節池的有效容積應能夠容納水質水量變化一個周期所排放的全部廢水量調節池應定期清理池中積累的大量沉淀物經常巡查、觀察調節池水位變化，定期檢測進、出水水質事故調節池的閥門必須能夠實現自動控制，以保證事故發生時，能及時將事故廢水排入池中。另外事故池平常應保持排空狀態概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)三、沉淀與隔油(A)（一）沉淀的功能與原理（二）沉砂池（三）沉淀池（四）隔油池沉淀的功能理想沉淀池的原理1.沉淀的功能廢水中密度大于水的懸浮物可以在重力的作用下通過沉降作用從水中分離出來。通過這種作用去除廢水中懸浮物的方法稱為沉淀法。沉淀法的主要去除對象是懸浮液中粒徑在10μm以上的可沉固體，可沉固體——在2小時左右的自然沉降時間內能從水中分離出去的懸浮固體。2.理想沉淀的原理理想沉淀池分四個區：流入區、流出區、沉淀區、污泥區。2.理想沉淀的原理理想沉淀池有三個假定條件：①水流沿水平方向作等速流動，水平流速為v，從入口到出口的流動時間為t；②在流入區，顆粒沿截面AB均勻分布并處于自由沉淀狀態，顆粒的水平分速等于水平流速v；③顆粒沉到池底即認為被去除。根據理想沉淀池的原理得到的關系式：

U0——顆粒沉速v——水平流速H——沉淀區水深L——沉淀區長度

顆粒在池內的沉淀時間：U0是沉淀池設計和運行的重要參數Q/A（q）——水力負荷，m3/m2·h或m/hq表示單位時間內通過沉淀池單位表面積的流量，稱為水力負荷,確定了需要去除的顆粒的沉速U0，也就確定了沉淀池的表面負荷q值，有了q值就能進行沉淀池設計，指導運行。三、沉淀與隔油(A)（一）沉淀的功能與原理（二）沉砂池（三）沉淀池（四）隔油池沉砂池的功能沉砂池類型沉砂池的運行管理沉砂池的功能：從水中分離相對密度較大的無機顆粒，例如砂子、煤渣等。保護水泵和管道，減少磨損，防止堵塞。沉砂池的基本工作原理：以重力分離為基礎，控制污水流速，選擇性的將比重大的無機顆粒沉降下來,有機懸浮物隨水流走。常見沉砂池類型：平流式沉砂池；曝氣沉砂池；旋流沉砂池①平流沉砂池：有一定寬度和深度的渠道，增大過水斷面，當污水流過時，水流速度下降，無機顆粒在重力作用下下沉，達到分離無機顆粒的目的。主要技術參數：水平流速

：0.15m/s～0.3m/s；停留時間HRT：30~60s，最大流量時的HRT≥30S；有效水深≤1.2m，每格寬度≤0.6m。流速控制的原則就是使有機物沉淀最少，具體流速值，運行人員要根據實際污水中的含砂的情況和除砂率的要求來確定。②曝氣沉砂池：普通平流沉砂池的主要缺點是沉砂中含有15%的有機物，增加了沉砂的后續處理難度。為克服此缺點，產生了曝氣沉砂池。原理：a.在沉砂池內一側增加曝氣裝置，使池內水流作旋流運動。增加無機顆粒間的碰撞和摩擦的機會。除去表面的有機物；b.旋流產生離心力，把比重大的無機顆粒甩向外層，比重較輕的有機物旋至水流中心部位隨水帶走。

同時具有預曝氣、脫臭、防止

污水厭氧分解、除泡、加速油

分離的作用。

主要參數：最大流量時的停留時間1-3min最大流量時的水平流速0.1m/s空氣量應保證池中水的旋轉速度：0.3m/s每立方米污水的曝氣量為：

0.1~0.2m3池型：有效水深2-3m寬深比：1：1.5控制要點：曝氣強度③旋流式沉砂池：一種利用機械外力控制水流的流態與流速，加速砂粒的沉淀，并使有機物隨水流走的沉砂裝置。工作原理：a.污水在切線方向進入沉砂區

進水流速1m/s，HRT=1min。b.轉盤和斜坡式葉片旋轉產生離心力將水中砂粒甩向池壁并落到砂斗。剝落下的有機物回到污水中。C.通過轉速，可以調節沉砂效果D.排砂采用砂泵或壓縮空氣沉砂池的運行管理：①沉砂池前部細格柵上的垃圾應及時清撈；②平流沉砂池上設有浮渣擋板，擋板前浮渣應每天清撈；③沉砂池要及時排砂，用砂斗重力排砂的沉淀池，一般每天排砂一次；④排砂機械應經常運轉，避免積砂過多引起排砂機械超負荷運行；合理確定排砂機械的運轉間隔時間。重力排砂時，如果排砂管堵塞，可用氣泵反沖洗，疏通排砂管。⑤曝氣沉砂池的空氣量應每天檢查和調節；⑥每周對進、出水閘門及排渣閘門作加油、清潔保養，定期油漆保養。⑦沉渣應定期取樣化驗。主要項目有含水率及灰分，每天記錄沉渣量。⑧剛排出的沉渣含水率很高，一般在沉砂池下面或旁邊應設集砂池。使水率降到60%-70%。⑨沉砂池由于截流大量易腐敗的有機物質，惡臭污染嚴重，特別是夏季，惡臭強度很高，操作人員一定要注意，不要在池上工作或停留時間太長，以防中毒。三、沉淀與隔油(A)（一）沉淀的功能與原理（二）沉砂池（三）沉淀池（四）隔油池1.沉淀池組成2.沉淀池常見類型3.沉淀池的選擇原則4.沉淀池的運行管理1.沉淀池的組成①流入區——配水；②沉降區——可沉顆粒與水分離的區域；③流出區——集水；④污泥區——污泥貯存、濃縮和排放的區域。2.沉淀池常見類型按照沉淀池在生物處理系統中的位置分初次沉池——設于生物處理前二次沉池——設于生物處理后沉淀池按水流方向不同可以分為四種類型：平流式沉淀池豎流式沉淀池輻流式沉淀池斜板（管）式沉淀池①平流式沉淀池長方形，水平方向流過沉降區，一端進水另一端出水技術參數：長寬比4-5有效水深

2-3m停留時間

1-2h水力負荷

1-3m/h水平流速≤5mm/s池底坡度

0.01～0.02

排水靜壓力≥1.5m排泥管直徑≥200mm斗壁傾角50~60°優點：有效沉淀區大，沉淀效果好，造價低，對廢水流量的適應性強；缺點：占地面積大，排泥較困難；②豎流式沉淀池中心進水周邊出水技術參數：圓形或方形直徑或邊長4-7m，≤10m沉淀區呈圓柱體，污泥斗為截頭倒錐體，污泥斗傾角45-60度。污泥靠凈水壓力排泥；中心管流速≤100mm/s徑深比≤3：1末端設喇叭口和反射板：消能，折水流向上的作用反射板處的間隙流速≤40mm/s優點：排泥容易、不必設刮泥機，占地面積小；缺點：造價高、池深大、施工困難；適用性：中小型污水處理廠③輻流式沉淀池中心（周邊）進水周邊出水技術參數：一般為圓形直徑為6-60m最大為100m池周水深

1.5-3m排泥采用機械排泥池底坡度為0.05刮泥機：桁架+傳動裝置中心傳動（池徑≤20m）周邊傳動（池徑≥20m）轉速1-1.5m/min靜水壓或泵排泥優點：建筑容量大、采用機械排泥、運行管理簡單；缺點：池中水流流速不穩定、排泥機械復雜、造價高；適用性：大型污水處理廠④斜板（管）式沉淀池優點：容積利用率高、沉降效率高、水力負荷高；缺點：造價高、宜長水藻，導致污泥量增加、板間易積泥。不宜處理含粘性高的泥渣的廢水；適用性：中小型污水處理廠原理：根據淺層沉降原理技術參數：池內設置斜扳（管）傾斜角度為30~60度沉降區高度0.6~1.0m根據水流和污泥流動的方向關系分為：下向流（同向流）上向流（異向流）平向流（側向流）3.沉淀池的選擇原則⑴根據廢水量大小來選擇；⑵根據懸浮物質的沉降性與泥渣性能來選擇；⑶根據總體布置與地質條件來選擇；⑷根據造價高低與運行管理水平來選擇。如廢水量大，可考慮采用平流式或輻流式沉淀池；廢水量小，可考慮采用豎流式或斜板式（管）式沉淀池

流動性差、比重大的污泥，不宜用靜壓力排泥，需用機械排泥，因此不宜采用豎流式沉淀池，可考慮采用平流式、輻流式沉淀池。對于黏性大的污泥，不宜采用豎流式或斜板式（管）式沉淀池，以免發生堵塞。

用地緊張的地區，宜采用豎流式、斜板式（管）式沉淀池。地下水位高、施工困難地區，不宜采用豎流式沉淀池，宜采用平流式沉淀池。平流式沉淀池的造價低，而豎流式、斜板式（管）式沉淀池造價高。從運行管理方面考慮，豎流式沉淀池的排泥較方便，管理較簡單；而輻流式沉淀池排泥設備復雜，要求具有較高的運行管理水平。4.沉淀池的運行管理①水力表面負荷

q：指單位沉淀池面積，單位時間內處理的污水量。單位：m3/m2?h，公式：Q/A(?)②水力停留時間HRT：指水通過沉淀池所需要的時間，只有足夠的停留時間。才能保證良好的分離效果。③出水堰負荷q’：指單位堰板長度在單位時間內所能溢流的水量，單位為m3/m?h。q’能夠控制水在出水端保持一個均勻而穩定的流速，防止污泥及浮渣流失。①控制流量，保證沉淀池進水穩定②當水量發生較大變化時，可增減沉淀池數量，使工藝參數控制在最佳范圍；③排泥除渣，刮泥：連續刮泥和間歇刮泥，周期長短取決于污泥量和污泥性質；排泥：連續排泥、間歇排泥，排泥時間取決于泥量大小；排渣：刮渣板收集浮渣，浮渣送入浮渣槽。（1）沉淀池的工藝參數（2）工藝控制三、沉淀與隔油(A)（一）沉淀的功能與原理（二）沉砂池（三）沉淀池（四）隔油池1.隔油池的功能與原理2.隔油池的常見類型3.隔油池的運行管理1.隔油池的功能與原理含油廢水：石油開采與加工、固體燃料加工、洗毛、制革、鐵路及交通運輸業、屠宰、食品加工、機械加工中的車削工藝。油在廢水中存在狀態：可浮油、乳化油、溶解油。處理方法：可浮油：油珠粒徑較大，可采用自然上浮去除--隔油；乳化油：粒徑在0.5-25μm范圍，氣浮法去除；溶解油：在水中含量甚小，一般只有幾個mg/L。采用自然上浮法去除廢水中可浮油的方法稱為隔油2.隔油池常見類型①平流式隔油池一端流入，從另一端流出，粒徑較大的浮油上浮到池表面。刮油刮泥機推動水面浮油和刮集池底沉渣。在出水側的水面處設置集油管。技術參數：停留時間1.5—2h池內水流流速

2-5mm/s去除油粒粒徑100～150μm優點：結構簡單，管理方便，除油效果穩定。缺點是池體龐大，占地大②斜板式隔油池斜板傾角通常采用45°，材料一般采用塑料波紋，板間距30-40mm。被分離的油粒沿斜板上升，匯集到集油池頂部，再由集油管進入池子一側的油回收槽。處理水沿斜板之間由池首流向池尾，經溢流堰匯入出水槽。這種隔油池可以將60μm以上的油粒去除，容積僅為普通隔油池的1/2—1/4。3.隔油池的運行管理⑴隔油池必須同時具備收油和排泥措施。⑵隔油池應密閉或加活動蓋板，防止油氣對環境的污染，防止火災發生，還可以防雨、防寒。⑶寒冷地區的隔油池應有保溫防寒措施，集油管旁設置伴熱管，確保污油流動順暢，以防污油凝固。⑷隔油池周圍一定范圍內要確定為禁火區，配備足夠的消防器材和其他消防手段。隔油池內防火一般采用蒸汽，通常是在池頂蓋以下200mm處沿池壁設一圈蒸汽消防管道。⑸隔油池附近要有蒸汽管道接頭，以便接通臨時蒸汽撲滅火災，或在冬季利用蒸汽清除凝固的污油。概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)四、過濾(A)（一）功能與原理（二）過濾池常見類型（三）過濾池的主要組成部分（四）過濾的工藝控制與維護（一）功能與原理過濾：通過具有空隙的顆粒狀濾料層截留廢水中細小固體顆粒的處理工藝。功能：用于去除廢水中的微小顆粒，如懸浮顆粒、膠體雜質、細菌等。對去除廢水中的COD、BOD也有一定的作用。主要用于給水和廢水的深度處理過濾三種作用：①篩濾作用——濾料之間的孔隙就象一個篩子，污水中比孔隙大的雜質被濾料篩除。主要發生在濾料表層，稱為表面過濾。②沉淀作用——把濾料抽象成一個層層疊起來的沉淀池（沉淀池具有巨大的比表面積），污水中的部分顆粒會沉淀到濾料顆粒的表面上而被去除。屬于深層過濾。③接觸吸附作用——利用濾料的巨大表面積產生較強的吸附能力，污水中的雜質顆粒會被吸附到濾料顆粒表面，從污水中去除。屬于深層過濾。在實際過濾過程中，上述三種作用往往同時起作用，粒徑較大的懸浮顆粒在濾料表層以篩濾作用為主(表面過濾)；細微懸浮物在濾料深層以發生沉淀作用和接觸吸附作用為主(深層過濾)。（二）過濾池常見類型①按濾速的大小分類②按濾料分層結構分類③按水流經過濾層的方向分類④按作用水頭分類①按濾速的大小分類慢濾池——濾速在

0.1-0.2m/h之間；慢濾池截流效果好，但因其處理能力小，實際應用中很少采用快濾池——濾速在

5-10m/h或更高。②按濾料分層結構分類a.單層濾料濾池特點：單池面積較大;濾池濾速較低;出水水質較好;具有成熟的運行經驗;在給水或較清潔的工業廢水處理中，濾料一般用細粒石英砂;在污水(生物處理的出水)處理中：濾料一般用粗粒石英砂或均質陶粒b.雙層濾料濾池

上層濾料采用無煙煤，下層采用石英砂；其他形式的濾層組合還有陶粒—石英砂、纖維球—石英砂、活性炭—石英砂、樹脂—石英砂、樹脂—無煙煤等。雙層濾池屬于反粒度過濾，即廢水先流經粒徑較大的濾料層，再流經粒徑較小的濾料層。避免了僅在濾料表層發生過濾作用的缺點。可以充分發揮過濾床的截污能力。雙層濾池具有截留雜質能力強，產水能力大，出水水質較好等特點，適用于在給水處理和廢水處理中使用，其濾速可達到4.8—24m/h。c.三層濾料濾池

在雙層濾料濾池的雙層濾料的下面再加一層密度更大更細的石榴石或磁鐵礦石；三層濾池屬于反粒徑過濾；三層濾料濾池更能使整個濾層都發揮截留雜質作用，減少過濾阻力，保持很長的過濾時間。三層濾料濾池一般用于中型給水和二級處理出水。③按水流經過濾層的方向分類上向流：廢水從濾池底部向上流過濾層過濾的方式；上向流濾池，可以使濾池的截污能力加強，水頭損失減小。廢水首先通過粗粒徑濾層，再通過細粒徑濾層能比較充分地發揮濾層的作用，可以延長濾池的運行周期，配水均勻，易于觀察出水水質。但污染物被截流在濾池下部，濾料不易沖洗干凈。下向流：廢水從濾池頂部向下流過濾層過濾的方式；對與單層濾料濾池而言，經過水反沖洗會使砂層的粒徑分布從上至下逐漸增加，粒徑較小的細濾料被浮選到最上層，從而下向流廢水經過濾料時污染物顆粒基本被截留在最上層，使下部濾料不能發揮過濾作用，因而會造成下向流濾池工作周期縮短。雙向流——廢水從濾池中間部位進入，向上、下兩個方向流經濾層過濾的方式。雙向流濾池一般用于給水，在廢水處理中很少采用。④按作用水頭分類允許水頭損失一般為2m，多池出水相互連通，相互作為沖洗水，或用高位水箱。分立式和臥式兩類，允許水頭損失6-7m。一般用于小型水廠或工業廢水處理。需要反沖洗設備。重力流式濾池：壓力式濾池：（三）過濾池的主要組成部分①濾料層過濾材料（濾料）是承擔過濾功能的主要部分。常用的濾料是石英砂和無煙煤、陶粒、磁鐵礦、石榴石、爐渣、纖維球等。濾料應具備以下幾個特點：a.足夠的機械強度；b.足夠的化學穩定性；c.適當的粒徑級配：大小要合適，還要盡量均勻；d.用粒徑范圍表示濾料粒徑的大小，用不均勻系數表示濾料的均勻程度。表3－1列出幾種濾池的粒徑范圍、不均勻系數和濾層厚度。②承托層作用：承托層位于濾池的底部，由大顆粒材料組成。承托層的作用主要是承托濾料，防止濾料進入底部配水系統造成流失，同時保證反沖洗配水均勻。對承托層一般有兩個基本要求：一是在最大強度的反沖洗時，不能松動；二是孔隙要盡量均勻，以便配水均勻。常用的承托材料為天然卵石或碎石，有時也用大粒徑的粗砂。層次（從上到下））粒徑（mm）厚度（mm）12--410024--810038--16100416--32100承托層組成③配水系統作用：將反沖洗水均勻地分配到整個濾池中。常用的配水系統有如下兩種：大阻力配水系統；小阻力配水系統。a.大阻力配水系統

由穿孔的主干管及其兩側一系列支管以及卵石承托層組成，每根支管上有若干個布水孔。這種配水系統配水均勻，工作可靠，基建費用低，但反沖洗水水頭大，動力消耗大，在快濾池中被廣泛采用。b.小阻力配水系統

在濾池底部設有較大的配水室，上面鋪設阻力較小的多孔濾板、格柵、濾頭等。小阻力配水系統反沖洗水頭小，但配水不夠均勻，一般適用于反沖洗水頭有限的虹吸濾池和壓力式無閥濾池等。④沖洗系統濾池工作一段時間后，濾料截流的污染物質達到最大容量，失去過濾效果，需要進行沖洗，恢復截污能力。因此，需設置濾池沖洗系統。濾池沖洗主要有三種方法：a.反沖洗反沖洗指從濾料層底部進水，逆工作時的水流對濾料進行沖洗。反沖洗是沖洗的主要方法。b.反沖洗加表面沖洗在反沖洗不能保證足夠的沖洗效果時。可以增加表面沖洗。表面沖洗是在濾料表層設置噴頭，對膨脹起來的表層濾料進行強制沖洗。c.反沖洗輔以空氣沖洗，又稱氣水反沖洗。主要用于粗濾料的沖洗。因粗濾料要求的沖洗強度很大，如果進行單純反沖洗，用水量會很大，還會延長沖洗的時間。實踐證明污水深度處理的過濾，必須采用氣水反沖。這是因為污水中的有機物與濾料黏附較緊，因此要求較高的沖洗強度。（四）過濾的工藝控制與維護1.濾速的控制2.工作周期的控制3.沖洗效果的控制4.日常維護1.濾速的控制濾速是濾池單位面積在單位時間內的過濾水量，計算公式如下：

式中：u——濾速，m/h；（空塔流速m3/m2·h）

Q——過濾水量，m3/h；

A——濾池的過濾面積，m2濾速過大使出水質量下降，濾池穿透加快，周期縮短，沖洗水量增大；濾速過小處理能力降低，截污主要發生在表層，深層濾料不能發揮作用。通過實際運行得到最佳濾速。實際運行中，采用等速過濾和變速過濾兩種控制方式。等速過濾：不斷提高濾層上的水位，克服濾層阻力的增加，保持濾速的恒定。變速過濾：濾層上的水位不變，濾速隨著濾層阻力的增加而降低。變速過濾在周期、出水水質方面均優于等速過濾。2.工作周期的控制濾池工作周期是指開始過濾至需要沖洗所持續的時間。主要影響因素：（1）濾速；（2）水溫：冬季水溫低，水的黏度較大，雜質不易與水分離，易穿透濾層，周期短；夏季水溫高，周期長，但濾料空隙間的有機物易產生厭氧分解，應適當提高濾速，縮短工作周期。3.沖洗效果的控制沖洗效果可從三個方面進行控制：沖洗強度、沖洗歷時、濾層膨脹率。①沖洗強度：單位濾池面積在單位時間內消耗的沖洗水量，用下式計算：

式中：q—沖洗強度，L/（m2?s）；

Q’—沖洗水量，L/s；

A---濾料的表面積，m2。②沖洗歷時沖洗所用的時間。如沖洗時間不足，濾料得不到足夠的水流剪切和碰撞磨擦時間，則清洗不干凈。一般普通快速濾池沖洗歷時不少于5-7min，普通雙層濾池的沖洗歷時不少于6-8min。但沖洗時間過長，會造成產品水的浪費。③濾層膨脹率反沖洗時，濾層膨脹后所增加的厚度與濾層膨脹前的厚度之比，用下式計算：式中：e—濾料的膨脹率，%；

L—濾料層膨脹后厚度，m；

L0—濾料層膨脹前厚度，m。膨脹率e與反沖洗強度及濾料的種類和粒徑有關。4.日常維護①定期放空濾池進行全面檢查。檢查過濾及反沖洗后濾層表面是否平坦，是否有裂縫，濾層四周是否有脫離池壁現象，并應設法檢查承托層是否松動。②對表層濾料定期進行大強度表面沖洗或更換。③各種閘、閥應經常維護，保證開啟正常。噴頭應經常檢查是否堵塞。④應時刻保持濾池池壁及排水槽清潔，并及時清除生長的藻類。⑤出現以下情況時，應停池大修；濾池含泥量顯著增多，泥球過多；砂面裂縫太多，甚至已脫離池壁；沖洗后砂團凸凹不平，出水中攜帶大量砂粒；配水系統堵塞或管道損壞。造成嚴重沖洗不勻；濾池的大修包括：濾料清洗、更換；承托層清洗、更換；濾池清洗；管路系統檢查修理。⑥將濾料清洗或更換后，重新鋪裝時應注意以下問題：應遵循分層鋪裝的原則。盡量采用水中撒料的方式裝填濾料。雙層濾料，裝完底層濾料后，先進行沖洗，刮除表層的極細顆粒及雜物，再進行上層濾料的裝填。濾層實際鋪裝高度應比設計高度高出50mm。無煙煤濾料，投入濾池后，在水中浸泡24h，再將水排干沖洗刮平。更換完濾料初次進水時，應盡量從底部進水，并浸泡8h以上，方可正式投入運行。概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)五、中和與pH調節(A)（一）功能與原理（二）中和處理方法（三）常用中和設備及運行管理（一）功能與原理1.酸、堿性廢水的主要來源酸性廢水：化工廠、化纖廠、電鍍廠、煤加工廠、金屬酸洗車間；堿性廢水：印染廠、金屬加工廠、煉油廠、造紙廠等；

主要酸性物質：硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸、醋酸、草酸、檸檬酸；

主要危害：腐蝕管道、毀壞農作物、危害漁業、破壞生物處理系統；2.中和法的原理利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調整到中性附近的處理方法。中和處理發生的化學反應是酸與堿生成鹽和水的中和反應。即：H++OH-=H2O3.中和處理常用于以下幾種情況⑴在廢水排入水體之前，因為水生生物對pH的變化較為敏感，偏酸或偏堿的廢水會對水體產生不良影響，特別是對水中的動植物產生不良影響；⑵在廢水排入城市排水管道之前，由于酸、堿對排水管道產生腐蝕作用，一般城市排水管道對排入工業廢水的pH都有明確的規定；⑶在廢水需要進行化學或生物處理之前，對于化學處理（例如混凝、化學沉淀、氧化還原等），要求廢水的pH升高或降低到某一需要的最佳范圍。對于生物處理，廢水的pH通常應維持在6.5-8.5的范圍內，以保證處理系統內的微生物有較強的活性。4.常用中和劑(1)堿性中和劑：石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）、白云石（CaMg（CO3

）2）、

蘇打（Na2CO3）、苛性鈉（NaOH）、堿性廢水；蘇打、苛性鈉——組成均勻、易于貯存、反應迅速、易溶于水而且溶解度較高的優點，但是由于價格較貴，通常很少采用。石灰——來源廣泛，價格便宜。所以采用較廣。缺點：⑴粉塵嚴重，勞動衛生條件差；⑵裝卸、搬運勞動量較大；⑶成分不純，含雜質較多；⑷沉渣量較多，不易脫水；⑸制配石灰溶液和投加需要較多的機械設備等。

石灰石、白云石——在產地使用是便宜的。除了勞動衛生條件比石灰較好外，其它情況和石灰相同。(2)酸性中和劑：鹽酸、硫酸、酸性廢水；（二）中和處理方法1.酸性廢水的中和處理堿性廢水或廢渣中和法；投堿中和法；過濾中和法①堿性廢水或廢渣中和法堿性廢水＋酸性廢水＋堿性中和藥劑（補充藥劑）；處理構筑物：均合池或混合反應池（中和池）；當有堿性廢渣時，也可用來中和酸性廢水。例如，電石渣中含有大量的

Ca(OH)2、軟水站石灰軟化法的廢渣中含有大量Ca(OH)2、鍋爐灰中含有

2%-20%的CaO。采用堿性廢水和堿性廢渣中和酸性廢水時，除必須設置均和池外，還必須考慮堿性廢水和廢渣一旦中斷來源時的應急措施。中和處理法分為：酸性廢水的中和處理；堿性廢水的中和處理。②投堿中和法直接向酸性廢水中投加堿性藥劑。投堿中和法最常用的藥劑是石灰（CaO），其它藥劑：苛性鈉、碳酸鈉、石灰石、白云石、電石渣等。選擇藥劑時，不僅要考慮它本身的溶解性、反應速度、成本、二次污染、使用方便等因素，而且還要考慮中和產物的形狀、數量及處理費用等因素。投加石灰進行中和處理，Ca（OH）2還有凝聚作用，因此對雜質多、濃度高的酸性廢水尤其適用。③過濾中和法

讓酸性廢水流過堿性濾料，使廢水得到中和，這種中和方法稱為過濾中和法。過濾中和法僅適用于中和酸性廢水。主要的堿性濾料：石灰石、大理石和白云石。前兩種的主要成分是CaCO3，后一種的主要成分是MgCO3、CaCO3采用過濾中和法應注意的問題：不同類型的酸性廢水采用不同的濾料，主要考慮中和產物的溶解度，因為溶解度低的產物會沉積在濾料表面阻止中和反應的進行。例如中和硫酸時，可采用含鎂的白云石。如果能控制硫酸濃度，使CaSO4生成量不超過溶解度也可以使用石灰石和大理石。如果硫酸濃度太高，也可以采用出水回流的方式來稀釋原水。采用碳酸鹽做中和濾料，會有CO2氣體產生，它能附著在濾料表面，形成氣體薄膜，阻礙反應的進行。采用升流過濾方式和較大的過濾速度，有利于消除氣體的阻礙作用。另外，過濾中和產物CO2溶于水使出水PH約為5，經曝氣吹脫CO2,PH可上升到6左右。2、堿性廢水的中和處理①利用酸性廢水中和堿性廢水；（同堿性廢水中和酸性廢水）②投酸中和法；（同投堿中和法）③酸性廢氣中和法煙道氣中含有高達到24%的CO2，少量SO2及H2S，水解具有酸性，可用來中和堿性廢水。工作原理：廢水由接觸筒頂淋下，煙道氣由筒底朝上逆流通過，在逆流接觸過程中，廢水與煙道氣都得到了凈化。接觸筒中可以裝填料，增大接觸面積。優點：廢水處理與煙道氣除塵結合起來，缺點是處理后的廢水中，懸浮物、硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。污泥消化時獲得的沼氣中含有25%-35%的CO2氣體，也可以用來中和堿性廢水。五、中和與pH調節(A)（一）功能與原理（二）中和處理方法（三）常用中和設備及運行管理（三）常用中和設備及運行管理酸堿廢水互相中和的設施；投藥中和設施；中和過濾池1.酸堿廢水互相中和的設施①簡易中和設備：水量水質變化小、廢水緩沖能力較大或后續處理構筑物對pH值要求范圍較寬時，在集水井（管道、曲徑混合槽）內進行連續流式混合

反應；②連續流式中和池：當水質水量變化不大，廢水也有一定緩沖能力，為使出水pH更有保證時，應單設連續流式中和池；③間歇流式中和池：當水質水量變化較大，且水量較小時，連續流無法保證出水pH的要求，或出水水質要求較高，或廢水中還含有其他雜質或重金屬離子時，宜采用間歇流式中和池。中和池的有效容積按廢水排放周期（如一班或一晝夜）中的廢水量計算。水池一般至少設兩座，交換使用。2投藥中和設備投藥中和法的工藝過程如下：廢水的預處理（包括懸浮物去除、水質水量的調節）、中和藥劑的制備與投配、混合與反應、中和產物的分離、泥渣的處理與利用。①藥劑配制/投加系統石灰的配制/投加設備，干投——用具有電磁振蕩裝置的石灰投配器將石灰粉直接投入廢水中；濕投法——首先將生石灰在消解槽內消解為濃度5%-10%的工作液，然后投加。②中和反應槽

帶攪拌的混合反應池；管式反應器（帶折流板）帶攪拌的混合反應池——反應池用隔板分成多室，反應時間5-20min；管式反應器——管內設折流板，反應器中混合攪拌的時間很短，僅適用于中和產物溶解度大、反應速度快的中和過程。3中和過濾池用于中和酸性廢水。（a）等速升流式膨脹中和過濾池特點：濾料粒徑小（0.5-3mm）；濾速高（60-70m/h）；廢水由下向上流過濾床時濾料可以懸浮起來，通過互相碰撞，使表面形成的硬殼容易剝離下來，剝離的硬殼容易隨水流走。CO2

氣體易排出，不致造成濾床堵塞。濾料粒徑小，增大反

應面積，縮短中和時間。（b）變速升流式膨脹中和過濾池將裝填濾料的圓筒做成錐形，上大下小，則底部的濾速較大，上部的濾速較小，這樣就形成了變速升流式膨脹中和過濾池。濾速：下部高（60-70m/h）；上

部低濾速高（15-20m/h）；優點：既保持較高的過濾速度，又不至于使細小濾料隨水流失，使濾料尺寸的適用范圍增大。升流式濾池要求布水均勻，因此常采用大阻力配水系統和比較均勻的集水系統。池徑一般不大于1.5~2m。（c）滾筒式中和過濾池滾筒用鋼板制成，內襯防腐層。筒為臥式，直徑1m或更大，長度為直徑的6-7倍。筒內壁設有擋板，帶動濾料一起翻滾，使沉淀物外殼難以形成，并加快反應速度。濾料的粒徑較大（達十幾毫米），裝料體積約占轉筒體積的一半；這種裝置的最大優點是進水的硫酸濃度可以超過允許濃度數倍，而濾料不必破碎得很小。其缺點是負荷率低、構造復雜、動力費用較高，運轉時噪音較大、同時對設備材料的耐蝕性能要求高。概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)六、化學沉淀(B)(一)功能和原理(二)常見化學沉淀法的類型(三)化學沉淀的運行管理(一)功能和原理功能：向廢水中投加某些化學藥劑，與廢水中的污染物發生化學反應，形成難溶的沉淀物，將有毒有害物從水中分離出來。廢水中含有危害性很大的一些重金屬（如Hg、Zn、Cd、Cr、Pb、Cu等）和某些非金屬（如As、F等）都可以用化學沉淀法去除。化學沉淀法的工藝流程：化學藥劑（沉淀劑）的配置和投加；混合、反應；通過沉降、浮上、過濾、離心等進行固液分離；泥渣的處理和回收利用。原理：就是利用溶度積原則，形成難溶鹽，去除廢水中有害物質的方法；溶度積：在一定溫度下，在含有難溶鹽MmNn（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘積為一常數，稱為濃度積常數，記為LMmNn： MmNn=mMn++nNm- LMmNn=[Mn+]m[Nm-]n 式中：Mn+----金屬陽離子； Nm-----陰離子；

[]----摩爾濃度，mol/L。當[Mn+]m[Nm-]n>LMmNn時，溶液呈過飽和，超過飽和那部分溶質將析出沉淀，直到符合[Mn+]m[Nm-]n=LMmNn時；如果[Mn+]m[Nm-]n<LMmNn時，溶液不飽和，難溶鹽將還可以繼續溶解，一直到符合[Mn+]m[Nm-]n=LMmNn時為止。為了去除廢水中的Mn+離子，可以向水中投加具有Nm-離子的某種化合物，使[Mn+]m[Nm-]n>LMmNn，形成MmNn沉淀，從而降低廢水中的Mn+離子的濃度。通常稱具有這種作用的化學物質為沉淀劑。

從溶度積公式可以看出，為了最大限度的去除Mn+離子，可以考慮增大Nm-的濃度，也就是增大沉淀劑的用量；但是沉淀劑的用量也不宜加的過多，否則會導致相反的作用，一般不超過理論用量的1.2～1.5倍。(二)常見化學沉淀法的類型氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鋇鹽沉淀法①氫氧化物沉淀法用氫氧化物做沉淀劑，生成氫氧化物沉淀，去除廢水中重金屬離子。沉淀劑為各種堿性物料，常用石灰、碳酸鈉、氫氧化鈉、石灰石、白云石、電石渣等。可根據金屬離子的種類、廢水性質、pH、處理水量等因素來選用。影響氫氧化物沉淀的因素很多，一般需要通過實驗來了解，主要的有pH的影響，對某些金屬存在一個最佳pH沉淀范圍。例如Zn，最佳pH沉淀范圍是9-10。pH<9時Zn以溶解性Zn2+狀態存在，pH>10.5時以溶解性的[Zn(OH)4]2-存在。②硫化物沉淀法通過投加硫化物沉淀廢水中金屬離子的方法稱為硫化物沉淀法。多數金屬硫化物的溶度積一般要比其氫氧化物的溶度積小得多，因此采用硫化物沉淀法可以使重金屬得到更為完全的去除。常用的沉淀劑有H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S等。優點：去除效率高，泥渣中金屬品位高，便于回收利用，適用pH范圍寬等。缺點：處理費用較高；金屬硫化物顆粒細小，沉淀困難，需要投加凝聚劑來加強去除效果；硫化物投加過量時可使處理水的COD增加；當pH降低時，可產生有毒的H2S。④鋇鹽沉淀法主要用于處理含六價鉻的廢水，采用的沉淀劑有碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。碳酸鋇與廢水中的鉻酸根進行反應，生成難溶鹽鉻酸鋇沉淀：

BaCO3↓+H2CrO4=BaCrO4↓+CO2+H2O

2BaCO3↓+K2CrO4

=2BaCrO4↓+CO2+K2CO3③碳酸鹽沉淀法金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的重金屬廢水，可以采用投加碳酸鹽的方法加以回收。碳酸鹽沉淀比氫氧化鈉沉淀易于脫水。

ZnSO4+Na2CO3

→ZnCO3↓+Na2SO4 Cu2++CO32-+2OH-→Cu2(OH)2CO3↓ pb2++CO32-→pbCO3↓(三)化學沉淀的運行管理采用化學沉淀法處理工業廢水時，由于產生的沉淀物經常為不帶電荷的膠體，使沉淀過程變得簡單，一般采用普通平流式沉淀池或豎流式沉淀池即可。沉淀時間較短。藥劑投加方式可以采用干式加入，也可以先將藥劑溶解并稀釋到一定濃度，然后按比例投加。運行管理可參考前述相關的投藥設備。另外還應注意設備的防腐問題。概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)九.混凝法（一）功能和原理（二）常用混凝劑和助凝劑（三）混凝工藝（四）運行控制條件（五）混凝的設備（六）日常運行中需注意的問題（一）功能和原理廢水中存在的膠體（1—100nm）和細微懸浮物（100—10000nm）能在水中長期保持穩定的懸浮狀態，靜止而不沉，使廢水產生渾濁現象。混凝法就是向廢水中投加混凝藥劑，使其中的膠體和細微懸浮物脫穩，并聚集為數百微米以至數毫米的礬花，再通過重力沉降或其他固液分離手段予以去除的廢水處理技術。常用混凝劑和助凝劑包括無機鹽類混凝劑、有機高分子混凝劑、助凝劑。1.常用無機鹽類混凝劑：Fe系和Al系金屬鹽，可分為普通鐵、鋁鹽的堿化聚合物，其他還有碳酸鎂、高嶺土、膨潤土等。①三氯化鐵——（FeCl3?6H2O）是黑褐色的結晶體，有強烈吸水性，形成的礬花，沉淀性好。處理低溫水或低濁水時的效果比鋁鹽好，適宜的pH范圍較寬，但處理后的水的色度比鋁鹽的高。三氯化鐵的腐蝕性極大，調制和加藥設備必須考慮用耐腐蝕材料；②硫酸亞鐵——（FeSO4+7H2O）是半透明綠色晶體。通常不如三價鐵鹽那樣有良好的混凝效果，且殘留在水中的Fe2+會使處理后的水帶色。適宜的pH范圍為8-9；③聚合硫酸鐵——[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m。它具有一定堿化度的無機高分子聚合物。適宜水溫10--50℃,pH5.0—8.5，但在pH4.0—11范圍內仍可使用。與普通鐵鋁鹽相比，它具有投加劑量少、礬花生成快、對水質的適應范圍廣等優點。（二）常用混凝劑和助凝劑④硫酸鋁——（Al2(SO4)3），混凝效果較好，使用硫酸鋁的有效pH范圍較窄，與原水硬度有關，對于軟水，pH在5.7—6.6；中等硬度的水pH6.6—7.2；硬度較高的水pH7.2—7.8。明礬是硫酸鋁和硫酸鉀的復鹽Al2(SO4)3?K2SO4?24H2O。其中Al2O3含量約為10.6%，也可作為混凝劑。⑤聚合氯化鋁——[Al2(OH)nCl6-n]m,聚合氯化鋁作為混凝劑有下列優點：對污染嚴重或低濁度、高濃度、高色度的原水都有好的混凝效果；水溫低時，仍可保持穩定的效果；礬花形成快，顆粒大、重，沉淀性能好，投藥量一般比硫酸鋁低；適宜的pH范圍較寬，在5-9間；藥液對設備的侵蝕作用小，處理后水的pH的堿度下降較小。2.有機高分子類混凝劑高分子混凝劑分為天然和人工兩種，常用的是人工高分子混凝劑。有機高分子混凝劑還可分為陰離子型、陽離子型和非離子型。高分子混凝劑中，以聚丙烯酰胺(PAM)應用最為普遍，PAM產量占高分子混凝劑總產量的80%。聚丙烯酰胺PAM常作為助凝劑與其他混凝劑一起使用，可產生較好的混凝效果。PAM的投加順序與廢水水質有關：廢水濁度低——先投其他混凝劑，后投PAM；廢水濁度高——先投PAM，后投其他混凝劑。3.助凝劑常用主要有以下三類：①pH調整劑在原水pH不符合工藝要求，或在投加混凝劑后pH發生較大變化時，就需要投加酸性或堿性物質予以調整。常用的pH調整劑有硫酸、熟石灰、氫氧化鈉、純堿等。②絮體結構改良劑其作用是加大絮體的粒徑、密度和機械強度。這類物質有水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、黏土等。前二者主要作為骨架物質來強化低溫和低堿度下的絮凝作用；后二者則作為礬花形成核心來加大絮體密度，改善其沉降性能和污泥的脫水性能。③氧化劑當原水中的有機物含量較高時容易形成泡沫，不僅使感觀性狀惡化，絮體也不易沉降。此時，應投加Cl2或O3將Fe2+氧化為Fe3+，以提高混凝效果。助凝劑不能起混凝作用混凝工藝由以下四部分組成1.混凝劑的配制與投加通常采用濕法投加混凝劑，即先將混凝劑和助凝劑分別配制成一定濃度的溶液，然后定量向廢水中投加；2.混合將混凝藥劑迅速地分散到廢水中，與水中的膠體和細微懸浮物相接觸。在混合過程中，膠體和細微的懸浮物初步發生絮凝，并產生了微小的礬花。一般要求快速和劇烈攪拌，在幾秒鐘或一分鐘內完成混合。3.反應指混凝劑與膠體和細微的懸浮物發生反應，使膠體和懸浮物脫穩，互相絮凝，最終聚集成為粒徑較大的礬花顆粒。一般要求反應階段的攪拌強度或水流速度應隨著絮體顆粒的增大而逐漸降低，以免大的礬花被打碎。4.礬花分離指通過重力沉降或其他固液分離手段將形成的大顆粒礬花從水中去除。（三）混凝工藝（四）運行控制條件混凝的運行控制條件包括：pH、水溫、混凝劑的選擇和投加量、水力條件1.pH每種混凝劑都有其適宜的pH值。在最適宜pH條件下，混凝反應速度最快，絮體溶解度最小，混凝作用最大。當廢水pH不是混凝劑的適宜范圍時，應首先將pH調節到最適范圍，再投加混凝劑。一般高分子混凝劑受到pH的影響很小。鐵、鋁鹽混凝劑水解時不斷產生H+，導致pH下降，因此，應有堿性物質進行中和。最適宜pH一般需要通過試驗得到。2.水溫混凝的水溫一般以20℃--30℃為宜。水溫過低，混凝劑水解緩慢，生成的絮體細碎松散，不易沉降。水溫高時，黏度降低，水中膠體或細微顆粒之間的碰撞機會增多，從而提高混凝效果，縮短混凝沉淀時間。3.混凝劑的選擇和投加量①混凝劑的選擇主要取決于膠體和細微懸浮物的性質、濃度，還應考慮混凝劑來源、成本和是否引入有害物質等因素。②混凝劑的投加量與水中微粒種類、性質和濃度有關，與混凝劑的品種、投加方式及介質條件有關。對任何廢水進行混凝處理，都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問題，應通過試驗確定。一般聚合鹽混凝劑的投加量大體為普通鹽混凝劑的1/2—1/3，有機高分子混凝劑通常只需1—5mg/L。混凝劑投加過量，反而容易造成膠體再穩，降低混凝的效果。4.水力條件混凝劑投入廢水中后，必須創造適宜的水力條件使混凝作用順利進行。混凝中的混合階段和反應階段對水力條件有不同的要求。一般通過攪拌強度和攪拌時間來控制混凝工藝的水力條件以及絮體的形成過程。攪拌強度常用速度梯度G來表示，速度梯度的計算公式如下：式中：G—攪拌強度，s-1：

p—輸入功率，W：

μ—水的動力黏度，Pa?s；

V—反應器的有效容積，m3。混合階段的G值為500-1000S-1，攪拌時間為10-30S。反應階段的G值為10-200S-1，反應時間為10-30min。（五）混凝的設備混凝劑的配制與投加設備；混合設備；反應設備；礬花分離設備。1.混凝劑的配制與投加設備配制設備：溶藥池，把固體藥劑溶解成濃溶液。溶藥時的攪拌可采用水力、機械或壓縮空氣等方式。溶藥池體積一般為藥液池的20%--30%。運行時應注意定期排除溶藥系統中的沉渣。投加設備：藥液的投配要求計量準確、調節靈活、設備簡單。目前較常用的有計量泵、水射器、虹吸定量投藥設備和孔口計量設備。2.混合設備混合設備可分為水力混合和機械攪拌混合兩類。①水泵混合:將混凝劑溶液在輸水泵的吸入管加入，利用葉輪旋轉產生的渦流達到混合。但水泵離反應器不能太遠，否則容易在輸水管內形成細碎絮凝體。優點：簡便易行、能耗低、混合均勻；缺點：水泵距反應器不能太遠，否則在管道內就形成細碎的絮體。②管道混合:將混凝劑溶液加入壓力管，利用管內紊流使藥劑擴散于水中。管內水流速采用1.5—2.0m/s，為了增強混合效果，可在管內增設孔板或2-3塊交錯排列擋板。③機械攪拌混合：由設置在混合槽內的攪拌槳快速旋轉造成紊流來完成混合。為了提高混合效果，混合槽內宜設內壁擋板。槽體有效容積按水力停留時間為10-30s計算，有時還乘以1.2的放大系數。槳葉外緣線速度，對于槳式攪拌槳，外緣線速度取1.5—3.0m/s，對于推進式攪拌槳，外緣線速度取5—15m/s。3.反應設備反應設備也分為水力攪拌和機械攪拌兩大類。常用的有隔板反應池和機械攪拌反應池。①隔板反應池：利用水流斷面上流速分布不均勻所造成的速度梯度，促進顆粒相互碰撞進行絮凝。為避免結成的絮凝體被打碎，隔板中的流速應逐漸減小。隔板式反應池構造簡單，管理方便，效果較好，但反應時間較長，容積較大，主要適用于處理水量較大的處理廠。②機械攪拌反應池機械攪拌反應池有垂直軸式和水平軸式。機械攪拌反應池效果好，大小處理廠都適用，并能適應水質、水量的變化，但需要機械設備，增加了機械維修保養工作和動力消耗。4.礬花分離設備通常采用沉淀池將礬花從水中分離，可以選擇的沉淀池類型有：平流式沉淀池；斜板（斜管）式沉淀池；輻流式沉淀池；另外也可采用氣浮進行礬花的分離。（六）日常運行中需注意的問題1.經常檢查溶藥系統和投加系統的運行情況及時排除藥液中的沉淀防止堵塞。2．當冬季水溫較低，影響混凝效果時，除可采取增加投藥量的措施外，還可投加適量的鐵鹽混凝劑，另外經常檢查加藥管的運行情況，防止堵塞或凍裂。3.根據混合池和反應池的絮體、出水水質等變化情況，及時調整混凝劑的投加量。4.嚴格控制混合和反應的攪拌強度和時間。5.做好日常運行記錄，包括處理水量、進出水水質、投藥量、礬花大小及沉淀情況等。概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)十、氣浮法（一）功能和原理（二）氣浮的類型（三）氣浮法在廢水處理中的應用（一）功能和原理氣浮是在水中產生大量細微氣泡，細微氣泡與廢水中的細小懸浮粒子相黏附，形成整體密度小于水的“氣泡—顆粒”復合體，懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，從而使水中懸浮物得以分離。主要應用：處理含有小懸浮物、藻類及微絮體等密度接近或低于水、很難利用沉淀法實現固液分離的各種廢水；例：回收造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；代替二次沉淀池，分離和濃縮剩余活性污泥，分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油。1.必須在水中產生足夠數量的細微氣泡，且具有以下性質。①氣泡直徑越小，其分散度越高，對小懸浮粒子的黏附能力黏附量也就越大。一般應小于100微米。②氣泡密度，是指單位體積釋氣水（溶氣水）中所含微氣泡的個數，它決定氣泡與懸浮粒子碰撞的幾率。氣泡密度越大，與懸浮粒子的碰撞幾率越大。③氣泡均勻性，有兩方面的含義：一是指最大氣泡與最小氣泡的直徑差；二是指小直徑氣泡占氣泡總量的比例。大氣泡數量的增多會造成：氣泡密度小、表面積減小、黏附性和黏附量降低、造成劇烈的水力擾動、加劇氣泡之間的兼并、將已經黏附在懸浮物上的氣泡撞開，降低氣浮效率。要實現氣浮過程，要具備兩個基本條件：必須在水中產生足夠數量的細微氣泡；必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附，并形成不溶解的固態懸浮體。2.必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附這是由懸浮粒子的表面性質來決定的——疏水性（憎水性）、親水性疏水性粒子容易與氣泡黏附，而親水性粒子則不易與氣泡黏附，親水性越強，黏附就越困難。當廢水中的懸浮粒子是強親水性物質，就必須首先投加浮選劑（大多數是表面活性劑，如煤油、十二烷基磺酸鈉等），將粒子表面轉變為疏水性的，才能用氣浮法去除。大多數廢水中都存在著或多或少的表面活性物質，當采用氣浮法處理時，一般不需要投加浮選劑。（二）氣浮的類型氣浮法按產生微氣泡的方式不同分為三種：溶氣氣浮法；散氣氣浮法；電解氣浮法。1.溶氣氣浮法根據氣泡從水中析出時壓力的不同，溶氣氣浮又分為加壓溶氣氣浮和溶氣真空氣浮兩種類型。加壓溶氣氣浮：空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降低到常壓，把溶解的過飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來。優點：在加壓條件下，空氣的溶解度大，產生的氣泡微細、粒度均勻、密集度大，而且上浮穩定，對液體擾動微小；適用于對疏松絮凝體、細小顆粒的固液分離；工藝過程及設備比較簡單，便于管理、維護；可人為地控制氣泡與廢水的接觸時間。①壓力溶氣氣浮的關鍵設備加壓泵——加壓泵用來供給一定壓力的水量。壓力過高過低都會對氣浮產生不利影響。溶氣罐——溶氣罐的作用是實施高壓水與空氣的充分接觸，加速空氣的溶解。通常會在溶氣罐中填充填料。釋放器——釋放器的作用是通過減壓，迅速將溶于水中的空氣以極為細小的氣泡形式釋放出來，要求微氣泡的直徑在20--100μm。氣浮池——常用的氣浮池均為敞開式的水池。氣浮池可分為平流式和豎流式兩種基本形式。②主要技術參數：溶氣罐的基本設計要求：常用填料溶氣罐，停留時間2～5分鐘，壓力0.2～0.4MPa。溶氣罐設放氣閥，填料高度1～1.6m，填料采用拉西環、波紋填料、階梯環等。氣浮池的基本設計要求：停留時間10～20min，平流式工作水深2～2.5m，建議長寬比1.5:1～1:1，單格寬度≤10m，尺長≤15m；混凝氣浮時，池前部設反應區，反應時間10min；接觸室的設計要求：上升流速10～20mm/s，停留時間≥60s；氣浮分離室水流流速要求：1.5～2.5mm/s；氣浮池排渣：采用刮渣機定期排渣，行車速度5m/min。③加壓溶氣的基本流程按照加壓水（溶氣用水）的來源和數量，壓力溶氣氣浮又分為：全部進水加壓溶氣、部分進水加壓溶氣和部分回流水加壓溶氣三種基本流程。全部進水加壓溶氣流程：優點：氣浮池容積小；缺點：電耗高。部分進水（10-30%）加壓溶氣流程優點：相對省電，且溶氣罐小；缺點：溶氣罐壓力要提高。回流水（10-30%）加壓溶氣流程：優點：適用于懸浮物濃度較高的廢水；缺點：氣浮池容積較前兩者大。④壓力溶氣供氣方式壓力溶氣氣浮的供氣方式可分為空壓機供氣，射流進氣和泵前插管進氣三種方式。

優缺點進氣方式優點缺點空壓機供氣氣量、氣壓穩定，并有較大調節余地。噪聲大，投資高射流進氣水流以30-40m/s的高速從噴嘴噴出，形成負壓，將空氣吸入，并溶于水中，設備簡單、操作維修方便。射流器阻力損失大，能耗高。泵前插管進氣利用葉輪旋轉產生的負壓將空氣從吸水管吸入，與水一起在泵內增壓、混合和部分溶解，簡便易行，能耗低。氣水比受限制，一般為5-8%，加壓泵葉輪易受氣蝕。⑤加壓溶氣氣浮調試和運行注意事項a.要合理選擇溶氣水的壓力與回流比。b.要合理選擇溶氣釋放器的種類及型號，妥善加以布置，注意釋放器的堵塞問題。c.溶氣罐應盡可能靠近釋放器，連接釋放器的溶氣水管直徑宜適當放大，以盡量減少管路中的壓力降，避免沿途減壓而造成的氣泡提前析出與并大。d.在調試前工作：設備清掃，拆卸清洗釋放器、清洗管路和溶氣罐，清除顆粒雜質。e.調試時，首先清水調試壓力溶氣系統與溶氣釋放系統。f.壓力溶氣罐的進、出水閥門，在運行時必須完全打開，避免氣泡提前釋放。g.運行時控制壓力溶氣罐內的水位，不能淹沒填料層，也不能過低，防止出水中帶出大量氣泡，破壞凈水效果和浮渣層，一般水位保持在離罐底60cm以上。h.空壓機與溶氣罐之間設單向閥，防止壓力水倒灌入空壓機。i．經常觀察池面情況。接觸區浮渣面不平，局部冒大氣泡，可能釋放器堵塞；分離區浮渣面不平，池面有大氣泡，表明氣泡與絮體黏附不好，需調整加藥量或改變混凝劑。j．進行定期刮渣。k.水溫較低影響混凝效果時，增加投藥量，提高回流水量或溶氣壓力，保證處理效果。l.根據絮體、浮渣及出水水質等變化情況，及時調整混凝劑投加量。加藥系統運行情況。m.日常運行記錄：處理水量、投藥量、溶氣水量、溶氣壓力、水溫、耗電量、進出水質、刮渣周期、泥渣含水率等。2.散氣氣浮法散氣氣浮法產生的氣泡較大（通常大于1mm），不易與細小顆粒與絮體相吸附，反而易將絮體打碎，因此散氣氣浮不適合處理含細小顆粒與絮體的廢水。散氣氣浮法氣泡密度低，表面積小，氣泡直徑大，運動速度快，氣泡與污染物質的接觸時間短，因此散氣氣浮法的去除效果不高。散氣氣浮法主要適用于處理水量不大、懸浮物濃度高的廢水。例：洗煤廢水、含油脂、羊毛等廢水的處理，也用于含表面活性劑的廢水泡沫浮上分離。常用散氣氣浮法：擴散板曝氣氣浮法：擴散板曝氣氣浮法是將壓縮空氣通過具有微細孔隙的擴散裝置或微孔管，使空氣以微小氣泡的形式進入水中（直徑1-10mm左右），進行氣浮。方法簡單易行，但微孔板（管）易堵塞。葉輪氣浮法：葉輪氣浮法是在氣浮池底部設有高速旋轉的葉輪，將空氣引入葉輪附近，通過葉輪的高速剪切運動，將空氣吸入并分散為小氣泡（直徑1mm左右）。3.電解氣浮法電解氣浮法是在直流電的作用下，對廢水進行電解時，在正負兩極會有氣體（主要是H2和O2，另外還有CO2、CL2等）呈微小氣泡析出，將廢水中呈顆粒狀的污染物帶至水面進行固液分離的一種技術。當陽極采用鋁或鐵等材料制作時，溶解的Al3+或Fe2+離子會產生絮凝效果，形成電絮凝氣浮，可以減少外加混凝劑投量。優點：氣泡的粒徑小——粒徑通常在10-50μm之間，遠小于溶氣法和散氣法產生氣泡的粒徑。具有一定氧化能力——電解氣浮法除用于固液分離外，還有降低COD、氧化、脫色和殺菌作用，對廢水負荷變化適應性強；生成污泥量少，占地少，不產生噪聲。缺點：電耗大。電解氣浮裝置：有豎流式、平流式。（三）氣浮法在廢水處理中的應用1.煉油廠含油廢水的處理2.造紙白水處理概述一、格柵與篩網(A)二、均質調節(A)三、沉淀與隔油(A)四、過濾(A)五、中和與pH調節(A)六、化學沉淀(B)七、化學氧化與還原(C)八、電解(C)九、混凝法(A)十、氣浮法(A)十一、吸附法(A)十二、離子交換法(A)十三、膜分離技術(C)十四、消毒(A)十一.吸附法(A)（一）原理（二）常用吸附劑（三）吸附操作方式和設備（四）活性炭的再生（五）吸附裝置的運行操作及維護（六）吸附法在廢水處理中的應用（一）原理吸附的概念；吸附平衡和吸附量概念；吸附的影響因素。1.吸附的概念利用多孔性固體吸附廢水中一種或幾種溶質，達到廢水凈化的目的或回收有用溶質的過程，稱為吸附。這種對溶質有吸附能力的固體稱為吸附劑，而被固體吸附的物質稱為吸附質。在廢水處理中，吸附法主要用于去除廢水中的重金屬離子、有毒且難生物降解的有機物、放射性元素等，也可作為廢水深度處理的一種工藝，以保證再生水的質量。2.吸附平衡和吸附量吸附平衡：廢水與吸附劑接觸后，一方面吸附質被吸附劑吸附（吸附過程），另一方面，一部分已被吸附的吸附質因熱運動的結果而脫離吸附劑表面，回到液相中去（解吸過程）。吸附過程與解吸過程在同時進行，當吸附速度和解吸速度相等時，達到吸附平衡。吸附量：表示吸附劑的吸附能力的大小，用q（g/g）表示。即單位重量的吸附劑（g）所吸附的吸附質的重量（g）。當達到吸附平衡時，吸附劑的吸附量稱為平衡吸附量qe，qe用下試計算：