第三章化工廢水處理

1、第三章 化工廢水處理化工廢水的來源及特點(diǎn)物理處理方法；化學(xué)處理方法；物理化學(xué)處理方法；生物處理方法第一節(jié) 化工廢水的來源及特點(diǎn)一、廢水的來源及特征1、化工廢水的來源a.雨水沖刷原料和產(chǎn)品廢水b.化學(xué)反應(yīng)不完全廢水c.化學(xué)反應(yīng)副反應(yīng)廢水d.冷卻水廢水e.特定生產(chǎn)過程排放廢水f.水沖洗地面設(shè)備廢水2、化工廢水的特點(diǎn)a.廢水排放量大占工業(yè)廢水30%左右，居各工業(yè)行業(yè)之首b.污染物種類多c.污染物毒性大、不易生物降解d.污染物量大占總排放量：氰化物50%、汞2/3、六價(jià)鉻12%e.原料、工藝、生產(chǎn)規(guī)模不同廢水量、水質(zhì)各異f.污染范圍廣二、廢水處理方法簡介1.一般處理原則 減少污染、綜合利用和回收 處理

2、方法隨水質(zhì)、水量和排放要求不同而異2.廢水處理方法分類： 物理處理法，化學(xué)處理法，物理化學(xué)法，生物處理法 （1）物理處理法：通過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)。 方法： 重力分離法-沉砂池、沉淀池、除油池、氣浮池等； 離心分離法-離心分離機(jī)和水旋分離器等； 篩濾截流法-隔柵、篩網(wǎng)、砂濾池和微孔濾池等。(2) 化學(xué)處理法 ：通過化學(xué)反應(yīng)去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 方法：混凝、中和、氧化還原等; 設(shè)備：池、罐、塔等。(3)物理化學(xué)法：利用物理化學(xué)作用去除廢水細(xì)小懸浮物以及溶解的有機(jī)污染物質(zhì)。 方法：吸附法、離子交換法、膜分離

3、法、萃取法、氣提法、吹脫法等。 (4)生物處理法 ：通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的廢水處理方法。 方法：好氧生物處理法、 厭氧生物處理法。3. 廢（污）水三級(jí)處理 （1）一級(jí)處理 去除廢水中的漂浮物和部分懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水pH值、減輕廢水的腐化程度和后續(xù)處理工藝負(fù)荷。 常用方法： 篩濾法、沉淀法、上浮法、預(yù)曝氣法等。 （2）二級(jí)處理 用以除去污水中大量有機(jī)污染物。 常用方法： 活性污泥法、生物膜法、化學(xué)混凝和化學(xué)沉淀法 等。 （3）三級(jí)處理 又稱污水深度處理或高級(jí)處理 進(jìn)一步去除二級(jí)處理未能去除的污染物質(zhì)，其中包括

4、微生物未能降解的有機(jī)物或磷、氮等可溶性無機(jī)物。 常用方法：活性炭吸附、化學(xué)氧化、離子交換或膜分離技術(shù) 等。第二節(jié) 物理處理法 成本低、管理方便、效果穩(wěn)定 主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂和油類等物質(zhì)。 包 括：重力分離，離心分離，過濾一、重力分離 原理：利用固體（油滴）與水相對(duì)密度差異，使其分離除去。1.沉淀法分類： (1)自然沉淀：依靠廢水中固體顆粒的自身重力進(jìn)行沉降。 (2)混凝沉淀：在廢水中投人電解質(zhì)作為混凝劑，使廢水中的微小顆粒與混凝劑能結(jié)成較大的膠團(tuán)，加速在水中的沉降。2.影響沉淀的因素1）污水的流速 u，m/s2）懸浮顆粒的沉降速度 uS3）沉淀池的尺寸 球型顆粒水中運(yùn)動(dòng)類

5、型：一般Re1，ds,s愈大-us愈大-沉降效率愈高。最小us用表示us ，沉淀需時(shí)間：ts=H/ us 在保持池底沉淀物不受水流沖擊和擾動(dòng)-減小H-提高沉降效率。廢水流量：Q（m3/s）=uBH廢水在池中停留時(shí)間：t=L/u，保證水中懸浮顆粒沉降：t= ts(顆粒沉降時(shí)間)， L/u= H/ us u=（Lus）/HQ = uBH=【(Lus)/H 】BH = BLus 池底面積：A= BL ，Q = Aus， 令q0=Q/A - 過流率，m3/m2s ； Q = Aq0 q0,max = us ， q0 愈小，沉降效果愈好；反之，沉降效果差。 實(shí)際上，水流速不均，水流湍動(dòng)-沉降效果降低。3

6、.沉降設(shè)備 形式：平流式沉淀池、輻射式沉淀池、豎流式沉淀池、 斜板（管）式沉淀池、沉砂池等。 （1）平流式沉淀池：構(gòu)造簡單，效果良好，工作性能穩(wěn)定，但排泥較困難。（2）輻射式沉淀池：處理大水量，含較多無機(jī)懸浮物（3）豎流式沉淀池：水量不大，含有機(jī)懸浮多。（4）斜板（管）式沉淀池： 斜板與水平方向傾斜角600，板間距3.2cm，處理水量增加2.3倍。（5）沉砂池：分離廢水中較大的無機(jī)懸浮物，如砂、煤粒、礦渣等。不讓較小的有機(jī)懸浮物沉降。 水速：0.150.3m/s4.隔油池 油品中（除重油、煤焦油外）：一般油 水。 油類在水中的三種狀態(tài)：（1）懸浮狀態(tài) 占80-90%，顆粒大，易上浮-隔油池分離

7、；（2）乳化狀態(tài) 占10-15%，顆粒?。?.05-25m），不易上浮-浮選法分離；（3）溶解狀態(tài) 占0.2-0.5%，生物化學(xué)法除去。隔油池形式：平流式、 豎流式、斜板式等。 # 平流式和豎流式隔油池： 類似于前述平流式和豎流式沉淀池。 # 斜板式隔油池：平行板或波紋板，板間距2050mm，傾角450，需停留時(shí)間僅為平流池1/21/4。斜板隔油池（Parallel plate Intercepter）（殼牌石油公司）：二、離心分離1.離心分離原理水中顆粒物高速旋轉(zhuǎn)： 離心力 Fc = mac= mvs2/r vs-顆粒的圓周切速度，m/s； vs= 2r n/60 n-轉(zhuǎn)速，r/min；分離

8、系數(shù) 如：r = 0.5m，n = 300r/min，則= 502.離心分離方式 水力旋流器：壓力式-水泵加壓 重力式-高水位壓力 機(jī)械旋轉(zhuǎn)離心機(jī)：常速離心機(jī) 3000 高速離心機(jī) 200012000 超高速離心機(jī) 12000三、過濾法 過濾水中微粒及膠狀物-防止其破壞水泵，堵塞管道及閥門等。 形式：格篩過濾、篩網(wǎng)過濾、顆粒介質(zhì)過濾、微濾機(jī)等。1.格篩過濾 設(shè)置在水泵站集水井入口處。2.篩網(wǎng)過濾： 除去水中懸浮物，如纖維、紙漿、藻類等。 形式：振動(dòng)篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)盤式篩網(wǎng)、微濾機(jī)等。3.顆粒介質(zhì)過濾 除去水中微粒物和膠狀物； 常用作離子交換、活性炭吸附前的預(yù)處理，也用作廢水三級(jí)處

9、理。 濾料: 石英砂 (廢水pH=2.16.5), 無煙煤(廢水pH值無要求) 其他：石榴石粒、磁鐵礦粒、白云石粒、花崗巖石粒、聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。4.微濾機(jī)過濾法 金屬網(wǎng)過濾設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、處理水量大、操作方便、占地小，但濾網(wǎng)編制困難。小結(jié) 物理處理法 成本低、管理方便、效果穩(wěn)定 主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂和油類等。 包 括：重力分離 離心分離 過濾第三節(jié) 化學(xué)處理法 利用化學(xué)作用來處理廢水中的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。 包括：廢水中的金屬離子、細(xì)小的膠體有機(jī)物、無機(jī)物、植物營養(yǎng)素（ 氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等。 分類：中和法、混凝法、氧化還原、電化學(xué)等方法。一、中和法

10、處理低濃度的含酸、含堿廢水（無回收及綜合利用價(jià)值時(shí)）； 用于廢水的預(yù)處理，調(diào)整廢水的pH值。 生化處理 pH=6.58.5 外排水 pH=6.09.0 1. 酸性廢水中和處理 （1）酸性廢水中和處理方法 1）酸性水通過石灰石濾床; 2）酸性水與石灰乳混合; 3）向酸性廢水中投加燒堿或純堿溶液; 4）酸性水與堿性廢水混合 5）向酸性廢水中投加堿性廢渣，如電石渣、碳酸鈣、堿渣等。（1）酸性廢水中和處理工藝 1）酸性廢水與堿性廢水混合 a.同時(shí)排出，酸、堿量平衡-管道混合 ； b.中和池混合。2）投藥中和 投藥：石灰、石灰石、電石渣、蘇打等。 方法：干投法、濕投法。 A. 干投法：（1.41.5）理

11、論投加量B.濕投法3）過濾中和法 堿性濾料：石灰石（ CaCO3 ）、大理石（ CaCO3 ） 、白云石（ MgCO3 CaCO3 ）等。 2HCl+CaCO3 = CaCl2+H2O+CO2 2HNO3+CaCO3 = Ca（NO3）2+H2O+CO2 含硫酸廢水用白云石-生成硫酸鎂溶于水。 設(shè)備：普通中和濾池、升流式膨脹中和濾池。2.堿性廢水中和處理方法（1）向堿性廢水中鼓入煙道氣 * 利用煙道氣中CO2（24%），此外，SO2、H2S等酸性氣體中和堿性廢水。 * 優(yōu)點(diǎn)：是以廢治廢，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低； * 缺點(diǎn)：出水中的硫化物、耗氧量和色度增加，需進(jìn)一步處理。 （ 2）藥劑中和法 常用藥

12、劑：硫酸、鹽酸、壓縮CO2。 硫 酸：價(jià)格低，應(yīng)用廣； 鹽 酸：反應(yīng)物溶解度高，沉渣量少，但價(jià)格較高； 壓 縮 CO2 ：成本較高，使用較少，多采用煙道氣。二、混凝沉淀法 將化學(xué)藥劑（混凝劑）投入廢水中，與廢水混合、反應(yīng)、凝聚、絮凝和沉淀等過程，達(dá)到去濁、脫色、降COD、除重金屬離子等作用。1. 混凝原理 未加混凝劑之前，水中的膠體和細(xì)小懸浮顆粒（10-6-10-3 mm）穩(wěn)定存在，原因：* 質(zhì)量很輕，受水的分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞-無規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)；* 顆粒都帶有同性電荷-靜電斥力-阻止其聚合成較大的顆粒;* 帶電荷的膠粒和反離子都能與周圍的水分子發(fā)生水化作用，形成一層水化殼-阻礙各膠體的聚合。 廢

13、水中投入混凝劑-破壞顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)(稱脫穩(wěn))-相互聚集為較大顆粒。 混凝機(jī)理： 壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕。1）壓縮雙電層機(jī)理 膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)，反離子的濃度在膠粒表面最大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布，最終與溶液中離子濃度相等。 向溶液中投加電解質(zhì)（混凝劑）-溶液中離子濃度增高-加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力-原有部分反離子擠壓到吸附層中： * 電位相應(yīng)降低，膠粒間的相互排斥力也減少；* 擴(kuò)散層厚度減小，相撞的距離也減少； 從而其排斥勢能消失-膠粒得以迅速凝聚(2) 吸附電中和機(jī)理 膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的

14、吸附作用-中和電位離子所帶電荷-減少靜電斥力-膠體脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。(3)吸附架橋機(jī)理 鏈狀高分子聚合物（線形結(jié)構(gòu)）在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性部位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋聯(lián)-使顆粒逐漸變大，形成粗大絮凝體。(4)沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理 用硫酸鋁、石灰或氯化鐵等高價(jià)金屬鹽類作混凝劑時(shí)，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物如Al(OH)3，F(xiàn)e(OH)3或金屬碳酸鹽(如CaCO3)時(shí),水中的膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì)所網(wǎng)捕。* 在水處理中往往可能是四種機(jī)理同時(shí)或交叉發(fā)揮作用的，只是在一定情況下以某種機(jī)理為主而已。* 低分子電解質(zhì)的混凝劑，以雙電層作用

15、產(chǎn)生凝集為主，稱為凝聚劑；* 高分子聚合劑則以架橋聯(lián)結(jié)產(chǎn)生絮凝為主，稱為絮凝劑；* 兼有上述兩種功能的藥劑，稱為混凝劑。2影響混凝效果的因素 (1)水樣的影響 對(duì)不同水樣，適用不同混凝劑。 (2)藥劑投加量 投加量有其最佳值。 * 普通鐵鹽、鋁鹽： 1030mg/L * 聚合鹽： 315mg/L * 有機(jī)高分子： 1- 5mg/L (3)水溫 1）影響金屬鹽類水解（吸熱）反應(yīng)速度; 2）水溫較低時(shí)，絮凝體形成緩慢，結(jié)構(gòu)松散，顆粒細(xì)小; 3）水溫低時(shí)，水的粘度大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，不利于脫穩(wěn)膠粒相互凝聚，水流剪力也增大，影響絮凝體的成長。 對(duì)高分子混凝劑影響較小。 90，絮凝劑老化或分解成不溶物質(zhì)，

16、效果變差。(4)pH值 影響金屬鹽類水解產(chǎn)物的種類與數(shù)量。 Al2(SO4)3: pH值 6.5-8； FeCl3: pH值 6.0-8.4； FeSO4: pH值 8-11； 聚合鐵鹽： pH值 4-11；(5)水力條件 混凝過程：混合-反應(yīng)-沉淀 水力條件：先快速攪拌 混合（1030s，2min） 后慢速攪拌 反應(yīng)、沉淀（10-30min） 防止生成絮體被打碎3. 混凝劑和助凝劑 混凝劑的品種目前二、三百種 按其化學(xué)成分可分為：無機(jī)混凝劑、有機(jī)混凝劑 助凝劑-提高混凝沉淀效果。助凝劑類型： （1）pH調(diào)節(jié)劑-調(diào)整廢水pH值； 石灰、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、CO2、CaCO3、Na2CO3等。

17、 （2）活化劑-改善絮凝體結(jié)構(gòu) 活性炭、各種黏土、活化硅酸等 （3）氧化劑-破壞干擾混凝劑的有機(jī)物（這些有機(jī)物易起泡，使絮凝體不易下沉）。 次氯酸鈉、臭氧等。4.混凝處理流程及設(shè)備（1）投藥 干投：占地少，但配量難控制； 濕投：先配溶液，加入水中（2）混合：急速攪拌-形成細(xì)小礬花，1030s，2min 動(dòng)力源 ：機(jī)械攪拌; 水力混合(管道式、穿孔板式、渦流式)。（3）反應(yīng)-慢速攪拌-絮體長大，10-30min（4）澄清池 同時(shí)實(shí)現(xiàn)混合、反應(yīng)、澄清合成一體的設(shè)備。混凝沉淀法優(yōu)點(diǎn)，除污效果好、效率比較高;操作簡單，處理方便;費(fèi)用低;適用范圍廣等。E值越大(正值越大)，電對(duì)中氧化型作氧化劑時(shí)氧化能力

18、越強(qiáng)；E值越小(負(fù)值越大)，電對(duì)中還原型作還原劑時(shí)還原能力越強(qiáng)。常用氧化劑：Cl2、O3等。（1）中性分子-接受電子，還原-負(fù)離子 。 如:Cl2 , O2 , O3等。（2）帶正電荷離子-接受電子，還原-負(fù)離子 如：Cl+ + 2e- Cl 等。（3）帶正電荷離子-接受電子，還原-較低正電荷離子 如: (MnO4- 中的）Mn7+ + 5e- Mn2+ 等。氧化方法： 空氣氧化法、氯氧化法、臭氧氧化法、濕式氧化法、焚燒氧化法等。（1）空氣氧化法 利用空氣中的氧氧化廢水中的有機(jī)物和還原性物質(zhì)（如：有機(jī)硫化物、無機(jī)硫化物）。無機(jī)硫化物氧化： 2HS-+2O2 = S2O32-+H2O 2S2-+

19、 2O2+ H2O = S2O32-+2OH- （部分） S2O32- + 2O2+2OH- = SO42- +H2O有機(jī)硫化物氧化：RSNa+RSNa+1/2O2 +H2O = RSSR+NaOH（2）氯氧化法 主要用在含酚、氰、硫化物的廢水治理。常用含氯藥劑：液氯(Cl2), 漂白粉(CaCl(OCl), 次氯酸鈉(NaOCl)、 次氯酸鈣(Ca(OCl)2 ) 、 二氧化氯(ClO2)等。 有效氯：氧化價(jià)大于 1 的那部分氯（具有氧化能力）。處理電鍍工業(yè)、丙烯腈、腈綸、合成氨工業(yè)等含氰廢水。 次氯酸鈣（ Ca(OCl)2 ）氧化氰化鈉（NaCN）： 2NaCN+5Ca(OCl)2+H2O

20、 = N2+2CO2+4CaCl2+Ca(OH)2+2NaCl 理論計(jì)算：CN-：Cl2=1 ：6.84（質(zhì)量比） 實(shí) 際：CN-：Cl2=1 ：6.84（1.1-1.2）（質(zhì)量比）（3）臭氧氧化法 臭氧（O3）- O2的同素異構(gòu)體；常溫、常壓下，魚腥味淡紫色氣體。 臭氧性質(zhì)： 1）不穩(wěn)定性 常溫、常壓：2O3- 3O2 + 284kJ/mol 2）溶解性 O3在水中溶解度比純O2高10倍， 比空氣高25倍。 3）毒性 空氣中 O3濃度： 0.110-6-刺激人眼、鼻、喉；(110)10-6 -人頭痛、惡心。 國家規(guī)定：車間空氣中O3濃度0.3mg/m3 4）氧化性 O3可將烯烴、炔烴、芳香烴

21、等有機(jī)物質(zhì)氧化成醛類或有機(jī)酸。制備臭氧的方法：化學(xué)法, 紫外線法, 電解法, 無聲放電法等。 普遍使用：無聲放電法-經(jīng)濟(jì)、適用、方便。臭氧氧化法主要用于廢水三級(jí)處理： A.降低廢水中COD、BOD； B.殺菌消毒； C.增加水中溶解氧； D.脫色和脫臭味； E.降低濁度。（4）濕式氧化法 在較高的溫度和壓力下，用空氣中的氧在液相中氧化廢水中溶解和懸浮的有機(jī)物和還原性無機(jī)物。 該技術(shù)發(fā)展方向：A.開發(fā)高效催化劑B.溫度、壓力在水的臨界點(diǎn)以上-超臨界濕式氧化；C.回收系統(tǒng)的能量和物料。（5）焚燒氧化處理 廢水成霧狀-焚燒爐（800）: 有機(jī)物-氧化分解-CO2、H2O、N2等； 礦物質(zhì)、無機(jī)鹽-固

22、體或熔融粒子。 有機(jī)物含量高廢水-自身燃燒；有機(jī)物含量低廢水-加燃料燃燒。用于毒性高、難一般方法降解的有機(jī)廢水的處理.四、電解法 1.原理 利用直流電對(duì)廢水中污染物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)或與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用-污染物被轉(zhuǎn)化成無害組分。電解法分類：按污染物的凈化機(jī)理：電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法、電解氣浮法。按陽極材料溶解特性：不溶性陽極電解法、可溶性陽極電解法。 極板電路形式：單極板電路、雙極板電路。2.電解方法 （1）電解氧化法 陽極上： A.直接氧化：廢水中污染物在陽極失去電子被氧化； 如： CN +2OH 2eCNO +H2O 2 CNO + 4OH 6e 2CO2+N2+H2O B.間接

23、氧化： 水中的Cl和OH等在陽極放電生成Cl2和O2， Cl2和O2再氧化污染物。（2）電解還原法 陰極上： * 陽離子污染物（如：Cr6+、Hg2+等）還原沉積而回收除去； * 氯代烴（RCl-毒性大）還原脫氯形成烷烴（RH-毒性低，易生物降解） 如：Cr2O72+14H+6e2Cr3+7H2O 2Cr3+2OH 2Cr(OH)2(沉淀分離) RCl+H+2eRH+Cl 陽極上: 可溶性鐵板電極 Fe2eFe2+ Fe2+2OHFe (OH)2 4Fe (OH)2+O2+2H2O4Fe (OH)3（混凝沉淀）（3）電解凝聚和電解氣浮法 通常采用鐵、鋁作陽極。 電解過程中產(chǎn)生： 電解氧化 陽極

24、上： Fe2eFe2+ 同時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)-有機(jī)物-分解氧化-無害成分； 電解混凝 Fe2+進(jìn)一步水解： Fe2+2OHFe (OH)2 4Fe (OH)2+O2+2H2O4Fe (OH)3 Fe2+和 Fe (OH)3 對(duì)廢水中膠體起到凝聚作用。 電解氣浮 陰極上：2H+2eH2 -極小氣泡-凝聚懸浮物浮上液面。 同時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)- 氧化型色素-還原成無色。電解凝聚氣浮法：除污染物廣泛，反應(yīng)速度快，pH值范圍寬，沉渣密實(shí)，純清效果好。小節(jié)化學(xué)處理法 利用化學(xué)作用來處理廢水中的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。 包括：廢水中的金屬離子、細(xì)小的膠體有機(jī)物、無機(jī)物、植物營養(yǎng)素（ 氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、

25、堿等。 分類：中和法、混凝法、氧化還原、電化學(xué)等方法。第四節(jié) 物化處理法 通過物理化學(xué)過程，脫除廢水中某些細(xì)小的懸浮物及溶解的有機(jī)物 物化處理法 ： 吸附法；浮選法；電滲析；反滲透；超過濾一、吸附法 固體吸附劑（活性炭、硅藻土、鋁礬土、磺化煤、礦渣、樹脂等）吸附廢水中難于分解的有機(jī)物-降低廢水COD，脫色、脫臭-廢水深度凈化-重復(fù)利用。1.吸附原理# 固體吸附劑吸附能夠降低它的表面張力的物質(zhì)。# 吸附劑和被吸附物質(zhì)之間的作用力： * 分 子 間 力-物理吸附 * 化 學(xué) 鍵 力-化學(xué)吸附 * 離子間靜電引力-離子交換吸附2.吸附平衡平衡吸附量（A）單位吸附劑達(dá)到吸附平衡時(shí)所吸附物質(zhì)的質(zhì)量。廢水

26、處理常用等溫吸附方程：A=Kc1/n3.吸附劑及其再生吸附劑的選擇條件： a.吸附能力強(qiáng)； e.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定； b.吸附選擇性好； f.來源容易； c.吸附平衡濃度低； g.價(jià)格便宜。 d.容易再生和再利用；吸附劑：活性炭、硅膠、活化炭、白土、硅藻土、活性氧化鋁、焦炭、樹脂、腐植酸、爐渣、木屑、煤粉等。廢水處理常用吸附劑：活性炭 吸附劑再生-用某種方法將被吸附物質(zhì)從吸附劑的孔隙中除去，恢復(fù)吸附劑的吸附功能。再生方法：選擇再生方法考慮：a.吸附物質(zhì)的性質(zhì)；b.吸附機(jī)理；c.吸附質(zhì)的回收使用價(jià)值。4.吸附工藝及設(shè)備吸附工藝：間歇式 適用于規(guī)模小，間歇式排放的廢水處理工藝。連續(xù)式。 連續(xù)式 處理大廢

27、水量。連續(xù)吸附床：固定床,移動(dòng)床,流化床。二、浮選法 利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其密度小于水而上浮到水面，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過程。1.浮選的基本原理 E-氣泡單位界面面積上的界面能。 E=E顆粒粘附于氣泡后 E顆粒粘附于氣泡前疏水性顆粒： E0-顆粒、氣泡能相互粘附， 900 ；親水性顆粒：E0-顆粒、氣泡不能相互粘附 ， 900 。浮選法分離親水性顆粒 -必須投價(jià)合適藥劑（浮選劑）。如：紙漿纖維、煤粒、重金屬離子等浮選劑作用： # 改變顆粒表面性質(zhì)，易于粘附于氣泡； # 促進(jìn)起泡作用，使水中空氣形成穩(wěn)定的小氣泡。浮選劑種類： 松香油、石油及其煤焦油產(chǎn)品、脂肪酸及

28、其鹽類、表面活性劑等。2. 浮選法設(shè)備及流程 常用浮選方法： 加壓浮選法、曝氣浮選法、真空浮選法、電解浮選法、生物浮選法等。（1）加壓浮選法 煉油廠、焦化廠、煤氣廠等處理廢水中乳化油。 處理后水含油1025mg/L。原理：加壓空氣在水中得到飽和溶解-減至常壓-析出微小氣泡（20100m），捕集懸浮物（乳化油）-付出水面。（2）曝氣浮選法 原理：風(fēng)機(jī)-空氣-浮選池底（微孔）充氣器-小空氣泡捕集水中顆粒浮到水面。 特點(diǎn)：能耗小，但氣泡大，效果略差。（3）真空浮選法原理：空氣、廢水-同時(shí)被吸入真空系統(tǒng)(真空度(2.71.4)104Pa) -析出過飽和空氣-析出氣泡捕集水中顆粒浮到水面。特點(diǎn)：能耗小，

29、但氣浮池結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（4）電解氣浮法原理：廢水電解槽 * 陰極：細(xì)小氫氣泡（20100m）- 粘附顆粒物上浮。 * 陽極：鐵或鋁陽極板氧化溶解-氫氧化物-具有混凝劑作用。特點(diǎn)：小氣泡數(shù)量多（161017個(gè)/m2 min），浮選沉降同時(shí)進(jìn)行，效果好。 （5）生物浮選法 原理：廢水中微生物的增長和活動(dòng)（主要是細(xì)菌呼吸活動(dòng)）產(chǎn)生CO2氣泡-粘附顆粒物上浮。特點(diǎn)：產(chǎn)氣量小，過程慢，難實(shí)現(xiàn)。三、電滲析1.原理 直流電場 陽離子交換膜：只允許陽離子通過 陰離子交換膜：只允許陰離子通過三個(gè)過程： a.離解：廢水中電解質(zhì)-電場作用-陽離子、陰離子b.離子遷移：陽離子-負(fù)極，陰離子-正極 -淡水室, 濃水室c.電

30、極反應(yīng)：陽極-氧化反應(yīng)、陰極-還原反應(yīng)。2.應(yīng)用 海水：淡化-飲用水，工業(yè)水；濃縮-食鹽。 制高純水、分離廢水中污染物離子。 電滲析法能耗高，目前主要用于回收目的。四、反滲透膜 利用膜分離技術(shù)除去水中的溶解固體、大部分溶解性有機(jī)物和膠狀物。 1.原理 半滲透膜：水分子可以通過，水中溶質(zhì)、懸浮物不能通過。 分離條件：a.高選擇性、高透水性半滲透膜； b.操作壓力高于廢水滲透壓力。2.應(yīng)用 a.海水、苦咸水脫鹽； b.鍋爐給水和純水的制備； c.工業(yè)水（電鍍、造紙、印染、石化等）、城市污水深度處理。五、超濾法超濾法與反滲透法相同點(diǎn)：依靠推動(dòng)力（外壓力）和半滲透膜實(shí)現(xiàn)分離。超濾法與反滲透法不同點(diǎn)：超

31、濾法與反滲透法不同點(diǎn)：反滲透法超濾法操作壓力，MPa2100.10.5膜孔徑，m0.00030.060.00210分離物直徑， m0.00040.06（糖、鹽等）0.00510（大分子、膠體）分離物分子量500500應(yīng)用：生活飲用水制備（家用凈水器）； 工業(yè)廢水處理應(yīng)用廣泛。小結(jié) 通過物理化學(xué)過程，脫除廢水中某些細(xì)小的懸浮物及溶解的有機(jī)物。 物化處理法 ： 吸附法 浮選法 電滲析 反滲透 超過濾第五節(jié) 化工廢水的生化處理 有機(jī)化學(xué)工業(yè)發(fā)展-有機(jī)物污染物-物理或化學(xué)方法治理難度大-發(fā)展生物化學(xué)法。 生化處理法廣泛應(yīng)用于有機(jī)廢水、城市生活污水的二級(jí)處理。 內(nèi)容：# 生物處理方法分類 # 微生物及生

32、物處理 # 活性污泥法 # 生物膜法 # 厭氧生化法 # 生化處理法的技術(shù)發(fā)展一、生化處理法分類二、微生物及生物處理1.微生物的特征 肉眼看不見，顯微鏡下觀察到單細(xì)胞及多細(xì)胞生物。 廢水處理常見微生物：微生物新陳代謝：# 吸取營養(yǎng)物質(zhì)-酶催化反應(yīng)-合成新生物體，排泄廢物-生命體自我更新。 # 有毒物質(zhì)無害化。微生物來源廣，易培養(yǎng)，繁殖快，易變異，可馴化，適應(yīng)性強(qiáng)。2.酶及酶反應(yīng) 酶：存在于生物細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，微生物與廢水中有機(jī)物進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑。 酶催化劑的特征： a.催化效率高是一般化學(xué)催化劑的106-1013倍；如：1mol鐵每秒催化H2O2分解10-5mol， 1mol過氧化

33、氫酶每秒催化H2O2分解105mol， 后者是前者1010倍。 b.酶的活性大小與環(huán)境條件密切相關(guān)； 環(huán)境：溫和的溫度、壓力，pH值接近中性，重金屬離子少，有機(jī)物濃度適中，低紫外線、低輻射等。 c.有些物質(zhì)（如鎂、鉀離子等）-酶激活劑； 有些物質(zhì)（如重金屬離子、氰化物等）-酶抑制劑。 d.酶的專一性：一種酶只能作用于一些結(jié)構(gòu)極其相似的化合物。不同水質(zhì)-對(duì)微生物要篩選、馴化。3.生化法對(duì)水質(zhì)的要求（1）pH值：好氧生物處理，pH值 69； 厭氧生物處理，pH值 6.58。（2）溫度：2040（3）水中營養(yǎng)物質(zhì)及其毒物 營養(yǎng)物質(zhì)：碳源、氮源、磷源、無機(jī)鹽類等； 毒物：a.重金屬離子：鉛、鉻、鎘、砷

34、、銅、鐵、鋅、等； b.有機(jī)物：酚、甲醛、甲醇、苯、氯苯等； c.無機(jī)物：硫化物、氰化鉀、氯化鈉、硫酸根、硝酸根等。4）氧氣 a.好氧生化：O2是在降解有機(jī)物代謝過程中的受氫體； 外界供氧-溶解氧濃度：24mg/L。 b.厭氧生化：O2與代謝過程由脫氫酶所活化的氫結(jié)合形成H2O2 ，H2O2毒害微生物細(xì)胞； 隔絕空氣。（5）有機(jī)濃度 太高-水中含氧不足（好氧生化）； 太低-水中養(yǎng)料不足。 一般進(jìn)生化處理廢水：BOD5 5001000mg/L， 100mg/L4.好氧生物處理和厭氧生物處理 （1）好氧生物處理 好氧微生物(兼性微生物參與)+有機(jī)物+受氫體(水中溶解氧) 酶 催 化 新生物體+CO

35、2+H2O+能量 好氧新陳代謝 （2）厭氧生物處理 厭氧微生物(兼性微生物參與)+有機(jī)物+受氫體(水中有機(jī)物 或含氧化合物，如：SO42、NO3 、NO2 、CO2等) 酶 催 化 新生物體+CH4+CO2+H2S+NH4+能量 厭氧新陳代謝三、（好氧）活性污泥法 利用寄生于懸浮污泥上的各種微生物在與廢水充分接觸中通過其生化作用降解廢水中的有機(jī)污染物。1.活性污泥-懸浮生長的微生物絮體，具有生物化學(xué)活性(降解廢水中的有機(jī)物和部分無機(jī)物)。 組成:有機(jī)物1)活細(xì)菌(Ma)具有活性的那一部分微生物； 2)微生物內(nèi)源代謝的殘留產(chǎn)物(Me),無活性，難降解； 3)由原廢水帶入難降解的有機(jī)物(Mi),惰性。無機(jī)物 原廢水帶入, 吸附在活性污泥上的無機(jī)物(Mii),惰性物質(zhì)。表示: 混合液懸浮固體(MLSS -mixed liquor suspended solids) MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS-mixed liquor volatile suspended solids ) MLVSS=Ma+Me+Mi MLVSS=(0.750.85) MLSS活性污泥的性能指標(biāo)：活性污泥濃度, 污泥沉降比, 污泥容積指數(shù)（1）活性污泥濃度 1L混合液中所含懸浮固體(MLSS)或揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)的量